亚利桑那州矿床(美)
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发布时间：2023-08-29 10:43
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时间：2024-12-04 13:21
Force（1998）对亚利桑那州Dripping Spring山地区斑岩体系的蚀变及其与成矿的关系进行了研究，得出了辉绿岩的蚀变是斑岩体系Cu的可靠提供者的结论。
亚利桑那州东南部的成矿特征是，大型矿床以铜为主，以斑岩型为主，形成于拉拉米期（晚白垩纪－古新世）。区内最常见的前拉拉米期岩石类型为辉绿岩，其Cu含量通常远比其它岩石（主要为千枚岩，花岗岩，石英岩和灰岩）高，辉绿岩的年龄约为11亿年，属元古。它们在元古宙岩石中呈岩席岩墙群产出，或在较早的老基底中呈近水平的侵入岩床分布。在已知剖面中辉绿岩侵入体的累计厚度可以超过600m，平均厚度为450m。因此，辉绿岩是一个有潜力的很大体积的Cu源而值得认真进行研究。
确实，遍及亚利桑那州的元古宙辉绿岩岩脉群在某种程度上与拉拉米期铜矿床的分布相一致。但也有些斑岩矿区与Mg、Fe质岩石无关。
Santa Catalina山地区的研究证明，辉绿岩重结晶起着释放Cu的作用。研究结果显示，在绿片岩相变质过程中绿泥石和黑云母置换单斜辉石，从岩石中释放出Cu。对Yerington矿区的研究证实，蚀变过程中岩石的Cu含量减少了50×10-6。由蚀变岩释放的Cu量约为矿床Cu储量的30%。
研究区的地层自下至上为：元古宙千枚岩和花岗岩构成的基底、厚度大于200m。盖层中有元古宙的泥岩、凝灰岩、石英岩、灰岩和玄武岩等，厚度约600m；古生代地层以灰岩为主，厚约400m；拉拉米期主要为玄武岩，仅见于南部，厚度为800m。
拉拉米期侵入岩系的岩性复杂多样，从石英闪长岩和角闪安山岩至石英二长岩和流纹英安岩均有，还有大量的玢岩岩脉，拉拉米期的矿化中心主要有4处，Ray,Christamas,Chilito,Superior（图4-13）。此外，还有 Monitor、Rattler等。
在研究区内，元古宙辉绿岩在产状和岩石学方面是典型的，并形成一个很宽的带。未蚀变的辉绿岩为特征性的单斜辉石－斜长石岩，含不等量的橄榄石、铁钛氧化物和磷灰石。每一条辉绿岩岩床和侵入岩席的顶、底部都有薄的淬火带，显示出典型的顺层侵入特征。
在大多数地区，在蚀变过程中保留了原始结构。在岩石学方面，辉绿岩的蚀变主要表现为，单斜辉石变为绿泥石和（或）阳起石质角闪石（和局部变为黑云母），斜长石变为绢云母、碳酸盐和绿泥石或变为角闪石。其它蚀变产物为绿帘石、榍石和黄铁矿。原始磁铁矿变为假象赤铁矿。磷灰石和钛铁矿通常很少变化。橄榄石部分蚀变为利蛇纹石，明显不同于辉石和斜长石的蚀变。作为蚀变产物的绿泥石与阳起石质角闪石之比变化明显，并与斜长石蚀变程度有关。蚀变的程度和量以蚀变指数（Al）表示，如绿泥石的蚀变指数（Al绿泥石）是绿泥石与普通角闪石加绿泥石之比，并以百分数表示。阳起石蚀变指数（Al阳起石）为角闪石加绿泥石与普通辉石、角闪石和绿泥石总和之比。黑云母只是浸染状蚀变岩的重要组分，所以，黑云母没有包括在指数中。辉绿岩的拉拉米期蚀变与元古宙容矿岩石和古生代岩石的蚀变相比远较显著（除玄武岩外）和在地区上更广泛。Mescal灰岩中的玄武岩与元古宙辉绿岩是同期的，在少数地点取了样，与附近辉绿岩相比，玄武岩样品的蚀变远较完全。因为玄武岩样品太分散，不能组成一组独立的资料，所以，不再进一步叙述。
图4-14为元古宙辉绿岩蚀变指数等值线图。蚀变指数等值线值为（Al绿泥石＋Al阳起石）/2。所有样品的蚀变指数范围为10～95。由图可见：全区的辉绿岩均遭受不同程度的蚀变，蚀变程度与离拉拉米期侵入体的距离有关，从岩体往外，蚀变指数由大于65，经45～65，至小于45；已知矿床主要赋存于高蚀变指数值区。
图4-13 研究区断裂、第三纪盆地、深成岩和拉拉米期矿床图
（据Force,1998）
总体上，辉绿岩的Cu含量随热液蚀变程度的增加而减少，然而绿泥石和阳起石蚀变的行为在这方面有一定的差别。图4-15为辉绿岩的Cu含量与绿泥石蚀变指数的关系图。该图清楚显示出随蚀变程度增强，Cu含量显著减少，从新鲜岩石Cu含量至112×10-6～150×10-6降至最强蚀变岩约为20×10-6。在阳起石化蚀变过程中，辉绿岩既可获得Cu，也可失去Cu，但总体上随阳起石蚀变指数增大，Cu的平均含量也稍有减小。
研究区内辉绿岩的出露面积为246km2，累计平均厚度为450m，其体积为110km3，绿泥石蚀变大致为辉绿岩蚀变的70%，其中完全蚀变平均约占41%，故完全的绿泥石蚀变为110×70%×41%≈30km3。其被淋滤出的含量为100×10-6，岩石的密度约为3，这样辉绿岩蚀变释放出的Cu量为30km3×3×100.10-6=9 Mt。虽然该Cu量不及研究区已知拉拉米期的全部矿床的Cu储量（16 Mt），但仅这元古宙辉绿岩的绿泥石蚀变所提供的Cu量已超过本区Cu储量的一半，而辉绿岩的阳起石蚀变以及辉绿岩之外，其它岩石蚀变时可能提供的Cu尚未计算在内。还有，体积虽小，但蚀变程度远较辉绿岩完全的玄武岩，以及体积较大的Willianson Canyon火山岩和Madera闪长岩，拉拉米期前形成的深成岩和铜矿床等的蚀变，均可释放出一定量的Cu。因此，辉绿岩和其它岩石的蚀变是区内拉拉米期矿床Cu的主要来源。
图4-14 辉绿岩蚀变指数等值线图
（据Force,1998）
图4-15 研究区内及附近元古宙辉绿岩Cu含量与绿泥石蚀变指数关系图
（据Force,1998）
