Question

地幔流体提供成矿物质

Answer 1

地幔流体是一种超临界流体，其显著特征是具有独特的溶解能力和理想的输运媒介，因而可以溶解地幔中许多成矿元素，携带成矿元素的地幔流体在一定温度、压力、pH和Eh等物理化学条件下，将演变为常态流体，其溶解能力下降，成矿元素沉淀而形成矿床。

Durasova等（1991）的实验表明，在上地幔温压条件下，H₂O比在近地表下对Sn的搬运能力要大得多，且一系列亲铜元素存在同样的趋势。Ballhaus等（1994）在温度为880～900℃、压力为4～10kb的条件下进行了Fe、Ni、Cu、Pt、Au等元素在流体相（饱和SiO₂—NaCl的C—H—O—S流体）和硫化物相（掺有Pt、Au等金属）之间的分配实验，结果表明Fe的溶解度较大，流体中Fe含量在（1000～13600）×10^-6之间；Cu和Au在流体中的溶解度较高，两者在流体中的含量分别在（600～2000）×10^-6和（150～300）×10^-6之间，它们的溶解度与是否存在硫化物无关，说明在高温高压下，两者不是与S形成配合物，而是与Cl形成稳定的配合物；Ni在流体中的溶解度很小；Pt在流体中的溶解度变化较大，6次实验中有2次显示出Pt在流体中具有较高的溶解度。众所周知，上地幔中存在硫化物，各种资料显示硫化物与硅酸盐相比对铂族元素及Au等具有很强的富集能力（分配系数在10³～10⁵之间；Barnes,1993；Bezman et al.,1994；Fleet et al.,1996），因此地幔流体可以溶解Au、Pt以及性质相近的元素。前已述及，超临界流体对有机质具有很强的溶解能力，因而对分散的油气组分具有明显的富集作用。

地幔流体提供成矿物质在许多矿床地球化学研究也得到充分证实。Groves（1993）的研究表明，地幔流体提供了部分西澳大利亚Yilgarn地块太古宙金矿的成矿物质；孙贤术（1993）认为地幔流体为南澳大利亚奥林匹克坝U-Cu-Au-REE矿床提供了大量成矿物质；曹荣龙和朱寿华（1995）证实我国内蒙古白云鄂博REE-Fe-Nb超型矿床的成矿元素来自地幔；孙丰月等（1995）认为胶东金矿部分成矿物质来源于地幔流体；牛树银等（1996）指出，冀西北众多金、银矿床的成矿物质以幔源为主；陈毓川等（1996）、毛景文和魏家秀（2000）的研究显示，四川大水沟碲（金）矿床部分成矿物质由地幔流体提供；笔者（后文）的研究表明，四川冕宁稀土矿成矿物质绝大部分来源于地幔流体。此外，也有证据表明，云南“三江”金矿成矿带（胡云中等，1995）、川滇黔Pb-Zn多金属成矿域（Huang et al.,2003）、小秦岭金矿田（倪师军，1994）、吉林夹皮沟金矿田（邵军，1999）、世界各地与碱性岩有关的金矿（聂凤军和张辉旭，1997）等的成矿物质部分由地幔流体提供。