第三纪火山沉积硼矿与火山岩关系研究

单福龙　陈文西　王丛山

摘 要：第三纪火山沉积硼矿的物源与同时代的火山岩有密切联系，火山岩与岩浆活动也有遗传关系。硼富集的两种方式：洋壳经过水下蚀变导致硼富集以及深海沉积物从海水吸附硼，俯冲带内蚀变洋壳和深海沉积物在脱水过程中释放的富硼流体。富硼流体通过岩浆作用融入岩石圈地幔，最后形成富硼火山岩。富硼火山岩通过风化、热液淋滤出硼通过流水、热液（泉）搬入盆地，形成火山沉积硼矿。

关键词：第三纪 火山沉积硼矿 硼 火山岩 物源

中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0071-02

Abstract：Tertiary volcano sedimentary boron deposit is closely related to contemporary of volcanic rocks，Volcanic rock also has genetic relationship with magmatic activity.The enrichment of boron in two ways：ocean crust which has undergone submarine alteration which causes an enrichment B and pelagic sediments which have adsorbed B from seawater，In the subduction zone，altered oceanic crust and pelagic sediments that release boron from rich-fluid in the process of dehydration.Enrichment of boron-fluid infuse into the magmatism in the lithosphere mantle，The final formation volcanic rocks of enrichment of boron.Rich-boron volcanic rocks by weathering，hydrothermal leaching out of boron by water，hydrothermal（spring）into the basin，forming volcanic sedimentary boron deposit.

Key word：Tertiary；Volcano Sedimentary Boron Deposit；Boron；Volcanic Rocks；Source

世界上已发现的的火山沉积型硼矿床主要分布在南北向（环太平洋）成硼带以及位于印度—亚洲陆陆碰撞背景下的阿尔卑斯—喜马拉雅碰撞带的东西向（地中海）成硼带上，如土耳其的西安纳托利亚火山沉积硼矿区[1]。火山沉积硼矿主要分布于主动大陆边缘，成矿时代为第三纪，矿床发育在断裂带附近、干旱（半干旱）、偏碱性封闭（半封闭）稳定的盆地或构造洼地内，形成于淡水陆相沉积环境的火山沉积二元结构建造中，硼矿层与火山岩、大量湖相粘土以及凝灰岩层间层共存[2-7]。目前国内还没发现大型的第三纪火山沉积硼矿，总结三纪火山沉积硼矿物源与火山岩的关系，为第三纪火山沉积硼矿的勘探提供依据。

1 第三纪火山沉积硼矿与火山岩

第三纪火山沉积硼矿除了与特定的地质环境（断裂带附近、干旱（半干旱）、偏碱性、封闭或半封闭的沉积盆地或构造洼地）有关系，还与火山岩在时间和空间上有密切联系，一般硼矿床附近都有火山熔岩广泛发育，而火山碎屑岩与硼矿互层[3，12，13]。硼的来源有多样性：（1）火山地震活动引起的来自深部含硼高的热泉（热液）；（2）地表水淋滤附近风化的第三纪火山岩，或火山活动引起的热泉和热液穿过淋滤下伏基底变质岩的硼；（3）与矿体互层的凝灰岩和粘土岩，提供了大量的硼[4，6，13]。第三纪火山岩通过风化、热液淋滤出硼通过流水、热液（泉）搬入盆地[4，6，14]，由此第三纪火山沉积硼矿与同时代的火山岩有密切关系。

2 硼在火山岩中的分布

全球洋壳硼元素丰度10g/t，陆壳为14g/t，地壳为10g/t，而中国大陆岩石圈硼元素的质量丰度为7.82g/t，藏南壳体的硼元素丰度为6.7g/t[8-11]。从超基性岩、基性岩到中性岩和酸性岩，硼的含量有升高的规律。超基性岩中硼的平均值在5g/t，基性喷发岩硼为9g/t，基性熔岩硼的最高含量为60g/t。中性喷发岩硼含量为24g/t，中性岩硼的含量分布均匀，平均变化在14～40g/t。酸性喷发岩硼平均含量为36g/t。火山岩玻璃相可达420g/t，凝灰岩中硼可达10～95g/t，中性和酸性的熔岩最高硼含量为n×100g/t[14]。

硼是在岩浆分异作用过程的晚期富集，在晚期的气成作用和热液作用过程带到火山岩里去，原始岩浆含量不高，多数新生代的喷出岩和火山碎屑岩硼富集在玻璃的残余熔融体中。火山岩硼的富集程度，在很大程度上也取决于火山喷发类型，喷发作用长时间间断，形成硼含量较高的火山岩。火山岩富含硼的个别情况与受到富含硼矿的岩石混染有关，或者与火山岩后期热液蚀变有关[14]。

3 富硼火山岩成因

新生代板块吸收边缘上的大陆主动边缘或其碰撞带，硼含量明显偏高的原因是：硼的最初富集主要是在蚀变洋壳以及深海沉积物（从海水中吸附硼）中[15]，蚀变洋壳以及深海沉积物由于俯冲作用在经受前进变质作用和脱水作用后，产生富硼流体，移至上覆上地幔楔中。大陆主动边缘（碰撞带）新生代板块吸收边缘喷出岩和火山碎屑岩主要发育有岛弧特征的钙碱性系列的岩石，以安山熔岩及其凝灰岩占有明显优势。岛弧火山岩的成因第一阶段是俯冲洋壳产生富硼流体与与上覆地幔楔作用形成岩浆，第二阶段为上升的岩浆再次同化混染沉积物和蚀变洋壳[14，17，18]。

火山活动对火山沉积硼矿的形成起着决定性影响，岩浆作用不仅直接提供了硼，而且还形成富硼的火山岩，同时，它还起着内生热物质流的作用：使岩层内循环的渗流水变热，形成促使硼从火山岩（围岩）中淋滤，在热液中富集，并成为火山沉积硼矿的物质来源[14]。

4 结语

火山岩富硼与俯冲环境有关，蚀变大洋板块和深海沉积物随着板块俯冲脱水作用释放出富硼流体，钙碱性火山岩是硼的主要载体，通过相关的岩浆活动顺着构造薄弱带喷出。富硼的火山岩通过风化、热液淋滤为火山沉积硼矿提供物源。

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