镁铁质岩浆周期性补给对云南普朗斑岩Cu-Au矿床的制约:能量约束下热力学模拟

张少颖, 和文言, 肖仪武

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现代地质 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (04) : 922-933. DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.093

镁铁质岩浆周期性补给对云南普朗斑岩Cu-Au矿床的制约:能量约束下热力学模拟

  • 张少颖, 和文言, 肖仪武
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摘要

镁铁质岩浆周期性补给于硅酸质岩浆房是形成大型斑岩矿床的关键因素。本文以普朗超大型斑岩Cu-Au矿床为例,通过能量约束体系下的热力学方法模拟浅部硅酸质岩浆房中镁铁质岩浆周期性补给过程,定量评估该过程对形成大型斑岩矿床的控制作用。普朗矿床成矿前粗粒石英闪长玢岩(CQD)和成矿期石英二长斑岩(QMP)复式岩体中均普遍发育镁铁质暗色微粒包体(MMEs),岩相学特征显示斑岩体中角闪石和黑云母发育韵律环带结构或港湾状溶蚀结构以及针柱状磷灰石的存在均指示发生了镁铁质岩浆混合作用。与单一的分离结晶模型(FC)相比,多阶段岩浆补给-分离结晶模型(R3FC)显示,镁铁质岩浆的补给一方面会抑制长石的结晶,另一方面会促进钙铁镁和铁镁等多类型角闪石的形成,并大幅提前黑云母的结晶次序。以硅酸质岩浆物质摩尔分数变化与挥发分之间相关性为参照,获得的熔体H2O、SCSS(硫化物饱和时硅酸盐熔体中的S含量)和Cl溶解度显示,镁铁质岩浆补给将在岩浆演化早期提高而在晚期降低残余熔体H2O含量(0.16%、0.04%、-0.30%),持续提高熔体SCSS(78.74×10-6、94.44×10-6和137.88×10-6)和Cl溶解度(0.04%、0.10%和0.20%),但对Cu含量影响有限。结果表明,能量约束体系下的R3FC和FC热力学模型不仅能够合理解释普朗复式斑岩体矿物结构特征,也定量验证了镁铁质岩浆的补给对成矿岩体异常高H2O、S和Cl含量的贡献。

关键词

岩浆混合 / 热力学模拟 / 挥发分 / 普朗斑岩Cu-Au矿床

中图分类号

P618.41 / P618.51

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张少颖, 和文言, 肖仪武. 镁铁质岩浆周期性补给对云南普朗斑岩Cu-Au矿床的制约:能量约束下热力学模拟. 现代地质. 2024, 38(04): 922-933 https://doi.org/10.19657/j.geoscience.1000-8527.2024.093

基金

国家自然科学基金项目(42302082,42372098);; 国家重点研发计划项目(2022YFF0800902);; 高等学校学科创新引智计划(BP0719021);; 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室专项基金(MSFGPMR201804);; 深时数字地球前沿科学中心“深时数字地球”中央高校科技领军人才团队项目(2652023001)

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