成矿地质体找矿预测理论与方法_严光生.pdf

第 卷 第 期 年 月地 质 通 报 .,.,收稿日期：；修订日期：资助项目：全国危机矿山接替资源找矿专项、国土资源公益性行业科研专项（编号：）和中国地质调查局项目（编号：、）作者简介：严光生（），男，博士，研究员，从事矿产资源评价、找矿预测理论和空间地球化学研究。：.通信作者：叶天竺（），男，正高级工程师，从事矿产勘查及找矿预测研究。：.：.成矿地质体找矿预测理论与方法严光生，叶天竺，庞振山，薛建玲，程志中，吕志成，韦昌山，王玉往，祝新友，陈辉，张晓飞，隗含涛，,.中国地质调查局，北京；.自然资源部矿产勘查技术指导中心，北京；.中国地质调查局发展研究中心，北京；.中国地质调查局地质力学研究所，北京；.北京矿产地质研究院，北京；.中色紫金地质勘查（北京）有限责任公司，北京.,;.,;.,;.,;.,;.().,.,摘要：在大量典型矿床剖析的基础上，以矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等基础理论为指导，以大量实地观察和实验数据为支撑，通过总结矿山深部和外围找矿实践和典型矿床研究成果，按照成矿作用内因和外因相结合的辩证思维，成矿作用时间、空间、物质能量相统一的综合思维，以及元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维，提出成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等概念。成矿地质体是形成矿床主要矿产、决定主成矿阶段空间位置的成矿地质作用的实物载体，划分为沉积作用、火山作用、岩浆作用、变质作用和大型变形作用形成的 类成矿地质体。成矿结构面是赋存矿体的各类界面，包括构造界面、岩性界面、物理化学转换界面；成矿作用特征标志是能够直接指示矿体赋存位置和对找矿预测具有特殊意义的标志。依据成矿地质作用对中国主要矿床类型进行梳理划分，归纳总结了主要矿床类型的地质特征，构建了反映矿体赋存位置的成矿地质体成矿结构面成矿作用特征标志“三位一体”找矿预测地质模型。在此基础上，提出勘查区找矿预测的工作方法，对矿床学研究、找矿预测、矿产勘查工作具有重要的指导意义。关键词：成矿地质体；成矿结构面；成矿作用特征标志；找矿预测；三位一体；矿产勘查工程中图分类号：文献标志码：文章编号：（）,():,()(),.().,.,.,.,(),.,.,.:;矿产预测学是应用成矿地质理论，通过成矿规律研究，分析成矿要素，结合地球物理、地球化学等探测信息，总结成矿预测要素，经过类比和定量预测，判断成矿远景地段，指导矿产勘查工作，发现工业矿床的一门理论与方法（胡惠民，；朱裕生等，；叶天竺等，）。世纪 年代以来，矿产预测学作为一门独立学科从找矿勘查学中逐渐划分出来（赵鹏大，；孙文珂，）。到 世纪初，随着中国经济建设发展对矿产资源的需求增长，出现了第二轮全国性找矿高潮。随着找矿实践活动的深入，矿产预测学的理论和方法逐渐成熟，并走向综合化和体系化（肖克炎等，；赵鹏大等，；范永香等；朱裕生，；叶天竺等，；成秋明等，；丁建华等，；王世称，；陈建平等，；肖克炎等，）。根据预测工作区范围和比例尺，可将矿产预测分为区域矿产预测（:万比例尺）和勘查区矿产预测（:万比例尺，亦称为大比例矿产预测）种。大比例尺矿产预测的概念是 世纪 年代在中国开展成矿区划工作时提出的（吴承烈，）。年，原地质矿产部成矿区划研究室朱裕生等在制订全国第二轮成矿区划技术要求时，把:万比例尺的矿产预测划为大比例尺预测（胡惠民，）。当时，对大比例尺预测的目的任务、资料基础、方法程序、成果等要求较笼统，并没有确切的说法，一般和区域矿产预测一并讨论。常见的大比例尺预测方法可分为 类：一类是以科研院校为主的专题研究工作，采用典型矿床研究的方法手段，通过专题研究，总结成矿地质条件和成矿作用特征，进行矿床成因分析和矿床类型划分，提出类比预测意见。这类方法虽然获得了一批有价值的成果，但难以直接推断矿体的赋存位置。另一类是勘查人员主要凭实践经验，依据一般矿床类型成矿特征分析，利用野外获取的矿床地质、矿化蚀变等现象提出找矿思路，边预测边验证，属于“一事一例”的经验式阶段，理论方法缺乏系统性和综合性。叶天竺等（；）在开展 个全国危机矿山接替资源找矿项目，个典型矿床研究的基础上，结合国内外近年来的重大找矿发现，边实践，边探索，总结了一套勘查区找矿预测方法，将大比例尺矿产预测方法技术系统化、综合化，称为成矿地质体找矿预测理论与方法。该理论方法为中国勘查区找矿提供了系统的方法体系，显著提升了中国大比例尺矿产预测理论与方法水平，使矿床学、矿床地球化学研究与矿产勘查紧密结合，研究成果直接服务于找矿工作，解决了产学研严重脱节的问题，为中国众多危机矿山和老矿山找矿工作提供了理论方法，并取得了显著成效（薛建玲等，；于晓飞等，；陈辉等，；吕志成等，；庞振山等，）。本文重点地 质 通 报 年阐述该理论方法体系的概念、研究思路、基础理论、矿床类型划分、核心内容、找矿预测地质模型、主要矿床类型找矿预测地质模型、工作方法等，研究成果不仅为矿山找矿供了强有力的科技支撑，而且对促进中东部深部找矿提供了理论基础，在指导找矿工作中取得显著成效。研究思路与基础理论.基本概念成矿地质体找矿预测理论与方法是以岩石学、矿物学、矿床学、构造地质学、地球化学等理论为指导，以大比例尺岩性构造蚀变专项地质填图为基础，研究成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志，构建成矿地质体找矿预测地质模型，结合应用物探和化探综合方法，推断矿体赋存位置，通过工程验证，发现并初步查明和评价工业矿体的专门性工作。该理论以勘查区大比例尺找矿预测为出发点，是矿产勘查工作的重要组成部分，又称为勘查区找矿预测理论与方法。.研究思路采用内因与外因相结合的辩证思维，时间、空间、物质、能量相结合的综合思维，元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维，以元素地球化学特征和成矿地质作用的关系为切入点，以成矿物质迁移、沉淀、集聚为研究对象，研究成矿过程中的普遍规律作为找矿预测标志，揭示成矿作用机制，以成矿地质作用划分矿床类型，按矿床类型构建找矿预测地质模型，提出勘查区找矿的地质方法解决方案，破解信息不对称前提下二维转三维的找矿预测难题，最大限度地降低找矿标志的不确定性。应用矿床地球化学理论，研究成矿物质从流体状态转变为固体矿物的短暂过程。成矿作用过程复杂，成矿类型纷繁多样，巨量成矿物质集聚堆积受各种复杂的因素影响，现阶段科技水平和实验室水平尚不具备全面进行理论总结的条件。元素地球化学特征是理解矿床成因和开展矿产预测的基础和纽带。勘查区找矿预测的任务是应用矿床地球化学理论解释复杂的成矿地质现象，通过研究成矿物质到达容矿空间后由流体转变为固体矿物的物理化学条件变化，从元素地球化学特征的角度再现这一过程，进而解决找矿标志的不确定性问题。解释复杂纷繁的地质现象，研究确定性找矿标志。决定成矿作用的内因是元素地球化学特征，外因是地质作用条件。通过两方面的研究可以对成矿地质现象进行甄别，区分偶然现象和必然现象，把能够用元素地球化学行为特征理论解释的普遍性现象确定为必然现象，排除无法进行相关理论解释的偶然现象。把成矿作用过程中由元素基本地球化学特征确定的，在各种地质作用条件下都可以出现的普遍现象作为确定性找矿标志。通过地球化学基础理论解释、热力学和矿物学实验资料验证、典型矿床地质事实证实、部分找矿预测实践验证等途径加以确认和归纳，显著提高找矿预测可信度和成功率。.基础理论成矿作用是构建找矿预测地质模型的理论基础，其基本问题十分复杂又涉及面广。目前人类难以完全理解成矿作用的基本机制，但是通过大量矿床的实际资料研究、实验矿物学数据的积累，可以对其基本机制归纳如下。.成矿作用是地质作用的产物沉积、火山喷发、岩浆侵入、区域变质、大型变形构造等地质作用是形成特定类型矿床的前提和必要条件。成矿作用的产物为矿体，地质作用的实物载体为地质体，与成矿作用有关的地质作用为成矿地质作用，其实物载体为成矿地质体。矿体与成矿地质体在动力学、时间、空间、物质成分等方面有密切的关系。（）成矿作用的产物是矿体，形成主矿体空间定位的成矿地质作用实物载体是成矿地质体。成矿地质体为成矿物质集聚提供了能量。从找矿预测角度而言，无论流体（含挥发组分）、成矿元素等物质来源如何，都必须在成矿地质体中聚集，因此成矿地质体的研究构成了成矿作用研究的基础。（）成矿作用主要发生在地质作用中晚期。沉积型矿产是“同生”成矿，成矿物质通常在沉积分异较充分的条件下聚集，在某一类型岩石形成末期的不同岩性界面上形成含矿层位；与火山喷发和岩浆侵入有关的成矿作用，正岩浆成矿作用是在岩浆侵位过程中或侵位后，发生熔离作用、结晶分异作用成矿，岩浆热液成矿作用发生在火山熔体喷发或岩体侵位以后，大规模成矿流体活动引起成矿物质集聚、沉淀成矿；区域变质成矿作用（包括变质和变成第 卷 第 期严光生等：成矿地质体找矿预测理论与方法成矿作用）一般发生在变质作用中岩石经过重结晶以后，与变质流体相关，其中部分变质矿产也可以在变质作用的同时发生重结晶作用而叠加富集；大型变形构造成矿作用发生在韧性变形后期和脆性变形转换阶段，成矿物质主要在脆性阶段就位。（）成矿作用在地质作用影响范围内发生。空间上，成矿作用必然发生在成矿地质体热动力或沉积水动力影响范围内，因此采用概率统计方法可以确定成矿地质体和矿体的空间关系。成矿作用和地质作用密切相关，但两者的强度、规模、形成机制、表现形式具有较大差异，它们互为因果，但在研究内容和方法方面又存在较大差别。.界面成矿成矿作用发生在各种地质界面上，主要包括 类：岩性界面、构造界面和物理化学界面。（）岩性界面指各种岩石类型的接触面或转换面，在成矿作用过程中非常重要。岩性界面包括：不同地质作用形成的不同岩石类型的界面，例如沉积岩、变质岩和侵入岩等岩石界面；不同物理性质的岩石界面，例如沉积岩中的硅质岩和砂板岩；不同化学性质的岩石界面，例如碳酸盐岩和砂板岩、硅质岩等（贾德龙等，）。（）构造界面指各种构造作用形成的界面，包括：原生构造界面，例如沉积岩中的层理面、生物礁、不整合、平行不整合界面，侵入岩体接触面和火山喷发间断面等（陈毓川等，）；后生构造界面，例如：断裂、褶皱、节理、裂隙等（舒斌，）。（）物理化学界面指温度、压力、氧化还原电位和酸碱度变换界面。物理化学界面一般常附生于岩性界面和构造界面上，也可独立存在，例如砂岩型铜矿、铀矿，矿体主要形成于同一岩性层的氧化还原转换带或转换面。斑岩型铜矿矿体经常形成于酸碱转换面（带）。界面的存在，造成体系内温度、压力、氧化还原条件、酸碱度的变化，破坏了体系的物理化学平衡，成矿组分从流体中沉淀形成矿物，直接控制了矿体位置。类界面存在一定关系：岩性界面和构造界面一定是成矿作用物理化学转换面（带）。例如构造界面一定是成矿作用的降温减压界面，砂岩型铜矿、铀矿一般形成于紫色砂岩和绿色或灰黑色砂岩变换地段，是典型的氧化还原条件转换面（带）。斑岩型铜、钼矿床中岩体内外接触面就是流体酸碱度转换面（带）或氧化还原转换面（带）。地质体界面一定是岩性界面，也是原生构造面。例如：侵入体接触带、火山机构各种岩类接触带等。三类界面在空间上复合存在时对成矿作用最有利。.物理化学条件突变成矿成矿作用指成矿物质形成、迁移、集聚、沉淀的作用过程。成矿物质到达容矿空间后由于物理化学条件（包括温度、压力、酸碱度、氧化还原电位和溶质浓度等）发生突然变化，由流体态变成以矿物为主体的固态。其核心内容有 点：一是成矿物质集聚以后经历了流体态和固态 个阶段；二是由于物理化学条件变化而由流体态转换为固态；三是以地质作用的时间变化尺度而言，这种转换属于突变过程。找矿预测矿床类型矿床类型划分是找矿预测的基础，直接关系到找矿预测地质模型的构建。在进行找矿预测时，需要建立一个科学显示某种矿床类型特征标志信息的预测平台。平台要求减少大量不必要的冗余信息，而最大限度地突出特征标志信息。只有按地质作用分类编制相关专题图件才能达到这一目的。传统的矿产预测一般采用地质构造矿产图作为底图，加上物探、化探等信息作为预测底图，难以全部提取某一类型矿床的特征性预测要素。如预测沉积类型矿床采用基础地质图为底图，很难提取沉积岩相构造古地理等要素。因此，按照预测工作方法的要求，以成矿地质作用为分类基础。例如沉积型矿床预测底图采用岩相古地理图和沉积建造构造图，火山岩型矿床预测底图采用火山岩性岩相构造图，岩浆型及岩浆期后热液型矿床采用侵入岩构造图及综合地质建造构造图，变质型矿床采用变质建造构造图为底图。矿床类型划分应考虑基本地质作用类型，如喷流型矿床，包括海相火山喷流沉积型和碎屑岩喷流沉积型 类，按成矿地质作用为划分原则，两者不能列在同一类型。前者应列入海相火山岩型，后者应列入沉积型大类。成矿地质体也存在差别，前者为火山喷发机构及次火山岩体，后者为特殊沉积建造及同生断裂。.找矿预测矿床类型划分划分矿床类型的目的是通过研究成矿作用，准确厘定成矿地质体，构建地质模型，进行找矿预测地 质 通 报 年（王玉往等，）。因此，矿床类型划分方案属于成因类型范畴。首先以沉积、火山、侵入、变质、大型变形、复合 类地质作用为基础，对矿床进行分类。在此基础上，再考虑依据大地构造环境、地球化学特征显著不同的矿种组合、特殊矿化特征等因素划分亚类（表；叶天竺等，）。表 找矿预测矿床类型分类 成矿地质作用成矿地质作用亚类矿床类型沉积地质作用.表生作用.沉积成岩作用.热水沉积作用.非岩浆热液作用风化型沉积型（砂矿）古（砂）砾岩型（金、铀矿）蒸发沉积型（石膏矿、岩盐矿）化学沉积型（磷、铁、锰、铝矿）黑色页岩型（镍、钼、钒、铀、钴矿）碎屑岩喷流沉积型（铅锌、铜、铁、锰矿）砂岩型（铜、铀矿）碳酸盐岩容矿的非岩浆后生热液型（铅锌矿）火山地质作用.海相火山作用.陆相火山作用海相火山喷流沉积型（铜、铅锌矿）海相火山岩型（铁、锰矿）陆相次火山岩型（铁矿）陆相次火山热液型（金、银、铅锌、铜、铀矿）侵入岩浆地质作用.正岩浆作用.富挥发分岩浆作用.岩浆热液作用超基性岩型（铬铁矿）基性超基性岩型（铜镍矿）基性岩型（钒钛磁铁矿）花岗岩型（稀有、稀土矿）伟晶岩型（稀有、稀土、铀矿）矽卡岩型（铁、铜、钼、金、铅锌、钨、锡矿）高（中）温热液型（钨、锡、稀有、稀土矿）斑岩型（铜、钼、金、钨、锡矿）中低温热液型（金、银、铅锌、钼矿）远成低温热液型（金、锑、汞、钨矿）区域变质地质作用.区域变质作用受变质型（铁、磷、硼矿）变成型（铀、硼、石墨矿）大型变形地质作用.韧性剪切带作用韧性剪切带型（金矿）.变质核杂岩作用变质核杂岩型（铜、金矿）叠加 复合地质作用.复合成矿作用复合型矿床.叠加地质作用叠加型矿床.其他流体成矿作用非岩浆热液型矿床第 卷 第 期严光生等：成矿地质体找矿预测理论与方法.矿床类型划分问题讨论（）关于沉积型矿床类型划分问题：矿体受层位控制，地层中成矿元素受后期岩浆侵入作用而形成工业矿床，有人称为“改造型”矿床。针对成矿地质体概念，归为后生岩浆热液型。矿体受层位控制，沉积期成矿元素在地层中富集形成矿化，但不够工业品位，后期经盆地卤水萃取、沿深大断层运移至有利层位，进一步富集后形成工业矿床，称之为非岩浆后生热液型矿床。原始地层中含有较高丰度的成矿物质，后期通过地下水交代迁移富集成矿，如砂岩铜矿、铀矿（后生沉积型）。成矿元素在沉积地质作用同时，通过热水喷流沉积成矿（热水沉积型）。成矿元素在沉积成岩作用时形成同生化学沉积成矿（沉积成岩作用）。（）关于造山型金矿，目前对造山型金矿理解和判别依据存在多解性，基于成矿地质体的判别：不采用造山型金矿概念，恢复韧性剪切带型金矿类型。严格限定于造山期韧性剪切带构造作用形成迁移富集的成矿作用。造山带或区域变质岩区与韧性剪切带有关，但由岩浆热液活动集聚成矿的一并归为岩浆热液型金矿。（）关于浅成低温热液型矿床，国外把次火山热液 型 金 银 矿 命 名 为 浅 成 低 温 热 液 型 矿 床（，），又分为高硫化型、中硫化型、低硫化型。中国陆相火山岩型矿床复杂，包括玢岩铁矿和次火山热液型铅锌铜矿、金矿、银矿（李顺庭等，），浅成低温热液型矿床不能涵盖。因此，以次火山热液型矿床为大类，进一步以铁、铅锌、铜、金、铀等矿种细分。（）关于 型铅锌矿（密西西比型铅锌矿），.（）指出其为以碳酸盐岩为容矿岩石的铅锌矿床，形成环境特殊。中国有以碳酸盐岩为容矿岩石的铅锌矿床，还有以砂砾岩或钙质砂砾岩为容矿围岩的铅锌矿床，如云南金顶铅锌矿（王安建等，）。这些矿床为非岩浆有关热液成矿，与后生卤水作用有关，与美国密西西比型铅锌矿形成条件并不完全相同（.，）。因此，命名为非岩浆后生热液型矿床（铅、锌）。成矿地质体找矿预测属于空间预测的范畴，基本原理是确定与预测目的物存在确定性关系的参照物的空间位置。在找矿预测中，与矿床（体）存在确定性关系的参照物是成矿地质体，成矿地质体是找矿预测各类要素（包括地质、矿产、物探、化探）的核心载体，是构建找矿预测地质模型的基础，对找矿预测具有定向作用。.成矿地质体概念成矿地质体指与矿床形成在时间、空间和成因上有密切联系的地质体。成矿地质体是形成矿床主要矿产（具有工业价值）、决定主成矿阶段空间位置的成矿地质作用的载体。矿床的形成与成矿地质体的形成时间同时或相近，空间分布与成矿地质体相依。.成矿地质体类型地质作用指由地球各种动力引起的地壳各层圈相互作用而导致的物质组成、内部结构和构造、外部形态等不断变化和发展的作用（叶天竺等，）。依据动力学机制、形成过程及其产物将地质作用分为沉积地质作用、火山喷发地质作用、岩浆侵入地质作用、区域变质地质作用、大型变形地质作用和复合地质作用 类。各类成矿地质作用对应的成矿地质体如下。（）沉积地质作用：地质体为沉积盆地及沉积地层建造，成矿地质体为含矿地层岩石组合建造，主要位于盆地边缘或次级构造发育地段。盆地一般早期为断陷，后期为拗陷。因此，成矿作用主要集中于盆地边缘及隐蔽断裂复合部位，时间上以与盆地形成同期为主。（）火山喷发地质作用：地质体为火山岩组合及火山构造，成矿作用主要集中于火山机构、喷发中心。火山喷流沉积型矿床位于火山机构相邻盆地边部，火山热液矿床位于火山机构次火山岩体顶部，时间上以火山喷发期后为主。（）侵入岩浆地质作用：地质体为侵入岩体，分为 类。一类为岩浆矿床，成矿作用由岩浆不混熔造成，矿体由分凝、熔离或副矿物结晶作用形成。第二类为岩浆热液类矿床，成矿作用主要集中于岩浆房高位突出的小岩体顶部及其内外接触带范围内，时间上多为同一期岩浆活动的偏晚阶段侵入体。（）区域变质地质作用：地质体为变质建造和变形构造。成矿作用主要集中于褶曲转折端、轴部，某些特殊原岩建造。可分为变质矿床和变成矿床。地 质 通 报 年（）大型变形构造：韧性剪切带、变质核杂岩成矿作用主要发生在韧性剪切带叠加脆性构造部位、变质核杂岩中心部位，时间上多为变形构造晚期。（）复合地质作用：典型的有区域变质和韧性剪切带、火山喷发作用和岩浆侵入作用、沉积作用和区域变质作用的复合等。地质作用的研究内容包括建造和构造。地质学家通常把建造理解为地质作用形成的物质组成，把构造理解为不同尺度地质体的结构特征，或者是物质组成形成过程及形成后叠加的构造。在成矿地质体的研究内容中，建造指不同尺度的岩石组合，构造是岩石组合形成过程及环境的体现，即成岩构造，也称“原生”构造及岩石组合形成后的改造。其中与成矿作用相关的，列入成矿构造的研究内容。.确定成矿地质体确定成矿地质体，首先要准确划分矿床类型，确定成矿地质作用类型和成矿地质体类型；其次根据矿床（体）与成矿地质体之间的形成年龄、空间距离、物质成分对比研究等确定成矿地质体。成矿地质体确定，一般情况下可通过野外专题填图大致解决，并直接指导找矿勘查工作，但是最终确认还需结合专题样品的采集工作。.确定成矿地质体空间位置成矿地质体空间位置的确定要求针对已经确定的地质体在空间上查明其分布范围、三维形态、产状等具体空间要素。出露地表及被探矿工程揭露的成矿地质体的确定，主要通过地质填图、探矿工程和三维立体编图确定。由于成矿作用主要发生在岩性界面、构造界面、物理化学界面中，并形成成矿作用的特征标志。一般以时代地层单位或岩石地层单位为主要内容的大比例尺普通地质图，不能满足找矿预测的需要。因此，需要有反映成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等基本内容的各类专题图件，包括各类专题岩性构造图、蚀变分带、成矿构造等专题图件的实测和编制。隐伏成矿地质体空间位置的确定主要依靠浅部地质识别标志、物探、化探等资料，其中物探资料占主导地位。.成矿地质体特征研究沉积类成矿地质体研究内容主要包括沉积岩建造 沉积作用、构造岩相古地理、第四纪河湖、第四纪沉积类型与地貌等；火山岩类成矿地质体研究内容主要包括火山岩建造 火山作用、火山岩相构造 火山构造等；侵入岩类成矿地质体研究内容主要包括岩浆岩建造 岩浆作用、侵入岩体构造等研究；区域变质类成矿地质体研究内容主要包括变质岩建造 变质作用、变质变形构造等；大型变形构造成矿地质体研究内容主要包括变形构造类型、规模、产状、组合形式，形成时代、变形期次，物质组成、矿化特征，力学性质、运动方式，以及大地构造环境等。.成矿地质体与矿床（体）关系研究.成矿地质体和矿床的时间关系根据成岩成矿地质作用及其时间关系，成矿地质体和矿床形成的时间关系存在以下特征。（）同生成矿作用。成岩和成矿在同一地质作用下同时发生。同生沉积型矿床，矿体以某种特殊岩层和上下围岩同时形成，整合产出，如沉积型铁矿、锰矿、铝土矿、磷矿等；岩浆型矿床，矿体和岩浆岩在分凝或熔离作用下同时形成，如基性超基性岩型铬铁矿、熔离型铜镍矿、基性岩型钒钛磁铁矿、花岗岩副矿物型稀有和稀散金属矿床等；陆相火山喷发型矿床在火山岩型矿床中存在以矿浆喷溢形成的铁矿，如智利拉科铁矿、中国江苏梅山铁矿；热水喷流沉积型矿床，指沉积岩（以碎屑岩类为主）成岩后，成矿流体沿断裂构造喷流形成矿床，矿体沿顶底板围岩顺层产出，伴生热液交代蚀变矿物，如碎屑岩喷流沉积型矿床（型）；海相火山喷流沉积型矿床，指在火山喷发期后，沿火山通道由火山热液喷流沉积形成矿床（如 型）。（）同一地质作用下形成的后生成矿作用。成岩和成矿在同一地质作用下无间断地同时或先后发生。岩浆热液型矿床是在侵入体成岩后成矿流体通过各种沉淀作用形成的矿床。矿体受侵入体接触带构造控制，伴生热液交代蚀变矿物，如斑岩型、矽卡岩型、热液脉型矿床，也包括陆相次火山热液型矿床。（）不同地质作用下形成的后生成矿作用。成岩和成矿在不同地质作用下先后发生。砂岩型铜矿、铀矿早期在盆地内沉积形成了砂砾岩为主的地层建造，在后期地质作用下形成砂岩型铜矿、铀矿。成矿作用经常与盆地边缘断裂活动有关，矿体赋存第 卷 第 期严光生等：成矿地质体找矿预测理论与方法于氧化还原转换带。非岩浆后生热液型矿床，早期沉积盆地形成了某些金属元素的矿源层，在后期热卤水和深断裂作用下形成由地层层位和断裂双重控制的矿床（如 型）。区域变质型矿床，成岩阶段不存在工业矿床，经区域变质后形成工业矿床，如石墨矿、滑石矿等。（）成岩成矿后受区域变质作用叠加改造的矿床。早期已经形成了工业矿体，经过区域变质作用后改变了主要特征的矿床，如沉积变质型铁矿。.矿床和成矿地质体的空间关系矿床（体）与成矿地质体的空间位置及影响因素是找矿预测的主要难点之一。影响矿床与成矿地质体空间距离的主要因素有元素分配系数、络合物稳定性、沉淀机制、成矿作用与成岩作用时间差等。目前，关于成矿地质体与矿体的空间位置问题在国内矿床学研究中尚无较多案例，只能根据统计资料加以说明。各种类型矿床成矿地质体与矿体的空间关系是未来找矿预测的重点研究课题之一。（）岩浆型矿床：主要有产于超基性岩中的铬铁矿矿床、基性超基性岩中的铜镍硫化物矿床、基性岩中的钒钛磁铁矿矿床。成矿物质的驱动力是基性超基性岩浆熔融状态下物质的结晶分异、重力分异或液态动力分异作用及重力驱动。矿体位于岩体内部分异造成的特殊岩相带、岩体底部或者侧伏端。（）斑岩型矿床：常见斑岩型铜、钼、金、锡等矿床。成矿地质体为浅成、超浅成侵入体。矿体位于岩体上部或边部内接触带，有的与接触交代型矿床共存，接触交代型矿床大部分形成于外接触带。成矿元素受热液驱动，沉淀作用机制为降温、减压沸腾等作用，形成爆破角砾岩体及大规模网脉状水压裂隙构造（唐菊兴等，）。外接触带见热液脉状矿体，一般形成于浅成岩体顶部外接触带远端 范围内。（）接触交代型矿床：常见铁、铜、铅锌、钨、锡、钼等矿床。成矿地质体为中浅成岩体，成矿元素受热液流体驱动，沉淀作用为充填交代和结晶作用。铁矿形成于岩体顶部、边部、接触带 范围内，铅锌矿形成于外接触带 范围内，铜矿介于两者之间。具有显著的分带性。铁铜矿还常见于岩体内捕虏体的边部。（）高温岩浆热液型矿床：主要为钨、锡、铌钽、铍、稀有金属、稀散金属等矿床。成矿地质体为高、的酸性岩浆形成的中深成侵入体。受热液驱动，成矿元素经常借助区域构造应力或借用岩浆侵位前褶皱形成的微裂隙构造富集，形成矿体。沉淀作用主要为减压沸腾作用，内接触带形成网脉状矿化，外接触带由水压裂隙形成自下而上的“五层楼”式脉状矿体。脉体从顶部接触带向上由粗变细，最终消失，显示热液驱动力随着距离侵入体顶由近到远而由强变弱。据统计，热液型脉状钨矿分布于外接触带 左右，最远不超过 ，内接触带为云英岩型细脉浸染状矿体，一般分布于内接触带 左右。锡矿成矿地质体与钨矿成矿地质体特征基本一致，岩体的侵位深度常为浅成或超浅成，但成矿作用存在显著区别。高温岩浆热液型矿床的外接触带发育受区域构造叠加控制的脉状矿体，有的发育爆破角砾岩型和斑岩型矿体。（）中低温岩浆热液型脉状矿体：主要为金、银、铅锌、铜、锑等脉状矿床。成矿物质受构造或热驱动，沉淀以充填作用为主，交代作用为辅，一般距离侵入体接触带 ，不同成矿元素与成矿地质体的距离远近受元素在热液与熔体中的分配系数和沉淀作用机制控制。如铅、锌在热液中的分配系数随压力减少而增加，因此铅锌矿往往与侵入体接触带较远；金主要分配于热液的气相中，因此常见爆破角砾岩，与脉状矿体共生，常形成远程浅成热液矿床；铜在 的热液中分配系数最大，形成于侵位深度相当的内接触带。（）陆相次火山热液型矿床：中国主要存在铁、金铜、银铅锌钼 种组合。成矿元素主要受热液驱动或区域构造叠加，沉淀作用以减压沸腾为主，矿体主要为次火山岩体顶部接触带的细脉浸染状矿体和顶部喷发间断面形成的似层状及脉状矿体。该类矿床一般距次火山岩体或火山机构 。次火山热液型铁矿主要受中酸性（碱性）次火山岩体控制。（）海相火山喷流沉积型矿床：主要为铜、铅锌等矿床。成矿物质驱动力主要为热对流，沉淀作用为岩浆水与海水冷热混合作用，经常于喷发结束后在次火山岩体或喷流口顶部形成似层状矿体，常见高氧逸度下混合作用形成的硫酸盐透镜体。次火山岩体顶部发育水压裂隙作用形成的细脉浸染型矿体。该类矿床一般距火山机构 左右。地 质 通 报 年（）沉积变质型矿床：主要为铁、磷等矿床。成矿地质体为特定层位及褶皱构造，成矿物质驱动力为区域应力，沉淀作用为塑性流变，常聚集于向形构造轴部。（）韧性剪切带型矿床：主要为金矿。常形成于韧性剪切带转变或叠加于脆性构造部位，以充填作用为主，沉淀作用为断层阀或泵吸作用，常形成脉状金矿。（）化学沉积型矿床：指成矿作用在地表附近的低温、低压条件下，由各种沉积作用形成的矿床。围岩是沉积岩或土壤，主要受岩相古地理环境和岩相带控制。其中，风化型沉积矿床与古地貌有关。根据成矿与成岩的关系，可以分为沉积同生矿床（如沉积型铁矿、锰矿、磷矿、铝土矿等）、沉积后生矿床（如砂岩型铀矿、砂岩型铜矿、淋积型铁矿、红土型镍矿、堆积型铝土矿等）。上述矿床成岩成矿同体共生，矿体是成矿地质体的一部分。沉积同生矿床的成矿作用和成岩作用基本相同，沉积后生矿床的成矿作用是在岩石形成基础上，孔隙流体或地下水与岩石中分散的成矿物质，通过渗滤、淋积或者交代作用，在物理化学（、）条件变换下聚积成矿。（）热水沉积型矿床：指在地下热水作用下，成矿物质通过热力驱动发生对流而混合形成喷流沉积型矿床，基本上属于沉积同生矿床。成矿地质体与矿体同体共生，其中成矿物质的热驱动力受同生断裂（深源）控制，成矿作用中心和含矿层位受同生断裂控制。（）后生非岩浆热液型矿床：指与碳酸盐岩层相关的热卤水沉积成矿作用，成矿作用三要素包括含成矿元素的碳酸盐岩地层、提供热源的（深源）断裂、提供卤水的沉积盆地。由于卤水一般产于特定地层中，因此成矿地质体应为含矿岩层、（深源）断裂及含卤水盆地。矿体与提供驱动力和热液的断裂构造，以及含矿岩层构成的成矿地质体同体共生。.成矿地质体与成矿物质聚集的关系成矿地质体为成矿作用聚集了物质和能量。成矿物质包括成矿元素、水和其他挥发分元素，其中成矿元素可由成矿地质体直接提供，也可由围岩提供，但是必须通过成矿地质体聚集才能形成矿体，水可来自成矿地质体本身或由其带来，也可来自海水、天水或成矿地质体围岩的建造水，通过成矿地质体聚集的能量混合成矿。集聚成矿物质的能量主要有热能和动力能。自然界中成矿作用的热能包括成矿地质体提供的热能和断裂传导的深源地热能，因此把传导深源地热能的成岩同生断裂也列为成矿地质体的组成部分。此类断裂既是成矿地质体，也是成矿构造。成矿物质的驱动力包括重力、压力、热力、热液流体、构造应力等。前 种在成岩时直接形成，构造应力由区域应力形成，是成矿地质体以外的驱动力。.矿床与成矿地质体的物质成分关系成矿地质体是矿床物质成分的来源地或汇集地，与矿床存在密切的关系。开展成矿地质体与矿体的关系研究，不仅要研究岩石和构造，还应研究水、硫、成矿元素、挥发分等来源；收集相关地质构造背景下相同成矿带内可以类比的典型矿床的矿床研究资料，开展必要的样品微观专题研究。例如岩石化学、流体包裹体成分、盐度、微量元素、稀土成分、稳定同位素组成等对于划分矿床类型、判别对比地质体和矿体（矿化体）关系是必要的。成矿构造和成矿结构面成矿构造和成矿结构面研究直接解决矿体空间赋存位置、展布特征、形态、规模、产状等特征，是找矿预测的直接目的。.概 念成岩构造指控制地质体空间位置、形态、规模、产状及其内部结构的构造，分为区域控（成）岩构造（带）、矿区成岩构造和成岩原生构造。成矿构造指与矿床形成及改造有关的控制其发生原因、物质来源、形成环境、空间分布的构造。根据与矿床空间分布的关系，分为矿体构造、矿床构造、矿田构造。对应区域成矿带为区域成矿构造带。成矿结构面指成矿作用过程中赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理化学性质不连续面，也是成矿物质集聚沉淀的空间界面。成矿构造系统指同一种成矿地质作用形成的构造系统，分为沉积、火山（喷发）、岩浆（侵入）、断裂、褶皱、复合六大构造系统。.成矿构造和成矿结构面类型在成矿构造系统中，包含各种类型的成矿结构面（表）。第 卷 第 期严光生等：成矿地质体找矿预测理论与方法地 质 通 报 年 成矿构造一般为成矿作用同时性活动的构造，包括成矿前已经存在、成矿作用发生时活动的构造和成矿作用发生同时形成的构造。成矿后构造指矿体形成以后发生活动的构造，改变了矿体的空间位置和赋存状态。成矿结构面根据成因分为原生成矿结构面、次生成矿结构面。由区域构造为动力形成的成矿结构面为次生成矿结构面，主要有断裂、褶皱、节理、裂隙等构造界面。由重力、压力、热力、流体为动力形成的成矿结构面，以及由物理化学转换界面组成的原生成矿结构面，主要包括特殊岩性层界面、沉积同生断裂、后生化学沉积氧化还原转换界面（带）、热液成矿氧化还原转换界面、细脉浸染状水压裂隙、脉状水压裂隙、爆破角砾岩、侵入体接触界面、硅钙岩性界面、单向固结结构面、海底火山喷发沉积结构面、陆相破火山口层状沉凝灰岩结构面、岩浆型铜镍硫化物矿床熔离岩相结构面、超基性岩铬铁矿及基性岩钒钛磁铁矿结晶分异结构面 类。原生成矿结构面一般控制了规模巨大的深部盲矿体，空间上多位于断裂裂隙构造控制的脉状矿体的深部，对于深部找矿具有重要意义。.成矿构造和成矿结构面研究要点成矿构造和成矿结构面研究要点主要有 个方面：确定成矿构造系统及成矿结构面分类；区分成矿前、成矿期、成矿后构造；成矿结构面特征；成矿构造和控岩构造关系；构建勘查区成矿结构面空间格架；成矿构造和区域构造关系；建立成矿 矿田构造体系。.研究成矿构造和结构面的找矿意义构造界面、岩性界面、物理化学界面 类成矿结构面在同一矿床类型中经常形成密切的时空关系。构造界面和岩性界面在空间上重叠出现或形成上下关系，在时间上同时形成。构造界面、岩性界面和物理化学界面，经常形成因果关系，由于构造界面、岩性界面经常构成物理化学条件的转换界面，因此常出现三者的复合关系。当 类结构面复合出现时，找矿意义重大。如果物理化学界面不明显或不存在，一般矿床规模不会很大；如果在构造界面、岩性界面上叠加规模巨大、显著的物理化学界面，则常形成规模巨大的矿床。类结构面的上下关系对指示深部找矿具有重大意义。一般情况下，同一矿床构造界面在浅部或边部，经常形成陡倾斜脉状矿体，但规模较小。岩性界面在深部及中心部位，经常形成缓倾斜似层状矿体，规模较大。对于物理化学界面，如果浅部出现显示成矿前期氧化环境下的蚀变矿物组合，深部可能存在氧化还原转换界面。这种物理化学界面可能与岩性或地质体界面重叠，对预测变价元素矿产或沉积类矿产有重要意义。如果浅部出现成矿前期水热酸碱蚀变矿物组合，深部可能存在酸碱转换界面，这对岩浆热液类、火山岩类矿产意义重大。关于岩性界面的找矿意义，过去在研究成矿构造时，一般都对断裂、褶皱等构造比较重视。但是，对于现今规模巨大的矿床，不论其成因类型是什么，一般都认为与岩性界面相关。首先，由于相邻层位岩石物理性质的差别，岩性界面容易在区域构造作用下形成层间破碎带，构成容矿空间和减压带；其次，由于相邻层位岩石化学性质的差别，在流体作用下容易形成成矿地球化学障，引起流体物理化学条件的急剧变化，造成大量成矿物质的沉淀。重要的岩性界面有地层不整合面、平行不整合面、火山岩和沉积岩界面，以及以硅铝质为主的砂板岩、硅质岩类和碳酸盐岩类界面，俗称硅钙面等。.矿床类型和结构面类型关系（）沉积型矿床岩性界面、沉积作用同生断裂及物理化学转换带等结构面的叠加组合是规模型矿床不可缺失的成矿结构面。同生沉积矿床：包括热卤水沉积矿床、化学沉积矿床、碎屑沉积矿床、古风化沉积矿床等。盆地边缘叠加同沉积断裂构造、层间岩性界面、沉积间断面、不整合面。常见特殊岩性层包括硅质岩层、膏盐层、生物礁、潟湖堤坝构造、地下水锋面、紫色岩层和绿色岩层转换面，常见炭质、含零星沉积黄铁矿、零星沥青等。具有显著的氧化还原或酸碱转换物理化学界面，为上下岩层转换面或同层位沿倾向转换带。后生沉积矿床：包括一切非岩浆后生热液成矿作用形成的矿床。在前期原生含矿层位之上叠加了上叠构造盆地或深源断裂，形成成矿物质重溶再沉淀作用。主要与后生断裂构造相关，常形成高品位的矿床。（）海相火山喷流沉积型矿床按火山机构火山岩 沉积岩性界面物理化学第 卷 第 期严光生等：成矿地质体找矿预测理论与方法界面构建空间格架。矿体赋存于火山机构相关的火山岩和沉积岩转换界面，也是酸碱转换和氧化还原转换界面叠加区域性断裂构造区。存在显著的二元结构面，上部为缓倾斜的似层状结构面，下部为与次火山岩体相关的陡倾斜细脉浸染状结构面，顶部常见酸性氧化环境下形成的硫酸盐类交代矿物，底部常见碱性还原环境下形成的交代矿物组合。（）火山热液型矿床按火山机构次火山岩体顶部接触面断裂构造物理化学界面构建空间格架。矿体赋存于火山机构相关的次火山岩体附近，叠加区域性断裂构造。存在显著的二元结构，上部为陡倾斜的脉状矿体、爆破角砾岩筒矿体，深部为缓倾斜的次火山岩体，顶部接触带为似层状矿体，同时发育大规模面状热水酸碱蚀变，也是酸碱、氧化还原转换界面。（）斑岩型铜钼矿床按成矿侵入体顶部接触带物理化学界面区域构造带构建空间格架。高位浅成侵入体顶部接触面，叠加区域性断裂构造，具有显著的酸碱及氧化还原转换界面。构造界面的强度决定了矿化的富集程度，成矿构造和控岩构造或继承或改变。常见岩体顶部流体形成的水压裂隙带和爆破角砾岩筒，规模型矿床具有次生和原生成矿结构面叠加特征。（）矽卡岩型矿床按成矿侵入体接触带岩性界面双阶段物理化学界面构建空间格架。矿体赋存于侵入体接触带、爆破角砾岩带、捕虏体接触带、外接触带背形褶曲轴部、层间破碎带、硅钙岩性界面等。常沿成矿侵入体接触带和外接触带