Question

热点活动与成矿作用

Answer 1

地幔柱构造是地质构造作用、岩浆活动、沉积作用、变质作用和成矿作用体系的原动力。当地幔柱构造接近地表时，即热点作用，由于热物质在地幔中的升力及浮力导致地壳隆 起，其规模一般可变化为数至数千平方千米。这种抬升隆起又进一步导致地壳的伸展运 动、地壳减薄、大陆裂谷事件、古陆解体。在地幔柱之上的大陆壳物质由于地幔柱的向上 运动，热传递导致局部熔融，形成大规模的玄武岩的溢出及岩浆侵入作用。同时，伴有区域 变质、地壳重熔、构造变形等，甚至引起全球气候变化、大地水准面升降和生物灭绝等（王登红，1995）。

热点作用发生在地质历史各个时期，不仅决定了该时期的地质作用特点，也制约和影响 着该时期的成矿作用。应当指出，地壳或近地表在地幔柱和热点的作用下产生熔融改造、变 质变形，实现壳、幔间物质与能量的交换，导致地壳、地幔物质的直接喷发和侵入，所形成的 矿床在形式上可能与变质岩或岩浆岩等有关，并且具有较大的面状分布。但实际上引起这 一系列变化的深层次原因是深部正上升的地幔柱和热点作用。热点活动在其不同的演化阶 段和作用的地质构造背景下，相关的成矿作用各有不同，由热点作用产生的基性、超基性侵 入岩伴有铬、镍、铂、铜矿化，产生的中酸性侵入岩伴有铜、锡、钨、金、铀等矿化，产生的碱性、过碱性花岗岩则伴有铌、铀等矿化，与洋脊上的热点火山岩有关的则多是铜、铅、锌、金、银等 矿化。热点与成矿作用关系的探讨，将使地质学家从更深层次理解地球表面产生的矿产的 成因。正是因为热点特殊的形成和演化阶段，使得与地幔柱和热点作用有关的矿化不同，在 成矿物质来源上有深有浅，既有壳源物质又有幔源物质，甚至某些物质直接来自核幔D″ 层；在成矿时间上有先有后，在成矿空间上往往发生早晚共生叠置（牛树银等，2001），形成 特有的成矿系列。

因此，关于热点作用的研究不仅具有重要的科学理论意义，而且还有重要的实用价值。中国的地质工作者从20世纪80年代晚期，在岩浆作用、成矿作用、变质作用、构造作用等领 域中开展了中国境内不同历史时期、不同构造部位发育的地幔柱和热点作用特征的研究工 作（陈毓川等，1989；邓晋福等，1992；李红阳等，1994；牛树银等，1995、2001；王登红，1995；侯 增谦等，1996；户记仁，1996；谢窦克等，1996；杨学祥等，1996；黎成斯，1996；孙爱群等，1997；宋谢炎等，1998；李子颖等，1999、2002；刘方杰等，2000）。

关于热点与铀成矿的关系，自1997年以来，笔者通过对华南热液铀矿床的研究取得进 展（李子颖等，1999、2002），基于对中国贵东下庄铀矿田构造学、岩石学、矿物学、地球化学、同位素地球化学和年代学及铀成矿作用等方面系统和较深入的研究，提出热点铀成矿作用 理论。热点铀成矿作用是在热点作用或其影响下产生的铀成矿作用，成矿元素铀是在复杂 的多期次岩浆和流体作用过程中在晚期的熔体或流体中富集，铀主要来自深部，铀的富集沉 淀主要是成矿流体在作用于近地表时，由于物理化学条件的改变产生，控制铀矿的核心因素 是热点作用与构造作用的叠合。因此，热点铀成矿作用不仅控制了多期次岩浆侵入作用、火 山活动、垂向为主的构造作用和热动力变质作用，还控制了多期次的热流体活动和成矿作 用，其特征表现为在热点作用区除了较强烈的岩浆作用外，往往还导致热动力构造变形、变 质、不同类型的交代蚀变和不同性质的地球化学元素富集在大致相同的空间上相互叠置。这一论点不仅从理论上可以很好地解释集中的地质构造作用和成矿作用相互之间的成生联 系，而且也可解释为什么在同一构造-岩浆带，有的产矿，有的无矿的现象。