壳幔作用与物质再循环

地壳和地幔岩石圈均是岩石圈的组成部分，两者紧密相连，以莫霍面为过渡层。莫霍面是一个地震测量的不连续带，厚约5～15km，在这个带中纵波速Vp值明显增加到8km/s左右，并且具有陡的梯度带。岩石学家认为，地幔主要由超镁铁质岩石组成，本来是原始地球的外层。在地球的漫长生长过程中，通过反复的岩浆活动和去气作用而演化成现今的地壳，而上地幔则是壳幔演化过程中的残余部分。

早期地壳形成过程中，其主要物质由地幔提供。但在地球发展到元古宙和古生代以后，地壳增厚，体积加大，其内部物质运动复杂，地球物质的再循环也是不容忽视的。例如，对地壳中占主导地位的花岗岩同位素研究可分为两个端员类型（Sarda P等，1994），一类是由地幔物质直接演化形成，为英云闪长岩和奥长花岗岩类，它们在同位素组成上与玄武岩有直接演化关系；另一类为S型花岗岩或钛铁矿型花岗岩，常构成大岩基，对其氧、锶、钕同位素的研究表明，它们是地壳物质再熔融（重熔）的产物。这两大类花岗岩各有不同的成矿作用和成矿系统。

地球物质的再循环主要体现在地幔物质不断抽提进入地壳，而地壳物质通过俯冲返回地幔，这种双向的运动构成了壳幔系统物质的地球化学循环。它既是一种物质运动方式，也是一种能量传递方式，这包括底侵作用、拆沉作用、部分熔融和幔柱构造、地幔对流、板块俯冲、洋中脊扩张等形式，它们是联系深部物质组成不均一性和热量不平衡与浅表地质过程的关键因素，对浅表地质过程及成矿系统的形成和演化具有重要影响。

张本仁（1998）指出，应当重视壳幔物质再循环对成矿的意义。从理论上分析，大多数金属元素在地幔岩石圈部分熔融和抽取熔体形成地壳的过程中均属不相容元素，它们有向地壳中富集的倾向。当已富集这些元素的洋壳和陆壳通过俯冲再次进入地幔或地壳深部，然后通过部分熔融又返回地壳时，就等于以精矿再重复进行浓集的过程，这就必然大大增加成矿的可能性。从现有资料看，板块会聚带等壳幔再循环剧烈的地带往往是重要的成矿带，如环太平洋构造—成矿带，看来这不是偶然的。世界上不少大矿和矿集区是壳幔长期演化，元素高度浓集的结果。