概论岩浆与热液及广义热液——认知成矿理论

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  概论岩浆与热液及广义热液——认知成矿理论

                   郑州地象科技有限公司  寇伟  13903832188

    地质学专业术语中岩浆与热液是两个不同的概念，而与其相关的成矿理论就有许多：热液成矿理论、岩浆成矿理论、岩浆热液成矿理论、变质热液成矿理论，成岩作用成矿理论，岩浆通道成矿理论，透岩浆流体成矿作用理论，热水沉积成矿理论，成岩作用促使沉积成矿理论，熔离作用成矿理论，水溶液成矿理论，浅成低温热液贵金属成矿理论，海底喷气成因热水沉积成矿理论，岩浆不混溶成矿理论，地幔柱成矿理论，地幔热柱控矿理论，流体成矿理论，等等。

    地质学对于岩浆的定义：是指产生于上地幔和地壳深处，含挥发成分的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质；还有一种解释为，岩浆是指地下熔融或部分熔融的岩石。岩浆的形成及其成岩过程：地核内超过了岩石熔点的高温高压流体进入地幔，使岩石固体结构受热瓦解并形成流动熔岩、达到地壳下部时形成岩浆，当岩浆到达地壳上部并停留在岩浆室中，随着温度的下降、矿物质开始结晶并沉淀下来，形成各种不同类型的岩石，如花岗岩、玄武岩等。其关键点是高温高压的岩浆缓慢降温成岩。

    岩浆热液成矿理论认为，与岩浆岩密切有关的热液矿床，其成矿热液来自于岩浆，成矿热液是由岩浆岩结晶过程中产生的一种与岩浆不相混溶的富挥发组分的流体相形成。岩浆热液的析出取决于溶解于岩浆中以水为主的挥发组分在结晶过程中是否能达到饱和浓度而岩浆热液的形成是与岩浆岩有关的热液矿床成矿的重要条件。

    地质学对于热液的定义：热液又称汽水热液，是地质作用中以水为主体，含有多种具有强烈化学活性的挥发份的高温热气溶液。热液源包括矿源、水源和热源。“热液成矿” 学说定义是：含矿热水溶液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填、交代及沉积等成矿方式形成的有用矿物堆积体。热液的成因包括：岩浆结晶过程中从岩浆中释放出来的热水溶液（岩浆成因热液）；岩石在进化变质作用过程中释放出来的热水溶液（变质成因热液）；沉积物沉积时含在沉积物中的水由于深埋作用及其他成岩反应被加热形成热液（建造水热液）；地表上的大气水下渗至深部被加热形成热液（大气水热液）；核幔和地幔脱气形成的一种高密度的超临界流体（地幔初生水热液）。在不同的地质背景条件下，可形成不同组成、不同来源的热液，导致形成不同成因的矿床。

    热液矿床的成因一直是争论的焦点，人们对于热液的来源诸说纷纭：岩浆期后热液、岩浆热液、透岩浆热液，地慢射气或慢汁、萃取岩浆岩中矿质的岩浆热液、变质热液、侧分泌、热卤水、构造动力热液、放射能热液、热驱动对流循环热液、喷气等，因热液来源决定了成矿作用及成矿，导致矿床成因的观点是越来越多，越来越混淆不清，各种成因观点都很难被大家公认。

    究其本源，无论是岩浆还是热液，都是源自地核和地幔上侵到地壳的幔流，只不过是进入到地壳后地质条件和演变过程不同而已。而在地幔流体上侵过程中一直不断地熔融围岩及融合裂缝中的液体，很难辨识到幔流演变到哪个阶段、什么深度时流体的性质，也很难区别什么时候、在什么温度和压力下上侵的流体是岩浆或是热液。与其争辩不清，倒不如不去辨明究竟是岩浆或是热液，而将成矿流体笼统地以广义热液来通俗定义之，即将这些热的幔流、岩浆、热气、热液、热水等流体统称为热液。其缘由如下：

    1、热液涵盖范围包括气态流体和液态流体。源自地核幔汁、在地幔层内形成的幔流属于非气态非固态的超临界流体，只是在进入地壳后不断熔融地壳围岩的酸性岩体混入幔流后，才会逐渐变得粘稠形成岩浆，而在流体内混有多少幔流成分、多少气态流体、多少析出的液体，很难分得清。

    2、热液包括粘稠度高低不等的液体。一般说的岩浆多指粘稠度较大的流体，当幔流上侵速度缓慢、熔融地壳酸性围岩量大时，流体的粘稠度会高。然而，究竟粘稠度多大才能称其为岩浆，多小才是热液，很难定论。

    3、由超临界流体转变为岩浆热液的深度难解。已知水的临界温度374oC、压力22.1MPa，在没有地热异常的地区深度约到15km时即为超临界流体。而在软流层温度高达1300 oC以上的幔流，进入地壳后究竟需要熔融多少围岩、上升至地表多远，温度才能降至374oC之下，由超临界流体转变为岩浆或热液，是人们难以推测到的。

    4、从地壳浅层矿床获取到的信息很难鉴别热液中水的来源。无论是岩浆期后热液、变质热液和地下水热液，热液作用成矿都离不开水。而热液会从地壳薄弱易行的裂缝上侵，上行通道肯定会与浅层的断裂相通，而地表水也都是通过断裂构造内的裂隙下渗到深部。地壳浅层断裂构造不含水是不可能的，而热液在断裂构造空间内成矿期究竟混入了多少地表水、其占热液含水量的比例多大，根本无法甄别。

    5、不同成矿温度的矿床不能说明热液水的来源。一般按照矿物形成温度的不同，热液作用分为高温、中温和低温三种类型，各种类型形成的矿种亦明显不同，但并不代表不同成矿温度下热液水的来源不同。由深部超高温幔流上侵到地壳浅层固结成矿时的温度，主要与幔流上行速度和融入围岩量相关，热液中含水量的多少仅影响着热液降温速度、水岩作用成矿周期的长短、萃取热液中矿元素富集成矿的品位等，与水的来源基本无关。

    因此，可将地下上侵到地壳浅层成矿的气态和液态流体统称为热液，不必区分过多追究成矿作用的水源自何处，把关注点放在热液成矿作用及成果上，放在如何判定成矿区域找矿上。

                                   2024年3月5日