Question

中国区域成矿研究中几个重要问题

Answer 1

（一）中国大陆的分合聚散对成矿的制约

中国大陆现有的大地构造分区和成矿区（带）划分都是以统一的中国大陆为背景和基础进行的。但是，大家已熟知的运用古地理、古地磁、古构造、古生物分区等研究，进行古大陆再造，则发现在地史的很长阶段中，组成中国大陆的华北、扬子、塔里木和华夏等地块是分离存在的。古大陆的聚散离合，涉及地球演化的一个根本问题，也对合理划分成矿区（带）有重要影响。王鸿祯等认识到古地史上有5次出现联合古陆，分别为P-2500Ma、P-1950Ma、P-1450Ma、P-850Ma和P-250Ma。在他们编制的P-1450Ma联合古陆再造图上，华北等4个陆块作为一个小陆块群靠近赤道两侧，在北美和欧洲以西，中隔大洋。而在P-250Ma再造图上，华北、华南、松辽等陆块则分散游离在特提斯大洋中，华南在赤道上，而喜马拉雅和印度陆块则在南半球的高纬度区。

处在分散游离时的各陆块各有自己的大陆动力背景和所在纬度的古气候、古海洋和古生物环境。这些内、外动力环境的差异都影响着它们各自的地质成矿历史。而自晚古生代以来，华北、扬子、塔里木等先后拼合汇聚，形成统一中国大陆后，则共同书写了新的地质成矿历史。通过多年研究，大家比较了解统一大陆后的成矿过程，但对统一前的各陆块的地质成矿历史却很少研究，在研究区域成矿分带时，常忽略各成矿带间的时-空配置关系，这就影响了按时代对区域成矿历史和成矿规律的深入理解。建议在今后的全国成矿规律研究中注意分别研究各陆块在地史中的时-空轨迹演变，其各自的成矿环境、成矿过程、矿床类型，包括按地质时代，按当时古地理位置编制成矿环境和矿床分布图。

（二）中国大陆的活动性与稳定性及成矿

作者在过去讨论中国区域成矿的大地构造背景时，比较强调中国大陆系由若干小陆块拼合而成，且大陆活动性较强，试图以此来解释中国为什么缺乏某些巨型幔源成因矿床，如布什维尔德型铬、铂矿床。因为世界上的大型层状铬、铂矿床都产在大型克拉通内，如非洲、西伯利亚等。也曾提出我国大陆中生代以来的频繁构造活动可能是致使若干早成大型铬、铂、钾、铀矿床被破坏肢解的一个原因。

但是，事物总是一分为二的。按照辩证法，活动性与稳定性是对立统一的，它们在一定的条件下可以互相转化。总体活动性中有局部的稳定性，长期活动性中有短暂的稳定性。我们在肯定中国大陆在地史上长期处在活动性的同时，也应该注意到它在一定时期和一定区域中的相对稳定性，即中国大陆还有其稳定性的一面，这一点对矿床的形成和保存的影响也是不容忽视的。例如，我国一些世界著名矿床如金川、白云鄂博、东升庙、大石桥等超大型矿床就产在相对稳定的前寒武纪陆块中，因而能一直保存到现在。“活中有稳”，构造多发的活动带（主要指造山带）中间还夹持着几个稳定地块——华北、扬子、塔里木及若干个小陆块。这些地块中有的经受后来构造—岩浆活动的“活化”，造成错综复杂的矿床分布。有的自中新元古宙以来基本上保持稳定，可称为“安全岛”。如冀东地块中不少蓟县系地层仍保留着清晰的沉积—成岩构造及藻类化石等，说明自1400Ma以来，它们未经显著变形和变质。这种情况与西澳克拉通上稳定的中元古代砂页岩层是相似的。再有，我国一些小型地块中也产有超大型矿床。例如，巨型金川Ni-Cu-Pt矿就产在面积不足3000km²龙首山地块上，它不仅是小岩体成大矿，也可以认为是小型古陆块中产出巨型矿床的实例。这就使我们联想到在一些保存较好的稳定小地块中还可能存在类似金川这样的大型、超大型矿床，这种情况不能排除。因此，我们在区域成矿研究和找矿工作中，不能忽视小型稳定地块中产出大型矿床包括幔源成因矿床的可能性，关键是针对具体地区，深入研究和认识这类矿床的形成与保存条件。

（三）缺氧环境与黑色岩系

黑色岩系是富含有机碳（C有机含量≥1%）及铁硫化物的暗灰—黑色的硅岩、碳酸盐岩、泥质岩（含凝灰岩）及其相应变质岩石的组合的总称。黑色岩系中的多金属矿床，我国南方早已开发利用，俄罗斯远东地区干谷金、铂族元素超大型矿床的发现，进一步引起重视。黑色岩系是在海洋的缺氧环境中形成的，与其相关的成矿元素和组分在25种以上，包括Cu、Pb-Zn、Sb、Cd、Sn、Au、PGE、V、U、Th、Mn、P、Ge、石煤、硫铁矿及重晶石等。与黑色页岩有关的矿床成因类型有沉积-成岩型、沉积-改造型、火山-沉积（改造）型、沉积受变质型和火山-沉积变质型等。黑色岩系中常产有大型、超大型矿床，如大厂Sn多金属矿、锡矿山Sb矿、临沧拜卖Ge矿、湘黔交界的贡溪—大河边重晶石矿床等。黑色岩系有关的成矿有利条件是：①缺氧环境（事件）的形成与持续发展；②被动大陆边缘的拉张裂陷为主的槽盆环境；③低纬度的古气候；④生物与微生物作用。除上述条件外，作为矿源层的黑色岩系受后期火成活动或热水活动的叠加改造时，有可能造成原有矿胚或矿源层的活化和矿质富集成矿。

（四）暗色岩大火成岩省

指大面积分布的大陆溢流玄武岩及有关的镁铁质-超镁铁质侵入杂岩体构成的岩石组合，暗色岩的含矿性已引起人们的关注。与西伯利亚大面积暗色岩有关的Noril’sk世界著名铜镍铂族矿床，产于暗色岩建造的侵入岩相中。我国川滇黔区峨眉山玄武岩广泛分布，攀西裂谷含巨型V-Ti磁铁矿矿床的镁铁质—超镁铁质杂岩据信是与玄武岩套同源。此外，还有铜镍硫化物矿床（如力马河）、铂族元素矿化等与之有关。新近在云南鲁甸发现与玄武岩有关的沥青质—自然铜矿床，经工作认为有较好的前景。在谢学锦先生等所做全国Cu、Pt地球化学图上，该玄武岩区也有高丰度值的异常。作为一个幔源的成岩成矿系统，峨眉山暗色岩套的有关矿床组合的整体格架及其时-空分布尚未完全认识，值得深入研究。除了与玄武岩及其侵入杂岩体有关的矿床外，覆盖面积达50万km²的二叠纪峨眉山玄武岩本身就是一个巨大的热场（热圈闭），其对不整合面下沉积岩层内中低温热液矿床成矿的影响及所产生的矿床类型值得进一步探索。

（五）复合沉积盆地

我国中新生代陆相盆地有300多个，分布广，总面积达200万km²，除其中蕴藏的煤、盐类、油、气、水资源外，一些盆地中还发现有Cu、U、Au、Ge矿床（化）。此外，古生代的海相盆地也分布较广。由于中国地壳发展的多旋回性，导致了多旋回的复合、叠合盆地数量较多。尤其是大型复合盆地，具有多期次的沉积旋回和构造—热变动。在纵向上具有多层结构，各构造层常以不整合分开，不同层中有不同的沉积建造和成矿系统。有的为油气，有的为蒸发岩矿产，有的为一般金属非金属矿产。在盆地的多次构造运动中，使上下构造层得以连通，造成盆地中原有矿质的活化运移和相互作用。盆地中有多种沉积建造和流体系统，又发育生物有机质，常是有机成矿与无机成矿作用的复合地带。这类盆地中的油、气、煤资源已经大量勘查，但对于其中的金属和非金属矿床缺少系统探索。

建议运用综合找矿思想，系统研究这类盆地的构造背景、演化过程和基底、盆内、盆缘的岩石类型、矿源基础、流体运移和构造-岩相-有机质圈闭条件，以探索新矿床类型的所在。盆地中具有构造-热异常或后期流体环流地段，常能导致活泼金属的活化、运移与富集。盆地周缘有含高丰度金属的岩石剥蚀区（如富铀花岗岩），又有向盆地内部的汇水域，这有利于形成砂岩型Cu、U矿床，辽河盆地南缘某铀矿就是一个代表性实例。

（六）古湖盆（含盐盆）分布的陆缘构造-岩浆带

古陆缘是有利成矿带，有古湖盆分布的陆缘构造-岩浆带则更有利。在这种环境中，既有深部作用引发的构造变动、岩浆（含火山）活动、矿质和流体的大规模运动，又有地表湖盆水体，有些是盐水（加矿化剂）的参与。大量的湖盆水沿构造破裂带下渗，与深源含矿流体汇聚与混合，构成金属元素大量堆积的物理化学条件，这很有利于大型矿床生成。在Olympic Dam矿床的较新成矿模式中就包含着这种观点。我国柿竹园矿床的一个成矿模式也强调了晚中生代（侏罗纪）成矿时，千里山地区地表为断陷海的湖盆环境，其中的低温热水沿断裂下渗参与了成矿流体系统。

上述内生条件与外生条件有机耦合的环境，可能有普遍意义，因为它汇集了多种成矿有利因素，又是各项成矿参数———温度、压力、、Eh、pH发生临界转变的有利地段，因而常能形成大型矿床，应引起我们的重视研究。

（七）叠加成矿的多种型式

对在我国常见的叠加成矿作用，涂光炽先生早就提出并作过论述。笔者曾对长江中下游成矿带的叠加成矿作用有专门探讨。目前研究较多的是华南地区古生代海相（火山）沉积喷流型矿床（早期）与中生代岩浆-热液型矿床（晚期）的叠加复合，已有广西大厂、广东大宝山、安徽冬瓜山、狮子山、铜官山等多个实例。从成矿理论分析，叠加成矿可有多种类型，有沉积成矿+岩浆热液成矿，也有岩浆热液成矿+岩浆热液成矿、沉积成矿+变质成矿等多种叠加模式。即使在沉积（热水沉积）成矿+岩浆成矿的模式中，除上述的SEDEX型矿床+岩浆热液矽卡岩型、斑岩型、角砾岩筒型Cu、Fe、Sn、Pb、Zn、Au矿床外，涂光炽先生还报道了叠加在块状硫化物矿床之上的后期石英脉型金矿床，即靠近我国阿尔泰附近的俄罗斯列宁戈尔斯克地区的一个泥盆纪块状硫化物矿床，其下部有形成时代很晚的大型含金石英脉，且下延超达1000米。此外，在西伯利亚东南部的萨拉彦矿床，也是一个晚期含金石英脉呈细脉浸染状叠加在块状硫化物矿床之上的金矿床。

以上的事例启示我们，在研究一个区域乃至一个矿床（田）的时-空结构时，应注意各种可能的叠加复合成矿形式与其产生的新矿床类型。

（八）不同构造体制转折期和转折部位的成矿环境

中国大陆的大地构造活动频繁，又有多个构造体系交汇，造成地质历史上不同构造动力体制的转折期和转折部位的多次出现。从作者所提出的多因耦合、临界转换的成矿观念分析，地质转换的时-空结构有利成矿。如前寒武纪与寒武纪的转折期，黑色岩系发育并伴有生物灭绝和生物大爆发，有大面积的缺氧环境和多种矿床形成；早古生代与晚中生代的转折期，构造活动从相对稳定向较活动转变，中晚泥盆世是一个重要的成矿时代。印支期是中国大陆又一个构造转折期，中国东部广大地区岩石圈结构显著变化，壳幔强烈反应，岩石圈减薄，东西向构造带为主向北东-北北东方向转化，构造-岩浆-流体成矿作用十分活跃，在燕山期形成中国东部的成矿高峰，表现了一个重大地质构造转换对成矿的控制。在构造动力体制显著转折的区域，有复杂的控矿因素，常发生不同的构造-成矿系统的叠加与复合，如闽粤地区的W、Mo、Bi+Pb、Zn、Au、Ag复合成矿系统。这些复合成矿现象有些已认识，有些则有待去探索。

（九）地球化学块体的地质成矿分析

以谢学锦院士为首的研究集体在全国区域化探扫面（1∶20万）及其他地球化学勘查成果的基础上，总结提出的地球化学块体理论及各种成矿元素的地球化学块体图对于区域成矿研究极为宝贵。内容丰富的地球化学块体及异常图不仅为找寻已知矿床类型提供了重要线索，如在指导找金矿工作中起了很好的作用，而且对于探索新矿床类型的产出位置和潜力也有重要价值。

以铂矿为例，在全国铂地球化学图上，已圈出三大块大面积异常：新疆、川黔滇和西藏。造成这些异常的原因，除去大型基性岩体（层）和已知铂矿床（独立的、伴生的）外，还预示着可能有新的铂矿床类型的产出。如富铂的斑岩型铜—金矿床在鄂东区已有一些线索，正在研究的富Pt黑色岩系也在谢学锦等所圈定的铂地球化学块体内。

除去岩石、构造因素造成的地化异常外，就矿致异常来说，宜作精细观测和系统分析，是独立矿床造成，还是伴生矿床造成；是浅表矿床造成，还是深处矿床的浅表反映（地气、纳米级粒子成矿元素上移造成）；是已知矿床，还是未知矿床；是传统矿床类型，还是新矿床类型。为了解这些要系统研究地球化学块体和异常的岩石组成、构造性质、结构特点、形成演化历史、已知矿床分布、矿化蚀变类型及分布等。重要的是将元素地球化学信息转化为地质成矿信息，再进一步研究和预测未知矿床。

（十）深部探矿和矿化垂直分带研究

近年来，我国在逐步加强西部地矿大调查的同时，由于危机矿山日益增多，东部地区深部探矿问题也日益引起重视。我国的金属矿山，探采深度一般在500米左右。只有少数几个铁铜矿山，开采已进入1000米深度。国外开采超1000米的金属矿山有80多座，其中南非最多，有的金矿开采深度已近4000米。从成矿理论分析，一个热液成矿系统的垂直延深达4～5km是完全可能的。西利托（R.H.Sillitoe）注意到环太平洋火山岩区浅成低温热液金-铜矿床与富金的斑岩铜矿床在时间、空间和成因上的联系。菲律宾巨大的远东南斑岩型铜-金矿床之上有含硫砷铜矿金矿脉；智利马里昆加浅成热液型金矿带下部发现一系列大型斑岩型铜矿床等，都值得我们深思。近年来，云南会泽、广东凡口、山东招远等地的Pb-Zn、Au矿床都在千米左右的深度找到富矿体。而且，随着深度变化，矿床类型也相应改变，如赣南区原有的石英脉型钨矿垂向“五层楼”矿化模式再向深部发现云英岩型和岩浆-热液过渡型矿石（化）。我国不少矿集区的深部还需要深入调查，可能还有相当的资源潜力。从长远看找矿深度将越来越大，根据采矿专家的初步界定，我国金矿和有色金属矿的深部采矿深度为1000～2000米，这首先要求在深部探矿上要有重要的突破。

深部探矿是一个复杂而有巨大吸引力的探索领域，过去沿用的成矿条件和矿化分带理论只限于讨论矿种、矿化类型、产状、蚀变及含矿地层的垂向变化，已不能完全适应需要。现在要扩展思路，从成矿区域的地壳结构、构造-岩石环境、地化、热场、流体场等更广阔的背景上研究矿化分带及隐伏矿位置，要加强深部地球物理勘查并将其与地质、地球化学等方法有机结合，其研究成果不只能指出矿体的找矿方向，还要能对一个区域或矿集区的深层找矿战略分析提供重要信息。深部探查和地质矿化垂直分带研究将能揭示新的成矿环境和新矿床类型。尤其是不同岩层界面、不同构造层界面、不整合面、拆离和滑脱断裂带以及隐伏岩体等的成矿环境更应引起注意。

综合上述可见，中国区域成矿的特征取决于中国大陆的长期分合历史、复杂内部结构和处于特殊的三大板块会合的环境。再造中国大陆分合过程对成矿的制约，查找稳定地块中的古老成矿系统，开拓深部找矿新领域以及加强成矿环境研究将是我国近期区域成矿研究中的重要课题。随着我国基础地学研究的深入和矿产勘查开发程度的提高，必将大大提高区域成矿研究的理论水平，从而指导发现更多的矿产资源以保障社会经济可持续发展的需要。