地幔流体及其成矿作用

地幔流体是一种存在于地球内部的重要介质,它的在成矿作用中的重要性越来越被人们所重视,流体作为各种矿床形成的重要条件,也是各种成矿作用的前提。通过研究地幔流体的来源及其交代作用,分析地幔流体的成矿作用,增强对成矿作用的了解,提高对矿床地质研究的理解,旨在为进一步的找矿提供便利。     

地幔交代作用与地幔流体

简要综述了地幔交代作用的特征、研究现状及研究热点，阐明了地幔流体在地幔中的宏观、微观分布及其交代作用机理。地幔交代作用及地幔流体的研究，将促进我们进一步认识岩石圈地幔的演化及不均一特征。     

地幔交代作用：研究进展、问题及对策

有关地幔交代作用的研究始于７０年代早期。近２０年来研究工作的贡献是使人们对与地幔演化和不均一性有关的地幔交代作用特征和交代作用机制有了更多的了解，地幔交作用很复杂，它取决于交代作用发生的时间、构造环境、交代介质的种类以及与不同深度地幔内各种地质事件有关的流体的组成。进一步深入开发有关交代作用成因、机制及其与各种地质事件关系的研究，对于深入认识岩石圈地幔的演化和不均一特征具有十分重要的意义。对不同构     

地壳流体与地幔流体间的关系

通过铀、金矿床及地幔岩捕虏体研究，初步得出以下认识：（１）在热液作用中岩浆分异热液是不存在的；（２）碱交代作用是整个地幔交代作用和地壳交代作用的基本运作机制，现已构成有几十条具体规律的理论系统；碱交代岩是地幔流体转变为热液的化石记录；（３）拆离断层构造体系是地幔流体上升到地壳后的活动通道；（４）磷（Ｐ）是地幔流体的特征性示踪成分；（５）大洋缺氧事件、生物种属灭绝、厄尔尼诺等有共同的地幔流体致因；（６）天然气－油－盐－金属成矿是统一的热液成矿作用。软流体是今后区域成矿预测的重要新依据。软流体的顶部发育有次级、再次级的局部上凸部，这是矿带、矿田群的重要成矿控制因素和找矿新标志。     

地幔交代作用：研究进展、问题及对策

有关地幔交代作用的研究始于７０年代早期。近２０年来研究工作的贡献是使人们对与地幔演化和不均一性有关的地幔交代作用特征和交代作用机制有了更多的了解。地幔交代作用很复杂，它取决于交代作用发生的时间、构造环境、交代介质的种类以及与不同深度地幔内各种地质事件有关的流体的组成。进一步深入开展有关交代作用成因、机制及其与各种地质事件关系的研究，对于深入认识岩石圈地幔的演化和不均一特征具有十分重要的意义。对不同构造环境中的不同包体类型进行深入研究，为地幔交代作用提供广泛约束。将传统的地质学、岩石学的研究与地球化学、地球物理学以及现代测试技术相结合，很可能为解决交代作用成因、机制及交代作用与岩浆作用之间的时间先后问题，交代作用与地质事件的关系问题提供有效的方法和途径。     

地幔流体及其成矿作用

地幔流体作为一种重要成矿介质在某些矿床形成过程中起到过重要作用。根据目前地幔流体研究的某些成果，介绍了地幔流体可能与成矿的方式和成矿机制，并举例说明地幔流体与超大型，大型矿床之间的成因联系。     

地幔捕虏体中的流体-熔体包裹体

地幔流体的研究现已成为国内外前沿课题。地幔岩捕虏体中的流体-熔体包裹体是地幔流体的直接证据,通过对它们的研究可以直接获取地授流体的信息。包裹体按相态特征主要有三类：二氧化碳流体包裹体、二氧化碳-硅酸盐熔体包裹体、硫化物-熔体流体包裹体。本总结了地幔岩中流体-熔体包裹体的基本特征、微量元素地球化学、硫化物-熔体包裹体和二氧化碳流体包裹体稳定同位素特征的研究进展状况。讨论认为：地幔流体是由C、H、O、S等元素的挥发份和硅酸盐熔体组成;上地幔流体在化学成分上明显富含CO2、硫化物、LILE和BEE,它引起地幔交代作用和地授部分熔融;上地授流体的分布存在不均匀性,其组成也存在地区性差异。     

地幔流体与成矿作用

地球内部流体的活动乃是形成各种矿床的必要条件，是导致矿物聚积和金属成矿作用的前提。随着地球科学的进展，作为地球内部流体的重要组成部分，地幔流体越来越多的重视。本文在解剖世界首例白云鄂博地幔流体交代稀土矿床的基础上，初步总结了地幔流体与成矿作用的基本问题。     

地幔岩中不同产状的流体-熔体包裹体及地幔流体交代作用

地幔捕虏体中存在不同产状的熔体包裹体和各种硅酸盐玻璃相,包括主矿物内部的蠕虫状、长圆形、圆形、不规则状包裹体(I型)、边部的连通的管状包裹体(T型)、主矿物边部和粒间的片状熔融体——“浆胞”(C型),三者可见明显过渡关系,它们是地幔流体交代地幔岩石过程中由交代重熔形成的,是研究地幔流体的特征和地幔交代作用的对象之一,从I型、T型到C型,其成分呈规律变化,其中S、Cu、Ni,K、Na含量呈明显的降低趋势．包裹体中玻璃相的成分较主矿物富Si、Al、S、Cu、Ni、K和Na,再加上C02包裹体的发现,表明地幔流体的成分富碱金属、Si、Al、S、Cu、Ni和CO2,地幔交代作用可以使交代产物中Si、Al含量升高而形成中酸性岩浆,也可由于硫化物熔体聚集而形成矿浆．不同地区的地幔流体性质可能存在差异,这些不同性质的地幔流体町能与不同类型的地幔成矿作用有关．     

金刚石的不纯净组分与地幔流体的研究

金刚石生长阶段所捕虏的不纯净组分，能够提供大量地幔流体的信息。本文从金刚石的成因研究，表征地幔流体的固体包裹体、流体包裹体及流体的制药因素等方面讨论了金刚石不纯净组分与地幔流体的关系。     

大陆地幔研究现状

本文主要介绍大陆地幔岩石圈的年龄、大陆地幔演化和地幔流体等三个近年来引人注目的问题。地幔捕虏体的年龄范围２００～３４００Ｍａ，一般认为它可以代表地幔的年龄。澳大利亚二辉橄榄岩捕虏体的Ｐｂ－ｐｂ年龄为２０００～２５００Ｍａ，南非Ｖｉｃｔｏｒ岩管的捕虏体为１７００～２４００Ｍａ。橄榄岩型金刚石的石榴石包裹体Ｓｍ－Ｎｄ年龄为３２００～３３００Ｍａ，榴辉岩型金刚石的年龄为１２００～１５００Ｍａ。这些数值可与橄榄岩及榴辉岩捕虏体的全岩年龄数据相对应。太古代岩石圈地幔以南非为代表，经历了从地壳物质提取的亏损过程到与软流圈反应和与深部热点物质作用的富集过程。以美国西部为代表的元古代岩石圈地幔则经历了元古－显生宙的俯冲作用、地体增生过程以及与热点反应的作用。以澳大利亚东部为代表的显生宙岩石圈地幔经历了元古代的部分熔融、显生宙的俯冲或与ＤＵＰＡＬ的反应以及具ＤＭＭ特征的软流圈的上隆。钾质熔体、碳酸盐熔体、Ｈ＿２、ＣＨ＿４、Ｎ＿２Ｏ、Ｎ、ＣＯ、ＣＯ＿２、Ｓ、Ｆ、Ｃｌ等都是地幔流体的主要组分，它们的类型与所处的深度和氧逸度有关。     

滇西富碱斑岩及其中包体岩石的地幔流体交代作用特征

滇西富碱斑岩体中,有多处产出深浅来源不同的包体岩石。针对寄主岩石和包体岩石的岩相学和岩石化学成分的对比研究发现:寄主岩石较包体岩石更富S iO2,A l2O3,N a2O和K2O,而包体岩石较寄主岩石更富C aO,M gO,F e2O3和F eO,岩石蚀变以角闪石化、钠黝帘石化和硅化为主,结合具超基性岩性的包体岩石发育碎裂结构,碎裂粒间出现与交代成因角闪石共生的微晶硅质、碳质、碳酸盐和金云母等表现地幔流体显交代作用的特征矿物组合,由此判定交代主岩和包体岩石的流体富含碱质和硅质,是与富碱岩浆同源的来自富集地幔源区的地幔流体,其交代作用的功能和能量明显优于一般意义上的地壳流体作用,而此交代作用促进了成矿元素和挥发份的聚集,且富碱斑岩与地幔流体的交代作用之间存在有利的时差关系。     

金刚石中的高钾高氯包体和地幔交代作用

在山东产出的两颗八面体金刚石中发现高钾高氯包体(K 48～58wt％,Cl 37～48wt％)。与之伴生的有碳质物和硅酸盐矿物包体。高钾高氯包体及其共生组合代表了金刚石生长初期阶段陷获的上地幔液相物质。这些液相物质富H_2O、K、Cl和碳质,并联系着地幔交代作用,其中碳质物可能是金刚石生长的碳源。     

地幔流体作用——地幔捕虏体中流体包裹体的研究

被碱性玄武岩和金伯利岩带到地表的地幔捕虏体是认识地球深部信息的窗口 ,是人们能够直接观察到的一种上地幔样品 ,其矿物中流体包裹体的存在提供了上地幔流体活动的直接证据。流体 /地幔矿物之间元素的分配对约束地幔交代过程中流体相的作用和上地幔流体的组成 ,揭示俯冲带壳幔物质的再循环过程 ,解释岛弧玄武岩高场强元素亏损的原因有重要意义。文章对近年来有关地幔捕虏体中流体包裹体的研究进行了评述 ,并结合近年来流体 /地幔矿物之间元素分配的高温高压实验研究讨论了流体在地幔中的重要作用。     

地幔流体组成

地幔流体是当今地球科学研究中的前沿领域之一 ,具有重要的研究价值。文中总结了地幔流体组成研究的手段、实验方法及近年来的进展 ,探讨了目前存在的问题 ,认为当前需进一步工作的领域有 :(1)确定适宜于地幔流体组成测定的实验方法 ,以便进行全球数据对比 ;(2 )开展不同类型地幔源区中地幔流体稀有气体同位素体系与PbSrNdHfOs同位素体系的对比性研究 ;(3)对不同构造单元中的地幔流体进行研究 ,建立不同端员地幔源区的地幔流体组成和稳定同位素制约因素 ;(4 )研究壳幔相互作用过程中的地幔流体 ,确定地幔流体中再循环地壳组分的鉴别标志 ;(5)在全球范围内探讨地质历史时期地幔流体的组成、性质、运移及演化规律 ;(6 )开展幔源H2 及烃类的研究 ,为非生物成因天然气理论及勘探提供依据。     

地幔流体与地球的放气作用

地幔流体的形成、聚集和渗透是引起地幔交代作用的主要营力。地幔交代作用发育的强弱决定着所生成岩浆的碱性程度。地幔流体和部分熔融体高度富集不相容元素,它们与亏损地幔的相互作用可以使后者发生ＬＲＥＥ和不相容元素的局部富集。通过板块俯冲作用使地球表层的ＣＯ２进入地幔,参加地球的碳循环。热点岩浆来源的ＣＯ２中含有部分循环的ＣＯ２,而大洋中脊玄武岩中的ＣＯ２主要是原始地球的ＣＯ２。携带ＣＨ４和Ｈ２Ｏ的流体渗透至被俯冲带带入地幔的物质,使碳酸盐化的榴辉岩还原而形成含金刚石的榴辉岩和富水流体,并诱发局部熔融,所形成的熔体以火山喷发的形式上升到地表。地幔岩石中含有大量的流体,它们主要以流体包裹体的形式存在于地幔矿物中。几乎在所有的上地幔环境下形成的矿物中均找到了流体包裹体。包裹体内流体的成分主要是ＣＯ２,ＣＨ４,Ｈ２Ｏ及少量Ｈ２,Ｎ２等。     

不连续生长的金刚石与克拉通地块内部增生过程中的地幔流体作用

产于克拉通地块及其边缘褶皱带金伯利岩和钾镁煌斑岩中的原生金刚石 ,其主体上属地幔捕虏晶并具复杂的生长历史。从克拉通岩石圈存在复杂多发的壳幔相互作用和多层次的流体活动事件的角度 ,结合金刚石的精细内部结构所反映的不连续生长及微区原位傅立叶变换红外光谱研究成果 ,认为具复杂生长环带的金刚石是克拉通地块内部增生过程中的地幔流体对已形成金刚石间的相互作用的产物。这一认识有助于增进金刚石微观结构与地块内部改造事件有机联系的研究。地幔交代作用的介质成分主要为SiO2 不饱和的碳酸岩熔体或富含不相容微量元素的CHON流体。多种年龄数据所给出的 1 1～ 1 2Ga结果 ,可能反映华北地块东部的岩石圈深部存在一次明显的地幔增生改造过程。     

古地幔流体及其在大陆克拉通地幔演化中的意义——以华北地台为例

古生代含捕虏体的金伯利岩和新生代含捕虏体的玄武岩同出于华北地台，提供了研究自古生代以来岩石圈演化的深源探针。古生代含金伯利岩的侵位表明古生代时曾存在冷厚的岩石圈；而新生代含捕虏体玄武岩的喷发，表明新生代时存在热薄的岩石圈。岩石圈减薄与“大洋化”是层圈物质交换作用在一定历史阶段中的反映。地幔流体是地幔演化产物，反之又作用于地幔演化。富含地幔流体的幔内剪切带及交代矿物层作为幔内软薄弱带，存在热、流体、化学及机械的耦合，是岩石圈减薄拆沉作用的重要界面位置。