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      周金勝等-JP:揭示貧水巖漿系統的成礦深部過(guò)程

      撰稿: 發(fā)布時(shí)間:2020-07-15

              對于巖漿-熱液型礦床,水含量這一巖漿參數具有十分重要的成礦意義。盡管礦床的形成是從巖漿源區到流體階段一系列地質(zhì)過(guò)程共同作用的結果,但淺部巖漿房的流體出溶被普遍認為是最為重要的金屬富集環(huán)節,因為高的流體/熔體分配系數使得有用金屬在出溶的流體中富集數十倍乃至上百倍。高含水量的巖漿更易于發(fā)生流體的飽和和出溶,所以富水的弧巖漿更易于形成巨大規模的巖漿-熱液型礦床。除了俯沖帶,在其他構造背景下同樣可以形成巖漿-熱液型礦床,例如位于北美中部的Climax型斑巖Mo礦,則形成在陸內裂谷的環(huán)境。不同于俯沖帶,其他構造背景(例如弧后盆地和陸內裂谷)的初始巖漿往往具有非常低的水含量(<2.0 wt%)。巖漿富水(>4.0 wt%)是形成巖漿-熱液型礦床的前提,那么在這種低含水量的巖漿系統如何形成熱液型礦床?
              針對這一科學(xué)問(wèn)題,廣州地化所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室巖石學(xué)學(xué)科組博士后周金勝、王強研究員及其合作者選取位于陸內鄂東南礦集區的鐵山礦床,通過(guò)對成礦巖體和同源鎂鐵質(zhì)包體詳細的巖石學(xué)和礦物研究(例如,圖1),刻畫(huà)了形成鐵山礦床巖漿系統的結構,即雙層聯(lián)通式巖漿儲庫模型,識別出該垂向巖漿系統不同位置三種含水狀態(tài):深部?jì)旒s0.8-1.7 wt% H2O、淺部?jì)斐跏茧A段2.1-2.8 wt% H2O和淺部?jì)斐墒祀A段3.2-4.6 wt% H2O(圖2)。這表明,在貧水巖漿系統中,通過(guò)雙層巖漿儲庫的連續蒸餾,可以使初始貧水的巖漿變得富水,從而有利于成礦。另外,基于礦物晶格應力模型(圖3)反算的礦物平衡熔體成分表明,深部?jì)斓某跏紟r漿具有非常高的Sr含量(平均約658 ppm),表明成礦巖漿高Sr/Y的信號更可能是從巖漿源區繼承的,而非一些觀(guān)點(diǎn)所支持的由巖漿分異過(guò)程所致。。
              該研究受到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目、廣州市重點(diǎn)項目的聯(lián)合資助,研究成果近期發(fā)表在《Journal of Petrology》上。


      圖1 具有異常低An溶蝕核的斜長(cháng)石晶體,溶蝕核為深部貧水儲庫中結晶


      圖2 鐵山垂向巖漿系統三種含水狀態(tài)


      圖3 依據礦物晶格應力模型反算的礦物分配系數(Onuma圖解)


      圖4 鐵山成礦巖漿系統的深部結構

              Jin-Sheng Zhou,  Qiang Wang*,  Derek A Wyman,  Zhen-Hua Zhao. 2020. Petrologic reconstruction of the Tieshan magma plumbing system: Implications for the genesis of magmatic-hydrothermal ore deposits within originally water-poor magmatic systems. Journal of Petrology, egaa056, https://doi.org/10.1093/petrology/egaa056

              論文鏈接:https://academic.oup.com/petrology/article/doi/10.1093/petrology/egaa056/5841221


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