Question

区域地质-地球化学作用与成矿

Answer 1

区域成矿问题的本质就是元素从普遍的分散状态(地壳丰度水平)浓集在某些地质系统中并达到可被工业利用的浓度水平。因而，成矿作用本质上是一个地球化学过程，地球化学研究是认识成矿机理的重要方法，这涉及物源系统和成矿系统中元素初始浓度与赋存形式、元素浓集的机制与控制因素，以及元素浓集环境与空间位置问题(张本仁，1989)。现参照张本仁的观点作些说明。

1.物源系统元素初始浓度与赋存形式

如前述，一定区域中成矿元素的初始浓度仅为成矿的有利因素和必要条件，而不是成矿的决定因素和充分条件。成矿的关键在于能否存在使元素浓集的条件。对矿源系统来说，成矿元素必须是能够活动迁移，并向成矿系统中作适度浓集。元素在这些系统中能否活动转移和发生浓集，取决于多种因素，但元素的赋存形式总是主要因素之一。在进行成矿区带研究时，既需注意区域中成矿元素的背景含量，还需重视各种体系中成矿元素的赋存形式及浓集趋势。

2.元素浓集成矿的机制与控制因素

在岩浆的分异结晶和地表水体的蒸发等过程总是伴随着各相的成分变化，表现为元素在一种相中的逐渐浓集和在另一种相中的逐渐贫化。这说明元素的浓集是通过相的变化发生了重新分配的过程。各种地质作用过程中均包含着元素在不同相间的分配过程，这些过程均能导致元素在特定系统中的浓集，可作为元素浓集成矿的机制。

控制地质系统中元素浓集的因素是复杂多样的。其中有物理学的因素———温度、压力和动力学因素等。温度和压力决定着化合物的稳定性和系统的相平衡，影响着元素在不同相间的分配系数。同时，温度和压力梯度还是流体相运移和物质输运的驱动力，有利于成矿物质的局部汇集。应用地球化学有关元素分配的理论，结合区域地质作用的实际资料，可深入探讨成矿区带中各类地质环境浓集成矿元素的效能及控制因素。

3.元素成矿所需的浓集程度

元素不仅在地壳中有着差别悬殊的丰度，而且它们与当前工业可用矿石的品位要求也相差很大，不同元素成矿所需的富集程度差别也是很大的。少数元素(主要是Al，Fe，Si等高丰度元素和P等)只需富集几倍即可成矿，它们只需通过一次地质作用的浓集就可成矿。但大多数元素则需富集几十倍，几百倍，几千倍，甚至几万倍才能成矿。因此，这些元素则需经过多种地质-地球化学过程的逐步浓集才能成矿。由此可见，元素成矿所需的浓集程度也是分析矿床成因，研究成矿远景必须考虑的因素之一。在一个足够大的区域中，元素的成矿无非就是元素在区域岩石圈中通过各种地质-地球化学作用发生再循环、重新分配，并浓集于局部地段。这里包括壳内的再循环与重新分配及壳-幔间的物质交换。

壳内的再循环表现为:①沉积区成矿对剥蚀区地球化学特征的继承和发展;②后继地质-地球化学过程对先前地质-地球化学过程的继承和发展。通过搜集有关区域岩石圈和各类地质体的元素丰度资料，探讨区域内各类地质-地球化学作用及其继承发展关系和元素浓集的效率，同时考虑元素成矿所需的浓集程度，即可判断和预测成矿区带的优势矿种及成矿的机制、条件和远景。

4.元素成矿的环境与空间位置

成矿带的形成是地球物理场、应力场及地球化学场发展不均衡所引起的物质剧烈运动的结果。但是就其空间展布来说，大型构造运动则是主导的控制因素。探讨控制成矿带的大型构造，尤其是构造的性质与环境是十分重要的。这种研究不仅对阐明区域构造发展历史具有意义，而且也是解决矿带成因及指示找矿所不可缺少的。同样，在成矿带内各种级次构造也是控制矿田与矿床分布的主要因素。

但是矿床、矿体并不出现于所有相同构造之中，甚至在同一构造中也只有局部地段能形成矿体和矿床。因此，成矿必定需要其他有利地质-地球化学条件的配合。

研究成矿的地球化学(物理-化学)环境与条件，对于阐明成矿机制，提供找矿依据和标志，均具有重要意义。然而成矿的地球化学环境与条件总是寓于地质环境与条件之中，因此必须善于从地质环境与条件中提取更具有实质意义的地球化学环境和条件等因素。在构造-岩浆活动带中，不仅可以通过火山岩与侵入岩的地球化学特征研究来判别成矿带的构造环境，而且还可通过岩石组成、矿物流体包裹体和热力学研究，确定成岩与成矿的温度、压力、pH和E_h等条件。岩浆与围岩的相互作用关系的观察，以及岩浆岩、围岩与矿石的化学特征的综合分析，可为研究成矿控制因素提供重要信息。通过同类岩石地球化学特征的比较研究，可以建立起判别含矿岩体与不含矿岩体的地球化学标志，从而使岩浆侵入体从一般地质学意义上的找矿前提，转化为地球化学意义上的找矿前提。