岩浆抽排系统模式
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发布时间：2022-04-22 09:39
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时间：2023-10-30 16:46
1.含矿斑岩岩浆对喷发岩浆系统的继承性
斑岩铜矿床都产于构造活动带内，在成因上与钙碱性岩浆活动有关。根据南美安第斯山和西南太平洋诸岛含铜斑岩体与同期喷发岩浆岩的研究结果，两者不仅在时间上和空间上有着明显的联系，而且前者对后者有许多继承性的特点。主要表现在：
（1）两者岩石化学和稳定同位素方面的特点是一致的。
（2）岩浆喷发系统和斑岩成矿系统都含有多种角砾岩。角砾岩可以由火山口向下一直延至斑岩成矿系统下部。
（3）岩浆喷发系统形成的蚀变带（如范围广泛的青磐岩化带）与斑岩岩浆活动形成的蚀变带（钾化带和绢云母化带等），热流体大致是受同一个岩浆-热流体活动中心所控制。
（4）火山喷发系统的岩浆含水量可以从含微量H2O到含大量H2O，火山喷发过程中喷出来的火山灰、熔结凝灰岩、珍珠岩等，就是含大量水的有力见证。成矿围岩及其周围发生大规模的碎裂和由此而引起的大规模的蚀变和矿化……这些现象都与岩浆含H2O，甚至于含大量H2O是分不开的。
（5）从构造特点看，多变的构造环境主要表现在经常处于张性构造环境。环形火山机构、放射性断层、斑岩岩浆的被动侵位、各种角砾岩、岩脉以及矿脉等大都是在张性构造条件下形成的。
以张性构造活动为主的多变构造环境，常常是负压区，压力变化很大，而且十分频繁。岩浆喷发系统、斑岩成矿系统内部及其周围常常出现很大的压力梯度。因为岩浆系统范围很大，又存在很大的压力梯度，必然引起大规模流体（主要是H2O）的活动。
在火山活动期间，常常喷出几十甚至几百立方千米的岩浆。如果下面上来的岩浆侵入到上部地壳，停滞了一段时间，压力基本上与围岩达到平衡后，经过岩浆大规模的喷发，岩浆房内能必将大量消耗，与围岩相比就形成了负压区。为了与围岩保持压力平衡，一方面要从下面抽进岩浆，另一方面也要从围岩抽进H2O和其他物质。混进水的岩浆就会增强它的爆发能力。当进入火山活动晚期，岩浆房的岩浆得不到补给，而上部堵塞和内能大量消耗的岩浆房开始冷凝时，就会因其压力降低形成了一个负压区，随着岩浆房的冷凝就会在一段很长的时间内，对围岩的流体进行抽吸，使岩浆房的岩浆逐渐富含H2O和一些易溶物质与金属而演化为含水岩浆。
由此不妨认为，斑岩成矿系统很可能是在特定地质条件下岩浆喷发系统后期演化的产物。它的重要特点是在以张性构造为主的条件下，经常出现负压区，因而可以多次导入大量流体，使此系统及其周围的流体发生大规模活动。
2.围岩水进入岩浆房的证据
Hutchinson（1982）指出：“热液矿石和地热系统稳定同位素的研究结果表明，成矿的流体绝大部分甚至全部水都是地表水，即大气水或海水。”成矿热液大部分来自地表水的论点，可以用下面几点事实予以论证：
（1）火山喷发过程常常混进大量天水。从流体动力学的角度出发，火山口和火山颈岩浆喷出的速度越快，流动岩浆柱的压力相对于围岩而言就会变得越小，在喷发过程中，压力大的围岩必然把其中的流体压入岩浆内。
Anderson（1980）指出：“即使是沿裂隙通道很快上升的安山岩浆，与围岩水也发生了强烈的掺和”，“在夏威夷的火山顶上测得的由岩浆直接逸出来的蒸汽，同样受到了强烈的掺和。”
（2）火山喷出岩中的珍珠岩等含H2O量高达20%。由此可以说明，在特定的构造环境中，在地壳10～20km深处岩浆房可以含有大量H2O。
（3）岩浆房对围岩H2O的抽吸作用：以多宝山矿床为例，青磐岩化带的延深很大，意味着天水向下渗流的深度也很大。通过贫SiO2的围岩（安山岩）将SiO2送进富含SiO2的花岗闪长岩岩浆内这一事实，可以认为，SiO2只能溶于热液内，才有可能与水一起进入岩浆内。因为渗流期间是在花岗闪长岩浆未凝固之前，而渗流方向指向岩浆房深处，因此，渗流的水应当进入岩浆房中。
（4）多宝山矿区花岗闪长岩体内全部包裹体的测温资料，其结晶温度均低于600℃。这些数据可以证明，岩浆结晶时必然含有大量水。
从多宝山矿床和世界其他地方的一些资料看来，从火山喷发开始到斑岩岩浆成矿结束的一段很长时间内，在斑岩成矿区范围内，可以引起H2O的多次活动。根据当时岩浆成矿系统与围岩之间压力的相对大小，H2O可以从岩浆房内流出，也可以从围岩抽进岩浆房。通过多宝山矿床大量流体包裹体测压资料说明这个系统压力较低，小于上覆围岩的压力，而且压力波动幅度相当大，可以造成相当低的低压空间。因此大量流体在这里汇集和流动也就不难理解了。
3.抽排模式
从岩浆喷发到生成含水岩浆到岩浆晚期和期后的热流体活动，斑岩岩浆成矿系统具有下面两个重要特点。
第一，斑岩成矿系统相对于围岩而言常常是一个负压区。随着岩浆房停止岩浆补给和冷缩，特别是当岩浆房及其周围处于局部引张扩容条件下，岩浆房应处于负压区，负压的岩浆房就会从围岩内抽进大量H2O和易溶物质。这种抽吸作用是长期的，在较大的压力梯度下，H2O通过微裂隙缓慢移动，向低压区集中。抽吸的范围可能很大。根据美国南洛机山火山机构内脉状铅锌矿中铅的同位素资料，铅的迁移距离不少于30km。在多宝山矿区，铜降低场的半径接近10km。
第二，具有一个或几个岩浆-热液活动中心。活动中心多数情况是封闭的或半封闭的，有时是开放的或半开放的。在开放和半开放时，岩浆和热流体就要通过活动中心及其附近的构造裂隙系统，由下向上排出，形成岩浆的被动侵位和一些蚀变与矿化。当活动中心上部通道堵塞，下面岩浆房压力很低时，也可把活动中心附近的流体抽进岩浆房。多宝山矿床主矿带顶部安山岩内的二次降低场可能就是在这种情况下形成的。
因为活动中心曾经多次开放，于是由下面上来的热流体就在这一带多次发生活动。鉴于活动中心基本上是在原地作继承性活动，矿区内与成矿有关的岩浆岩，各种蚀变带和矿化带，大体上也都发生在一个不太大的范围内，而且常常环绕着活动中心作有规律的分布。在多宝山矿床，与斑岩岩浆活动有关的热流体的活动范围较小，一般只有3km2。但热流体的温度较高，含盐度较高，流量较大，比较集中，对铜的富集成矿起到了决定性作用。
根据上述两点，即“斑岩岩浆热液系统对围岩长期地时强时弱地抽吸作用和沿活动中心及其周围裂隙带多次活动和脉动，向外排出岩浆和热流体”就构成了多宝山流体成矿的抽排模式。
这个模式所强调的，除了岩浆热驱动之外，还有因岩浆成矿系统压力变化导致对岩浆和流体的抽排。因此，成矿的岩浆房不仅起到热机的作用，而且还要起到水泵的作用。
推而广之，不妨认为：岩浆房能否成矿，其中一条重要因素就是要看此岩浆系统是否存在负压区，能否把H2O、矿化剂和成矿金属抽进岩浆房。
