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幔流组分演变及其成矿性能

——杜乐天成矿理论研读笔记

郑州地象科技有限公司寇伟幔流组分演变的过程可以从地壳浅层所见岩层及矿物质可见一斑，亦可从中窥见幔汁幔流是如何通过一系列特殊性能控制地质作用的。

1、幔流中含有氢、卤素、碱金属、碳、氧、硫、氮这些特珠成分具有强大的交代能力，同时还具有使各种元素气化迁移的特殊功能。由于温度极高，象H2O、CO2、H2S、HCl、HF等化合物易受热分解，导致氢型幔汁幔流具有强烈的交代反应能力，通过发生广泛的交代作用，使得地球深部许多金属、非金属均以氢化物形式向上迁移，例如碱金属氢化物NaH、KH、LiH等。

2、幔汁熔融固体地幔形成幔流。地球物理测量表明，地球深部的地慢岩石尽管处于高温高压下，但仍然是固相非熔体，压力再大并不能导致熔融而只能造成相变。大量实验结果证明，只有在增加温度带入热量或参加碱质及挥发份的条件下，才能使地慢岩石发生熔融。完全具备这些条件的超临界流体馒汁，就是通过不断熔融固相地幔岩层形成幔流的。

3、慢汁是地球上规模最大的各种成矿物质的萃取剂。下地幔的氢型幔流向上进入上地幔及软流层就演变为碱型幔流。其突出特点是熔融上地幔岩层后使得幔流中生成了大量富碱类如卤化物、碳酸盐、磷酸盐、硫化物、氰化物及有机碱等物质。CO2比在氢型幔流中明显增大，有限的O2-将优先和CO及C结合而固定于钙镁的碳酸盐相中。幔流中的CO2和CO3具有对熔浆及溶液中的钾、钠碱有特殊的活化和催化作用，是造成强烈的幔汁碱交代和热液碱交代的重要因素。

4、上地幔及软流层形成碱性幔流以超临界态上涌进入地壳，在下地壳内上侵过程不断熔融地壳物质，碱性幔流中具有强力的化学能和物理能的富碱物质与熔入的地壳物质产生能量交换和物质反应。因地壳层内各种天然硅酸盐矿物约占地壳质量的95%，当碱性的幔流侵入到地壳遇到酸性的岩层后，幔流中的K+、Na+、Li+、Rb+、Cs+等碱金属与熔融到热液中的硅酸盐矿物质通过交代作用生成碱金属硅铝酸盐矿物质，上侵中的碱性幔流中的酸碱度会随着被熔入的硅酸盐岩增多、逐渐由以碱性为主转换成以酸性为主。

5、杜先生认为：“深部幔汁从软流溃变体出发上涌进入地壳大体有４种通道：①对先在的岩体或地层就地再熔化、呈岩浆柱中透岩浆流体，形成二云母小补体、斑岩爆破角砾岩筒；②沿已冷凝固结岩体的接触带，形成矽卡岩；③沿基性暗色岩墙上涌；④沿深断裂带、地块缝合带上涌。”从地壳浅层所见玄武岩、金伯利岩、煌斑岩、霞石正长岩等碱性岩石可知，很多富碱岩浆直接来自于地幔；深大断裂发生过明显的碱交代作用；在裂谷中可见大规模富碱金属化合物的热水热泉和岩浆上涌的痕迹。

6、随着幔流的不断上侵，上部热液中的碱金属含量经过交代作用逐渐降低，而被置换出的Si含量却逐渐增高，这样在上侵幔流中就形成了上部碱金属损耗多、占比少，中部及下部碱交代作用少、碱金属损失少、占比大的纵向分带形态；相应地，幔流中SiO2的含量也会由深到浅逐渐加大。因在幔流中碱交代作用中被置换出Si的比重相对较轻，会随着热液较快向上迁移，同时也会裹挟幔流中在地幔层被融入的部分矿物质随之向上迁移，在上地壳适于成矿条件与环境下发生交代作用而固结成脉成矿。从岩浆岩中SiO2的含量，即可看出由浅入深、由酸到碱的变化：酸性岩SiO2含量大于65%，中性岩SiO2含量为52—65%，基性岩SiO2含量为45—52%，超基性岩SiO2含量小于45%。

7、进入到地壳层幔流中所含特殊活化和催化作用的富碱金属，具有强烈的交代、浸出、溶解和搬运矿物质的能力，是造成强烈碱交代成矿作用的动力源。在上地壳通过碱交代作用形成酸碱分离，由分异出的酸性成分携带矿质继续向上，然后在浅层沉淀、富集和成矿。而在各地区所形成的不同矿化类型，主要取决于当地的岩石、构造、地层、岩体、大地构造部位等地质环境和条件。

2024年1月19日