Question

地幔流体提供成矿流体

Answer 1

主要表现在地幔流体直接、地幔流体与其他流体（如变质水、大气降水、海水等）混合形成矿化剂交代地壳物质，活化、迁移成矿物质形成成矿流体，在一定条件下沉淀形成矿床。虽然目前对“地幔流体能否穿过上地幔及莫霍面渗透到地壳中与地壳岩石发生交代作用”还有争论，但碳和稀有气体同位素组成证实许多地区温泉中的天然气包含大量由原始挥发分组成的地幔流体（王先彬等，1993；戴金星等，1994），证实地幔流体可以渗透到地壳，尤其是张性构造环境（如裂谷等）是地幔流体上升的有利通道。因而渗透到地壳中地幔流体可以活化、迁移其中的成矿元素。另外，向上运动的地幔流体与向下运动的地表水（如大气降水、海水等）在一定深度混合，形成有利于成矿元素活化、迁移的矿化剂，交代地壳物质，活化、迁移成矿物质形成成矿流体。

众多研究表明，许多大型—超大型矿床的成矿物质有多种来源，其中壳源占有重要地位，成矿流体亦表现出地幔流体与地表水混合来源的特征。Watson（1980）曾指出，世界上一些Sn、U矿床，尽管其成矿元素是壳源的，但成矿元素在酸性岩浆中富集与地幔流体有密切联系；Groves（1993）的研究表明，西澳大利亚Yilgarn地块太古宙金矿的成矿物质部分来源于围岩，地幔流体在活化、迁移围岩中的成矿物质具有重要地位；其实上述列举的大型—超大型矿床大部分具有成矿物质多来源（壳、幔）、成矿流体多来源（地幔流体、地表水等）特征。近年来许多学者利用稀有气体同位素组成定量估算了某些矿床成矿流体中地幔流体所占比例，胡瑞忠等（1997,1998）估算出云南墨江金矿成矿流体中地幔氦占2%～23%、云南老王寨金矿地幔氦占11%～52%、大坪金矿成矿流体地幔氦占52%～95%；毛景文等（1997）估算出湖南万古金矿成矿流体中地幔流体的比例为45%～90%；近期的研究表明，云南兰坪Pb-Zn矿成矿主阶段流体存在部分幔源CO₂、2%～32%地幔He、50%地幔Ne和一定比例的地幔Xe。此外，笔者（未发表）研究位于川滇黔Pb-Zn多金属成矿域中的云南会泽Pb-Zn矿床过程中发现，成矿元素含量、Pb、Sr同位素组成表明该矿成矿物质具有多源性，脉石矿物方解石REE地球化学、C同位素组成显示成矿流体具有多来源性，其中地幔流体具有重要地位，H、O同位素组成反应H₂O为典型岩浆水（δD_H2O值为-55.8‰～-75‰、δ¹⁸O_H2O值为+6.44‰～8.04‰），原生矿石S同位素组成表明硫主要来源于海水硫酸盐的还原（δ³⁴S值介于+9.0‰～+15.75‰、极差+6.75‰），据此得出，携带一定量成矿物质的地幔流体与基底岩石和各时代地层相互作用，加入S和CO₂等，形成矿化剂并淋滤其中的成矿元素形成成矿流体，迁移至有利构造部位成矿。上述实例均说明，地幔流体在成矿过程中具有提供成矿流体的重要作用。