两类成矿岩浆建造成因及形成构造环境的讨论 具备有利的成矿构造环境
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\u82b1\u5c97\u5ca9\u7c7b\u7684\u6210\u56e0\u6d89\u53ca\u82b1\u5c97\u5ca9\u7c7b\u5ca9\u6d46\u7684\u8d77\u6e90\uff08\u7269\u6e90\u4e0e\u70ed\u6e90\uff09\u3001\u6f14\u5316\u548c\u7ed3\u6676\uff08\u5305\u62ec\u5ca9\u6d46\u6df7\u5408\u3001\u56f4\u5ca9\u6df7\u67d3\u7b49\uff09\u7b49\u65b9\u9762\u7684\u8fc7\u7a0b\uff0c\u4e0e\u5f62\u6210\u7684\u6784\u9020\u73af\u5883\u6709\u5173\u3002\u5386\u53f2\u4e0a\u66fe\u51fa\u73b0\u8fc7 \u201c\u5ca9\u6d46\u6d3e\u201d\u4e0e \u201c\u53d8\u6210\u6d3e\u201d \u4e4b\u4e89\uff0c\u5373\u8ba4\u4e3a\u6709\u5ca9\u6d46\u6210\u56e0\u4e0e\u4ea4\u4ee3\u6210\u56e0\u4e24\u7c7b\u82b1\u5c97\u5ca9\u3002\u5ca9\u6d46\u82b1\u5c97\u5ca9\u662f\u6307\u5ca9\u6d46\u7ecf\u5386\u4e86\u4ece\u6e90\u533a\u5206\u51dd\u3001\u4e0a\u5347\u8fc1\u79fb\u5230\u5f02\u5730\u5c31\u4f4d\u7684\u8fc7\u7a0b\uff0c\u6700\u540e\u624d\u51b7\u51dd\u7ed3\u6676\u5f62\u6210\u7684\u82b1\u5c97\u5ca9\u3002\u4ea4\u4ee3\u82b1\u5c97\u5ca9\u662f\u6307\u57fa\u672c\u4e0a\u5728\u56fa\u6001\u7684\u60c5\u51b5\u4e0b\u7531\u4ea4\u4ee3\u4f5c\u7528\u8f6c\u53d8\u800c\u6210\u7684\u82b1\u5c97\u5ca9\u3002\u7531\u4e8e\u8ba4\u4e3a\u8fd9\u79cd\u4ea4\u4ee3\u6210\u56e0\u7684\u82b1\u5c97\u5ca9\u591a\u534a\u662f\u5728\u539f\u5730\u5f62\u6210\u7684\uff0c\u6ca1\u6709\u7a7a\u95f4\u4e0a\u7684\u4f4d\u79fb\uff0c\u56e0\u6b64\u79f0\u4e3a\u539f\u5730\u82b1\u5c97\u5ca9\u3002Tuttle \uff06Bowen\uff081958\uff09\u5b8c\u6210\u7684Q\uff0dAb\uff0dOr\uff0dH2O\u5b9e\u9a8c\u76f8\u5e73\u8861\uff08\u56fe9\uff0d13\uff09\u4e3a\u89e3\u51b3\u8fd9\u4e00\u4e89\u8fa9\u5960\u5b9a\u4e86\u57fa\u7840\u3002\u56fe9\uff0d13\u4e2dH\u70b9\u7684\u5de6\u4e0b\u4fa7\u4ee5\u66f2\u7ebf\u52fe\u753b\u7684\u8303\u56f4\u4e3a\u81ea\u7136\u754c\u82b1\u5c97\u5ca9\u7684\u6781\u5927\u503c\uff0c\u5176\u4f4d\u4e8e\u8be5\u76f8\u56fe\u7684\u6700\u4f4e\u70b9\u9644\u8fd1\uff0c\u8868\u660e\u82b1\u5c97\u5ca9\u7684\u5f62\u6210\u53d7\u7194\u4f53\uff0d\u77ff\u7269\u76f8\u5e73\u8861\u5236\u7ea6\uff0c\u5927\u591a\u6570\u82b1\u5c97\u5ca9\u7684\u5f62\u6210\u5fc5\u7136\u4e0e\u5ca9\u6d46\u6709\u6210\u751f\u8054\u7cfb\uff0c\u800c\u7528\u4ea4\u4ee3\u4f5c\u7528\u65e0\u6cd5\u89e3\u91ca\u5176\u7279\u5f81\u3002\u76ee\u524d\uff0c\u5df2\u666e\u904d\u63a5\u53d7\u82b1\u5c97\u5ca9\u4f53\u51e0\u4e4e\u90fd\u662f\u5ca9\u6d46\u6210\u56e0\u7684\u3002Winkler \uff06 Hansen\uff081969\uff09\u4ee5\u786c\u7802\u5ca9\u4e3a\u539f\u6599\u7684\u7194\u878d\u5b9e\u9a8c\u8868\u660e\uff0c\u5927\u9646\u5730\u58f3\u7269\u8d28\u90e8\u5206\u7194\u878d\u53ef\u4ee5\u4ea7\u751f\u82b1\u5c97\u8d28\u5ca9\u6d46\uff0c\u4e14\u82b1\u5c97\u8d28\u5ca9\u6d46\u7684\u5f62\u6210\u662f\u4e00\u4e2a\u6e10\u8fdb\u7684\u8fc7\u7a0b\uff0c\u5373\u5f53\u6e29\u5ea6\u5347\u9ad8\u5230\u6e90\u533a\u5ca9\u77f3\u53d1\u751f\u90e8\u5206\u7194\u878d\u7684\u4e34\u754c\u6e29\u5ea6\u65f6\uff0c\u5176\u6613\u7194\u7ec4\u5206\u5c31\u4f1a\u8fdb\u5165\u7194\u6d46\u4e2d\uff0c\u968f\u7740\u6e29\u5ea6\u7684\u5347\u9ad8\uff0c\u76f8\u5bf9\u96be\u7194\u7684\u7ec4\u5206\u5c31\u4f1a\u76f8\u7ee7\u8fdb\u5165\u7194\u6d46\uff0c\u800c\u7194\u4f53\u7684\u6bd4\u4f8b\u4e5f\u4f1a\u968f\u4e4b\u589e\u52a0\u3002\u8fd9\u79cd\u82b1\u5c97\u5ca9\u7684\u5730\u58f3\u6df1\u7194\u8bba\uff08crustal anatexis\uff0cWyllie\uff0c1977\uff09\uff0c\u662f\u76ee\u524d\u5b66\u672f\u754c\u8ba8\u8bba\u82b1\u5c97\u5ca9\u6210\u56e0\u7684\u57fa\u7840\u6240\u5728\u3002
\u56fe9\uff0d13 Q\uff0dAb\uff0dOr\uff0dH2O\u7cfb\u7edf\u76f8\u56fe\uff08\u636eTuttle et al.\uff0cLuthet al.\uff1b\u8f6c\u5f15\u81ea\u9093\u664b\u798f\uff0c1987\uff09
1.\u7269\u8d28\u6765\u6e90
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\u8981\u6307\u51fa\u7684\u662f\uff0c\u76ee\u524d\u5bf9\u82b1\u5c97\u5ca9\u6784\u9020\u73af\u5883\u7684\u5730\u7403\u5316\u5b66\u5224\u522b\u65b9\u6cd5\uff0c\u5b58\u5728\u5f88\u5927\u7684\u4e0d\u786e\u5b9a\u6027\u3002\u8fd9\u4e3b\u8981\u662f\u7531\u4e8e\u82b1\u5c97\u5ca9\u7684\u5316\u5b66\u6210\u5206\u53d6\u51b3\u4e8e\u5176\u6e90\u5ca9\u7684\u77ff\u7269\u7ec4\u6210\u548c\u5316\u5b66\u6210\u5206\u3001\u7194\u878d\u65f6\u7684\u7269\u7406\u5316\u5b66\u6761\u4ef6\uff08\u5305\u62ec\u6e29\u5ea6\u3001\u538b\u529b\u548c\u6325\u53d1\u5206\uff09\u53ca\u5176\u540e\u5ca9\u6d46\u7684\u6f14\u5316\uff08\u5982\u5206\u79bb\u7ed3\u6676\u4f5c\u7528\u3001\u5ca9\u6d46\u6df7\u5408\u4f5c\u7528\u3001\u540c\u5316\u6df7\u67d3\u4f5c\u7528\u7b49\uff09\u3002\u56e0\u6b64\uff0c\u82b1\u5c97\u5ca9\u7684\u5316\u5b66\u6210\u5206\u4e0e\u6784\u9020\u80cc\u666f\u4e4b\u95f4\u5e76\u4e0d\u5b58\u5728\u7b80\u5355\u7684\u5bf9\u5e94\u5173\u7cfb\uff0c\u9700\u8981\u7efc\u5408\u5404\u79cd\u5730\u8d28\u8d44\u6599\uff0c\u76f8\u4e92\u5370\u8bc1\uff0c\u624d\u53ef\u80fd\u5f97\u51fa\u6b63\u786e\u7684\u7ed3\u8bba\u3002\u88689\uff0d6\u7cfb\u7edf\u6982\u62ec\u4e86\u82b1\u5c97\u5ca9\u7c7b\u578b\u4e0e\u6784\u9020\u73af\u5883\u4e4b\u95f4\u53ef\u4f9b\u53c2\u8003\u7684\u5173\u7cfb\u3002
\u88689\uff0d6 \u4e0d\u540c\u6784\u9020\u73af\u5883\u4e0b\u5f62\u6210\u7684\u82b1\u5c97\u5ca9\u7c7b\u5ca9\u77f3
\uff08\u636ePitcher\uff0c1983\uff0c1993\uff1bBarbarin\uff0c1999\u4fee\u6539\uff09
\u4e00\u822c\u800c\u8a00\uff0c\u94c2\u65cf\u5143\u7d20\u77ff\u4ea7\u5f80\u5f80\u805a\u96c6\u5728\u5177\u6709\u88c2\u8c37\u6784\u9020\u73af\u5883\u3001\u5730\u5e54\u5ca9\u6d46\u6d3b\u52a8\u5f3a\u70c8\u800c\u5730\u58f3\u53c8\u957f\u671f\u76f8\u5bf9\u7a33\u5b9a\u7684\u5927\u9646\u6784\u9020\u80cc\u666f\u533a\u57df\u3002\u88c2\u8c37\u6784\u9020\u73af\u5883\u53ef\u4ee5\u4fc3\u6210\u5730\u58f3\u5f00\u88c2\uff08\u4f46\u53c8\u4e0d\u6269\u5f20\u6210\u4e3a\u5927\u6d0b\uff09\uff0c\u9020\u6210\u542bPGE\u7684\u5730\u5e54\u7269\u8d28\u4e0a\u6d8c\u5e76\u4fb5\u5165\u4e8e\u5730\u58f3\u6d45\u90e8\u5f62\u6210\u57fa\u6027\uff0d\u8d85\u57fa\u6027\u4fb5\u5165\u5ca9\uff1b\u5728\u76f8\u5bf9\u7a33\u5b9a\u7684\u6761\u4ef6\u4e0b\uff0c\u53ef\u4ee5\u4fc3\u4f7f\u5730\u5e54\u5ca9\u6d46\u5728\u4fb5\u4f4d\u4ee5\u540e\u5145\u5206\u7ed3\u6676\u5206\u5f02\u3001\u8d4b\u77ff\u7269\u8d28\u8fc1\u79fb\u3001\u5bcc\u96c6\u3001\u805a\u96c6\u6210\u77ff\u3002
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\u56db\u5ddd\u4e1c\u5357\u90e8\u7684\u626c\u5b50\u514b\u62c9\u901a\uff0c\u5176\u5185\u90e8\u7531\u65b0\u592a\u53e4\u4ee3\u2014\u53e4\u5143\u53e4\u4ee3\u7ed3\u6676\u57fa\u5e95\u53ca\u4e2d\u3001\u65b0\u5143\u53e4\u4ee3\u8936\u76b1\u57fa\u5e95\u53cc\u5c42\u7ed3\u6784\u5ca9\u7cfb\u548c\u7a33\u5b9a\u7684\u53e4\u751f\u4ee3\u2014\u65b0\u751f\u4ee3\u6c89\u79ef\u76d6\u5c42\u7ec4\u6210\uff0c\u5c5e\u4e8e\u626c\u5b50\u5730\u53f0\u7684\u91cd\u8981\u7ec4\u6210\u90e8\u5206\u3002
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\u8fd1\u5e74\u6765\u56fd\u5185\u5916\u7684\u7814\u7a76\u8868\u660e\uff0c\u5730\u5e54\u67f1\u53ef\u4ee5\u4e3a\u94c2\u65cf\u5143\u7d20\u6210\u77ff\u63d0\u4f9b\u6700\u4e3a\u6709\u5229\u7684\u6784\u9020\u6761\u4ef6\uff0c\u56e0\u4e3a\u53ea\u6709\u5730\u5e54\u67f1\u53ef\u4ee5\u5c06\u5730\u6838\u4e0e\u5730\u58f3\u8868\u5c42\u76f8\u6c9f\u901a\uff0c\u4ece\u800c\u6709\u53ef\u80fd\u5c06\u5728\u5730\u6838\u4e2d\u5bcc\u96c6\u7684PGE\u642c\u8fd0\u5230\u5730\u8868\uff08\u738b\u767b\u7ea2\u7b49\uff0c2003\uff09\u3002\u6211\u56fd\u53d1\u80b2\u6700\u597d\u7684\u5730\u5e54\u67f1\u5c31\u662f\u665a\u53e4\u751f\u4ee3\u7684\u5ce8\u7709\u5730\u5e54\u67f1\uff0c\u5176\u6d3b\u52a8\u8303\u56f4\u6d89\u53ca\u6ec7\u9ed4\u6842\uff0c\u4f46\u4e2d\u5fc3\u6070\u597d\u5728\u56db\u5ddd\uff0c\u8fd9\u5c31\u4e3a\u5728\u56db\u5ddd\u5730\u533a\u5bfb\u627e\u94c2\u65cf\u5143\u7d20\u77ff\u5e8a\u63d0\u4f9b\u4e86\u5145\u5206\u7684\u6784\u9020\u73af\u5883\u6761\u4ef6\u3002
—、两类成矿岩浆建造成因讨论
继澳大利亚学者B.W.查佩尔和A.J.R.怀特（1974）提出按花岗岩物质来源的不同，将花岗岩划分为由地壳沉积岩熔融形成的S型花岗岩和由未曾出露地表的火成岩部分熔融形成的I型花岗岩之后，英国岩石学者W.S.皮切尔（1983）把花岗岩成因同板块构造联系起来加以研究，并进一步将花岗岩分为以下5类：①M型花岗岩：又称幔源分异花岗岩或洋脊花岗岩，形成于大洋岛弧环境，以大洋岛弧型斜长花岗岩或英云闪长岩为代表。它们常与同期基性、超基性岩密切伴生。其A/CNK＜0.1,（87Sr/86Sr）i≤0.704，主要与斑岩金矿有关。②科迪勒拉I型花岗岩，相当于国内称的同熔型花岗岩或过渡型花岗岩。主要形成于活动大陆边缘，以发育辉长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩及其斑（玢）岩组合为特征，它们常与同期陆相火山岩空间上密切伴生、成因上息息相关，其A/CNK＜1.05,（87Sr/86Sr）i＜0.706，主要与斑岩铜矿有关。③加里东I型花岗岩：形成于造山运动晚期（碰撞后）隆起区环境，以花岗闪长岩—花岗岩为代表。其A/CNK=1左右，（87Sr/86Sr）i=0.705～0.709。无成矿作用。④S型花岗岩：相当于国内称的改造型花岗岩或壳型花岗岩。主要形成于大陆板块碰撞带或克拉通区韧性剪切带环境。以过铝质的超酸富碱性二云母花岗岩类为代表。其A/CNK＞1.05,（87Sr/86Sr）i＞0.709。主要与钨、锡、铌、钽、稀土等成矿有关。⑤A型花岗岩：形成于稳定褶皱带和克拉通的隆起区—裂谷带环境，以霓石、钠闪石花岗岩、钠铁闪石花岗岩等碱性花岗岩组合为标志。（87Sr/86Sr）i=0.703～0.712，主要与稀有、稀土成矿关系密切。
W.S.皮切尔的基本思想是“不同成因类型的花岗岩代表不同的活动带”。
采用Na20-K2O图解（图2-69）投影，研究区各已知矿区潜火山杂岩侵入体绝大多数落入I型花岗岩区。少数晚期分异的偏碱偏酸性岩体落入A型或S型花岗岩区。
图2-69 两类成矿岩浆建造Na2O-K2O图
（仿W.J.Collins,1982）
〇—乌伦布拉克铜矿岩体；●—老山口铜矿岩体；＋—北山Ⅲ号蚀变体；△—其它金、铜岩体
据部分已知矿区岩体已获稳定同位素测定成果，如北山金矿南部外围与金矿化密切相关的潜火山杂岩侵入体，其（87Sr/86Sr）i为0.70495±0.0001。北山金矿区有关岩浆岩铅同位素组成特征为：207Pb/204Pb为（15.404±0.005）～（15.569±0.023）;206Pb/204Pb为（17.899±0.004）～（18.468±0.013）。在投影图中均落入上地幔范围，反映了岩浆物质来源的深源特征。根据研究区潜火山杂岩建造的地质学、岩石学和地球化学特征及其形成过程所处的地质背景、区域构造发展、演化的历史进程，按W.S.皮切尔的上述分类方案，研究区潜火山杂岩建造在成因上应属科迪勒拉I型花岗岩。研究区潜火山杂岩侵入体的岩石类型组合特征，以及包括常量元素、微量元素和稀土元素在内的岩石组分特征，与我国东部壳幔混熔过渡型（同熔型）花岗岩类十分类似。上述事实，也足以证明研究区潜火山杂岩建造属幔壳混熔的过渡型花岗岩，也即科迪勒拉I型花岗岩。
同样，成因上与潜火山杂岩建造息息相关的火山喷溢喷发岩建造，其岩浆物质来源也具有鲜明的深源特征。从稳定同位素组成特征来看，据张以熔、朱明玉等研究（1992），区域下石炭统巴塔玛依内山组玄武岩的（87Sr/86Sr）i为（0.7033±0.00015）～（0.7052±0.003），与上述潜火山杂岩建造的锶同位素组成特征基本一致。金山沟矿区火山岩测定，δ14C介于0.1～3.2之间。属岩浆与地层围岩混合碳。δ34S介于0.8～3.8之间，与陨石硫或基性岩浆硫接近。207Pb/204Pb为15.402～15.488;206Pb/204Pb为17.818～18.484，在投影图中也均落入上地幔范围。从岩石地球化学特征来看，火山喷溢喷发岩建造与潜火山杂岩建造，具有基本一致的微量元素和稀土元素地球化学特征。特别是两者的微量元素比值蛛网图、过渡元素球粒陨石标准化模式图和稀土元素分布模式图，尤为类似。
综上所述，我们完全有理由确认，研究区陆相火山作用所形成的两类成矿岩浆建造——火山喷溢喷发岩建造和潜火山杂岩建造，均是由源自上地幔或下部地壳的幔壳混熔深源岩浆在特定的时空条件下，以不同的作用方式所形成的同源岩浆体系产物。
二、关于形成构造环境的讨论
研究区与金、铜成矿密切相关的两类成矿岩浆建造主要形成于华力西中、晚期。这一时期，研究区正处于大规模的造山运动行将结束而尚未结束的造山晚期。构造环境大致相当于活动大陆边缘。
采用A.Rittmann（1970）和H.K.Loffier（1979）区分壳内和消减带（包括岛弧和活动陆缘环境）火山岩类的岩石地球化学lgτ-lgσ图解和lgτ-lgσ（25×100）图解来探讨两类成矿岩浆建造的形成环境问题，从图2-70、图2-71可以看到，两类成矿岩浆建造多数落入B区，也即消减带（包括岛弧和活动陆缘环境）火山岩区，部分落入C区，也即由消减带火山岩区演化而来的碱性火山岩区。
图2-70 两类成矿岩浆建造lgr-lgσ图解
（仿A.Rittmann,1970）
A—壳内稳定区火山岩；B—消减带火山岩；C—A、B区演化的碱性火山岩；〇—乌伦布拉克矿区潜火山杂岩；●—老山口矿区潜火山杂岩；△—其它金铜矿区潜火山杂岩；＋—北山次火山岩及双峰山索尔巴斯套、阿希、西滩等矿区陆相火山岩
图2-71 两类成矿岩浆建造lgτ-lgσ（625×100）图解
（仿H.K.Loffier,1979）
A—壳内稳定区火山岩；B—消减带火山岩；C—A、B区演化的碱性火山岩；〇—乌伦布拉克矿区潜火山杂岩；●—老山口矿区潜火山杂岩；△—其它金铜矿区潜火山杂岩；＋—北山次火山岩及双峰山索尔巴斯套、阿希、西滩等矿区陆相火山岩
若按Jakes等（1972）和K.C.Condie等（1976）关于岛弧与活动大陆边缘两种次级构造环境划分方案，则研究区两类成矿岩浆建造形成的构造环境处于岛弧向活动陆缘转化的过渡地带，与两类岩石成因的深源过渡性特征完全吻合。利用Batchelor等（1985）岩石化学多阳离子参数R1-R2图解对研究区两类成矿岩浆建造进行投图（图2-72），可以看到它们主要落入2、3、4、6造山带区范围，少数落入地幔分异花岗岩区。2、3、4、6带的环境虽然各有差异，但其总体构造性质均属造山带环境。所以，这也说明研究区两类成矿岩浆建造，总体说来是形成于挤压造山环境。
图2-72 两类成矿岩浆建造R1-R2构造环境图解
（仿Batchelor等，1985）
1—地幔分异花岗岩；2—壳体或壳块碰撞前；3—碰撞后隆起；4—造山晚期；5—非造山；6—同碰撞；7—造山后
▲—乌伦布拉克矿区潜火山杂岩；＋—老山口矿区潜火山杂岩；■—其它金铜矿区火山岩及潜火山杂岩
利用Pearce（1984）花岗岩类构造环境微量元素判别图（图2-73），可以看到，研究区两类成矿岩浆建造，主要落入火山岛弧花岗岩区，火山岛弧花岗岩区构造环境也即相当于岛弧-活动陆缘造山带环境。
以上通过3种不同方法判别图解的投图，对研究区两类成矿岩浆建造形成构造环境所得出的结论是一致的。与研究区区域构造发展演化的历史进程也基本上吻合。
三、两类成矿岩浆建造形成的综合成因模式
基于上述对岩石成因和形成构造环境的讨论，结合两类成矿岩浆建造的地质学、岩石学及地球化学特征，我们提出研究区两类成矿岩浆建造形成的如下综合成因模式：即岩浆物质来源的幔-壳混熔过渡性深源特征＋岩浆发生的岛弧-活动陆缘型挤压造山环境＋岩浆快速高位冲击脉动式侵入定位和喷溢喷发成岩模式。
我们以实际资料为依据，通过理论上的高度概括从而提出的这一概念性综合成因模式，全面而合理地解释和论证了研究区陆相火山作用所形成的两类成矿岩浆建造形成演化的全过程。
图2-73 两类成矿岩浆建造构造环境判别图
（仿Preace,1984）
VGA—火山弧花岗岩；ORG—洋脊花岗岩；WPG—壳内花岗岩；COLG—碰撞花岗岩
△—乌伦布拉克矿区潜火山杂岩；◆—老山口矿区潜火山杂岩；■—其它金铜矿区火山岩及潜火山杂岩
首先，两类成矿岩浆建造的岩石类型组合，包括常量元素、微量元素及稀土元素在内的岩石组分特征，以及岩石的同位素地球化学特征等，都证明了两类成矿岩浆建造既不属典型的幔源原始岩浆，更不是上地壳硅铝层选择熔融的壳源岩浆，而是源自上地幔或下部地壳，以幔质组分为主的幔壳混熔过渡性深源岩浆。一系列岩石地球化学和微量元素判别图解的投图证明，岩浆是发生在同样具有过渡性特征的岛弧-活动大陆边缘环境；既不是造山后或非造山的拉张构造环境，也不是典型的大洋岛弧环境，而是特定的岛弧向活动陆缘转化的过渡性挤压造山环境。这一点，同长江中、下游铁、铜、金成矿带上的中酸性浅成—超浅成侵入岩建造，颇有类似之处。岩浆的快速上升和近地表（高位）环境的冲击侵入定位，是岩浆地下隐蔽爆破作用产生的必要条件，而研究区多种母岩浆成分的爆破角砾岩的出现和发育，反过来又是深源岩浆在特定的构造条件制约下，由深部向近地表带快速高位冲击式侵入定位的证明。不少成矿岩体往往都是由同源岩浆多次侵入所构成的分异杂岩体，则是岩浆脉动（或涌动）式侵入定位的最好证明。
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