岩浆热液对黑色岩系镍钼矿富集的影响

摘要：黑色岩系镍钼矿含有多种金属元素，具有很高的经济价值，但黑色岩系镍钼矿是非常难以利用的矿产资源。本文首先介绍了岩浆热液体系，然后分析了镍钼矿的矿物组成特点，最后阐述了2种岩浆热液对黑色岩系镍钼矿富集的影响因素。

关键词：岩浆热液；黑色岩系；镍钼矿富集；影响

中图分类号：X752 文献标识码：A

钼是一种重要的战略金属，在地壳中其丰度约为1×10−6。我国的钼矿资源具有品位低、规模大、多金属伴生等特点。钼的来源主要来自辉钼矿的提取，辉钼矿大多存在于镍钼矿中。

以页岩、泥岩和硅质岩为主的黑色岩系具有独特的形成环境，是地史演化中多次出现的时限沉积相，反映环境变化中的突变和环境事件。由于黑色岩系作为稀有金属的异常富集层或矿源层具有明显的经济意义，一直是地学研究中的热点。黑色岩系底部富集Ni、Mo、V、U等元素，含镍矿物有方硫镍矿、硫铁镍矿、硫镍矿、针镍矿、辉砷镍矿等，钼主要以碳硫钼矿的形式存在。对镍--钼多金属富集层的成因有人认为是陨石撞击导致了这些元素的异常，但这一观点已被越来越多的学者所否定;越来越多的学者倾向于热水沉积作用导致多金属富集层的形成。

黑色岩系是沉积地壳中广泛存在的一种岩石组合类型，是海相富有机质细粒沉积岩的总称，它不是单一的黑色页岩，而往往是黑色硅岩、碳酸盐岩和泥质岩的不同比例的岩类组合体系，不同岩类组合反映不同地质背景和沉积环境，并具有不同的元素组合和含矿性。主要岩石类型有硅质岩、磷块岩、碳酸盐岩、粉砂岩、重晶石岩和石煤等(C有机含量接近或大于l%)还原性岩石。

黑色岩系是沉积--成岩矿床的容矿岩和改造变质成因矿床及一些后生矿床的矿源层，又是改造、变质作用中矿化元素再富集的汇聚体和存贮岩。它是在缺氧环境中形成并具有化学还原性，在沉积--成岩作用阶段中元素的蕴集或沉积和在改造与变质作用阶段中元素的分配、再富集与重组，均发挥极其重要作用。

1 岩浆热液体系

热液体系的现代解释是花岗岩类成矿规律内核，是高度经验和专门化的研究领域。目前得到最好证明的热液体系是由变冷的侵入体驱动的雨水、海水或原生水(即非岩浆的、外花岗质)的对流体系。这样的热液体系活动期一般认为在地质时期内是短的(几万到几十万年)，大多依靠岩石的浸透性。但是如果地热体系顶部是非浸透性的，那么热液体系也是可以较长时间活动的。

热液流体在地壳中的运动形式基本上可分为3类，即下渗(渗流)、上升流、近水平方向的平流，组合形式基本也是三类，即循环、对流、离层流。Cathles指出不同构造背景下的运动形式是不同的，洋壳中海水在热岩中下渗和被加热的上升运动为循环热水系统，过渡型地壳沉积盆地中同生水受异常地热加热发生的为对流热水系统，而克拉通盆地中则存在离层流系统。

目前人们认识到岩浆中的挥发分在成矿热液中所占比例显然已不象早期认为的那样大。由侵入体喷出的岩浆挥发分物质一定少于对应这样侵入体对流循环的外部水物质 。挥发分向上流动并且趋向堆在不透水层限制之下的花岗岩岩钟内或小的上升岩体内当岩浆挥发分和对流地下水相互作用时，相当复杂而有效的矿化体系便发展了。Lshihara强调不同岩浆挥发分对花岗岩类有关的成矿作用的控制作用。

最为引人注目的流体来源问题争论仍然很大，但更多的人强调地表水的重要性各种流体可通过热液对流体系进入地壳，由于热机 (一般的热流、热柱及火成侵入体)使其变为具有活性。地表水作为大多数热液流体重要组成的重要性逐步被人们所认识，岩浆水和(或)变质水为热液流体的组成部分，一般并不重要。

岩浆热是大多数热液成矿作用的主要驱动力。但一些对流体系也可由放射衰变产生的热来驱动，不过这样热源并不经常存在。热液来源的地球化学证据除了已普遍应用的氢、氧等同位素方法阻外，近年来又有新的研究途径和示踪剂。 3He／2He已被当作火山活动的指示剂，也可以反映地幔流体；N2可以帮助确定岩浆源；高盐度沸腾流体是许多岩浆热液矿床成矿流体的特征；CH4的出现被普遍认为是非岩浆热液的标志等。2镍钼矿的矿物组成特点

在某些地方黑色页岩形成以镍钼为主的多元素富集层，且以厚度不大的金属层为主要组成部分，该部分通常被称为镍钼矿多金属层，富含有多种重、稀有、稀散和贵金属。

镍钼矿是一种多金属复合矿，成分比较复杂，包含有多种金属和非金属元素，如Ni、Mo、V、Cu、Zn、Fe、Ca、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ag、Re、Cd、K、P、As、Si、C（有机）、S、Se、Tl、U等。各地由于地质构造和生化环境等因素的差异，导致镍钼矿富集层的矿物组成也有一定差异，但大体上均由以下矿物组成：黄铁矿、针镍矿、方硫镍矿、锑硫镍矿、硫钿矿、黄铜矿、闪锌矿、炭泥质、水云母、高岭石、绢云母、胶磷矿、方解石、重晶石等。镍钼矿含镍约为2％～5％，含镍矿物有方硫镍矿、硫铁镍矿、硫镍矿、针镍矿、辉砷镍矿等；其铜含鼍约为2.5％～6％，主要以碳硫钼矿的形式存在。不同地理环境条件下形成的镍钼矿，其元素含量会有一定的差异。

3岩浆热液对黑色岩系镍钼矿富集的影响

3.1水对岩浆热液矿床的控制作用

二十世纪初期，多数岩浆热液矿床专家见到成矿热液都是由岩浆房提供的，就认为成矿热液应与岩浆同源，都是从地壳深部与岩浆一起上来的，从下面上来的岩浆所携带的水，包括成矿金属都是深源岩浆提供的。深部岩浆就好像是个万宝囊，可以提供各种各样的成矿物质。但是经过对现代火山的观察研究（如夏威夷火山），开始知道火山的喷发必然有大量的天然水（或海水）灌入，造成了岩浆与大量天然水的混合。对许多岩浆热液矿床的矿液进行分析研究，发现所有的矿液原来多属于天然水。矿液形成的过程是天然水进入岩浆房后，经过H、O同位素交换形成的。到了二十世纪六、七十年代，地质学内出现了许多新学科，如稳定同位素、流体包裹体、围岩的蚀变分带、成矿模拟实验、构造应力场、地球化学等。通过对诸多新学科的综合研究，过去建立的大部分成矿学说多被，在许多学科提供的数据前提下，大多数人认为，成矿热液大部分都是下渗的天然水进入岩浆房后于岩浆进行同位素交换生成的水。谁能够进入岩浆房，主要是岩浆房处于负压区内，岩浆在这个负压空间，一方面可以把下部岩浆吸入其中，造成岩浆的被动侵位；另一方面还可以将围岩内的孔隙水吸入岩浆房。因为水是由围岩提供的，水通过围岩时，必然将围岩内的盐类和各种金属络合物溶入水中，一起带入岩浆房，使岩浆逐渐形成了含水含矿岩浆。

根据上面所述，成矿热液水的主要来源都是经过改造的围岩水，而与岩浆一起上来的岩浆水只占极少数，在成矿过程中起主导作用的是外来的围岩水而不可能是原始的岩浆水。

3.2岩浆和热液对成矿控矿作用

岩浆应处于低压被动侵位环境，能够吸附围岩中的水、矿化剂和成矿物质。成矿岩浆未凝固之前从围岩中吸附了大量的水和其他物质，使围岩与成矿岩体发生大规模青磐岩化。在花岗闪长岩与围岩的接触带上以及在悬垂体下面，未凝固的含矿岩浆将围岩水和水中溶解的大量物质抽进成矿岩体内，从而改变了成矿岩体的成分。而在主要成矿期和矿化阶段，从岩浆房深部上来的热液明显的叠加改造了前期的青磐岩化带。在成矿期形成的含矿石英绢云母化带都是叠加改造青磐岩化带后形成的。

热液方面：应是在成矿过程中能够提供大量含矿化剂和成矿金属的（热液）水。只有这些成矿因素都很有利时，才有希望形成大型或特大型矿床。

岩浆热液成矿必须有热液长期地多期次活动，且必须借助于驱动力，而驱动力主要是由于成矿部位发生构造活动所致。矿液流入矿床部位，说明成矿部位是构造活动和脉动的低压区。

参考文献：

[1]潘家永.湘西北下寒武统镍-钼多金属富集层镍与钼的赋存状态[J].矿物学报，2005，25（3）

[2]王彦君.高碳钼矿中钼镍分离试验研究[D].西安：西安建筑科技大学，2009.