黑色金属区——四川省攀枝花市攀枝花钒钛磁铁矿

矿床模式

攀枝花钒钛磁铁矿的成因长期存在争议,主要有晚期岩浆矿床、早期岩浆矿床、熔离分异矿床等观点。综合最新研究,目前倾向认为其属于与镁铁质岩浆相关的多期次、多阶段岩浆韵律式矿床,具体特征如下:

1.成矿时代与构造背景

形成于华力西期(约260 Ma),与峨眉山地幔柱活动密切相关,是攀西古裂谷拉张破裂期(二叠纪)的产物。富铁、钛、钒的幔源基性—超基性岩浆沿南北向深大断裂(安宁河断裂带)多次脉动侵入,在相对宁静的环境下发生分异、富集,最终成矿。

2.成矿期次

矿床形成至少经历四个期次:

成岩期:硅酸盐岩浆首先侵位,形成辉长岩主体;主成矿期:富铁钛氧化物熔融体(矿浆)多次贯入,在辉长岩体下部冷凝结晶,形成IX~IV韵律式层状矿体;热液期:岩浆演化晚期,含矿气液沿裂隙贯入,形成黄铁矿、黄铜矿脉及伟晶辉长岩脉;表生期:近地表矿体经风化作用,形成少量氧化矿物(褐铁矿等)。

3.成矿过程

液态熔离分异:深部岩浆房内,铁钛氧化物熔融体与硅酸盐熔融体发生液态不混溶,因密度差异,铁钛氧化物下沉富集于底部。

多期脉动贯入:富铁钛氧化物熔融体多旋回、多期次沿薄弱带贯入已固结或半固结的辉长岩体中,每次贯入构成一个矿层。

双扩散对流与韵律成核:每次贯入的熔融体从底部开始结晶。由于双扩散对流作用,在结晶带中先后形成铁钛氧化物结晶区(氧化环境,铁钛先结晶)和硅酸盐结晶区(还原环境,硅酸盐先结晶),二者交替出现,形成韵律式矿层(自下而上:致密块状→稠密浸染状→中等浸染状→稀疏浸染状→星散浸染状)。

流体作用(新认识):部分学者(李解等,2016)提出,在岩浆结晶晚期,富铁流体(含挥发组分)沿层理注入半固结的岩体中,溶蚀早期造岩矿物(单斜辉石、斜长石),溶蚀空隙被铁钛氧化物充填,流体逃逸后铁矿物富集成矿。下部岩体因受上覆荷载,流体被挤压逃逸形成贫矿;上部流体水平运移,逃逸后保留富铁矿层。

4.成因类型总结

攀枝花钒钛磁铁矿的成因类型可概括为:属于与峨眉山地幔柱有关的、受深大断裂控制的、多期次脉动侵入的、具韵律式结构的岩浆矿床,可称之为“岩浆韵律式矿床”。