岩浆和热液的确“二者有根本性差别”, 笼统地说它们是“两个独立的体系”, 似乎也没错。但是, 如前所述, 当岩浆分异演化到晚期, 形成残余岩浆的时候, 温度已经比初始岩浆时要低得多。当岩浆(尤其是花岗质岩浆) 中的H2O 和F、B、P、Li 等挥发组分含量较高时, 其结晶的温度范围也被扩大, 允许残余岩浆的结晶温度降至500-600
℃ , 甚至低至400-350℃( Sirbescu et al., 2003) , 从而形成“熔体-流体-晶体三者共存”的低温岩浆体系, 熔体是硅酸盐残浆, 流体则是温度、压力都超过水的临界点的“超临界( supercritical) 流体”。研究表明, 在熔融和结晶这两个过程中, 都有晶体、熔体和流体共存的阶段(Spera et al., 2007; 朱金初等, 2011) 。这种熔体-流体共存的阶段就是“岩浆-热液过渡阶段(magmatic Hydrothermaltransition)” ( London, 1986; 朱金初,1997; 牛贺才等, 1997; Audetat et al. , 2000; Bach et al., 2001; Balen et al., 2011; Veksler, 2004;Kamenetsky et al.,2004) 。朱金初等( 2000) 通过对著名的新疆阿尔泰可可托海3 号伟晶岩脉的详细研究, 指出“从岩浆-热液演化的角度来看, 含水的中酸性硅铝质熔浆体系的地质演化史, 从形成、上侵和冷凝开始, 至完全固结为止, 大致可以分成3 个阶段,即正岩浆阶段、岩浆-热液过渡阶段和热液阶段”; 而岩浆-热液过渡阶段就是“以晶体相、熔体相和流体相三相并存为特点的”。
这种熔体-流体共存的体系就是张文之二认为值得商榷的“岩浆-热液体系”, 也简称为“熔-流体系( melt-fluid systems)”( Layman et al. , 2006) 。上世纪90 年代以来, 有关岩浆岩矿物中共存的流体和熔体包裹体的精
细观察和深入研究, 使得人们不断加深了对“熔-流体系”的认识(Webster et al. , 1997;Thomas et al. , 2000; 2005; Kamenet sky et al. ,2004) 。
国内外关于“岩浆-热液过渡阶段”、“岩浆-热液体系”的论著很多; 例如, Bureau 等的文章显示了他们利用金刚石压腔( diamond-anvilcell) 实验观察到硅酸盐熔体和水的完全混溶; 他们并指出这种完全混溶可以发生于很宽的熔体成分以及在上地幔条件下( Bureau et al. , 1999) 。Audetat 等人以澳大利亚新南威尔士州著名的Mole
花岗岩为例, 用多种方法进行了硅酸盐熔体和水流体在晚期岩浆到早期热液过渡阶段的化学演化的研究( Audetat et al. , 2000) 。前面提到过的涂光炽等所著《中国超大型矿床》第三章, 在论述柿竹园矿床成矿作用时, 依据熔融包裹体和流体包裹体共存、大多数流体包裹体中均有10%-40%气体等特征, 提出与成矿有关的是一种“熔体、流体、熔流体与气体混合共存”构成的“熔-流体系”( 涂光炽等, 2000) 。常海亮和黄惠兰对湘南尖峰岭似伟晶岩黄玉中熔流包裹体的研究认为, 熔流包裹体是在岩浆演化末期从岩浆( 熔融体) 与水( 流体) 共存的不混溶体系中同时被捕获的; 而对赣南西华山钨矿绿柱石中共存的流体-熔体包裹体的研究表明形成黑钨矿石英脉的成矿流体是一种岩浆-热液过渡性流体( 常海亮等, 1998; 2001) 。Davidson 和Kamenet sky 研究了智利中部Rio Blanco( 含Cu-Mo矿床) 斑岩系统中富挥发分硅酸盐熔体向高盐度流体连续演化的过程, 指出这是一个silicate/ volatile 比值逐渐降低的过程
( Davidson et al. , 2001) 。Hack等发表了一篇关于含水硅酸盐熔体、( 水) 流体、矿物三者相( phase) 关系的综述文章( Hack et al. , 2007) 。
谢玉玲等通过对川西牦牛坪大型稀土元素矿床萤石、石英等矿物中多相包裹体的研究, 获得了稀土元素成矿作用中连续的熔体-流体演化过程的认识( Xie et al. , 2009) 。朱金初等( 2011) 最近在题为“湘南癞子岭花岗岩体分异演化和成岩成矿”的文章中指出:“癞子岭花岗岩体的这种岩石性质和化学元素的垂直分带及面型云英岩和钠长花岗岩的形成, 主要与高度发育的岩浆分异和演化密切相关, 也是稀有金属元素和挥发分逐步富集并成矿的关键机制”; 而“这一分异和演化经历了一个晶体相、熔体相和流体相三相并存的岩浆-热液过渡阶段”。
张文之二曾对王文的参考文献中专著类文献比例过大提出质疑, 说“王文的评论引用的大多是书刊上的资料, 有些还是上个世纪80 年代的资料, 笔者无法评价数据的质量。建议以后还是多引用杂志上的、新的资料为好”, 言下之意似乎专著类文献不如杂志类论文有分量。实际上, 研究成果( 包括数据)的发表形式是与内容相关的, 如果说关于
矿床地质方面的研究成果可能较多地见之于专著类文献的话, 那么, 矿床地球化学方面的研究成果可能会更多地反映于杂志类论文。就“岩浆-热液体系”而言, 在中外的杂志类论文中可谓屡见不鲜, 本文列出的只是一小部分而已, 期待张旗先生参阅、指正。
2 关于成矿母岩和含矿岩体 2. 1 成矿母岩
张文认为花岗岩与金铜钨锡矿床都不是成因关系而只是空间关系, 不是母子关系而只是兄弟关系,因此两篇张文都反对使用“成矿母岩”, 并认为“成矿母岩”的说法是不对的。张文之一的结论第6 条就说:“在任何情况下, 花岗岩都不是金铜或钨锡的-母岩, 花岗岩与成矿无成因关系。因此, 区分含矿岩体和无矿岩体没有意义, 成矿岩体的说法
也是不对的”。对于张文这条十分武断的结论, 笔者也可以十分武断地说是完全错误的, 并相信广大的矿床工作者不会同意张文的这个结论。
让我们先来看看“成矿母岩”或“母岩”的涵义,虽然这是矿床学的基本概念和基本知识。
徐克勤等( 1964) 编著的《矿床学》是笔者之一当年在大学读书时候用的教科书, 该书的第25 页上写道:“母岩就是指成矿物质来源的岩石。如与一个钨矿脉有成因关系的花岗岩就是这个钨矿床的母岩”。这句话不但简洁地说明了什么是母岩, 同时还在举例时指出了花岗岩与钨矿脉之间的成因关系。任启江等( 1993) 编写的《矿床学概论》是这样说的:“母岩是指提供成矿物质来源的岩石, 如从镁质超基性岩中通过结晶作用形成了铬铁矿, 则镁质超基性岩即可称为铬铁矿的母岩。”姚凤良等( 2006) 编著的《矿床学教程》上写道:“给矿床形成提供主要成矿物质的岩石称为成矿母岩, 或简称母岩( mother rock) , 如充填于裂隙中的黑钨矿石英
脉是由花岗岩侵位冷凝时析出的含钨气水热液运移至裂隙结晶而成的, 所以花岗岩便是含钨石英脉矿床的母岩。”
2005 年出版的《地球科学大辞典( 应用科学卷)》中, 也有“成矿母岩”这一个条目, 解释为: 泛指能够为一个矿床的形成提供成矿物质来源或与成矿作用直接有关的岩石( 地球科学大辞典编委会, 2005) 。例如, 生成铬铁矿矿床的超镁铁岩和生成钒钛磁铁矿矿床的铁镁岩, 通常被称为铬铁矿矿床或钒钛磁铁矿矿床的成矿母岩。
上述关于成矿母岩或母岩的解释基本一致。总之, 成矿母岩是人们对某一种岩石的称呼, 它是客观存在的; 它与“围岩( wall rock)”、“主岩( host rock) ”的涵义不同: 后二者与矿床或矿体的空间关系更直观但不一定有成因关系, 而母岩一般是既有空间关系又有成因关系的; 甚至可以没有空间关系, 但一定有成因关系。对成矿母岩或
母岩这个术语, 尽管可能有不同的理解或用法, 但迄今为止仍然是矿床学界所广泛认可和经常使用的。例如, 《南岭银矿》一书中就总结说“它们的主要成矿母岩是同熔型和过渡型花岗岩类”( 黄崇轲等, 1997) 。
“成矿母岩”一词不但形象生动, 而且是一个通俗易懂的术语, 对成矿理论的普及和指导地质找矿起到了积极作用。就譬如儿子可以离开母亲, 成为“游子”, 虽然空间上母子不在一起, 但这种母子关系并不改变。以前文所述的钨矿与花岗岩的关系为例, 虽然南岭地区的石英脉型黑钨矿大多不是产在花岗岩体内而是产在花岗岩体上覆的浅变质岩中,但正是