地幔热柱及其成矿作用研究

成矿作用研究表明，在地球的演化历史中，成矿数量有从少到多，聚矿能力有由弱到强的演化趋势。中生代为全球规模的成矿大爆发阶段，究其原因可能与地球的发展演化密切相关。地球形成的早期，由于地球物质尚未充分分异，成矿强度不大。当然，有部分在地球演化早期形成的矿床，在后来的多次构造改造过程中被改造迁移，甚至消失。中生代地球进入了一个强烈的地幔热柱活动时期，聚集于D”层及外核的成矿物质可通过地幔热柱多级演化向上迁移，并在幔枝构造的有利构造扩容带中成矿，幔枝构造则成为中生代主要的成矿控矿构造类型。     

地幔热柱及其成矿作用研究

成矿作用研究表明,在地球的演化历史中,成矿数量有从少到多,聚矿能力有由弱到强的演化趋势.中生代为全球规模的成矿大爆发阶段,究其原因可能与地球的发展演化密切相关.地球形成的早期,由于地球物质尚未充分分异,成矿强度不大.当然,有部分在地球演化早期形成的矿床,在后来的多次构造改造过程中被改造迁移,甚至消失.中生代地球进入了一个强烈的地幔热柱活动时期,聚集于D"层及外核的成矿物质可通过地幔热柱多级演化向上迁移,并在幔枝构造的有利构造扩容带中成矿,幔枝构造则成为中生代主要的成矿控矿构造类型.     

核幔成矿物质(流体)的反重力迁移——地幔热柱多级演化成矿作用

地壳中矿床分布极不均匀 ,这与地球的形成与演化密切相关。在地球演化的早期 ,由于在引力收缩和热力膨胀的统一作用支配下 ,放射性、卤族、稀有、稀土元素及碱金属向上迁移 ,而贵金属、有色、铁族、铂族等密度较大的元素则有逐渐向地核聚集的趋势 ,以至于铁、镍、金等元素主要聚集在地核之中。但是 ,在地球形成圈层结构的同时 ,由于地球内外温度差、压力差、粘度差等的存在 ,导致地球发生以地幔热柱多级演化为主要形式的垂向物质运动 ,两者互为依存 ,并构成幔壳运动的原动力。地幔热柱多级演化沟通了深部矿质的迁移通道 ,聚集在地核及核幔界面上的气态金等重元素得以作为地幔热柱的热物质流 ,呈反重力迁移至岩石圈 ,并进而以气 液态向近地表迁移 ,在有利的构造扩容带中聚集成矿。这可能是金银铜铅锌等多种元素的重要成矿作用方式。     

地球的物质运动与地幔热柱多级演化

地球是重力分异和热力对流的对立统一体。重力分异使地内重物质下沉、轻物质上浮，并分划成壳－幔－核结构圈层。核幔间巨大的温度差、压力差、粘度差和速度差的存在，导致源于“超临界层”的热物质流呈柱状上涌形成地幔热柱及其多级演化。由于地球圈层结构及其间的差异，分别在670km、100km深处，即核－幔界面上和岩石圈底部形成地幔亚热柱和幔枝构造。地幔热柱、地幔冷柱共同驱动幔壳运动，并控制着板块运动，形成复杂的大陆（大洋）动力学系统。这种动力学模式越来越得到地球物理学的证实。     

华北东部地幔热柱的特征与演化

燕山运动以来,华北东部地区发生了翻天覆地之构造转变,构造体制从印支期末华北地块与扬子地块的拼贴-增生,转变为地幔热柱演化-区域伸展断陷。华北地幔热柱强烈上隆过程中,在岩石圈底部受阻并呈蘑菇状向外拆离流变,在使上部岩石圈发生热减薄-断陷的同时,向外拆离流变的地幔岩在盆地外围受到韧性剪切带的切割,导致深熔岩浆活动并带动围岩上隆,形成一系列次级隆起(幔枝构造)。地形地貌上亦从东部隆起的高原转变为一盆多山耦合格局——地幔热柱上部的热减薄断(拗)陷与外围的一系列幔枝构造的空间有机组合,即华北东部裂陷盆地西与太行造山带、北与燕山造山带、东与朝鲜半岛、南与大别造山带(即中心裂陷盆地与外围各幔枝构造)均为盆-山耦合关系。     

地幔热柱的多级演化及其成矿作用——以冀北地区为例

冀北地区金、银金金属成矿作用研究表明，金、银等成矿元素除部分萃取自含矿围岩外，主要来自深源。幔枝构造是重要的热源释放体系，控制着深源含矿流 体的迁移，聚集和成矿，从而构成了以幔枝构为中心，内带为金、外带为银金金属的构造－岩浆成矿系列，并据此归纳出幔枝构造成矿模式。     

地幔中的超热柱

R.L.Larson发表在Geology(19,547—550,1991)上的文章提出,地球地幔在120Ma前可能经历了环流中一次强大的震颤,其影响结果在塔希提岛(Tahiti)“超隆”中仍然明显可见。Larson认为,这次震动或许与地核中的事件有关,它引起洋壳物质的突然喷发,甚至可能对当时的全球性气候变暖起了作用。     

幔枝构造及其控矿断裂系统

幔枝构造是地幔热柱多级演化的第三级构造单元，是地幔热柱在地壳上的综合表现形式，一般由核部岩浆-变质杂岩、外围盖层拆离滑脱层、上叠断陷火山-沉积盆地等三个单元组成。各单元叉发育独特的断裂构造体系，核部岩浆-变质杂岩中往往发育轴部韧性剪切带、脆性叠加剪切带、岩体侵位构造等；外围拆离层发育主拆离滑脱带、次级拆离滑脱带、反向铲状断裂、横张断裂等；上叠断陷火山-沉积盆地中发育裂陷构造、与次火山机构相关的环状断裂、放射状断裂等。它们不仅是幔枝构造的鉴定标志，也是沿地幔热柱-亚热柱向上迁移的深源成矿气-液体的储集场所，往往成为很好的成矿控矿构造。     

幔枝构造与冀北金银多金属矿产的成矿控矿作用

幔枝构造是地幔热柱多级演化的三级单元,其对内生矿产的成矿控矿作用十分明显.文章归纳了幔枝构造的基本特征,并在此基础上将河北省划分成5个幔枝构造区.提出幔枝构造核部、主次拆离带及上置断陷盆地的成矿控矿规律,总结了"内金、外铜-银-铅锌"的成矿格局,以期为本区进一步找矿提供思路.同位素数据统计认为:成矿物质主要源自地球深部,通过地幔热柱多级演化迁移到近地表并逐步就位、成矿.     

峨眉山地幔柱成矿作用分析

概述了峨眉山地幔柱成矿作用的基本类型和主要特点，对主要成矿类型包括地幔柱活动直接形成的岩浆矿床和地壳响应形成的间接矿床作了全面的分析介绍，初步勾画了峨眉山大火成岩省地幔柱成矿作用的基本框架。     

张宣幔枝构造的成矿作用研究

地幔热柱具有多级演化特征。河淮亚热柱顶部地幔物质以薄板状斜插至燕山造山带之下，燕山造山带轴部东西向尚义－赤城韧性剪切带与太行山构造岩浆带轴部北北东向乌龙沟－上黄旗韧性剪切带交汇叠加，使深部中下地壳应变软化岩石及深部幔源物质减压释荷产生深熔岩浆并上侵，从而加速了造山带的上隆速度，并可形成地幔热柱的第三级构造单元——幔枝构造。其中隆升较快的地段发育成为典型的变质核杂岩构造。幔枝构造控制着构造变形－岩浆活动－蚀变变质－成矿作用统一体系，并形成与幔枝构造密切相关的内带为金（铜钼）、外带为银（铅锌）多金属的成矿系列。论述了不同构造部位的成矿特征及其相关性、统一性。据此提出了在有利构造部位（参照已有矿点分布）扩大找矿和向深部扩大找矿的认识。     

吉林东南部地幔活动与金的成矿作用

地幔活动是岩石圈构造活动的动力学基础,是上地壳发生地质作用——区域变质作用、成岩成矿作用——所需要的深源物质、能量乃至流体的主要来源形式.吉林省东南部地区的麻粒岩相区域变质作用、幔源岩浆的侵入-喷发活动以及深部构造活动等特征表明,该地区曾有太古宙末期和中生代两个地幔活动高峰期.夹皮沟大型金矿田的金矿成矿作用与地幔活动有密切的成因联系.成矿作用主期与地幔活动的高峰期相对应.稳定同位素研究显示成矿物质、成矿热液主要来源于地幔.地幔活动引起携带大量热流体和丰富的成矿元素的幔源物质上侵,并且在下地壳重熔过程中活化、萃取了围岩中成矿物质而形成成矿流体;伴随地幔活动形成的深大断裂构造、大型韧性剪切带不仅是成矿流体运移的通道,而且为成矿物质沉淀提供了有利空间.     

华北东部盆山耦合与内生成矿作用

盆-山耦合关系是当今地学研究的前沿课题。但是,在几何学上,成对盆山耦合论述较多。而华北东部裂陷盆地则西与太行造山带、北与燕山造山带、东与胶辽山地、南与大别造山带均构成盆-山耦合,即中心裂陷盆地与外围各造山带均为耦合关系。研究表明:中心裂陷与华北地幔亚热柱的形成密切相关,由于地幔亚热柱强烈上隆,在岩石圈底部受阻,使华北东部岩石圈发生热减薄-断陷的同时,向外拆离的地幔岩在盆地外围形成一系列次级隆起(太行、燕山、胶辽、大别造山带),即地幔热柱多级演化的第三级单元———幔枝构造。各幔枝构造(造山带)间具有明显的可比性,并共同与中心裂陷盆地构成盆-山耦合关系。与此同时,随地幔热柱-亚热柱-幔枝构造向上迁移的成矿元素,亦以气态-气液混合态-含矿流体的形式向上迁移,并最终在幔枝构造的有利聚集部位成矿,形成张宣、冀东、辽东、胶东、鲁西、小秦岭、阜平等幔枝构造成矿集中区。     

地幔柱的概念、分类、演化与大规模成矿——对中国西南部的探讨

自核幔边界上升的物质 ,当其汇聚成圆柱状的结合体 ,并因其相对于周围地幔环境来说具有温度更高、活动性更强、粘度更低等特点而能够上升到壳幔边界时 ,一般可以演化成为具有宽厚的冠状构造和细长的尾部构造的地幔柱。地幔柱进一步与地壳发生作用 ,可以在地表记录下一系列的热点或形成巨大的火成岩省。根据地幔柱最后出露的位置 ,可以将其分为洋壳和陆壳环境下产出的两种基本类型 ,也可以根据其演化历史分出不同的阶段 ,如初始阶段、上升阶段、成熟阶段和衰退阶段。中国西南部地区可能经历了两次以上的地幔柱冲击 ,二叠纪的峨眉山玄武岩是一个古生代晚期演化比较彻底的地幔柱留下的记录 ,而新生代以来的地幔柱活动可能正在发育 ,深部物质的大规模上隆可能是青藏高原隆升的一个原因 ,大量的散布的幔源岩浆活动和流体作用可能是中国西南部大规模成矿作用的重要原因。     

地幔柱假说及其发展

Ｍｏｒｇａｎ提出的地幔柱假说之后，基于流体力学基本方程组的定常地幔柱模式研究，认为地幔柱是地幔对流的一个组合部分。组分差异驱动的地幔柱模拟实验结果，限制了地幔柱在地球动力学中的应用。热浮力驱动的模拟实验结果得到了新的动态地幔柱模式。     

辽宁地区的幔枝构造

将辽宁地区划分为4个幔枝构造:山海关幔枝、辽东南幔枝、建平-阜新幔枝、西丰幔枝,文章分述了它们各自组成与构造特点,并举例说明了辽宁幔枝构造通过其三个次级构造单元对成矿的控制规律.     

地幔中水的赋存状态的研究进展

地幔水不仅对地球物理场的性质有重要影响，而且对地球化学动力学，地幔横向不均一性、地幔对流、低速层、板块俯冲、相平衡、熔融行为、深部地质灾害以及成矿作用等都具有重要意义，因此，地幔水的研究早已引起人们的重视。为了探讨水在地幔过程中的作用，必须搞清楚水的赋存状态。研究表明，地幔中水的储存形式主要有三种：以ＯＨ形式储存的矿物中，以自由相形式存在以及溶解在熔体中，本文对地幔中水的赋存状态研究进展作了综述，     

河淮地幔亚热柱的演化及其对华北地区成矿的控制作用

本文依据华北地台东部的地球物理测深资料、火山－岩浆活动、沉积建造特征及构造演化历史，提出河滩地区是中生代以来强烈隆升的地幔亚热柱。亚热柱的强烈上升使岩石圈下部发生热减薄，上地壳发生裂陷，新生界堆积厚达５－９ｋｍ。岩石圈热减薄仅至６０－８０ｋｍ。金、银等成矿元素除部分来自赋矿围岩之外，其主要部分来自地核，并以气态随地幔热柱向上运移，当其进入亚热柱阶段时，部分转变为液态．呈气－液混合相随亚热柱运移，当伞状外展亚热柱被造山带陡倾韧性剪切带切割时，气－液相全、银随深熔岩浆或沿韧性剪切带向上迁移，并在幔枝（变质核杂岩）构造的有利扩容带富集成矿。