新聞動(dòng)態(tài)廣州地化所在攀枝花超大型釩鈦磁鐵礦礦床成因研究上取得進(jìn)展
自然界及巖石學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的共軛富Fe和富Si熔體通常被認(rèn)為與巖漿不混溶作用有關(guān)。不混溶兩相熔體的分離可以很好的解釋拉斑玄武質(zhì)巖漿演化過程中出現(xiàn)的Daly間斷、以及層狀巖體頂部的酸性巖等現(xiàn)象。早期實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究結(jié)果表明，不混溶作用可發(fā)生在玄武質(zhì)巖漿演化的晚期階段（＜1040℃，對應(yīng)于＞90-95%的分離結(jié)晶）。而新的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，不混溶作用也可以發(fā)生在巖漿演化的較早階段（＞1100℃，對應(yīng)于＜50-60%的分離結(jié)晶）。巖漿演化早期發(fā)生的不混溶作用對解釋層狀巖體中大量鐵鈦氧化物的富集尤其有意義，但在玄武質(zhì)巖漿演化過程中不混熔的兩相熔體如何分離、以及大量富Fe熔體如何聚集一直缺乏深入研究。
我國西南部的攀枝花巖體，巖體體積較?。ê瘛?/span>2km，出露面積～30km2），但賦存超大型釩鈦磁鐵礦礦床（礦石儲(chǔ)量13.3億噸），是探討玄武質(zhì)巖漿演化過程鐵富集機(jī)制的理想對象。廣州地球化學(xué)研究所巖漿作用與成礦學(xué)科組博士生王坤和王焰研究員、與同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室任鐘元研究員合作，在攀枝花巖體中部帶～500m厚的淺色輝長巖的磷灰石中發(fā)現(xiàn)了共存的富Fe和富Si熔體包裹體（圖1），發(fā)現(xiàn)了攀枝花巖漿房演化過程中發(fā)生過巖漿不混溶作用的直接證據(jù)。更有意義的是，在巖體下部帶富礦層位發(fā)現(xiàn)了富鐵鈦鈣的礦物交生體結(jié)構(gòu)，指示巖漿不混溶作用發(fā)生后，富Si熔體向上遷移，從而導(dǎo)致殘留富Fe熔體與周圍的堆晶礦物產(chǎn)生了化學(xué)不平衡?；趲r體冷凝時(shí)間、磷灰石中熔融包裹體的尺寸及成分的數(shù)值模擬計(jì)算表明，富Si熔體在攀枝花的整個(gè)巖漿房尺度發(fā)生了大規(guī)模的遷移。綜上所述，提出了巖漿房演化過程中鐵富集成礦的模型，即：高鈦玄武質(zhì)巖漿經(jīng)歷一定程度的分離結(jié)晶后，粒間熔體發(fā)生不混溶作用產(chǎn)生共軛的富Si和富Fe熔體，由于密度差異，富Si熔體向上遷移導(dǎo)致巖漿房上部相對富Si和下部相對富Fe，這種成分分層的巖漿房最終固結(jié)形成了攀枝花巖體上部的淺色輝長巖和下部帶的暗色輝長巖及厚層鐵鈦氧化物礦石（圖2）。
圖1. 磷灰石中不混溶的兩相熔體包裹體
圖2.攀枝花巖漿房演化造成大量鐵鈦氧化物富集的過程示意圖
該成果受中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）（XDB18000000）和國家自然科學(xué)基金（41325006，41473037）聯(lián)合資助，發(fā)表在地學(xué)主流期刊Contributions to Mineralogy and Petrology上。
論文信息：Kun Wang, Christina Yan Wang, and Zhong-Yuan Ren. 2018. Apatite-hosted melt inclusions from the Panzhihua gabbroic-layered intrusion associated with a giant Fe–Ti oxide deposit in SW China: insights for magma unmixing within a crystal mush. Contributions to Mineralogy and Petrology 173(7): 59.
鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00410-018-1484-z
（中國科學(xué)院礦物學(xué)與成礦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 & 所綜合辦公室 供稿）
