地学浮云起   自挂东南枝：壳幔成矿

刘继顺

2011-03-12

 

话说当今地学大势，浮云多于实务，忽悠强过憨厚。

 

盖因国家经济发展，人民币值外升内贬，研究调查经费大涨，千万至亿元计项目纷纷出笼，各路忽悠悍将粉墨登场。抱得大脚，成就大师。

 

就我所了解的成矿与找矿领域，似是而非的成矿理论创新，无从验证的找矿方法突破，浮云汹涌日光黯，神马迷离真相羞！

 

先说说“壳幔成矿“浮云

 

令人沮丧的是，在科技发达的今天，人们对于地球深处的了解，仍然停留在根据天然地震数据推测的地球结构模型上。

 

“上天容易入地难”。地质学家数百年来，做梦都想从地幔中取出样品来，看看地幔的成分和结构到底如何。可结果大失所望，在21世纪的今天，仍未能得到一丝半点的地幔物质样品。

在美苏星球大战的年代里，苏联人提出了一个大胆的设想，在最薄的大陆壳打穿康拉德面（花岗质上地壳硅铝层与玄武质下地壳硅镁层不连续面）。他们最终选择了Kola半岛的Pachenga，设计了一个孔深15000米的超深钻。1970年5月24日开钻，1979年6月6日钻至9600米，1983年钻至12000米，因井底温度达180度（估计15000米深时温度将达300度，大大超出最初的估计），难以继续钻进，故于1994年终孔。终孔时垂直深度12262米。目前仍为全球垂直孔深最深的钻孔。

科拉半岛超深孔否定了基于地表地质和地球物理资料所建立的东巴尔干深部地质构造模式，动摇了对地壳结构的传统推论，原根据地震数据推断的康拉德面并不存在，实际上这一不连续面系含水破碎带岩石引起的，并不是花岗质向玄武质转变带引起的。

 

德国的KTB超深钻，原设计14000米，1990年10月6日开钻，1994年终孔，终孔孔深9101米。原根据反射地震推断的缓倾斜地质界面及推覆构造面并不存在，而是陡倾片理及片理重褶的直立转换带，反射地震所推断的缓倾斜地质界面实际上反映的是，片理重褶的枢纽和轴面产状近水平。

 

1960年代初，美国提出了雄心勃勃的“上地幔计划”（IUMP）、“莫霍面钻探计划”（Mohole），欲穿透7000米厚的洋壳进入地幔。然而技术难度和惊人的耗费迫使他们“浅尝辄止”。此后不得不更改计划，先后改称“深海钻探计划”（DSDP）、“大洋钻探计划”（ODP）和“综合科学大洋钻探计划”（IODP）。

 

2004 年1 月18 日, 日本“地球号”(Chikyu)钻探船声称：要通过2500米的水深，向海底下钻进7000米，钻穿洋壳抵达地幔。然而2006年出了事故，2007年9月21日又重新开始钻探，预计2010年钻穿地壳。可后来的报导说要2012年、2013年才能钻穿地壳。据知情人士说，这次钻探既不是“钻入7000米深的地心”(“地心”绝不只7000米深)，也不可能“钻入地幔层”，而是钻探日本岸外海底的震源带。

 

因此，至今人们尚未获得地幔原位样品。

 

目前我们对地幔的了解，仅仅根据地震和重力资料来推断地幔的深度与结构的，根据地表出露的超镁铁岩来推测地幔的成分的。

 

地球物理资料的推断存在多解性，正如科拉半岛超深钻和德国KBT超深钻所揭露出来的地质事实，就与地球物理资料的推断相去甚远。

 

地表出露的超镁铁岩，因为地幔高温岩石和岩浆到达地表时经历了数公里至数十公里的地壳路程，不可避免地遭受了地壳物质的混染。这些超镁铁岩与地幔岩在成分上已有很大不同，两者不可同日而语。

 

然而，我们的大师讲起地幔的结构与成分来，口若悬河，仿佛进入过地幔般信誓旦旦。

 

目前“深部找矿热”，大师们无不谈及“壳幔成矿”。但说来说去，空洞得很，全无实质性的内容。但这就是所谓创新，所谓前沿性成果，需要耗资巨大。

 

一条暗色岩脉或者一个小小的“暗色岩石”包体，将其无限放大，作为壳幔成矿的证据。

 

殊不知，原本为地幔岩，脱离地幔进入地壳后，就成为地壳的物质组成，尔后的发展演化与地幔关系就不大了。

 

有人要说，曾经在地幔待过，就是地幔岩，这有什么错吗？

 

这没有什么错！因为地球曾经没有地壳呀！

 

是呀！星云物质机械碰撞及放射性衰变热能，导致原始地球内部重熔，使得比重大而熔点高的铁、镍等最先分离并向地心集中，形成地核；较轻的铁镁硅酸盐物质向上集中，形成原始地幔。原始地幔表层失热变硬，形成坚硬外壳，即原始地壳。原始地壳表面被水淹没。约3500Ma前开始，地幔物质部分熔融，出现安山玄武质岩浆活动。大量岩浆在海底喷发和堆积，形成由火山喷发物质构成的岛屿，这就是最早的陆地。陆地开始风化剥蚀，形成陆缘碎屑物质，并在陆地周围海域堆积成为陆缘碎屑沉积岩，形成大陆核心，即陆核；约2500Ma前开始，玄武质岩浆及由其结晶分异而成的酸性岩浆增多，与在陆核周围堆积的沉积岩组成了新的地质体，并在后期构造运动及岩浆作用下焊接到陆核边缘，使陆核扩大，形成更大面积的地块，即地盾。

 

为什么我们要舍近求远，求一个我们至今仍不清楚的地幔呢？这对我们的成矿研究与找矿实践有什么帮助呢？是不是越玄难解越前沿呢？！