控矿条件和成矿规律(5)

2019-04-22 14:18

对全球或一个国家(区域)中在地壳浅表层次已经发现的矿床。地史上矿床(特别是早期形成的矿床)形成后还可能被后来的地质作用(如隆升、剥蚀等)所破坏。因此在探讨这个问题时,还要考虑矿床形成后的保存情况、矿床现今埋藏深度以及含矿区域内地质矿产勘查程度等自然因素和社会因素的制约。故此上述统计得到的结果在目前只能作为一种相对的趋势来认识。

二、成矿系列、成矿系统和成矿模式

1.成矿系列

所谓成矿系列,是指在一定的地质环境中,在统一的地质成矿作用下形成的,在时间上、空间上和成因上有密切联系的一组矿床类型。在同一成矿系列中,包括不同成因类型(两个以上)且有亲缘关系的矿床。例如,在中生代继承式火山-构造洼地内与橄榄安粗岩系火山-次火山岩有成因联系的铁(-铜-硫-金)矿床成矿系列(简称“玢岩铁矿”),它包括了岩浆矿床-高温热液磁铁矿床-中温热液铁矿床-中低温热液黄铁矿床-火山沉积铁矿床-似层状含铜黄铁矿床-明矾石矿床-浅成低温热液金矿化和脉状铜金矿化。又如,在中、新生代岛弧或活动大陆边缘与中性-中酸性次火山岩浆活动有成因联系的斑岩铜金矿床成矿系列,它包括斑岩型铜金矿床-矽卡岩型铜(铁、金)矿床-角砾岩筒型铜矿-酸性硫酸盐型浅成低温热液金铜矿床-热泉型金银矿床,这类矿床形成于火山-次火山地质环境下。

成矿系列又称矿床成因系列。它强调从成因上,以成矿演化、联系发展的观点,全面研究各类型矿床之间的内在联系和形成过程,这有助于深入认识成矿作用的复杂性和多样性,掌握各类型矿床的分布规律。同时,运用成矿系列这个概念,可以从各种类型的矿床的关系中把握住区域成矿作用的总体及其发生发展过程,根据已发现的一种或少数几种矿床类型去预测、寻找可能存在的而尚未发现的其他矿床类型。成矿系列的提出使人们从孤立地研究一个矿床,发展到研究矿床的共生组合和成矿系列,是研究矿床的一大进步。

程裕淇等在1979年的“初论矿床的成矿系列问题”和1983年的“再论矿床的成矿系列”两文中,介绍了在不同地质背景下实际存在的多种成矿系列。他们把成矿系列分为三大类,即与岩浆作用有关的成矿系列,与沉积作用有关的成矿系列和与变质作用有关的成矿系列,三大类成矿系列之下又划分出27个系和44个亚系。 2.成矿系统

成矿系统是指在一定的地质时空域中控制矿床形成和保存的所有地质要素、成矿作用的全部过程以及所形成的矿床系列和相关异常构成的整体,是具有成矿功能的一个自然系统(翟裕生等,1999)。成矿系统的研究应该是在一般矿床学研究基础上,着重从宏观上和整体上探讨区域成矿尺度上时间、空间、物质运动的关系及其发展过程,并力求深入到成矿动力学机制上来探索和掌握矿床的形成和分布规律。成矿系统研究在研究思路和方法上有一些重要特点。首先,认为成矿系统是由相互依

存的几个层面组合成的,包括:①控制成矿的地质、地球物理、地球化学作用和条件;②成矿物质、流体和能量及其来源;③成矿作用的发生、发展到终结的过程以及成矿后矿床的保存;④成矿作用的产物即矿床系列及相关的异常,要把它们作为一个整体来看待。还有,成矿系统总是产在一定的地质构造环境中,系统与所在环境间也进行着成岩、成矿中各种物质和能量的交换,即系统具开放性。成矿系统本身还具有自发地排除成矿作用过程中出现的干扰因素的能力,使成矿作用能持续进行,实现其成矿功能。成矿系统都具有四维属性,它是动态的,随时间变化的。此外,成矿系统应是地史演化的自然产物,成矿系统在时间和空间上的分布是不均匀的,成矿系统的演化具有总体上不可逆的特点。

3.成矿模式

成矿模式并没有十分严格的定义。目前一般认为,所谓成矿模式是指对矿床的地质特征、成矿条件、形成环境及其成因机制的高度综合和概括,它是表达矿床研究成果、反映矿床成矿规律的重要形式。其成果为制定合理的矿产勘查战略和工作方案,科学找矿和提高经济效益,提供理论基础和科学依据。成矿模式的表达,一般要求文字与图表并重,文字言简意赅,图表要醒目准确。

成矿模式的建立过程常起始于单个矿床,特别是典型矿床的描述性概括。同时与其他类似矿床对比,最终对同一类型矿床进行总结概括,从中概

括和抽象出一些共同特征,内在规律。中国矿床地质工作者在长期的矿产勘查和科学研究中,已成功总结出一系列矿床模式,如斑岩型铜矿、金伯利岩型金刚石矿床和中国的鞍山式铁矿、宁乡式铁矿、焦家式金矿、昆阳式磷矿、锡矿山式锑矿、金川式铜镍矿等都建立了较为成熟的成矿模式。

成矿模式的建立是以重要的典型矿床研究为基础的,但又必须超越对单个矿床的纯粹描述,需要充分分析和对比大量的典型矿床研究资料,在此基础上将具有相同(或相似)特征的矿床归为一类。因此,广泛借鉴和利用区域成矿研究成果,是建立正确的成矿模式的必要前提。同时,区域成矿的研究成果也可以模式化,用区域成矿模式展示。

成矿模式指导矿产勘查实践已取得了明显的效果。如将斑岩型铜矿成矿模式应用于世界范围内的斑岩型铜矿找矿工作,获得了巨大的成功。中国20世纪60年代初应用石英脉型黑钨矿矿床的“五层楼”成矿模式,发现了一大批隐伏钨矿床。近年来,应用卡林型金矿成矿模式发现和评价了黔西南及其他地区的金矿床。

同时,大量成矿模式的不断建立能够对现行矿床成因分类进行合理补充。目前广泛流行的矿床成因分类,基本上是以单一成矿作用为主要依据来划分的。自然界中的矿床固然有一部分是单成因或以一种成因为主的,但是有相当多的矿床是多成因叠加形成的,如世界著名的澳大利亚的奥林匹克坝金-铀矿床和中国的白云鄂博稀土-铁-铌矿床。目前,这部分矿床在传统的成因分类中很难找到合适的归属。但是无论一个矿床的形

成作用有多么复杂,在系统的研究基础上其成矿模式还是可以建立起来的。由于成矿模式表达的内容集中了复杂的成矿地质现象,简化了浩繁的矿床描述资料,因此有利于众多矿床间的分析对比和类型归属,使成矿模式本身就具备了矿床类型的含义和功能。

值得说明的是,由于自然界成矿作用的复杂性和人们认识的局限性,成矿模式也存在明显的局限性,主要表现在:①受理论水平和实际资料的限制,成矿模式也处在不断的改进和完善之中;②由于地质作用的复杂性限定了自然界不可能有两个完全一样的矿床,因此成矿模式在找矿预测中的应用只能是指导性的和参考性的;③成矿模式主要对模式中所涉及的矿种和类型具有预测意义,而对新矿种、新类型的勘查和评价尚缺乏适用性。

三、叠加成矿、再造成矿和层控矿床

矿床的形成是地质作用的结果,地质作用的长期性和复杂性导致成矿作用经历了复杂和长期的演化过程。许多矿床的形成可能是多期成矿作用的结果。这类矿床的形成作用主要包括叠加成矿作用和再造成矿作用。

(一) 叠加成矿作用

系指在先期成矿基础上,后期又有新的成矿作用叠加上去再次成矿。有两种情况:一种是早期地质作用使成矿物质在地壳内一定区域初步富集,形成“矿源层”或“矿源岩”。在此基础上,经过后来的地质作用,使矿质进一步富集形成工业矿床,如华北板块古老的变质基底中分布有金


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