岩浆热液成矿理论的失败:原因和出路

流行的岩浆热液成矿理论假定含矿流体由岩浆分异作用、特别是分离结晶作用产生。由于大型、超大型矿床往往与小岩体有关,而小体积岩浆不能满足质量平衡的要求,其支持者进一步假定含矿岩体的深部存在一个大岩浆体。这种解释与矿区观察到的地质现象和理论推导结果相悖:(1)含矿斑岩中常见暗色微粒包体和大量具有较高密度的矿物,表明岩浆没有发生分离结晶作用;(2)流体的活动性远大于硅酸盐熔浆,没有证据表明岩浆分异产生的流体要在熔浆固结之后才开始活动;(3)矿区普遍见有同成矿的宽谱系岩墙群,暗示成矿期不存在大的深部岩浆房。因此,岩浆热液成矿理论遭遇的困境不仅仅是质量平衡问题,有必要重新思考岩浆相关矿床的形成机制。岩浆热液成矿理论失败的深层原因则是它将成矿作用看作是理想系统中的平衡线性过程,而成矿系统实际上是一种复杂性动力系统,成矿作用是一种非平衡、非线性过程;换句话说,在流行的岩浆热液成矿理论中,对成矿系统和成矿作用的基本属性缺乏正确的理解。在当今科学发展水平上,其失败是必然的,因而有必要构筑新的成矿理论。依据复杂性科学的基本原理,罗照华等(2007,2009)将熔浆和含矿流体看作是成矿系统中2个独立的子系统,认为它们的强相互作用及其环境约束主导了成矿系统的戏剧性变化;进而构筑了一个新的框架性模型,称为透岩浆流体成矿理论。该理论不仅可以解释比流行岩浆热液成矿理论更多的地质现象,还可以推导潜在的具体找矿标志,可能成为岩浆相关矿床成因研究的新起点。     

成矿系统研究现状及发展趋势

成矿系统是当今矿床学研究的一个新领域,它是指在一定成矿环境下,由矿源场、矿质运移和聚矿场等要素组成的具有成矿功能的有机整体。成矿系统研究强调从整体上、从系统要素之间的联系上去认识成矿过程,这有助于更新传统矿床学的研究思路,有助于全面深刻认识成矿规律,有助于提高成矿预测的精度。成矿系统的研究方向为：（１）继续开展成帮系统理论和分析方法的研究;（２）开展流体成矿系统的研究;（３）开展浅成低温热液成矿系     

大别山区域成矿体系与成矿规律的初步研究

在大别山主要金属矿床基本特征及其形成的地质背景研究基础上，通过对燕山期岩浆岩、金属矿床形成的物源一流体的综合研究，在大别山初步建立了两个燕山期岩浆一物源一流体一成矿系统，并在此基础上，就区域矿床的形成规律进行了讨论。     

岩浆流体对冲绳海槽海底成矿热水系统的可能贡献

海底火山活动区成矿热液流体来源长期存在争议,尽管海水来源说更为流行,但本文提供的下列证据表明,来自长曲质岩浆的流体对冲绳海槽现代活动热水成矿系统有较大贡献：（１）冲绳海槽ＪＡＤＥ热水区出现异常高热流,其下方１￣２ｋｍ处存在浅位长英质岩浆房;（２）ＣＯ２、烃类、Ｈ２等气体在热水成矿体系中极度富集甚至形成独立气流,与热水流体共存。气体的碳、氦同位素资料表明其来自长英质岩浆本系;（３）ＪＡＤＥ成矿热水系     

区域成矿学与找矿新思路

区域成矿学是研究区域成矿背景、成矿系统和成矿演化以阐明矿床时空分布规律 ,指导找矿的综合性分支学科。文章阐述了区域成矿学的主要内容和研究方法 ,在概述区域成矿学研究历史的基础上 ,提出了区域成矿系统及演化观点是当今区域成矿研究的重要趋势。以区域成矿系统分析为主线 ,提出 4点找矿思路 :( 1 )区域找矿目标——由单个矿床到矿床系列 ;( 2 )建立矿化网络观念 ,逐步缩小靶区 ;( 3)全面研究矿床形成条件与保存条件 ;( 4)找矿信息与矿床模型的有机结合。最后提出了科学的找矿工作流程。     

流体成矿系统与成矿作用研究

对几乎所有金属矿床类型来说，其形成过程均与金属从源岩的活化、原始渗滤、矿质运移和金属沉淀富集成矿关系密切，这些过程主要是由流体的运动和作用完成的。因此，识别金属和流体的来源，追溯流体从源区将金属运载至最终成矿部位所经过的路径，以及查明金属和流体沿运移通道发生的物理、化学和时间上的各种变化及其特殊性质，可以为矿床评价与勘查提供很有价值的定量成矿信息。成矿流体的来源－运移－沉淀（－堆积）过程会以流体成矿系统的形式保留下来。对流体成矿系统和作用的全面了解可通过调查活动的和古代的两种系统获得。活动流体成矿系统是目前正在进行原始矿质搬运的系统，调查这些系统可对运移通道中的含矿流体进行取样和监测研究。古流体成矿系统包括各时代从含金石英脉到铅－锌矿脉系统的所有热液脉型矿床以及沉积喷气型和所谓层控矿床。对含矿矿物和岩石的广泛岩石学、化学、流体包裹体和同位素研究将为定量评价与预测矿床的分布和变化提供至关重要的资料。流体成矿系统内具有一些重要特征，如各种地质要素的方向性、相关性和指示性变化。     

构造-流体-成矿系统及其动力学

初步尝试进行构造流体成矿系统及其动力学探索性研究 ,确立构造流体成矿系统及其动力的理论格架与方法体系 ,并将之应用于成矿学理论研究与找矿实践 ,是一种崭新的科学探索 ,具有重要的理论与实践意义 :(1)初步探索提出构造流体成矿系统及其动力学理论格架与方法体系 ,突出构造和流体在成矿中的关键作用 ,强调多种组成和多重作用过程耦合和套合的整体性及综合效应。提出将构造流体成矿系统及其动力学作为一个整体 ,从流体与岩石构造环境相互作用及构造流体演化的角度探讨成矿系统的形成过程和动力学特征 ,实现研究的系统性、完整性和定量化 …     

江西银山铜铅锌金银矿床成矿流体及成矿机制研究

银山铜铅锌金银矿床住于江西省德兴市乐德成矿带中段，是我国南方规模巨大的铜铅锌金银矿化集中区。区内构造复杂、岩浆活动频繁，具有独特的成矿环境和有利的区域成矿背景。本文主要研究了银山矿床成矿流体种类、成矿温度、流体盐度、成矿物质来源和成矿机理。根据包裹体均一温度、盐度、成分和氢氧同位素等资料，推断本区成矿流体早期以岩浆热液为主，与铜金矿化关系密切。岩浆热液演化过程中与富含有机质的大气降水不断混合，由于有机质的作用，带来了从围岩中活化、萃取的有用元素，晚期铅锌银矿化与富含有机质的热液流体关系密切。研究表明流体的沸腾对矿质沉淀意义有限．而多种流体的混合在成矿过程中起了重要作用．其中有机流体在成矿中的作用不容忽视。     

论流体与成矿作用

讨论了流体成矿作用及其机理,流体成矿系统可分为现代海底、陆相热水成矿系统、古代热水成矿系统。热水成矿作用机理主要有不同类型流体混合成矿、热水同生沉积成矿热水－岩石交换作用成矿、液压致裂－水岩交换作用或成矿等４种主要机理。     

南秦岭及邻区大陆动力成矿系统及成矿系列特征与找矿方向

以南秦岭及邻区为例,从大陆岩石圈地幔尺度上探讨了早古生代以来４种大陆动力学成矿系统及其１４种不同的成矿系列,并指出了具有重要经济价值的主要成矿系列及今后的找矿方向。在早古生代大陆岩石圈地幔垂向构造扩展动力成矿系统中,陆缘主动裂谷盆地中,陆缘主动裂谷盆地中Ｎｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ａｕ－Ｕ－Ｓｅ等是主要成矿系列。     

区域成矿系统模式分析

矿床学发展到今天,许多地质学者都想在全球地学资料基础上建立一个成矿作用的“基础理论”,用以统帅各种成矿理论,充分揭示成矿的全过程。并应用这种“基础理论”卓有成效地指导找矿。在这种背景下,产生了“综合成矿论”和“成矿系统论”,两者有许多异同之处。笔者将二者综合起来,以地壳运动为纲,地质年代为准绳,一维时间为线索,在“四维空间”中建立普遍适用的区域成矿系统模式,并对这个模式进行了分析。还根据湘西地区的实际地质矿产情况,建立了湘西地区的具体成矿系统模式,用以指导这一地区的成矿预测和找矿工作。     

成矿系统及成矿预测的意义及在找矿中的应用

成矿系统研究,是在一般矿床成因研究基础上,着重从宏观上,从成矿时间、空间、物质、运动的有机结合上来探讨区域成矿规律,可以从整体上全面认识成矿的发生、发展和作用过程.它是矿床学向系统化、全球化方向发展的一种表现.成矿规律既是进行成矿分析的向导(基础),又是成矿分析的结晶,它对预测找矿工作具有重要的指导作用.     

岩浆成矿新探索——小岩体成矿与地质找矿突破

近年来,地质勘查工作取得的许多突破性进展多与小岩体岩浆矿床密切相关。因此,小岩体矿床作为主要的勘查研究方向之一已经越来越受到关注。在对"两类岩浆小岩体成大矿"(2006)、"小岩体成大矿的范畴及地质属性"(2008),以及"小岩体成矿体系"(2011)研究的基础上,进一步深入阐明小岩体成矿的内涵;完善了2类岩浆小岩体成矿的主要机制和10种成矿类型(基性-超基性岩深部熔离/结晶-贯入机制与中酸性岩头部气、液、矿质聚集成矿机制);指出了大型岩体成矿与小岩体成矿的本质区别及斑岩成矿与小岩体成矿的关系;总结了小岩体成大矿的优越禀赋(小、广、大、高、浅(潜))。同时,提出了在新一轮岩浆矿床勘查工作中应注意小岩体成大矿的典型特征、找矿方向及重点突破的远景区。     

全国整装勘查区成矿系统研究与矿产勘查新进展

全国先后共设置了141个整装勘查区,分布在26个重点成矿区带,位于古亚洲、滨太平洋、特提斯三大成矿域。整装勘查区成矿条件优越,矿产资源丰富,矿床类型复杂多样。运用成矿系统理论,对全国典型整装勘查区开展了研究与梳理,按构造动力体制划分出3类成矿系统,按照成矿机制划分出4类成矿系统,并划分（厘定）出24个成矿系统亚系统。根据上述成矿系统研究成果,重新划分出14个成矿系列、34个矿床式,建立了典型矿床的结构模型,在此基础上构建了15个成矿系统空间结构模型。归纳总结整装勘查区成矿系统,建立成矿系统空间结构模型,运用缺位找矿思维,调整整装勘查区区域矿产勘查工作部署,开展新矿种、新类型、新区域、新层位勘查找矿,取得了重要进展与成果,丰富了成矿系统和勘查区找矿预测理论。     

区域成矿学研究问题

现代矿床学认为矿床尤其是大矿和矿集区都是区域尺度地质作用的产物,并重视对区域成矿学的系统研究。区域成矿学的主要任务是研究成矿的宏观时空背景,包括壳幔相互作用和区域构造格局、多种控矿因素的耦合、含矿建造的形成和分布、区域地球化学与成矿、矿床成矿系列、区域成矿系统的形成和演化,编制区域成矿的综合图件、建立区域成矿信息库,总结区域成矿规律。区域成矿学的研究思路是以唯物辩证法、系统论和历史观为指导,以构造-成岩-成矿为主线,以成矿背景、成矿系统和成矿演化为核心内容,以边界成矿、转换成矿、耦合成矿和叠加成矿为理论基础,综合研究区域成矿的时空结构和矿床的分布规律,为矿产预测和普查找矿服务。     

成矿流体及成矿机制

根据成矿流体样品——流体包裹体研究资料，目前已知的成矿流体主要有下列四种类型：（１）硅酸盐熔融体＋Ｍ（金属）；（２）Ｈ２Ｏ＋ＮａＣｌ＋Ｍ；（３）Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２＋Ｍ；（４）Ｈ２Ｏ＋有机质＋Ｍ。这里所说的Ｈ２Ｏ，实际上是含有一定溶质的盐水；ＣＯ２则还包含有ＣＨ４、ＣＯ、Ｎ２、Ｈ２、Ｈ２Ｓ等等其它组分。不同的矿种、不同成因的矿床与一定种类的成矿流体有关，也就是说，成矿流体具有一定成矿专属性。通过成矿流体研究，我们认为成矿作用主要有下述几种形成机制：（１）不同种类流体混合成矿机制；（２）单一流体不混溶分离成矿机制；（３）流体＋有机质成矿机制；（４）水—岩交换成矿机制；（５）流体物－化条件改变成矿机制。     

中国东部燕山期岩石圈-软流圈系统大灾变与成矿环境

中国东部在燕山期发生了岩石圈＿软流圈系统（ＬＡＳ） 大灾变事件, 并识别出被扰动的ＬＡＳ的两种类型, 即在挤压造山环境下的岩石圈巨大减薄与巨大增厚作用; 它们分别对应相关的安第斯型和海西型成矿作用。大量的新生、热地幔物质和再活化的热的下地壳物质取代、加热和注入冷的岩石圈和地壳是燕山期成矿大爆发的基因和基本的深部环境。再活化和活动的岩石圈尺度的不连续带是成矿带的良好储矿空间。巨大的岩浆＿流体＿成矿系统是形成巨大矿集区的必需。从深部成矿环境来看, 中国东部具有巨大的找矿潜力     

秦岭成矿带成矿特征和找矿方向

秦岭成矿带是我国有色、贵金属工业的重要矿产资源基地,也是最具成矿潜力和找矿远景的地区之一。近年的综合研究工作表明,秦岭造山带是一个多旋回复合大陆碰撞造山带,自太古代以来经历了多种构造体制的转化和多期构造热事件发生,伴随有多个构造成矿旋回,所形成的含矿建造、成矿作用及矿床组合具有多样性。根据成矿时代、构造、建造、成矿作用及矿床组合特征分析,认为秦岭造山带铜、钼、铅、锌、银、金、汞、锑等内生金属矿床主要受7个主要的成矿系统控制,形成了18个主要成矿系列,并对各成矿系列及其典型矿床的地质特征和近几年找矿新发现进行了系统的论述,建立了铜、金、铅、锌、银等矿床系列的区域成矿模式。对区域优势矿种的成矿谱系研究表明,本区成矿在时间演化上表现出明显多旋回性、继承性、新生性和叠加性特征,华力西期与印支末-燕山期是成矿大爆发期,最有利于大型超大矿床形成;在空间分布上,具有明显的侧向和垂向分带性。在此基础上,对秦岭成矿带的成矿潜力及成矿远景区进行了评价和划分,指出秦岭地区热水喷流沉积型与密西西比型铅锌银矿床、微细浸染型与石英脉构造蚀变岩型金矿床、斑岩型钼钨铜矿床及低温热液型汞锑矿床等具有很大的找矿前景。并划分出5个区域成矿远景带和17个重要成矿预测区。     

中酸性岩浆体系成矿流体及微量元素地球化学特征

从流体成矿作用角度出发，与酸性岩浆体系有关的成矿流体可以分为：酸性岩浆硅酸盐熔融体，岩浆一热液过渡阶段硅酸盐熔融体及其分异的流体，酸性岩浆熔体分异形成的热水成矿溶液。酸性岩浆体系主要提供热源和部分矿质，其提供的热源驱动地下水淋滤、萃取围岩中的成矿物质形成地下水热液成矿流体。变质岩混合岩化形成花岗质岩浆过程中所形成的混合岩化成矿流体。在此基础上，讨论了上述不同成矿流体的微量元素地球化学特征及其对成矿的控制作用。     

鄂西黄陵背斜核部中段金矿基本特征及成矿规律

黄陵背斜核部中段的石英脉型和蚀变岩型金矿,具有斜列侧伏性、群聚分带性、似等距性、自相似性及易采、易选等特点。金成矿过程经历了初 始富集、预富集、工业富集、次生富集４个时期和岩浆热液主成矿期的４个阶段,黄陵花岗杂岩是其主要热源和矿源,复合剪切带和古构造格架控制其产布。金矿床为受剪切带控制的中低温岩浆热液型矿床,成矿时代为晋宁晚期,其形成主要与扬子旋回古造山作用有关。