地幔柱成矿系统
地幔柱成矿系统_以峨眉山地幔柱为例
地幔柱成矿系统:以峨眉山地幔柱为例胡瑞忠,陶琰,钟宏,黄智龙,张正伟中国科学院地球化学研究所矿床地球化学重点实验室,贵州贵阳550002H U Ru-i zhong,TA O Yan,ZH ONG H ong,H UAN G Zh-i long,ZH ANG Zheng-w eiK ey L aborator y of Ore Dep osit G eoc hemistr y,I nstitute of G eochemistr y,Ch ine se A cad emy of S ciences,G uiyang550002,ChinaHU Ru-i zhong,TAO Yan,ZHONG Hong,et al1Mineralization systems of a m antle plume:A case study from the Emeishan ig-neous province,southwest China1Earth Science Frontiers,2005,12(1):042-054Abstract:T he theor y of mantle plumes casts a new light on ex plaining int raplate magmatism and mineralizationin the dy namics o f the Earth1Sever al impor tant o re deposit ty pes hav e str ong links w ith the Emeishan ig neo usprov ince which is t ho ug ht t o be related to a mantle plume1U sing the Emeishan as a case study,we discuss themetallog eny of v ario us depo sit ty pes and the relat ionship between the miner alizatio n and mag matism of a man-tle plume1M agmat ic Cu-N-i P GE deposits ar e impor tant ones in the miner alizatio n sy st em of the Emeishanmant le plume1Studies on the g eochemist ry and minera lizatio n of ty pica l Cu-N-i P GE deposits,indicate that theor e-bear ing intr usio ns have g enetic link w ith the Emeishan Co nt inental Flo od Basalt(ECFB)1T he par enta lmagma o f or e-bear ing intr usio n is a hig h-M g basa lt or ig inated fro m high deg ree partia l melting in center of themant le plume1T he Cu-N-i PG E deposits are o riginate within the inner zo ne of the mant le plume,fr om whichlo w-T i basa lts are er upted1T he paper pr ov ides a summar y study o f geolog y and g eochemist ry o f t he four g iantV-T i mag net ite deposits in the Pan-Xi area,and co ncludes that the parental mag ma o f the deposits or ig inat edfro m the Emeishan mantle plume.T he mag mas ex per ienced cr ustal contamination1Furthermo re,mult iple pu-lses o f magma,mag ma mixing,double diffusio n at the cr ystallizatio n fro nt ier led to the fo rmation o f the rhy th-mic ores1We also discuss the lar ge-scale native co pper mineralizatio n in the bo rder ar eas between Yunnan andGuizhou P rov inces1G eochronolog ical and geochemical evidence indicat es that this copper minera lizatio n is asso-ciated w ith magma f ractio nation during the terminal st age o f lav a eruptio ns and the inception of hy dr otherma lactivat ion1T aking the Huize Pb-Zn depo sit as an example,w e have st udied the g enetic relatio nship betw eenEmeishan basalt and P b-Z n deposit s in terms o f o re-fo rming ag e,or e-fo rming mat erial so ur ce,o re-fo rming flu-id so ur ce and met allog eno-t her mal dynamics1T he results show that t he met allog eny of the Pb-Zn depo sits inthe distr ict has a close relatio nship with the emplacement of the ECF B1Key words:Emeishan mant le plume;miner alizatio n system;magmat ic Cu-N-i PG E deposit;V-T-i magnetit e de-po sit;nativ e co pper depo sit;Pb-Zn deposit摘要:地幔柱沟通了地核、地幔、地壳各个圈层之间的物质与能量交换,提供了板内构造岩浆活动及成矿作用的一种重要的动力学机制。
地幔热柱的多级演化及其成矿作用_以冀北地区为例
1996年矿 床 地 质M IN ERA L DEPO SIT S 第15卷 第4期地幔热柱的多级演化及其成矿作用——以冀北地区为例牛树银 李红阳 孙爱群(河北地质学院,石家庄) 罗殿文 叶东虎 王金锁(河北地勘局,石家庄)提 要:冀北地区金、银多金属成矿作用研究表明,金、银等成矿元素除部分萃取自含矿围岩外,主要来自深源。
幔枝构造是重要的热源释放体系,控制着深源含矿流体的迁移、聚集和成矿,从而构成了以幔枝构造为中心,内带为金、外带为银多金属的构造-岩浆成矿系列,并据此归纳出幔枝构造成矿模式。
主题词:地幔热柱 成矿作用 成矿模式 冀北地幔热柱是指地球深部核幔边界附近产生的呈柱状上升的高温低粘度热物质流,其顶部呈喇叭形张开,形成具有半球状顶冠和细颈尾柱的蘑菇状构造,并可出现多级演化[1～3,18～21]。
它不仅可以引起地壳深熔、大规模岩浆活动、区域变质作用以及地壳伸展、变质核杂岩隆升,也是金、银多金属成矿物质运移的重要载体和成矿控矿构造 。
本文以地幔热柱多级演化与区域构造相结合的方法,探讨冀北地区金、银多金属成矿集中区的大地构造演化、成矿背景及主要控矿因素。
在解剖典型矿床的基础上,划分了金、银多金属成矿类型,分析了矿床的时、空分布规律及其共生组合关系,建立了构造-岩浆成矿系列,归纳了总体成矿模式。
1 区域成矿控制因素探讨冀北地区的大地构造演化可以燕山运动为标志划分为两个阶段,前燕山期古亚洲构造域演化阶段和中新生代滨太平洋构造域演化阶段。
古亚洲域阶段最重要的地质事件是太古代东西向岛链状古陆的形成,大规模的火山喷溢以及裹挟于其间的幔源侵入体将深部成矿物质带到地表,构成金、银矿的早期富集及背景值较高的初始矿源层。
尔后,华北地台北缘一直作为活动陆缘及板内活动带,直到中生代早期,这种陆缘(间)活动带才告结束,并让位于巨大的滨太平洋陆缘活动带[4](图1)。
太平洋板块向欧亚板块之下的俯冲以及印度板块向北推挤,使冀北地区成为受三大板块运动制约的强烈活动带。
张招崇地幔柱与成矿-第七章
Chapter 7 Mantles and earth systems
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超级地幔柱和超大陆 超级地幔柱和金伯利岩 超级地幔柱和碳循环 地幔柱和海平面上升 地幔柱和全球气候变暖 地幔柱和沉积系统（海相碳酸盐中的锶同 位素、BIF、沉积磷酸盐） • 地幔柱和生物灭绝
地幔柱和沉积系统
• 海相碳酸盐中的锶同位素 • BIF • 沉积磷酸盐
海相碳酸盐中的锶同位素
• 海洋中碳酸盐的锶同位素比值决定于大陆 和地幔的贡献。 • 超大陆裂解和地幔柱事件→锶同位素比值 降低 • 超大陆形成→锶同位素比值升高
BIF
• BIF的铁和硅来自于热液喷气，其沉积于浅 的大陆架和克拉通内部盆地。其形成需要2 个过程： • 上隆→将富铁的流体从缺氧的深水盆地带 到氧化的浅水大陆架。 • 大规模的热液喷流柱（富铁）上升到中性 浮力面时通过洋流而扩散沉积到大陆架。
超级地幔柱和金伯利岩
• 550Ma以来，有7次金伯利岩（金刚石）事 件，其中有3次可能和超级地幔柱有关： 480Ma，280，100Ma。 • 480Ma (500-450Ma): 俄罗斯的White Sea, 中国华北，加拿大，南非和赞比亚 • 280Ma (320-250Ma): 北美和西伯利亚 • 100Ma(120-80Ma)：非洲、巴西、加拿大、 印度、西伯利亚和美国。这是最大的一次 事件——Pangea的裂解
• 在已知的大火成岩省中，除了西伯利亚和 峨眉山以外，其他所有的LIP都伴有洋盆的 打开。
• 10亿年以来，有3个超大陆的裂解和形成： Rodinia, Gondwana和Pangea.另外，在更早 的时间，至少有2个超大陆，一个发生在太 古宙末期（2.7Ga),另一个是古元古代 （1.9Ga).
张招崇地幔柱与成矿-第八章
É
Northern Limb
Probably connected at depth Western Lobe Far Western Lobe
Eastern Lobe
Southeastern Lobe
Active Mining Areas Outline of Bushveld Layered Rocks
铜镍硫化物-铂族元素矿床
• 主要矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿， 次要矿物为古巴矿和黄铁矿。 • 硫化物不混熔形成（珠滴构造） • 镍硫化物的最低温度为1000°C。 • 水对硫化物熔体的温度几乎不影响，因为 水不溶解在硫化物熔体中。
铜镍硫化物-铂族元素矿床
• 硫在硅酸盐中是不相容元素，硅酸盐岩浆 的分离结晶作用可导致硫的饱和。所以镍 的硫化物不会在岩浆的早期形成，因为此 时硫不饱和。 • 铜镍硫化物矿床的本质是硫在岩浆中由不 饱和变为饱和，从而引起硫化物熔体的不 混熔。
Panzhihua intrusion
～30 km2
层状岩体
• Single-pluse intrusion: 层状构造发育不 好 • Multi-pulse intrusion：层状发育好，尤 其是下部的超镁铁质带和中间的辉长 岩带（Skaergaard, Bushveld and Stillwater）
Note: These are the data f or sulfide liquid containing <20 wt% Ni
In conclusion, it appears that DNi varies with fO2/fS2 ratio, but tends to be constant for melts with the same FeO content, is of the order of 250-800 for melts with about 10 wt% MgO, and increases sharply for melts with lower MgO than this. Values for Dcu of the order of 1000 to1400 appear to be reasonable in most natural situations, and have adopted by many authors (c.f. Brugmann et al. 1993, Peach and Mathez, 1993).
5.幔柱构造成矿理论
一 、 幔 柱 构 造 理 论
第五章 幔柱构造成矿理论
• Deffeye（1972）认为热幔柱是下地幔上涌形成的。 Anderson（1975）认为地幔柱是一种化学柱，其化学成 分与周围地幔物质有明显的差别，他来源于地幔底部的D” 层；D”层从外地核那里聚集了大量的放射性元素。放射热 导致D”层具有高温低粘度特征，曾而形成地幔热柱。而 Olsen和Yuen（1982）则认为地幔柱，既是“热”柱， 又是化学柱。 • 在20世纪70年代初期，Wilson（1973）将热点大致分 为5类：①位于南大西洋中级和东太平洋隆起或其附近的 热点；②洋中脊其他部位的热点；③与裂谷带有关的年轻 热点；④可能固定于海底的年轻热点；⑤已经掩盖的老热 点，这5个类型概括了产于大陆和大洋两个不同地壳环境 中的热点。
二 、 幔 柱 构 造
第五章 幔柱构造成矿理论
二 、 幔 柱 构 造
图5-3 地幔热柱构造体系示意图
第五章 幔柱构造成矿理论
分别起源于和返回地球深部的多级次的热幔柱与冷幔 柱，直接制约和决定了地球演化各阶段引张和挤压两 大构造动力体制，从而制约和影响着地球浅部各个圈 层至近地表各部位。不同级别与序次的热幔柱与冷幔 柱之间的相互制约与转化，又决定了引张、挤压两大 构造体制的相互制约与转化，呈现出热点、大陆裂谷、 大洋扩张等引张构造与俯冲、碰撞、造山带等挤压构 造的演化和复合叠加。 地幔柱，又有一次柱、二次柱、三次柱之分，包括超 级地幔柱、地幔热柱、地幔亚热柱及地幔幔枝几个不 同级次。它们主要反映地幔热柱的多级演化特点，不 包括冷幔柱的级次，暂时不作为整个幔柱构造体系分 类依据进行体系划分。
第五章 幔柱构造成矿理论
二、幔柱构造 Maruyama (1994)将在地幔中受一些大的垂直的地幔柱流控制的 动力学区域，称之为地幔柱构造，提出了包括作为地幔柱构造一部 分的板块构造的地幔柱构造学初步概念。幔柱构造和作为显生宙幔 柱构造一部分的浅部岩石圈板块构造，为地幔对流的两个极端类型。 幔柱构造中并存的热幔柱与冷幔柱的运动，为地球演化各阶段地幔 物质的主要运动形式，导致前寒武纪超大陆解体-聚合旋回，驱动显 生宙板块运动，导致地球各圈层相互作用，特别是壳-幔相互作用。 热幔柱发育，导致岩石圈减薄和超大陆解体，以及大陆岩石圈构造 体制向大洋岩石圈构造体制转化，对应着热点、裂解的超大陆、大 陆裂谷、大洋扩张、伸展盆地、变质核杂岩、剥离断层等各种张性引张-伸展-离散环境。冷幔柱回流，引起超大陆聚合、大陆裂谷天 折造山和洋壳俯冲消减碰撞造山，以及大洋岩石圈向大陆岩石圈构 造体制转变，对应着大陆聚合、俯冲、逆冲推覆、碰撞造山等各种 汇聚-碰撞-挤压环境。
构造报告2
地幔柱的成矿作用及其识别标志张乔摘要：自1972地幔柱概念提出，到九十年代地球物理、地球化学和全球构造新概念的发展，地幔柱的研究不断深入，已逐渐成为人类认识地球深部动力学机制的重要手段。
作为一个新的大地构造学说，它不仅圆满地解释了大陆内部和大洋内部巨大火成岩区的成因，在解释陆壳和洋壳垂向运动、地磁极性反转、生物灭绝、全球气候变化、海平面周期上升、太古宙科马提岩成因等诸多方面也获得成功。
地幔柱活动是大陆垂向增生的重要方式之一，还可能导致岩石圈大规模的隆升、伸展，甚至大陆裂解，因而能导致大量矿床的形成，地幔柱还有非常重要的岩浆矿床成矿效应,大量连续供给的岩浆参与成矿使得形成大型-超大型矿床成为可能。
地幔柱成矿作用的多样性和空间分带性与地幔柱的时空间结构和动力学过程有着密切联系。
本文就地幔柱的特征、形成过程及其成矿机制、识别标志作简要讨论。
关键词：地幔柱成矿机制识别标志一地幔柱的提出Wilson在1963年研究夏威夷群岛的成因时提出地幔热点假说[1,4], J.摩根于1972年研究太平洋火山岛链时，提出地幔柱概念,时值70~80年代是板块构造的全盛时期，对地幔柱的关注很少[4]，最近几十年来对其研究逐渐深入，地幔柱作为一种重要的地球动力学机制得到了地球化学、地球物理等众多证据的支持,并成为当前固体地球科学研究的前缘领域之一[6]。
二地幔柱的概念及特征地幔柱是产生于核幔边界或上下地幔边界的炽热上升的圆筒状物质流。
地慢柱的产生要求地慢中存在一个高温低粘度的热边界层，其温度要高出周围地慢物质的温度300一400℃，粘度要低于周围地慢几个数量级。
地震波研究表明，地慢中只有两个位置具有符合这样条件的热边界层:一个是670km处的上一下地慢之间的不连续面(ULMB);另一个是2900km处的核一慢之间的不连续面(CMB)附近的D’’层[3]。
对其来源地质界一直存在争议，就其两个来源各自提出合理的证据[3]。
但可以肯定的是大多数地慢柱的形成肯定与下地慢底部的D’’层有关。
海南岛地幔柱及成矿作用初探
鄙鸳
戈 金明
海南岛地幔柱及成矿作用初探
海南 省地 质环 境监 测总 站 摘
对 海 南一些 重要矿 产 形成 的影 响 。
海口 ５ ７ ０ １ ２ ６
要： 本 文从 地球 物 理 学、 岩 石 学等 方 面总 结 了海 南岛地 幔柱 存在 的证 据 ， 并探 讨 了海 南地幔 柱成 矿作 用
ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ． ห้องสมุดไป่ตู้
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｍａ ｎ ｄ ｅ ｐ ｌ ｕ ｍｅ ； ｉｎ ｍ ｅ ｒ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｈ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ｉ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ
海南 地幔柱是 当代地学研究 的前缘和热点 ， 它较好地解释 海南岛及周边地区之下 的上地幔速度不均匀性显著 ， 了大火成 岩省 、 热点、 大陆裂谷 、 大规模成矿和生物灭绝事 热点之下明显的低速异常从上地幔浅部一直向下延伸穿过 件等很难用板块构造理论解释的现象。关于地幔柱成矿作 ４ １ ０ ｋ ｍ间断 面 到地 幔转 换带 ； 还有 研 究者 利 用架 设 的宽 频
关键词 ： 地幔柱； 成矿作 用； 海南岛
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ０ ｎ Ｈａ ｉ ｎａ ｎ Ｉ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｎ ｔ ｌ ｅ Ｐｌ ｕ ｍｅ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＧＥ Ｊ ｉ ｎ Ｍｉ ｎ ｇ
量古老物质可能穿透 了６ ６ ０ ｋ ｍ这 一 相 界 面 （ 即相 当于 地 震 （ △ Ｔ Ｐ ） 约 为２ ０ ０ ￣ Ｃ ， 说 明海南岛深部具有热异常 ， 为地幔 不连续面 ） ， 或 者 可 能是 来 自深 部 核一 幔边 界 的 深地 幔柱 逐 柱提 供有 力 的证据 。 渐失 去 地 幔柱尾 部 而使 地 幔柱趋 于 消失 。 接 收 函数 得 到 的 地 幔转 换 带 厚 度 变 化 ， 揭示 了 海南 地 幔 柱 从 地 表 往 深 部逐 步 向东 北 方 向偏 移 ， 而 低 速异 常延 伸 到 地
中条裂谷的幔柱构造与成矿
和西 阳河群 呈不 整合 覆盖 ， 形成 典型 的“ 层” 双 结构 。
２ ３ 火 山一岩 浆事件 ［ ． ９ ］
岩 体 。岩 体 规 模 从 几 十 米 到 几 百 米 不 等 ， 长 ＜ 最 １２ ０ｍ， 似层 状或 透镜 状产 出 ， 见铜 （ ） 化 ， ０ 呈 偶 镍 矿
关 键 词 ： 科 马 堤 岩 ； 型 火成 岩 省 ； 峰 态 ； 幔 热 柱 ； 矿 物 质 场 ； 条 裂 谷 大 双 地 成 中 中图分类号 ： Ｐ ４ ；６８４ 文献标识码 ： Ａ ５ ８ Ｐ １． １ 文 章 编 号 ： １０ —４ ２ ２ １ ）２０ ３＿２ ０ １ １ １ （ ０ ２ ０ — １ ｌ１
收 稿 日期 ： ２ １ －８１ ； ０ １０—５
改 回 日期 ： ２ １—３１ ； ０ ２０ ３
责 任 编 辑 ： 余 和 勇
基 金 项 目 ： 原 国 家 计 委 “ 五 ” 国 铜矿 攻 关 项 目的部 分 成 果 。 八 全 作 者简 介 ： 真 允 庆 （ ９ ２）男 ， 授 级 高 级 工 程 师 ， 床 学 专 业 。通 信 地 址 ： 苏 省 镇 江 市 朱 方 路 ， 苏 省 有 色 金 属 地 质 勘 查 局 ； 政 编 １ ３ 一， 教 矿 江 江 邮
中主要 铜矿 床类 型有 我 国最古 老 的超 大 型铜矿 峪 斑 岩 铜矿 床 ， 并伴生 大 型金矿 床 ； 另有与 海底 喷 流作 用
中条裂 谷 即位 于华北 板块 南缘 的北 部 （ １ 。 图 ）
古元 古 代 前 ， 子 板 块 已 俯 冲 到 华 北 板 块 之 有 关 的落家 河 型铜 矿 床 、 岭 关 型 铜 矿床 及 胡 篦 型 扬 横
豆荚 状 、 条 带 状
海南岛地幔柱及成矿作用初探
海南岛地幔柱及成矿作用初探作者：戈金明来源：《西部资源》2017年第04期摘要：本文从地球物理学、岩石学等方面总结了海南岛地幔柱存在的证据，并探讨了海南地幔柱成矿作用对海南一些重要矿产形成的影响。
关键词：地幔柱；成矿作用；海南岛地幔柱是当代地学研究的前缘和热点，它较好地解释了大火成岩省、热点、大陆裂谷、大规模成矿和生物灭绝事件等很难用板块构造理论解释的现象。
关于地幔柱成矿作用，我国研究比较详细的是峨眉山地幔柱，相关的矿产主要是与岩浆及热液有关的矿床。
在总结前人研究成果的基础上，笔者认为海南岛是存在地幔柱的，而且对我省一些重要矿床的形成有一定的影响。
1.海南岛地幔柱1.1地球物理学证据有学者通过利用地震层析成像技术，指出海南岛之下存在地幔柱，近垂直的低波速柱体位于海南岛及南海之下，从浅部一直延伸到660km的不连续面处（上下地幔的分界面），即模型的底界，并指出地幔柱的物质源区可能是大约200Ma之前与华北碰撞后大陆岩石圈俯冲并停滞在过渡带（410km～660km）至今；还有学者H’进一步研究指出在670km之下仅可见斑点状低速体，暗示堆积在过渡带的少量古老物质可能穿透了660km这一相界面（即相当于地震不连续面），或者可能是来自深部核一幔边界的深地幔柱逐渐失去地幔柱尾部而使地幔柱趋于消失。
另有学者由地震层析成像反演的P波、S波速度结构及接收函数得到的地幔转换带厚度变化，揭示了海南地幔柱从地表往深部逐步向东北方向偏移，而低速异常延伸到地幔转换带以下及地幔转换带的局部减薄都暗示海南地幔柱可能起源于下地幔；也有研究者获得了海南岛及其邻区深达地幔转换带的P波三维速度结构模型，初步结果显示，海南岛及周边地区之下的上地幔速度不均匀性显著，海南热点之下明显的低速异常从上地幔浅部一直向下延伸穿过410km 间断面到地幔转换带；还有研究者利用架设的宽频带流动地震台站，采用接收函数、横波分裂等方法进行分析，得出雷州半岛及琼州海峡地区的上地幔存在明显异常，这些都是支持地幔柱存在的有力证据。
试论幔柱构造与成矿系统——以三江特提斯成矿域为例
1998年矿 床 地 质M I N ERAL D EPO S IT S第17卷 第2期试论幔柱构造与成矿系统——以三江特提斯成矿域为例Ξ侯增谦 李红阳(中国地质科学院矿床地质研究所,北京)提 要:以三江特提斯成矿域为例,简述了幔柱构造特征,提出了“幔柱构造成矿体系”新观点。
研究表明,热幔柱发育演化,导致大陆岩石圈向大洋岩石圈构造体制转化,伴随大陆活化、减薄、去根、张裂、解体和成洋诸事件;冷幔柱形成演变,导致大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转变,并引发俯冲造山→碰撞造山→陆内造山过程。
在幔柱构造制约下,一系列形成于不同构造背景、产出不同地质环境、具有不同成矿体制、不同序次组合和不同成矿类型的矿床成矿系列组合和矿床成矿谱系,共同构成统一的成矿体系。
热幔柱成矿体系包括热幔柱热点和热幔柱2扩张脊2大次级成矿系统,冷幔柱成矿体系包括冷幔柱2俯冲造山、冷幔柱2碰撞造山和冷幔柱2陆内造山3大次级成矿系统。
最后,按成矿体系,成矿系列和矿床三级体制对三江特提斯成矿域主要矿床形成条件和成矿规律进行了全新分析。
关键词:幔柱构造、成矿系统、三江特提斯成矿域全球层析成象、超高温高压实验、地球动力过程模拟、板块构造历史重塑以及比较行星学研究证明:在地幔范畴内,存在着源自核 幔边界或上 下地幔边界的高热物质流上涌形成的热幔柱[19～21]以及板块俯冲消减、板片物质滞流堆积、重力陷落而成的冷幔柱[23～25],冷幔柱回流与热幔柱上涌成为地幔物质的主要运动形式,驱动岩石圈板块运动,控制超大陆裂解聚合[22],影响全球大地基准面升降,制约全球气候变化与生物繁衍和灭绝,并诱发巨量火成岩堆积、磁极倒转及地震事件[1]。
同时热2冷幔柱活动可造成极利于成矿的三大场,即成矿物质大规模聚集的成矿物质场,驱动壳 幔成矿物质的热2化学交换和流体输导运移的成矿能量场以及矿质迁移、沉淀的成矿空间场[2,3],因而从根本上控制了“大矿集中区”的发育。
此外,热幔柱发育导致大陆岩石圈构造体制通过岩石圈减薄、去根、张裂、解体向大洋岩石圈转化,冷幔柱发育导致大洋岩石圈通过俯冲、碰撞和陆内造山向大陆岩石圈构造体制演变[4]。
地幔热柱对成矿的控制
地幔热柱对成矿的控制地幔热柱住注起源于2900km的核幔过渡层。
当其向上运动到达地表便形成热点，它可以在1：地峻底部或岩石圈底部形成二、三级热柱群，也可以穿透界面直达地表，可出露在不同地质背景之中。
夏威夷、冰岛、黄石i个典型热点便分别发育在太平洋板块内部、大西洋中脊的冰岛一格陵兰海脊和落基山造山带。
并可分别以海山、裂谷、地台活化、幔枝(变质核杂岩)构造等形式表现出来。
地幔热柱是’个具有地史意义的大地构造演化范畴．在其不同的演化阶段，相关的成矿作用各有刁；同。
例如。
当地峻忙头部的物质和能量初达到地壳友层时，巨大的能量可能首先引起地壳的重熔．上侵生成岩浆、岩浆岩；其问．变质作用也可视力地幔柱引发的—“系列地质作用之一。
当然，地幔柱引起地表重熔这“过程足谩K而复杂的，主要表现力壳、幔间物质与能量的交换。
地峻物质的直接喷发是次要的。
也可呈基性岩墙、岩脉等形式出现。
这——阶段所形成的矿床在形式上可能与变质岩或花岗岩等侵入岩有关，并且具有较大的面状分布。
但引起这—“系列变化的深层次原因是深部11☆—：升的地幔热柱．而刁；是板块俯冲。
随着地峻热柱的进——步发展，可使古地台活化，也可能发生地壳的减薄，以至飞：出现裂谷。
伴随裂谷的生成，住往导致幔源物质的大规模喷发。
伴随火山作用带出大量的峻源物质，特别是铜、锡、钨、金等。
地幔热柱演化的最后一个阶段，地幔柱尾部熔融体可直接喷出地表。
其十t表性岩石更偏基性，如科马提岩和层状辉长岩，并可发生玄武岩浆大量喷溢。
堆积在洋壳上可形成海山或海台；堆积在陆壳上则可形成大陆溢流玄武岩省；这——‘阶段的成矿作用相对较弱。
而日可能破坏了早期形成的矿床，或将早期矿床掩埋1：高原玄武岩之下。
但也可形成—些在深部已孕育的矿床，如层状杂岩体中的钒钻磁铁矿和铜镍硫化物矿床，此类矿床的成矿物质在地幔热柱到达地表之前就已经富集到了——定程度。
或者已经成为矿浆，地蝇热杆与成矿作用关系。
二、地幔热柱的成矿特征正是因为地峻热柱特殊的形成和演化阶段。
地幔柱成矿系统:以峨眉山地幔柱为例
地幔柱成矿系统：以峨眉山地幔柱为例胡瑞忠;陶琰;钟宏;黄智龙;张正伟【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2005(012)001【摘要】地幔柱沟通了地核、地幔、地壳各个圈层之间的物质与能量交换,提供了板内构造岩浆活动及成矿作用的一种重要的动力学机制.峨眉山地幔柱是晚古生代全球最显著的地幔柱活动之一,形成了多种有重大资源经济价值的矿床类型.以峨眉山地幔柱为例,对几种典型矿床类型的产出特征及成因进行了系统分析,阐述了地幔柱成矿系统中各种成矿作用与地幔柱构造岩浆活动的关系及成矿机理.(1)通过对部分典型岩浆硫化物矿床的地质地球化学特征和矿化特征分析,揭示了峨眉山大火成岩省不同矿化特征的岩浆硫化物矿床形成于统一的地幔柱岩浆活动体系,并与峨眉山玄武岩为同源演化关系,岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程存在的差异造成了矿化类型的变异.(2)对攀西地区4个超大型钒钛磁铁矿矿床进行了详尽的地质地球化学分析,论述了成矿岩浆的性质、与峨眉山玄武岩的关系及成岩演化过程和成矿模式,表明成矿母岩浆来自于地幔柱,但经历了较大程度的地壳混染作用,提出岩浆的多次补给混合及结晶锋面上发生的双扩散造成的液态分层导致了韵律条带矿石的形成.(3)阐述了滇黔相邻地区玄武岩型自然铜和黑铜矿铜矿化现象,指出玄武岩岩浆气液阶段的自变质作用和玄武岩构造变质热液蚀变改造作用两种方式造成铜矿化富集,岩浆气液阶段的自变质作用可能持续到236～223Ma,构造变质热液蚀变改造作用发生在139～149Ma.(4)以云南会泽铅锌矿为重点,通过成矿时代、成矿物质来源、成矿流体来源及成矿热动力条件的综合分析,探讨了峨眉山玄武岩与铅锌成矿的关系,论证了川-滇-黔铅锌多金属成矿域成矿作用与地幔柱活动存在成因上的密切联系.【总页数】13页(P42-54)【作者】胡瑞忠;陶琰;钟宏;黄智龙;张正伟【作者单位】中国科学院,地球化学研究所,矿床地球化学重点实验室,贵州,贵阳,550002;中国科学院,地球化学研究所,矿床地球化学重点实验室,贵州,贵阳,550002;中国科学院,地球化学研究所,矿床地球化学重点实验室,贵州,贵阳,550002;中国科学院,地球化学研究所,矿床地球化学重点实验室,贵州,贵阳,550002;中国科学院,地球化学研究所,矿床地球化学重点实验室,贵州,贵阳,550002【正文语种】中文【中图分类】P61【相关文献】1.地幔柱假说与峨眉山地幔柱研究进展 [J], 胡元邦;李峥;童馗;彭成名;苏柯又2.峨眉山玄武岩与茅口组灰岩的接触关系：对峨眉山地幔柱动力学模型的指示意义[J], 李宏博;朱江3.地幔柱构造的沉积及环境响应——以峨眉地幔柱为例 [J], 杨巍;张廷山;刘治成;黄浩;闵华军;杨扬4.桂西地区龙川基性岩地球化学特征:峨眉山地幔柱引起地幔源区低程度熔融的产物 [J], 丁姗姗; 刘磊; 刘希军; 王葆华; 李政林; 胡荣国; 潘罗忠; 戴昱; 廖帅5.滇东北昭通地区峨眉山玄武岩钕-锶-铅同位素特征——峨眉山地幔柱源区性质与Rodinia超大陆事件的耦合关系 [J], 王晓峰;熊波;戚戎辉;刘军平;关学卿;吴嘉林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
地幔柱的概念_分类_演化与大规模成矿_对中国西南部的探讨
地幔柱的概念、分类、演化与大规模成矿———对中国西南部的探讨王登红(中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037)摘 要:自核幔边界上升的物质,当其汇聚成圆柱状的结合体,并因其相对于周围地幔环境来说具有温度更高、活动性更强、粘度更低等特点而能够上升到壳幔边界时,一般可以演化成为具有宽厚的冠状构造和细长的尾部构造的地幔柱。
地幔柱进一步与地壳发生作用,可以在地表记录下一系列的热点或形成巨大的火成岩省。
根据地幔柱最后出露的位置,可以将其分为洋壳和陆壳环境下产出的两种基本类型,也可以根据其演化历史分出不同的阶段,如初始阶段、上升阶段、成熟阶段和衰退阶段。
中国西南部地区可能经历了两次以上的地幔柱冲击,二叠纪的峨眉山玄武岩是一个古生代晚期演化比较彻底的地幔柱留下的记录,而新生代以来的地幔柱活动可能正在发育,深部物质的大规模上隆可能是青藏高原隆升的一个原因,大量的散布的幔源岩浆活动和流体作用可能是中国西南部大规模成矿作用的重要原因。
关键词:地幔柱;热点;地幔柱分类;地幔柱演化;大规模成矿作用;中国西南中图分类号:P51;P611 文献标识码:A 文章编号:10052321(2001)03006706收稿日期:20010105;修订日期:20010625基金项目:国家重点基础研究规划973资助项目(G1999043203)作者简介:王登红(1967— ),男,博士,研究员,主要从事矿床及地幔柱方面的研究。
1 一些基本概念与认识地幔柱的概念目前在国际上还没有一个统一的定义,一般趋向于认为自核幔边界上升、在地幔中演化、到近地表与地壳发生壳幔相互作用的圆柱状地质体。
这一地质体在物质、能量和物理化学性质等方面与其成生的环境(主要是正常地幔)之间具有一定的明显或比较明显的差别,因而可以被人类用不同的方法———目前来说主要是地球物理的方法识别出来。
但是,地球物理方法只能识别现代的正在形成或演化之中的地幔柱,对于古代已经消亡的地幔柱则只有通过研究其在地表留下的地质记录(包括物质的岩石学记录、构造的形态学记录和能量的热演化记录等)来推断地幔柱的存在。
峨眉山地幔柱及其成矿作用
• 共发表SCI论文41篇, SCI他引 1551次;
其中30篇发表在地学IF列前10%的刊物上，包括Geology, EPSL, GCA, CMP, JPet, CG, Lithos, MD…；两个专辑
• 十篇代表性论文 SCI他引863次（3篇ESI Top 1%论文）
论文
Xu et al. (2001) Zhou et al. (2002) He et al. (2003) Xiao et al. (2004) Xu et al. (2004) He et al. (2007) Xu et al. (2008) Wang et al. (2007) Wang et al. (2006) He et al. (2006)
峨眉山喷发年龄与endQuadalupian 生物灭绝的同时性
引发了环境灾变的火山假说
2 科学发现
发现峨眉山玄武岩的同心圆状空间分布， 及与壳幔结构，穹隆构造之间的协变
地壳穹窿构造
岩石分类
岩类的地空壳间厚分度布
低温地幔
逐渐降低 6内0低-6带钛5km 4高中2-5钛带4km 3外5-带43km
高温地幔
Zhou et al., 2002, EPSL He et al, 2007 EPSL Xu et al., 2007
与end-Guadlupian 生 物灭绝事件同时
绝对年龄
JW-1
259 .1±0.5 Ma
顶部
宣威 底部
CT-2
259 .19±0.33Ma
主喷发期：~259 Ma; < 1 Ma；喷发速率高
现状：证明火山喷发前的地壳穹隆很难，之前无令人信服的工 作，而相关地质证据的缺乏成为地幔柱学说的短板
环太平洋极性超级地幔柱及其成矿响应
据地 幔 源 区 的地 球 化 学 特 征 ，绘 制 了 核 幔 边
界地 幔 源 区 的演 化 示 意 图 ，将 核 幔 边 界 地 幔 柱源 区划 分为 ４个 演 化 阶段 ，时 间上 分 别 为 ： ４ ． ０ Ｇ ａ 、３ ． ５ Ｇａ 、２ ． ７ Ｇａ 、０ ． ２ Ｇ ａ ；杨 学 祥
环 太 平 洋 极 性 超 级 地 幔柱 及 其 成 矿 响应
童航 寿 ， 田建 吉
（ 核 工 业 北 京 地 质 研 究 院 ，北 京 １ ０ ０ ０ ２ ９ ）
［ 摘 要］ 地 幔 柱 及 其 成 矿 系 统 研 究 是 当前 地 学 领 域 的热 点 之 一 ，在 我 国 已取 得 了较 大 进 展 ，发 表
铀 矿 地 质
第 ３ ３卷
应 ；侯 渭 等 （ ２ ０ ０ ５ ） 也 认 为 ，在 核 幔 界 面 的
径＞５ ０ ０ ０ ｋ ｍ 者 为 超 级 地 幔 柱 ，直 径 ５ ０ ０ ～
５ ０ ４３ ０ ０ ｋ ｍ 厚 度 范 围 内存 在 一 物质 层 （ 地 幔 底层） ，其 即是 具 有 高 地 震 波 速 和 高 密度 的 Ｄ
场 ；３ ） 常 规 地 幔 柱 判 别 标 志 ；４ ） 环 太 平 洋 极 性 超 级 地 幔 柱 的 厘 定 ；５ ） 环 太 平 洋 极 性 超 级 地 幔 柱 成 矿 效 应 ；６ ） 华 南 亚 地 幔柱 与 成 矿 ；７ ） 环 太 平 洋 极 性 超 级 地 幔 柱 的 动 力 学 讨 论 。笔 者 认 为 ， 中一 新 生 代 濒 太 平 洋 洲 际 性 成 矿 域 及 其 成 矿 大 爆 发 ，导 源 于 太平 洋 超 级 地 幔 柱 对 成 矿 的 响 应 。
与地幔柱有关的成矿作用及其主控因素
与地幔柱有关的成矿作用及其主控因素徐义刚;王焰;位荀;何斌【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2013(029)010【摘要】地幔柱是地球动力系统中重要的组成部分,不仅形成规模巨大的大火成岩省,也形成了众多具有重要经济价值的矿床类型.由地幔柱形成不同的岩浆系列显示了特有的成矿专属性,如镁铁-超镁铁质层状岩体与钒钛磁铁矿矿床和钢镍硫化物矿床,科马提岩与铜镍硫化物矿床,斜长岩与钒钛磁铁矿矿床,过碱性花岗岩系列与铌-钽-锆-稀土矿床,金伯利岩与金刚石矿等.在分析与地幔柱相关矿床的基础上,我们认为地幔柱结构、岩浆源区特征、结晶分异过程、硫化物饱和、地壳混染和岩浆侵位过程等是地幔柱成矿的关键控制因素.本文还对矿床成因研究中的存在问题以及几种潜在的地球化学找矿/评价指标(如橄榄石的Ni含量、单斜辉石和磁铁矿中的Cr 含量,层状岩体的PGE含量和Re-Os同位素联合示踪等)进行了评述.【总页数】16页(P3307-3322)【作者】徐义刚;王焰;位荀;何斌【作者单位】中国科学院广州地球化学研究所,同位素地球化学国家重点实验室,广州510640;中国科学院广州地球化学研究所,中国科学院矿物学和成矿学重点实验室,广州510640;中国科学院广州地球化学研究所,同位素地球化学国家重点实验室,广州510640;中国科学院广州地球化学研究所,同位素地球化学国家重点实验室,广州510640【正文语种】中文【中图分类】P542.5;P611【相关文献】1.康滇地区元古宙构造运动Ⅰ：昆阳陆内裂谷、地幔柱及其成矿作用 [J], 王生伟;蒋小芳;杨波;孙晓明;廖震文;周清;郭阳;王子正;杨斌2.地幔柱及其成矿作用综述 [J], 毕金龙3.海南岛地幔柱及成矿作用初探 [J], 戈金明4.晚二叠世峨眉山地幔柱岩浆成矿作用 [J], 汤庆艳;张铭杰;余明;王启立;尚慧5.二叠纪峨眉山地幔柱岩浆成矿作用的多样性 [J], 王焰;王坤;邢长明;魏博;董欢;曹永华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
东北地区地幔热柱构造与成矿成藏作用
东北地区地幔热柱构造与成矿成藏作用真允庆;牛树银;刁谦;叶良文;巫静;宋涛;贾学谊【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2012(86)12【摘要】Northeast China locates in the superposition part of ancient Asia structural and Western Pacific tectonic domains. The mantle plume in the area presents eight geological features. (1) Bounded by the Siberian plate to north and the North China plate Archean basement (fracture) to south, and classified by metamorphic core complex core from east to west, the mantle plume as the boundary between north and south, the metamorphic core complex distribution as the boundary of east and west, and the range adjacent to the Sea of Japan is the scale of sub-mantle plume. (2) Komatiite and picrite outcrop in the Jiamusi-Mudanjiang sutures, which may be the center of mantle plume. (3) Water systems are distributed radially and the distribution of Moho surface is in agreement with uplift of the Songliao Basin mantle. (4) The typical thermal dome state. (5)Granite-based igneous province. (6) Mesozoic mafic basalt basically falls into the mantle plume range of Nb/Ta-Nb diagram. (7)Features of collapsed rift. (8) Lithosphere mantle shows mushroom cloud-like upwelling, and seismic tomography data confirm its complementary relationship with the Pacific plate subduction. The spatial and temporal distribution of Mesozoic mantle plume ore-forming effect is characterized by contemporary, thesame igneous rock controlling structure, ore-forming in mountain ridge and reservoir formation in basin. He and Ar isotopic compositions were used to probe the homology of metallic ore deposits and oil and gas fields. The mantle-branch structure is the manifestation in the surface. This study undoubtedly has theoretical significance for deep prospecting and marine oil and gas field exploration nowadays.%东北地区处于古亚洲构造域和西太平洋构造域的叠合部位.该区地幔热柱存在8个地质标志:①南北以西伯利亚板块和华北板块太古代基底(断裂)为界,东西以变质核杂岩体分布为界,基本与日本海毗邻的范围为亚地幔柱的规模；②在佳木斯-牡丹江缝合线内见有科马提岩、苦橄岩,可能为地幔热柱的中心；③水系分布呈放射状及莫霍面分布为松辽盆地幔隆起一致；④典型的热穹隆状态；⑤以花岗岩为主的火成岩省；⑥中生代基性玄武岩基本落入Nb/Ta-Nb图解的地幔柱范围；⑦形成坍塌裂谷特征；⑧岩石圈地幔呈蘑菇云状上涌,地震层析资料证实与太平洋板块俯冲具有相辅相成关系.中生代地幔热柱成矿成藏作用的时空分布具有同时代、同火成岩构造控制,山岭成矿,盆地成藏特征.从He及Ar同位素组成阐明金属矿床与油气田的同源性,分析了幔枝构造是在地表的表现形式,无疑对当今深部找矿及海相油气田的勘查具有理论指导意义.【总页数】21页(P1869-1889)【作者】真允庆;牛树银;刁谦;叶良文;巫静;宋涛;贾学谊【作者单位】江苏省有色金属华东地质勘查局,南京,210093;江苏省有色金属华东地质勘查局814队,江苏镇江,212005;中国冶金地质勘查总局三局,太原,030002;石家庄经济学院资源学院,石家庄,050031;江苏省有色金属华东地质勘查局,南京,210093;江苏省有色金属华东地质勘查局,南京,210093;江苏省有色金属华东地质勘查局814队,江苏镇江,212005;江苏省有色金属华东地质勘查局,南京,210093;江苏省有色金属华东地质勘查局814队,江苏镇江,212005;江苏省有色金属华东地质勘查局,南京,210093;江苏省有色金属华东地质勘查局814队,江苏镇江,212005;北京大学物理学院,北京,100871【正文语种】中文【相关文献】1.华北克拉通复合地幔柱构造与成矿成藏作用 [J], 牛树银;真允庆;张福祥;陈超;孙爱群;宋涛;刁谦;陈中;袁杰;刘格云;2.华北克拉通复合地幔柱构造与成矿成藏作用 [J], 牛树银;真允庆;张福祥;陈超;孙爱群;宋涛;刁谦;陈中;袁杰3.地幔热柱多级演化及其成矿控矿研究:以张-宣幔枝构造研究为例 [J], 牛树银;孙爱群;郝梓国;王宝德;马宝军;张建珍;魏明辉4.核幔成矿物质(流体)的反重力迁移--地幔热柱多级演化成矿作用 [J], 牛树银;侯增谦;孙爱群5.地幔热柱多级演化及其幔枝构造成矿控矿——以胶西北郭家店幔枝构造为例 [J], 牛树银;孙爱群;陈超;张福祥;张建珍;王丰翔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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