煌斑岩的研究进展

李亮，祁婧



煌斑岩的研究进展

李亮，祁婧

（成都理工大学地球科学学院，成都 610059）

近年来地质学家越来越重视煌斑岩的分类、成因及其与矿产的共生关系等问题的研究。对于煌斑岩的分类，目前较为被认可的分类方法是依据化学成分的差异将其划分为超镁铁质煌斑岩、钙碱性煌斑岩、碱性煌斑岩、超钾质煌斑岩及过钾质煌斑岩。关于煌斑岩的成因，主要认为有“富集型地幔熔融模式”和“基性岩浆陆壳混染模式”两种成因模式。此外，研究发现煌斑岩还与金、铀、金刚石、铁等矿产有一定的伴生关系，特别是与金矿化在时空上有密切的联系，因此这种联系可以用来作为金矿的找矿标志。

煌斑岩；成因；分类；研究进展

德国地质学家Wilhelm von Gumbel最初用煌斑岩指形成小侵入体、含普通角闪石、斑晶状褐色云母但不含长石斑晶的岩石[1]。煌斑岩(Lamprophyre)是一种常见的暗色矿物含量较高的脉岩，多为斑状结构，含有较高含量的挥发组分H2O、CO2，同时有较多的S、P2O5、K2O、Na2O以及某些稀有元素。煌斑岩规模一般较小，但分布广泛，容易受到构造裂隙的控制，呈岩脉、岩床、岩墙等产状产出[2]。

表1 煌斑岩分类

1 煌斑岩的基本特征

1.1 煌斑岩的产出与分布

煌斑岩类是常呈岩脉、岩席、岩墙等产状形成放射状或平形状的岩脉群成群成列产出的富含铁镁矿物的暗色脉岩[3]，一般脉体长度变化从几米到几十千米不等，宽度变化为几厘米到几十米。从前寒武纪到第四纪都能发现煌斑岩的分布，主要集中于构造活动强烈的时代；煌斑岩在空间上主要分布在造山带周边区域、大陆裂谷区域、岛弧带、古大陆缝合周边以及转换断层带等各种不同的大地构造单元都有分布[4]。

1.2 化学成分与矿物成分

煌斑岩SiO2的含量在27% ~52%之间，Al2O3的含量介于8.04 ~19.86%，TiO2介于0.42 ~2.71%，铁镁钙偏高（TFeO 8% ~13%，MgO 10%左右，CaO 10% ~15%）、富碱和钛（Na2O+K2O 4% ~7%，TiO21% ~2%）[2]，挥发分含量也较高（CO2+H2O+3% ~6%，个别的达10%以上），煌斑岩中的挥发份既有原生的也有外来的成分，主要是跟其演化过程和后期的蚀变等作用有关[5]。煌斑岩具有富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba、K、Th等)、亏损重稀土元素和高强场元素(Ta、Nb、Ti、Hf等)[6]。

煌斑岩中铁镁矿物含量大于1/3，暗色矿物主要为黑云母和角闪石，辉石次之，少量橄榄石，还可以看见富钠或钛的碱性暗色矿物。浅色矿物主要为斜长石，也可是似长石。煌斑岩中还含有磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石等副矿物。

1.3 结构构造

煌斑岩的煌斑结构中暗色矿物大多以自形晶构成煌斑岩的斑晶、基质。斑晶主要为自形的黑云母和角闪石等铁镁矿物，基质由自形-半自形的硅铝矿物和自形的铁镁矿物构成细粒（或微晶）自形结构。煌斑岩的构造主要为块状构造，有时为斑杂构造、杏仁或气孔构造[7]。

1.4 煌斑岩的分类

Rock将煌斑岩类划分为四大类[8]：①超镁铁煌斑岩；②碱性煌斑岩；③钙碱性煌斑岩；④钾镁煌斑岩。翟淳[9]在总结Rock、威纳尔和斯特里克森等人关于煌斑岩分类方法的基础上，提出了一种新的分类方法，如表1。但是此表的分类方法只适用于粗略的半定量的划分煌斑岩。当详细的了解煌斑岩的实际矿物成分后可以使用APF图解进行分类（图1）。

图1 钙碱性、碱性和超碱性煌斑岩APF定量分类图

A=碱性长石，P=斜长石，F=似长石，M=铁镁矿物。1.云煌岩；2. 闪辉正煌岩；3. 云斜煌岩；4. 闪斜煌斑岩；5. 棕闪煌岩；6. 闪辉煌斑岩；7. 斜闪煌岩；8. 碱煌岩；9. 霞辉煌斑岩；10. 辉闪霞煌岩；11. 黄长煌斑岩；12. 无橄黑云碱煌岩

目前煌斑岩主要的分类方法是根据SiO2、K2O+Na2O及K2O、Al2O3、Na2O的相对含量将煌斑岩划分为超镁铁质煌斑岩、钙碱性煌斑岩、碱性煌斑岩、超钾质煌斑岩及过钾质煌斑岩[6]。

2 煌斑岩的成因

煌斑岩的成因较为复杂，迄今尚无定论。地质学者通过对煌斑岩的深入研究后，提出了不同的煌斑岩成因理论，其中富集型地幔部分熔融和基性岩浆陆壳混染两种成因模式[11]最为流行和被认可。

2.1 富集型地幔部分熔融模式

Rock曾认为来自地核或深地幔的交代流体交代上地幔产生的富集型地幔源部分熔融可以形成煌斑岩原始岩浆。富集地幔的形成主要有三种[7]。邱检生、王德滋[12]等对鲁西富钾火山岩及煌斑岩的主量元素、微量元素以及Nd-Sr同位素地球化学研究后发现煌斑岩表现出富碱富钾、富轻稀土及大离子亲石元素和贫高场强元素及亲铁元素的特点，表明富钾火山岩和煌斑岩均起源于富集型地幔的部分熔融。胡阿香[13]运用元素地球化学和同位素地球化学（Sr-Nd）同位素定年等方法手段，对湘中锡矿山煌斑岩的地球化学特征研究分析后发现湘中锡矿山煌斑岩起源于富集型地幔的部分熔融。因此富集型地幔部分熔融模式是较为被地质学者认可的一种成因模式。

2.2 基性岩浆陆壳混染模式

煌斑岩基性岩浆陆壳混染成因本质上就是煌斑岩在形成运移过程中受到陆壳物质不同程度的混染，由于煌斑岩中Cr、Ni的含量较高，一些学者认为煌斑岩是地幔源基性岩浆同化大陆硅铝壳产生的，母岩主要是交代富集地幔。通过对华北克拉通太行山地区煌斑岩化学成分研究发现该煌斑岩主要是因为富集不相容元素的大陆岩石圈地幔发生了较弱的部分熔融，熔融产生的熔体在上升过程中发生铁镁相矿物的结晶分异并受到下地壳的混染[14]。

3 煌斑岩与成矿的关系

3.1 煌斑岩与金矿的时空关系

煌斑岩与金矿的共生关系是近几年煌斑岩的研究热点，地质学家通过对煌斑岩与金矿共生关系研究总结出一条关于煌斑岩与金矿的规律：“矿期生金、矿后吃金”，即煌斑岩在成矿期可以形成金矿，但是在成矿后煌斑岩又会破坏矿体[15]。因此，煌斑岩与金矿体在时空及成因上的联系非常密切。

1）煌斑岩和金矿体的空间关系：金矿区广泛发育有煌斑岩，金矿富矿体受煌斑岩脉控制明显。据国内外一些金矿床的统计资料表明，凡是有煌斑岩出露的金矿床区，均发育有深断裂和与之有关的岩浆活动，并且还出露有中基性和超基性岩脉[16]。

2）煌斑岩与金矿体在时间上的相近性：按煌斑岩与金矿体的穿切关系，煌斑岩脉可分为矿前、矿期和矿后三种类型[17]：① 煌斑岩形成于金矿化之前：主要为钾镁煌斑岩和超镁铁煌斑岩。后期的构造活动或变质作用使煌斑岩中的金活化，并且在构造有利部位富集；②煌斑岩与金矿化“同时”形成：煌斑岩从地幔向地表运移过程中混染了部分地壳物质，释放金及伴生元素，并且在有利的部位富集成矿，主要为钙-碱性煌斑岩；③煌斑岩形成于金矿化之后：这种类型的煌斑岩会切穿金矿体,起到破坏金矿体的作用，或矿化叠加、增强的作用。

3.2 煌斑岩与金矿成因关系

煌斑岩是地壳火成岩中金含量最高的岩石，就背景值而言，煌斑岩有可能为金的矿源，钙碱性煌斑岩可以提供金成矿所必须的H2O、CO2、S、K等组分。金成矿热液是富C02的低盐度溶液，煌斑岩岩浆热液的特征与之一致，并且煌斑岩中硫含量达0.1%~0.2%，可以提供形成金矿床所必需的硫源。煌斑岩在金成矿过程中可以作为还原剂，煌斑岩中Fe2+、S2-等低价元素含量高，还原能力强，尤其是主要造岩矿物包裹体中含有许多强还原气体H2S、CH4、CO等，使含金热液在煌斑岩中或其附近沉淀富集，提供了一个地球化学屏障[17]。

地质学者根据相关资料分析总结后认为煌斑岩与金矿成因可能主要受构造因素、煌斑岩本身的性质以及幔源C-H-0流体的分异演化等因素的影响。

1）构造因素[11]：煌斑岩一般是幔源岩浆活动的结果，它们会在特定的构造背景下侵入到地壳浅部，如超壳断裂等。煌斑岩沿主要构造带产出，金矿化往往与煌斑岩伴生，煌斑岩和金矿化的成因与会聚板块的边缘构造有关，它们都是在构造环境向下延伸到达地幔的构造侵位的产物，但彼此来自不同的源区。实质上，与中温热液金矿伴生的煌斑岩主要是钙碱性煌斑岩，这类岩石与早期绿岩带演化无关，但在时间上、空间上和与俯冲有关的转换挤压后碰撞、造山及挤压剪切带构造环境关系密切。

2）煌斑岩本身的性质[11]：煌斑岩是一种富含大离子亲石元素、稀土元素等不相容元素的暗色脉岩，它们独特的物理和化学性质，也是煌斑岩与金矿化伴生的重要因素。首先，煌斑岩中挥发份（CO、S、F、Cl）的含量高于一般的火成岩，这些挥发份有利于金的活化转移[18]。其次，煌斑岩在侵位结晶过程中会释放出热能促进大气降水深循环，这种循环与岩石相互作用从中萃取金等成矿元素并在适宜的成矿场所富集成矿。最后，煌斑岩具有界面效应，因为煌斑岩与围岩不同的物理化学性质会导致它们的接触处产生强烈的“界面效应”[18]，即地球化学障。

3）幔源C-H-O流体的分异演化[11]：幔源C-H-O流体上升进人地壳后，由于压力降低以及挥发份组成的变化而形成富含硅碱质的C-H-O流体及富含镁铁质的硅酸盐流体，前者会引发并参与地壳中的某些热液成矿作用(如金矿化等)，而后者在地壳浅部形成钙碱性煌斑岩。

4 结语

煌斑岩广泛发育于不同的构造背景中，产出形式较为复杂，它的组成含量因矿床的产出背景不同而存在差异，它是研究地幔物质上涌过程同地壳相互作用以及地幔演化的重要对象。煌斑岩主要可以分为超镁铁质煌斑岩、钙碱性煌斑岩、碱性煌斑岩、超钾质煌斑岩及过钾质煌斑岩。主要有 “富集型地幔熔融”和“基性岩浆陆壳混染”两种成因模式。煌斑岩与金、铅、铀、金刚石等矿产的密切联系，特别是金矿床，煌斑岩与金矿化主要受构造因素、煌斑岩本身的性质以及幔源C-H-0流体的分异演化等因素的影响。

[1] Tyrrell G W. 岩石学原理(张文佑, 和刘作茹译)[M]. 北京: 地质出版社, 1958: 1-273．

[2] 林玮鹏, 丘志力, 李子云, 等. 湖南宁乡V号岩管煌斑岩的岩石地球化学特征[J]. 资源调查与环境, 2009(第3期)．

[3] 潘春明. 浅析斑岩型铜矿的特征及成因[J]. 中国科技博览, 2014.

[4] 邓欣, 周留煜. 煌斑岩的特征及成因综述[J]. 中山大学研究生学刊(自然科学. 医学版), 2011.

[5] 瓦西拉里, 李红中, 梁锦, 等. 煌斑岩的种类、成因及其与成矿作用的关系[J]. 中山大学研究生学刊(自然科学.医学版), 2011.

[6] 孔华, 全铁军, 奚小双, 等. 湖南宝山矿区煌斑岩的地球化学特征及地质意义[J]. 中国有色金属学报, 2013.

[7] 卢良兆, 许文良. 岩石学[M]. 地质出版社, 2011.

[8] Rocknicholas M S. The nature and origin of lamprophyres: an overview[J]. Alkaline Igneous Rocks, 1987.

[9] 翟淳. 论煌斑岩的分类和命名[J]. 成都地质学院学报, 1982.

[10] 翟淳. 论煌斑岩的成因模式[J]. 成都地质学院学报, 1981.

[11] 丁清峰. 煌斑岩及其与金矿关系研究的进展[J]. 世界地质, 2001.

[12] 邱检生, 王德滋, 曾家湖. 鲁西中生代富钾火山岩及煌斑岩微量元素和Nd-Sr同位素地球化学[J]. 高校地质学报, 1997.

[13] 胡阿香. 湘中锡矿山煌斑岩的地质地球化学特征及其成因研究[D]. 中南大学, 2013.

[14] 张勇, 陈斌, 邵济安, 等. 华北太行晚中生代煌斑岩地球化学特征及成因探讨[J]. 岩石矿物学杂志, 2003.

[15] 季海章, 赵乙英, 周顺之, 等. 煌斑岩与金矿床的关系[J]. 矿物岩石地球化学通讯, 1990.

[16] 季海章, 赵懿英, 卢冰, 等. 胶东地区煌斑岩与金矿关系初探[J]. 地质与勘探, 1992.

[17] Rock M S. Groves D I. Do lamprophyres carry gold aswell as diamond[J]. Nature , 1988．

[18] 赵志强, 郭碧莹, 孔华, 等. 煌斑岩与金矿床关系研究述评[J]. 南方金属, 2014.

Advances in Research into Lamprophyre

LI Liang QI Jing

(College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

Geologists have paid great attention to lamprophyre, including its classification, genesis and relation to minerals. At present, lamprophyre is divided into ultramafic, calc-alkaline, alkaline, ultrapotassic lamprophyre and perpotassic lamprophyre. Genesis of lamprophyre has enriched mantle melting model and basic magma-continental crust contamination model. The study reveals that lamprophyre is related to Au, U, Fe and diamond deposits.

lamprophyre; genesis; classification; advance

2017-06-12

李亮（1996-），男，四川达州人，本科在读，专业方向：资源勘查工程专业

P581

A

1006-0995（2018）01-0023-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.01.005