Question

地幔流体与成矿

Answer 1

地幔流体是与地幔岩石处于平衡的气体和挥发分。通过地幔岩包体中流体包裹体，以及玄武岩玻璃中化学组分的研究了解到，地幔流体的主要化学组分为C，H，O，N，S，以及少量F，Cl，P等，在弱还原条件下以CO₂-H₂O为主，在强还原环境则主要为CH₄-H₂O-H₂(曹荣龙，1996)。杜乐天(1996)强调碱质(K，Na以及Li，Rb，Cs等)在地幔流体中的作用，将地幔流体成分缩写为HACONS，其中A即Alkali。

地幔流体易溶于硅酸盐熔体，对于大离子亲石元素(Ca，K，Rb，Sr，Na)和L-REE，Ti，Nb，Ta等有较高的溶解度。地幔流体可对地幔岩发生交代作用，从而改变地幔的物质组成。

根据流体的起源和环境，路凤香等(1996)将地幔流体划分为三种类型:①与幔源岩浆有关的晚期流体。幔源岩浆在深部结晶的晚期可分异出以H₂O或CO₂为主的流体，它们在深部可发生交代作用，生成金云母、钾碱镁闪石、磷灰石和碳酸盐等。②软流层起源的熔体/流体。上地幔软流层熔融岩浆后，一部分可凝聚上升侵位或喷出地表;另一部分因数量少或不具备通道仍存于地幔内部，在高压条件下常结晶成粗大晶体，还可对周围地幔发生交代。③超深流体。来自较深地幔或可能来自核幔边界。根据对金伯利岩、金刚石等的矿物、元素和流体包裹体的研究推测，这种超深流体的组成包括碳、氢、氧、氮、硫、氟、氯、磷、碱金属、铁、硅、铜、铅、锌、锡、银、金等。流体的氧逸度很低，自深部向上硫逸度增大，运移过程中形成硫化物。推测超深流体可以呈独立的物质流透入到幔源岩浆中，也可与地幔中存在的其他流体发生反应或混合。

杜乐天(1996)系统地研究了地幔流体的组成、演化和成矿作用。他认为，碱交代作用是地幔流体交代地幔和地壳的基本机制;碱交代岩是地幔流体转变为热液的化石记录。而拆离断层构造体系则是地幔流体上升到地壳的活动通道。他还提出，天然气-油-盐类-金属的成矿是一个统一的热液成矿作用系统。

据研究，幔源流体对金刚石、铬铁矿、火成碳酸盐有关的磷矿和稀土矿，以及镍、铂和金等矿床的形成有重要意义。