1、 有价值的成矿金属元素均源自幔流 认知成矿理论 郑州地象科技有限公司 寇伟 13903832188 现有成矿理论对于成矿元素的来源众说不一，幔源理论说成矿元素来源于地幔层，岩浆成矿理论认为矿质是岩浆来源，非岩浆成矿理论认为矿质来自矿体的围岩、矿源层等地壳岩石。其实，无论说矿物质来自地幔还是地壳、是深层或是浅层，矿体都在那里，不动不变，等待人们去发现发掘。厘清成矿金属元素的来源，其意义重在通过地面已知地质条件和环境认知是否可能会成矿、预判矿体的分布，以最优的勘探方案、最少的工作量查明矿床的空间分布、储量等情况。 1、有价值的金属元素多蕴藏于地核内 地核的质量占整个地球质量的31.5%，体积占整个
2、地球体积的16.2%。科学家认为内地核主要是由铁和镍组成的固态结构，外地核是由铁、镍、硅等物质构成的熔融态或近于液态的物质组成，内外核也不是截然分开的。由于地核的密度很大，即使最坚硬的金刚石，在这里也会被压成黄油那样软。位于周期表IB族金、银、铜等铜族元素，位于第族第四周期的铁、钴、镍等铁系元素，属于第五周期的钌、铑、钯等轻铂族金属元素，属于第六周期的锇、铱、铂等重铂族金属元素，这些金属的特点是密度大、熔点高、化学性质稳定、难于被腐蚀，主要蕴藏于地核内。科学家推测地球的黄金总储量大约有48亿吨，分布在地核内的约有47亿吨，地幔层8600万吨，而分布到地壳的黄金只有不到1亿吨。 2、从地核上逸有
3、价值的金属元素多滞留于地幔层内 地幔介于莫霍面和古登堡面之间，厚度在2800km以上，平均密度为4.59g/cm，体积约占地球体积的82.26%，地幔的质量约占地球总质量的67.0%，在很大程度上影响了地球物质的总组成。从火山喷发和构造运动从上地幔上部带出来的深部物质来看，上地幔由相当于超基性岩的物质组成（地幔岩），其主要的矿物成分为橄榄石（55%），有一部分为辉石（35%）与石榴子石（10%），它们能够以不同的矿物组合结晶形成不同的地幔岩，而从地核随着氢流上逸等有价值等金属元素多滞留在地幔岩层内。 3、只有少量有价值矿物质随幔流上逸进入地壳成为矿物质 地壳是地球最外的一层外衣，它包裹着地球内
4、部的地幔、外核和内核，平均厚度约为17千米。构成地壳的主要物质是95%的硅酸盐，是一种碱金属、碱土金属、铝、镁及铁等的硅氧化合物，主要有长石、石棉、沸石、云母、滑石、高岭土、石榴石等。在地壳中最多的化学元素是氧，它占总重量的48.6%；其次是硅，占26.3%；以下是铝、铁、钙、钠、钾、镁，这8种元素占地壳总重量的98.04%，其余80多种元素共占1.96%。由此可见，在地壳内很难存在矿源层，所占比例很少的有价值的成矿元素多为随幔流上逸进入地壳的。 4、有价值的金属元素源于地核和地幔毋庸置疑 围绕着成矿元素的来源及成矿过程形成了不少的成矿理论，无论是幔汁论、地幔柱论、岩浆论、热液论、还是区域和构
5、造成矿理论，它们所说的成矿元素都是源自地球深部，无非是所论成矿元素所处成矿过程的阶段不同而已。与之格格不入的是认为成矿元素源自地壳的矿源层论和围岩论：矿源层论认为许多重要的矿床与侵入岩之间并不存在成因联系，相反，这种矿床的产出却与某一特殊的沉积岩层显示出重要关系，该特殊岩层富含成矿物质，并能够为矿床提供成矿物质的所有岩石，都称为“矿源层”。围岩论认为一些矿床或矿体的围岩富含与矿床内相同的某种成矿物质，其含量往往高出地壳克拉克值几倍、十几倍，成矿物质主要来源于成矿物质丰度高的围岩。其实，从科学家对于地核、地幔、地壳矿物质组成的定论，就能够清楚成矿元素是源自地核和地幔，根本不可能源自地壳，即使是地
6、壳浅部有所谓的矿源层，也是深部矿源在浅部结的果、而不是源。 5、通过幔流携带到地壳浅部成矿元素的种类与碱交代作用密切相关 当上地幔和软流层的碱性幔流进入到地壳后，随着地壳层的酸性围岩被不断熔融进入到幔流中，热液中大量强碱金属离子Na+、K+因碱交代作用会不断地消耗，导致热液中的酸性不断增大，靠幔流携带成矿元素进入到地壳层的络合物逐渐遭到破坏和分解，释放出的成矿元素才有可能演变为成矿组分在浅部减压降温区沉淀和固定，然后在适当的条件下富集成矿。含碱不同的热液碱交代作用的结果是形成不同种类的矿：在钾交代中最易成矿的是铜、铝、金、铅、锌、钨、锡、秘、被、稀土等；在钠交代中成矿者多是铀、铁、 妮、担、错
7、、铅、银、汞、锑、砷、氟等。另外，浸取何类元素成矿还和液热中阴离子成分有一定关系，富氯型、富氟型、富硼型、富硫型、富氮型、富碳酸型均有不同效果。 6、通过幔流携带到地壳浅部成矿元素的数量与成矿条件密切相关 幔汁里的钠、钾等通过碱交代作用破坏岩石，释放成矿元素、与酸络合后向上迁移沉淀成矿。通过幔流携带到地壳浅部成矿元素的数量与成矿条件密切相关：一是幔流进入地壳后熔融酸性围岩的数量，融入幔流的酸性岩石越多，幔流中的成矿元素被稀释后的占比越少，在地壳浅部成矿时成矿元素的成分越低；二是幔流上侵通道越通畅，上侵速度越快，幔流热液中所含成矿元素占比越大；三是幔流中的碱金属具有强烈的交代、浸出、溶解和搬运矿
8、质的能力，在地壳浅部时剩余碱金属数量越多，夹载成矿元素继续向上沉淀、富集和成矿的能力越强。另外，通过幔流携带到地壳浅部成矿元素的数量，还与热液上逸通道、在浅部成矿阶段的压力和温度、容矿空间的大小、围岩的性质等成矿条件密切相关。 7、幔流携带成矿元素进入地壳是否成矿与断裂构造密切相关 幔流进入地壳后由于减压、降温逐渐由超临界态凝结为热液，通过碱交代作用不断熔融围岩继续上侵。人们在描述岩浆热液成矿过程时，往往把注意力都放在岩浆热液内部的交代、浸出、溶解和搬运矿质的成矿作用上，重点讨论它们是怎样在地壳浅部沉淀、富集和成矿的，却很少重视幔流上逸通道的形成及其对成矿过程的影响。地质学家认为，因地球自转速
9、变的长期颤动产生侧向重力滑动，使得已被溃变大大减薄的岩石圈破断产生裂陷、裂谷，两侧同时产生挤压造山；板块间相互碰撞出现大规模褶皱造山运动；软流层上隆或底辟使地壳拉张减薄和产生大规模断裂系统。这些都会引起幔流破壳上涌，进入地壳层形成岩浆热液，通过成矿作用在浅部沉淀富集成矿。然而，对于幔流通过断裂通道上侵过程其对成矿作用的影响，尚有较多问题需要重点研究：为什么大的成矿带都在深大断裂上，同时期的岩浆热液为什么有的成岩有的成矿，为什么同一成矿带上会出现不同成矿元素的矿床，为什么会形成石英脉型、含铁石英岩型、斑岩型、爆破角砾岩型、矽卡岩型、玢岩型、沉积型等矿床，为什么在不同深度层会形成种类不同、形态不同、分布各异的矿床，等等。 2024年2月22日
