Question

大三江地区新生代成矿作用的主要类型

Answer 1

成矿作用通常分为内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用和叠生成矿作用（袁见齐等，1985）。按照常规的矿床成因分类，新生代的矿床类型包括岩浆矿床、伟晶岩矿床、矽卡岩矿床、热液矿床、火山成因矿床、风化矿床、沉积矿床和有机可燃矿床等，其中以风化矿床、沉积矿床和热液矿床最典型，变质矿床和岩浆矿床不太发育。许多新生代矿床的形成往往不是单一成矿作用所完成的，有的矿床属于“内生外成”（如热泉型金矿、喷气矿床），有的属于“外生内成”（如洋壳俯冲重熔形成的矿床、油气矿藏），有的属于“此生彼成”（如铬铁矿生于洋中脊而定位于缝合带），等等。

（一）内生内成矿床

内生内成矿床是指成矿物质来自于地球深部（地球深处在此处主要指地下水潜水面以下），成矿作用也是在地球深部完成的各种矿床，包括常见的岩浆矿床、岩浆热液矿床、接触交代（矽卡岩）矿床、伟晶岩矿床和正变质岩中的矿床等等。这些矿床在成矿元素的富集过程中基本上不受到地球表层物理化学状态的影响，也没有明显的成矿物质和流体的直接加入，成矿物质的迁移-聚集过程发生在地球内部，属于在基本封闭的环境中形成的矿床。玉龙斑岩铜矿、牦牛坪的碱性岩-碳酸岩型稀土矿床等等，属于典型的内生内成矿床。

（二）内生外（表）成矿床

内生外成矿床是指成矿物质主要来自于地球深部而矿体的最终形成是在地表开放或相对开放的环境中形成的各类矿床，包括以往所称的“层控矿床”中的主体部分和大部分的火山成因矿床，如海相火山岩型块状硫化物矿床。此类矿床虽然成矿物质来自于地球深部，但元素的富集和矿石矿物的最终堆积是在地表（陆上或水体）和近地表的环境下完成的，即成矿物质的迁移-聚集经历了“自下而上”、从地下到地表的过程。因此，成矿作用不可避免地受到地表和近地表开放、半开放环境的影响，而且这种影响往往是决定性的。如：同样是火山喷气作用，当火山喷气作用发生在海底洼地中时，可以形成块状硫化物矿床；当火山喷气发生在大陆环境时，难以形成块状硫化物矿床而可能形成浅成低温热液型矿床，硫则可能形成自然硫矿床。实际上，由岩浆岩风化形成的重砂矿床也是典型的内生外成矿床，光有风化而没有岩浆岩是形成不了此类矿床的；光有岩浆岩，没有风化作用的富集也不能成为能够开采的具有经济价值的矿床。对于金顶铅锌矿，一般认为是在兰坪盆地中形成的沉积矿床，或陆相喷流矿床，但目前有不少的铅同位素资料和惰性气体同位素资料表明，地幔来源的成矿流体和成矿物质参与该超大型矿床的形成，可归属于“内生外成”的类型。

油气和油页岩属于典型的“外生矿床”。但是，至少部分油气矿藏中存在内生的依据。除了一些来自于氦同位素方面的证据外（这些同位素资料至少表明有一部分气体直接来自于地幔），实际上还有很多方面的现象促使人们去考虑此类矿床的“内生外成”问题，包括在花岗岩中发现直接来自于深部的油气矿藏。

（三）外生外成矿床

外生外成矿床（或称表生表成矿床）是指成矿物质来自于地表环境的各种地质体，成矿元素的富集和矿石矿物的最终堆积也是在地表（陆上或水体中）或近地表环境中完成的各类矿床，包括大部分正常沉积的矿床，如胶体化学作用形成的铁矿和锰矿、生物化学作用形成的灰岩、泥炭、油页岩、煤、鸟粪磷矿等非金属和能源矿床以及各类盐湖矿床等。当然，成矿物质的来源也可能是多来源的，如盐湖矿床除了地表通过汇水盆地聚集成矿物质外，也可能从穿过盆地底部的断裂带从地球深部补充成矿物质，但成矿作用最终还是在盆地中发生的，成矿物质的主体还是地表各种地质体提供的。如果成矿物质主体是深部来源的，则可归属于内生外成矿床，如上述的硅藻土矿床。此类矿床的形成经历了成矿物质从地表的一个环境转移到另一个环境的横向变化，基本上不涉及深部过程。青藏高原周边地区及大三江地区的第四纪泥炭矿床，如甘孜-理塘带的若尔盖泥炭矿床、贵州草海的泥炭矿床、云南石屏的宝秀泥炭矿床，规模都很大，属于典型的“外生外成”矿床。

盐类矿床主要是外生的，影响因素主要有盐类物质的来源、成盐盆地的形成与演化、气候条件和保存条件。其中，对于盐类物质的来源，长期以来认为来自于大陆岩石的风化，但是，越来越多的现象或依据表明盐类的深部来源同样不可忽视（赵东甫等，1985）。沿深断裂带分布的现代热泉活动，无论是海洋还是陆地，均可带来大量的盐类物质。南美和西非白垩纪钾盐矿床的形成与大陆裂解初期从深部上升的盐类物质的补给有关。当然，并不是所有的沿断裂上升的卤水都与岩浆活动有关，有一些可能是盆地埋藏的卤水或油田水。在中国东部含膏盐的红层盆地中，广泛分布有玄武岩，有的与石盐互层，就在这些地层中有过饱和卤水，还有的盆地含盐岩系中可遇到含碘、锂特别高的卤水，说明深部物质来源的影响是存在的。

各种岩类、各种矿床经过风化和次生富集作用形成的矿床也归入此列。但风化矿床中的一部分明显受到内生地质作用的影响（或许可以归入到内生外成矿床中），如由基性超基性岩风化形成的红土型镍矿和菱镁矿（如内蒙古达罕茂明安联合旗和乌拉特中后联合旗索伦山地区的察汉奴鲁风化淋滤型隐晶质菱镁矿）、花岗岩风化而成的各种粘土矿床和离子吸附型矿床、变质岩风化形成的金红石砂矿等等。再比如，硅藻土矿床往往与玄武岩关系密切，玄武岩无疑又是来自于深部的，但如果没有地表的生物化学作用，即使有玄武岩也不能形成硅藻土矿床。

（四）外生内成矿床

外生内成矿床也可以称为表生内成矿床，是指成矿物质来自于地表环境而矿体或矿藏的最终形成发生在地下深处的各类矿床。其成矿过程的一大特点是成矿物质经历了“自上而下”、从地表到地下的转移过程。如灰岩经过变质形成的大理岩矿床即是典型例子。副变质岩中的矿床都可以归入此列。除了埋藏变质矿床外，有机成因的石油和天然气也属于此类，因为，不经过深部的埋藏作用，地表形成的砂岩、页岩等沉积岩中的有机质是难以转变为石油的，石油和煤不经过地下环境的转变也不可能形成天然气。在地表环境下，石油和天然气也缺乏聚集和保存条件难以成藏。虽然生油岩是在地表通过沉积作用形成的，在沉积成岩过程中，有机质的积累和保存是第一位的；但是，只有经过埋藏“变质”，有机质才能从沉积岩中“活化”出来变成可流动的油气资源，并在不同类型动力的驱动下，在适当的构造环境中聚集成藏。因此，油气矿藏可以看成是特殊的流体矿床，其成矿物质可以来自于深部，也可以来自于沉积岩的变质脱“流（体）”，或来自于两者的混合。煤矿虽然不是“流体”矿床，但同样需要“深成”，即没有埋藏变质的话，煤矿也还可能只是“泥炭”而已。

上述四大类矿床之间的并没有严格的界线（图1-3），而且“似乎”打乱了传统矿床学的分类体系，但与传统的成因分类并没有本质上的“背离”，只是更加强调成矿物质的来源、成矿物质的运移过程而已。这种强调是必要的。比如，传统矿床学分类中，石油、天然气和煤、油页岩等一起均属于外生矿床（袁见齐等，1985），但很显然，只经过地表环境的生物作用而缺乏地下环境中的热解、变质、运移、聚集等非生物过程是不可能形成石油和天然气的。实际上，无论是陆相环境中从生物的聚集→煤的形成→煤层气还是陆相或海相环境从生物的聚集→烃源岩的沉积→石油→天然气的转化，都可能是一个连续的过程，不同的矿床类型代表了不同的地质环境演变的历史。四川盆地中之所以拥有大量的天然气，正是烃源岩演化比较彻底，地壳成熟度高的标志。

图1-3 不同类型矿床在地球上的分布关系示意图

Fig.1-3 Relationship between different types of mineral deposits in the earth

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