小岩体成大矿中的流体效应

冯修俊

摘 要： 分散的成矿元素通过地质作用聚集或富集在有限的空间范围内，这是矿床形成的普遍规律。分散元素聚集在特定的空间范围需要载体将其带入，而流体很好的充当了这一角色。根据已经发现的小岩体成大矿实例，成矿元素如果全是从该小岩体运移而来是不符合质量守恒定律的，因此必然存在岩体之外的成矿元素通过流体运移聚集到此成矿，这类小岩体成大矿具有特殊性，同时具有规律性，流体作为成矿载体也必然存在着与之相关的流体效应。本文在查阅了相关文献的基础上，对小岩体成大矿中的流体效应做简单的评述。

关键词： 成矿元素;流体;小岩体成大矿

【中图分类号】TD8 【文献标识码】B 【文章编号】1674-3733（2020）22-0280-01

1 引言

自20世纪中叶甘肃金川小侵入体镍矿床被探索发现之后，我国相继发现了许多“小侵入体成大矿”的实例。汤中立教授在对岩体规模进行划分时[1]，认为岩体最大的截面积不到10km2的可以称之为小岩体，小岩体成大矿的众多实例揭示小岩体成大矿在自然界具有一定的规律性。成矿物质的源、运、储过程，不但决定了矿床能否形成，还决定了矿床的规模、品位。而流体在成矿过程中，扮演了重要的角色，因此弄清楚成矿过程中的流体效应，具有重要意义。

2 小岩体成大矿中的流体形成机制

岩浆中均含有一定量的水，一般花岗岩浆的水含量达5%～8%左右，镁铁质岩浆中也含有少量的水含量。岩浆水和挥发分是组成岩浆流体的主要组分，火山喷发过程中均喷发出大量含金属元素的气体-流体。这是由于岩浆沿火山通道上升，压力、温度下降，岩浆中大量金属元素可能随挥发分分离析出，成矿元素主要以离子形式或细分散流体转入气相。因此火山喷发时当岩浆处于临界温度状态下，就会产生流体分离作用，并排出大量富含金属元素及水的火山气体，其主要组分为：挥发分（H2O、Cl、F、H2S、S）、造岩组分（K、Na、Si、Al）及成矿元素（Au、Ag、Pb、Zn、Cu、Sn、Fe）。根据花岗岩中流体包裹体成分分析：除含常量元素Al、Si、K、Na、Ca、Mg、Fe外，还含有HCO3-、SO42-、F-、Cl-、B2O42-、SiF62-、Ar、Li、Rb、Cs、Zr、Ti、Sc、Ga、W、Sn、Cu、Pb、Zn、Au等;另外，花岗岩流体还含有微量气体CO2、CO、CH4、N2、H2S、SO2、He、Ar等。在华南金属矿床中，微量气体含量表现为H2O>CO2>N2>CH4>CO，阴离子HCO3->SO42-> F->Cl-，阳离子为Na+>K+>Ca2+>Mg2+。我国许多金、锡、钨、铅、锌矿床常与流体包裹体中CO2、HCO3-高含量有关。

在小岩体成大矿中，以镁铁质、超镁铁质岩浆为例，其成矿机制为“深部熔离贯入成矿作用”[2-6]，实质就是在岩浆侵入现存空间之间，在深部已经发生了矿质的“预富集作用”，然后再一次或多次侵入现存空间成矿。而在其预富集过程中，岩浆由于重力分异作用、结晶分异作用及和围岩的同化混染作用，在这一过程中，势必伴随着大量的物理化学反应，释放水、挥发分等物质，形成含硅酸盐熔融体、水、挥发分、气体、成矿元素等的复杂流体。

3 讨论

由于小岩体成大矿往往形成大型超大型矿床，如果其成矿元素完全来源于小岩体中是不符合质量守恒定律的，所以其必定是一个开放系统。成矿系统的能力是有限的，成矿功能的存活时间也是有限的[7]。一切成矿作用的发生都与流体有关，在小岩体成大矿的过程中，流体一方面担任了成矿元素的“搬运工”，将开放系统内的成矿元素源源不断的搬运过来，使得小岩体成矿系统有足够的物源支撑其形成大型、超大型矿床。其次，根据汤中立教授多年对小岩体的研究，创造性的提出了导致小岩体成大矿的深部熔离-贯入成矿机制[2-6]，即母岩浆侵入现存空间之前，在深部岩浆房内就发生了熔离作用，使母岩浆分离为不同成分：上层大部分为无矿和贫矿岩浆，向下逐渐出现富矿岩浆，至最底层为矿浆，各层位间呈过渡关系。其中，无矿和贫矿岩浆大部分都侵入到不同空间，从而形成岩墙群或岩带。而剩余的富矿岩浆和矿浆可以多期次贯入同一空间，也可分别贯入不同空间，从而脱离岩浆主体单独成岩成矿。相对于就地熔离的矿床，这种深部熔离-贯入形成的矿床，其岩体体积会小得多，但矿化率却相当高，从而出现小岩体成大矿实例。这种成矿作用的特点既是能在短时间内富集大量矿物质，这也能够解释所发现小岩体成大矿实例的普遍现象。富矿岩浆，矿浆这类流体的贯入成矿显然不同于原始的流体成矿机理，它所需时间短，成矿储量大，在地质作用和构造应力的作用下，上侵直接导致成矿。但是，其在成矿作用发生之前，其仍然是符合流体成矿的机理，其机理是单一流体不混溶形成矿浆和硅酸盐熔浆，只不过这种流体成矿作用发生在真正的小岩体成大矿作用之前而为人们所忽视。我们为此不难发现，其在深部可能存在着大量的由单一流体不混溶分离形成的矿浆体，只不过是现有技术条件下并不能将人类工业活动延伸与此。在构造应力的改变和地质作用影响下，这类矿浆上侵导致成矿，上侵可以是一次，也可以是多次，这取决于区域构造活动的强烈以及是否存在着高效的运移通道。流体成为小岩体成大矿整个过程中矿床的最终来源，并串联起整个成矿作用，它是整个成矿作用的线索，在成矿作用过程中，它时时刻刻存在，任何它的终止，都会导致成矿作用的终止。

4 结论

（1） 岩浆流体是“小岩体成大矿”中矿质的最终来源;

（2） 流体在“小岩体成大矿”过程中担当了“搬运工”的角色;

（3） 流体是整个成矿作用的线索，在成矿作用过程中，它时时刻刻存在，任何它的终止，都会导致成矿作用的终止。

参考文献

[1] 汤中立，李小虎.两类岩浆的小岩体成大矿[J].矿床地质，2006，25（增刊）：35-38.

[2] 汤中立.金川硫化铜镍矿床成矿模式[J].现代地质，1990，4 （4）：55-64.

[3] 汤中立.金川含铂硫化铜镍矿床成矿模式[J].甘肃地质学报，1991，12：104-125.

[4] 汤中立.超大型岩浆硫化物矿床的类型及地质对比意义[J].甘肃地质学报，1992，1（1）：24-47.

[5] 湯中立，李文渊.金川铜镍硫化物（含铂）矿床成矿模式及地质对比[M].北京：地质出版社，1995.

[6] 汤中立.金川铜镍硫化物矿床岩浆成矿作用的偏在性[J].甘肃地质学报，1996a，5 （2）：73-85.

[7] 翟裕生.成矿系统论[M].北京：地质出版社，2010.