岩浆流体在热液矿床形成中的作用

段敏

摘 要：有地质学家提出：加热过的雨水能够通过冲淋岩石，之后再从岩石中得到金属，这是一种能将金属过渡到矿石的沉淀场所的行之有效的方式手段。由于大气水能够抹去矿主期岩浆流体的痕迹，导致人们对岩浆流体的作用不够重视。其实在通过运用微区原位分析技术后，即便是在大量大气水抹去了岩浆流动的痕迹，岩浆流体的片段仍旧能够被人们探测出来，岩浆流动的时间虽然不长，但是却是成矿的关键性的因素。文章主要是通过对岩浆流体在热液矿床形成中的作用作出分析，以期为地质学基础提供有效的理论。

关键词：岩浆流体；热液矿床；作用分析

文章重点探讨有关岩浆中水、金属以及其它组分来源方面的论证，以及有关热液系统及其所形成的矿床，主要是在板块汇聚边缘产生的岩浆侵人体以及有关的热液系统。在板块汇聚边缘，洋壳俯冲到大陆岩石圈以下，从而导致火山弧的形成，这是大多数与岩浆有关的热液矿床集中产出的构造环境。

一、岩浆流体概述

岩浆流体包括蒸汽和超盐度液体。岩浆流体是火山弧环境下形成的热液矿床的许多组分的初始来源，这些组分包括金屬元素及其配位体，它们以各种方式从包括俯冲洋壳的不同来源处浓集于岩浆里。当酸性的岩浆蒸汽被吸收进深循环的地下水中时，围岩的淋滤作用得到了加强，从而对热液流体贡献了组分。对现代地表热泉和火山喷气孔的研究促进了对形成热液矿床的热液系统的理解，前者可以看作为古热液矿床热液系统的现代活动的相当物。

上部地壳流体的运动主要表现为岩浆侵位所驱动的热液系统，后者将地球热量的大部分以对流的方式传输到地表。流体在传输热量的同时搬运金属，进而形成最重要的矿床即热液类矿床。矿床形成于远离岩浆源的地点。非岩浆流体系统对于金属成矿作用同样重要，就比如以沉积岩为主岩的Cu、Pb、Zn以及与变质作用相联系的脉状Au矿床。与岩浆侵位驱动的循环流体的通量相比较，形成上述矿床的热液流体的通量不是占据主导地位。大气水在各种类型的热液系统中占有主导地位，这导致某些研究者假定金属元素主要是由大气水从流经的岩石中清除出来的。岩浆流体是真实存在的，但是，由于大量大气水的出入，岩浆流体的记录可能被消除。要形成一个热液矿床，含金属流体的流动必须是集中性的，沉淀机制必须发生于局限的场所，具体的流动和沉淀机制的细节对于每一个具体的矿床可能都是不同的。

二、岩浆流体在热液矿床形成中的作用

一般情况下，矿床可以划分为两大类：一种是与侵入体有关的斑岩型Cu、AU矿床，另一种是在地壳浅部形成的浅成热液贵金属和普通金属矿床，两类矿床可以分别看作是相对于岩浆侵入体的近源以及远源端员。岩浆为热液流体提供了水、金属以及配位体等组成成分。另一方面，当矿床与岩浆侵入体之间的距离划分开来时，大气水就会逐渐占据主导地位，当岩浆流体的盐分含量以及酸性减弱时，热液矿床的形成速度也会相对减弱。即便是处在远源环境下，以高压蒸汽形式存在的岩浆组分的加入也会表现形式也会相当明显，它们的岩浆流通量远远比不上大气水，但其成矿作用却是起着关键性的作用。

（一）岩浆流体与热液矿床之间的关系

岩浆与热液矿床之间的主副关系主要是常从关于岩浆侵入体与热液矿床的关系研究论文可以得知。通过开展相应的模拟实验研究可以探讨出：热液矿床中的金属和配位体可以完全从相关的岩浆中分离出来。而且，我们还可以从某些喷发火山测量的金属通量数据中得出结论：在拥有足够的时间以及浓集机制的情况下，去气岩浆完全可以溶化出一定数量的金属，并且能够形成矿床。有实例证明：新西兰的white Island就是一个在岛弧环境产生的火山，与之相关联的热液系统在过去的时间里都是活动的状态。通过地质学家检测得出的关于White Island火山的二氧化硫长期以来的流通量大概是0.13×106t/a，伴随着1.9×106t/a的水以及0.44×106t/a的二氧化碳。在900℃高温下测量出的携带火山灰的烟柱的烟雾中的（cu） /（s）值大概是1.7×104次方，然后可以得出的Cu的流通量为1×106t/a，Au的流通量则大于350kg/a。同理，在阿拉斯加的Augustine、意大利Mt Ema等高发火山地的喷发火山的烟柱中也观察到了Cu以及Au等其它化学元素的浓度是相当高的。

（二）岩浆中金属的由来

虽然有岩浆流体与液体矿床之间组合的说法并且已经得到论证，但是针对于仍然需要了解岩浆从哪里获取金属以及金属如何集聚形成矿床。金属可以通过各种各样的途径进入岩浆，包括地幔熔融以及地壳熔融。即便如此，许多亲铁元素同样存在于上地幔的Fe-Ni硫化物中。通过地幔部分熔融，这些硫化物部分被消耗熔融，向玄武质岩浆中贡献金属，玄武质岩浆沿着洋中脊或者从俯冲带上升到地壳。在前一种情况下，这些喷发的玄武岩通常是蚀变了的，它们与大洋沉积物一道最终被俯冲到大陆地壳之下，在火山弧之下的地幔楔中诱导熔融。许多岛弧岩浆提供了清晰的俯冲板片添加诸如氧化态硫、碱族元素、水和氯之类组分的证据，这些组分以流体或者硅酸盐熔体的形式传输。

三、结语

岩浆穿过地壳时也可以获取成矿组分，在元素碳或者Fe的硫化物存在的情况下产生的地壳熔体可能是还原性的，因而对于Sn的沉淀是理想的。由于富F的含水硅酸盐难熔矿物熔融过了的地壳岩石的再熔融可以导致岩浆中的高F含量。金属的来源对于金属集聚并不是十分重要，而最后上升到岩浆分异阶段的岩浆过程却是尤为重要的。

参考文献

[1] 张旗，金惟浚，李承东.岩浆热场与热液多金属成矿作用[J].地质科学.2015.

[2] 张招崇，侯通，李厚民.岩浆热液系统中铁的集聚机制探讨[J].岩石学报，2014.