成矿系统及其演化——初步实践到理论思考

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全部地质要素和成矿作用过程, 以及所形成的矿床系列和异常系列构成的整体, 它是具有成矿功能的一个自然系统.依据多年矿床研究的实践经验和理性思考, 考虑当前矿床学研究的总体趋势, 提出成矿系统研究是今后一段时间内矿床学研究的一个重要领域; 以系统观与历史观相结合, 提出“成矿系统演化论”, 认为它是成矿学研究的核心问题之一; 又从中国大地构造与地质成矿特征出发, 指出成矿系统演化研究对认识中国成矿规律的重要性.建立了成矿系统的框架结构, 突出表现了边界成矿、转换成矿、耦合成矿的普遍意义; 提出成矿产物包括矿床系列和异常系列两个方面, 以及重视矿床形成后的变化和保存.这些都是具有理论意义和实际意义的研究课题.      

当前成矿理论研究的几个新动向

七十年代中期以来,国内外金属矿床成矿理论研究和找矿工作进展巨大,陆续发现了一批大型、超大型矿床,新的成矿理论和成矿模式相继提出。矿床成因除强调“多元成矿观”外,地史成矿、热水成矿、生物成矿、动力成矿研究也引人注目。1.地史成矿近年来,国内外对矿床成因研究特别强调地史成矿(即成矿作用在地质历史中的演化),提高了人们对成矿规律的认识。有证据表明:生命在演化,大气圈在演化,为什么矿床的形成不是在演化呢?从地史成矿论的观点看,所有矿床都可纳入符合特定地质环境的类型中去,不同矿床类型及沉积环境在整个地质时期中的演化,反映了自始至终上地壳运动的作用和过程。例如,在太古宙绿岩带发展的早期超镁铁质火山喷发活动环境中,形成了     

铜陵-安庆地区若干热液矿床成矿流体研究

文章在研究铜陵狮子山燕山期岩浆热液叠加矿床成矿流体的基础上，对比铜陵-安庆地区燕山期其他类型矿床的成矿流体，系统探讨了该区燕山期热液矿床成矿流体体系，从夕卡岩型、斑岩型、高温热液型至低温脉型矿床成矿流体的演化规律。认为成矿流体温度、盐度逐渐降低，流体来源从单纯的岩浆来源变为岩浆与雨水的混合来源，成矿流体沸腾作用随之减弱。这些典型矿床基本代表了铜陵-安庆地区燕山期热液成矿体系。     

特约主编致读者

翟裕生教授是我国著名的矿床学与区域成矿学家、地质教育家,长期坚持工作在教学、科研第一线,呕心沥血,教书育人,重视实践,不断创新,在矿床学、矿田构造学、区域成矿学等研究领域做出了杰出贡献。特别是自20世纪90年代以来,随着地球系统科学的兴起,翟裕生教授在长期从事矿床组合、成矿系列研究基础上,将系统论和历史观引入矿床学研究,以成矿物质的源-运-储-变-保的动力学演化过程为核心,率先提出和创立了成矿系统及演化论,从时空演化和物质运动的结合上发展了区域成矿学研究,推动了矿床学的进步。21世纪以来,翟裕生教授又提出了地球系统成矿系统勘查系统三结合的研究理念,将传统的矿床研究提高到地球系统科学层次,引领了当代矿床学的发展方向,推动了一系列找矿新发现。 2020年欣逢翟裕生教授九十华诞,为祝贺先生为祖国的地质事业工作70余年,我们三位作为特约主编以成矿系统论学术思想为引导组织了“矿床学”专辑。 本专辑共分3个专题。其中“矿床研究方法与综述”专题共7篇论文。以翟裕生教授的《矿床学思维方法探讨》一文为开篇,将矿床学研究思维方法概括为实践、系统、辩证、历史、经济、环境、全球、战略等8个思维观点,对创新成矿理论、提高矿床研究水平和推动找矿发现具有重要指导作用。紧随其后的《大型超大型矿床成矿地球动力学背景》论文,以成矿地球动力学背景、成矿过程与定量勘查评价“三位一体”思想为指导, 从大地构造环境、壳幔结构与深部过程、成矿的岩石系统、区域热流体条件等方面进一步阐述了成矿地球动力学条件,并强调了地球深部过程对成矿的制约作用。《再论中国大陆斑岩Cu-Mo-Au矿床成矿作用》论文,重点阐释了中国大陆非弧环境斑岩型矿床的地球动力学背景、成矿岩浆起源、岩浆流体系统演化、成矿金属（Cu,Au,Mo）和H2O来源及富集过程。另4篇论文分别阐述了中国三叠纪的大陆成矿体系、斑岩和浅成低温热液矿床流体演化、Au-(Ag)-Te-Se成矿系统的成矿作用以及我国矿床学未来发展的方向。 本专辑的“特色地域成矿背景与成矿作用”专题共11篇论文,从不同侧面对我国“三江”、扬子、长江中下游、华北、塔里木、中亚等重要成矿区带,开展了复合成矿系统、斑岩夕卡岩热液成矿系统、造山型金成矿系统以及低温矿床、岩浆Cu-Ni-Co硫化物矿床、玢岩铁矿床的成矿背景、成矿系统组成要素、空间结构模型、成矿机制等综合研究,从不同侧面介绍了壳幔相互作用、构造体制转换、流体相分离、多期叠加复合成矿等成矿理论研究方面的一些进展和成果。 本专辑的“矿床地质地球化学”专题共7篇论文,专门探讨了部分矿床的成矿特征、成岩成矿时代、成矿物质来源、成矿流体性质和成矿作用。 本专辑所反映的尽管只是矿床学研究方面的部分成果和进展,但我们希望这些成果的发表,能对相关领域的研究起到抛砖引玉的作用。 谨以此专辑表达对翟裕生教授的美好祝愿和敬仰之情,祝老人家身体健康,继续推动我国的矿床事业迈上新台阶。最后在此专辑付梓之际,感谢所有作者（包括论文未在本期刊出的）、审稿专家、翟德高博士和编辑部同志为本专辑出版所付出的辛勤劳动。     

海底喷气成因热水沉积成矿理论研究综述

简要回顾了海底喷气成因热水沉积成矿理论发展的3个阶段,概述了海底喷气矿床分类、成矿模式、成矿规律等方面的研究现状。结合国内外新动向,提出要从整体沉积成矿盆地的岩石圈动力学成矿、地史成矿、流体动力学成矿和生物成矿等方面深入进行研究,以提高对海底喷气矿床综合预测和定量评阶的能力。     

甘肃省安家岔金矿床矿物包裹体研究

本文从石英包裹体的气液相成分分析数据和均一温度测定结果出发,计算出矿床的成矿压力、成矿热液的物理比学参数及其化学成分特征参数。结合矿床地质特征对矿床的成矿温度、矿床成矿热液的性质和来源、热液的流动方向、热液化学成分与金矿化的关系、热液中金的迁移形式和沉淀机制等问题作了进一步地探讨。结果表明,安家岔金矿床具有改造型金矿床的成因特点。     

郴州市东坡地区层控铅锌矿床地质特征及形成条件探讨

该文总结了郴州东坡地区产于棋锌桥组中的铅锌矿床地质特征,从成矿地质条件、成矿物质来源、含矿溶液性质、成矿温度及成矿过程等方面,论证了这类矿床为典型的“沉积－改造－叠加型”层控矿床。     

中国东北部陆缘贵金属有色金属区域热动力成矿模式

从东北部陆缘贵金属、有色金属矿集区典型矿床的地质、地球化学特征的研究入手,应用成矿系统的理论和方法,初步确立不同成矿系统的形成条件和时空演化的成矿动力学模式,即太古宙陆核演化与块状硫化物矿床成矿动力学模式,元古宙裂陷盆地演化与层状铅锌矿床成矿动力学模式,古生代古亚洲洋形成-封闭与块状硫化物矿床成矿动力学模式,中生代岩石圈演化与有色金属、贵金属成矿动力学模式.     

矿床成矿系列研究的若干问题与方向：兼论非金属矿床成矿系列研究的？…

矿床成矿系列研究是当前区域成矿学研究的重要内容。自７０年代末提出矿床成矿系列的概念以来,矿床成矿系列的研究无论在金属矿床方面还是在非金属矿床方面都已取得重要进展。笔者对比了非金属矿床与金属矿床成矿系列的概念、层次划分、分类、研究内容和命名,分析了矿床成矿系列研究的现状,并讨论了矿床成矿系列研究存在的问题。笔者认为,成矿系列的概念应予统一,在层次划分和分类上应有统一的标准,还应考虑到金属矿床与非金属     

中国成矿区（带）的划分

成矿区（带）是区域成矿学的核心内容。当今以矿床成矿系列理论为中心的区域成矿学新理论的形成标志着地学各分支学科理论的相互融通，从更高层次上深化了区域成矿规律的研究。成矿区（带）的标定并和矿床成矿系列的研究相结合，开拓了区域成矿规律研究的新领域，已经成为当今区域成矿学研究的热点。已知矿床空间分布的集中性和据此提出的矿化集中区概念是圈定各级成矿区（带）的实际依据之一。成矿区（带）内对应的地质构造单元、成矿地质环境的类别和矿床的空间分布特征标志着成矿区（带）内部的物质结构、成矿作用特点和成矿作用的规律性。区域成矿学研究已经表明，成矿物质的巨量富集与成矿地质环境关系密切。从成矿地质环境和产出的矿床成矿系列入手及引入矿床成矿谱系的新概念，有可能揭示成矿区（带）内成矿地质环境的分异变迁对成矿元素巨量富集的控制作用和区域成矿作用的演化过程，深化认识中国多旋回成矿作用的自然规律。     

中国芒硝类矿床研究现状

本文综述了近二十年来中国对芒硝矿的地质研究进展,包括芒硝分类、沉积环境、成因以及在地质上的作用等。芒硝矿的成因和成矿理论研究是当前芒硝矿研究的重点。     

中国铜矿床成矿系列研究进展

矿床成矿系列理论在中国经过三十多年的发展,已被广泛应用于找矿勘查实践。文章在以往矿床成矿系列研究的基础上,对中国铜矿床的成矿系列进行了补充与完善,厘定出30个以铜为特色的矿床成矿系列。结合全国地质与成矿演化,分析铜矿床成矿系列在主要地质历史时期的特点与时空分布规律,其中,前寒武纪7个铜矿床成矿系列,矿床类型以变质型和岩浆型为主;古生代8个铜矿床成矿系列,矿床类型以海相火山岩型为主;中生代13个铜矿床成矿系列和新生代2个铜矿床成矿系列,矿床类型均以斑岩型和矽卡岩型为主。西藏地区铜矿找矿突破显著,新增2个全国范围的铜矿床成矿系列。矿床成矿系列的复合,是中国铜矿床成矿系列研究的重要成果和特色。     

西秦岭礼县-太白地区金、铅锌矿床的地质地球化学

礼县一太白地区的金、铅锌矿床产于泥盆纪沉积盆地。它们都是沉积改造矿床,其含矿建造是中泥盆统或中上泥盆统。根据矿床的地质、地球化学特征,该地区的铅锌矿床可以分为２类,厂坝式和邓家山－八方山式矿床。金矿床可分３类,李坝式、八卦庙式和双王式矿床。厂坝式铅锌矿床产于强变质、弱变形地区,属于与变质作用有关的沉积改造型矿床。邓家山－八方山工区铅锌矿床产于强变形、弱变质地区,属于与构造动力作用有关的沉积改造型矿     

中国锗矿成矿规律概要

锗是一种重要的稀散元素,在半导体、光电器件和其他工业领域扮演着重要角色。文章通过对已有研究成果的系统梳理,初步总结了中国锗矿的资源特征和成矿规律,并建立了成矿谱系。研究认为,中国主要的锗矿床和富锗矿床可被划分为煤层型锗矿、碳酸盐岩容矿型锗矿、岩浆热液型富锗矿床、火山岩型富锗矿床和沉积型矿产中的潜在锗资源5种类型,较为重要的类型包括煤层型和碳酸盐岩容矿型。锗成矿作用时间跨度较大,从元古代到新生代均有矿床形成,但相对集中于中生代。空间上,不同类型锗矿的分布各具特点,煤层型锗矿主要分布于大兴安岭和西南三江地区;碳酸盐岩容矿型锗矿主要分布于川滇黔地区;岩浆热液型富锗矿床、火山岩型富锗矿床主要分布于长江中下游地区和南岭地区。根据锗矿的时空分布特征及其与构造演化的关系,文章共划分出15个锗成矿带,建立了21个与锗成矿作用有关的成矿系列。     

滑塌型深水重力流沉积特征及沉积模式:以渤海湾盆地临南洼陷古近系沙三中亚段为例*

综合运用钻井岩心、测录井等资料,通过岩心观察、薄片鉴定和粒度分析等方法,对渤海湾盆地临南洼陷古近系沙三中亚段深水重力流沉积类型及其沉积特征、沉积模式展开研究。研究表明,临南洼陷沙三中亚段深水重力流沉积主要发育滑塌沉积、碎屑流沉积和浊流沉积3种成因类型。滑塌沉积以包卷层理、液化砂岩脉、阶梯状小断层、变形岩层与未变形岩层叠置为典型特征。碎屑流沉积中砂质碎屑流沉积分布较广,以突变的底部接触面、块状层理、泥岩撕裂屑、土黄色泥砾、突变或不规则的上接触面为典型识别标志。浊流沉积则以正粒序层理、底部冲刷面和槽模、薄层砂泥互层、不完整的鲍马序列为典型识别标志。滑塌沉积主要发育在三角洲前缘斜坡根部,在滑塌沉积前方形成碎屑流沉积,碎屑流向前搬运的过程中,流体被稀释逐渐转化成浊流。滑塌型深水重力流沉积整体分为近源沉积、中部沉积和远源沉积3个部分: 近源沉积主要发育具变形构造的滑塌沉积和厚层块状砂质碎屑流沉积;中部沉积主要发育砂质碎屑流沉积及浊流沉积;远源沉积以薄层浊流沉积为主。     

铌钽矿床类型、特征与研究进展

铌、钽矿产分布较广。内生铌钽矿成矿类型主要为伟晶岩型、稀有金属花岗岩型、碳酸岩型和碱性岩型;外生矿床多为内生矿床经过风化和沉积等外生作用发生二次富集的风化壳型和残坡积、冲积砂矿型。从成矿时代来看,伟晶岩型矿床成矿时代跨度较大,从3.08 Ga到0.19 Ga;碱性岩型矿床主要成矿期分别在2.25~1.35 Ga和0.75~0.19 Ga;碳酸岩型矿床成矿期主要分布在0.75~0.6 Ga和0.4~0.35 Ga;花岗岩型主要分布在0.75~0.19 Ga的中晚期。碳酸岩型铌矿床和伟晶岩型钽矿床是目前勘探的主要目标。     

芬兰北部金矿床产出环境、地质特征和成矿作用

芬兰北部的金矿床数量众多,大多数金矿床(点)产出于古元古界中央拉普兰绿岩带(CLGB)和库萨莫—帕拉波加片岩带内,主要分为3种类型:造山型金矿、铁氧化物铜-金(IOCG型)矿床及砂金矿。其中造山型金矿绝大部分分布于中央拉普兰绿岩带中部及库萨默地区和帕拉波加地区,最常见的矿石矿物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿和磁黄铁矿,其次为方铅矿、闪锌矿、黝铜矿等。围岩蚀变包括钠长石化、绢云母化、黑云母化、碳酸盐化及绿泥石化。造山型金矿床主要控制因素包括构造、岩性和造山期区域变质。IOCG型矿床主要分布在CLGB的西部克拉瑞地区,容矿围岩是钠长石-直闪石石棉型岩石,矿石中富含Fe-Cu-Au±Ag、Bi、Ba、Co、Mo、Sb、Se、Te、Th、U和轻稀土元素。围岩蚀变强烈,并且有明显的分带现象。IOCG型金矿床的形成受岩浆热液活动和构造的影响较大。砂金矿床包括古砂金矿床和现代砂金矿床,主要分布在CLGB东北部。芬兰北部金矿床的研究对北极圈及邻区的找矿勘查工作具有重要意义,也为中国胶东半岛、华北克拉通北缘、小秦岭和秦岭地区及新疆北部地区进一步金矿勘查提供参考。     

中国萤石矿床成矿规律

在萤石矿床类型划分的基础上,根据萤石矿床的大地构造背景、分布特征、成矿条件和控矿因素,文章划分了中国萤石矿床的成矿区带,并对每一个成矿区带的成矿特征做了简述;总结了中国萤石矿床成矿规律。中国萤石矿床集中分布于北部和东南部,断裂是各种矿床类型共有的必要成矿要素。沉积改造型萤石矿床的形成与灰岩和火山岩有关;与萤石矿床形成有关的侵入岩绝大部分为燕山期侵入岩;无论是沉积改造型、热液充填型还是伴生型萤石矿床,大型、特大型萤石矿床的形成多与灰岩有关。同时具备灰岩、燕山期侵入岩和断裂成矿三要素的矿床多为大型、特大型萤石矿床。中国萤石矿床的形成集中于燕山期。     

新疆北部大地构造演化阶段与斑岩－浅成低温热液矿床的构造环境类型

本文系统总结了新疆北部斑岩-浅成低温热液矿床的成矿时代,按构造环境将该类矿床归为三大类型:洋-陆俯冲型、碰撞造山型、板内型,其中碰撞造山型又可分为碰撞型和后碰撞型。4类矿床的差别主要在于矿床金属元素组合,以及同期相伴出现的矿床类型不同:俯冲型斑岩矿床以斑岩Cu-Au矿-浅成低温热液Au矿组合为主,以伴有海相火山岩有关的VMS矿床和铁矿为特征;碰撞型和后碰撞型矿床以斑岩Cu-Mo-Au组合为主,伴有构造蚀变岩型复合/叠加的浅成低温热液型Au矿出现;板内型矿床以斑岩型单Mo(或Mo-Re)组合为主。斑岩矿床与浅成低温热液矿床虽为同一成矿系统,但二者基本不共生,且后者成矿时代一般晚于前者10～20 Ma。斑岩-浅成低温热液矿床的含矿岩石和成矿特征并不随构造环境类型不同而出现特征性差别。不同时期的斑岩矿床在分布上具有继承性和"同位成矿"特点,并表现出一定的分带性,从早到晚逐渐由靠近缝合带向外扩展、由线型分布逐渐趋于面型分布。     

新疆西南天山金矿床主要类型、特征及成矿作用

文章在总结前人研究成果的基础上,综合论述了西南天山金矿的成矿地质背景、金矿床的时空分布和基本特征。根据矿床地质特征和控矿因素,将西南天山的金矿划分为与剪切带有关的金矿床、与侵入岩有关的金矿床(包括斑岩型)、石英-重晶石脉型金矿床、与火山岩有关的金矿床和矽卡岩型金矿床5类,其中与剪切带有关的金矿床是最重要的矿床类型。探讨了西南天山金矿的成矿时代、成矿物质和成矿流体来源,以及成矿地球动力学机制。提出与剪切带有关的金矿床成矿物质主要来源于岩浆和海相碳酸盐岩,成矿流体主要来源于岩浆水或主要来自大气降水,混合少量岩浆水。石英-重晶石脉型金矿床成矿物质来自容矿地层,成矿流体主要来源于沉积建造水。与剪切带有关的金矿、与侵入岩有关的金矿、石英重晶石脉型金矿和矽卡岩型金矿成矿时代主要集中在二叠纪—三叠纪,形成于后碰撞构造演化阶段。斑岩型和浅成低温热液型金矿床形成于岛弧挤压环境。