基性巖的地質(zhì)學(xué)特征及其與成礦的關(guān)系

安　杰，劉　穎，潘家永，萬建軍

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

基性巖的地質(zhì)學(xué)特征及其與成礦的關(guān)系

安杰*，劉穎，潘家永，萬建軍

（東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西南昌330013）

富含鎂鐵質(zhì)的基性巖漿從深源地幔沿裂隙上侵至地殼，在基性巖形成過程中，其各種地質(zhì)作用對了解大陸動力學(xué)有著極為重要的意義，而且對古大地構(gòu)造的活動情況研究提供有利的證據(jù)。研究表明富含鐵鎂質(zhì)的巖漿上涌過程中與斷裂破碎帶交匯，鈾在此富集沉淀，所以有明顯的鈾礦化。在張性的構(gòu)造環(huán)境下，富含鐵鎂質(zhì)巖漿從地幔沿斷裂空隙上涌并侵位，帶來地幔的礦化劑∑CO2。在地幔基性巖漿上升侵位過程中產(chǎn)生了新的次級斷裂或裂隙，為鈾礦化提供良好的富集場所。在地幔基性巖漿上升侵位過程中對圍巖起到一定的加熱作用，提供了部分熱源。不僅如此，基性巖漿在金成礦過程中提供了礦源、水源和熱源。

基性巖；地幔流體；巖漿活動；鈾成礦；輝綠巖

1　概述

以大陸伸展構(gòu)造作為研究背景，基性巖脈大部分是通過軟流圈或巖石圈地幔向上侵入的結(jié)果（劉燊等，2004；齊有強等，2008）。在基性巖形成過程中，其各種地質(zhì)作用對了解大陸動力學(xué)有著極為重要的意義，而且隨著其形態(tài)、產(chǎn)狀的深入探討，不僅對古大地構(gòu)造的活動情況研究提供有利的證據(jù)，而且對古應(yīng)力場的深入研究有非常重要的地質(zhì)意義，此外在大地構(gòu)造演化過程的討論中，基性巖脈（巖墻群）形態(tài)及產(chǎn)狀的研究可以提供詳實有力的證據(jù)。

2　基性巖與金屬成礦

基性巖是部分地幔巖石熔融及幔源巖漿的產(chǎn)物。許多超大型、大型金屬、石油和天然氣和非金屬礦產(chǎn)有地幔流體的參與，已通過大量國內(nèi)外實例所證實，例如：寧蕪玢巖鐵礦（于金杰等，2007）、云南劍川金河巖（劉顯凡等，2009）、廟島群島的地幔流體與深部油氣研究（歐光習(xí)等，2010）、濟陽坳陷原油金的富集原理（焦偉偉等，2008）等。在我國關(guān)于基性巖的研究中，金、鈾成礦作用是主要的研究領(lǐng)域。

2.1基性巖與金成礦關(guān)系

基性巖與金礦在成因上聯(lián)系密切，20世紀(jì)70～80年代，R.W博伊爾提出，基性巖中的煌斑巖是金礦找礦的良好標(biāo)志。直到目前為止對于基性巖與金成礦的關(guān)系一直受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。地幔流體不僅作為部分成礦物質(zhì)，還是成礦流體的重要來源；在膠東金礦形成期間（毛景文等，2002）、鎮(zhèn)西新生代老王寨金礦（鄧碧平等，2014）、東天山康古爾金礦（王志良等，2004）、河北省東坪碲化物金礦（毛景文等，2001）、湖南萬古金礦（毛景文等，1997）、陜西鳳縣八卦廟金礦床（謝玉玲等，2002）等金礦床成礦過程中都有地幔流體參與其中，并起到十分重要的作用；輝綠巖對金成礦也起到了一定的作用，在八渡和菜家灣金礦中，輝綠巖是主要的賦礦主巖，含礦蝕變輝綠巖為成礦提供水源和礦源（肖龍，1997），所以基性巖漿在金成礦過程中提供了礦源、水源和熱源（肖龍等，1996）；在云南騰沖—梁河地?zé)釁^(qū)熱泉型金礦的礦化中（侯宗林等，1991，1992；郭光裕等，1993）也有地幔流體的參加。基性巖與金成礦主要是在空間以及構(gòu)造格局和形成的時間有密切的關(guān)系。在八渡和菜家灣金礦中，金礦床受斷裂構(gòu)造和基性巖控制，同樣在膠東金礦密集區(qū)和秦嶺地區(qū)的基性巖都與金礦化有密切的空間關(guān)系。膠東地區(qū)玲瓏金礦（楊進輝等，2000）、小秦嶺—熊耳山地區(qū)（王團華等，2008）、膠東地區(qū)金礦（駱萬成等，1987）等金礦床與基性巖在形成時間上有著密切的關(guān)系。到目前為止，許多學(xué)者對成礦作用中的熱源、水源、礦源有所爭議，而基性巖在其中起到什么樣的作用等方面所持的看法也不盡相同。但是在金礦形成的時間和空間與基性巖有著密切的關(guān)系，這一觀點已被廣大學(xué)者所認(rèn)可。

2.2基性巖與鈾礦的時空關(guān)系

富含鎂鐵質(zhì)巖石與鈾成礦在時空也有著緊密的聯(lián)系。張守本統(tǒng)計分析的亞洲158個新生代鈾礦體和鈾礦化中的大部分，位于玄武質(zhì)火山機構(gòu)的接觸帶附近（張守本，2004）。中國有關(guān)基性巖和鈾礦的研究大部分是在江西的相山鈾礦田和粵北貴東的下莊鈾礦田（王正其等，2007，2010；李秀珍等，1997，1998；胡瑞忠等，1989，1990；李獻華等，1990，1997）。下莊鈾礦田基性巖脈形成時間主要在140Ma、105Ma、90Ma 3個階段，而鈾礦化時間在（138～78）Ma（李獻華等，1997；鄧平等，2002）。兩者之間有很好的對應(yīng)性。下莊鈾礦田巖漿活動頻繁，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造和基性脈巖都非常發(fā)育，其中斷裂構(gòu)造以NWW、NEE和NNE為主，基性脈巖以NWW、NNE、NEE為主，NWW向鐵鎂質(zhì)巖漿上侵到NWW向斷裂破碎帶中，構(gòu)成了下莊鈾礦田基性脈巖的主體。“交點”型鈾礦床多產(chǎn)于北東—北北東和北西向以及北西西和北西西向破碎帶與基性巖脈相交處（圖1）。基性巖同時控制了礦體和礦床的位置。相山的鈾成礦作用先后分為堿交代型（115Ma左右）、酸交代型（100Ma左右）2個階段，總體成礦作用在（115～99）Ma之間（張良，2013）。鈾礦化與煌斑巖的形成時間有很好的對應(yīng)關(guān)系，這是密切相關(guān)的，相山地區(qū)的地質(zhì)活動在（149～135）Ma，鈾礦化明顯滯后（饒澤煌，2012）。

圖1　下莊鈾礦田地質(zhì)概圖（a）與小水鈾礦床（b）地質(zhì)概圖

2.3基性巖與鈾成礦成因關(guān)系

在下莊鈾礦田的研究，角閃石巖REE分布模式顯示為平滑右傾（圖2），在鹿井礦田廟背垅地區(qū)輝綠巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖同樣表現(xiàn)為平滑右傾（圖3），表明基性巖具有同一巖漿源區(qū)。

富含鎂鐵質(zhì)巖漿在不斷上升的過程中，不僅對周圍的巖石有加熱作用，而且為鈾成礦帶來了豐富的∑CO2揮發(fā)分。

在對汝城縣東南部鹿井礦田廟背垅地區(qū)基性巖的研究中發(fā)現(xiàn)，基性巖U平均含量高出湘東南地區(qū)基性巖U平均含量近10倍，能為鈾成礦提供部分鈾源。

斷裂構(gòu)造及次級斷裂或裂隙能為基性巖漿中的鈾提供富集沉淀的場所。

3　結(jié)論

通過研究發(fā)現(xiàn)以下幾點認(rèn)識：

（1）富含鐵鎂質(zhì)的巖漿上涌過程中與斷裂破碎帶交匯，鈾在此富集沉淀，所以有明顯的鈾礦化。

（2）在張性的構(gòu)造環(huán)境下，富含鐵鎂質(zhì)巖漿從地幔沿斷裂空隙上涌并侵位，帶來地幔的礦化劑∑CO2。

（3）在地幔基性巖漿上升侵位過程中產(chǎn)生了新的次級斷裂或裂隙，為鈾礦化提供良好的富集場所。

（4）在地幔基性巖漿上升侵位過程中對圍巖起到一定的加熱作用，提供了部分熱源。

（5）基性巖漿在金成礦過程中提供了礦源、水源和熱源。

圖2　下莊鈾礦田小水鈾礦床輝綠巖樣品的稀土元素配分模式圖

圖3　鹿井礦田廟背垅地區(qū)輝綠巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖

［1］劉燊,胡瑞忠,趙軍紅,馮彩霞.魯西晚中生代基性脈巖的成因和源區(qū)性質(zhì)：巖石學(xué)和地球化學(xué)［J］.地質(zhì)論評,2004（6）：577-586.

［2］齊有強.中國東南部贛杭構(gòu)造帶基性巖漿活動及其意義［R］.地球化學(xué)研究所，2008.

［3］歐光習(xí),杜樂天,張敏,張建鋒,邱林飛.廟島群島地幔流體和深部油氣研究進展［C］//中國地球物理學(xué)會（Chinese Geophysical Society）、中國地震學(xué)會·中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會第二十六屆年會、中國地震學(xué)會第十三次學(xué)術(shù)大會論文集，中國地球物理學(xué)會（Chinese Geophysical Society）、中國地震學(xué)會,2010.

［4］余金杰,毛景文,張長青.地幔流體參與寧蕪玢巖鐵礦成礦——碳、鍶同位素證據(jù)［J］.自然科學(xué)進展,2007（9）：1216-1221.

［5］劉顯凡,趙甫峰,陶專,宋祥峰,蔡永文,蔡飛躍.云南劍川金河巖體中地幔流體交代特征及其成礦意義［J］.礦床地質(zhì),2009 （2）：185-194.

［6］焦偉偉.濟陽坳陷原油中金的富集機理及其與地幔流體的關(guān)系［D］.河北工程大學(xué),2008.

［7］杜樂天,王文廣.堿型地幔流體與富堿熱液成礦［J］.礦床地質(zhì), 2009（5）：599-610.

［8］肖龍.一種新的微細(xì)浸染型金礦——產(chǎn)于輝綠巖中的微細(xì)浸染型金礦特征及找礦標(biāo)志［J］.地質(zhì)與勘探,1997（6）：1-6.

［9］肖龍,葉乃清,張明華,陳桂英,唐曉東.滇黔桂“金三角區(qū)”巖漿活動與金礦成礦的關(guān)系［J］.桂林工學(xué)院學(xué)報,1996（3）：263-271.

［10］毛景文,赫英,丁悌平.膠東金礦形成期間地幔流體參與成礦過程的碳氧氫同位素證據(jù)［J］.礦床地質(zhì),2002（2）：121-128.

［11］鄧碧平.地幔流體作用引發(fā)殼幔物質(zhì)混染疊加成礦研究［D］.成都理工大學(xué),2014.

［12］王志良,毛景文,吳淦國,楊建民,韓春明,馬天林,張作衡.東天山康古爾金礦成礦晚階段地幔流體參與成礦作用的碳?xì)溲跬凰刈C據(jù)［J］.地質(zhì)學(xué)報,2004（2）：195-202.

［13］毛景文,李蔭清.河北省東坪碲化物金礦床流體包裹體研究：地幔流體與成礦關(guān)系［J］.礦床地質(zhì),2001（1）：23-36.

［14］毛景文,李延河,李紅艷,王登紅,宋鶴彬.湖南萬古金礦床地幔流體成礦的氦同位素證據(jù)［J］.地質(zhì)論評,1997（6）：646-649.

［15］謝玉玲,徐九華,錢大益.陜西鳳縣八卦廟金礦床與地幔流體成礦作用［C］//中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會包裹體專業(yè)委員會、南京大學(xué)成礦作用國家重點實驗室、南京大學(xué)地球科學(xué)系、中國科學(xué)院礦床地球化學(xué)開放研究實驗室·全國包裹體及地質(zhì)流體學(xué)術(shù)研討會論文摘要，中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會包裹體專業(yè)委員會、南京大學(xué)成礦作用國家重點實驗室、南京大學(xué)地球科學(xué)系、中國科學(xué)院礦床地球化學(xué)開放研究實驗室,2002.

［16］侯宗林,郭光裕.云南騰沖—梁河地?zé)嵯到y(tǒng)與現(xiàn)代熱泉型金礦化作用［J］.地質(zhì)論評,1991（3）：243-249.

［17］楊進輝,周新華.膠東地區(qū)玲瓏金礦礦石和載金礦物Rb-Sr等時線年齡與成礦時代［J］.科學(xué)通報,2000（14）：1547-1553.

［18］王團華,毛景文,王彥斌.小秦嶺—熊耳山地區(qū)巖墻鋯石SHRIMP年代學(xué)研究——秦嶺造山帶巖石圈拆沉的證據(jù)［J］.巖石學(xué)報,2008（6）：1273-1287.

［19］駱萬成,伍勤生.應(yīng)用蝕變礦物測定膠東金礦的成礦年齡［J］.科學(xué)通報,1987（16）：1245-1248.

［20］張守本.基性巖體周圍鈾礦的空間分布特征［J］.世界核地質(zhì)科學(xué),2004（1）：20-22.

［21］王正其,李子穎,吳烈勤,陳國勝.幔源鈾成礦作用的地球化學(xué)證據(jù)——以下莊小水“交點型”鈾礦床為例［J］.鈾礦地質(zhì), 2010（1）：24-34.

［22］李秀珍,黃志章,韓澤宏,蔡根慶.輝綠巖中的鈾礦床蝕變分帶研究［J］.中國核科技報告,1997（S1）：29-30.

［23］李秀珍,黃志章,韓澤宏,蔡根慶.輝綠巖中的鈾礦床蝕變分帶研究［J］.中國核科技報告,1998（00）：204-216.

［24］王正其,李子穎,張國玉,吳烈勤,孫曄.下莊中洞地區(qū)白堊紀(jì)基性脈巖地球化學(xué)特征及其源區(qū)性質(zhì)［J］.鈾礦地質(zhì),2007 （4）：218-225，248.

［25］胡瑞忠.XW鈾礦床成礦機理［J］.成都地質(zhì)學(xué)院學(xué)報,1989 （3）：1-9.

［26］胡瑞忠.花崗巖型鈾礦床一種可能的成礦模式［J］.科學(xué)通報,1990（7）：526-528.

［27］李獻華,胡瑞忠,饒冰.粵北白堊紀(jì)基性巖脈的年代學(xué)和地球化學(xué)［J］.地球化學(xué),1997（2）：19-21，25-36.

［28］李獻華.諸廣山巖體內(nèi)中基性巖脈的成因初探——Sr、Nd、O同位素證據(jù)［J］.科學(xué)通報,1990（16）：1247-1249.

［29］鄧平,沈渭洲,凌洪飛,葉海敏,王學(xué)成,濮巍,譚正中.地幔流體與鈾成礦作用：以下莊礦田仙石鈾礦床為例［J］.地球化學(xué),2003（6）：520-528.

［30］鄧平,舒良樹,譚正中,吳烈勤.南嶺中段中生代構(gòu)造—巖漿活動與鈾成礦序列［J］.鈾礦地質(zhì),2002（5）：257-263.

［31］張良.基性巖與鈾成礦的關(guān)系［J］.國土資源導(dǎo)刊,2013（7）：92-94.

［32］饒澤煌.江西相山鈾礦田基性巖特征及意義研究［D］.東華理工大學(xué),2012.

P588.12

A

1004-5716（2016）01-0109-04

2015-08-16

2015-08-18

安杰（1989-），男（漢族），內(nèi)蒙古包頭人，東華理工大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：地球化學(xué)、礦物學(xué)、礦床學(xué)。