华北东部盆山耦合与内生成矿作用

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1、卷 （!“#$% (* 752(“$， 表明中 国东部埃达克岩是陆壳特征。推测是来自软流圈地幔玄武岩底板垫托侵入到加厚的陆壳底部， 导致下地壳基性岩部分熔融形成的， 其源区深度至少大于)$./， 表明中国东部当时处于高原状态。根据中国东部埃达克岩的分布及其它特征， 可以推断中国东部高原的北界大体在张家口 ） 称 “大陆根 $ -7$./。在华北地幔亚热柱的外围， 地幔物质呈半球形顶冠从中部向外扩展， 岩石圈厚度向外很快增厚到 %$ -%“$./， 尤其向西、 向北增厚更快。在太行山区、 燕山区岩石圈厚至 %“$ - %;$./， 形成明显的幔坎或幔阶。在地质特征上， 往往表现为非常明显的地壳厚

2、度陡变带、 重力梯级带、 地震多发带! 第 “ 期牛树银等：华北东部盆山耦合与内生成矿作用“! !和热泉分布带。此外， 岩石圈中明显的速度分层也说明了上述特征。上地壳以沉积地层为主， 在亚热柱顶部为#$% .7?） 钴（6） 镍（A3）3 处的上下地幔不连续 （拆离） 带附近达到最大。穿过上下地幔不连续带， 往往以衍生于地幔柱上的若干个小的地幔热柱继续向上扩展（相当于 ?636 的二次柱） ， 在约 ,$;3 深度的岩石圈底部再形成更小的地幔热柱 （相当于 ?7636 的三次柱） 或称幔枝构造 （牛树银等， ,*“） 。地幔热柱的发育打破了地球圈层结构 （地核、 地幔、地壳） 的束缚， 实现了

3、地球物质的圈层分异和垂向运动同时存在、 互为依存、 相互调整的对立统一。同时也构成了深部成矿物质的向地壳的运移途径。那么， 金等重元素是如何向地壳迁移并且聚集成矿的呢？这是一个成矿物质反重力运动的问题，而且必须具备特殊的地质条件。一般情况下， 地幔具有一定的可塑性， 金等重元素具有总体往下沉的趋势。只有当核幔界面热扰动特别大、 温压条件高到足以突破核幔界面的限制， 形成规模较大的地幔热柱时， 这一过程才能得以实现。这种过程多发生在核幔界面能量积累的高峰期， 在热扰动作用下， 核幔界面起伏加大， 外因条件则是地球之外的中长期天文因素影响较大， 潮汐形变使地壳的扁率、 地幔的扁率和地核的扁率周期性

4、的发生变化， 从而使地壳的容积、 地幔的容积和地核的形状周期性地发生变化， 导致地核中的流体、 核幔边界积累的能量快速冲破核幔界面阻力， 形成沿不同深度的贯通裂隙或构造薄弱带向上喷射的地幔热柱。与此同时， 下地幔热柱、 上地幔热室， 甚至软流圈岩浆源都可能形成不同层次的上升地幔热柱， 成为地幔热柱强烈活动的高发期。也正是在这种高温高压控制下地幔热柱喷发时， 由于深部温压条件高， 加之天文因素构成较大潮汐力激发的共同作用下， 才能实现地球深部重物质， 甚至重金属元素以气态的形式克服重力作用， 实现反重力迁移， 并形成较大面积的溢流玄武岩和大规模的构造岩浆活动， 同时必然夹裹一些成矿元素进入浅层地

5、表， 在有利的构造扩容带中聚集成矿。另外， 成矿元素本身的特性对其的赋存状态和迁移形式具有非常重要意义。例如铁镍等元素， 不仅其比重较大， 而且熔点和沸点亦高， 所以成为主要成核元素。金、 银、 铂族等元素， 尽管其比重也较大，但其熔点和沸点较低 （表 ,） ， 容易进入迁移状态。以金为例， 依据金的非专属性、 金的特性及新构造出的金的原子结构模型， 推测 * 的金都集中在地核之中， 金以紫色气体状态混合于铁镍之间 （霍明远，,*,） ， 在强烈的外核对流及核幔差异旋转过程中，大量的金蒸气聚集在核幔界面附近， 一旦由于天文因素激发或地内因素扰动， 地核物质便可穿越核幔界面以地幔热柱的形式向地表

6、喷溢， 金蒸气亦必然作为地幔热柱的组成成分呈反重力作用一起向上运移。当金蒸气到达地幔软流圈时， 一部分金蒸气变成液态， 形成气 - 液混合相， 与地幔中的甲烷类物质（45)） 等研究者用不同方法估算出的丰度值也基本相近。这就更证明了金、 银等金属元素以深部来源为主的推断。而变质岩、 岩浆岩等不同类型的赋矿岩系提供的矿质仅仅是成矿物质的一部分。这也与很多大中型矿床地球化学测试表明成矿物质以深部来源为主的结论相吻合。可以将上述成矿物质迁移状态抽象成地幔热柱多级演化成矿模式 （图 $ ） ， 地幔热柱的形成主要受控于核幔界面的涌动，一旦在某些薄弱部位形成上升幔柱，幔柱则不断上升，并逐渐扩大， 在上下

7、地幔界面之下形成蘑菇状顶冠。当幔柱顶冠不断扩大并形成一定程度的能量积累，便可穿过上下地幔界面的束缚， 在上地幔中形成地幔亚热柱。亚热柱上升到岩石圈底部受阻， 在不断热熔岩石圈的同时， 发生强烈的地壳运动， 伴随剧烈的岩浆活动， 并进而形成一系列幔枝构造。“ ?:2 ;0 A92 :=0A2% !“#$ %#;49 =I4A3=2 ?:24，:=0A2 4A;33;0C =01 95A4?5AC25;0C，75 Q9=59=，Q9=5J5;A95.4?9232.=4A92054?9232 5C20;49 =I4A3=;0C， V Q50CP， 7=; B9=52 ?:2 I202=A9 A920

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14、， 邵济安， 孙爱群， 侯泉林， 王宝德， 胡华斌， NIU Shuyin， SHAO Jian， SUN Aiqun， HOU Quanlin， WANG Baode， HU Huabin 作者单位：牛树银,孙爱群,王宝德,胡华斌,NIU Shuyin,SUN Aiqun,WANG Baode,HU Huabin(石家庄经济 学院地质调查研究院,河北,石家庄,050031)， 邵济安,SHAO Jian(北京大学地球与空间科 学学院,北京,100871)， 侯泉林,HOU Quanlin(中国科学院研究生院,北京,100039) 刊名：大地构造与成矿学 英文刊名：GEOTECTONICA E

15、T METALLOGENIA 年，卷(期)：2006，30(3) 被引用次数：10次参考文献(40条)参考文献(40条)1.陈胜早 壳-幔动力学与活化构造(地洼)理论期刊论文-大地构造与成矿学 2005(01)2.邓晋福.莫宣学.赵海玲.罗照华.赵国春.戴圣潜 中国东部燕山期岩石圈-软流圈系统大灾变与成矿环境期刊论文-矿床地质 1999(04)3.邓晋福.赵海玲.赖绍聪.罗照华.莫宣学.吴宗絮 中国北方大陆下的地幔热柱与岩石圈运动期刊论文-现代地质1992(03)4.邓晋福.赵海玲.莫宣学.吴宗絮.罗照华 中国大陆根-柱构造-大陆动力学的钥匙 19965.冯福闿.宋立珩 幔流底辟构造-环西太平

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