第三紀火山沉積硼礦與火山巖關(guān)系研究

單福龍　陳文西　王叢山

摘 要：第三紀火山沉積硼礦的物源與同時代的火山巖有密切聯(lián)系，火山巖與巖漿活動也有遺傳關(guān)系。硼富集的兩種方式：洋殼經(jīng)過水下蝕變導(dǎo)致硼富集以及深海沉積物從海水吸附硼，俯沖帶內(nèi)蝕變洋殼和深海沉積物在脫水過程中釋放的富硼流體。富硼流體通過巖漿作用融入巖石圈地幔，最后形成富硼火山巖。富硼火山巖通過風化、熱液淋濾出硼通過流水、熱液（泉）搬入盆地，形成火山沉積硼礦。

關(guān)鍵詞：第三紀 火山沉積硼礦 硼 火山巖 物源

中圖分類號：P58 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（a）-0071-02

Abstract：Tertiary volcano sedimentary boron deposit is closely related to contemporary of volcanic rocks，Volcanic rock also has genetic relationship with magmatic activity.The enrichment of boron in two ways：ocean crust which has undergone submarine alteration which causes an enrichment B and pelagic sediments which have adsorbed B from seawater，In the subduction zone，altered oceanic crust and pelagic sediments that release boron from rich-fluid in the process of dehydration.Enrichment of boron-fluid infuse into the magmatism in the lithosphere mantle，The final formation volcanic rocks of enrichment of boron.Rich-boron volcanic rocks by weathering，hydrothermal leaching out of boron by water，hydrothermal（spring）into the basin，forming volcanic sedimentary boron deposit.

Key word：Tertiary；Volcano Sedimentary Boron Deposit；Boron；Volcanic Rocks；Source

世界上已發(fā)現(xiàn)的的火山沉積型硼礦床主要分布在南北向（環(huán)太平洋）成硼帶以及位于印度—亞洲陸陸碰撞背景下的阿爾卑斯—喜馬拉雅碰撞帶的東西向（地中海）成硼帶上，如土耳其的西安納托利亞火山沉積硼礦區(qū)[1]?；鹕匠练e硼礦主要分布于主動大陸邊緣，成礦時代為第三紀，礦床發(fā)育在斷裂帶附近、干旱（半干旱）、偏堿性封閉（半封閉）穩(wěn)定的盆地或構(gòu)造洼地內(nèi)，形成于淡水陸相沉積環(huán)境的火山沉積二元結(jié)構(gòu)建造中，硼礦層與火山巖、大量湖相粘土以及凝灰?guī)r層間層共存[2-7]。目前國內(nèi)還沒發(fā)現(xiàn)大型的第三紀火山沉積硼礦，總結(jié)三紀火山沉積硼礦物源與火山巖的關(guān)系，為第三紀火山沉積硼礦的勘探提供依據(jù)。

1 第三紀火山沉積硼礦與火山巖

第三紀火山沉積硼礦除了與特定的地質(zhì)環(huán)境（斷裂帶附近、干旱（半干旱）、偏堿性、封閉或半封閉的沉積盆地或構(gòu)造洼地）有關(guān)系，還與火山巖在時間和空間上有密切聯(lián)系，一般硼礦床附近都有火山熔巖廣泛發(fā)育，而火山碎屑巖與硼礦互層[3，12，13]。硼的來源有多樣性：（1）火山地震活動引起的來自深部含硼高的熱泉（熱液）；（2）地表水淋濾附近風化的第三紀火山巖，或火山活動引起的熱泉和熱液穿過淋濾下伏基底變質(zhì)巖的硼；（3）與礦體互層的凝灰?guī)r和粘土巖，提供了大量的硼[4，6，13]。第三紀火山巖通過風化、熱液淋濾出硼通過流水、熱液（泉）搬入盆地[4，6，14]，由此第三紀火山沉積硼礦與同時代的火山巖有密切關(guān)系。

2 硼在火山巖中的分布

全球洋殼硼元素豐度10g/t，陸殼為14g/t，地殼為10g/t，而中國大陸巖石圈硼元素的質(zhì)量豐度為7.82g/t，藏南殼體的硼元素豐度為6.7g/t[8-11]。從超基性巖、基性巖到中性巖和酸性巖，硼的含量有升高的規(guī)律。超基性巖中硼的平均值在5g/t，基性噴發(fā)巖硼為9g/t，基性熔巖硼的最高含量為60g/t。中性噴發(fā)巖硼含量為24g/t，中性巖硼的含量分布均勻，平均變化在14～40g/t。酸性噴發(fā)巖硼平均含量為36g/t。火山巖玻璃相可達420g/t，凝灰?guī)r中硼可達10～95g/t，中性和酸性的熔巖最高硼含量為n×100g/t[14]。

硼是在巖漿分異作用過程的晚期富集，在晚期的氣成作用和熱液作用過程帶到火山巖里去，原始巖漿含量不高，多數(shù)新生代的噴出巖和火山碎屑巖硼富集在玻璃的殘余熔融體中?；鹕綆r硼的富集程度，在很大程度上也取決于火山噴發(fā)類型，噴發(fā)作用長時間間斷，形成硼含量較高的火山巖?；鹕綆r富含硼的個別情況與受到富含硼礦的巖石混染有關(guān)，或者與火山巖后期熱液蝕變有關(guān)[14]。

3 富硼火山巖成因

新生代板塊吸收邊緣上的大陸主動邊緣或其碰撞帶，硼含量明顯偏高的原因是：硼的最初富集主要是在蝕變洋殼以及深海沉積物（從海水中吸附硼）中[15]，蝕變洋殼以及深海沉積物由于俯沖作用在經(jīng)受前進變質(zhì)作用和脫水作用后，產(chǎn)生富硼流體，移至上覆上地幔楔中。大陸主動邊緣（碰撞帶）新生代板塊吸收邊緣噴出巖和火山碎屑巖主要發(fā)育有島弧特征的鈣堿性系列的巖石，以安山熔巖及其凝灰?guī)r占有明顯優(yōu)勢。島弧火山巖的成因第一階段是俯沖洋殼產(chǎn)生富硼流體與與上覆地幔楔作用形成巖漿，第二階段為上升的巖漿再次同化混染沉積物和蝕變洋殼[14，17，18]。

火山活動對火山沉積硼礦的形成起著決定性影響，巖漿作用不僅直接提供了硼，而且還形成富硼的火山巖，同時，它還起著內(nèi)生熱物質(zhì)流的作用：使巖層內(nèi)循環(huán)的滲流水變熱，形成促使硼從火山巖（圍巖）中淋濾，在熱液中富集，并成為火山沉積硼礦的物質(zhì)來源[14]。

4 結(jié)語

火山巖富硼與俯沖環(huán)境有關(guān)，蝕變大洋板塊和深海沉積物隨著板塊俯沖脫水作用釋放出富硼流體，鈣堿性火山巖是硼的主要載體，通過相關(guān)的巖漿活動順著構(gòu)造薄弱帶噴出。富硼的火山巖通過風化、熱液淋濾為火山沉積硼礦提供物源。

參考文獻

[1] 宋克勤，李登明.火山沉積型硼礦床簡介[J].中國地質(zhì)，1987（5）：12.

[2] 鄭綿平.硼礦床類型與我國找硼方向[J].中國地質(zhì)科學院礦床地質(zhì)研究所所刊，1987，47-54.

[3] Helvac C，Stamatakis MG，Zagouroglou C，et al.Borate minerals and related authigenic silicates in northeastern Mediterranean late Miocene continental basins[J].Explor Min Geol，1993（2）：171-178.

[4] Helvaci C，Kistler RB.Boron and borates[J].Industrial minerals and rocks，1994（6）：171-186.

[5] Helvaci C，Alonso RN.Borate deposits of Turkey and Argentina：a summary and geological comparison[J].Turkish Journal of Earth Sciences，2000，9（1）：1-27.

[6] 曹開春，賀孟清.土耳其火山沉積硼礦床成礦條件綜述[J].化工礦產(chǎn)地質(zhì)，1999，21（2）：95-111.

[7] 王文廣.浙閩火山巖區(qū)找硼的可能性-與國外硼礦特征對比[J].國外火山地質(zhì)，1989（4）.

[8] Taylor SR.Trace element abundances and the chondritic earth model[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，1964，28（12）：1989-1998.

[9] 黎彤.化學元素的地球豐度[J].地球化學，1976（3）：167-174.

[10] 劉英俊，曹勵明.元素地球化學導(dǎo)論[M].北京：地質(zhì)出版社，1987.

[11] 黎彤，袁懷雨.大洋巖石圈和大陸巖石圈的元素豐度[J].地球化學，2011（1）：1-5.

[12] Helvac C.Stratigraphy， mineralogy， and genesis of the Bigadic borate deposits， western Turkey[J].Econ Geol，1995（90）：1237–1260.

[13] Floyd PA， Helvaci C，Mittwede SK.Geochemical discrimination of volcanic rocks associated with borate deposits： an exploration tool[J].Journal of Geochemical Exploration，1998，60（3）：185-205.

[14] 奧佐爾.沉積和火山沉積硼礦[M].北京：地質(zhì)出版社，1987.

[15] Spivack AJ，Edmond JM.Boron isotope exchange between seawater and the oceanic crust[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，1987，51（5）：1033-1043.

[16] You CF，Spivack AJ，Smith JH，et al.Mobilization of boron in convergent margins：implications for the boron geochemical cycle[J].Geology，1993，21（3）：207-210.

[17] Smith HJ，Leeman WP，Davidson J，et al.The B isotopic composition of arc lavas from Martinique，Lesser Antilles[J].Earth and Planetary Science Letters，1997，146（1）：303-314.

[18] 高俊.古俯沖帶的流體作用綜述[J].地質(zhì)科技情報，1997，16（1）：17-22.