矿田地质学的研究和发展问题

矿田系矿床密集分布、成矿作用集中发育的地质单元或区域,相当于成矿区划Ⅴ级成矿单元。研究近期提出"矿田地质学为矿田构造学、矿田建造学和矿田成矿学所构成的学科研究领域"的新概念;重点分析矿田地质找矿的基本思路-构造岩相界面是地质找矿的基础,构造地球化学界面是找矿预测的信息,构造物理化学界面是成矿规律的本质。本文近期提出"整装勘查区就是包含一个或几个矿田的成矿地质区段"的论证,为地质找矿突破探讨了新的思路。     

成矿地质体找矿预测理论与方法

在大量典型矿床剖析的基础上,以矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等基础理论为指导,以大量实地观察和实验数据为支撑,通过总结矿山深部和外围找矿实践和典型矿床研究成果,按照成矿作用内因和外因相结合的辩证思维,成矿作用时间、空间、物质能量相统一的综合思维,以及元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维,提出成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等概念。成矿地质体是形成矿床主要矿产、决定主成矿阶段空间位置的成矿地质作用的实物载体,划分为沉积作用、火山作用、岩浆作用、变质作用和大型变形作用形成的5类成矿地质体。成矿结构面是赋存矿体的各类界面,包括构造界面、岩性界面、物理化学转换界面;成矿作用特征标志是能够直接指示矿体赋存位置和对找矿预测具有特殊意义的标志。依据成矿地质作用对中国主要矿床类型进行梳理划分,归纳总结了主要矿床类型的地质特征,构建了反映矿体赋存位置的成矿地质体-成矿结构面-成矿作用特征标志“三位一体”找矿预测地质模型。在此基础上,提出勘查区找矿预测的工作方法,对矿床学研究、找矿预测、矿产勘查工作具有重要的指导意义。     

试论矿床成因的基本模型

简要回顾了作者矿床学研究经历和成果,据此探讨了研究矿床成因的基本原则和主要机理。作者将系统论与历史观相结合,把成矿系统理论扩展为"源-运-储-变-保"五阶段过程,认为"储"即成矿机理是矿床学研究的核心内容。成矿基本机理可概括为"多因耦合,临界转换,边界成矿"。多因耦合指控成矿因素在同一时-空域中的最佳组合,是成矿的基本条件。成矿参数的临界转换是导致成矿作用发生,是成矿的决定因素。边界成矿也称"边缘成矿"或"界面成矿",是指矿床形成在地质体的边缘或两个地质体的界面,如板块边缘、盆地边缘。文中以多个实例说明广阔地质时-空边界成矿的普遍性,还提出了进一步研究成矿机理的建议。     

三位一体找矿预测模型的表达式

三位一体找矿预测模型是勘查区找矿预测理论遵循的原则。三位是指成矿地质体、成矿结构面、成矿作用标志,一体是指矿体、矿床或矿田。可以理解为成矿地质体、成矿结构面、成矿作用标志决定矿体、矿床或矿田产出的空间位置,反映的是成矿要素与成矿产物之间的空间关系,或者空间结构模型,是由某一个成矿地质体决定的矿床成矿系统的最小单元,如某斑岩体决定的次火山热液成矿系统和同生断裂决定的热水沉积成矿系统。 根据中国地质调查局(2016)颁发的1:50 000 矿产地质调查工作指南(试行),成矿地质体是指与矿床形成在时间、空间和成因上有密切联系的地质体。成矿结构面是指赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理及化学性质不连续面,也就是赋存矿体的各类界面。成矿作用标志是指能够直接指示矿体赋存位置的、对找矿预测具有特殊意义的标志(中国地质调查局,2016)。矿床成岩成矿年代学及成矿作用产物与成矿地质体的空间关系表明,成矿地质体在成矿过程中,仍然主要起导矿构造的作用,尽管部分成矿现象类似于侧分泌成矿,但规模热液矿床的形成必然伴随着大规模流体沿构造通道持续或间歇性运移。完整的成矿系统必然包含源、运、储三个基本环节(翟裕生,2005),所以成矿地质体也可以表述为导矿构造,进而将三位一体找矿预测模型定性地表述为导矿构造、成矿结构面和成矿作用标志决定成矿作用产物产出的空间位置。模型的定量表示则需要研究导矿构造、成矿结构面和成矿作用标志的响应范围及其耦合关系。     

中国非金属矿床的成矿系列

由于物质来源或矿化途径的相关和联系,受一定成矿作用的组合的控制,因成矿微环境差异或控矿因素演化,在一定的大地构造环境中,一定种类的非金属矿床有规律地同时生成或不同时但先后顺序生成,都可以构成非金属矿床成矿系列。控制矿床成矿系列形成的地质环境最真实地记录于含矿建造中,而相关的有联系的或必然先后发生的成矿作用又是形成一个成矿系列中各种矿床的必要条件,故非金属矿床成矿系列可以含矿建造与成矿作用来分类。据现有资料中国非金属矿床可划分出13个成矿系列。研究成矿系列可丰富矿床学理论,指点找矿方向,指导矿产综合开发利用。     

区域矿床成矿谱系的概念、内涵及其应用

谱系学是一种方法论，原义是指分析关于家族世系、血统关系和重要人物事迹的方法，它有助于辨明人物的身份、认识事物的特征和理解事物的起源及其演变过程。研究者将其应用到自然科学领域，提出了区域矿床成矿谱系（简称“区域成矿谱系”）的概念，揭示出一定区域内地质历史发展过程中成矿作用的演化轨迹及其时空结构。地质历史跟人类历史一样是连续演化的，尽管有时缺失记录，但每一个特定空间范围内，成矿作用也是必然在发生的，只是其成矿的效果带有极大的偶然性，究竟形成的是什么矿种、什么类型、多大规模的矿床等，都取决于该空间范围内不同历史时期的成矿作用及其发育程度。区域成矿谱系相当于成矿作用的“家谱”，即以图谱的方式记录一定时空范围内的成矿作用及其演化轨迹。此概念是在区域成矿规律研究的基础上结合矿床的成矿系列理论新进展而提出来的，不仅充实了矿床的成矿系列理论，并且更形象地表达了矿床成矿系列的时间顺序和空间定位规律，有助于阐述区域成矿作用与地质构造环境之间的关系及其发生、发展的过程。由区域成矿谱系进一步提出“全位成矿，缺位找矿”的理念，至今已经20年了，其已在实践中得到了检验和发展，并在指导找矿的过程中发挥了积极作用。     

矿床成矿系列与成矿区带融合关系的探讨

矿床成矿系列（以下简称成矿系列）是矿床或矿床类型组合的自然分类,是矿床地质科学和矿产资源评价中研究成矿规律的成矿学理论之一。矿床在自然界并非单个（或孤立地）存在,它们靠成因联系,并相互依赖着构筑成矿床组合的自然体,赋存在与成矿作用相匹配的特定的地质构造单元中,构成一个矿床成矿系列。即：在一定的地质历史时期或构造运动阶段;在一定的地质构造单元及构造部位;与一定的地质成矿作用有关;形成一组具有成因联系的矿床组合自然体,称为矿床成矿系列（陈毓川等,2006）。特定的时间域是指一定的地质历史发展阶段内一个大地构造活动旋回（或相对独立的构造活动阶段）;特定的空间域是指一定的地质构造单元,亦就是成矿的地质构造背景,一般相当于形成的三级构造单元（或跨越、或包含在老的构造单元内）;特定的地质成矿作用是指特定的时、空域中发生的地质成矿作用,即岩浆成矿作用,沉积成矿作用（在水体中沉积成矿）,变质成矿作用,表生成矿作用,与岩浆、变质成矿作用无关的流体成矿作用（陈毓川等,2015）;并形成有成因联系的矿床组合的自然体。     

甘肃省矿床成矿系列研究

通过对省内矿床的形成时代、成矿环境、地质成矿作用及矿床"自然组合"的研究认识,认为矿床是地质环境中的组成部分,成矿作用是形成地质环境的地质作用中的一个组成部分;在各个地质历史阶段的地质构造环境(单元)中的矿床与一定的地质成矿作用有关。利用在一定的地质历史时期或构造运动阶段,在一定的地质构造单元及构造部位,与一定的地质成矿作用有关,形成一组具有成因联系的矿床的自然组合这一成矿系列概念,基本确定了甘肃省内成矿系列序次,重点是对成矿系列进行了划分和鉴别,提出全省有11个成矿系列类型、39个成矿系列的新认识。论证了成矿系列的产出特征,确定出各系列的矿床式。     

成矿系统研究及其资源、环境意义

成矿系统是指在一定地质时空域中，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。成矿系统理论要点是：①成矿是一个由发生、持续到终结的开放的复杂动力系统；②成矿作用产物包括矿床系列和异常系列，它们共同构成矿化网络；③成矿系统研究的是矿床形成、变化、保存的全过程；④成矿系统的研究，必须与成矿背景环境的研究一体化，并按构造动力体制进行分类。成矿系统研究的三重意义在于：①推动成矿学的深入发展，并有利于矿床学与地球科学其它分支学科的相互渗透；②在找矿预测中建立战略观点和整体思路，促进区域找矿和资源潜力评估工作；③研究成矿系统中有害组分的污染程度，为矿区环境质量评估和环保工作提供科学资料。论文指出以系统观和历史观相结合的研究方法，将使资源和环境服务的成矿系统研究得到进一步发展。     

论矿床成矿模式

成矿模式是对矿床赋存的地质环境、内外部特征、控矿因素、矿化的时空演化规律、矿化标志、成矿物质来源、成因机理和找矿标志的高度综合描述和解释,将复杂多变的成矿作用和地质现象上升为成矿学的地质理论,并用文字、图表予以表达,使人们对同类或一组相似矿床的成矿特征有一个完整的概念,从整体上深化对矿床的认识。按成矿单元的差异和勘查要求,将成矿模式分为区域的、矿床的成矿模式和找矿模型三部分。并列出了建立各类模式(型)的具体内容。     

甘肃花牛山喷流沉积型金银铅锌矿床控矿因素与找矿前景分析

花牛山银铅锌矿床过去大多研究者认为其形成与印支期花岗岩有关。但矿床地质特征、矿化类型及成矿年代学研究表明,花牛山银铅锌矿床是中元古代晚期古火山喷流沉积作用的产物。本文在分析论述矿区喷流沉积型贵重-有色金属系列矿化成矿作用特点和成矿规律的基础上,系统归纳总结了矿床主要控矿因素与找矿标志。并按照层控找矿思路,结合地质及物探工作资料,指出了今后开展接替资源勘查的找矿靶区。     

超大型矿床成矿背景-过程-勘查三位一体的找矿理念

超大型矿床是某一(或某些)矿种资源的巨大储库。据统计,全球矿产资源70%~85%的勘探储量集中分布于占全球矿床数10%的超大型矿床。由此可见发现超大型矿床对一个国家经济与社会发展的极端重要性。超大型矿床成矿背景是其形成的基础,成矿过程是其成矿的关键,勘查评价是其发现的根本途径。文章试图从成矿背景、成矿过程与勘查评价相互关联的角度探索超大型矿床“三位一体”的找矿理念。对于隐伏的和新类型超大型矿床,集“成矿背景、过程与勘查评价”于一体的找矿理念是矿产勘查成功的关键。我们根据地球成矿动力学理论,将地壳结构复杂的地质异常区域(如板块边界)定义为找矿可行地段;在找矿可行地段内,根据成矿系统理论,将成矿关键要素(源、运、储、盖)发育的地段定义为找矿有利地段;在找矿有利地段内,根据成矿系列理论,将可能出现矿床共生组合的地段定义为找矿远景地段。根据自组织成矿系统理论,一个矿集区内,矿床规模-频率幂律分布,奠定了多尺度聚焦找矿的理论基础。地质矿化单一信息的多解性和不确定性奠定应用综合致矿信息找矿的理论基础。基于成矿系统和综合致矿信息数字找矿模型的矿产勘查是从成矿的因果关系(本质)和矿床与诸控矿因素的相关关系(现象)两个方面确定可能矿化地段的最有效方法。超大型矿床找寻上升至综合地学学科水平,应视为一种科学的探索,这种探索综合来自地学各相关领域致矿信息,然后将从这些信息中获取的关键成矿过程和参数转换为找矿的空间数据信息,根据选靶模型识别并确认这些空间数据信息的存在,最后在全球、成矿省和矿化集中区尺度上圈定能够定量排序的超大型矿床的找矿远景区(靶区)。集“成矿背景、过程与勘查评价”于一体的找矿理念应为未来的超大型矿床勘查奠定理论和方法学基础,为应用直接探测技术和方法探测矿床提供合理的工程勘查方案。     

四川会理拉拉铜矿找矿预测模型构建与找矿示范

勘查区找矿预测理论与方法体系是基于全国129个典型矿床的深入研究,以及在勘查项目实践验证基础上总结而形成的一种特别适合生产找矿第一线使用的有效方法。该方法以成矿作用内因(元素的地球化学特征)和外因(地质作用类型)相结合的思路,构建以成矿地质体、成矿构造与成矿结构面和成矿作用特征标志为主要内容的找矿预测地质模型。四川会理地区位于扬子板块西缘,区域成矿地质条件优越,经历多期构造事件叠加,形成了一系列独具特色的铁铜矿床。近年来,在拉拉铜矿的深部及外围已取得了重大找矿突破和进展。本文以会理拉拉铜矿为典型实例及深部找矿预测成果示范,阐述该方法在深部找矿预测中的具体应用过程,得出了如下认识:早期成矿地质体为赋矿火山岩(河口群钠长岩类),成矿构造与成矿结构面主要为基(中)性火山岩与沉积岩的界面及可能的喷溢口;热液叠加期成矿地质体推测为深部隐伏岩体,成矿构造与成矿结构面主要为褶皱、断裂和裂隙。在总结成矿作用特征标志基础上,建立了拉拉铜矿勘查区找矿预测地质模型。通过与地质和物探方法相结合,圈定红泥坡南部为找矿靶区,经钻探验证,发现厚大矿体,打开了区域找矿空间。     

与岩浆热场有关的“成矿组合”及其对找矿的启示

与岩浆热场有关的成矿组合是一个新概念,是指在一个或大或小的区域内,在岩浆活动集中的时间段范围内,在岩浆热场的统一作用下所形成和影响的所有矿床,不论成因和矿种,均属于一个成矿组合。与岩浆热场有关的成矿作用主要包括下列几类： 岩浆热液矿床、岩浆热场叠加的沉积矿床、岩浆热场叠加的变质矿床、岩浆热场叠加的能源矿床（藏）以及热泉型矿床等。与岩浆热场有关的成矿组合把金属与非金属成矿作用联系起来,把无机与有机成矿联系起来,把热液与沉积成矿联系起来,把热液与变质成矿联系起来,把金属与能源（燃料）成矿联系起来。这种成矿组合的分布有两种趋势： 一是纵向上的由不同温度构成的成矿组合,如钨锡—铅锌组合、锡—铜组合等; 二是横向上的由相同温度不同矿种构成的成矿组合,如钨锡—石墨组合、金—铜—煤组合、铅—锌—煤组合、油—气—煤—铀组合等。成矿组合强调综合找矿的思路,在找矿时,除了注意主要矿产的找矿外,还应当注意其他矿产和矿种的找矿。在找金属矿床时,注意非金属矿床、沉积叠加改造矿床、变质叠加改造矿床以及能源矿床找矿的可能性。在研究高温金属矿床时,注意与高温成矿相伴的其他矿种成矿的可能性,注意低温金属矿床成矿的可能性,注意与低温成矿作用相伴的其他矿种成矿的可能性。开阔找矿的思路,就不能拘泥于本行本专业,而是围绕岩浆热场,将找所有可能出现的矿为己任。     

班公湖-怒江Cu- Au- Fe- Li多金属成矿带主要地质成矿特征及潜力分析

随着地质大调查的开展和班公湖-怒江地区新的找矿进展和预测成果不断涌现,班公湖-怒江作为我国找矿的重点成矿区带之一,故对其开展系统的成矿区划和部署研究工作具有重要意义。本文以最新的研究成果和找矿突破为基础,通过综合分析,在该地区划分新的重要成矿部署区带,厘定边界并将其命名为"班公湖-怒江Cu-Au-Fe-Li多金属成矿带"。结合区域成矿地质背景的综合研究,在区内划分了3个Ⅲ级成矿带,初步建立了班公湖-怒江Cu-Au-Fe-Li多金属成矿带成矿谱系,其成矿作用具有多期次发育的特点,其中喜山期与燕山期是该矿带的主要成矿期。研究区主要成矿类型为斑岩型铜金矿、矽卡岩型铜金矿、变质碎屑岩中脉型岩金矿、矽卡岩型铁矿、现代盐湖型钾盐、硼矿、锂矿等。结合区域找矿进展和潜力评价最新成果,认为本区Cu、Au、Fe、Li、K、B找矿潜力巨大,为下一步勘查部署的主攻矿种,同时在本区划分了3个远景区,其中2个为重点远景区,1个为一般远景区,对研究区下一步矿产勘查部署工作有一定指导意义。     

吉林省延边金苍地区金矿成矿预测

成矿系列具有明确找矿方向的作用,在具体找矿靶区预测时,结合区域物、化探和矿化、蚀变等找矿标志可以起到更为有效的预测效果。本文详细分析并建立了区域成矿系列,结合区域地球化学异常和矿化、蚀变分带,对延边金苍地区进行了金矿成矿预测,提出了新的预测区,为普查找矿提供有利的基础条件。     

西藏喜马拉雅带稀有金属矿勘查与研究进展

长期以来,西藏喜马拉雅带以发育较多金、金锑及铅锌多金属矿为显著特色,而稀有金属矿未曾列入主流找矿方向。近年来,该带由于铍、锂等稀有金属矿的重要找矿新发现而备受广大学者关注,其相应的成矿作用研究亦有较大进展。本文在喜马拉雅带已有地质找矿成果及科学研究资料的基础上,对该带新发现的稀有金属矿勘查与研究进展进行了总结。本文提出：喜马拉雅带主要发育有伟晶岩型锂-铍矿、锡石-硫化物型锡-铍矿、矽卡岩型铍-锡-钨矿、矽卡岩型铍-铌-钽矿、钠长石花岗岩型铍-铌-钽矿、热液脉型萤石-铍矿6种稀有金属矿化类型,其中伟晶岩型锂-铍矿及锡石-硫化物型锡-铍矿最具经济意义上的找矿价值。这些稀有金属成矿作用均与中新世淡色花岗岩浆活动密切相关,属于岩浆高度结晶分异的产物,是印度-亚洲大陆碰撞造山成矿作用中的新成员,并构成了喜马拉雅带与淡色花岗岩相关的稀有金属矿成矿系列。为指导找矿勘查,今后喜马拉雅稀有金属成矿作用研究应加强如下几方面：(1)高分异淡色花岗岩-伟晶岩岩相分带与相应的稀有金属分带;(2)锂-铍-铌-钽-钨-锡共生分离机制;(3)喜马拉雅式稀有金属矿成矿模式与勘查模型;(4)稀有金属与铅锌-金锑成矿作用的关系。喜马拉雅带新发现的稀有金属成矿作用大部分靠近我国边境地区,通过进一步的勘查评价工作有望形成西藏地区具有战略意义的稀有金属成矿带。     

加拿大纽芬兰-拉布拉多省镍矿勘查潜力

纽芬兰-拉布拉多省地处加拿大地盾东缘,成矿条件十分优越,是加拿大重要的镍矿成矿区,矿化类型多样。文章基于前人对该区镍矿床和矿化的研究,从区域成矿地质背景、矿化类型及地质特征、地球物理特征、勘探潜力、勘查态势等等方面进行了系统分析。拉布拉多地区的镍矿资源主要分布于辉长质—橄长质镁铁质岩石分布区,主要与中元古代侵入的辉长岩、斜长岩、橄长岩、辉石岩有关,或与太古宙超镁铁质变火山岩有关,矿化类型有橄长岩和辉长岩型、辉石岩型、斜长岩型、铁闪长岩型、火山岩(科马提岩)型;Voisey′s Bay Ni-Cu-Co硫化物矿床是拉布拉多地区已发现的大型镍矿床。纽芬兰地区的镍矿资源主要与古生代辉长-闪长质侵入岩、前寒武系镁铁质片麻岩有关,矿化类型主要有辉长岩型、镁铁质片麻岩型、火山热液型。纽芬兰-拉布拉多省的镍矿勘查前景乐观。     

环上扬子Mn- Zn- Ag- Cu- Al多金属成矿带主要地质特征及资源潜力

"环上扬子"成矿带地处我国西南。是我国重要的金属矿产资源的富集区。在新的研究成果和找矿突破基础上,结合新的理论发展,本文新设定并命名了"环上扬子Mn-Zn-Ag-Cu-Al多金属成矿带",即重新划(修)定的25片重点成矿区(带)之一。通过区域成矿地质背景研究,成矿带内划分了3个Ⅲ级成矿带,初步建立了环上扬子Mn-Zn-Ag-Cu-Al多金属成矿带成矿谱系。综合研究认为,区内矿产以锰、锌、银、铜、铝土、铅、铁矿等为主,资源潜力巨大。主攻矿床类型为层控改造型铅锌银矿、沉积变质型铁铜矿、蚀变岩型金矿、沉积型铝土矿、沉积型锰矿、沉积型磷矿,并总结了重要矿床类型的成矿模式。成矿带内圈定了16个远景区,其中10个为重点远景区,6个为远景调查区,远景区的划分指明了下一步的找矿方向和工作部署重点,为国家部署公益性地质调查评价工作提供依据和建议。     

长江中下游成矿带庐枞盆地小包庄铁矿床地质特征研究

罗河铁矿床位于长江中下游成矿带内庐枞火山岩盆地的西北部,是成矿带内已发现规模最大的铁矿床。2013年在罗河铁矿床深部又勘探新发现了小包庄大型铁矿床,这是长江中下游成矿带内近年来重大找矿突破之一,具有重要的理论研究意义和勘探应用价值。本文在前人工作基础上,基于详细的钻孔观察和系统的岩相学、矿相学工作并结合电子探针测试分析,研究了小包庄铁矿床的矿化蚀变特征,厘定了矿床的成矿阶段,分析了成矿作用过程,并初步探讨了矿床成因。研究表明,罗河铁矿床和小包庄铁矿床为同一成矿系统在不同深度成矿作用的产物。小包庄铁矿床主矿体矿呈厚大的透镜状、似层状产于砖桥组地层中,位于罗河铁矿床主矿体之下约800~1000m,主要由浸染状矿体组成。矿床中金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿,非金属矿物主要为硬石膏、透辉石和碳酸盐,矿石的代表性矿物组合为磁铁矿-硬石膏-透辉石。矿石的结构构造主要有浸染状构造、脉状构造、块状构造、自形-半自形粒状结构、他形粒状结构和筛状结构等。矿床围岩蚀变强烈,主要蚀变类型有碱性长石化、透辉石化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化和硬石膏化。小包庄铁矿床形成经历了热液期的四个阶段,即碱性长石阶段、透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段、绿泥石-绿帘石-碳酸盐阶段和硬石膏-黄铁矿-碳酸盐-石英阶段,其中,铁矿化主要发育于透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段。通过矿床地质特征的分析以及与宁芜地区铁矿床的对比研究,本文认为小包庄铁矿床成矿物质和成矿流体来源于深部的闪长质侵入岩(?),而矿化发育在远离侵入岩或次火山岩之上的火山岩中,明显有别于宁芜地区玢岩铁矿床,类似于智利安第斯成矿带中部分产于安山质火山岩中的磁铁矿-磷灰石型矿床,是长江中下游成矿带中产于火山岩中的一类特殊类型的玢岩型铁矿。