CAJ | 학술논문

硫化物熔融包裹体研究是认识硫化物矿床成矿元素来源和演化的重要手段,由于硫化物熔融包裹体的体积较小(粒径仅为10～20 μm),其详细化学元素组分的难以获得一直是制约进一步研究的瓶颈.笔者在前人研究的基础上,借助于扫描电镜、电镜能谱和二次飞行时间离子探针(Tof-SIMS)对产于铜陵地区角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体进行了详细的研究,首次获得了一套精确的矿物化学资料和元素分布图.矿物学研究表明,角闪石巨晶在上地幔和下地壳均有结晶,温压区间分别为T:850～900℃(温度),P:0.70×109～0.82×109 Pa(压力),对应深度D:23.10～27.06 km;和T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109 Pa,D:35.97～38.61 km.元素分布图显示,硫化物熔融包裹体主要有两种元素组成体系:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba和S-Fe-Cu-Sr,幔源硫化物体系中Mn、Ni、Rb、Ba等元素具有相似的性质特征可共溶,与Cu则表现出不混溶.在铜陵地区,上地幔的部分熔融形成了一套碱性玄武岩浆,后受岩浆底侵作用和壳幔相互作用影响,底侵进入下地壳深位岩浆房,发生结晶分异和同化混染作用,形成一套轻度演化的玄武岩浆,可能为辉长质.上地幔和下地壳的角闪石巨晶分别是由上地幔碱性玄武岩浆和下地壳轻度演化的玄武岩浆(辉长质)高压下结晶的产物.当上地幔碱性玄武岩浆上侵到下地壳深位岩浆房以后,发生结晶分异作用,又由于地壳硅镁层的混染作用,使得玄武岩浆中硫溶解度降低,促其熔离,从而释放大量的硫(S,以及Ni、Cu、Cr).角闪石巨晶中的硫化物熔融包裹体正是在下地壳深位岩浆房中,由正在结晶的角闪石巨晶在结晶分异和轻度演化的玄武质岩浆中捕获的不混溶硫化物熔融液滴形成的.铜陵地区在中生代经历了一个长期的大规模的岩浆底侵作用和壳幔相互作用过程,由于下地壳硅镁层混染作用使得轻度演化的玄武岩浆释放大量硫,必然会在莫霍面附近形成大规模高浓度的硫富集区,这些组分在岩浆上侵作用、地壳减薄作用或者裂谷作用的影响下很容易再活化,进入区域岩浆-热液流体系统,最终参与形成区域大规模的硫化物矿床. 硫化物鎔融包裹體研究是認識硫化物礦床成礦元素來源和縯化的重要手段,由于硫化物鎔融包裹體的體積較小(粒徑僅為10～20 μm),其詳細化學元素組分的難以穫得一直是製約進一步研究的瓶頸.筆者在前人研究的基礎上,藉助于掃描電鏡、電鏡能譜和二次飛行時間離子探針(Tof-SIMS)對產于銅陵地區角閃石巨晶中的硫化物鎔融包裹體進行瞭詳細的研究,首次穫得瞭一套精確的礦物化學資料和元素分佈圖.礦物學研究錶明,角閃石巨晶在上地幔和下地殼均有結晶,溫壓區間分彆為T:850～900℃(溫度),P:0.70×109～0.82×109 Pa(壓力),對應深度D:23.10～27.06 km;和T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109 Pa,D:35.97～38.61 km.元素分佈圖顯示,硫化物鎔融包裹體主要有兩種元素組成體繫:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba和S-Fe-Cu-Sr,幔源硫化物體繫中Mn、Ni、Rb、Ba等元素具有相似的性質特徵可共溶,與Cu則錶現齣不混溶.在銅陵地區,上地幔的部分鎔融形成瞭一套堿性玄武巖漿,後受巖漿底侵作用和殼幔相互作用影響,底侵進入下地殼深位巖漿房,髮生結晶分異和同化混染作用,形成一套輕度縯化的玄武巖漿,可能為輝長質.上地幔和下地殼的角閃石巨晶分彆是由上地幔堿性玄武巖漿和下地殼輕度縯化的玄武巖漿(輝長質)高壓下結晶的產物.噹上地幔堿性玄武巖漿上侵到下地殼深位巖漿房以後,髮生結晶分異作用,又由于地殼硅鎂層的混染作用,使得玄武巖漿中硫溶解度降低,促其鎔離,從而釋放大量的硫(S,以及Ni、Cu、Cr).角閃石巨晶中的硫化物鎔融包裹體正是在下地殼深位巖漿房中,由正在結晶的角閃石巨晶在結晶分異和輕度縯化的玄武質巖漿中捕穫的不混溶硫化物鎔融液滴形成的.銅陵地區在中生代經歷瞭一箇長期的大規模的巖漿底侵作用和殼幔相互作用過程,由于下地殼硅鎂層混染作用使得輕度縯化的玄武巖漿釋放大量硫,必然會在莫霍麵附近形成大規模高濃度的硫富集區,這些組分在巖漿上侵作用、地殼減薄作用或者裂穀作用的影響下很容易再活化,進入區域巖漿-熱液流體繫統,最終參與形成區域大規模的硫化物礦床.
류화물용융포과체연구시인식류화물광상성광원소래원화연화적중요수단,유우류화물용융포과체적체적교소(립경부위10～20 μm),기상세화학원소조분적난이획득일직시제약진일보연구적병경.필자재전인연구적기출상,차조우소묘전경、전경능보화이차비행시간리자탐침(Tof-SIMS)대산우동릉지구각섬석거정중적류화물용융포과체진행료상세적연구,수차획득료일투정학적광물화학자료화원소분포도.광물학연구표명,각섬석거정재상지만화하지각균유결정,온압구간분별위T:850～900℃(온도),P:0.70×109～0.82×109 Pa(압력),대응심도D:23.10～27.06 km;화T:900～950℃,P:1.09×109～1.17×109 Pa,D:35.97～38.61 km.원소분포도현시,류화물용융포과체주요유량충원소조성체계:S-Fe-Mn-Ni-Rb-Sr-Ba화S-Fe-Cu-Sr,만원류화물체계중Mn、Ni、Rb、Ba등원소구유상사적성질특정가공용,여Cu칙표현출불혼용.재동릉지구,상지만적부분용융형성료일투감성현무암장,후수암장저침작용화각만상호작용영향,저침진입하지각심위암장방,발생결정분이화동화혼염작용,형성일투경도연화적현무암장,가능위휘장질.상지만화하지각적각섬석거정분별시유상지만감성현무암장화하지각경도연화적현무암장(휘장질)고압하결정적산물.당상지만감성현무암장상침도하지각심위암장방이후,발생결정분이작용,우유우지각규미층적혼염작용,사득현무암장중류용해도강저,촉기용리,종이석방대량적류(S,이급Ni、Cu、Cr).각섬석거정중적류화물용융포과체정시재하지각심위암장방중,유정재결정적각섬석거정재결정분이화경도연화적현무질암장중포획적불혼용류화물용융액적형성적.동릉지구재중생대경력료일개장기적대규모적암장저침작용화각만상호작용과정,유우하지각규미층혼염작용사득경도연화적현무암장석방대량류,필연회재막곽면부근형성대규모고농도적류부집구,저사조분재암장상침작용、지각감박작용혹자렬곡작용적영향하흔용역재활화,진입구역암장-열액류체계통,최종삼여형성구역대규모적류화물광상.