岩浆-蒸发岩反应实验及其对火山岩型铁矿形成的启示意义

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Authors: Qing LIU, Tong Hou
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Abstract

火山岩型铁矿是全球重要的铁矿石来源,其成因长期存在岩浆分异和热液作用等模式的争议。最近的研究提出成矿岩浆与蒸发岩(膏盐层)的相互作用在成矿过程中很可能发挥了重要的作用。为揭示该过程与火山岩型铁矿形成之间的成因联系,本次研究开展了模拟实验,即在上地壳岩浆房条件下,模拟辉石闪长质岩浆与含膏盐的蒸发岩在850℃/50MPa和950℃/100MPa温压条件下的相互作用。实验结果表明:在相对较高温和较高压条件(950℃/100MPa)下,反应导致磁铁矿和透辉石大量析出,并形成多种熔体相及少量磷灰石;而在相对较低温和较低压条件(850℃/50MPa)下,反应形成了大量黄铁矿和硅灰石,以及与较高温压条件下实验产物中类似的熔体相及少量透辉石和磷灰石,缺少磁铁矿。在前者的实验产物中,出现硅酸盐熔体包裹大量"磁铁矿-气/液泡"集合体。这是由于在蒸发岩分解过程中产生的挥发分(SO2、CO2、H2O等)出溶形成气/液泡。在表面张力作用下,气/液泡优先进入硅酸盐熔体并大量附着于磁铁矿颗粒表面,形成较低密度的"磁铁矿-气/液泡"集合体。因此,辉石闪长质岩浆与蒸发岩相互作用的结果主要体现在两方面:一是通过较高温压条件下的氧化作用,导致磁铁矿从岩浆中大量晶出,二是通过蒸发岩分解,向岩浆中注入大量挥发分,挥发分一方面会降低岩浆的固相线温度,延长岩浆的结晶路径; 另一方面通过表面张力作用选择性附着于磁铁矿矿物颗粒表面形成"磁铁矿-气/液泡"集合体,从而以浮力驱动的形式,将磁铁矿向上迁移。该研究为理解火山岩型铁矿的成因提供了关键的实验岩石学约束。

Fields of Study & Subjects

Geological and Geochemical Analysis Geochemistry and Geochronology of Asian Mineral Deposits Geochemistry and Elemental Analysis

Publication details

Journal / source
Acta Petrologica Sinica
Volume
42
Issue
3
Pages
1079–1089
Publication date
1 January 2026
Language
EN