矿床成矿系列与成矿预测研究新进展——“《中国矿产地质志》‘成矿系列与找矿方向’”专辑特邀主编寄语

《中国矿产地质志》系列志书由全国600多家单位、4000多名地质工作者, 历时十多年编纂而成, 计划出版200多套志书、150余套附图, 全面记录我国180余种矿产、7万余处矿产地的矿产勘查成果和成矿规律, 实现我国已发现矿种、矿产地和国域面积的三个全覆盖。该志书填补了历史空白, 具有划时代的里程碑意义。该套志书是在“矿床的成矿系列”(简称“成矿系列”)理论思想指导下开展研编的, 厘定了地球系统演化各个时空域中矿种全覆盖的矿床成矿系列, 构建了全国94个成矿带和31个省区市的区域成矿谱系, 在此基础上构建了时间域、空间域及成矿作用紧密结合的成矿体系, 并进一步应用成矿系列的“全位成矿、缺位找矿”的预测思维开展了全矿种的成矿预测。在《地球学报》编辑部的大力支持下, 主动服务于新一轮找矿突破战略行动, 我们从全国、省域、成矿区带等不同尺度, 选取12篇论文, 组成“《中国矿产地质志》‘成矿系列与找矿方向’”专辑, 对铁、金、稀有、稀土、稀散、磷等战略性矿产等进行了系统总结和分析, 旨在为新一轮找矿突破战略行动中找矿工作选区和部署提供科技支撑, 促进国内重要矿产资源的勘查开发, 增储上产。     

以矿床成矿系列理论开展铁矿成矿预测的方向与意义

当前, 我国铁矿资源供应形势十分严峻, 实现铁矿找矿突破迫在眉睫。矿床成矿系列是对成矿规律的总结和凝练, 在多矿种和不同地质单元的找矿实践中丰富和发展, 现在已经成为指导我国地质勘查工作的基础理论, 对于深化铁矿成矿预测研究、明确找矿方向有重要意义。目前全国已划分的以铁矿为主的矿床成矿系列有18个, 矿产预测类型至少67种, 构筑了相对完善的成矿体系。根据矿床成矿系列理论体系对我国铁矿的研究成果, 铁矿成矿预测应聚焦于: ①成矿地质基础-识别成矿要素; ②特征性矿化指示和找矿标志的提取分析; ③找矿新发现的深入剖析和规律总结; ④新铁矿类型的辨别及其成矿规律研究; ⑤重点矿山的构造重新认识; ⑥以成矿体系的角度开展“全位成矿”和“缺位找矿”研究; ⑦成矿谱系的构建和成矿缺位(矿种、类型、时代)的研判; ⑧以市场和需求为导向开展铁矿资源预测和综合利用; ⑨从系统论的角度重新平衡资源开发与环境保护的关系。     

科学找矿工作的探索——兼述战略性矿产找矿工程

科学找矿是发现矿床和矿产勘查过程的总称, 在我国已探索了四十余年。它是应用当代有效的成矿学理论, 从各类资料和数据(地、物、化、遥)中提取信息, 研究区域成矿规律, 圈定不同级别的成矿区带(I—V级), 在成矿信息浓集区带或地段, 述明潜在矿床的地质条件, 判定矿床类型, 指明寻找未发现矿床的标志, 部署矿产勘查后进而发现了矿床, 公认它是矿产勘查学科各环节有机联系的系统流程。科学找矿引领地质找矿的重大突破, 促进矿产勘查工作的现代化。我国已通过矿产区划构建了科学找矿内容的基本格架, 在“新一轮固体矿产普查”、“矿产勘查跨世纪工程”、“矿产资源调查评价”和“找矿突破战略行动纲要”(又称“三五八”行动纲要)的实践中进行探索。获取的找矿成果证明, 科学找矿要以矿床成矿系列、矿产预测理论和成矿信息为指导; 矿产远景区划、地质资料的数据处理和提取成矿信息、编制矿产预测和矿床勘探系列图件是手段; 研究典型矿床, 建立区域的和矿床的成矿模式、总结区域成矿规律、圈定矿产预测远景区和找矿靶区、部署矿产勘查工作是发现矿床的科学支撑; 矿产勘查有效机制将科学找矿各个环节的内容实现有机联接, 组成获取找矿和矿床勘探成果的基本段, 概括为“三项理论”、“二个系统”、“二项技术”, 直至今日, 探索工作已获得很好的找矿效果。在未来的“战略性矿产找矿行动(2021—2035年)”实施过程中, 用科学找矿的思路构建矿产勘查新格局。     

浅论湘东北地区与燕山期花岗岩有关矿床的成矿系列与找矿方向

湘东北地区是华南重要的Au、Cu、Co、Pb、Zn、W等多金属以及Nb、Ta、Li等稀有金属的矿集区之一, 区内的(稀有)多金属矿床在空间展布及形成时间上显示与燕山期花岗岩关系密切。本文在系统梳理前人研究成果的基础上, 将湘东北地区燕山期花岗岩有关的(稀有)多金属矿床厘定为一个成矿系列以及6个成矿亚系列。与早燕山期侵入岩有关的铜多金属矿床成矿亚系列(Ⅰ)的成矿岩体为石英斑岩, 为壳幔同熔的产物。与晚燕山期侵入岩有关的各成矿亚系列(Ⅱ~Ⅵ)均与该区伸展拉张环境下深部地壳重熔形成的幕阜山和连云山花岗岩体有关, 其中锂铌钽等稀有金属成矿亚系列(Ⅱ)属二云母二长花岗岩分异出的伟晶岩型矿床; 幕阜山岩体的酸性花岗岩岩浆所分异的成矿流体为钨多金属成矿亚系列(Ⅲ)和铅锌多金属矿床(亚系列Ⅳ)提供了成矿物源; 连云山岩体花岗岩浆的上涌, 通过萃取元古宙地层中成矿元素以及致早期区域构造的重新活化, 为钴铜多金属成矿亚系列(Ⅴ)以及金多金属成矿亚系列(Ⅵ)提供了成矿物源及矿质的运移、储存空间。依据区域成矿规律和“缺位找矿”理论, 本文认为长平大断裂南端是寻找钴铜矿的有利地段, 湘东北地区具备良好的稀有金属及金等矿床的找矿前景。     

中国镓矿分布规律、成矿机制及找矿方向

金属镓资源是我国优势资源, 但随着国内外需求量不断增大, 我国金属镓的后备资源逐步短缺。本文系统搜集了我国富镓矿床研究和勘查成果资料, 初步总结了我国富镓矿的分布规律、成矿机制和找矿方向。研究认为, 我国镓矿主要伴生在铝土矿、煤矿和铅锌矿之中, 以铝土矿中伴生镓最为重要。依据不同成矿作用将我国具有工业价值的富镓矿床划分为沉积型铝土矿、堆积型铝土矿、红土型铝土矿、煤矿床和碳酸盐岩型(MVT)铅锌矿等5种伴生镓矿床类型, 并总结了不同类型镓矿床的时空分布规律。时间上, 我国富镓矿床在元古宙、古生代、中生代和新生代均有发育, 以石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪和第四纪为主。其中, 富镓铝土矿主要形成于石炭纪、二叠纪和第四纪, 以石炭纪最为重要; 富镓铅锌矿主要形成于震旦纪和寒武纪; 富镓煤矿主要形成于石炭纪和二叠纪。空间上, 我国富镓矿床主要分布在晋豫成矿区、右江成矿区、扬子陆块西南成矿区、川—滇—黔成矿带、湘西—鄂西成矿带、湘东—赣西成矿带和华北陆块北缘成矿区等7个区带中。不同类型富镓矿床的成矿机制不同, 一般在风化-沉积作用下形成富镓铝土矿, 镓与铝常以类质同象形式存在; 在生物化学沉积作用下形成富镓煤矿, 镓常以无机态、有机态和混合形式存在, 在我国多以无机态的形式赋存于勃姆石、硬水铝石等矿物中; 在热液作用下形成富镓铅锌矿, 镓可能以类质同象形式进入以闪锌矿为主的硫化矿物晶格中。根据不同镓矿的成矿作用、富集过程和地质背景, 建立了煤矿、铅锌矿和铝土矿中镓富集成矿的理想模型, 并对铝土矿、煤矿和铅锌矿中伴生镓矿进行了找矿预测, 提出了找矿方向和重点找矿区域, 其中以沉积型、堆积型铝土矿的找矿为主攻方向, 并可兼顾煤矿和铅锌矿等其他伴生镓矿床。     

沉积盆地型与隆起山地型地热系统地表地球化学异常模式差异性分析

地球化学勘探技术作为地热资源综合勘查技术之一,在地热勘探开发中发挥了重要作用。沉积盆地型与隆起山地型地热系统由于自身地质特征的不同,必然造成它们的地球化学判识指标和异常模式存在差异。目前国内外尚缺乏对这两种类型地热系统判识指标和地球化学异常模式差异性进行地质地球化学分析,导致针对不同的勘探对象在方法选择和异常解释上依据不足。以典型沉积盆地型地热系统——河北雄县地热系统,隆起山地型地热系统——安徽巢湖半汤地热系统为例,开展地球化学方法试验,建立了两种类型地热系统的地表地球化学异常模式,并从地热系统的地质因素(热源、热水、热储、通道、盖层)出发,对其地表地球化学异常模式差异性进行分析,表明隆起山地型地热系统地表地球化学异常模式为受导水断层、破碎带控制的正异常;沉积盆地型地热系统气体地球化学异常模式为受热储构造控制的正异常,微量元素地球化学异常为受氧化还原环境控制的负异常;二者在有效地球化学指标组合和异常形态上均存在差异。研究结果为不同类型地热系统勘探提供方法和理论依据。     

赣南盘古山钨铋矿床发现扇状成矿现象

在扇状成矿规律指导下,资源几近枯竭的赣南盘古山钨铋矿床取得新的找矿成果。在矿区南部揭露了两组倾向北的钨矿化石英细脉,总脉数达102条,与矿区北部倾向南的已知矿脉相向倾斜,横剖面呈扇状。这一成果对广大钨矿找矿工作者具有重要的借鉴意义。     

四川若尔盖铀矿田510矿床成矿地质特征及找矿潜力分析

510矿床为若尔盖碳硅泥岩型铀矿田具典型代表的矿床之一,该矿床地质特征代表了若尔盖铀矿田的总体特征。本文在区内已有的研究成果基础上,依据近年来在最新勘查进展和成果认识,通过对区域地质背景、典型矿床地质特征及铀矿化特征的进一步总结与研究,初步认为地层、岩性、构造及岩浆热液活动与区内铀成矿关系密切,总结出了“灰岩与硅质岩组合建造—断裂构造—岩性界面—热液活动”多要素组合控矿的成矿规律。在此基础上,对区内的找矿潜力进行了评价与预测,利用区内成矿要素与已知矿体的分布特征,构建了区内深部矿体的三维数字可视模型,结合区内铀矿化空间分布特征及成矿规律,预测了深部找矿空间7处,提出了深部及外围资源扩大的方向,为区内下步勘查工作部署提供了依据。     

非洲铝土矿地质特征、成矿规律与找矿前景研究

非洲是全球铝土矿资源最丰富的大洲,以产有多个世界级铝土矿矿床而著称。为分析该地区铝土矿的地质特征、成矿规律和找矿前景,本文在总结非洲铝土矿资源禀赋特征的基础上,探讨了该地区铝土矿资源的区域成矿地质背景、矿床类型、成矿条件、成矿特征、时空分布规律和成矿演化过程,划分了成矿区带。研究表明：①非洲铝土矿资源主要集中分布在西非地区,具有储量巨大、品位高、埋藏浅、易开采等特点;②矿床类型为红土型,是在成矿构造环境、成矿母岩、古气候、古地形地貌等多种成矿条件耦合下,铝硅酸盐岩及富铝变质岩发生深度红土化作用的产物;③成矿母岩以中新生代基性侵入岩、火山岩及古元古代变质岩、古生代变质岩为主;④赋铝土矿红土风化壳具有垂直分带性;⑤成矿构造单元以西非克拉通为主;⑥主要成矿时代为晚白垩世-新生代。根据铝土矿的成矿构造环境、成矿特征和时空分布规律,将非洲铝土矿划分为西非铝土矿成矿省和东南非铝土矿成矿省2个成矿省及6个一级成矿带,这些成矿省、成矿带是非洲重要的铝土矿矿产地和找矿远景区,找矿潜力巨大。