巖漿系列與巖石組合

本節(jié)擬主要論述不同成礦地質(zhì)背景中主要鎳銅鉑礦床賦存的巖體(帶)的形態(tài)特征、巖石組合和巖石化學(xué)組成特征。由于這些含礦巖體均為顯晶質(zhì)，雖有不同程度的蝕變，但仍可判斷出原生礦物，所以，巖石定名仍采用巖相學(xué)定名法。對于特征的蝕變礦物，以巖石名稱的前綴來表述，對于原生礦物已被交代殆盡的巖石，則以蝕變礦物命名。對于巖石化學(xué)系列，首先區(qū)分為堿性系列與亞堿性系列，然后進(jìn)一步將亞堿性系列區(qū)分為拉斑玄武巖系列與鈣堿性系列。鑒于確定巖石化學(xué)系列的方法很多，而且不同方法之間有一定的差異，我們在處理數(shù)據(jù)過程中采用了統(tǒng)一的方法。由于這些巖體多為含礦巖體，計算鎂鐵比值(m/ƒ)時不考慮Ni，所以，m/ƒ=Mg/(Fe3++Fe2++Mn)。根據(jù)m/ƒ，將這些基性巖和超基性巖做如下區(qū)分：鎂質(zhì)超基性巖m/ƒ＞6.5；鐵質(zhì)超基性巖m/ƒ=6.5～2；富鐵質(zhì)超基性巖m/ƒ=2～0.5；鐵質(zhì)基性巖m/ƒ=0.5～2；富鐵質(zhì)基性巖m/ƒ=0～0.5。此外，為了比較和了解各巖體間分離結(jié)晶/堆晶程度還計算了Mg＃(Mg＃=Mg/(Mg+Fe))。一、與古大陸(邊緣)裂解有關(guān)的含礦巖體的巖漿系列與巖石組合(一)龍首山巖區(qū)的巖石化學(xué)組成與巖石組合龍首山巖區(qū)以金川巖體規(guī)模最大，長6500m，最寬處527m。該巖區(qū)巖體形態(tài)以巖墻狀、脈狀和透鏡狀為主，少部分為長扁豆?fàn)?。較大巖體的巖石組合為：純橄巖-二輝橄欖巖-橄欖二輝巖；較小的巖體為：橄欖巖-輝石巖或橄欖巖-橄欖輝石巖、橄欖巖-橄欖輝石巖-輝長巖、橄欖巖、輝石巖、輝長巖、變輝綠巖。在這些巖石類型中，以橄欖巖、橄欖輝石巖和輝石巖居絕對優(yōu)勢地位，輝長巖、輝綠巖僅在3個巖體中出現(xiàn)。在圖4-2-1 上，龍首山巖區(qū)的樣品大都投影于亞堿性區(qū)。在圖4-2-2上，屬于亞堿性的樣品全都投影在拉斑玄武巖系列區(qū)。由此可見，龍首山巖區(qū)的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石應(yīng)屬于拉斑玄武巖系列。在187件超鎂鐵巖的硅酸鹽全分析中，有180件樣品的m/ƒ比值界于6.5～2.0之間，其中絕大多數(shù)在5.87～3.15之間，說明本區(qū)超鎂鐵巖應(yīng)屬鐵質(zhì)超基性巖。有4件超鎂鐵巖的m/ƒ為1.31～1.99，屬富鐵質(zhì)超基性巖。這4件樣品與另1件m/ƒ=2.1的樣品在圖4-2-1上投影在Ol′角頂區(qū)亞堿性與堿性系列分界線的左側(cè)，即屬于堿性系列。這有可能是在強(qiáng)烈的蛇紋石化過程中加入了過量的鐵質(zhì)和少量的堿金屬所致。另有3件超鎂鐵巖的m/ƒ=8.70～10.84，它們的Mg＃=0.9～0.92。這3 件樣品有可能是地幔橄欖巖，或者全都是由早期結(jié)晶的橄欖石組成的堆晶純橄巖。圖4-2-1 金川超鎂鐵巖Ol′-Ne′-Q′圖Ol′=Ol+3/4 Hy；Q′=Q+2/5 Ab+1/4 Hy；Ne′=Ne+3/5 Ab圖4-2-2 金川超鎂鐵巖AFM圖絕大多數(shù)鐵質(zhì)超基性巖的 Mg＃界于0.86～0.76 之間，極個別樣品的 Mg＃為0.73、0.74。根據(jù)Green(1985)的研究，與地幔橄欖巖平衡的原生巖漿的Mg＃為0.63～0.73。有鑒于此，龍首山巖區(qū)的鐵質(zhì)超基性巖都含有數(shù)量不等的堆晶相。富鐵質(zhì)超基性巖與1件m/ƒ=2.1的鐵質(zhì)超基性巖的Mg＃為0.55～0.67，其中有2件樣品為0.66、0.67，屬原生巖漿范圍內(nèi)，另外3件樣品均處于適度演化的巖漿范圍。但這些數(shù)據(jù)很可能是蝕變交代的結(jié)果，并不能代表蝕變前的巖石化學(xué)組成。3件蝕變輝長巖的m/ƒ為1.86、1.99和2.61，仍屬鐵質(zhì)基性巖。它們的Mg＃為0.66、0.67和0.73，處于原生巖漿的范圍內(nèi)。這些輝長巖的硅酸鹽全分析數(shù)據(jù)能否準(zhǔn)確地代表蝕變前的巖石化學(xué)組成，以及這些巖石能否代表龍首山巖區(qū)的原生巖漿，是一個值得研究的課題。(二)揚子板塊西緣鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖帶的巖石化學(xué)組成與巖石組合本區(qū)含鎳銅鉑巖體多呈巖株、巖盆、巖床、巖墻、巖脈狀產(chǎn)出。這些巖體總體上沿?fù)P子板塊西緣呈S-N向的帶狀產(chǎn)出，在每一個地段則成群出現(xiàn)。巖體的長寬比小于5：1，出露面積最大者為58 km2。呈巖盆狀、巖墻狀、巖脈狀的巖體具有上酸下基的特征，堆晶層理發(fā)育。呈巖株狀的巖體為內(nèi)基外酸的復(fù)式巖體，不同巖石類型是不同侵入次的巖漿脈動產(chǎn)物。這些巖體由純橄巖、單斜(及二輝)橄欖巖、橄輝巖、輝石巖、蘇長輝長巖、輝長巖、輝長輝綠巖組成。巖體，尤其是含礦巖體蝕變強(qiáng)烈，常見蝕變類型為蛇紋石化、次閃石化、綠泥石化、綠簾石化、滑石化、碳酸鹽化等。可以劃分出8種巖石組合：①含單輝純橄巖-單輝橄欖巖-單輝輝石巖-輝長巖型；②含長純橄巖-含長單輝(及二輝)橄欖巖-橄欖輝長巖型；③單輝橄欖巖-單斜輝石巖-輝長巖型；④單輝(及二輝)橄欖巖-輝石巖-蘇長輝長巖型；⑤單斜輝石巖型；⑥含長單斜輝石巖-輝長巖型；⑦蘇長輝長巖-輝綠巖型；⑧輝長巖-輝綠巖型。其中，以鉑礦為主要礦種的巖體往往不含或含很少鎂鐵質(zhì)巖石，如金寶山巖體和楊柳坪巖體。而以鎳礦為主要礦種的巖體則往往含有一定量的鎂鐵質(zhì)巖石，如白馬寨巖體、力馬河巖體等。這種成礦專屬性的差別反映了含礦巖漿基性程度的差別，以鉑礦為主的巖體巖漿基性程度更高一些，而以鎳礦為主的巖體巖漿基性程度低一些。圖4-2-3 揚子板塊西緣鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石Ol′-Ne′-Q′圖，Ol′=Ol+3/4Hy，Q′=Q+2/5Ab+1/4Hy，Ne′=Ne+3/5Ab圖4-2-4 揚子板塊西緣鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石AFM圖在圖4-2-3上，僅有少數(shù)樣品投影在堿性區(qū)，絕大多數(shù)樣品落在亞堿性區(qū)。在圖4-2-4上，大多數(shù)亞堿性巖石投影在拉斑玄武巖系列區(qū)。由此可見，揚子板塊西緣含鎳銅鉑礦的巖石主要屬于拉斑玄武巖系列。很少一部分屬堿性系列的樣品可能與蝕變交代作用有關(guān)。尤其是強(qiáng)烈的滑石化，會明顯地改變巖石的化學(xué)組成。白馬寨巖體有10件樣品屬鈣堿性系列，這可能與同化混染作用有關(guān)。在做鋯石U-Pb定年分析時，已經(jīng)測出了白馬寨巖體中有元古宙和早古生代的鋯石。由于揚子板塊西緣含鎳銅鉑礦的侵入巖帶形成于石炭紀(jì)至二疊紀(jì)初期，這些元古宙和早古生代的鋯石只能來自圍巖。超鎂鐵巖的m/ƒ比值大都界于2.32～4.95之間，有1件樣品為5.72，另1件為2.18，均屬鐵質(zhì)超基性巖。鎂鐵質(zhì)巖石的m/ƒ比值大都界于0.56～1.86；另有2件分別為2.06和2.27，略偏高一些，這些鎂鐵質(zhì)巖石大部分屬于鐵質(zhì)基性巖。本區(qū)絕大多數(shù)超鎂鐵巖的Mg＃界于0.70～0.83之間；另有2件樣品的Mg＃為0.85、0.86，還有4 件樣品的Mg＃界于0.60～0.69 之間。由此可見，大部分超鎂鐵巖都含有一定數(shù)量的堆晶相。Mg＃為0.70～0.83之間的樣品以輝石巖為主，這部分樣品是否能夠近似于原生巖漿的組成，是一個值得注意的問題。個別Mg＃明顯偏低的樣品都是蝕變強(qiáng)烈的巖石，主要表現(xiàn)為蛇紋石化和綠泥石化。Mg＃的降低應(yīng)該與蝕變過程中鐵質(zhì)的帶入有關(guān)。鎂鐵質(zhì)巖石的Mg＃界于0.37～0.68 之間，有較大的跨度。個別含礦輝長巖的Mg＃超過0.70，不應(yīng)視作為輝長巖原有的Mg＃值。大部分輝長巖的Mg＃都低于0.63，屬于適度演化的巖漿。少部分輝長巖的Mg＃為0.66～0.68，這部分輝長巖是否能夠代表本區(qū)的原生巖漿，值得進(jìn)一步研究。(三)興地Ⅱ號巖體的巖石化學(xué)組成與巖石組合興地Ⅱ號巖體平面上呈不對稱楔形，東西長5 km，南北寬2～3 km，出露面積約16 km2。橫斷面可能呈漏斗狀。該巖體由橄欖巖、輝石巖和輝長巖組成。興地Ⅱ號巖體中超鎂鐵巖的m/ƒ大都界于3.66～5.71之間，屬鐵質(zhì)超基性巖。另有3件樣品的m/ƒ分別為6.8、7.39和7.44，已屬鎂質(zhì)超基性巖。這3件橄欖巖樣品中橄欖石含量已超過75%，而且輝石屬斜方輝石。大部分鎂鐵質(zhì)巖石的m/ƒ界于1.68～3.61之間，總體上明顯富鎂。另有1件蘇長輝長巖樣品的m/ƒ達(dá)7.39，顯示了MgO含量的異常富集。在圖4-2-5上，除1件樣品投影在堿性區(qū)外，其余樣品都投影在亞堿性區(qū)。在圖4-2-6上，亞堿性樣品都投影在拉斑玄武巖系列區(qū)。據(jù)此，可判斷該巖體的巖漿屬拉斑玄武巖系列。鐵質(zhì)超鎂鐵巖的Mg＃介于0.79～0.86，均含有相當(dāng)數(shù)量的堆晶相。3件鎂質(zhì)超鎂鐵巖的Mg＃為0.88 和0.89，基本上都是由橄欖石和斜方輝石堆晶組成。鎂鐵質(zhì)巖石的Mg＃界于0.78～0.63，明顯偏高，其中輝長蘇長巖的Mg＃高，而輝長巖的Mg＃低。這有可能暗示輝長蘇長巖中的紫蘇輝石也是堆晶。圖4-2-5 興地Ⅱ號巖體Ol′-Ne′-Q′圖4-2-6 興地Ⅱ號巖體AFM圖二、與褶皺帶后造山伸展有關(guān)的巖漿系列與巖石組合(一)喀拉通克成礦帶侵入體的巖石化學(xué)組成與巖石組合喀拉通克成礦帶中以Ⅰ號和Ⅱ號巖體規(guī)模較大，巖體呈透鏡狀，不規(guī)則巖株狀及脈狀體產(chǎn)出。Ⅰ號巖體地表形態(tài)呈不規(guī)則紡錘狀，深部形態(tài)呈楔形，長軸沿330 °方向延伸。地表長700m，最寬處250m，面積約0.1 km2。Ⅱ號巖體隱伏于地表以下120～200m之間，東部近似為一向NE陡傾的長扁狀脈體，西部呈分枝脈狀。主要巖石類型為：金云母角閃橄欖蘇長巖、金云角閃蘇長巖、輝長巖、輝長閃長巖、閃長巖和石英閃長巖。本礦帶與其它主要成礦帶在巖石學(xué)方面最主要的區(qū)別是沒有出現(xiàn)超鎂鐵巖而出現(xiàn)了一定數(shù)量的中性巖。在Ol′-Ne′-Q′圖上(圖4-2-7)，有6件硅酸鹽全分析投影在堿性巖區(qū)，其余55件樣品投影在亞堿性區(qū)。后者在AFM圖上(圖4-2-8)有16件樣品投影在鈣堿性巖區(qū)，39件樣品投影在拉斑玄武巖系列區(qū)(圖4-2-8)。由此可見，喀拉通克巖體以拉斑玄武巖系列為主，以鈣堿性系列為附。少數(shù)投影在堿性巖區(qū)的樣品應(yīng)當(dāng)與蝕變交代有關(guān)?？说V床位于額爾齊斯褶皺帶內(nèi)部，形成于后造山伸展階段。在這些含礦巖體侵位前，本區(qū)曾發(fā)生過B型俯沖作用。這些含礦巖體中有一部分巖石屬鈣堿性系列，有可能暗示其源區(qū)與削減板片上部的地幔楔有關(guān)，或者當(dāng)巖漿從深部穿過地幔楔時受其影響。絕大多數(shù)樣品的m/ƒ界于1.11～2.80之間，另有2件樣品為0.99和0.62，大部分屬鐵質(zhì)基性巖。各種巖石的Mg＃變化于0.39～0.75之間，其中，蘇長巖的Mg?？傮w偏高，而其它巖石類型的Mg?？傮w上低于蘇長巖。從Mg＃反映的巖漿演化程度來看，部分蘇長巖可能含有很少量的堆晶，最有可能的堆晶相應(yīng)當(dāng)是紫蘇輝石。大部分蘇長巖和輝長巖的Mg＃處于原生巖漿的范圍內(nèi)，而閃長巖類則應(yīng)屬于適度演化的巖漿。圖4-2-7 喀拉通克成礦帶Ol′-Ne′-Q′圖4-2-8 喀拉通克成礦帶AFM圖(二)黃山巖帶侵入體的巖石化學(xué)組成與巖石組合黃山巖帶中的巖體平面上呈長條狀、透鏡狀、葫蘆狀、馬蹄狀、火炬狀等多種形態(tài)，表明巖體在形成過程中和固結(jié)之后遭受過韌性剪切作用的影響。剖面上呈漏斗狀或巖筒狀。主要巖石類型為斜長云母角閃橄欖巖、角閃輝石巖、橄欖輝長巖、輝長蘇長巖、輝石閃長巖、閃長巖和少量橄欖巖，其中，以鎂鐵質(zhì)巖石為主。巖石普遍遭受過強(qiáng)烈擠壓作用，礦物變形和破碎現(xiàn)象相當(dāng)普遍。黃山侵入巖帶中超鎂鐵巖的m/ƒ值介于4.07～6.01之間，均屬鐵質(zhì)超基性巖。絕大多數(shù)鎂鐵質(zhì)巖石的m/ƒ值介于4.91～2.15之間，與同類巖石相比明顯偏高。另有3件樣品的m/ƒ值介于0.68～1.52之間，屬鐵質(zhì)基性巖的范圍。閃長巖類的m/ƒ值介于0.71～1.66之間，屬于鐵質(zhì)基性巖的數(shù)值范圍。在圖4-2-9上，個別數(shù)據(jù)投影在堿性巖區(qū)。在圖4-2-10上，屬于亞堿性的樣品有17件投影在鈣堿性系列區(qū)，大多數(shù)樣品投影在拉斑玄武巖系列。由此可見，該侵入巖帶以拉斑玄武巖系列為主，鈣堿性系列為副。黃山侵入巖帶的構(gòu)造背景與喀拉通克相同，形成鈣堿性系列巖漿的原因有可能與喀拉通克一致，此處不再贅述。個別投影在堿性區(qū)的樣品可能與蝕變交代有關(guān)。超鎂鐵巖的Mg＃介于0.85～0.80之間，主要由堆晶相的鎂鐵礦物組成。鎂鐵質(zhì)巖石中大部分分析樣品的 Mg＃=0.69～0.84，也含有一定數(shù)量的堆晶；另有4 件樣品的Mg＃=0.41～0.66，屬于適度演化的巖漿。閃長巖類的Mg＃=0.38～0.66，主要屬于演化的巖漿，但演化程度有明顯差異。圖4-2-9 黃山巖帶Ol′-Ne′-Q′圖圖4-2-10 黃山巖帶AFM 圖(三)紅旗嶺侵入巖帶的巖石化學(xué)組成與巖石組合紅旗嶺侵入巖帶中的巖體形態(tài)主要呈巖盆、巖床和巖墻狀。主要巖石類型為橄欖巖、橄輝巖、輝石巖、含長輝石巖、蘇長輝長巖、輝長巖；就體積而論，以超鎂鐵巖為主，鎂鐵質(zhì)巖石為輔。不同巖體的巖石組合可以劃分為斜方輝石巖型、輝長巖-輝石巖-橄欖巖型、角閃輝長巖-斜長角閃橄輝巖型、輝石巖-橄欖巖型、蘇長輝長巖-輝石巖-橄欖巖型。紅旗嶺侵入巖帶的硅酸鹽全分析數(shù)據(jù)中，僅有個別樣品屬堿性系列(圖4-2-11)；而在亞堿性系列的樣品中，僅有1件屬鈣堿性系列，其余均屬拉斑玄武巖系列(圖4-2-12)。由此可見，紅旗嶺侵入巖帶基本上屬拉斑玄武巖系列。超鎂鐵巖的m/ƒ=5.93～2.02，均屬鐵質(zhì)超基性巖。蘇長巖和輝長巖的m/ƒ=3.92～1.72，與同類巖石相比，明顯偏高。超鎂鐵巖的Mg＃值大都在0.71～0.86之間；另有2件樣品為0.64和0.67，其中1件明確定名為含礦蝕變輝石巖，Mg＃的降低應(yīng)與礦化有關(guān)。根據(jù)Mg＃的數(shù)值范圍，可以看出超鎂鐵巖含有數(shù)量不等的堆晶相。蘇長巖的Mg＃為0.80和0.81，也含有相當(dāng)數(shù)量的堆晶相，可能主要是紫蘇輝石。輝長巖的Mg＃為0.64和0.72，處于原生巖漿Mg＃范圍的邊緣，顯示了弱分異特征。圖4-2-11 紅旗嶺巖帶 Ol′-Ne′-Q′圖圖4-2-12 紅旗嶺巖帶AFM圖三、與大陸溢流玄武巖有關(guān)的席狀侵入體的巖漿系列和巖石組合屬于本類型的侵入巖帶有兩處產(chǎn)地，一是桂北的四堡期鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)侵入巖帶，另一處是以云南賓川-永勝地區(qū)為代表的、與峨眉山玄武巖同期的侵入體。由于后一地區(qū)在第六章有詳細(xì)論述，所以這里只論述桂北地區(qū)。桂北四堡期鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖體分為南部的寶壇巖帶和北部的林洞巖帶。這兩個巖帶的巖體形態(tài)多數(shù)為巖床狀或巖席狀，少數(shù)呈巖盆狀或巖蓋狀。林洞巖帶的巖體按照巖石組合可以劃分為變輝橄巖-變角閃橄欖巖-變橄輝巖-變輝石巖型、變輝橄巖-變角閃橄欖巖型、變角閃橄欖巖-變橄輝巖-變輝石巖型和變橄欖巖-變橄輝巖-變輝石巖-變輝長巖4種類型，超鎂鐵巖居絕對優(yōu)勢地位，僅有很少量的鎂鐵質(zhì)巖石。寶壇巖帶主要巖體類型為變橄輝巖或變輝石巖-變輝長巖型和變輝石巖-變輝長巖-變閃長巖型。其中，輝長巖和輝石巖(橄輝巖)大約各居其半。林洞巖帶尚無硅酸鹽全分析數(shù)據(jù)，所以，只討論寶壇巖帶的巖石化學(xué)組成。圖4-2-13 寶壇巖帶Ol′-Ne′-Q′圖圖4-2-14 寶壇巖帶AFM圖在14件硅酸鹽全分析數(shù)據(jù)中，只有4件樣品屬亞堿性系列，其余10件均屬堿性玄武巖系列(圖4-2-13、4-2-14)由此可見，寶壇巖帶以堿性玄武巖系列為主、拉斑玄武巖系列為副。超鎂鐵巖的m/ƒ=4.88～2.97，鎂鐵質(zhì)巖石的m/ƒ=2.02～1.13，分別屬鐵質(zhì)超基性巖和鐵質(zhì)基性巖。超鎂鐵巖的Mg＃大都介于0.84～0.72之間，另有1件樣品為0.66。表明大部分樣品都含有數(shù)量不等的堆晶相。鎂鐵質(zhì)巖石的Mg＃=0.68～0.55，其中有4件樣品的Mg＃=0.68～0.66，處于標(biāo)準(zhǔn)的原生巖漿的Mg＃，很可能代表了原生巖漿的巖石化學(xué)組成。而Mg＃較低的輝長巖則代表了適度演化的巖漿的化學(xué)組成。四、與蛇綠巖有關(guān)的含礦巖體的巖漿系列與巖石組合(一)煎茶嶺巖體的巖石化學(xué)組成與巖石組合煎茶嶺巖體為一單斜巖體。巖石蝕變強(qiáng)烈，原生造巖礦物已被交代殆盡。蝕變巖石為纖-葉蛇紋巖、葉蛇紋巖、滑鎂巖、石英菱鎂巖、滑鎂片巖及少量透閃巖和滑石片巖。在煎茶嶺巖體的9件硅酸鹽全分析數(shù)據(jù)中，除1件樣品為堿性玄武巖系列外，其余8件均為拉斑玄武巖系列(圖4-2-15、4-2-16)，說明該巖體基本上屬于拉斑玄武巖系列。m/ƒ值可分為兩組，一組為9.55～17.09，屬鎂質(zhì)超基性巖。另一組為5.41～2.61，屬鐵質(zhì)超基性巖。從蝕變礦物來看，屬鎂質(zhì)超基性巖的樣品以蛇紋石化為主，屬鐵質(zhì)超基性巖的樣品有強(qiáng)烈的滑石化。據(jù)此，鎂質(zhì)超基性巖大體上代表了原巖的巖石化學(xué)組成特征，而鐵質(zhì)超基性巖是特定的蝕變交代所致。鎂質(zhì)超基性巖的Mg＃為0.91～0.95，證明原巖主要由高鎂的橄欖石和斜方輝石組成。圖4-2-15 德爾尼和煎茶嶺巖體Ol′-Ne′-Q′圖圖4-2-16 德爾尼和煎茶嶺巖體AFM圖(二)德爾尼巖帶的巖石化學(xué)組成與巖石組合德爾尼巖體為一狹長的單斜巖體。巖體分異差，巖相單一，以方輝橄欖巖為主，另有少量的碳酸鹽化角礫狀橄欖巖、輝石巖，蛇紋巖等。德爾尼巖體的硅酸鹽全分析數(shù)據(jù)全部屬于拉斑玄武巖系列(圖4-2-16)。m/ƒ=7.52～11.24，另有1件樣品為21.76，全部屬鎂質(zhì)超基性巖。Mg＃=0.90～0.92，主要由富鎂橄欖石和斜方輝石組成。五、不同構(gòu)造背景的巖帶(區(qū))之間的對比就巖體形態(tài)而論，與溢流玄武巖有關(guān)的侵入體形態(tài)均呈巖床、巖席、巖盆和巖蓋狀，不但桂北地區(qū)如此，云南賓川-永勝地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的巖體也是如此。其形態(tài)特征明顯地有別于其它3種構(gòu)造背景中的巖體。蛇綠巖型含礦巖體從本質(zhì)上講都是挾持于構(gòu)造帶中的構(gòu)造巖塊，它們與圍巖均為構(gòu)造接觸。德爾尼與煎茶嶺巖體均呈單斜厚板狀；這在一定程度上與構(gòu)造帶的產(chǎn)狀有關(guān)。與大陸裂解有關(guān)的侵入體和與造山帶有關(guān)的侵入體形態(tài)多變，巖墻、巖脈、巖盆、巖株、漏斗狀均有。而且，形成于這兩種構(gòu)造環(huán)境中的巖體形態(tài)沒有明顯差別。就巖石組合而論，不同構(gòu)造環(huán)境中形成的巖石組合有明顯差異。在排除蝕變交代的影響之后，蛇綠巖型巖體均屬鎂質(zhì)超基性巖。在4種構(gòu)造環(huán)境中，蛇綠巖型巖體MgO含量最高，基性程度最高?；猿潭茸畹偷膽?yīng)屬與造山帶有關(guān)的巖體。在喀拉通克巖帶，基本上限于基性巖；在黃山巖帶，以基性巖為主；在紅旗嶺巖帶，基性巖也占有一定的比例。與大陸裂解有關(guān)的侵入體和與溢流玄武巖有關(guān)的侵入體的基性程度，在總體上界于前述兩者之間。但在不同巖區(qū)和巖帶，其基性程度會有明顯的差別，不可一概而論(表4-2-1)。表4-2-1 不同巖區(qū)之間Mg＃與m/ƒ對比表德爾尼和煎茶嶺兩巖體的m/ƒ和Mg＃最高，其中，煎茶嶺部分樣品明顯地由于蝕變作用的影響而流失了部分MgO，所以，其m/ƒ和Mg＃略低于德爾尼。從這兩巖體強(qiáng)烈的塑性變形和非常富鎂而看，它們應(yīng)是地幔橄欖巖或變質(zhì)橄欖巖，而不像是以巖漿狀態(tài)侵位的巖體。除此之外，按照m/ƒ和Mg＃從高到低的順序，依次為興地Ⅱ號巖體、黃山、金川、紅旗嶺、揚子板塊西緣和寶壇。黃山巖帶的基性程度并不高，但與同類巖石相比，MgO含量明顯偏高，紅旗嶺巖帶也有類似的情況，這是一個值得研究的問題。除個別樣品外，除蛇綠巖型巖體之外的其它3種構(gòu)造環(huán)境中的巖體基本都是鐵質(zhì)基性巖和超基性巖。除白馬寨、喀拉通克和黃山巖帶有一部分樣品屬鈣堿性系列、一些巖體有少量樣品屬堿性玄武巖系列之外，絕大多數(shù)樣品屬拉斑玄武巖系列。由此可見，拉斑玄武巖系列的鐵質(zhì)基性、超基性巖是鎳銅鉑礦床的最主要含礦巖石類型。金川巖體的全巖、橄欖石和輝石的εNd(t)在-2.60～-3.78 之間，變化范圍非常小。大部分樣品的εSr(t)值介于17.0～128.8之間，另有2件樣品為-2.3和-2.1，變化范圍大，εSr(t)值的變化應(yīng)當(dāng)與熱液蝕變有關(guān)。眾所周知，Rb和Sr具有很大的化學(xué)活潑性，而且在許多熱液中都有一定的豐度。所以，熱液蝕變會不同程度地改變巖石的εSr(t)值。盡管如此，還是可以看出，金川巖體應(yīng)該具有高正εSr(t)值。不應(yīng)將該巖體負(fù)的εNd(t)值視為同化陸殼物質(zhì)的結(jié)果。首先，巖漿侵入地殼后同化圍巖，會導(dǎo)致巖體不同部位εNd(t)值的不均勻性，而本巖體恰恰是以εNd(t)值均勻為特征。其次，橄欖石主要是堆晶相，主要結(jié)晶于深部巖漿房和上升通道中。所以，橄欖石的εNd(t)值不應(yīng)受到陸殼物質(zhì)的影響。橄欖石、輝石、全巖εNd(t)值的一致性，客觀地反映了巖漿的εNd(t)值。無獨有偶，根據(jù)李華芹(1998)的研究，興地Ⅱ號5件全巖樣品中，有4件樣品的εNd(t)介于-3.20～-3.51 之間，與金川巖體完全一致。另有1 件樣品為+16.12，原因待查。該巖體的εSr(t)介于+61.3～+70.0之間，也為高正值。負(fù)的εNd(t)值與高正εSr(t)值相結(jié)合，是富集型地幔的標(biāo)志。世界上幾乎所有的克拉通分布區(qū)的巖石圈地幔都屬富集型地幔，而軟流圈地幔和大洋巖石圈地幔都屬虧損型地幔。所以金川巖體和興地Ⅱ號巖體的巖漿源自于早前寒武世大陸巖石圈地幔。根據(jù)李華芹等人(1998)的研究，喀拉通克礦區(qū)全巖和銅鎳礦石的εSr(t)值介于-5.3～-8.9之間；εNd(t)=+5.07～+5.30。黃山礦區(qū)全巖和銅鎳礦石的εSr(t)=-3.20～-12.20，另有2件樣品為+0.1和+1.20；εNd(t)=+6.63～+7.84。作者將黃山礦區(qū)εSr(t)的小幅度分散解釋為可能受到了小于5%的陸殼物質(zhì)的混染?？撕忘S山兩地的全巖、銅鎳礦石都以正的εNd(t)值和負(fù)的εSr(t)為特征，標(biāo)志了它們源自于虧損型地幔(圖4-2-17)。這也是北疆地區(qū)大多數(shù)同期巖漿巖共有的特征。鑒于兩地的εNd(t)普遍低于洋中脊玄武巖的εNd(t)值(+8～+12)，就導(dǎo)致了兩種可能性。一種可能性是，這些巖漿源自于軟流圈，在侵位過程中和侵位后同化了一些陸殼物質(zhì)。另一種可能性是，它們的巖漿源區(qū)是軟流圈和比較年輕的巖石圈地幔的混合物，或者，是源自于被軟流圈交代改造過的比較年輕的巖石圈地幔。究竟是哪種情況，需要多種同位素方法的配合，目前還不足以給出最終的結(jié)論。圖4-2-17 部分巖石和礦石的εNd(t)-εSr(t)相關(guān)圖陳毓川、毛景文等(1995)用Sm-Nd等時線法研究了桂北地區(qū)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖體的侵位年齡。鑒于王鴻禎等(1990)將四堡期界定為1.05～1.70 Ga之間，我們將1.4 Ga視為這些侵入體的平均年齡，并據(jù)此計算了εNd(t)值。桂北地區(qū)鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖的εSr(t)集中于兩個區(qū)間，一個區(qū)間為+2.60～+7.27；另一個區(qū)間為-0.28～-1.96。這就導(dǎo)致了兩種可能性，一種可能性是，這些巖漿分別源自于虧損型地幔和富集型地幔。另一種可能性是，它們都源自于虧損型地幔，負(fù)的εNd(t)值是同化陸殼物質(zhì)的結(jié)果。究竟是哪一種情況，還需要多種同位素方法的配合，目前無法定論。但無論如何，10 件樣品中有7件為正值，說明這些巖體主要源自于適度虧損的地幔。宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)所(1994)和本項目組的劉民武對煎茶嶺含巖體做過比較全面的同位素研究。茲將他們的研究成果綜述于后。測定的礦石硫化物34 件，δ34S=+6.1‰～+11.57‰，平均值為 8.95‰。劉民武測定的 43 件礦石樣品的 δ34S=+6.1‰～+12.9‰，平均值為+9.3‰。15件蝕變超鎂鐵巖中黃鐵礦的δ34S=+7.8‰～+15.3‰，平均值為+11.8‰。從這些數(shù)據(jù)看，煎茶嶺巖體中硫化物的S同位素組成已經(jīng)明顯地偏離了地幔S的組成范圍，而具有地殼S的組成特征。7件葉蛇紋巖全巖樣品的δ18O=8.01‰～9.95‰，8件纖膠蛇紋巖全巖 δ18O=6.04‰～8.18‰，1 件滑鎂巖全巖的 δ18O=10.44‰，5件石英菱鎂巖中石英的δ18O=10.20‰～+14.52‰。從這些數(shù)據(jù)看，只有個別纖膠蛇紋巖的δ18O值處于地幔橄欖巖的O同位素組成范圍內(nèi)，而絕大多數(shù)樣品的δ18O值都與殼源花崗巖和某些沉積巖相當(dāng)。10 件鎳礦石206Pb/204Pb=16.7075～19.696，207 Pb/204Pb=15.379～15.720，208Pb/204Pb=36.831～39.9970 蛇紋巖的206Pb/204Pb=18.3904～18.8330，207Pb/204Pb=15.5704～15.6590，208Pb/204Pb=38.0396～38.4975。這些Pb同位素組成經(jīng)處理后顯示出礦石鉛與巖石鉛的演化不一致。礦石鉛一經(jīng)形成其Pb同位素較穩(wěn)定，變化較平穩(wěn)。巖石Pb同位素演化歷史復(fù)雜，屬于異常鉛或兩種以上鉛源的混合，說明成巖過程中混入有外來鉛或成巖后有放射成因鉛的積累。我們采用λRb=1.42×10-11，87Sr/86SrUR(O)=0.7045，87Rb/86SrUR(O)=0.0827計算了陳好壽等人做的9件煎茶嶺巖體巖石Rb-Sr同位素數(shù)據(jù)，其中4件樣品的εSr(t)=+66.7～+281.6，11件樣品為+2.8，3件樣品為-45.7～-194.2，1件樣品為-7835。εSr(t)值在這樣大幅度內(nèi)劇烈變化實屬罕見，只能認(rèn)定這些Sr同位素數(shù)據(jù)不能代表該巖體的原始同位素組成。我們采用143Nd/144NdCHUR(O)=0.512638 計算了陳好壽等人所做的7 件 Sm-Nd 同位素數(shù)據(jù)，εNd(t)=-22.11～-24.64，另有1件樣品為-6.75。從這些數(shù)據(jù)看，Nd同位素組成比較穩(wěn)定。但是，鑒于煎茶嶺巖體的S、O、Pb、Sr同位素組成都不能反映地幔巖石的同位素組成，我們現(xiàn)在還難以判斷其Nd同位素是否能夠代表其原始Nd同位素組成。若作出肯定性的判斷，則煎茶嶺巖體應(yīng)該來自于早前寒武紀(jì)的富集型大陸巖石圈地幔。這與認(rèn)為該巖體屬蛇綠巖套的看法是相悖的，因為大洋巖石圈地幔屬虧損型。若作出否定性的判斷，則只能解釋為交代該巖體的熱液全部來自陸殼，這在一定程度上與其它同位素體系相一致。綜上所述，金川巖體和興地Ⅱ號巖體以負(fù)的εNd(t)值和正的εSr(t)值為特征，明確地顯示出它們源自于早前寒武紀(jì)的富集型大陸巖石圈地幔，喀拉通克和黃山兩礦區(qū)巖石、礦石的Nd、Sr同位素組成則與之相反，指示它們源自于適度虧損地幔。對于這種適度虧損地幔成因的進(jìn)一步探索將有助于更確切地理解成礦物質(zhì)的最初來源。桂北地區(qū)的超鎂鐵-鎂鐵質(zhì)巖石主要源自于適度虧損的地幔源區(qū)，是否有部分巖石源自于富集型地幔源區(qū)，目前還不能作出結(jié)論。對該區(qū)巖漿來源的進(jìn)一步研究，將有助于更好地理解巖漿生成時的地幔動力學(xué)背景和成礦物質(zhì)來源。煎茶嶺巖體的同位素體系異常復(fù)雜，除Sm-Nd同位素體系還不能最終認(rèn)定其能否代表原始同位素組成外，S、O、Pb、Sr同位素體系都已經(jīng)徹底改變，無法代表其原始同位素組成。要想對其做進(jìn)一步的研究，就應(yīng)該采用能夠更好地抵制熱液蝕變影響的同位素方法。
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。