元古宙祁连古陆块大规模岩浆事件及熔离成矿

金矿成矿的地质背景条件~

北祁连山地区的大地构造位置、区域地质构造环境的特征与其演化、成矿物质的来源与控矿因素等条件是否具备，则是金矿成矿过程能否得以完成的基础。因而认真分析这些重要基础问题，查明成矿背景条件乃是十分必要的。
1.成矿区域的大地构造位置
北祁连山金成矿区域涉及的主体范围为通常所说的北祁连山加里东褶皱带，是早古生代优地槽或裂谷－岛弧体制阶段演化的结果。由于它占有华北古陆南缘的特定时空位置，古地壳的不稳定性和构造的活动性，决定了北祁连山地区成为早古生代的造山带，并经后续多阶段的构造演化至今，无不叠加有深深的烙印。来自东方的环太平洋构造域和来自西南的特提斯构造域相比，后者的影响较为突出。印度板块的不断向北俯冲，青藏高原不断隆升，作为青藏高原东北边缘的北祁连山加里东褶皱带则不断地遭受着海西、印支、燕山、喜马拉雅等褶皱期构造运动旋回的影响，新构造运动、地震灾害频繁，热泉成矿活动多见，均表明北祁连山成矿域具有特定的大地构造位置。这对金矿的成矿来说，尤为重要。
2.成矿区域的地质环境
北祁连山成矿域是在元古宙原始地壳沿古河西系构造裂陷发生，经过裂谷、大洋化、岛弧阶段的建造期 ；俯冲、碰撞阶段（O—D）的造山期阶段以及进入上叠盆地（C—T）、盆－山构造（J—现代）等陆内造山阶段的改造期。从北祁连山复合造山带的演化历史来考察，可归纳出以下诸多的地质构造环境特征：
1）寒武—奥陶纪海相火山岩、火山－沉积岩的分布特征
寒武—奥陶纪海相火山岩、火山－沉积岩的广泛分布，表明裂谷－岛弧环境火山活动强烈，除大规模造岩的同时，并把上地幔、下地壳的贵金属、多金属等造矿元素借以有利的构造途径和各种状态的载体有可能运移到地壳的浅表部。随着不同的演化阶段，建造了双峰式钙碱性—偏碱性的细碧岩－石英角斑岩系和准同期的铁－铜－硫成矿系列（寒武纪裂谷期）；以基性为主体的细碧－角斑岩系和准同时的铁－铜－硫成矿系列（奥陶纪岛弧期）；超基性—基性岩带集中分布的蛇绿岩杂岩带，具有洋脊洋岛拉斑玄武岩系特征，是洋脊裂谷、岛弧裂谷深切洋壳重熔的结果，在洋盆闭合碰撞过程中，洋壳残片仰冲所致。在青海境内，走廊南山南坡黑河断裂以北西起边麻沟东至白柳沟一带中晚寒武世以中酸性火山岩为主的火山岩系分布广泛，酸性火山穹窿（短背斜）控制着白银厂－小铁山式铜、多金属硫化物矿床成群成带分布。托来山西起龙孔大坂东至扎麻什克东沟一带以早奥陶世基性火山岩为主的火山－沉积岩系和基性—超基性岩带相伴发育，是蛇绿岩带分布的主要地段。除铬铁矿（玉石沟）、石棉（双岔）、玉石（玉石沟）等矿产与超基性岩直接相关外，还有铜－锌型硫化物矿（阴凹槽）、铁矿（大水沟、小水沟）铜－金矿（大二珠龙）、金矿（红土沟—川刺沟）等系列分布。
除托来山蛇绿岩杂岩带外，走廊南山北坡亦有岛弧扩张脊的蛇绿岩套发育，主要分布在甘肃境内，而在托来山南坡延至红沟、大坂山地区，双峰式细碧－角斑岩－石英角斑岩系及基性—超基性岩亦有出现，早期有学者认为红沟铜矿可与产有塞浦路斯型铜矿的洋脊蛇绿岩套环境相类比。近期夏林圻、夏祖春等（1996）认为在晚奥陶世是被动大陆边缘新生裂谷环境；但笔者认为不排除在晚奥陶世北祁连洋扩张的停止，有可能往南侧俯冲，原被动大陆边缘活化具有类岛弧环境的特征。红沟含矿火山岩系仍可能是大洋闭合、碰撞过程，由北向南逆冲拼贴，推覆于前寒武纪变质岩基底之上。
2）多阶段岩浆－构造演化与不同构造型式对成岩成矿过程的控制特征
北祁连山地区在元古宙至早古生代，已是处于中朝—塔里木陆块南缘，即阿拉善、柴达木等两地块间的构造活动环境，该区内前寒武纪基底微地体的存在和早古生代火山岩浆活动的记录表明这一点，但其主要演化阶段应为古生代。在早古生代经历了优地槽的发展历程；以板块运动而论，经历了陆内裂谷—洋脊扩张—岛弧俯冲—大洋消减，在早古生代末，晚古生代早期碰撞造山。目前所见走廊南山北坡复向斜、走廊南山南坡复背斜，托来山复向斜的三分格局显示了北祁连山中西段的整体特征。沟－弧－盆体系的记录表明不同的构造环境分布着火山岩、岩浆岩各异的岩浆岩带，如中—上寒武统双峰式火山岩系主要分布在走廊南山南坡黑河—祁连河以北的复背斜带；早—中奥陶世基性火山岩系、基性—超基性岩带（或称蛇绿岩杂岩带）主要分布于上述中间复背斜带南、北两侧复向斜带。相应的花岗岩浆的侵入活动沿走廊南山北坡、托来山南坡区域边界深大断裂带发育。在青海境内较大的中酸性侵入岩体主要在北祁连山加里东褶皱带与中祁连山分界转换部位分布，在火山岩、火山－沉积岩系分布区内，除小规模的中酸性岩株、岩脉外，中酸性岩浆侵入活动显示并不强烈。
晚古生代天山、秦、祁、昆等复合造山带的形成，对中国大陆的拼合及最后转入陆内造山起到十分重要的作用。在北祁连山加里东褶皱带的基底上，经过石炭一二叠纪上叠盆地的发展阶段，由海相、海陆交互相向陆相过渡，晚古生代含煤沉积经过晚古生代末至中生代早期断－褶运动，沿区域构造线NW—SE向呈断陷盆地展布，相应的岩浆侵入活动并不强烈。从中生代至新生代进入盆山发展阶段，形成现今的地质结构面貌，盆山体系展示了复合造山带发生、演化的历史记录，成岩、成矿时空分布的相应规律，为探索金的成矿地质环境提供了信息。
3）区域岩石地球化学特征
北祁连山地区曾进行过区域化探扫面和部分点上的大比例尺化探工作，积累了较丰富的资料，目前因资料未能收集齐全，也没有经过统计和综合整理，这里仅就少量的资料，粗略反映本区部分岩石地球化学场特征。根据1:20万野牛台幅和祁连幅少量岩石测量资料反映，有以下特征：
①Au元素在中寒武统地层中有明显富集趋势，其富集系数最高为2.8；②Au元素在闪长岩内富集，其富集系数为 2.0，稍次在斜长花岗岩内富集系数为1.7；③与金密切相关的元素 As、Sb在奥陶系地层和志留系地层中富集系数较高。As元素在奥陶系地层中富集系数最高为1.7，其次在志留系地层中富集系数为1.5;Sb元素在志留系地层中富集系数最高为2.1，在奥陶系地层中为1.5。
根据1:5万达郎农饲队幅和祁连县幅，岩石测量资料统计计算结果见表5-1。
表5-1　达郎农饲队幅、祁连幅岩石含金性统计结果表


金元素主要富集于中寒武统绢云母石英片岩中，其Au元素的含量平均值最高，离差大。在副变质岩和寒武系、奥陶系各类火山岩中，尽管Au平均含量不算很高，但离差较大，反映Au元素在上述地层岩石中易于局部富集。
图5-1、5-2、5-3等主要表明了白银厂－小铁山式块状硫化物矿床的含矿火山岩系若干元素组合的地球化学场特征。海相火山岩区喷气－火山成因类块状硫化物矿床主要为铜、铅、锌等铜－多金属矿床；但一般均含贵金属元素伴生矿产，且以金、银为主体。含矿火山岩系及其相应的多金属、贵金属矿床所对应的区域地质环境和地球化学场不仅是多金属矿床的成矿背景，亦是共伴生Au(Ag）矿产的成矿背景。虽在时间维上前者为早，后者从准同时延至后期改造叠加阶段，但在空间维上两者往往紧密相依，赋存于同一含矿岩系、同一构造部位、同一构造－岩性－矿化蚀变带内。原来的喷气沉积成因的块状硫化物矿化带、矿床、矿体不仅构成金（银）矿初步富集的载体，而且事实上构成了贵金属的物质来源，即矿源层。

图5-1　白银厂矿田及小外围区域岩石、含矿岩系与近矿围岩微量元素含量曲线（据邬介人等，1994）

①—区域围岩；②—基性火山岩；③—中基性火山岩；④—酸性火山岩；⑤—含矿岩系；⑥—近矿围岩
将白银厂矿田及其小外围区域岩石、含矿岩系与近矿围岩的若干金属元素按其序号排列作出了含量对比曲线（图5-1），其总体特征反映了铜、铅、锌的高丰度值，其中含矿岩系近矿围岩更为突出。虽然曲线中缺少Au、Ag等连结点，但一般与Au、Ag矿化有关的Cu、Pb、Zn组合和As、Sb、Bi、Hg指示元素异常相伴出现。无疑构成了伴共生金矿地球化学场的有利特征。

图5-2　白银厂矿田各矿床和矿化带主金属元素分布特征（据邬介人等，1994)

1—折腰山；2—火焰山；3—四个圈；4—小铁山；5—铜厂沟；6—拉牌沟
对比白银厂矿田主元素在诸矿床或矿化带的分布特征，表明诸矿床的矿化度（Cu+Pb+Zn）曲线与贵金属的Ag曲线基本一致。折腰山、小铁山矿床规模大，Ag与主元素（Cu、Pb、Zn）正相关。铜－多金属块状硫化物矿床的矿石一般认为是喷气沉积产物，矿石是“特殊”的岩石。折腰山、小铁山矿的伴生型金矿、银矿储量可达大、中型金、银矿规模。对金、银而言，其地球化学行动与铜、铅、锌元素相似而有差异；因而多金属矿床、矿化带、矿石亦是伴生型贵金属金、银矿产的矿源层、就位空间与矿化蚀变围岩；同时亦是共生型以至独立型金、银矿床的就位空间。
白银厂区域岩石、矿床主金属元素原生晕比值与折腰山、火焰山Cu-Zn型矿床、小铁山Zn-Pb-Cu型矿床主元素金属储量比三角图表明区域岩石、矿床（区）和矿床储量等三者三步变化趋势。说明火山岩系和诸矿床（区）相对集中于Zn-Pb-Cu型的分布区域内，前者较分散，后者显示集中的趋势；以折腰山、火焰山矿床和小铁山矿床而言，主元素储量比向两极分散，前者接近Cu端员点Cu(Zn）型域，后者更接近Pb-Zn型域。在白银厂矿田两类矿床Cu、Pb、Zn的集中过程中，相伴的金、银元素必然得到初步的富集，后期因素的叠加改造有可能引起金、银元素的再迁移再富集，加富老矿体，产生新矿体。
3.成矿前的控矿因素与物源的准备
从北祁连山复合造山带区域地质背景和基本成矿事实出发，以最新金矿成矿理论为指导，来总结本研究区金矿类型及其控矿因素，不难显示其各自的重要性。归纳起来有以下几点。
（1）“构造”因素在金成矿过程中占有主导地位，板块构造体制控制着北祁连山裂谷－岛弧系的发生、发展以及大洋板块的不断消减直至碰撞造山。区域大断裂一般都是超壳断裂，往往控制着岩浆的上侵通道、火山活动中心与盆地的沉积，不同板块的接合带、俯冲消减带、碰撞带都经历了热动力变形变质过程。巨大的韧性、韧脆性剪切带、强片理化构造破碎带为深源成岩成矿物质转移至地壳的浅表部提供了通道。更低级序的构造可直接为成矿提供就位空间。研究区内的黑河断裂带具有长寿性质，在早古生代控制着双峰式火山岩带的分布及洋脊型蛇绿岩带和岛弧俯冲杂岩带的分布，在晚古生代控制着石炭—二叠纪的上叠盆地沉积及盆地的发生与发展，在中、新生代还控制了黑河流域砂金、砂铂矿的分布。其两侧的次级断裂、韧性、韧脆性剪切带、片理化带、断层破碎带等强构造蚀变带的扩容作用为成矿元素迁移、矿液的富集、金矿的形成提供了良好的构造环境。

图5-3　白银厂矿田区域围岩、近矿围岩及矿床主金属对比（据邬介人等，1994)

1—区域围岩；2—基性火山岩；3—中—基性火山岩；4—酸性火山岩；5—含矿岩系；6—近矿围岩；7—折腰山，8—火焰山；9—四个圈；10—小铁山；11—铜厂沟；12—拉牌沟；13—折腰山和火焰山矿床Cu、Pb、Zn（储量）比值；14—小铁山矿床Cu、Pb、Zn（储量）比值
（2）在岩石圈的构造演化过程中不同的构造演化阶段可产生不同的岩（矿）石系列，代表着一定的物质环境，亦可称之为一定的地球化学场，构成成矿的物质基础。北祁连山海相火山岩系特别发育，基性—超基性岩体的成带分布表明下地壳上地幔物质上迁，造岩亦造矿。在中一晚寒武世、早奥陶世裂谷岛弧带细碧岩－角斑岩－石英角斑岩系的酸性端员构成火山喷气成因类铜、多金属硫化物矿床（白银厂－小铁山式）的主岩。赋矿的黄铁绢英蚀变岩带同时亦是共（伴）生金、银的富集场所；在托来山北坡蛇绿岩杂岩带以及托来山南坡扎麻什东沟脑—大坂山口晚奥陶世细碧岩－角斑岩－石英角斑岩系中可形成铜－锌型硫化物矿床（阴凹槽、红沟），亦是共（伴）生金、银富集的场所和金、银成矿物质获初步富集后经叠加、改造再富集的地球化学背景场。
上述构造因素、火山岩浆因素是主要的控矿因素，前者为主导后者为基础。其次，前寒武纪基底变质岩系与后寒武纪的中酸性岩浆侵入活动对金矿的成矿具有重要影响，如北祁连山褶皱带内的基底变质岩地体、托来山南坡与中祁连陆块分界深大断裂带两侧基底变质岩系的金源和古生代及其以后的岩浆侵入活动，为该地区增加了成矿的有利因素。中铁目勒—柯柯里与中酸性侵入岩有关的蚀变岩型金矿化带和巴拉哈图—茶汗河一带的金矿床（点）可能与之有重要关系。

一、成矿域与成矿带（成矿空间结构）
李春昱1984年最先按板块缝合线作为构造域的中心，将中国划分为4大构造域，即：①以西伯利亚古板块和塔里木—中朝板块以及哈萨克斯坦3个大板块之间的缝合线为中心，作为中国北方构造域；②中部以塔里木－中朝板块与华南及东南亚板块之间的缝合线为中心，作为秦祁昆构造域；③西部以华南－东南亚板块与拉萨冈底斯板块及印度板块之间的缝合线为中心，作为中国西南部构造域；④东部沿海一带以华南—东南亚板块与菲律宾海板块之间的缝合线为中心，作为东南沿海构造域，中国沿海一带主要位于本构造域的西部。这4个构造域构成了中国4个大成矿域。他并且指出：“在每个成矿域的缝合线上或俯冲带（包括逆冲带）上，常出露代表大洋壳的蛇绿岩带，产生大洋环境所形成的矿床。在缝合线的两侧常伴有板块俯冲带以及和俯冲带有关的岩浆弧，这里产生与俯冲构造环境有关的矿床，与碰撞有关的构造环境，实际上即板块缝合线的一种构造形式”。陈毓川（1995,1998）将中国的成矿域划分为以下5个：①前寒武纪中朝－扬子古陆成矿域；②古亚洲成矿域；③中－新生代环太平洋成矿域；④特提斯成矿域；⑤秦岭－祁连山－昆仑山成矿域。翟裕生（1999）以区域大地构造演化为基础，区域构造、成矿时代和区域岩石圈三者结合作为划分成矿区域的依据，将中国境内划分为6个成矿域：①天山－兴蒙成矿域；②塔里木－华北成矿域；③秦－祁－昆成矿域；④扬子成矿域；⑤华南成矿域；⑥喜马拉雅－三江成矿域。以上3位学者的划分方案，尽管各有不同，但有一个共同点就是重视并单独划分了“秦－祁－昆成矿域”，无疑是正确而必要的。我们认为华北古陆西南边缘成矿系统应当归属于“秦－祁－昆成矿域”。按照区域构造演化和成矿系统的分布现状，进一步将此古陆边缘划分为3个成矿带，即：①阿拉善南缘龙首山成矿带。主要由中太古代—中元古代裂解期前成矿系统组成。包含陆核边缘海盆沉积Fe成矿组合和裂谷期前底辟岩浆Ni-Cu-Co-PGE-Au成矿组合；②祁连山成矿带。主要由中新元古代裂解成矿系统、加里东期活动大陆边缘成矿系统和碰撞造山成矿系统组成。包含海底喷流沉积Fe-BaSO4（重晶石）－Cu成矿组合、早期陆缘弧火山Cu-Zn-Pb-Au-Ag和Zn Pb Cu Au Ag成矿组合、中期弧后盆地火山Cu（Zn）成矿组合、中晚期岛弧火山Cu和Pb Zn Cu成矿组合、与俯冲作用有关岩浆热液W成矿组合、与俯冲作用有关岩浆热液Pb-Zn成矿组合、洋壳残片蛇绿岩Cr成矿组合和残余盆地沉积Cu成矿组合等；③阿尔金成矿带。主要由走滑断层系成矿系统组成，目前还只包含韧性剪切Au成矿组合，（图1-1）（表7-1）。
二、成矿期与成矿高峰期（成矿时间结构）
本区成矿区主要集中在：①中太古代：如东大山铁矿，中型；②中元古代：如金川Ni-Cu-Co-PGE（铂族元素）－Au矿，其中Ni超大型（Ni金属547万吨，品位1.07%），Cu超大型（Cu金属346万吨，品位0.67%），Co大型（Co金属16万吨，品位0.03%），PGE（铂族元素）超大型（207吨），Au大型（79吨）；③中新元古代：镜铁山桦树沟Fe矿，大型（矿石量4.5亿吨，全铁37.8%），其中伴生重晶石矿，大型（重晶石3274万吨，BaSO47.32%）。镜铁山黑沟Fe矿，大型（矿石量1.5亿吨，全铁36.14%）；④加里东期：如白银厂Cu矿，大型（Cu金属117万吨，品位1.22%～2.84%）。小铁山Pb、Zn、Cu矿，其中PbZn大型（Pb金属41万吨，Zn金属64万吨，Pb品位3.85%,Zn品位5.45%），Cu中型（Cu金属14万吨，品位1.38%）。清水沟PbZn矿，中型。红沟Cu矿，中型。胶龙掌PbZn矿，中型。石居里Cu矿，中型。塔儿沟WO3矿，大型（WO320.8万吨，品位0.736%）。小柳沟WO3矿，大型（WO3＞20万吨，品位0.1%～2.5%）。大道尔吉铬铁矿，中型；⑤华里西期：寒山Au矿，大型（Au＞20吨，品位1.4×10-6～24.15×10-6）。鹰嘴山Au矿，中型。从上述大中型矿床反映的成矿强度和频度衡量，本区成矿的高峰期应为中元古代和加里东期。
三、成矿时空变化及动力学
对本区来说，总体上从北部的龙首山成矿带→南部的祁连山成矿带→西部的阿尔金成矿带发展，陆缘构造的动力型式变化规律为“离散型”（拉张为主）→会聚型（拉张－挤压交替）→碰撞型（挤压为主）→转换型（走滑剪切）；成矿时代由老到新，即中太古代、中元古代→中新元古代、加里东期→华力西期；沉积成矿作用由“陆核边缘海盆沉积”→“海底喷流沉积”→“残余盆地沉积”；岩浆成矿作用由“地幔底辟岩浆侵入”→海底双峰式，基性火山喷发，蛇绿岩残片构造侵位→壳源重熔中酸性岩浆侵入流体成矿；成矿元素组合由幔源→壳源、深源→浅源的变化，如Ni、Cu、Co、PGE、Au、S-Fe→Fe、Ba-Cu、Pb、Zn、Au、Ag-Cu、Pb、Zn-Cu（Zn）-W-Pb、Zn-Cr→Au。由此可见，华北古陆西南边缘的构造演化与成矿作用的时空变化具有明显的耦合关系，说明构造活动的规模、强度和型式，往往就是成矿系统和矿床组合的主要背景，而一定的成矿系统和矿床组合又可视为某种构造成矿背景的标记。
四、典型的共生矿床类型
本大陆边缘具有一系列典型的共生的矿床类型，如金川岩浆深部熔离贯入型Ni-Cu-Co-PGE-Au矿床；镜铁山海底喷流沉积Fe-BaSO4（重晶石）－Cu矿床；白银厂海底火山块状硫化物Cu-Zn-Pb-Au-Ag矿床；小铁山海底火山块状硫化物Zn-Pb-Cu-Au-Ag矿床；塔儿沟脉型、矽卡岩型W矿床，小柳沟蚀变岩型、矽卡岩型W矿床；寒山、鹰嘴山韧性剪切Au矿床等。这些共生的矿床类型，乃是这一大陆边缘构造演化的标记，它们的每一个矿种都达到了“超大型”或“大型”矿床的规模，这种共生的矿床类型，具有极大的典型性和代表性，反映了华北古陆西南边缘成矿谱系的概貌。
五、金川岩浆矿床研究的进展
关于金川矿床的成矿规律，以往曾有过较系统的阐述。本次研究新提出或进一步论证了以下方面的观点：①提出金川超镁铁岩体的原生岩浆是高镁玄武岩浆［w（MgO）≈10.8%］；②提出同一个金川矿区Ni-Cu矿体可能起源于含PGE不同的母岩浆。一部分矿体PGE含量高，是起源于原始地幔PGE不亏损的岩浆，另有部分矿体PGE含量很低，则是原始岩浆分离后形成PGE亏损的派生岩浆；③进一步论证了硫化物深部溶离－分期贯入是形成金川矿床的主要机制，并且认为，在缺乏地壳长英质混染（如萨德贝里矿床）和外部硫源加入（如诺里尔斯克矿床）的证据的情形下，只有这种深部熔离－分期贯入机制，才能造就成“金川式”的小岩体、大矿床。
六、关于“小岩体、大矿床”规律
金川岩体只有1.34km2面积，却赋含有近千万吨的镍、铜储量，这种世界级超大（巨）型矿床赋存在这样小的岩体中，的确是一个令人注目的现象。我们在总结中国镍矿床（汤中立等，1989）中提出“镍的成矿岩体，一般规模较小。只有3个成矿岩体的出露面积达到1km2左右（金川、赤柏松、大坡岭），其余成矿岩体的面积都在0.1km2以下”、“成矿岩体的产状可分两类，一类为陡倾斜（倾角60°以上）的岩墙状、脉状、透镜状；另一类为较舒缓的岩床、岩盆、椭球状、扁柱状。巨大的和大型的矿床多以前一类产状产出”。后来我们又多次论述过，是由于岩浆深部熔离－贯入成矿机制，导致了“小岩体成大矿”。
芮宗瑶等在研究斑岩型铜钼矿床时也曾统计，绝大多数成矿岩体都是小岩体，出露面积小于0.5km2的含矿岩体占32.5%；0.5～1km2占25%；1～5km2占20%；大于5km2占22.5%。含矿岩体产状为岩株的占69.8%；岩墙和岩脉占9.4%；岩柱占7.5%；岩筒岩颈占9.4%。表明大部分岩体呈岩株状。
此外某些岩浆铬铁矿床、钛磁铁矿床、金刚石矿床等，都有小岩体中赋存大矿的实例。可见“小岩体成大矿”不仅是本区，也是带有一定广泛性的岩浆矿床成矿规律。
对金川这种类型的岩浆矿床来说，还特别值得提及以下成矿规律：①成矿岩体是在大陆边缘裂解期前的拉张应力作用条件下，经岩浆底辟上侵形成；②现存成矿岩体是由纯橄榄岩、二辉橄榄岩、斜长二辉橄榄岩、橄榄二辉岩和二辉岩等超镁铁岩石所组成，这些岩石的MgO含量变化于39.74%～25.87%之间。这次提出岩体的原生岩浆是地幔岩经部分熔融的高镁玄武岩浆w（MgO）≈10.8%。现存岩体与原生岩浆成分的这种差异，说明原生岩浆上侵过程中，曾经历过强烈的分异作用，分异后大部分偏中酸性、基性和部分超基性的岩浆大都先侵入到不同的空间或喷出地表，形成同源岩浆岩系列或喷发岩流，只有少部分超基性岩浆伴随着深部熔离的矿质贯入到现存的空间成岩成矿；③上侵岩浆是在开放动态条件下，发生上述深部分异和深部熔离作用，分异为不含矿岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆、矿浆几部分，依序多次贯入现存空间成矿，一般来说晚期贯入比早期贯入的浆体矿质多、密度大而粘度小，往往位于早期浆体的中下部或下部，在早晚期浆体接触处，常发生有限的混合作用；④由于“含矿岩浆”、“富矿岩浆”和“矿浆”对应固结为星点浸染状贫矿（石）体、海绵状富矿（石）体和块状特富矿（石）体，因此总体上金川型矿床的矿（石）体类型从上到下，由浅及深有变富的分布规律。在区域上实际存在一个同源岩浆岩系列分布区，这个同源岩浆岩系列分布区中，目前还只发现金川一处超大型矿田。
七、“朱龙关群”和“北大河群”的控矿作用
朱龙关群（长城纪）由上部桦树沟组和下部熬油沟组两部分组成，主要分布于祁连山西段的青海黑河上游及甘肃肃南县朱龙关河流域。
桦树沟组主要为千枚岩、变质细碎屑岩夹火山碎屑岩、碳酸盐岩，含铁矿层。矿层围岩多为泥钙质千枚岩、板岩，少量位于硅质岩、灰岩底部。在主铁矿层下盘接触带附近有热液型铜矿体叠加。铁矿层伴生有重晶石，铁矿主要为镜铁矿石、镜铁矿－菱铁矿石等，全铁品位30%～40%。铁矿、重晶石矿达大型、铜矿达中型以上。铁矿、重晶石矿与地层为同生沉积且共同经受变形变质，铜矿虽属后期叠加，但与铁矿层位置显示了明显的附依关系。区域上在这套地层中已发现铁、铜矿床（点）数十处，除桦树沟、黑沟两处大型矿床外，其余均为中小型矿床、矿点。
熬油沟组下部为变质细砂岩、粉砂质板岩及泥质岩，上部为变质基性－中性火山熔岩、变质火山碎屑岩夹火山质板岩及碳酸盐岩。在桦树沟铁铜矿东南侧20km处的小柳沟钨矿区，熬油沟组是钨矿的直接围岩。在矿区西部为熬油沟组底部含砂质千枚岩、中厚层状石英岩夹绢云绿泥千枚岩、钙质千枚岩，局部可见透镜状云母角闪片岩及矽卡岩化灰岩，矿区东部主要是熬油沟组碎屑岩、火山岩夹碳酸盐岩。90%以上的矿体赋存在东部熬油沟组中。熬油沟组各种岩石成分含量（wB）W48.6×10-6～606×10-6、Cu83.6×10-2～708.6×10-2，如此高的含量说明围岩具备矿源层的性质。小柳沟矿区南北约4km，东西约3km，矿区范围约12km2。由15个矿体组成，其中主矿体4个，占储量95%以上。矿体主要赋存于云母角闪片岩、灰岩、千枚岩中，含矿地层一般都碎裂岩化、绿泥石化、透闪石化、硅化等。矿化以钨为主，其次有Cu、Bi、Mo等，主要矿石类型以稠密浸染状白钨矿－黄铜矿矿石和浸染状、稠密浸染状白钨矿矿石为主。控制WO3储量已达20万吨以上。属大型白钨矿床。地表除少量脉岩外，侵入岩不发育，在钻孔达450m深处见隐伏二长花岗岩体，岩体含W为0.5×10-6。
北大河群（前长城纪）主要为片岩、片麻岩夹结晶大理岩。以微古陆块形式分布于中祁连之北侧。在塔尔沟钨矿区，北大河群下部为混合岩、片麻岩段，上部为大理岩夹片岩段，钨矿主要赋存于片岩段中。条带状大理岩是矽卡岩白钨矿的容矿层，片岩段中主要产黑钨矿石英脉。整个北大河群W平均含量为3×10-6，高于W克拉克值约3倍。附近的野牛滩花岗闪长岩、黑云母花岗岩及斑状花岗岩W的平均含量为0.5×10-6～1.7×10-6，说明W矿矿源主要来自北大河群岩层。塔儿沟钨矿以黑钨脉型矿为主，白钨矽卡岩矿次之。
八、海相火山作用成矿规律
中国西部祁连造山带是中国主要的海相火山作用发育地区，火山作用可划分下述4大旋回，一是中元古代早期发生于柴达木—中祁连板块北部边缘的岛弧火山作用及洋岛火山作用；二是新元古代到加里东早期发生于华北古陆西南边缘的陆缘弧火山作用，随着陆缘弧与大陆分离，形成双峰式火山岩套，即宋叔和先生（1995）提出的富钠细碧－石英角斑岩系；三是加里东中期广泛发育于弧后盆地中的基性火山作用；四是加里东中晚期发生的岛弧火山作用，也形成富钠细碧角斑岩系。后3个旋回有从强到弱的演化规律。
第一火山作用旋回形成的熬油沟组火山岩，是桦树沟铁、铜、金及钡的重要物源，海底喷流作用所形成的对流热液循环系统，使得高温热流与围岩发生水－岩反应，将熬油沟组基性火山岩中的铁、铜、钡及其他组分萃取出来并随热流带入海底盆地中，形成铁、钡矿体及富铜、金层位，如桦树沟铁铜钡矿床，因此，祁连造山带中的熬油沟火山岩，是找铁、铜、金的重要地层单元。
第二火山作用旋回特点是整个祁连山以钙碱性中基性火山作用为主。它们是祁连大洋板块下插于华北古陆边缘之下所形成的产物。局部地段由于地壳较厚，毕尼奥夫带下插所形成的基性岩浆上升缓慢，使得深部地壳重熔并形成中酸性岩浆，这些岩浆首先喷出，形成石英角斑岩，尔后基性岩浆喷出，二者共同形成细碧－石英角斑岩系，在上述细碧－石英角斑岩系形成的过程中，陆缘弧也与大陆分离，导致地壳减薄，地幔上涌，出现地热异常，也形成前述的海底喷流成矿系统，如白银清水沟块状硫化物型铜矿，矿体赋于石英角斑凝灰岩中。
第三火山作用旋回主要发生于岛弧和弧后盆地，弧后盆地扩张所形成的基性火山岩具MORB性质，与塞浦路斯型块状硫化物铜矿有关，这以石居里铜矿为代表；岛弧火山岩也是寒山金矿的重要物源。
第四火山作用旋回主要发生于岛弧环境，属末期火山作用，分布局限，岛弧环境所形成的细碧－角斑岩系，往往也形成块状硫化物铜矿，与第二次火山成矿作用显著不同的是矿体赋存于细碧岩中。
从前述不难看出，加里东期与成矿作用有关的火山作用从早到晚，有双峰式→单峰式→双峰式变化的特点。成矿作用早期和晚期与双峰式火山岩套有关，形成别子型黄铁矿型铜矿、黑矿及黄矿。中期单峰火山岩多为MORB，形成塞浦路斯型块状硫化物铜矿。加里东期火山作用主要形成铜及多金属硫化物矿床。
关于岛弧裂谷成矿机制（兼论白银多金属块状硫化物矿床的形成环境）：岩浆弧根据洋壳俯冲的位置及对象的不同，可划分为洋壳型岛弧及陆缘弧，前者是洋壳俯冲洋壳之下所形成的岛弧，岛弧的基底是洋壳；后者是洋壳俯冲于陆缘之下所形成的火山－岩浆弧，也有人叫做“山弧”，这种火山岩浆弧的基底是陆缘（金性春，1984）。当然，陆缘弧并非一直就固定在陆缘，随着洋壳的俯冲作用，一般毕尼奥夫带下插深度很大，且约与地面呈45°夹角向下俯冲，洋壳俯冲到距地表约150～200km时，进入地幔。在俯冲时，两板块摩擦所发生的热使洋壳岩石首先发生部分熔融，生成岩浆（Mitchell and Rading,1971），这些岩浆往往在距深海沟中心线约100～150km处的地表喷出，形成火山岩。上述俯冲作用常使得火山弧及后侧地幔出现异常，发生对流，使得火山弧与大陆分离，形成弧后盆地，进一步有可能形成弧后（间）洋盆。这样，前述的陆缘弧就会远离大陆，而移至大洋之中，犹如现在的日本岛弧。本区白银—清水—昌马陆缘弧的形成过程与之相似。陆缘弧与大陆分离之初，上地幔上涌，导致海底喷流作用发生，这是白银、清水沟一带铜及多金属块状硫化物矿床成矿系统形成的根本动因。但有学者认为白银矿床的形成环境是裂谷，主要理由是该区存在双峰火山岩套。从我们收集的资料来看，白银地区无裂谷形成之初的裂谷类磨拉石建造，也无裂谷建造中常见的陆相红层、蒸发岩等。从区域上来看，本区火山岩并非全属双峰岩套（细碧－石英角斑岩系），双峰岩套只是很少的一部分，而华北古陆边缘大部分地段则是钙碱性中基性火山岩。另外，大量事实表明，双峰岩套并非裂谷特有，只要有张性环境，就有可能形成双峰岩套。一般认为，地球化学特征尤其是具拓扑学意义的固定不变的地球化学特征，对鉴别大地构造环境有重要意义（黄申保，1998），不活泼的TiO2就具这种性质。裂谷环境拉斑玄武岩的TiO2（wB/%）一般达2.2%，洋中脊拉斑玄武岩TiO2为1.5%，而岛弧拉斑玄武岩的较低，一般为0.83%（Condie,1982，表2-20），但本区拉斑玄武岩TiO2均小于0.96%，这与岛弧拉斑玄武岩的相近。再结合关于以中元古代甚至更早、华北古陆西南缘与柴达木古陆边缘分属于两个不同的大陆边缘方面的资料，白银—清水沟—昌马一带属陆缘弧，不可能是裂谷。最后应指出，本区陆缘弧属水下弧，形成的火山岩属海相火山岩，火山物质喷出海平面。北祁连造山带这种陆缘弧单元的识别，具有重要的找矿勘查意义。
九、阿尔金断裂与成矿
阿尔金断裂与走廊南山断裂所组成的三角区，是重要的金矿成矿区，称之为祁连山的金三角。目前已查明的大型和中型金矿床有寒山和鹰嘴山。研究查明，阿尔金断裂是一个长期活动的陆内转换断层，最早可上溯到古生代；它又是一个韧性断裂带，切割了祁连NWW-SEE向构造带。祁连造山带的各构造实体，如蛇绿岩、岛弧火山岩是金矿的重要物源，鹰嘴山金矿就与蛇绿岩基性－超基性岩有关，其硅化所形成的含金石英脉Rb-Sr等时线年龄为（483±12）Ma（宜昌所测定，1999）。可见该区金矿化作用最早发生于早奥陶世，与阿尔金断裂作用有关的石英脉Rb-Sr等时线年龄为413.5Ma（李智佩，1999）、（303±10）Ma（毛景文，1997），钾氩法年龄为213.95～244Ma（毛景文，1997），由此不难看出，本区金矿化除上述早奥陶世外，在加里东末期或华力西早期，华力西晚期及印支期均有矿化作用发生，可见矿化作用是多期次的，后3期均是阿尔金断裂活动所产生的热流体作用于矿源体，使金矿质被活化萃取、迁移，在有利部位富集成矿的。这里的成矿有利部位具体指北祁连造山带次级断裂与阿尔金走滑断裂相交的锐角部位，具体到每个矿区的矿带、矿体又都受韧性及韧脆性剪切带控制。
十、华北板块西南边缘成矿谱系
华北板块西南边缘成矿谱系见图12-2。从图中可看出：不同历史阶段不同陆缘性质决定了不同的成矿系统（组合），形成不同的矿床，华北古陆边缘在龙首山边缘裂谷期前，于中太古代形成陆核边缘海沉积Fe矿床→中元古代在龙首山裂谷将要发生时，上地幔上拱，形成底辟岩浆型Ni、Cu、Pt、Co、Au矿床 加里东早期在陆缘弧将要与大陆分离之际（此种情形可用“岛弧裂谷”来描述），形成海底热液喷流Cu、Pb、Zn、Pb、Au矿床→中期在弧后盆地形成塞浦路斯型Cu矿床→中晚期岛弧火山作用形成Cu、Fe矿床→晚期华北板块与柴达木－中祁连板块碰撞，在残余盆地沉积形成Cu矿床 后加里东期阿尔金走滑断层作用形成Au矿床。柴达木—中祁连板块中、新元古代出现弧后裂谷盆地、形成海底热液喷流Fe、BaSO3矿床 加里东中期形成洋岛型蛇绿岩Cr矿—中晚期形成与俯冲作用有关的岩浆热液W、Mo、Cu矿床以及弧后洋盆残片型Cr矿→晚期与华北古陆碰撞形成Cu矿床，后加里东期形成与阿尔金走滑断裂有关的Au矿床。上述构造与矿床演化谱系可作为成矿演化的标准相序，并可以此作为找矿勘查的指南。

图12-2　华北板块西南边缘构造与成矿谱系

（一）元古宙祁连古陆块大规模岩浆事件

金川矿床以其巨大的Cu-Ni-PGM储量而著称于世，作为一个出露面积仅1.34km²，而镍金属储量达546×10⁴t，岩体矿化率高达60%的独立超镁铁岩体，世界上绝无仅有。在如此矿化高度集中的成矿事实面前，该矿床深部熔离或者称为侵入前大规模的硫化物液相与硅酸盐熔体发生不混溶的机制是肯定存在的，最终成矿岩浆房其实就是矿浆房，是极度富集硫化物液相的熔体就位冷凝结晶成岩成矿的。这一认识已为中国学者早以认识并不断得以丰富（汤中立等，1995），汤中立院士提出的“小岩体成大矿”概念是这一成矿机理的深刻揭示。如此大规模的金属硫化物聚集，必然有更大规模的岩浆源提供才成为可能，这是岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床学研究进入20世纪90年代后期，普遍开始关注的问题（Keays，1997；Pirajno，2002）。大量的硫来源于地幔还是地壳，硫同位素研究结果，答案是多样的，有幔源的认识，如金川等（汤中立等，1995；李文渊，1996），有壳源或壳源加入的，如Noril'sk等（Naldrett et al.，1996）。并已深刻认识到硫的饱和度是影响硫化物液相不混溶或熔离的主要原因（Naldrett，1989；Rad'Ko，1991；Brugmann et al.，1993；Keays，1995），而降低硫在岩浆中的饱和度的因素，地壳物质的加入、岩浆混合等是主要作用（Ripley and Li，2002；Ripley，1981；Naldrett et al.，1993，1989，1999；Lambert et al.，1991，1999，2000））。但可肯定金属镍是岩浆来源的，大量的硫也主要来源于岩浆，而岩浆主要是幔源派生的。岩浆要提供超规模的镍聚集，必然有超规模的岩浆存在才成为可能。在陆壳环境下，超常规模岩浆存在最为可能的形式就是与地幔柱有关的大火成岩省（LIPs）（Lightfoot et al.，1997；Keays，1997）。因为只有来源于核幔边界（CMB）之下“D”层（地震学术语，为核幔之间的热和化学作用带，源于核的热能的传输带，认为地幔柱起源于该带，Lay et al.，1998）的地幔柱才有可能使局部地区突然发生超常热事件并产生大规模岩浆作用形成LIPs，并提供大量的成矿组分S、Cu、Ni和PGE。

大陆环境LIPs存在的最重要特征是大陆溢流玄武岩（CFB），目前已确认有大面积CFB分布的LIPs有俄罗斯的西伯利亚台地（Noril'sk矿床）、美国的陆中裂谷系统（Mid-continent Rift System）（Duluth，Me11en矿床）、南非的卡罗欧（Karoo）火成岩省、印度的德干（Deccan）高原和中国南方的峨眉玄武岩等，Pirajno（2002）在其“Ore Deposits andmantle Plumes”一书中总结与地幔柱有关的大火成岩省主要表现特征为（图4-45）：“D”层来源的地幔柱上升至岩石圈底部，由于减压（decompression）蘑菇状（mushroom-shaped）地幔柱头部发生深部熔融，并吸入岩石圈碎片，向上通过地壳裂隙时致使岩浆过滤形成地壳高位岩浆储库；其中部分储库抵达地表喷发形成大陆溢流玄武岩（CFB）或火山岩，其余则就地（岩浆房）固结形成层状火成杂岩。初始直接派生于地幔柱轴部的熔体高Mg贡献于溢流玄武岩的早期相，晚期地幔柱熔体的运移可能侵蚀岩石圈的热边界层并携带岩石圈碎片返回到地幔。因此，与洋壳岩石圈相比，地幔柱熔体不相容元素富集。总之，地幔柱-岩石圈作用熔融形成的LIPs主要表现为空间上三位一体的特点：其一是CFB；其二是地壳高位层状火成岩侵入体（layered igneous intrusions）；其三是基性岩墙群（mafic dyke swarms）。三者相互联系，并互为因果，尤其是CFB与大规模的基性和超基性层状侵入体关系密切，后者是岩浆房或供给上覆玄武岩的通道，因此在宏观和直接表现上CFB是LIPs最典型的展现。

图4-45 地幔柱与岩石圈地幔、地壳底部的镁铁-超镁铁岩浆库及侵位的大陆溢流玄武岩（CFB）和相应的岩床杂岩相互作用示意图

由于CFB暴露于地表所以研究最为详尽。全球14个CFB统计结果，从太古宙（2772Ma）到现代（15Ma）均有发育，发育周期1～＜10Ma，典型的倾向于Fe富集，主要由大陆拉斑玄武岩组成，太古宙CFB的底部有科马提岩产出，元古宙CFB中有西澳的Bangemall盆地拉斑玄武岩省形成于1.6Ga，与金川的年龄极为接近。在时空关系上CFB与地壳的隆起和扩张有紧密联系，所以既可以形成于陆中裂谷系统（美国的MCR，位于苏比利尔湖和堪纳萨斯，著名的Duluth层状杂岩即位于其中，成因同于大面积分布的基性熔岩），也可产在大陆边缘火山裂谷（北大西洋火成岩省）。基性岩墙群与大陆裂解有关，其放射状的基性岩墙群可能反映了地幔柱的中心位置，单个岩墙宽从几米至200m，长几百米至1000km，基性岩墙群是大陆重建的标志遗迹。层状火成岩侵入体，实际是一种概括的说法，大火成岩省中的大量不同类型侵入体均可列入其范畴，它们是岩浆Cu-Ni-PGE矿床的主要载体。

根据金川含Ni-Cu-PGE超镁铁岩侵入体巨大的金属量聚集，推测其为地幔柱作用结果并为地质历史上热点的认识，假设中元古代早期祁连山古陆曾发育地幔柱作用形成的LIPs，必然会存在层状火成岩侵入体（金川侵入体可视为其中成矿岩体之一）和相应的CFB、基性岩墙群分布。

（1）分布于北祁连西段镜铁山微地块朱龙关群中的巨厚火山岩系（详见第三章），可认为是CFB的局部出露或残留。夏林圻等（1999，2000）已从火山岩岩石学和地球化学角度详细论证了其属于CFB的特征，此不再赘述。认为CFB必然应有广大面积的分布，现今发现面积有限，可解释为由于成岩后所在祁连古陆块裂解而肢解和再次拼合隆起而不同程度地遭受剥蚀所致。龙首山西段发现的长城纪变质基性火山岩系也应是这一时期CFB的出露，由于缺少高质量的年龄数据和详尽的火山岩岩石学研究，目前还仅属于推测，但藏布太、青石窑超镁铁岩很可能是科马提质或苦橄质熔岩，可与朱龙关群中的大陆拉斑玄武岩和碱性玄武岩构成完整的CFB组合。

（2）基性岩墙群目前在祁连山区域范围内尚未见报道，但镜铁山微地块朱龙关群中CFB分布区内发现的大量辉长岩脉，可视作基性岩墙群的局部出露，北祁连西段1∶5万区域地质调查中亦发现有大量不规则的基性岩脉。另外，在龙首山大量平行分布于中元古代白云岩中的辉长、辉绿岩脉也是值得重新认识其地质意义的基性岩墙。由于过去未从较大尺度上考察祁连山前寒武纪基性岩脉的时空分布及其地质意义，基性岩墙群是否存在和存在的特征是亟待调查研究的问题。

（3）祁连山层状火成岩侵入体是以往研究中最为关注的对象，但祁连山（包括龙首山）对镁铁-超镁铁岩侵入体的成矿调查，迄今仅发现金川大规模成矿岩体外，龙首山分布的10余处镁铁-超镁铁岩侵入体并无矿床发现，却在南祁连古元古界基底化龙群中，发现有拉水峡等小型岩浆Cu-Ni-PGE矿床（详见第四章），最为值得注意的是尽管金属储量不大，但却是全岩矿化，岩体即矿体，意义独特。如果从祁连山古陆块中元古代早期LIPs视角认识金川矿床的存在，拉水峡含矿岩体与金川岩体是相联系的，是属同一地幔柱作用在岩石圈底部部分熔融上侵熔离贯入成矿的结果。预测还可能有隐伏的层状侵入体存在，有发现新成矿岩体的地质前提。

笔者提出祁连山中元古代早期存在大规模的地幔柱作用的大火成岩省（LIPs）的设想，旨在探讨金川这一世界级矿床的物质来源与所代表的地质涵义，并试图解释其下地幔源巨量金属物质在地壳高位的聚集。由于这一课题所蕴涵内容的复杂性，仅提出框架性的推想，但存在一些不容回避的问题。首先是年龄问题，金川岩体年龄目前出现的争议（中元古代/新元古代），镜铁山微地块中CFB大跨度的同位素测试年龄，拉水峡岩体的成岩成矿年龄等，均制约着对整个岩浆-构造事件清晰把握；其次是，由于岩浆作用范围为后期造山带及其边缘地块地质范围，造山带急剧的多次构造变动对先期火成岩事件已改造得面目全非，进行配套恢复难度极大。但无论如何，重塑祁连山前寒武纪构造-岩浆事件，对系统认识金川矿床的成矿演化过程，进一步开展区域性找矿部署有重要的意义。

（二）金川超大型世界级矿床的硫化物深部熔离成矿

前已述及，硫在硅酸盐熔融体中的溶解程度主要取决于FeO的含量，其次为CaO、MgO和Na₂O的含量。据戈德列夫斯基（1981）对诺尔斯克含矿岩石硅酸盐熔融实验，高温下（1400～1500℃）以悬浮状态存在硫化物在硅酸盐熔融体中含量可达15%以上。Ma-cLean（1968）发现体FeO-Fe₃O₄-SiO₂-FeS系中存在大量不混溶相（图2-14）。他指出在结晶作用过程中，含有少量硫的均匀硅酸盐熔体可能使硫饱和而形成硫化物，从而导致熔离硫化物液相存在。结晶轨迹取决于原始化学成分和结晶过程中氧逸度的减低、衡定或增加。在FeS-FeO-Fe₃O₄-SiO₂体系中，两种液相存在的最低温度是1140℃。在这种简单的基性岩浆中硫的溶解度可能约4%，硫化物、氧化物液相中的二氧化硅约1%。自然界实际硫的溶解度可高达15%（戈德列夫斯基，1981）。这种不混熔硫化液相的结晶在硅酸盐完全结晶后才开始。金川岩体的成因矿物学研究表明，铬铁矿中Ni含量亏损（Barnes et al.，1999）、橄榄石岩浆包裹体中少见硫化物子矿物（杨轩柱等，1991），不混熔作用于硅酸盐矿物结晶之前。

自然界玄武岩熔体仅含0.03%重量的硫（MacLean，1968），比FeO-Fe₃O₄-SiO₂-FeS体系中最大值要低100倍，而自然界岩浆FeO含量更低，硅酸盐中大量CaO、MgO和Al₂O₃与FeO结合，使FeO浓度大大减低，从而导致熔融体中硫溶解度降低。一旦硫化物熔体从硅酸盐熔融体中熔离，富硫化物熔离熔体很容易形成块状矿石。Ni、Cu在结晶早期阶段，由于N-O键比Fe-O键要坚固，而取代Fe进入硅酸盐结构（斜方辉石和橄榄石）。硫化物熔体熔离之前，硅酸盐结晶程度愈高，氧逸度愈高，Ni更倾向于进入硅酸盐矿物，很少倾向于与硫化物熔体结合。因此，金川矿床高含矿率的特点，硫化物熔离前不会有橄榄石的明显结晶，否则难以形成富矿。

Naldrett（1989）认为不同矿床物质成分的差异，是由于硫化物分离并分支平衡的结果。溶于岩浆中的硫化物，由于镁铁-超镁铁岩浆对富硅物质的同化作用，而呈不混熔液态而熔离。不同比例的硫化物分离是不同程度同化作用的结果。硫化物液相突然熔离下沉的原因可能是由于富硅岩浆混合的结果。可见岩浆混合作用对岩浆硫化物矿床成矿作用的重要。Lambert et al.（1988，1989）运用稀土元素、Sm-Nd同位素和Re-Os同位素地球化学研究，结合野外、岩石学特点确定Stillwater杂岩至少存在有两种端元岩浆，一种是U型岩浆，为Wyoming太古宙准大陆岩石圈地幔部分熔融的玄武岩；另一种是A型岩浆，为上地壳混染的玄武质岩浆与下地壳镁铁-超镁铁岩部分熔融合成的拉斑玄武岩。认为Stillwater杂岩堆积相对较宽的γOs、ε_Nd值，为不同岩浆地球化学混合，在整个成岩成矿岩浆房历史过程中作用的结果。国外其他岩浆硫化物矿床，也具这种特征，如Noril'sk的苦橄岩和富PGE的Ni-Cu硫化物矿石，γOs=+4.1～+14.2（Lambert et al.，1989）、Bushveld杂岩UG-2铬铁矿和梅基梅斯层，γOs=+33～+68（Hart and Kinloch，1989）、Sudbury火成杂岩，γOs=+322～+854（Walker et al.，1991）。这些数据暗示在每一阶段系统中都存在某种程度上的地壳物质加入。金川岩体εNd＜0的特征（李文渊等，2004），γOs=+9.1～+122.6（刘民武，2004）也反映了地壳物质加入的特征，它是金川岩体结晶前硫饱和致使硫化物液相发生大规模熔离或不混溶作用的主要原因。图4-46可示意其成矿过程。

古地幔柱在抵达岩石圈底部由于减压发生部分熔融产生大量的岩浆，岩浆中有岩石圈碎片的不断加入，因此不断上升的岩浆（1），成分会发生变化；上升至岩石圈地幔与地壳界线处形成规模宏大的岩浆房（或称之为岩浆储库），这时候的岩浆硫还是不饱和的，随着岩浆房地壳物质的带入混染和新的岩浆注入发生岩浆混合（2），促使岩浆房中的硫饱和，大规模持续发生硫化物液相与硅酸盐岩浆熔融体之间的不混溶（硫化物液相深部熔离）（3），Ni、Co、Cu、PGE等亲硫金属元素纷纷进入硫化物液相中，致使岩浆房上部的基性硅酸盐岩浆熔融体亏损S、Ni、Co、Cu、PGE；当亏损金属元素的岩浆上侵刺穿（熔蚀）地壳在地表喷发溢流形成基性熔岩（5）的同时，大量的基性岩墙群作为岩浆管道亦将保存下来，更为重要的是深部岩浆房中下部的含硫化物岩浆或直接为硫化物液相由于地壳的挤压作用而向上侵入和贯入，形成地壳高位含硫化物岩浆房（或矿浆房）而就位（4），这样的含硫化物岩浆房应该是多个，但可能规模大小和含硫化物的量有所不同，且每个岩浆房岩浆的注入和矿浆的灌入可能不止一次。最终高位岩浆房发生岩浆结晶堆积和硫化物液相位于岩浆房底部，形成层状侵入体。后期的构造变动使含矿层状侵入体空间位置发生变化，陡立或侧伏并剥蚀出露地表或位于地壳浅部，成为可利用的矿床或潜在的矿床。

图4-46 金川岩浆Cu-Ni-PGE矿床硫化物熔离成矿演化示意图

金川矿床作为世界超大型岩浆Cu-Ni-PGE矿床，其成矿背景和矿床成因一直是人们感兴趣的问题，国外岩浆Cu-Ni-PGE矿床研究者也表现出了极大的兴趣。但总体来说，对外介绍不够，Sudbury矿床发现100年来，新认识层出不穷，仅著名的“EconomicGeology”杂志，已先后于1971年、1990年、2000年和2002年出版了四期专辑，由矿床学研究引发出来的学术问题愈来愈广泛。由于金川矿床在中国岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中有举足轻重的地位，其成矿地质背景和矿床成因的认识，牵涉到整个中国同类矿床的研究。关于岩浆混合成矿作用的观点，关于地壳物质的加入等等，均是大家十分关注的问题。金川岩体岩石化学具科马提岩化学成分特征，矿石地球化学为拉斑质玄武岩矿床的特点，推测其中一端元岩浆为遭受地壳混染的科马提岩质岩浆（以岩体东段岩浆房为主），（Pt+Pd）/（Os+Ir+Ru）比值低，PGE含量本身低，仅有Ni-Cu矿石形成；西段岩浆房为拉斑质玄武岩浆，以形成Ni-Cu硫化物矿石和Pt、Pd富集体为特征。这种认识仅仅还是一种推测，尚需更细致的研究。

另外，金川矿床复合热液作用对成矿的贡献亦是显著的，而且可能存在多个活动阶段，特别是成岩成矿后期的历次构造改造中，各种高温复合热液的活动对富铜块状矿石的形成和PGE的局部富集是相当重要的，有必要进行深入研究。

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迪斌甲硝： 古生物学家告诉我们,大约在 36 亿年前,第一个有生命的细胞产生. 生命的起源和细胞的起源的研究不仅有生物学的意义,而且有科学的宇宙观的意义.细胞的起源包含三个方面;①构成所有真核生物的真核细胞的起源;②与生命的起源相伴...

铜鼓县15173303441： 地质年代如何划分? - ？
迪斌甲硝：[答案] 地质年代(geologic time)就是指地球上各种地质事件发生的时代.它包含两方面含义:其一是指各地质事件发生的先后顺序,称为相对地质年代;其二是指各地质事件发生的距今年龄,由于主要是运用同位素技术,称为同位素地质年龄.这两方面结...

铜鼓县15173303441： 是炽热的岩浆,那为什么地球表面仍然坚固没有融化掉 - ？
迪斌甲硝： 以现在的观点,地球形成的早期(冥古宙)受到大量的陨石撞击(或者说地球通过陨石物质的加积而形成).地球最初的热量来自由于受自身重力的压缩以及短半衰期核素的放射性衰变.此时的地球的化学成分基本是均一的(至少比现在均一,...

铜鼓县15173303441： 天地是怎么形成的? - ？
迪斌甲硝： 一、地 幔 形 成 从最后形成的巨型生态天体中,白石(硅质)被横向揳出,急掣向宝座下重子八重态层下,一定密度氢气(第四部第四份分四类中之一类光形成)中飞掠.高速摩擦产生的电磁性微粒等逐渐集聚,经冥古宙、太古宙两个时期(有...

铜鼓县15173303441： 地球发展的历史?我记得有什么寒武纪,白垩纪等. - ？
迪斌甲硝：[答案] 时代划分 序号 史前时代 百万年(距今)单位:亿 主要事件 1 冥古宙、隐生代 45.7 地球出现 2 原生代 41.5 地球上出现第一个生物——细菌 3 酒神代 39.5 古细菌出现 4 早雨海代 38.5 地球上出现海洋和其他的水 5 太古宙、始太古代 38 地球的岩石圈...

铜鼓县15173303441： 地球上最早的生物？
迪斌甲硝： 人

铜鼓县15173303441： 上地幔和地壳为什么能够产生岩浆 - ？
迪斌甲硝： 在地壳和上地幔区,要产生岩浆,必须至少满足这两个条件中的一个:1.减压熔融;2.升温熔融.引起减压熔融的方式多种多样:对地壳来说,常见的是板块碰撞后的伸展模式构造减压熔融;而对上地幔来说,除了碰撞后伸展模式减压熔融外,还...

铜鼓县15173303441： 地球上最早出现的生物出现在距今( )年前? - ？
迪斌甲硝： 选 A A,38亿年前,原始细胞出现 B,30亿年前,蓝藻开始出现 C,46亿年前,原始地球形成 D,6500万年前,原始人类出现

铜鼓县15173303441： 那地球上的生物是怎样出生的? - ？
迪斌甲硝：[答案] 古生物学家告诉我们,大约在 36 亿年前,第一个有生命的细胞产生.生命的起源和细胞的起源的研究不仅有生物学的意义,... 从非生物界看,太古宙是一个地壳薄、地热梯度陡、火山—岩浆活动强烈而频繁、岩层普遍遭受变形与变质、大气圈与水圈...