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初论地幔热柱与铀成矿的关系

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地幔流体与铀成矿模式

地幔流体与铀成矿模式

第21卷2005年　第4期7月铀 矿 地 质Uranium GeologyVol.21J ul.No.42005地幔流体与铀成矿模式巫建华1,2,刘　帅2,余达淦2,章邦桐1(11南京大学地球科学系,江苏　南京　210093;21东华理工学院,江西　抚州　344000)[摘要]近年来的研究显示,火山岩型和花岗岩型铀矿具有早、晚两期铀矿化,其中早期铀矿化具有地幔流体成矿作用的特征。

本文讨论了地幔流体及其成矿作用以及早期铀矿化的特征,提出了地幔流体铀成矿模式,强调构成成矿热液主体的∑CO 2、U 和H 2O 分别来自不同的源区,∑CO 2来自地幔流体,U 主要来自地幔流体上升途径的围岩,H 2O 主要来自地幔流体及其上升途径的围岩。

[关键词]地幔流体;铀成矿模式;早期铀矿化[文章编号]100020658(2005)0420196209 [中图分类号]P598 [文献标识码]A[收稿日期]2004208209[作者简介]巫建华(1960),男,教授,2005年在南京大学地球科学系获博士学位。

流体作为地球内部的一种重要介质,其重要性被越来越多的研究者所认识[1]。

流体的存在和运移是形成各种矿床的必要条件,是矿质集聚和发生成矿作用的前提[1]。

地幔流体的成矿作用之所以被广大地质工作者所重视,是因为:(1)地幔流体具有充足的流体来源和稳定的热源条件,使成矿系统能够长时间维持;(2)地幔流体具有较高的溶解能力,含有丰富的矿化剂;(3)地幔流体在穿越地壳向上迁移的过程中,既可激发、活化地壳中的矿质,也可促进浅部流体的循环对流,萃取更多的成矿物质[1]。

地幔流体参与许多大型、超大型金属、非金属以及油气矿产的成矿作用,已得到了国、内外大量实例的证实。

研究表明,西澳大利亚Y igarn 地块太古宙金矿成矿物质来自地幔流体,同时壳幔混合流体从围岩中萃取了金;地幔流体不仅为南澳大利亚奥林匹克坝U 2Cu 2Au 2REE 矿床提供了成矿物质,而且是成矿流体的重要来源;南美巴西、玻利维亚及非洲尼日利亚的锡矿带、加拿大Cent ral Sup rior 金矿的成矿过程中,地幔流体起了重要作用;我国内蒙古白云鄂博REE 2Fe 2Nb 超大型矿床、胶东金矿、湖南万古金矿、四川大水沟碲(金)矿床、冀西北地区金银矿床、湖南柿竹园W 2Sn 2Mo 多金属矿床、云南金顶Pb 2Zn 矿床、云南三江金矿成矿带、小秦岭金矿田、吉林夹皮沟金矿田以及世界各地与碱性岩有关的金矿等成矿过程均有地幔流体的参与;我国黔西南低温卡林型金矿的成矿过程也可能存在地幔流体的参与;与热泉发育有关的热泉型金矿也是地幔流体参与成矿作用的极好例证。

核幔成矿物质与地幔热柱多级演化成矿

核幔成矿物质与地幔热柱多级演化成矿

核幔成矿物质与地幔热柱多级演化成矿牛树银;武际春;孙爱群;王宝德;马宝军;张建珍;王铮;李斌;王善飞;赵荣欣【期刊名称】《山东国土资源》【年(卷),期】2012(28)12【摘要】研究认为金等成矿物质主要来自核-幔源区，以气态、气液混合态-含矿流体的形式，通过地幔热柱→地幔亚热柱→幔枝构造→有利构造扩容带，迁移到幔枝构造外围的韧脆性剪切带、侵入岩体的内、外接触带、各种脉岩与围岩的接触带等有利部位集聚成矿，并构成矿田→矿床→矿体(脉)的有序排列组合，表现出不同的矿床类型。

因此，应侧重研究构造成矿控矿作用，以指导新一轮地质找矿和矿产资源评价。

文中还举例分析了胶西北焦家断裂与三山岛断裂的交切关系及其控矿作用。

【总页数】6页(P1-6)【作者】牛树银;武际春;孙爱群;王宝德;马宝军;张建珍;王铮;李斌;王善飞;赵荣欣【作者单位】石家庄经济学院资源学院,河北石家庄 050031; 中国地质大学北京地球科学与资源学院,北京 100083;山东黄金集团有限公司,山东济南 250100;石家庄经济学院资源学院,河北石家庄 050031;石家庄经济学院资源学院,河北石家庄050031;石家庄经济学院资源学院,河北石家庄 050031;石家庄经济学院资源学院,河北石家庄 050031;石家庄经济学院资源学院,河北石家庄 050031;石家庄经济学院资源学院,河北石家庄 050031;山东黄金集团有限公司,山东济南 250100;山东黄金集团有限公司,山东济南 250100【正文语种】中文【相关文献】1.地幔热柱多级演化及其成矿作用 [J],2.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3.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4.地幔热柱的多级演化及其成矿作用——以冀北地区为例 [J], 牛树银;李红阳;孙爱群;罗殿文;叶东虎;王金锁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。

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

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。

初论地幔热柱与铀成矿的关系

初论地幔热柱与铀成矿的关系
! —早第三纪火山岩带； $ —晚第三纪—第四纪火山岩
图 $ 中国东南沿海地区上地幔岩包体形成 温度、 压力分布图 0 据赵海玲等， !224 1 "#$% < =(,.(1-)71(>.1(4471( 0/1 #3*274#/34 /0 )+( 7..(1 ,-3)2( 01/, )+( 4/7)+(-4)(13 */-4) /0 9+#30 56789 AB5C D5>E>;< !" #$@ !224 1 ! —本区上地幔岩包体投点； $ —本区辉石地温线
%%* 向断陷盆地严格地对应地幔的隆起，并且这种隆起趋势与盆地形成期的软流圈顶面相似 （ 。根据赵海玲的研究结果显示， 该地幔上隆时的辉石温度线高于大洋地温线的上方， 如图 !） 介于大洋地温线和上地幔固相线之间 （ 如图 $） ， 这说明， 在中国东南地区在中新生代， 在此构 造背景下， 以热地幔物质上涌为主要的深部作用呈 “ 蘑菇云” 状上升， 也就是热幔柱的存在， 与 之相伴随的拉张 + 裂陷盆地的形成可能是热幔柱上升的结果 , 不同时期的地幔柱的不同运动 方式存在着不同的岩石学纪录 , 从白垩纪到晚第三纪表现为玄武岩源区依次经历类似于 *-!!*-$! ./*-’ 0 略亏损的通用地幔 1 的变化 , 说明软流圈地幔柱的贡献增大 , 而陆下岩石 圈地幔作用程度减弱。
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地幔热柱研究现状
自从六十年代提出地幔柱概念以来， 其研究方法和研究深度取得了很大的发展， 地质学家
们从其物质组成、 几何形状、 运动方式、 物理化学变化及地球化学特性等不同的角度阐述地幔 柱的发生、 发展。 它的研究为地球深部作用与区域成矿浑然一体， 协调统一。 而研究的最多的就

地幔柱构造研究概述

地幔柱构造研究概述

第25卷2009年　第4期7月铀 矿 地 质Uranium GeologyVol.25J ul 1No.42009地幔柱构造研究概述童航寿(核工业北京地质研究院,北京　100029)[摘要]地幔柱构造理论是近年来构造地质学研究的新热点,是当今地球科学———地质学、构造学、矿床学、地球物理学、生物学、环境学和气象学等许多学科关注和研究的前沿领域。

它的形成和演化及动力学观点被称为继大陆漂移和板块构造后的第3次地学浪潮,引起了中外地学者的高度重视。

本文对地幔柱构造研究现状作了概略介绍,以期在铀矿地质领域内引起关注,起到传递信息和抛砖引玉的作用。

[关键词]地幔柱;幔枝构造;热点活动理论[文章编号]100020658(2009)0420193209　[中图分类号]P541　[文献标识码]A[收稿日期]2008209217　[回稿日期]2008211214[作者简介]童航寿(1931-),男,高级工程师(研究员级),1960年毕业于莫斯科有色金属及黄金学院,长期从事铀矿地质科研工作。

1　地幔柱构造研究概况幔柱(地柱)思想起源于Wilson (1963、1965)的热点假说,后在20世纪70年代初,W 1J 摩根将其作为一种板块移动机制的学说而提出。

到了20世纪90年代Maruyama 和K omazwa (1994)、Fuka et al (1999)提出地幔结构的多级演化模式,Carson (1991)提出超级地幔柱概念,我国学者牛树银等(1996,2002)提出幔枝构造理论体系,李红阳、侯增谦(1998)提出幔柱构造理论,并紧密结合成矿作用,进一步发展了地幔柱构造理论的实践性,有新的发现与创新[1,2]。

2002年,翟裕生院士指出“幔枝构造”作为一种新的学术观点,为进一步研究地幔柱与成矿关系打下了良好基础。

早在1991年,著名大地构造学家哈因院士指出“地幔柱构造和热点活动理论已成为当今地质学、地球物理学、矿床学及至生物学、环境学和气象学等许多学科关注和研究的前沿领域,它的形成和演化及动力学观点被称为是继大陆漂移和板块构造以后的第3次地学浪潮”[3]。

环太平洋极性超级地幔柱及其成矿响应

环太平洋极性超级地幔柱及其成矿响应

环太平洋极性超级地幔柱及其成矿响应童航寿;田建吉【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,发表了大量论著.但对环太平洋极性超级地幔柱成矿系统的研究,目前还处于起步阶段.文章在前人研究成果的基础上,从以下几方面作了简要论述:1)地幔柱研究历史的回顾;2)地幔柱类型划分与成矿场;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-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.【期刊名称】《铀矿地质》【年(卷),期】2017(033)001【总页数】8页(P1-8)【关键词】极性超级地幔柱;成矿场;成矿效应;动力学【作者】童航寿;田建吉【作者单位】核工业北京地质研究院,北京 100029;核工业北京地质研究院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】P541地幔柱思想导源于威尔逊的热点假说(Wilson，1963)。

上世纪70年代初，摩根(Morgan，1971)将其作为一种板块移动机制的学说，进一步发展为地幔柱理念，认为威尔逊所指的固定热地幔源区实际上是一个产于地幔底部边界附近的热幔柱(Mantle plume，亦有译作地柱、热点、地幔羽、地幔热流柱等)；迪佛依(Deffeye，1972)认为地幔柱是下地幔上涌形成的；埃迪逊(Anderson，1975)认为地幔柱与其说是热柱，不如说它是一种化学柱，其化学成分与周围地幔物质有显著差异，起源于地幔底部的D层，从外地核处聚集了大量放射性元素；诺帕(Loper)和史塔塞(Stace，1983)认为，核幔边界的D层是地幔柱的源区；90年代初期，傅容珊(1993)强调核幔边界的D层是地幔柱(热点)的动力源；丸山德茂(Maruyama)和柯马兹瓦(Komazwa，1994)提出地幔柱结构的多级演化模式；拉帕(Laper，1997)则提出幔柱脉冲的新概念，强调热扩散作用；卡姆勃尔(Cambell，1998)根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 Ga、3.5 Ga、2.7 Ga、0.2 Ga；杨学祥(1998)强调核幔界面两侧的差异速度旋转产生大量的摩擦热，并和放射性热共同导致D层的高温低黏度特征。

地幔柱

以夏威夷火山为代表的众多火山存在于板块中部，可以用地幔柱来解释。

特征：相对固定，高Ti、高Nb含量是现代地幔柱的常见特征(王登红,1998)。

20世纪70年代初，科学家提出了地幔柱的概念。

借助地震波来描述地球内部的景象。

一股炙热、粘性的岩石流，向上延伸到岩石圈底部，并在那里散开，形成约100km厚的饼状结构，然后继续向上延伸，为火山提供物质和能量。

疑问，地幔柱来自哪里？他们是直线上升还是螺旋上身？什么是火山热点？夏威夷地幔柱富含榴辉岩的矿物质可能存在地幔柱：夏威夷、加拉帕戈斯群岛、冰岛以及东非的阿法尔地区。

地震图像是研究的关键目的：①地幔柱对于地球大地构造演化有着重要的影响，它控制大陆裂解聚合过程，导致板块内火山地震等现象$地幔柱理论可以解释许多板块学说不能解释的问题，很有可能成为一种更为完善的理论体系。

②洋脊分段主要受地幔岩浆周期性脉动上涌控制,即受岩浆供应方式制约。

事实上造成洋脊分段的动力学岩浆是由地幔柱提供的,而地幔柱提供岩浆的方式对洋脊分段有重要影响发展过程：①20世纪60年代，加拿大地质学家Wilson在研究夏威夷—皇帝火山岛链的起源时，②普林斯顿大学的Morgan在Maruyama的理论中，热幔柱引起超大陆裂解，大洋形成; 冷幔柱导致超大陆聚合等。

日本学者丸山茂德( Maruyama) 认为“板块构造理论只能解释地球表层200km内的现象，而只有地幔柱构造才能说明星球各个层次的演化历史。

”矿床相关对全球主要赋含钒钛磁铁矿床的层状岩体和铜镍硫化物矿床的镁铁—超镁铁质岩体的统计表明，地幔柱成因的大火成岩省是形成岩浆铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿床的主要场所！卡林型金矿矿集区、与基性超基性岩有关Cu-Ni-PGE硫化物矿床(以Naldrett为首的研究组在31届国际地质大会上对近年来取得重大突破的Voisey'Bay Ni-Cu-Co-PGE矿床与地幔柱的关系进行了系统介绍)、条带状铁建造等方面取得了显著进展1998年以来,开始对地幔柱的成矿问题进行新的研究。

地幔流体与铀成矿作用_以下庄矿田仙石铀矿床为例


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成矿流体性质及其演化
众所周知， 成矿流体主要由水组成， 而不同来源
年龄结果 B 表 " C 可见，序号 " 角砾状沥青铀矿的 $%& 为 "$D EF， 它代表早期铀 ’( ) $,- . 表面年龄最大， ’( ) . 表面 年龄变化较明显， 为 G" H ?D EF。 为防止因普通铅扣 除不当而造成表面年龄的不确定性， 采用 IJ>K01 提 矿化的形成时间。脉状沥青铀矿的
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平等：地幔流体与铀成矿作用：以下庄矿田仙石铀矿床为例
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仙石铀矿床地质略图
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O7 贵东岩体东部基性岩脉分布略图 V /7 仙石铀矿床地质略图。)7 下庄岩体 V &7 笋洞岩体 V "7 鲁溪岩体 V #7 竹筒尖岩体 V ’7 龟尾山岩 体 V 37 辉绿岩脉 V ?7 辉绿玢岩 V 57 拉辉煌斑岩 V <7 闪长玢岩 V )$7 硅化带 V ))7 断裂构造 V )&7 印支期岩体 V )"7 取样位置 V )#7 铀矿 床 V )’7 矿体 V )37 产状。
硅化带和 566 向基性岩脉 , 辉绿岩 / 交接部位 < 矿体严格赋存于基性岩脉内部或其边缘。金属矿物以沥青铀矿和黄 硅化和赤铁矿化。沥青铀矿 铁矿为主 < 脉石矿物以方解石和 , 微晶 / 石英为主 < 蚀变作用发育 < 主要类型包括碱交代、 *4@A 年龄测定结果表明 < 矿床中存在 2" BC , 主要 / 和 "(? BC , 次要 / 两期铀矿化。D、 . 同位素研究表明 < 矿前期和成 矿期成矿流体的 !"2 .D . E ": 0F # +: +F< !GD . E H +?F # H $0F< 反映成矿流体主要由地幔流体组成。矿脉中方解

地幔流体参与铀成矿作用的研究进展--以粤北花岗岩型铀矿矿集区为例

地幔流体参与铀成矿作用的研究进展--以粤北花岗岩型铀矿矿集区为例刘成东;李志文;刘江浩;梁良【期刊名称】《铀矿地质》【年(卷),期】2016(032)004【摘要】地幔流体与铀成矿作用问题，首先关注的是地幔是否也是铀源，并且成矿流体是否具有幔源性质。

研究结果表明，地幔流体参与了大型铀矿床的成矿作用，它可以是铀源，也可以是直接成矿的流体。

发生地幔流体成矿作用的构造环境是拉张构造区和深大断裂区，因而其具有幔源岩浆发育、成矿物质幔源性、形成大型矿床或矿集区、特定的稳定同位素组成范围等特征。

粤北铀矿集区具有相似的构造环境和成矿特征，笔者为此提出几点建议。

【总页数】7页(P193-199)【作者】刘成东;李志文;刘江浩;梁良【作者单位】东华理工大学省部共建核资源与环境国家重点实验室培育基地，江西南昌 330013;东华理工大学省部共建核资源与环境国家重点实验室培育基地，江西南昌 330013;核工业 270 研究所，江西南昌 330200;东华理工大学省部共建核资源与环境国家重点实验室培育基地，江西南昌 330013【正文语种】中文【中图分类】P612【相关文献】1.地幔流体与铀成矿作用:以下庄矿田仙石铀矿床为例 [J], 邓平;沈渭洲;凌洪飞;叶海敏;王学成;濮巍;谭正中2.地幔流体与铀成矿作用 [J], 姜耀辉;蒋少涌;凌洪飞3.下庄矿田338矿床地幔流体与铀成矿作用 [J], 邓平;沈渭洲;凌洪飞;叶海敏;王学成;谭正中4.粤北花岗岩型铀矿矿集区糜棱岩带特征及其与铀成矿的关系 [J], 梁良;李建红;刘成东5.粤北诸广山南部同构造花岗岩的厘定及其与铀成矿作用关系 [J], 张明林;夏宗强;王正庆;管太阳;祁家明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

地慢柱与热点的成矿作用

地慢柱与热点的成矿作用
王登红
【期刊名称】《地球学报：中国地质科学院院报》
【年(卷),期】1996(17)4
【摘要】地幔往与热点是当今地质学前沿课题之一，但研究程度较低，国内更是刚刚起步。

本文从时空演化的角度探讨了地幔柱一热点的成矿作用。

地幔柱与热点既可见于板块内部，也可见于洋中脊和造山带等板块边界，既可见于现代更可见于古代，因此它可能影响到地表各处以及地史上各阶段的成矿作用．而且在其自身演化的各个阶段都有不同类型的矿化特征。

已知的矿床类型包括锡、铜、铅锌、铀、稀土及宝石等。

我国华南东钨西锡、东老西新的成矿规律、二叠纪峨眉山玄武岩、白云鄂博稀土矿以及阿尔泰与碱性岩有关的锡多金属成矿系列等，都可能与地幔柱－热点作用有关。

【总页数】8页(P393-400)
【关键词】地幔柱;热点;成矿作用;成矿规律
【作者】王登红
【作者单位】中国地质科学院矿床地质研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P612
【相关文献】
1.华南热点铀成矿作用 [J], 李子颖
2.地幔柱与热点的成矿作用 [J], 王登红
3.芯柱机的火焰调整对芯柱慢漏气的影响 [J], 鲁德银
4.沽源热点铀成矿作用 [J], 黄志新;李子颖;范洪海;焦永玲
5.地幔柱/热点成矿作用与秦岭造山带金属成矿 [J], 刘方杰;方维萱;郭健
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火山岩型铀矿床与热幔柱构造
用地 在我国， 一些学者也开展了地幔柱与成矿的关系等各方面的研究， 如邓晋福等（ !22$） （ ） 幔热柱理论来研究中国北方大陆的岩石圈运动； 李红阳等 !223 以冀西北金银多金属成矿区 为例揭示了地幔热柱构造特征、 探讨其构造地质作用， 并建立了热幔柱构造壳幔成矿模式； 方
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地幔热柱研究现状
自从六十年代提出地幔柱概念以来， 其研究方法和研究深度取得了很大的发展， 地质学家
们从其物质组成、 几何形状、 运动方式、 物理化学变化及地球化学特性等不同的角度阐述地幔 柱的发生、 发展。 它的研究为地球深部作用与区域成矿浑然一体， 协调统一。 而研究的最多的就
收稿日期 > $### —++ —+(? 改回日期 > $### —#1 — #+ 基金项目 > 国家杰出青年基金项目资助 @ 项目编号 > (,,$"1#, A 作者简介 > 赵军红 @ +,/" — A ! 男 ! 甘肃天水人， 硕士 ! 地球化学专业 -
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大地构造子铜金矿床受区域热幔柱控制； 从中生代玄武岩地 维萱等（ $&&&） ’( ) 等（ $&&&） 球化学特征来讨论壳—幔相互作用，提出大兴安岭地幔柱的形成与俯冲洋壳—亏损地幔相互 作用的动力和地球化学过程有关 * +, -. /. 等 （ !000）认为 123,4,5 超级大陆的解体开始于约 从而支持中国在 123,4,5 超级大陆中位于澳大利亚和 +589(4: 6$& 75 前地幔热柱的初始抬升， ;,5 之间。 产在中生代火山岩中的热液铀矿床是我国重要的工业矿床类型之一，除少数产出在新疆 准噶尔古生代中酸性火山岩中外， 大部分均产出在濒太平洋大陆边缘中生代火山岩中， 尤其产 出在濒太平洋火山岩带的外带。 火山岩型铀矿的成矿物质及矿化剂来源都与热幔柱有关， 同时 还控制着中国东南总的构造格局和演化。 <. ! 热幔柱是产生中酸性火山岩的动力 从中国东南部的火山岩型铀矿床来看，火山岩型铀矿与中生代中酸性火山活动和中酸性 火山岩在空间和成因上具有密切的联系。 可以说， 控制了中酸性火山岩带的构造也就控制了火 山岩型铀矿成矿带的构造。 而形成中生代中酸性火山岩的动力就是热幔柱的上升， 不论是时间 上还是空间上都控制着它的形成和喷发。 （ 时间上， 热幔柱的抬升与中国东南火山岩年龄是对应的 !） 锶同位素初始比 >96" ? >96@ A 中国东南部中生代火山岩的同位素地质年龄为 !<& = !#& 75， &. "&60 = &. "!$!B 明显高于地幔来源的火山岩，根据 C3 同位素研究显示，中国东南部火山岩 不同岩区其同位素特征不同，但其差异性和变化规律完全可与中生代酸性火山岩基地中的同 位素特征相比， 显示中国东南部中生代酸性火山岩继承了基地同位素特征， 同时， 中生代火山 岩的钕同位素地壳保留年龄均远离其实际的侵位时间而与所在地的变质杂岩的 DE1 值 （ 钐和 钕组分在大陆地壳环境下保留的平均年龄） 类似， 表明区内中酸性岩浆是由业已存在的地壳物 质形成， 而地幔物质参与很少。 通过岩石组合、 岩石化学和地球化学综合研究表明， 中国东南部 以酸性火山岩为主体的火山岩体不是地幔物质分异的产物，而主要是硅铝壳中下部深熔作用 的结果。 在中国东部不同时代的玄武岩岩石， !#% 75 左右的玄武岩表现出与 !@% 75 和 !$% 75 左 右的玄武质岩碱度较低的特点。据 >9FC3 同位素研究表明： !$% 75 的玄武岩基本具有亏损地 幔的特点， 因此推论 !#% 75 可能是我国东部岩石圈减薄的转折期。这正好说明中国东南部火 山岩的年龄与岩石圈地幔减薄， 即热地幔柱的上升具有藕合关系， 火山岩产生的热动力可能就 是热幔柱上升提供。 （ 空间上， 中国东南部中生代中酸性火山岩分布与热地幔柱上升对应 $） ， 同时在形成区域上也 我国东南部的中生代中酸性火山岩除在形成具有时限性外 （ G< FH! ） 具有选择性。 它们只产出于某些特定的大地构造环境中， 如中新生代活动大陆边缘等地壳成熟 度高， 硅铝壳厚度较大的大地构造单元， 即我国东部濒太平洋地区， 它在空间上正好是地幔热 柱的上升区， 它们在空间上的这种对应关系并非偶合， 而是有必然性的。 <. $ 热地幔柱是成矿矿化剂的物质来源 我们通过对中国东南部火山岩型铀矿的碳同位素进行研究， EI$ 是铀矿的重要的矿化剂， 其结果如表 ! 所示。 从表 ! 可以看出， 中国东南部火山岩型铀矿的碳同位素组成具有如下一些特点： （ 其范围为 J F $. $6" = F 6. %% K L !& F < B 变 !）不同的矿床具有大致相同的碳同位素组成， 化范围窄；
加拿大地质学家 234567 从太平洋夏威夷—海皇火山岛链玄武岩喷出年龄与太平 +,*1 年， 洋板块运动方向之间的对应关系， 提出热点构造理论。 但直到二十世纪 /# 年代初， 全球板块理 ） 论创始人之一的 869:;7（ 才首次提出了热幔柱概念。发展到今天， 人们对热幔柱的认识 +,/+ 形状为喇叭型， 巨大的球状顶冠和狭窄 已基本一致， 认为热幔柱产生于核幔边界附近的 <=层， 的尾部， 热幔柱的上升能引起地壳上隆升展， 形成大规模溢流玄武岩， 同时伴有区域变质、 地壳 重熔。 热幔柱上升所引起的这些特点与中国东南火山岩型铀矿产区极为相似。 本文将从火山岩 型铀矿成矿动力，矿化剂来源及地幔热柱的地质作用来初步探讨地幔热柱与中国东南部火山 岩型铀成矿的关系。
第$期
赵军红等： 初论地幔热柱与铀成矿的关系
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火山岩铀矿产区可能就属于此种类型， 其它如夏威夷地幔柱、 英格兰 %&%’(’) 地区， 加勒比 海火成岩省等等。同时岩石圈底部发生重熔， 使得褶皱顶部产生混染。
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中国东南火山岩型铀矿产区热幔柱的存在
对东部的地壳厚度， 岩石圈厚度研究表明： 断陷盆地分布区为地壳和岩石圈厚度减薄区，
%%* 向断陷盆地严格地对应地幔的隆起，并且这种隆起趋势与盆地形成期的软流圈顶面相似 （ 。根据赵海玲的研究结果显示， 该地幔上隆时的辉石温度线高于大洋地温线的上方， 如图 !） 介于大洋地温线和上地幔固相线之间 （ 如图 $） ， 这说明， 在中国东南地区在中新生代， 在此构 造背景下， 以热地幔物质上涌为主要的深部作用呈 “ 蘑菇云” 状上升， 也就是热幔柱的存在， 与 之相伴随的拉张 + 裂陷盆地的形成可能是热幔柱上升的结果 , 不同时期的地幔柱的不同运动 方式存在着不同的岩石学纪录 , 从白垩纪到晚第三纪表现为玄武岩源区依次经历类似于 *-!!*-$! ./*-’ 0 略亏损的通用地幔 1 的变化 , 说明软流圈地幔柱的贡献增大 , 而陆下岩石 圈地幔作用程度减弱。
图 ! 东亚地区新生代玄武岩分布与软流圈 上隆轮廓图 0 据邓晋福等， !224 1 "#$% ! &’()*+ ,-. /0 1(2-)#/34+#. 5()6((3 7.6-1.#3$ /0 -4)+(3/4.+(1( -38 9(3/:/#* 5-4-2) #3 (-4)(13 ;4#- 0 56789 :8;< =>;<6? !" #$@ !224 1
卷 @ F64GHC A $"! 期 @ IGHJC9 A $! 总 @ KL8 A 0, 页 @ ’;:C5 A +/+ M +/0! $##+! * @ NG7-! $##+ A
大地构造与成矿学
BC6DCED673E; CD 8CD;446:C73;
初论地幔热柱与铀成矿的关系
赵军红 ! 胡瑞忠! 蒋国豪! 谢桂青 （ 中国科学院地球化学研究所， 贵州 贵阳 ""###$）
摘 要： 中国东南部分布着大面积的中生代中酸性火山岩， 是我国重要的火山岩型铀矿产区。铀矿
的分布主要受区域性的断裂构造所控制。 对于本区的铀成矿机理前人已进行了系统的研究， 本文将 从地幔柱的角度进行探讨。 在初步介绍了地幔柱的研究现状之后， 认为中国东南地幔热柱不仅是中 的重要来源， 它与太平洋—亚欧板块碰撞是 酸性火山岩形成的热动力， 而且也是成矿矿化剂 （ %&$ ） 统一的， 同时参与了地幔交代和岩石圈减薄。 地幔柱的脉冲式运动可能是中国东南多次成矿的动力 来源和矿化剂的提供者。 关键词：地幔热柱； 中国东南部； 火山岩型铀矿 中图分类号： ’"( ) *+,- +( 文献标识码： . 文章编号： +##+ —+""$ （ $##+ ） #$ —+/+ —#0
! —早第三纪火山岩带； $ —晚第三纪—第四纪火山岩
图 $ 中国东南沿海地区上地幔岩包体形成 温度、 压力分布图 0 据赵海玲等， !224 1 "#$% < =(,.(1-)71(>.1(4471( 0/1 #3*274#/34 /0 )+( 7..(1 ,-3)2( 01/, )+( 4/7)+(-4)(13 */-4) /0 9+#30 56789 AB5C D5>E>;< !" #$@ !224 1 ! —本区上地幔岩包体投点； $ —本区辉石地温线
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大地构造与成矿学
第 #$ 卷
是结合地球化学及物理方法来确定地幔柱的运动状态和物质成分改变问题。 !% ! 地幔柱的运动 地幔柱在形成和上升过程中， 不断与周围进行物质和能量交换， 并产生不同的运动方式。 地幔柱在地球内部的运动速度是非常缓慢的， 由于受到各种因素的影响， 地幔柱不断改变自身 的运动状态， 其最为主要的影响因素是密度、 相边界、 温度和粘度及岩石圈等。 通过对地幔柱穿越层状系统的实验研究发现，深部地幔由于密度的影响有两种运动方 式。当地幔柱顶部密度 （ 小于上部盖层密度 （ 时， 表现为整个幔柱顶 （ !& !’ & "’） !& #’） ()*+, 直接穿过边界， 并对周围流体及自身影响不大。第二种情况是， 当 ! & # ’ 0 ! & ! ’ & " ’ 时， 地 -,./） 幔柱在通过两种流体界面时强烈扰动， 使得幔柱物质保留在密度分界面， 同时， 从幔柱管道产 生新的褶皱穿越上部层位。 地幔内部有两个重要的相边界， 尖晶石—钙钛矿相界和尖晶石—橄榄石相界， 它们对地幔 柱的上升具有重大的影响。 在地球内部深度约 122 3+ 处， 是上地幔与下地幔的分界面， 即尖晶石—钙钛矿相边界， 它 是地幔物质对流的重大障碍。半径大于 !22 3+，温度在 !224 以上的地幔柱能很快穿过相边 界， 进入上地幔， 而半径小于 !22 3+ 时， 它将整个滞留在下边界， 即下地幔的顶部。 对于没有穿 过的地幔柱， 将粘附在下地幔上部依粘度结构侧向扩散， 对弱非穿越地幔柱， 热幅射导致半径 增大， 并在第二阶段穿越， 对强非穿越幔柱， 能导致上地幔物质发生对流。 地幔柱与过渡带的反应， 它在增加幔柱物质能量的同时， 另一个界面是在约 522 3+ 深处， 尖晶石—橄榄石的相转变引发幔柱物质在细长的坚直通道中朝面表喷射，这种地幔柱延伸受 上地幔对流的控制。 幔柱与幔柱的碰撞形成超级地幔柱， 超级地幔柱与钙钛矿—尖晶石相过渡 带的反应为新的小型地幔柱起动提供场地。实际上，地幔柱的运动是各种因素综合作用的结 果， 运动状态和方式随着时间不断发生改变， 是一个动态的过程。 !% # 地幔柱物质成份变化 地幔柱从核幔边界产生之后， 在上升过程中不断与周围地幔物质发生交换， 到达岩石圈后 又要发生反应， 与地幔柱的运动一样， 严格的说， 它的成份也是随时间不断发生变化的。 其最为 重要的成份改变有以下几个过程： （ !）地幔热柱初始物质交换 地幔柱在形成与运动过程中和地幔物质的交换， 理论上讲， 应归因于热或机械相互作用， 在地幔柱顶部上升过程中，运动的地幔使周围物质加热并且浮力加大，从而使物质带入 （ ， 在地幔柱顶部， 带出高达 $2; 的下地幔物质， 实验和数字模拟也证实这种夹带作 6789.:7,/） 用对于强的温度相关粘度和长距离上升可能非常重要。 在地幔柱初始上升过程中， 生长的幔柱顶能从下地幔深部带出物质， 这些物质由于较热能 对幔柱顶位的熔融贡献较大， 并可能至达地表。 （ 地幔柱与 <(= 反应 #） 当地幔柱穿越受阻或边缘滞流， 在尖晶石—钙钛矿相边界 （ ， 侧向扩展的地幔柱进行 <(=） 热辐射， 把物质从下地幔过渡区带到上地幔过渡区， 由过热在上地幔所引发的次级地幔柱， 其 组成有 12; 的尖晶石—钙钛矿过渡带物质， 其后由于温度和粘度， 运动关系更为复杂。 （ 地幔与岩石圈的反应 >） 岩石圈物质的加入能改变地幔柱的物质组成及化学特征， 洋壳的加入更加普遍， 中国东南