板块俯冲与斑岩铜金成矿
发布时间：2021-02-16 06:23
绝大多数斑岩铜金矿床分布在汇聚板块边缘。研究表明高氧逸度和洋壳部分熔融是控制斑岩铜金矿床形成的两个关键因素。作为亲硫元素,铜金的性质主要受还原态的硫(S2-)控制,而硫的价态和性质则强烈受氧逸度的影响。矿床学家很早就发现氧逸度ΔFMQ+2是斑岩铜金矿床成矿的魔幻数字。研究发现其原因是硫的性质在此氧逸度附近发生巨变,在低氧逸度时,硫主要以硫化物的形式存在,但是当氧逸度在ΔFMQ+1. 5以上时,硫主要以硫酸根的形式存在。硫酸盐在岩浆中的溶解度通常是硫化物的10倍左右,因此在部分熔融过程中,高氧逸度可以大幅度提高硫在岩浆中的溶解度,有利于源区硫化物被破坏,以硫酸根的形式被熔出,从而大幅度提高初始岩浆中的铜（金）含量;与此同时,硫化物在岩浆演化过程中可以保持不饱和状态,有利于作为中度不相容元素的铜（金）通过岩浆演化进一步富集。在磁铁矿结晶等过程中,岩浆体系的氧逸度降低,硫酸根被还原,还原态的硫(S2-)将岩浆中的铜金萃取,富集到流体相,从而形成斑岩铜金矿床。这种高氧逸度岩浆通常出现在汇聚板块边缘。由于洋壳铜、金、硫含量远高于陆壳和地幔,而且俯冲带氧...
【文章来源】：岩石学报. 2020,36(01)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
全球斑岩铜(-金-钼)矿床分布图(数据来源于USGS,1999(1))
在部分熔融过程中，高氧逸度会使岩浆源区中的硫化物被氧化，以硫酸根的形式进入熔融岩浆，大幅度提高岩浆中亲硫元素的初始含量。实验表明，硫化物在岩浆中的溶解度随压力的减小而增大，随温度的增加而增加，但是对压力更敏感，在50kbar、1350℃条件下，硫(硫化物饱和)的溶解度是385×10-6(Mavrogenes and O"Neill,1999)。原始地幔硫的丰度为200×10-6～250×10-6(McDonough and Sun,1995;Mavrogenes and O"Neill,1999)，在50bar、1350℃，地幔部分熔融程度小于50%的情况下，残留相中都会有硫化物，控制着亲硫元素在地幔橄榄岩与熔体间的分配系数。即使岩浆源区在近地表情况下(硫的溶解度约为1000×10-6)，也需要20%～25%的部分熔融方能去除源区的硫化物残留相，彻底释放亲铜元素。图3 硫的存在形式与岩浆氧逸度关系(据Jugo et al.,2 0 1 0)
图2 不同矿床类型相关岩浆岩的Fe含量与氧逸度特征(据Thompson et al.,1999修改)地球化学研究表明铜为中度不相容元素(Sun et al.,2003a,2004)，原始地幔中铜的丰度为30×10-6(McDonough and Sun,1995)。作为中度不相容元素，铜在亏损地幔中的丰度应该比原始地幔低。而大洋玄武岩中的铜含量在65×10-6～125×10-6之间(Hofmann,1988;Sun et al.,2003a,b,2004)。在岩浆氧逸度高于ΔFMQ+2时，岩浆中的硫主要以硫酸盐的形式存在，其在岩浆中的溶解度可以达到1000n×10-6(Jugo et al.,2005,2010;Jugo,2009)，岩浆源区中的硫化物被大量破坏，亲硫元素大量进入熔体，也可以大幅度提高岩浆中铜金等亲硫元素的初始含量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]跳出南海看南海——新特提斯洋闭合与南海的形成演化[J]. 孙卫东,林秋婷,张丽鹏,廖仁强,李聪颖. 岩石学报. 2018(12)
[2]Major Miocene geological events in southern Tibet and eastern Asia induced by the subduction of the Ninetyeast Ridge[J]. Xinlei Sun,Wei-dong Sun,Yong-bin Hu,Wei Ding,Trevor Ireland,Mei-zhen Zhan,Ji-qiang Liu,Ming-xing Ling,Xing Ding,Zhao-feng Zhang,Wei-ming Fan. Acta Geochimica. 2018(03)
[3]Adakitic rocks associated with the Shilu copper–molybdenum deposit in the Yangchun Basin,South China,and their tectonic implications[J]. Lipeng Zhang,Yongbin Hu,Jinlong Liang,Trevor Ireland,Youliang Chen,Rongqing Zhang,Saijun Sun,Weidong Sun. Acta Geochimica. 2017(02)
[4]Processes of initial collision and suturing between India and Asia[J]. DING Lin,Satybaev MAKSATBEK,CAI FuLong,WANG HouQi,SONG PeiPing,JI WeiQiang,XU Qiang,ZHANG LiYun,Qasim MUHAMMAD,Baral UPENDRA. Science China（Earth Sciences）. 2017(04)
[5]印度与欧亚大陆初始碰撞时限、封闭方式和过程[J]. 丁林,Satybaev MAKSATBEK,蔡福龙,王厚起,宋培平,纪伟强,许强,张利云,Qasim MUHAMMAD,Baral UPENDRA. 中国科学:地球科学. 2017(03)
[6]The formation of porphyry copper deposits[J]. Weidong Sun,Jin-tuan Wang,Li-peng Zhang,Chan-chan Zhang,He Li,Ming-xing Ling,Xing Ding,Cong-ying Li,Hua-ying Liang. Acta Geochimica. 2017(01)
[7]西藏邦铺钼铜多金属矿床含矿斑岩的地球化学:对成岩源区与成矿机制的启示[J]. 胡永斌,刘吉强,胡敬仁,丁兴,孙卫东,刘焰,凌明星. 岩石学报. 2015(07)
[8]伊朗萨尔切什梅铜-钼-金矿床研究新进展[J]. 张洪瑞,杨志明,宋玉财. 地质科技情报. 2013(05)
[9]大陆碰撞成矿作用:Ⅰ.冈底斯新生代斑岩成矿系统[J]. 侯增谦,郑远川,杨志明,杨竹森. 矿床地质. 2012(04)
[10]哈萨克斯坦阿克斗卡超大型斑岩型铜矿田地质特征与成矿模式[J]. 陈宣华,杨农,陈正乐,韩淑琴,王志宏,施炜,叶宝莹. 地质力学学报. 2010(04)
本文编号：3036330
【文章来源】：岩石学报. 2020,36(01)北大核心
【文章页数】：12 页
【部分图文】：
全球斑岩铜(-金-钼)矿床分布图(数据来源于USGS,1999(1))
在部分熔融过程中，高氧逸度会使岩浆源区中的硫化物被氧化，以硫酸根的形式进入熔融岩浆，大幅度提高岩浆中亲硫元素的初始含量。实验表明，硫化物在岩浆中的溶解度随压力的减小而增大，随温度的增加而增加，但是对压力更敏感，在50kbar、1350℃条件下，硫(硫化物饱和)的溶解度是385×10-6(Mavrogenes and O"Neill,1999)。原始地幔硫的丰度为200×10-6～250×10-6(McDonough and Sun,1995;Mavrogenes and O"Neill,1999)，在50bar、1350℃，地幔部分熔融程度小于50%的情况下，残留相中都会有硫化物，控制着亲硫元素在地幔橄榄岩与熔体间的分配系数。即使岩浆源区在近地表情况下(硫的溶解度约为1000×10-6)，也需要20%～25%的部分熔融方能去除源区的硫化物残留相，彻底释放亲铜元素。图3 硫的存在形式与岩浆氧逸度关系(据Jugo et al.,2 0 1 0)
图2 不同矿床类型相关岩浆岩的Fe含量与氧逸度特征(据Thompson et al.,1999修改)地球化学研究表明铜为中度不相容元素(Sun et al.,2003a,2004)，原始地幔中铜的丰度为30×10-6(McDonough and Sun,1995)。作为中度不相容元素，铜在亏损地幔中的丰度应该比原始地幔低。而大洋玄武岩中的铜含量在65×10-6～125×10-6之间(Hofmann,1988;Sun et al.,2003a,b,2004)。在岩浆氧逸度高于ΔFMQ+2时，岩浆中的硫主要以硫酸盐的形式存在，其在岩浆中的溶解度可以达到1000n×10-6(Jugo et al.,2005,2010;Jugo,2009)，岩浆源区中的硫化物被大量破坏，亲硫元素大量进入熔体，也可以大幅度提高岩浆中铜金等亲硫元素的初始含量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]跳出南海看南海——新特提斯洋闭合与南海的形成演化[J]. 孙卫东,林秋婷,张丽鹏,廖仁强,李聪颖. 岩石学报. 2018(12)
[2]Major Miocene geological events in southern Tibet and eastern Asia induced by the subduction of the Ninetyeast Ridge[J]. Xinlei Sun,Wei-dong Sun,Yong-bin Hu,Wei Ding,Trevor Ireland,Mei-zhen Zhan,Ji-qiang Liu,Ming-xing Ling,Xing Ding,Zhao-feng Zhang,Wei-ming Fan. Acta Geochimica. 2018(03)
[3]Adakitic rocks associated with the Shilu copper–molybdenum deposit in the Yangchun Basin,South China,and their tectonic implications[J]. Lipeng Zhang,Yongbin Hu,Jinlong Liang,Trevor Ireland,Youliang Chen,Rongqing Zhang,Saijun Sun,Weidong Sun. Acta Geochimica. 2017(02)
[4]Processes of initial collision and suturing between India and Asia[J]. DING Lin,Satybaev MAKSATBEK,CAI FuLong,WANG HouQi,SONG PeiPing,JI WeiQiang,XU Qiang,ZHANG LiYun,Qasim MUHAMMAD,Baral UPENDRA. Science China（Earth Sciences）. 2017(04)
[5]印度与欧亚大陆初始碰撞时限、封闭方式和过程[J]. 丁林,Satybaev MAKSATBEK,蔡福龙,王厚起,宋培平,纪伟强,许强,张利云,Qasim MUHAMMAD,Baral UPENDRA. 中国科学:地球科学. 2017(03)
[6]The formation of porphyry copper deposits[J]. Weidong Sun,Jin-tuan Wang,Li-peng Zhang,Chan-chan Zhang,He Li,Ming-xing Ling,Xing Ding,Cong-ying Li,Hua-ying Liang. Acta Geochimica. 2017(01)
[7]西藏邦铺钼铜多金属矿床含矿斑岩的地球化学:对成岩源区与成矿机制的启示[J]. 胡永斌,刘吉强,胡敬仁,丁兴,孙卫东,刘焰,凌明星. 岩石学报. 2015(07)
[8]伊朗萨尔切什梅铜-钼-金矿床研究新进展[J]. 张洪瑞,杨志明,宋玉财. 地质科技情报. 2013(05)
[9]大陆碰撞成矿作用:Ⅰ.冈底斯新生代斑岩成矿系统[J]. 侯增谦,郑远川,杨志明,杨竹森. 矿床地质. 2012(04)
[10]哈萨克斯坦阿克斗卡超大型斑岩型铜矿田地质特征与成矿模式[J]. 陈宣华,杨农,陈正乐,韩淑琴,王志宏,施炜,叶宝莹. 地质力学学报. 2010(04)
本文编号：3036330
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