埃达克岩来自高压背景 —— 一个科学的、可靠(4)
3.3 埃达克理论预言之三:埃达克岩与金铜成矿作用有关
埃达克岩与金铜成矿作用有关最近取得不少进展,学术界早已知道斑岩矿床是金铜成矿的主要来源(Sillitoe, 1997),而这些斑岩大多是埃达克岩(Thiéblemontetal., 1997;Kay and Kay, 2002; 张旗等,2008)。许多大型斑岩铜矿床产于太平洋周边,形成于第三纪和第四纪的大陆弧和岛弧背景(Kerrichetal., 2000;Richards, 2003, 2011;Cookeetal., 2005)。成矿作用起源于壳/幔边界(Richards, 2003),成矿岩浆经历了MASH(熔融、同化、储存和均化;Hildreth and Moorbath, 1988)过程。而冈底斯的斑岩铜矿则可能与碰撞和地壳加厚的地球动力学背景有关(Houetal., 2004, 2015)。大的斑岩铜矿的岩浆通常具有高氧化状态(fO2>NNO+1;Mungall, 2002;Richards, 2003),斑岩铜矿可能主要来自交代的氧化的地幔楔体的部分熔融(Oyarzunetal., 2001;Mungall, 2002;Richards, 2003;Cookeetal., 2005)。然而关于斑岩铜矿初始岩浆的氧化还原状态仍存在许多争论(Dauphasetal., 2009; Mallmann and O’Neill, 2009; Kelley and Cottrel, 2012; Leeetal., 2012)。早先认为,弧下地幔的氧化程度弱于来自MORB源区的地幔。另一方面,人们对斑岩铜矿弧下地幔源区的普遍理解是,相对于地幔的其余部分,玄武岩原始岩浆被氧化了(Mungall, 2002; Jugo, 2009; Kelley and Cottrell, 2009)。上述结果是通过全岩Fe3+/Fe2+分析(Blevin, 2004)、全岩化学比值(Laubieretal., 2014)、矿物平衡(Ballardetal., 2002; Dillesetal., 2015)和岩石和矿物REE含量(Trailetal., 2012; Shenetal., 2015)等方面的研究得出来的。Leeetal.(2012)认为,斑岩铜矿可能与加厚的岛弧底部的含硫化物的堆晶岩的重熔有关,埃达克岩是太平洋边缘和冈底斯金铜的重要来源(Thiéblemontetal., 1997; Oyarzunetal., 2001; Houetal., 2004; Wilkinson, 2013)。许多研究都提出,大型斑岩铜形成在大陆地壳变厚的地方(Kay and Mpodozis, 2001; Cookeetal., 2005; Chiaradia, 2014; Houetal., 2015; Shenetal., 2018)。
卡林型金矿是一种重要的金矿成矿类型,是从对美国内华达州微细粒浸染型金矿的研究提出来的。笔者发现,内华达卡林金矿是始新世的(42~36Ma),与始新世的火山岩和浅成侵入岩有关(Ressel and Henry, 2006),这些侵入岩和火山岩大多具有埃达克型的特征,少数是喜马拉雅型的(Sr=55×10-6~892×10-6,Yb=0.9×10-6~2.2×10-6,Ressel and Henry, 2006)。有些矿区未见浅成侵入体,推测深部有隐伏岩体(Ressel and Henry, 2006)。内华达与卡林型金矿有关的埃达克岩说明卡林型金矿的形成与地壳加厚有关,在内华达州可能存在一个山脉(张旗等,2008;张旗和李承东,2012)。
在南美安第斯山的阿根廷境内有一个Gualcamayo金矿,是卡林型的,与金矿有关的是中新世的英安岩小岩株(Bruno and Thompson, 2019),化学分析表明该岩株为埃达克岩,与本文的认识一致。
一些文献经常有钨铜矿或锡铜矿以及钨锡金铜铅锌银成矿带等的报道,例如云南个旧的锡铜矿以及最近在江西发现的储量极大的朱溪和大湖塘钨铜矿等。笔者认为,如果一个矿区内的钨铜、锡铜都具有中到大型的规模,则它们不可能是共生的,应分别来自不同的时代或具有不同的成因(张旗等,2008,2010;张旗和李承东,2012)。这是一个重要的规律,无论对矿区扩大找矿和矿床成因研究来说都是有参考价值的,可以让我们少走弯路。
如果一个矿区以钨锡为主,有少量或微不足道的金铜矿化;或一个矿区以金铜为主,有少量的或微不足道的钨锡矿化,则可用岩浆热场学说来解释(张旗等,2015),反映随着距离岩体的远近成矿温度的变化而导致的矿产种类变化的情况。但是,如果钨锡和金铜都具有相当的规模,则岩浆热场就解释不了了。
上述实例表明,埃达克岩与金铜有关,南岭型花岗岩与钨锡有关,这个规律非常有用,尤其对区域性和战略性找矿部署来说,我们可以在埃达克岩发育区布置金铜找矿,在南岭型花岗岩分布区部署钨锡找矿。
4 结语
(1)埃达克岩是有确切地球动力学含义的,并可上升为理论。埃达克理论之所以可以称为理论,不是因为别的,是因为埃达克岩经历了20年实践的检验。虽然关于埃达克岩的形成和演化还有许多问题并不清楚,虽然埃达克岩仍存在激烈的争论。
(2)埃达克岩之所以能够成为理论,还在于残留相理论不仅适合解释埃达克岩的成因,还能包容和解释全部地球上出露的中酸性岩浆岩。由于残留相组成与Sr-Yb之间存在相关关系,因此,利用Sr-Yb图即可识别地球上出露的全部中酸性岩(埃达克型、喜马拉雅型、浙闽型、广西型和南岭型等五类),其地球动力学意义主要体现在它们各自不同的压力背景上。
文章来源:《高压物理学报》 网址: http://www.gywlxbzz.cn/qikandaodu/2021/0104/374.html