正文 第二章 岩漿成礦作用的實驗(二)(3 / 3)

後來費爾波茨較仔細地實驗研究了磁鐵礦-磷灰石-閃長岩的熔離實驗使用的試料是人工合成的磁鐵礦、氟氯磷灰石及愛夫裏閃長岩,他先將磁鐵礦和氟磷灰石加熱到1410℃,保持20分鍾再迅速冷卻,發現在磁鐵礦-磷灰石體係中,在磷灰石百分重量約25%,磁鐵礦則為75%。溫度為1410℃時有一共結點,若以氟氯磷灰石代替氟磷灰石,則共結點的成分移至氟氯磷灰石35%左右,共結溫度稍有降低。

接著,為了研究磁鐵礦-磷灰石熔漿與經常伴生的富鎂鐵質矽酸鹽熔漿間的不混溶的可能性,於是將閃長岩熔化成玻璃,按不同比例與磁鐵礦-磷灰石共結物混合,再把製成的混合物在空氣中加熱20分鍾,迅速冷卻。實驗表明,在閃長岩占混合物的5~50%範圍內,混合物熔化後分成兩種液體:較重的液體沉到坩堝底部並結晶成磁鐵礦和樹枝狀磷灰石的連晶;較輕的液體變成了深褐色的玻璃這種磁鐵礦-磷灰石的連晶,與磁鐵礦——憐灰石體係冷卻時形成的共結物的結構一樣。如果向閃長岩玻璃中不加磁鐵礦-磷灰石共結物,而是加入含磷灰石大於35%。力的混合物,那麼就形成了第三種不互溶液體。冷卻時,這種液體一般形成球狀、水滴狀磷灰石單晶。這第三種液體浮到矽酸鹽液體上。實驗結果以示意圖形式表示。

費爾波茨綜合了基魯納、魁北克等地的天然鈦鐵氧化物和磷灰石岩石(礦石)的特點,指出它們常與斜長石、堿性火成岩雜岩體伴生,並且鈦鐵氧化物——磷灰石岩石(礦石)中鈦鐵氧化物與磷灰石大約有一定的比例他統計了魁北克等六個地區的岩石,它們含磷灰石占30%平均占岩石體積的因此作者得出結論說,富含磷酸鹽和堿的岩漿分異到閃長岩階段可能發生熔離,分離出氧化物-躲酸鹽成分的熔漿,後者結晶形成了(鐵)磁鐵礦——磷灰石岩(礦石)它的礦物成分有一定的比例說明它是共結生成的。作者認為,這個實驗可以在一定程度上用於解釋魁北克、基魯納,乃至科拉的磷灰石-磁鐵礦礦石的成因。

需要說明的是,上述實驗都是在常壓和大氣氣氛中進行的,這除熔化溫度比天然過程高外,氧化還原和揮發組分等條件亦與天然過程有很大差別,這使實驗結果用於天然過程受到很大的局限。

李九玲、蘇良赫等在1403℃條件下研究了方鐵礦-磷灰石-霞石-透輝石四元係的相關係及熔離形成“礦漿"鐵礦床問題他們在實驗中以通氮氣的方式造成了較還原的實驗氣氛,因此比前人在空氣中的實驗前進了一步。實驗試樣亦采用了化學純的化學試劑。

通過四十餘次實驗產物中生成相的鑒定以及相關係的分析,做出了大致的方鐵礦三個三元係的等溫麵及三元係在內四個三元係的交線(方鐵礦係初始樣品中被還原而生成)。與礦漿成礦緊密相關的一液相及兩液相存在區亦可見其範圍。

在含磷的三個三元係內均發現了不混溶兩液相的現象。在含氟磷灰石30~60%。為範圍內,鐵的氧化物在熔融狀態下可以在某一液相內相對集中形成“富鐵礦漿”。作者以實驗結果解釋了寧蕪地區梅山鐵礦的成因,認為火山岩係的富磷促使鐵的氧化物在不混溶兩液相之一個液相中相對集中,形成了流動的“富鐵礦漿”並在有利部位形成了梅山貫人式並與圍岩接觸界線截然的“鐵疙瘩”。

近來,喻學慧亦在1250℃下實驗研究了方鐵礦-金雲母-透輝石體係的相關係,並發現在沒有磷灰石的上述三元體係中也存在著兩液相不混溶區,並以此為基礎,認為含透輝石和富氟金雲母的大冶鐵礦床也是液態不混溶形成的。

三、術語的商榷

從上兩節的資料分析可以得出,液體不混溶現象不僅出現於實驗體係中,而且在自然界,無論在地球岩石或月岩中,都確實存在著,岩漿在其演化過程中的不混溶(熔離作用)對於金屬礦床的形成起著重要作用。不僅銅鎳硫化物礦床可形成於岩漿的熔離,而且不少鐵和鉻的氧化物礦床亦是岩漿的不混溶作用形成的,這已得到了普遍的承認。

但這一成因類型礦床的名稱(或使用術語)卻很不一致。在國內,我們把一些銅鎳硫化物礦床稱為岩漿熔離礦床,而對成因相似的鐵礦床,一些人稱作“礦漿”礦床,另一些人則“礦漿”和“不混溶”礦床兼用。但在國外,相當於“礦槳”這一術語現今並不使用,在現代實驗礦物學、實驗岩石學及礦床方麵的文獻中亦沒有這一個詞組,而是在類似情況下代之以“不混溶性”或“熔離”。

據此,依本人之見,既然“礦漿礦床”與熔離銅鎳礦床在成因上無原則上的不同,又是一個無嚴格含意、現在不使用的詞語,何不將由液體不混溶作用而形成的金屬礦床,統稱作“岩漿熔離礦床”?這既表達了礦床的成因歸屬,又有利於國內外學術交流。