致矿小岩体的出露面积特征

2011-01-06曾云川王永恒邓铭哲梁亚运

科技传播 2011年17期

关键词：成矿作用岩浆矿床

曾云川，王永恒，邓铭哲，梁亚运，马元

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083

致矿小岩体的出露面积特征

曾云川，王永恒，邓铭哲，梁亚运，马元

中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083

小岩体成大矿已是客观事实，但是多大的出露面积才是小岩体，目前还没有一个较为确定的范围。本文对国内外约100个成矿小岩体的出露面积进行统计，从统计学的角度指出什么的岩体才是小岩体。统计结果为野外地质提供了一个定性标准，旨在为快速资源勘查和矿产储量评估提供一个新的参考标志。

小岩体；岩体面积；复杂性系数；透岩浆成矿作用

1 小岩体成大矿学说的提出与进展

自从格林论提出岩浆热液成矿理论以来，岩浆活动与成矿总用的关系得到了广泛承认。传统理论认为，由融离作用产生的矿床，其规模大小与侵入体之间存在正比关系，即大的侵入体中产大矿床，小侵入体只能产小矿床。然而我国的大型和巨大型铜镍硫化物矿床均产在小侵入体中，比如金川、驱龙等，因而小岩体与大规模成矿作用的关系在近年来得到重新重视。汤中立（2002）和汤中立等（2006）重新强调了小岩体的找矿意义，并按成矿机制的不同划分出两类与成矿作用有关的小岩体和9种成矿类型。就小岩体成矿的原因，传统的岩浆热液成矿理论认为是由于深部的大岩浆房（体）发生二次融离的结果。但是，一方面，寻找大岩浆房（体）本身的证据不足；另外一方面，这类岩体中很难见到分离结晶作用的现象（罗照华等，2007；张旗等，2007），并且分离结晶作用与成矿总用之间似乎并不存在普遍联系。例如红旗岭分异较好的1号岩体其含矿性反而不如分异较差的7号岩体。以东沟钼矿为例，实际所需流体体积至少是东沟斑岩体估计体积的3.34倍，显然如此巨量的流体是不可能被溶解或包含在熔浆中的。因此，罗照华等人提出了透岩浆成矿作用，认为岩浆不是流体的来源，而只是流体的通道。岩浆体系由熔浆和流体构成，熔浆和流体因为相互需要而耦合到一起参加成与成矿作用，较为合理的解释了小岩体成矿的机制（罗照华2006，罗照华等2009）。

2 致矿岩体出露面积的范围

小岩体与大规模矿床紧密相关已经是周所周知的事实，然而什么是小岩体还缺乏一个准确的定义。结合经验认识，汤中立院士指出“小岩体规模即岩体的最大变化截面积可以大到n（n＜10）km2，小到0.00nkm2，一般在lkm2左右或更小”（汤中立，2006）；而李德东则结合岩墙长度/宽度比值，运用数值模拟的办法估算出致矿侵入体的最小出露面积分别约为312m2～1516m2（玄武质岩体），0.014km2～0.068km2（石英闪长玢岩）和 0.011km2～0.034km2（花岗斑岩）（李德东，2011）。中国与小岩体有关的矿床实例非常多，比如在东秦岭一带，与钼矿有关的岩体一般多小于2km2，最小不足0.01km2（卢欣祥，1985；罗铭玖，1991）。在前人工作的基础上，本文统计了约100个国内外典型的与小岩体有关的矿床的岩体出露面积，进而估算致矿岩体出露面积的范围。需要指出的是，随着研究程度的提高，许多以前认为与大岩基有关的矿床也被证实其实致矿的根源还是小岩体，比如多宝山铜（钼）矿，很长一段时间被认为矿床是与花岗闪长岩（出露面积8km2）为主的复式岩株有关，但后来被证实真正与成矿作用相关的是花岗闪长斑岩（0.16km2）。

编号S S地区矿床名称矿产地区矿床名称矿产（km2）编号（km2）1 安徽狮子山 Cu 0.15 51 江西德兴铜厂 Cu、Mo 0.7 2 安徽铜官山 Cu 1.4 52 江西朱砂红 Cu、Mo 0.06 3 安徽沙溪 Cu 1 53 江西富家坞 Cu、Mo 0.16

4 北京大庄科 Mo 1 54 江西武山 Cu 0.6 5 北京董家沟 Mo 0.7 55 江西阳储岭 W、Mo 0.3 6 福建行洛坑 W 0.13 56 江西城门山 Cu Mo 0.8 7 甘肃金川 Ni 1.34 57 江西西华山 Se 5.02 8 甘肃小柳沟 Mo 1.5 58 辽宁杨家子仗 Mo 0.07 9 甘肃大水 Au 1.2 59 辽宁肖家营子 Mo 0.62 10 甘肃公婆泉 Cu 0.08 60 辽宁下营子 Cu、Mo 0.54 11 甘肃公婆泉 Cu 0.22 61内蒙古乌奴格吐山Cu、Mo 0.5 12 甘肃白山堂 Cu 0.35 62内蒙古扎鲁特旗 Cu、Pb 2.25 13 甘肃年木耳 Cu 1.2 63内蒙古白乃庙 Cu、Mo 4.5 14 甘肃黑山 Cu 0.25 64 山西铜矿峪 Cu、Mo 0.12 15 甘肃塔儿沟 Se 0.02 65 陕西金堆城 Mo 0.067 16 广东尖山 Fe 0.5 66 陕西煎茶岭 Cu、Ni 5.5 17 广东梅岭 Cu 0.45 67 西藏玉龙 Cu 0.64 18 广东莲花沟 W 0.5 68 西藏驱龙 Cu、Mo 0.75 19 广东银岩 Se 0.06 69 西藏驱龙 Cu、Mo 0.15 20 河北安妥岭 Mo 0.5 70 西藏多霞松多 Cu Mo 0.22 21 河北小寺沟 Cu 7 71 西藏扎拉尕 Cu Mo 0.59 22 河北木吉村 Cu 1 72 西藏莽总 Cu Mo 0.3 23 河南上方沟Mo、Fe 0.05 73 西藏马拉松多 Cu Mo 0.15 24 河南三道庄Mo、W 0.12 74 西藏吹败子 Cu、Mo 0.15 25 河南大银尖Mo、Cu 0.133 75 西藏朱诺 Cu 1.2 26 河南东沟 Mo 0.01 76 新疆图拉尔根 Ni、Cu 0.005 27 河南母山 Mo、Cu 1.2 77 新疆喀拉通克1号Ni、Cu 0.075 28 河南周庵 Cu、Ni 1.39 78 新疆喀拉通克2号Ni、Cu 0.2 29 河南秋树湾Cu、Mo 0.1 79 新疆黄山东 Cu、Ni 2.8 30 河南八宝山Cu、Mo 1.4 80 新疆黄山北 Cu、Ni 2.8 31 河南莲花沟 Mo 0.8 81 新疆土墩 Cu、Ni 0.98 32黑龙江多宝山 Cu 0.16 82 新疆黄山 Cu、Ni 1.7 33黑龙江五道岭 Mo 0.8 83 新疆延东 Cu、Mo 0.07 34 湖北铜山口 Cu 0.33 84 新疆来历斯高尔 Mo、Cu 0.15 35 湖北铜录山 Cu 1.12 85 新疆坡十 Cu、Ni 1 36 湖北封山洞 Cu 0.72 86 新疆坡一 Cu、Ni 2 37 湖北阮家湾 W 1.12 87 新疆包古图 Cu、Au 0.84 38 湖北鸡笼山Cu、Au 1.2 88 新疆喀拉萨依 Cu 0.03 39 湖北付家山 W 0.03 89 新疆土屋 Cu、Mo 0.1 40湖南柿竹园W、Mo 5.9 90 云南个旧卡房新山Cu、Fe 0.32 41湖南柿竹园W、Mo 4.1 91 云南白马寨 Cu、Ni 0.35 42 湖南瑶岗仙 W 1.2 92 云南马场箐 Mo、Cu 1.36 43 吉林红旗岭1号Ni、Cu 0.2 93 云南血鸡坪 Cu Mo 2.5 44 吉林红旗岭7号Ni、Cu 0.08 94黑龙江金堂沟 Cu、Mo 1.03

表1 中国小岩体有关矿床岩体面积及岩性统计

岩体面积S分布直方图

的频率分布直方图可以看出，S大致符合指数分布，则LgS可能符合正态分布。表中最后一列给出了取对数的LgS的值，用spss分别进行非参数检验和p-p图检验。其k-s检验中中双侧p值（sig值）为0.386，大于0.05，因此LgS是正态分布的假设是正确的。在p-p图中，所给的点基本集中在45°的对角线上，最大偏差在-0.08到0.05之间，从而进一步验证了LgS是服从正太分布的。其方差和均值分别为0.44和-0.29。

众所周知，正态分布中，除开μ±3σ以外的概率可以忽略不计。由此可以认为LgS的最小值μ+3σ为-2.27，对应的S为0.005km2。至于成矿岩体的上限，如果用μ+3σ作为上限则明显偏大，而事实上μ±2σ所囊括的范围就已经达到整体的95.44%。如果把所有致矿岩体的面积看做一个整体，那么由此确定的与小岩体有关的矿床就占了整个和岩浆作用有关的矿床的95.44%。而现实中也的确存在少部分与大岩基有关的矿床，却很少发现比0.05km2（东沟斑岩钼矿除外）所以用μ±2σ来作为统计的上限

也符合科学依据和实际现象。那么LgS的最大值μ+2σ，对应的S为10.88。有趣的是，这与李德东的模拟结果和汤中立的经验认识认识吻合的非常好。

透岩浆成矿作用认为，流体库当时的规模和流体/熔体的比值很有可能小岩体成大矿的根本原因，而具体是否成矿和矿床产出的具体位置，则与流体和熔体体系的上升速度和冷凝速度有关。体积过大的岩体流体/熔体比较小的体特征，因此不利于流体的圈闭，这时含矿流体很有可能释放到围岩中参与成矿作用甚至于完全逃逸而导致无矿，而体积过于太小的岩体，虽然流体/熔体比值大，但由于侵位速度过快，不具备圈闭流体的能力，此时岩体多为无矿，（罗照华2006，罗照华等2009）。因此，应当存在具有圈闭流体或者流体逃逸后还能在围岩中参与成矿作用的岩体必定有一个体积上的界限，即我们在工作中发现的能致矿的小岩体。岩体出露面积与岩体体积之间通常是正相关。因此，从上述的分析和统计的结果来看，出露面积应该在0.005km2到10.88km2之间的岩体才是具有很大含矿潜力的。