自然界及岩石学实验中产生的共轭富Fe和富Si熔体通常被认为与岩浆不混溶作用有关。不混溶两相熔体的分离可以很好的解释拉斑玄武质岩浆演化过程中出现的Daly间断、以及层状岩体顶部的酸性岩等现象。早期实验岩石学研究结果表明，不混溶作用可发生在玄武质岩浆演化的晚期阶段（＜1040℃，对应于＞90-95%的分离结晶）。而新的实验研究结果表明，不混溶作用也可以发生在岩浆演化的较早阶段（＞1100℃，对应于＜50-60%的分离结晶）。岩浆演化早期发生的不混溶作用对解释层状岩体中大量铁钛氧化物的富集尤其有意义，但在玄武质岩浆演化过程中不混熔的两相熔体如何分离、以及大量富Fe熔体如何聚集一直缺乏深入研究。 

　　我国西南部的攀枝花岩体，岩体体积较小（厚～2km，出露面积～30km²），但赋存超大型钒钛磁铁矿矿床（矿石储量13.3亿吨），是探讨玄武质岩浆演化过程铁富集机制的理想对象。广州地球化学研究所岩浆作用与成矿学科组博士生王坤和王焰研究员、与同位素地球化学国家重点实验室任钟元研究员合作，在攀枝花岩体中部带～500m厚的浅色辉长岩的磷灰石中发现了共存的富Fe和富Si熔体包裹体（图1），发现了攀枝花岩浆房演化过程中发生过岩浆不混溶作用的直接证据。更有意义的是，在岩体下部带富矿层位发现了富铁钛钙的矿物交生体结构，指示岩浆不混溶作用发生后，富Si熔体向上迁移，从而导致残留富Fe熔体与周围的堆晶矿物产生了化学不平衡。基于岩体冷凝时间、磷灰石中熔融包裹体的尺寸及成分的数值模拟计算表明，富Si熔体在攀枝花的整个岩浆房尺度发生了大规模的迁移。综上所述，提出了岩浆房演化过程中铁富集成矿的模型，即：高钛玄武质岩浆经历一定程度的分离结晶后，粒间熔体发生不混溶作用产生共轭的富Si和富Fe熔体，由于密度差异，富Si熔体向上迁移导致岩浆房上部相对富Si和下部相对富Fe，这种成分分层的岩浆房最终固结形成了攀枝花岩体上部的浅色辉长岩和下部带的暗色辉长岩及厚层铁钛氧化物矿石（图2）。 

图1.  磷灰石中不混溶的两相熔体包裹体 

图2.攀枝花岩浆房演化造成大量铁钛氧化物富集的过程示意图 

　　该成果受中国科学院战略先导科技专项（B类）（XDB18000000）和国家自然科学基金（41325006，41473037）联合资助，发表在地学主流期刊Contributions to Mineralogy and Petrology上。 

　　论文信息：Kun Wang, Christina Yan Wang, and Zhong-Yuan Ren. 2018. Apatite-hosted melt inclusions from the Panzhihua gabbroic-layered intrusion associated with a giant Fe–Ti oxide deposit in SW China: insights for magma unmixing within a crystal mush. Contributions to Mineralogy and Petrology 173(7): 59. 

　　链接：https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00410-018-1484-z 

（中国科学院矿物学与成矿学重点实验室 & 所综合办公室 供稿）