地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成

卷 ! "#$%&’）()，期（*%&+’,）-，总 ! ./0123 页 ! 456’7）8 9 (-，(::8，(（;’+<= (::8 1 大 地 构 造 与 成 矿 学 >’#?’@?#AB@5 ’? 0’?5$$#6’AB5 收稿日期：(::( C :2 C (D；改回日期：(::( C -: C (8 基金项目：国家自然科学基金资助项目（E::)E:(:）和中国科学院知识创新项目 ! FGHI( C -:2 1 < 作者简介：滕吉文 ! -28E C 1，男，中国科学院院士，研究员，本刊编委 < 地球物理学家 < 地球深部物质和能量交换的动力过程 与矿产资源的形成 滕吉文 （中国科学院地质与地球物理研究所，北京 -::-:-J吉林大学，吉林 长春 -8::(3） 摘 要：地球深部物质与能量的交换和深层动力过程这一科学问题的提出，乃是近年来地球科学发展与逐步向量化 “进军”的必然，它是探索一系列地学前沿课题的基础。地球面所见到的一系列地球物理场异常，地质构造格局，地 球化学组分变异，无一不受到地球内部物质与能量的交换和深层动力过程的制约。如地球圈层的形成与演化，大陆 伸展与裂谷，资源与能源等，均为深部物质运移和物理学、化学效应及地质构造耦合的产物。本文讨论了金属矿产资 源与地壳、地幔结构及深部物质运移的动力学响应。通过几个典型矿床和其形成要素了成矿作用的深层动力过 程。文中主要讨论了五个方面的问题： 第一，金属矿产资源成矿和分布与地壳、地幔结构及深部物质运移和成矿带。 第二，金的形成与深层过程。 第三，金属矿床的形成、演化和分布与深部物质及能量的交换。 第四，地幔热柱与成矿作用。 第五，地球内部深层动力过程与流体运移和必须深化研究的几个问题。 关键词：地球内部物质与能量的交换；成矿作用的深层动力过程；地壳与地幔结构；地幔热柱与成矿；圈层耦合 中图分类号：4KE( L < KJ 4KE-J 48- 文献标识码：M 文章编号：-::- C -KK(（(::8）:- C :::8 C -2 地球表面所见到的一系列地球物理场异常、地 质构造格局、地球化学组分变异，无一不受到地球内 部物质与能量的交换、圈层耦合和深层动力过程的 制约。基于“耦合”! H#%N$BA6 1系指不同物质和构造体 系之间各种介质和结构的相互作用 !物理的、化学的 和构造的 1，进而呈现出存在成因内在联系的物理、 化学机理及其结构变异的新现象。为此，在深化对地 球本体的认识中，在为资源、能源、灾害和环境变迁 以及全球变化的研究与探索中，必须深化对耦合响 应与深层动力过程的认识。应当确切地说，在地球科 学领域里不同学科的人们对耦合、深层过程和地球 动力学的确切内涵，不论在对定义的理解上，还是在 认识的深度、广度与应用上均还存在着一定差距，对 其研究和探索的深度与本质在总体上尚知之甚少。 为此，本文提出深部物质与能量交换和矿产资源形 成这一科学问题，乃是 (-世纪上、中叶地球科学领 域中成矿理论与动力成矿模型建立必须研究的主 题，且为其前沿与难题之一。 - 问题的提出与思考 -< - 问题的提出 地球内部呈圈层展布，主要可分为：沉积岩层， 结晶基底，上地壳、中地壳、下地壳，壳幔边界 !0#O# 界面或界带1，地幔盖层，软流层，E-: P&、3): P&间 ! 第 "# 卷大地构造与成矿学 断面，核 $幔边界与 %&层，外核和内核。它们的物质 属性和构造格局不论在纵向与横向都是不均匀的、 非线性的和各向异性的。由于深部物质与能量在不 停地运移和交换，各圈层之间存在着极其复杂的耦 合与深层过程和力系作用，如沉积岩层起伏与结晶 基底的继承性；地壳中不仅存在低速层 ’在个别地区 有两个低速层，如西藏高原 (，而且还存在高速梯度 夹层 ’如西北和华北地区 (；地幔盖层起伏的区域性 变异 ’如喜马拉雅地带 (；地幔低速层的埋藏深度和 厚薄亦均随地而异；!)* +,、-#* +,间断面的普通 存在；核 $幔边界层 ’%& (的热动力学效应；岩浆的形 成与运移；地磁场的西向漂移；地幔热柱的形成与热 物质上涌；板块的俯冲与消减；地幔对流的形态与检 验；地球内部的物质属性以及其对地表构造和对地 球化学元素分布的影响⋯⋯等等。这便表明，地表所 见到的一切地球科学现象，规模如此之大，作用时间 如此之长，不可能只依据地表作用去推断，而必须受 到地球内部物质运移与其物理 $化学作用响应和与 力源作用的控制（滕吉文，)..-）。为此，要解决成因 与力源的问题，要探索资源形成的深部介质和构造 环境问题，则必须研究和探索地球内部物质与能量 的交换和圈层耦合及深层动力过程。 )/ " 思考 地球内部介质结构、构造是研究深层过程与地 球动力学的主要领域。地球内部即是资源与能源形 成、演化与分布的场所，是地震和火山等灾害的策源 地，而且又与地表、海洋、日地空间以及全球变化的 相互作用关切。地表所见大型构造的格局，不论是造 山带与盆地、大陆伸展与裂谷、克拉通的构造活动均 与地球深部密切相关。换言之，浅部构造形态乃是深 部物质运动的一种响应。壳、幔、核的介质结构与物 理、化学属性及其差异定会反映出耦合响应和深部 动力作用过程的不同，以及深浅构造不协调的表征， 同时必受到边界条件的制约。然而当今在资源形成 与分布领域里未知的或尚不十分清晰的要素，如：介 质，结构，物理与化学要素，地质构造的表征，特别是 它们之间的耦合效应和运动学与动力学过程等课题 尚很多，确仍然是摆在地球科学家们面前的一大难 题，而且它们是不均匀的、非线性和各向异性的复杂 体系。 )/ 0 在地球深部结构与深层过程研究中必须深化 认识的科学问题 要推进和解决成矿的深部要素和物质运移的深 层动力过程这一带有本质性的科学问题，则必须重 视： ’ ) ( 高分辨率的地震三维速度结构和层析图 像，以刻划出地球深部地壳与上地幔的精细结构，特 别是大型和超大型矿床以及大规模矿集区的特异结 构背景和深大断裂体系的分布与延深。同时辅以物 理 $数学模拟，以取得深部圈层和耦合的定量深层 过程。 ’ " ( 提出多要素控制的和逼近于实际的复杂边 界条件约束下的正反演理论、方法和高精度的观测 系统，以获取大量的、精确的深部信息，给出大型、超 大型矿床和矿集区的深部介质和构造环境。 ’ 0 ( 地球物理场包括热物理场与岩石学、火山 喷发、深源捕虏体，深钻井和超深钻井所获定量资料 相结合，并通过 ! " # " $轨迹、痕量元素与同位素 化学（邓晋福等，)..1）对深部物质与过程的示踪及 高温高压实验以形成岩石学、地球化学和地球物理 学的纽带，并进行相平衡、相转变和介质物理与力学 的属性研究。 ’ ! ( 深部介质、结构与圈层耦合和深层动力过 程导致的深部物质组成和性质的转化，化学上的不 平衡与物理上的不稳定性乃是深浅物质与能量交换 和物质运动的必然。为此，地壳低速层，壳 $幔边界， 地幔低速层，!)* +,、-#* +,间断面，核幔边界 ’特 别是 %&层 (和它们的起伏变化，深度分布，物理属性， 地球化学场特征与变异及其动力学响应乃是有着特 殊意义的。 ’ 2 ( 地球内部结构、构造，地球物理边界场效 应，岩石学和深部流变学特征的综合研究是深化认 识地球本体，圈层耦合和深层动力过程的关键所 在。在这样的基点上不但要建立地球圈层与边界场 响应的动力学模型，而且要建立大型构造体系，大型 和超大型矿床及矿集区 ’带 (形成与演化的深层动力 过程模型。 " 金属矿产资源成矿、分布与地 壳、上地幔结构及深部物质运 移和成矿带 ") 世纪的地球科学在成矿过程和成矿理论研 究中不再是 ’或不再全是 ( 描述、假设与推断的定性 科学，而是在对地球运动学与动力学，耦合响应与深 层过程正确理解下 ’即物理与化学响应 (，且必须是 在具有充分而可靠信息的前提下，提出定量化的科 !第 "期 。 滕吉文：地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成 学结论，并以三维或四维图像来表征。这是因为一切 地表所见的地球物理异常、地球化学现象和岩石学 特征，一切资源、能源和环境及其形成和演化的源区 与作用力系均为地球内部物质运移的产物。 为此，对于金属矿产的形成与分布的研究，必须 考虑地壳和上地幔的介质与构造的错综作用，特别 是大型、超大型矿床和重要矿集区的形成则均为壳、 幔物质与能量强烈交换和金属元素聚集的结果。通 过我国大陆及邻近海域地壳与上地幔的研究显见， 壳源、幔源、壳幔源金属矿产元素的分布与岩石圈和 软流层的分布，及其不均匀性和各向异性关切，特别 是内生多金属成矿带和“幔根”与地幔低速层关系密 切（彭聪等，#$$$）。在岩石圈减薄区，幔源成因的含 矿元素通过区域深、大断裂上涌，并通过物理 %化学 作用与地壳上部物质交替和围岩变质。这表明深部 结构与深层动力过程制约着内生多金属矿床的分 布、含矿物质的聚集、形成和结构，例如深部韧性剪 切带便与多金属矿床密切相关。 我国大陆内部的南北构造带，东部郯庐 &郯城— 庐江 ’大断裂及其南延北伸地域，祁连—秦岭—大别 构造带，天山—阴山—燕山构造带，三江构造带，藏 南拆离带这六条大型构造界带，不仅是深、大断裂的 分布带，而且是陆内的块体界带。这里不仅分布有大 量的金属与非金属矿床，而且是地震的活动边界。例 如南北构造带 &川、滇及藏东南地域 ’为 ()、*+、,-、 ./、稀有和贵金属的成矿带，而且在这些地域对铂族 元素的勘查与勘探必须继续给予足够的重视。祁连 —秦岭—大别造山带系 ()、./、*0、1+、12的成矿 带。天山—阴山—燕山造山带系等亦均为金属、贵金 属和稀有金属的成矿带。在这些成矿带地域存在着 一系列大型和超大型矿床及矿集区 （涂光炽等， #$$$）。应当清晰地看到，在这些地带的地幔低速层 对其成矿作用起着重要作用，而且与壳、幔源成矿物 质的运移关切。 显然，深部裂谷构造、大型韧性剪切断裂带、变 质核杂岩及剥离断层等大型构造的活动与作用是与 各种类型大型、超大型矿床和矿集区的形成有着密 切的关系（翟裕生等，"334）。这表明，沿系列规模大、 延伸深的深大断裂 &穿壳断裂或抵上地幔软流层顶 部的断裂系统 ’ 体系之所以存在一系列的金属矿产 的分布或富集，主要由于这里是深部热物质运移和 上涌的通道，是深部物质与能量强烈交换的场所。下 面将通过一系列成矿实例来讨论矿产资源的形成和 聚集与圈层耦合和深层动力过程的必然关系。 5 金矿的形成与深层过程 56 " 金 &1+ ’起源于地核 基于金的非专属性、金属特性和新的金原子结 构模型，推断金应起源于地核（涂光炽等，"33"）。金 是以紫色气体状混合于铁镍之间，在地核的收缩与 膨胀过程中，金蒸气进入到地幔的软流层，其上升通 道为核幔之间由于核收缩或膨胀在局部或暂时形成 的大分子间隙。气态金元素在抵达地幔软流层后，由 于介质物理和化学属性的变异形成液态和气液态混 合相金，并与软流层中的甲烷类物质 & *78 ’一起，随 岩浆浆体一起流动。这种气液态混合相的金，在遇到 断裂和岩浆上涌时，占混合相 # 9 5以上的气态金将 进到由于地热事件而发生塑变软化的围岩中去， " 9 5左右的气 %液混合态金与岩浆一起进行分异。 在分异过程中液态金在地表浅水作用下，可直接变 成固态金；在地表咸水 &海水 ’、硫化物和二氧化碳等 作用下，呈络合物仍然进行搬运，待再遇到淡水或细 菌 &生物 ’等因素作用时，变为固态金。 这是因为，金元素可通过共价单键生成 1+#气 态分子，存在于气相之中，几个纳米& " -: ; "$ 1’大 小的金沸点可低至约 " $$$<（姜泽春等，"33=），通 常在地下 "$$ >:深处，温度达 " 5$$<，5$$ >:深 处为 # $$$<，# 3$$ >:深处 &核幔边界，?@层附近 ’ 可达 # 4$$<，故纳米金在地幔内可以气化。小于 " !:的超微粒金可成为气溶胶金 &气体中的超微粒 固体 ’被气体带走。在向上运移过程中，地幔流体便 成为含金的幔源成矿热流体。当进入到岩石圈后则 可沿断裂继续运移，并进入地壳浅层后圈闭成矿。 为此，金的形成过程是以气态!气!气液混合 态!液态!固液混合态!固态；从地核!?@层!下 地幔!上地幔!壳、幔边界!结晶地壳!沉积岩层 !地表的演化过程。不论金矿的物质来源，导矿通道 还是富集空间均表明在金矿成矿过程中，介质属性 和构造条件是主要的 &如断裂、构造交汇、围岩地球 物理与地球化学属性 ’，而岩金和伴生金都源于地球 深部，并受到深浅物质与能量交换和物理与化学过 程的相互作用所制约。据估算，在地球大约 =$ AB的 演化过程中，大约 33C的金都集中在铁镍地核核内 （中国有色金属工业总公司北京矿产地质研究所， "3D4）。 56 # 老王寨超大型金矿床的形成与壳、幔结构 老王寨超大型金矿床位于云南省镇沅县，为扬 子陆块与印支陆块衔接的部位，且为金沙江—哀牢 ! 第 "# 卷大地构造与成矿学 图 ! 通过老王寨金矿区（"）和金顶金矿区（#）及其相邻地域的地震层析速度结构概略剖面图 （据赵永贵等，$%%"） $ &高速异常；" &零异常；’ &低速异常 ( 等值线间距为 ’) $%&’ ! ()%*+%, -.+.&/"01%, 2)3.,%-4 *-/5,-5/"3 *6)-,1 0/.7%3)* ,/.**%8& 9".:"8&;1"% <" = "8> ?%8>%8& <#= &.3> ./) "/)"* "8> ">@",)8- /)&%.8* 山、红河、元谋—绿汁江和九甲—墨江四条深断裂的 交会部位，产于哀牢山构造变质岩浆杂岩中 *这里即 为推覆构造带，又为韧性剪切带 +，金储量约 $,, -， 平均品位 . / $. 0 1 -，该金矿的源岩为蛇绿岩及蛇绿 混杂岩和中新生代的幔源岩浆岩。这些岩体中的金 含量均较高，如玄武岩中平均为 .$ 2 $, & %，石英斑岩 中为 ’" 2 $, & %，煌斑岩中为 ""# 2 $, & %。老王寨金矿 区内外有着大量的煌斑岩 *同位素年龄为 %3( ’ / #, 45和 .3 / ’, 45两个时段 +，富碱斑岩类 *石英斑 岩，花岗斑岩，花岗闪长斑岩，同位素年龄为 ., / !, 45 +，碱性玄武岩及超基性岩，它们均源于地幔，属 幔源部分熔融产物。它们在形成时间上与金矿化一 致，在空间上与金伴生，并且它的本体也广泛产生金 矿化。例如该矿床内的云煌岩 %,)以上受到不同程 度的热液蚀变或矿化，约有 ",)成为金矿（化）体。 由于地幔中热物质上涌形成的低速体中富含金元 素，故当它进入地幔时便可直接沿断裂侵入到地壳 浅部或沉积岩层中（图 $）。由于地壳低速层上下介 质的韧性剪切活动强烈，并与来自地幔流体携带的 矿化剂和热量发生强烈的物质与能量的交换，故促 使矿源岩中的金大量活化析出，形成壳源成矿热流 体，并在进一步富集过程中沿导矿构造（九甲—墨江 断裂 +进入浅层圈闭构造成矿（赵永贵等，$%%"；边千 韬等，",,,）。 老王寨金矿床地带不仅矿源物质来自地幔，而 且与地壳和地幔结构密切相关，如该矿床下面低速 透镜体较厚，且上凸，中、下地壳内的高速体乃是地 幔物质上涌后的冷却体，为金的矿源岩之一；该矿床 辖区在地面的垂直投影位于渡口—楚雄幔隆与兰坪 —景东幔隆的交会部位 *图 " +。位于金沙江—哀牢山 断裂以北澜沧江—孟连这一幅度达 $3 / ", 67的软 流层隆起区和扬子陆块西南角东侧个旧亚低速柱的 西缘。 另外，印度板块与欧亚板块的碰撞汇聚地带的 玉龙斑岩铜矿，冈底斯斑岩铜矿和云南金顶等大型 和超大型铅锌矿也均表征着其在成因与矿源上与 壳、幔物质运移和特异结构间的内在联系。 . 金属矿床的形成、演化和分布 与深部物质、能量的交换 .( $ 89: ;<: =>: ?9等金属矿床形成与深部流体物 质的运移 因为伸展作用导致地壳减薄和上地幔顶部上隆 形成变质核杂岩区的高热流环境，促使下地壳岩石 的混合岩化和重熔，且使以壳源为主体的中酸性岩 浆活动在变质核杂岩的中心部位发育，故为成矿元 素的运移提供了热能。基于下部地壳深处以韧性变 形为主，形成网络状韧性剪切带，使基底岩系或侵入 其中的基性岩糜棱岩化，并提供一部分变质热液。它 与岩浆来源的热流，共同形成还原环境下的热液循 环系统。这些热液必然要淬取围岩中的成矿元素组 分，并形成含矿热液。上部高角度正断层系和脆性破 裂系为地下水的深循环提供了通道，异常的地热梯 度为流体循环提供热能（翟裕生等，",,$）。在热流体 !第 "期 图 # 老王寨超大型金矿床的形成与壳、幔结构关系示意图 （据边千韬等，#$$$） " %显生宙盖层；# %前寒武纪结晶基底；& %煌斑岩和富碱斑岩；’ %超镁铁 质岩；( %镁铁质岩；) %主逆冲断裂及深断裂；! %韧性剪切带；* %金矿体 !"#$ % &’()*+ ,-. /+01"2# 3(4-)"02/+". 5()1((2 603,-)"02 06 /7.(34-3#( 8-01-2#9+-" #04: :(.0/") -2: /)37*)73( 06 *37/) -2: ,-2)4( 图 ; 甘肃省西成铅锌矿带与深部地壳、上地幔结构背景 （据董奇珍，"+**；彭聪等，#$$$） !"#$ ; <"*+(2# =5>?2 :(.0/")/ "2 @-2/7 =30A"2*( -2: :((. 5-*’#3072: 603 /)37*)73( 06 *37/) -2: 7..(3 ,-2)4( 滕吉文：地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成 循环与剥离断裂的耦合下形成十分有利的氧化 —还原带，且构成了矿物质聚集的有利地段。 ’, # 甘肃省西成铅锌矿带的地壳与上地幔深 部构造环境 西成铅锌矿带规模很大，它包括 ’个主要 成矿区和两个特大型铅锌矿床 -厂坝—李家沟 和毕家山 .，这一层控矿床亦属热液型，其成矿 作用的热能与金属成矿元素均源于深部。由深 部结构和构造可见 （彭聪等，#$$$；董奇珍， "+**；张文斌等，"++&），西成铅锌矿处于： - " .岩石圈地幔减薄和软流层上隆上方，在 深部力系作用下，/010界面上隆，下地壳介质 亦同步上隆，故使上地幔减薄 -图 & .。 - # . 天水—成县之间地壳结构的特异变化 表明，这里存在着一条直下切入地幔的深断裂 带，这一深断裂带构成了该铅、锌矿床深部热物 质上涌的通道。 - & .深部含矿热液以此断裂为通道上涌，侵 入下地壳，使其增厚、熔融，花岗岩浆上升侵入 上地壳，并局部出露地表，在物质与能量交换过 的物理 %化学作用过程中为成矿作用提供热能 和矿源。 - ’ . 在矿集区上地幔高导层埋深仅 ($ 2 (( 34，充分表明了深部热物质的向上运移及其导 致的壳、幔构造格局。 ’, & 湖南省郴州市柿竹园超大型钨多金属矿 床成矿的深层过程 该矿床产于多组陡倾断裂交叉 与表层褶皱滑动平面的复杂挤压剪 切破裂带，基本上是由三期岩浆 %热 液运移和叠加而形成的一个复合矿 体。在区域构造和应力作用下，中生 代以来壳、幔介质在水平振荡和水平 剪切作用下，不仅导致活化，且形成 了多期岩浆活动与成矿作用（刘义茂 等，#$$$）。由图 ’可见，柿竹园矿床 经历了深部物质运移的成矿动力环 境，在水平振荡和剪切力系作用下， 在深部断裂区，存在着富 56、碱的岩 浆岩及钨、锡、钼、铋成矿带，在两侧 则为基性岩及铁、铜、金成矿带。 ’, ’ 超大型斑岩铜矿形成的深部 条件 ’, ’, " 全球超大型斑岩铜矿的分 ! 第 "# 卷大地构造与成矿学 图 ! 柿竹园矿床多层次振荡剪切对流成矿模式图 （据刘义茂等，"$$$） ! %侏罗纪断陷海 %湖盆；" %泥盆系碳酸盐组成的复向斜；# %现代侵蚀面；$ %盖层与基底 之不整合面 %剪切面；% %柿竹园超大型钨多金属矿床；& %千里山燕山早期花岗岩；’ %王仙 岭印支期花岗岩；( %预测隐伏的兰家燕山早期花岗岩及脉钨矿床；) %对流系统；*+, %志留纪 %震旦纪地层；*+- %活化的流体、低熔组分、成矿物质及运移方向；*+. %混合花岗岩；*+/ %混合 岩；*+0 %剪切及振荡剪切面；*+1 %长城岭玄武岩；*+2 %杉山岭辉石正长岩 "#$% ! &’()**+$’,#- .+/’* 0+1 .2*(#3*’ +4-#**)(#+, ),/ 45’)1 -+,6’-(#+, +0 (5’ 75#85292), +1’ /’3+4#( 布和幔源物质响应 全世界 &’个 &$$万 (级以 上的超大型斑岩铜矿床，")个 集中在太平洋东海岸中新生代， 特别是第三纪构造 %岩浆带；" 个分布在太平洋西海岸中新生 代构造 %岩浆带；&个分布于特 提斯新生代构造 %岩浆带；"个 分布在中亚—蒙古晚古生代构 造 %岩浆带；只有 *个分布在印 度克拉通前寒武纪构造% 岩浆 带，这些构造 %岩浆带均处于不 同时期的大陆板块边缘。 在这一系列斑岩铜矿床地 带，确为地球深部壳、幔物质与 能量强烈交换的场所。通过对秘 鲁、乌奴吐山超大型斑岩铜矿 的分析（芮宗瑶，"$$$）可以得到 佐证。 智利—秘鲁超大型斑岩铜 矿带产于壳幔物质最强烈的交 换部位，如在纳兹卡大洋岩石圈 俯冲带的上盘分布有众多的超 大型斑岩铜矿床。大洋岩石圈在 深部热液作用下，其部分熔融深 度不仅达到岩石圈下部，甚至达 到软流圈上部。这样，大洋沉积 物中大量的水和金属组分便可 以被带到很深的部位 +最深达 ",$ -./。大约在 #$ -.深处， 伴随着安山质岩浆和钾玄质岩 浆上升，在宽达 "$$ 0 ,$$ -. 地带，普遍有热流体强烈活动， 并引起广泛的蚀变和矿化。以黑 云母和钾长石为标志的钾硅酸 盐交代岩、电气石化岩、绢英岩 和青磐岩等成为识别斑岩铜矿 产出的重要标志。 乌奴格吐山斑岩铜矿床位 于得尔布干深断裂的西侧。该深断裂带在区域上分 割了额尔古纳复背斜与海拉尔—根河复向斜，构成 隆拗交接的势态，而在隆起一侧的横张断裂系统控 制了矿田和矿床的定位。受燕山期板块作用的推移， 海拉尔—根河复向斜下插到额尔古纳复背斜之下， 引起幔根的部分熔融，产生深源花岗质岩浆上侵，并 形成了斑岩铜钼矿床。 ’1 ’1 " 大型和超大型斑岩铜矿形成的过程 在许多超大型斑岩铜矿床形成过程中，都可以 见到两个阶段的壳幔物质强烈交换。第一阶段主要 !第 "期 滕吉文：地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成 发生于板块聚敛或幔根消减之前，即形成富铜玄武 岩—安山岩建造。第二阶段则主要发生于板块聚敛 或消减期间，形成含矿斑岩建造。这里举两个例子来 讨论这种过程： 第一，多宝山斑岩铜矿，中奥陶统多宝山安山岩 组表征着第一阶段壳幔物质交换，其平均含 #$为 "%& ’ "& ( )；海西期 * +!& , +-& ./ 0与成矿有关的花 岗闪长岩和花岗闪长斑岩表征第二阶段壳幔物质的 交换，其平均含 #$ 量分别为 1& ’ "& ( ) 和 2& ’ "& ( )。它们的初始锶值都为 &3 4&-，其岩浆源区都投 影在玄武岩区。 第二，德兴斑岩铜矿，中元古界双桥山群英安质 火山岩和火山凝灰岩表征着第一阶段壳幔物质交 换，其平均含 #$量为 4) ’ "& ( ) , +&% ’ "& ( )；燕山期 成矿花岗闪长斑岩代表第二阶段壳幔物质交换，其 平均含 #$量为 !- ’ "& ( ) , +1& ’ "& ( )，铜厂花岗闪 长斑岩的初始锶值为 &3 4&%，投影于玄武岩源区。 -3 -3 % 大型和超大型斑岩铜矿在我国的远景区 目前来看，我国西北、华北和东北广大地域发现 了众多的斑岩型铜矿床，其中有的属大型，有的则近 于超大型斑岩铜矿床（芮宗瑶，+&&&）。它们形成于不 同时期，并可分为古老克拉通斑岩铜矿 *如超大型铜 矿峪斑岩铜矿 0；活动大陆边缘斑岩铜矿 *如阿尔泰 南缘斑岩成矿带、博罗科努—觉罗塔格斑岩铜矿、北 山斑岩铜矿、白乃庙斑岩铜矿和多宝山超大型斑岩 铜矿等 0；活化斑岩铜矿 *如超大型大兴安岭西侧活 化带斑岩铜矿，大兴安岭东侧活化带斑岩铜矿和燕 辽活化带斑岩铜矿 0等。然而对于斑岩铜矿来说，应 当清晰的认识到，斑岩铜矿的源岩或源区在岛弧地 区和在大陆地区完全不同，其成矿系统的延续时间 长达 "& , 4& ./以上，而且通过表生氧化富集作用 过程才使得铜的品位大为增加。 我国学者在大陆地区已进行了一系列有成效的 研究（芮宗瑶等，"!2-；杜琦，"!2&；马鸿文，"!!&），通 过对地幔根和部分熔融玄武岩产生的深源花岗岩浆 分析，取得多宝山和德兴含矿斑岩的初始 56 值为 &3 4&% , &3 4&-，故证明其源岩或源区为玄武岩。玉龙 斑岩铜矿的初始 56值为 &3 4&)) , &3 4&44，故表明其 源岩为富金云母上地幔 7下地壳镁铁质岩 7上地壳 麻粒岩。这种斑岩类型的铜矿除在我国大兴安岭东 西两侧外，还在三江地带、怀玉山—武夷山地区、青 藏高原南部拆离带、雅鲁藏布江碰撞会聚带南、北两 侧和东天山各地均有着一定前景。 1 地幔热柱与成矿作用 地幔热柱表征着地球内部深处热源物质的垂向 运移，而板块构造则是基于水平运动，且具旋回性 *威尔逊旋回 0。由于地幔热柱源于地球内部，通过实 验模拟可以求得其基本形态 （#/89:;<< !" #$3= "!2!）。当它从深部上涌时，便可以携带着大量的热 液和成矿元素，并在运移进程中与围岩发生蚀变和 物质与能量的交换。在物理 (化学作用的整体过程 中，在适当的活化剂与活化环境下，矿物逐步聚集， 并形成热液型矿床。 当今关于地幔热柱的来源问题主要有两种认 识，即一为来自 + !&& >8深的核幔边界，另一为 )4& >8的地幔间断面。目前来看二者可能均存在， 并可分为一级地幔热柱 *来自核( 幔边界 ?@层 0，二 级地幔热柱 *来自 )4& >8间断面 0以及三级地幔热 柱（或称热点 0，后者是由于一、二级地幔热柱上升抵 达岩石圈介质后 *即 "&& >8深度附近 0，基于岩石圈 结构、构造和介质与断裂分布而分叉后形成的小柱 体。这些小柱体与含矿物质的聚集和地表火山活动 有着密切关系。近年来对地幔热柱与成矿作用的研 究取得一定的进展，如在卡林型金矿矿集区，与基性 超基性岩有关的 #$ ( AB ( CDE硫化物矿床、条带状 铁建造（王登红，"!!2、+&&"；牛树银等，+&&"、+&&+； 邓晋福等，"!!+；刘方杰等，+&&&；FG<;H !" #$%= "!!!）。我国亦在着手进行这一方面的探索。然而，当 今首要的是确定在我国地幔热柱和热点的存在、分 布与属性，这对成矿远景的区划有着极为重要的意 义。 13 " 世界上与热点和地幔热柱相关的金属矿床资 源 13 "3 " 与热点和地幔热柱成因相关铜矿床的含铜 量特征 由于地幔热柱的时空演化和其对成矿过程的控 制作用，故必影响到不同阶段的成矿效应，因为在它 的各个演化阶段，与其相关的成矿作用各异。与地幔 热柱相关的矿床类型很多，主要有：碱性岩型锡矿、 热液型铜矿、层状铜矿和裂谷型铅锌矿，可能还有其 他类型，如白云鄂博的巨型稀土、铌铁矿床、奥林匹 克坝的巨型铜 (稀土 (铀矿床等。 铜矿、特别是热液铜矿的成因与热点密切相 关。依据众多铜矿床形成与构造 (岩浆活动进行综 合分析表明（王登红，"!!2），与这些铜矿有关的玄武 !" 第 #$ 卷大地构造与成矿学 岩具有较高的本底含铜量 %表 ! &。而且，夏威夷玄武 岩等洋岛玄武岩的铜含量明显高于大陆溢流玄武 岩 %如苏必利尔湖区 &。因此可以推论，大陆溢流玄 武岩中的铜已部分被淋滤出来而形成铜矿 %如苏必 利尔湖区的怀特潘层状铜矿、上密执安铜矿等 &。洋 岛玄武岩中的铜未能淋滤出来成矿的原因，可能主 要是由于洋岛玄武岩在形成定位之后，很快离开地 幔柱的本体，即脱离了地幔热柱的热影响。大陆溢 流玄武岩则作为地幔热柱的主要产物，仍然受到地 幔热柱后续热事件的作用，故有助于维持热流体的 循环。 ’( !( # 与地幔热柱相关的大型和超大型铜矿成矿 的深层过程与矿化类型 地幔热柱自核幔热动力边界上升到地表附近， 最终以大规模岩浆作用的形式喷发或侵位，这是一 个非常复杂的过程，即可分为初始阶段，上升阶段， 壳、幔相互作用阶段和喷发消退阶段 （王登红， #""!）。 由于地幔热柱来自地球深部，当它的头部顶冠 和其所携带的物质穿过地幔、地壳，进入沉积岩层 时，它的巨大能量可以首先导致地壳物质的重熔， 生成一套 )型花岗岩。这一过程主要表现为壳、幔 之间物质与能量的交换，而与热点有关的玄武岩 中，铜的含量是各类火成岩中最高的，如夏威夷基 拉韦厄玄武岩中铜的平均含量为 #"$ * !" + ,，格陵 兰卡普斯托切玄武岩中含铜达 !-$ * !" + ,。世界上 很多大型和超大型铜矿均产出在与热点有关的裂 谷环境中，如西德晚古生代的曼斯苏尔德铜矿，北 美晚元古代的白松 %./012 3042& 5海湖 %)26 7682& 5博 克屯 %9:;81:<4& 5威特维黎 %.01=720 &等著名铜矿。 地幔热柱和热点环境中的矿化类 型主要包括：碱性岩型锡矿、热液铜矿、 层状铜矿、裂谷型铝 %铜 &矿、铀矿、金刚 石及非金属矿床（)6<804>5 !-$,）。 ’( # 我国大型和超大型金属矿床成 矿与地幔热柱 在大型和超大型金属矿产的成矿 过程中，地幔热柱的作用是十分重要 的，而在识别和分析中地球物理深部结 构与地球物理场，地球化学与 ?@ A BC5 DE2 A FE2 以及 G0 A H 的比值 （王登红， !---）和地质构造特征的综合对比与分 析占有重要地位。 ’( #( ! 地幔热柱与金成矿 胶东特大型金矿矿集区。该矿集区长期以来存 在玄武岩活动，而金是源于地幔热柱，即来自于地 幔热柱头部顶冠（王登红等，!---）。这是由于金矿 矿集区除分布有大量的煌斑岩、辉长岩等地幔岩 外，矿床中也含有幔源物质，而胜利油田天然气中 氦同位素的 DE2 A FE2比值在 #-个样品测定中，其平 均值为 !( ’I * !" + ,，故表明相当一部分氦为来自地 幔（徐永昌等，!--F）。另外，在幔隆和幔凹的转换地 带与位场的梯度变异地带不仅往往分布着大型构 造带，而且也是该地带金矿床的矿集区 （山东招金 集团公司，#""#）%图 ’ &。金及金矿床中的 J15 K@5 B0 等幔源物质是同时来自燕山期的地幔热柱所携物 质。由于胶东地区大量金矿的产出，而规模大的金 矿却又均出现在靠近渤海一侧，如三山岛、玲珑、焦 家等地，故为地幔热柱所控制。依据该区地壳与地 幔特异结构和地球物理场特征，并通过综合研究发 现，渤海地区是一个具有特异深层过程的、潜在的 地幔热柱区（滕吉文等，!--$）。 这便表明：地幔热柱的上升不仅促使金矿矿化 呈区域性富集，而且会引起燕山早期老地层重熔而 花岗岩化。在燕山晚期地幔热柱继续上升，该区地 壳进一步减薄 %渤海地区地壳厚度为 #I 8L，而在上 地幔 !#" 8L处尚存在低速体 &，火山盆地的形成和 地幔热柱火山岩的直接喷发，到喜山期，地幔热柱 中心可能移到渤海的渤中坳陷，故导致渤海打开， 并在渤海周边地域呈现大面积火山岩喷发。然而， 渤海及其相邻地域不仅有多类型金属矿产的分布， 而且这里是一个有着重要潜在远景的石油油田 区。 滇黔桂卡林型金矿矿集区。这里不仅 M:/:界 !!第 !期 滕吉文：地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成 面上隆，而且呈现出等轴状环形航磁异常、重力异 常、环形构造和穹隆构造等（王砚耕，!""#；李朝阳 等，$%%%）。在扬子陆块的西南缘、西北缘分布有一 系列 &’、&(、)’、*+、,-、.-多金属和铌大型、超大型 矿床（王登红等，$%%$）/图 0 1。广西金牙金矿床，黄 铁矿和毒砂表面存在含铂金矿、汞金矿和铂金矿的 显微金粒的发现（王奎仁等，!""#）表明，铂的来源是 与该区隐伏的基性或超基性岩体有关，即来自于地 幔。滇黔桂地带的微细浸染型金矿和峨眉山玄武岩 关切，玄武岩本身含 &’丰度高，如大厂层 /赋矿层 1 在不同岩层中含 )’可达 ##2 3! 4 !% 5 "，6#2 77 4 !% 5 "，682 $# 4 !% 5 "。峨眉山地幔热柱的部分岩浆有可 能滞留在滇黔桂地壳之下，并通过后期岩浆底侵作 用而制约金矿的矿集区。 62 $2 $ 秦岭地幔热柱与成矿 秦岭造山带是一个多金属矿产资源聚集的地 带，如 &’、&(、)’、,-、*+、9:、;<、):、)=、>?、@、;A、 BC、.D、,=、E<等，而且是世界上最重要的钼矿成矿 带。这里的钼矿属矽卡岩和斑岩型，其中三 个超大型矿床 /南泥湖—三道庄、上房和金 堆城 1 的储量占东秦岭成矿带钼 /钨 1 储量 的 36F，为世界上十个超大型钼矿床之 一。根据秦岭不同时代玄武岩地幔源区类 型的地球化学分析，不仅揭示了北秦岭和 南秦岭地带的地幔热柱源岩浆的时代，而 且认为这里存在地幔热柱。同位素和微量 元素组成对比表明，松树沟蛇绿岩的 G 5 9HI;属地幔热柱源岩浆产物，并肯定 G 5 9HI; 与 HJ; 同为来源于地幔热柱源区 （刘方杰等，$%%%；张本仁，$%%!）。同时北秦 岭产于裂谷环境的古元古代秦岭群变拉斑 玄武岩，产于大陆裂谷向初始洋盆发展过 程中的中元古代晚期宽坪群变拉斑玄武 岩，北秦岭弧后盆地的二郎坪群玄武岩均 为来自地幔热柱源区，并辅以亏损地幔。南 秦岭和扬子北缘元古宙碧口群、铁船山组、 耀岭河群和白勉峡组玄武岩浆源区均属于 地幔热柱类型。这里地幔热柱的活动具有 北早南晚和活动中心随时间延续的规律。 通过以上对地幔热柱与金属矿成矿作 用的讨论可见，地幔热柱的形成、演化、空 间结构和深层过程是在极为复杂的物质与 能量交换进程中产生的，它与深部热液作 用和上涌及在溢出过程中与围岩产生物理 5化学反应，并在热异场背景的影响下，金属矿物不 断富集成矿，且逐步形成大型和超大型矿床。因此， 不论是在中国的北方，还是南方，在寻找大型、超大 型矿床和矿集区时，对地幔热柱作用的研究具有十 分重要的意义。 另外，新疆北部 )’ 5 >? 5 /*EG1 硫化物矿床的 形成，很可能是由于海西期地幔热柱活动 （王登红 等，$%%%），而地幔柱尾部的基性和超基性岩浆得以 沿深大断裂上侵，进而促进系列铜、镍硫化物矿床的 形成 /图 3 1。 总之，应当注意到，在地球圈层结构形成的同 时，由于地球内部与外部的温度差、压力差、粘滞度 差等（牛树银等，$%%!），会导致地球内部发生以地幔 热柱多极化分裂为主要形式的垂向物质运移，沟通 深部热物质上涌的通道，并使聚集在地核与核幔边 界处的气态金属元素成为地幔热柱的热物质流，并 向岩石圈运移，进而以气 5液态或固 5液态向沉积 岩层中运移。因而在有利的介质与构造部位，如扩容 图 ! 胶东地区 "#$#界面深度分布图 （依重力资料反演，据山东招金集团公司，$%%$） ! 5莫霍面凹陷区；$ 5莫霍面隆起区；J 5渤海湾莫霍面隆起；!5胶西北莫霍面 凹陷；" 5莱阳莫霍面隆起；# 5胶南莫霍面凹陷 %&’( ! )*+,$ -&.,/&01, 34+ #5 "#$# &2 *4., #5 6$42-#2’ 4/*4 7829*/. 0: ’/49&,: -4,4; !" 第 "# 卷大地构造与成矿学 图 ! 新疆北部铜镍硫化物矿床成矿系列的成因模式 （据王登红等，"$$$） "#$% ! &’(’)#* +,-’. /,0 )1’ +’)2..,$’(#* 3’0#’3 ,/ *,44’05(#*6’. -’4,3#)3 #( (,0)1’0( 7#(8#2($ 图 9 扬子地块西南、西北缘某些大型、超大型矿床分布图 （据李朝阳等，"$$$） "#$% 9 :#3)0#;<)#,( +24 ,/ .20$’ 2(- 3<4’0.20$’ ,0’ -’4,3#)3 #( 3,<)1=’3)’0( 2(- (,0)1=’3)’0( +20$#(3 ,/ >2($)?’ *,()#(’()2. ;.,*6 带中促使聚集成矿，并形成金、银、铜、铅、锌等多种 元素的重要矿床。 % 中国东部和西南地区 深部壳、幔物质运移与多金 属矿床的成矿效应 %& ! 中国东部中生代多金属矿床的成 矿效应 中国东部经历了漫长而又复杂的构 造运动和地质演化，这里的矿产资源十 分丰富，特别是 ’(、)(、)*、+,、-.和 /、 0,、0.、12、)*、3,、+4等稀有金属矿产，而 它们主要产生于燕山期 5即 !6$ 7 !$% 8 6$ 7 !$% 9这一亿年左右时间内:，即这是 一个大规模的成矿期。据全国金矿床统 计，%%%个矿床中有 ;!6个是中生代形成 的，占矿床数的 #6<，占金矿总储量的 #;<，且基本上产出于中国东部。华南和 扬子陆块周边的大量重要银矿床亦均形 成于燕山晚期（王静纯，!==6）。长江中下 游和赣东北等地的斑岩型、矽卡岩型和 次火山热液型铜矿床在我国铜矿资源中 至少要占一半左右，而它们却大多为燕 山期成矿作用的产物。举世瞩目的华南 钨锡矿床，更是燕山期成矿作用的结果。 为什么这么多矿产资源在地球形成 >% 亿年以来，全集中在这一亿年里呢? 这就 必须追逆到我国东部在地史期间地球深 部物质与能量的交换和其深层过程。应 当清晰地认识到，这一时期是中国东部 大规模岩石圈减薄和构造体系的重大转 折时期，在它们的共同作用下，不仅使之 成为大规模成矿的时期，并造成了深部 物质和能量向浅部传输，而且为大规模 的成矿作用提供了必需的热量、流体、挥 发组分和成矿元素（华仁民等，!===）。这 表明，壳、幔相互作用和深部及浅部物质 与能量的交换是多金属矿床成矿的重要 “源泉”。当然这一大规模的成矿作用和 过程都是不均匀的。 %& " 西南三江地区新生代成矿区的形 成与深层过程 我国西南三江地区是我国新生代以来最为重要 的成矿区。这里存在着一系列大型、超大型矿床和颇 !"第 !期 图 ! 三江地区新生代矿集区分布概图 （据王登红等，#$$#） ! %花岗质岩；# %前寒武纪变质岩；" %古生界；& %中生界；’ %新生界；( %时代明 确的金矿；) %未测年的金矿；* %铜矿；+ %砂金矿；!$ %铅锌矿；!! %煤矿；!# %成 熟的矿集区；!" %近期可扩大规模的矿集区；!& %潜在的矿集区；!’ %主要断裂 "#$% ! &#’()#*+(#,- ./0 ,1 ./2,) 34-,5,#6 ,)4 6,-64-()/(#,- /)4/’ #- 7/-2#/-$ )4$#,- 滕吉文：地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成 具特色的矿集区（王登红等，#$$#），如玉 龙 （以铜多金属为主 ,、金顶 （以铅锌为 主 ,、牦牛坪 -以稀土为主 ,、哀牢山 -以 金为主 ,等等 -图 * ,。这一系列矿集区的成 矿物质均来源于地幔深处，在热液中携带 着大量的成矿物质，岩浆和流体则为通过 深部热物质上涌，并逐步聚集形成矿床。 近来，在滇黔边境地带 -以鲁甸为重 点，沿鲁甸、中水—迄车、威宁乌蒙山一 线 , 发现了一个颇具远景的新类型铜矿 床，现命名为沿河铜矿 （科学时报，#$$# 年 )月 !+日）。该铜矿厚度达 #$ . +$ /， 为自然铜 %气化铜层控型铜矿床。它不仅 规模大，而且品位高 - $0 ’1 . #$1 ,，赋矿 单个向斜面积达 "$ 2/#。这种类型的大 规模自然铜成矿，在世界上只有一例，即 美国的密歇根基韦诺大型自然铜矿，我国 这一发现乃是第二例 -涂光炽，#$$#年 ) 月 !+日 ,。这一矿床恰处于地球化学急变 带—地球化学省边界处（朱炳泉，#$$!）， 由当地农民交认的一块含沥青的自然铜 矿石为导向，圈定了鲁甸古火山口向斜构 造环境中二层角砾凝灰岩夹一层气孔状 熔岩及宣威组地层中自然铜一氧化铜层 控铜矿床，显然这是一个热液型铜矿床， 是深部物质上涌，蚀变与聚集成矿的产 物。 (0 " 中国东部陆缘郯庐断裂的成矿效 应与深部壳、幔物质的交换 郯庐断裂带规模大，深度也大，是一 个多期构造活动叠加的伸抵上地幔的巨 型断裂带 -可称为深大断裂带 ,，在它的形 成与演化过程中伴随着众多不同类型的 金属矿床形成。该断裂带在性质上自古生 代以来经历了张列、压扭和扭张变化，相应的岩浆活 动由超基性，基性—酸性到碱性的演化过程。在这种 构造和岩浆活动驱使下，形成了一系列相应的矿床： 金刚石、34、56、37、89等岩浆岩矿床!37、:;、<、 =>、?@、A>、BC、=@、DC等热液矿床与石油和烃类气 藏!37、DC、石油、烃类气，非烃类气及宝石矿床等 （郝英等，#$$#；郭文魁等，!+*#）。在郯庐断裂东、西 两侧及其北伸与南延地带，地壳与上地幔的结构和 地球物理场效应是不均匀的和各向异性的，故在不 同地段、不同时期和不同类型的矿产形成过程中， 壳、幔物质与能量交换的程度是各异的。正是由于这 种强烈的壳、幔物质和能量的交换，故导致深部物质 沿一系列断裂通道上涌，以使流体通过地幔和地壳 介质，并在与围岩进行物理 %化学作用后，促使矿物 与元素聚集，从而形成大规模热液矿床的矿集区。但 该大断裂带两侧的成矿作用具有明显的阶段性、偏 对称性、交叉性和差异性。这是由于郯庐断裂带在穿 越各个不同属性陆块和东西向造山带过程中共同作 用所致。虽然壳、幔物质运移与作用的程度差异必会 影响着不同部位、时期和成矿的类型，但深部物质与 !" 第 #$ 卷大地构造与成矿学 图 ! 攀西裂谷带及其相邻地区的 !值分布特征 （据姚虹，!%&&） （注：阴影区表示该区 !值分布的差异带） "#$% ! &#’()#*+(#,- ,. !/012+3 ,. 41-56#6+1/7#861-$ )3$#,- 1-9 19:183-( 1)31’ ’ ()*+,- *../01*.2,03 +244/5/0.2*6 7,10+*58 ,4 !9:*61/ ; 能量的强烈交换及其物理 <化学作用过程则系大规 模热液型矿床和矿集区形成的必要与充分条件。 => " 裂谷区的幔源型岩浆侵入与矿化 大陆伸展与裂谷作用和地幔热柱之间有着极为 密切的内在缘由，现以我国攀西裂谷为例来讨论其 成矿作用（滕吉文，!%%"；曾忻耕，!%&?）。 => "> ! 攀西裂谷构造带是一个多金属矿产聚集带 以幔源或壳幔混合源物质成矿的矿石建造是十 分复杂的，且为多元素组构的矿床。在该矿化区内有 @/、A2、B5、C2、B,、D.、B1、E,、C7、A*、F5、G、A)、HII、 硫化物等，这里存在着分异良好的超基性岩体型 B1、C2、D.成矿系列，层状侵入体的 ’ B5、D. ;、B1、C2、 @/、’ A2、J; D成矿系列，玄武岩中的 @/、B1矿床，碱 性岩脉中的 C7、A*、F5成矿系列，稀有元素和稀有 < 稀土 <放射性成矿系列及高钾 ’火山 ;岩系中的铅矿 等。 => "> # 区域地壳与上地幔结构特征 该区成矿作用主要发生在镁铁质或超镁铁质岩 中K岩体受南北向深断裂体系的控制。这一断裂系切 穿沉积岩层、结晶基底、壳幔边界K 并深达上地幔及 软流层中。由于断裂多次活动K故导致岩浆脉动侵入 与叠加K当必控制成岩与成矿的格局。攀西构造带壳 <幔边界上隆，地幔低速层埋深为 &L M %L NO，即明 显抬升，而且有一系列深断裂交叉分布。这是这一构 造带中的岩石圈减薄区，又恰处于扬子陆块向青藏 高原巨厚地壳的过渡地带（滕吉文，!%%"）。该区上地 壳在华坪—攀枝花地带为高速区，并近地表。地壳低 速层厚度很大，可达 #L NO左右，速度为 ?> = M => L NO P (，而上地幔顶部介质的速度为 $> = M $> $ NO P (K 即属于异常的上地幔顶部（A/0Q R2-/0K !%&%；熊绍 柏等，!%&=；尹周勋等，!%&$；滕吉文，!%&&）。 攀西裂谷带内部 !值低于东、西两侧 （姚虹， !%&&），西部中甸、宁蒗、永胜、华坪等地 !值为 S=& M "S?；东部巧家、昭通、东川等地 !值为 "&L M =!=；中部冕宁、木里、西昌、普格、盐边、米易、攀枝花 等地的 !值为 #?! M #SL ’图 % ;。在该裂谷带东、西 两侧存在着不同的速度结构，且各向异性。裂谷区地 热活动强烈，大地热流值在轴部最高，且岩石圈底部 地幔流向上发散（A*0 AT,0QN2/K !%&$）。在这一被动 活化的古裂谷带，存在着异常的壳、幔结构，多期次 的构造和岩浆活动，强烈的物质与能量的交换。这种 深部结构和深层过程为该区贵金属、稀有金属和多 金属矿产的成矿准备了必要而又充分的深部条件。 然而通过对该区布格重力场、剩余布格重力场、均衡 重力场和密度分布、航磁场、E,),界面分布及峨眉 山溢出的玄武岩分布分析和研究发现，它们的异常 响应与耦合似乎表明，在西昌—元谋和会东—华平 所围地域是否存在一个地幔热柱 ’或热点 ;呢U 这对 深化研究攀西裂谷区的构造演化、金属与非金属矿 产的富集和远景将有着十分重要的意义。 => "> S 攀西裂谷带的深部物质运移和金属矿产富 集 由于裂谷区的引张动力学环境，为幔源岩浆提 供了入侵通道和储容空间，同时在围压不高或半开 放环境下，有利于岩浆的分异与演化。从基性幔源岩 浆的相容元素成矿到晚期的不相容元素富集 ’图 !L ;，同时掺杂有壳源成矿物质。在矿物组合上体现 了封闭环境下的硫化矿物组合，而在开放性环境中 大量的金属氧化物堆积，并由于岩浆侵位引起壳幔 混染，使去气、液作用增强，伴随岩浆分异的继续进 行而活性组分愈加复杂化；成矿作用由早期分凝、重 力结晶分异的典型正岩岩浆矿床特点，到晚期逐步 显示岩浆气液成矿迹象，故构成了裂谷作用的成矿 制约。裂谷地带不仅有利于矿化与富集，而且对矿床 有着改造作用（滕吉文，!%%"）。因此，裂谷区是一个 !"第 !期 图 !" 幔源型岩浆侵入形态及矿产演化系列图 （据曾忻耕，!#$"） ! %元古界（凤山营组）；& %震旦系（观音崖组）；’ %寒武系（页岩）；( %闪长岩； " %辉长岩；) %辉石岩；* %橄榄岩（浸染状铜镍矿体）；$ %铜镍矿体；# %钒钛磁 铁矿矿体；!+ %辉绿岩脉；!! %正长岩脉；!& %正长岩型 ,-、./、01矿化脉； !’ %钾长花岗岩；!( %矿化碱性花岗岩；!" %矿化钾长花岗岩；!) %稀有稀土及 2-、03、45的矿化细脉；!* %玄武岩 #$%& !" ’()*++, -.+/$,% $,*)0-$12 3(**2), +4 5(,*627 82)$128 5(%