Question

成矿系统论的找矿应用

Answer 1

成矿系统论是运用系统科学观点研究矿床的成因和分布规律，该理论涵盖了矿床学的主要方面。常用的矿床学理论指导找矿包括成矿背景、控矿因素、矿床形成和矿床模型等内容，都可包括在成矿系统论之中，也积累了十分丰富的经验。这里着重从区域成矿分析的角度，讨论成矿系统论的找矿应用。

成矿系统研究主要是区域成矿系统研究，可以提高对区域成矿规律的认识水平，把握区域成矿的整体特征，从而可从全局上提高找矿预测能力。关于如何具体运用成矿系统理论指导找矿，现提出几点认识供参考：

1.区域找矿目标——由单个矿床到矿床系列

在我国过去的找矿工作中，主要是在计划经济体制下，多以矿种划分地质勘查单位，例如，放射性矿产勘查队、有色金属勘探队等。在找矿工作布署上也常以单个矿种和单个矿床类型为目标，这在一定程度上限制了找矿者的视野，也造成了有可能避免的浪费。当今，矿业市场蓬勃发展，综合性区域矿产调查评价工作正全面展开，整装勘查也在逐步进行。这样，找矿的目标就不只限于单个矿种和单一矿床类型，而应该是找寻该区存在的矿床组合或矿床系列，即由一定成矿系统产生的全部矿种和矿床类型，尤其是综合地质勘查单位更应树立综合找矿观念。例如，在长江中下游成矿带就应全面找寻铜、铁、金、银、钼、铅、锌等的斑岩型、矽卡岩型、角砾岩筒型、热液脉型和层控型等矿床。这样以区域中一个或多个成矿系统中所形成的矿床系列（组合）作为找矿的整体目标，有利于建立起区域找矿的战略眼光，可以胸有全局、举一反三，线索较多，信息量大，回旋余地也大，更有利于提高找矿成功率。

2.成矿系统的整体分析——由已知到未知，由少知到多知

在区域找矿工作中建立起全局观念和找矿整体思维是十分必要的。在某些区域中，由于成矿强度较大，以及成矿物质和控矿因素的多样性和复杂性，结果在一个成矿系统中可形成多种矿床类型。例如，在广泛分布的与硅铝质火成岩相关的热液成矿系统中，可产有矽卡岩型、斑岩型、脉型、角砾岩筒型、热泉型等矿床类型。它们都是在一个统一的地质成矿事件中形成的，是矿床系列中的成员，各自占有一定的时-空位置和表现出特定的物质组成和结构构造。当已经发现其中的一种或少数几种矿床类型时，可根据成矿系统观点，推断在区域中可能存在的但尚未发现的其他相关矿床类型，即所谓的“缺位预测”。例如在某地区已发现矽卡岩型矿床，可推测在斑岩体内是否存在细脉浸染型矿床或脉状矿床等，并及时注意这些矿床的找矿标志。如运用得当，则可取得“由此及彼”、“举一反三”找到未知矿床的良好效果。

长江中下游成矿带的铜、铁、金、硫矿床有多种类型，它们在成矿时间、空间、条件等方面密切相关，是燕山期中国东部陆块内中酸性侵入-火山岩成岩成矿事件的统一产物，构成一个很有特色的成矿系统。其内部结构即各种矿床类型间的相互关联见图5-1（第五章成矿系统的产物及结构，长江中下游铁铜矿床成矿系列图）。其中有些是端员型，有些是过渡型或叠加型。图4-1中以“？”标出的位置，表示在该成矿系统中还有可能发现的新类型矿床，其中包括一些复合型矿床和叠加-改造型矿床等。

江西省地勘局912大队通过学习和运用成矿系统理论，在冷水坑矿田外围找矿过程中，在矿田北部银珠山矿区北矿段发现并查明了一个大型富铅锌银矿床，332+333 资源储量铅锌达53.2万吨，其中铅＋锌大于15%的富矿达1/2。

3.从矿化网络入手逐步缩小靶区：由面到点

在区域找矿中，一般是先发现示矿异常，再据以追溯矿体。因此，本书作者强调矿体和矿化异常的一体性，将矿床、矿点、异常作为一个整体，深入研究矿体和矿致异常的关系并据以指导找矿，就成为区域找矿的一项基本内容。

在成矿作用中产生的各类异常——地质的、地球化学的、地球物理的异常，或直接由矿体因素引起，或由矿化蚀变岩石及含矿地层、岩体、构造等引起。它们在时间、空间和成因上是密切关联的，例如，很多地球物理异常就是由地质和地球化学异常引起的。这些异常伴随着矿床系列在形成时间上常显示阶段性，在空间上组成有序结构，表现为分带性，形成三维的矿化-异常网络或简称矿化网络（包括矿床、矿点和各种异常）。如前文所述，矿化网络具有多通道和多个结点，是含矿地质流体运输和沉淀矿质的场地，它包括储矿场在内，是一个三维的矿化地质块段的总称。而这种矿化网络正是进行区域找矿的总体对象。由于矿致异常与矿体相比一般占有更大的空间，能显示更多的有关的成矿信息，因此常是有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论，区分和筛选这些有关异常，一步步地缩小找矿靶区，可以达到发现矿床的目的。

4.从点上突破扩展到全局铺开：由点到面

从矿化网络入手到逐步缩小靶区，是由面到点的成矿系统分析。而在点上经详细工作发现矿床（体）以后，则可按成矿系统的整体分析思路，依据当地的具体地质成矿因素，分析可能存在的该成矿系统中其他矿床类型和矿种，进而部署进一步的找矿工作。为此，由点到面，再由面到点，点和面动态地有机结合，最终可达到既精细认识点（矿床），又能全面把握面（区域）的良好效果。例如，山东省地质六队在发现脆韧性剪切带内构造蚀变岩型金矿（焦家式）以后，更新和拓宽了找矿思路，又在整个胶东北区域中发现了多个焦家式金矿，极大地促进了该区乃至全国的金矿勘查工作。

5.成矿系统的空间分析：向深处和外围找寻

在成矿系统的空间结构中，区域矿化分带是主要表现形式，其中矿化垂直分带指矿床物质组成、结构、矿化类型在垂深方向的变化。已有的丰富勘查资料表明，在广泛分布的热液成矿系统中，矿化垂直分带表现比较明显，国内实例有江西德兴银山-铜厂的火山-次火山热液成矿系统分带模式和闽南紫金山式热液成矿系统分带模式，国外有加拿大西部广义斑岩成矿系统分带模式等。矿化垂直分带性不仅对已知矿床类型的深部探矿，而且对寻找新类型矿床也是有意义的。现以铜陵地区狮子山矿田中隐伏的冬瓜山大型矿床的发现为例（安徽321地质队）。该区成矿系统的一个重要特征是“多层位控矿”即除沿火成岩体接触带成矿外，还在三叠系底部（大团山矿）、二叠系大隆组底部（老鸦岭矿）、石炭系黄龙组—船山组（铜官山矿）等层位中发现多层含铜矽卡岩矿层（见“第四章成矿系统的产物及结构”中的图4-4 安徽铜陵狮子山矿田成矿模式）。根据这一特点，安徽省地矿局321地质队经过综合研究及预测，在狮子山矿田中实施钻探在880 m以下发现了厚达50 m的铜矿体，经过详细勘探，获铜储量达141万吨的冬瓜山矿床，从而在深部找矿中获得了突破。

在找寻深部的新类型矿床时，除利用深部地质、地球物理和地球化学勘查所提供的信息外，还可利用成矿区（带）中不同区段剥蚀程度差别的对比，利用已揭露矿床去找寻附近和邻区尚在隐伏的同类矿床或矿床系列中其他成员，在这方面，湖南水口山矿田和辽宁青城子矿田的扩大都是成功的实例。

6.成矿系统的时间分析：查找成矿链条中的缺失环节

在一个大规模成矿事件中，随着成矿系统作用过程中成矿流体性质和控矿构造-岩石因素的变化，矿床类型也发生相应的变化，由早到晚所形成的多种矿床类型，它们可组成一个较完整的成矿序列（成矿链条），在找矿中可利用已掌握的环节（已知矿床类型）去查找有可能存在而尚未发现的缺失环节（新类型矿床）。这在有关岩浆演化形成的成矿系统中有较多的实例。

在南岭地区花岗类热液成矿系统中，经过对开采矿山的深入研究，发现了有关岩浆与热液过渡型的矿化类型，从而提出了与花岗岩有关流体系统的较完整成矿序列，即：花岗岩结晶晚期分异型或自变质型→伟晶岩型→伟晶岩-热液过渡型→高温热液型→中（低）温热液型的矿化类型序列，产有钨、锡、稀土、铋、钼、铅、锌、银、锑等矿种。可以利用对成矿序列的认识查找未知的矿床类型。再如，在冀北承德黑山-大庙矿带，与辉长-斜长岩岩类有关的铁、钛、钒、磷成矿系统中有岩浆晚期分异型（分凝式）→矿浆型（贯入式）→矿浆-热液过渡型的矿床序列。又如鄂东南铁-铜矿集区中，具有矽卡岩型铁矿→矿浆型铁矿→矿浆-热液过渡型铁矿→热液脉状铁矿的铁矿成矿序列，这在铁山、灵乡矿区中都有显示。

再有，早晚不同成矿系统在同一空间的叠加作用在我国多有发现，一般是早期的沉积、热水沉积或火山沉积矿层（矿源层）被晚期的岩浆-热液成矿系统所叠加，生成多因复成矿床。这种不同成矿系统间的叠加型矿床在铜陵、九江-瑞昌地区已有多处发现。在找矿工作中，运用历史发展观点，可“由早找晚”——即已知早期层状矿床找寻其附近是否存在热液-改造型矿床；也可相反，“由晚寻早”——即已知岩浆-热液型矿床，再找寻可能存在的热液-改造型矿床乃至未受变质改造的原生的层状矿床。

7.成矿系统的历史分析：全面研究矿床的形成和保存

矿床是地质历史的产物。成矿系统作用过程结束后，所产生的矿床系列及异常系列又进入一个新的历史阶段，即这些产物经受后来地质作用的变化和被改造的阶段。主要的地质改造作用有构造变形、流体溶蚀、变质作用和地表风化剥蚀、搬运和掩埋作用等。作为一个矿床，其经受的后来变化有变形、变质、变位、变品位、变规模等。已知的地表和近地表的很多矿床都是经过众多地质事件磨难后的“幸存者”。一个区域中的矿床“幸存者”越多，找矿的潜力就越大。因此，区域成矿研究应该“两手抓”：既要研究矿床形成条件，又要研究矿床保存条件。在有些情况下，矿床保存条件研究的重要性并不亚于成矿条件研究。扩展来说，不只要研究单个矿床的破坏保存，还要研究一个成矿系统产生的矿床组合和异常系列的被改造过程和整体保存条件，包括哪些矿床类型被破坏了，哪些被保存下来，保存在哪些地段，等等，显然，这对于区域矿产资源评价具有重要意义。

矿床变化与保存的研究内容包括：①控制矿床变化或改造矿床的要素；②矿床变化、改造的过程；③矿床变化、改造的产物，即结果；④不同矿床类型的变化特征；⑤不同时-空域中矿床的变化；⑥各类矿床的保存条件。要将矿床个体变化研究与区域成矿系统演变相结合。最终要建立矿床的变化、改造模型，作为矿床勘查模型的地质基础。

8.建立成矿系统模型

在找矿工作中已广为运用矿床模型和找矿模型来提高找矿成效，但这多是针对单个矿床类型建立的矿床模型，其包容度较小。按照成矿系统论的思路，应在全面深入研究区域成矿特征和成矿机理的基础上，综合各类相关矿床的主要特征，建立成矿系统模型。例如，加拿大Maclntyre D G提出的广义斑岩矿床系统模式（剖面）和笔者提出的长江中下游成矿带的中生代岩浆-热液成矿系列图（见图4-1）。

成矿系统模型是动态的，应根据对地质矿产的新认识，适时加以补充修改，以求更接近于地质成矿作用的实际情况，更深刻地反映区域成矿规律。