地幔柱活动助推力马河铜镍硫化物矿床的形成

李芳 刘洋

摘要：地幔柱是在热点的基础上提热点，热点是指来自上地幔中相对固定的火山的岩浆源。地幔柱的存在是造就全球巨大山脉的动力来源之一。本文作者对前人研究成果的学习，通过实地调查和实验，总结概括力马河铜镍硫化物矿床成矿原因、成矿阶段，最后得出即地幔柱活动推助力了马河铜镍硫化物矿床的形成。

关键字：地幔柱；成矿关系；力马河铜镍硫化物矿床

一、地幔柱的分类

地幔对流的主要形式是地幔柱构造，地幔柱分为冷地幔柱和地幔热柱两种类型，不同类型的地幔柱在成岩成矿过程中作用是不同的，冷地幔柱是指当大洋板块俯冲至地下670km深度时，此时岩浆会短时间停留，并且会形成冷地幔柱。热地幔柱涉及到地幔中的热对流，简单的讲就是释放地核热的过程中具有高温度及低粘度的岩浆体。地幔热柱并不是依附于板块运动，相反地幔热柱往往独立于板块运动，这也是地幔热柱引起学者高度关注的原因之一。

二、地幔柱的表现形式

至今为止地幔柱的表现形式并没有权威而又统一的提法，这个问题既是热点也是焦点。学者通过总结研究得出以下几种表象。（一）地壳隆升。地壳隆升是地幔柱最重要的表现形式，众所周知的喜马拉雅山脉就是由于欧亚板块和印度洋板块相互作用的情况下，经过很长的历史时期才得以形成，通过几代地质学专家常年研究得出全球大多数巨大型山脉的形成都与地幔柱活动有着密切的关系，由此可以得出地幔柱活动是造就巨大山脉的主要动力。不仅仅是这一观点得到相关学者专家的一致认同。地幔柱的存在是造就全球巨大山脉的动力来源之一。（二）火山岩浆活动。火山活动这一现象一直受到学者的关注，世界上火山活动主要分布在环太平洋火山带、大洋中脊火山带、东非裂谷火山带，喜马拉雅火山带。研究表明地幔柱的分布与火山的空间分布基本一致，这也进一步论证了地幔柱与火山活动之间存在着密切的关系。令学者惊奇的是全球热点空间分布与地幔柱及火山分布也基本一致。由此可以得出热点与地幔柱及火山活动三者之间的关系非常紧密。

三、地幔柱成矿原理

（一）形成超大型矿床必需要满足两个必要条件：第一较短时间内有足够多的成矿物质来源、第二高效率成矿流体和庞大的聚矿场。地幔柱活动可以为大型矿床的形成提供源源不断地物质来源，随着地幔热柱的上升，早期来自软流圈的高热物质导致下地壳形成大规模花岗岩岩浆，中后期地幔柱活动使得地幔成矿物质直接提供成矿物质来源。地幔柱所拥有的巨大热量可以活化某些成矿元素，为矿床的形成奠定基础。

此外，高效率的成矿流体是大规模成岩成矿的又一个极为重要的条件大型矿床的形成不仅仅是需要高效率的成矿流体，还需要成矿流体携带大量有效的矿化剂，地幔热柱的活动过程中产生巨大的热量促进了矿床的形成，并且最终形成成矿流体体系：同时富含大量成矿物质的幔源气体为大规模成矿流体富含幔源气体，成矿流体不断萃取出更多的成矿物质，随着时间和空间的推移，成矿流体的物理性质和化学性质会发生改变，机会一旦成熟成矿元素就会卸载成矿，最终形成矿床。

四、矿床实例

以力马河铜镍硫化物矿床为例。力马河铜镍硫化物矿床位于四川省会理县，该矿床的成矿岩体是镁铁一超镁铁侵入岩，成矿元素主要是铜、镍，该矿床富含硫化物，该矿床是峨眉山大火成岩活动的产物，其岩浆形成的环境与峨眉山玄武岩的形成環境非常相似。矿体主要产出部位有围岩处、接触带等，富矿体共有9个，主要分布在岩体西部边缘地带，矿体产状与含矿橄榄岩相一致。力马河铜镍硫化物矿床成矿阶段，该矿床成矿过程大致可归结四个阶段。首先岩浆在地壳深处发生重力分异和熔离作用。地壳深处的橄榄玄武岩浆，在一个构造运动相对稳定阶段，得以充分的液态重力分异和硫化物熔离，从而分化为不相混溶的液态熔融体，自上而下依次为不合硫化物的基性岩浆、富含硫化物的超基性岩浆和纯硫化物矿浆。这也是成岩成矿的主要阶段。其次基性岩浆上侵阶段。岩浆房上部的基性岩浆沿河断裂和裂隙上侵至地壳的某一位置，在上侵过程中，岩浆的温度和压力会逐渐降低，当压力和温度降低到成岩条件时，基陛岩浆慢慢冷却结晶并且伴随着不完善的垂直分异作用。最后形成闪长岩、辉长岩及其过渡岩相。此外，当闪长一辉长岩体形成之后，由于断裂的继承性活动，富含金属硫化物的超基性岩浆随之沿断裂上侵。在含矿橄榄岩脉形成之后，沿其节理有煌斑岩脉、伟晶辉石岩浆的贯入。这一阶段也称之为超基性岩浆贯入阶段.最后当含矿橄榄岩脉及其派生的伟晶辉石岩和煌斑岩脉形成之后，断裂再次复活，纯硫化铜镍矿浆沿断裂上侵，穿插于含矿橄榄岩、石灰岩、石英岩、伟晶辉石岩和煌斑岩之中，这一阶段称之为纯硫化物贯入阶段，经过四个阶段成岩成矿的过程，贯入型致密块状硫化铜镍矿脉最终得以形成。结论：（一）地幔柱的存在是造就全球巨大山脉的动力来源之一。力马河铜镍硫化物矿床为地幔柱活动所形成的超级矿床。（二）力马河铜镍硫化物矿床的共经历了四个成矿阶段，分别为岩浆液态重力分异和熔离阶段、基性岩浆向上侵入阶段、超基性岩浆灌入阶段、纯硫化物岩浆贯入阶段，四个阶段依次类推，经过漫长的地质过程，最终形成贯入型致密块状硫化铜镍矿床。（三）力马河镍矿形成于岩浆的硫化物熔离作用。地壳深部的大断裂为超镁铁岩浆上侵提供良好的通道。