金、银等成矿元素在浅部的迁移

如题所述

金位于元素周期表第六周期的ⅠB副族的第三位,属于铜族元素,因此,金常常与铜、银两个金属元素伴生。在晶体结构中,金与铜、银、铅等元素一样,具有等轴六八面体的铜型结构,其原子位于面心立方晶格的各点上,属于空间群Fm3m一类,晶胞中含有4个原子,金的胞棱为4.07825(25℃)。

地壳运动的发生往往破坏壳内地球物理-地球化学的均衡状态,与此同时,各种元素都会发生各自的运动,根据勒夏忒列定律,一个系统的平衡受到外力的破坏,系统内部即起反应,使平衡条件相抵消外力的方向移动。元素的运动状态,从缓和到剧烈总是吸收能量,而从剧烈到缓和总是释放能量。所以,矿物从岩浆中或溶液中结晶析出的过程,就是能量释放的过程。一般总是能量系数较大,结晶能力较强的元素首先晶出,产生最大放热效应的化合物。以此类推,能量系数较小,结晶能力较差的元素最后晶出,乃至不停地搬运、迁移(霍明远等,1991)。

很显然,地壳上大规模的成矿时、空分布特征主要取决于地壳运动、构造变形、地内流体、岩浆活动、变质作用、地球物化场等控矿条件的变化。而这些条件的变化又取决于地球的深部过程,尤其是成矿物质的深部来源。因此,地幔热柱多级演化控制的成矿物质反重力运移可能是认识巨量矿质堆积的钥匙。

如上所述,中生代以来,地壳运动进入了一个新的活跃时期,地幔热柱活动增强,甚至连续稳定了十几亿年的华北地台区也开始了强烈活动,并且构成了中生代主要成矿集中区(阶段)。上升幔流沟通了金、银等元素的深部来源,但成矿物质的多少取决于核幔边界的涌动强度,核幔的涌动又受着核幔平衡状态、外来激发因素的影响。所以,上涌地幔热流柱中的成矿元素含量也会随着核幔涌动强度变化而时多时少,时断时续,成矿作用也必然具有明显的阶段性,但是,无疑中生代是地球上一个最强烈的成矿时期(阶段)。

金、银等成矿元素随地幔热柱的多级演化向上迁移,越接近地壳上部受构造运动影响越明显,这与岩石的物化状态密切相关。在地球深部,地幔物质在横向上、纵向上变化不大,地幔热流柱基本受核幔边界的初始动力和热驱动上升,干扰因素较少。当地幔热柱穿过上、下地幔界线,以亚热柱形式继续上升时则会受到岩石圈底界形态、岩石圈拆沉减薄去根作用及岩石圈深切韧性剪切带的影响。

以华北地幔亚热柱为例,亚热柱向上运移到岩石圈底部受阻改变方向,呈半球状顶冠向外围扩展,亚热柱上部地壳热减薄并发育成大型断陷盆地。亚热柱外围,由于地幔倾斜下插,岩石圈加厚,重力不足导致形成以隆升为主的外围造山带。在地幔亚热柱的驱动下,岩石圈深部应变软化物质可沿上地幔顶部壳幔过渡带、中下地壳低速带等(韧性流变拆离带)向造山带根部流变,并可由于造山带轴部韧性剪切带切割及减压释荷而转变为深熔岩浆上侵,形成受构造活动-岩浆上侵(喷发)控制的、以垂向隆升为表现形式的幔枝构造。

金银等元素随地幔热柱多级演化不断向上运移,在深部超高温压条件下,金银等元素以气态形式溶解、弥漫在岩浆之中,因此,含矿流体往往从地幔亚热柱迁移到幔枝构造之中,并随幔枝构造演化而在某些特定的成矿集中区集聚成矿。

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