金屬礦產(chǎn)找礦預(yù)測理論與方法課件

1、金屬礦產(chǎn)找礦預(yù)測理論與方法研究綱要說明一、概述二、成礦作用基本問題三、成礦預(yù)測方法理論框架四、地質(zhì)模型研究內(nèi)容五、找礦預(yù)測基本工作方法 內(nèi)容目錄1.1 礦產(chǎn)預(yù)測類別1.2 找礦預(yù)測基本思路1.3 工作安排 一、概 述1.1 礦產(chǎn)預(yù)測類別目的分類：統(tǒng)計預(yù)測/找礦預(yù)測成果分類：定性預(yù)測/定量預(yù)測比例尺分類：區(qū)域預(yù)測/礦床預(yù)測不同類別預(yù)測思路、方法選擇不同。找礦勘查過程就是預(yù)測-驗證過程,因此找礦勘查過程中的預(yù)測稱為找礦預(yù)測,找礦預(yù)測和其它礦產(chǎn)預(yù)測方法存在重大區(qū)別。 1.1.1 區(qū)域礦產(chǎn)預(yù)測比例尺：1:5萬-1:25萬目的：提交找礦遠景區(qū)，為部署礦產(chǎn)勘查 提供依據(jù)。方法：應(yīng)用地球物理、化學、遙感資料

2、， 研究成礦地質(zhì)背景，開展預(yù)測工作 區(qū)成礦特征研究。建立預(yù)測準則，進行類比預(yù)測，圈定預(yù)測區(qū)，估算資源量。 1.1.2 勘查區(qū)找礦預(yù)測比例尺：1:5萬，礦區(qū)礦產(chǎn)預(yù)測。目的：部署探礦工程，揭露礦體位置。方法：總結(jié)成礦規(guī)律，提出找礦思路，開展大比例尺。地、物、化工作，提出工程部署方案。礦床預(yù)測/礦區(qū)礦產(chǎn)預(yù)測/大比例尺礦產(chǎn)預(yù)測可統(tǒng)稱深部找礦預(yù)測。三位一體找礦預(yù)測方法1.1.3 地質(zhì)預(yù)測、綜合信息、綜合手段地質(zhì)預(yù)測：以地質(zhì)成礦特征研究為主的預(yù)測方法。綜合信息：物探、化探、遙感、自然重砂等顯示的地質(zhì)礦產(chǎn)信息。礦產(chǎn)預(yù)測：成礦地質(zhì)特征研究結(jié)合綜合信息應(yīng)用。綜合方法：在礦產(chǎn)找礦、勘查過程中采用地質(zhì)、物探、化探等

3、綜合方法。礦產(chǎn)預(yù)測方法：單一法、綜合法兩類。（1）地質(zhì)模型通過成礦特征研究，建立全面反映礦體賦存位置的成礦地質(zhì)作用、成礦構(gòu)造、成礦作用特征標志的空間模型，稱為礦產(chǎn)預(yù)測地質(zhì)模型。針對找礦預(yù)測需要，建立成礦地質(zhì)體、成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標志為主要內(nèi)容的地質(zhì)模型，為礦產(chǎn)預(yù)測服務(wù)。（2）綜合手段、綜合信息在同一空間范圍內(nèi)通過物探、化探、遙感、自然重砂、地質(zhì)填圖、礦產(chǎn)勘查等專業(yè)的地質(zhì)工作獲取的相關(guān)信息，經(jīng)過綜合研究、轉(zhuǎn)換為揭示礦體空間位置的信息。開展工作的各種專業(yè)探礦工作，稱為綜合手段，獲得的信息稱為綜合信息。地質(zhì)模型，在綜合信息解釋成果基礎(chǔ)上構(gòu)建，在地質(zhì)模型指導(dǎo)下采用綜合手段進行找礦預(yù)測。1.2 研

4、究思路 研究成礦作用機理，甄別成礦地質(zhì)現(xiàn)象，解決地質(zhì)找礦標志的不確定性。 1. 研究途徑 2. 基本思路 3. 技術(shù)路線 4. 工作安排1.2.1 成礦作用機理研究途徑 （1）截取成礦物質(zhì)集聚遷移到礦床所在位置后成礦物質(zhì)從流體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌傻V結(jié)構(gòu)面中固體礦物的短暫過程。 （2）通過元素地球化學原理邏輯推理，在復(fù)雜紛繁的地質(zhì)現(xiàn)象中排除指示標志的不確定性。 （3）理論基礎(chǔ)：地球化學、礦床地球化學、礦物學、礦床學、礦田構(gòu)造學、區(qū)域地質(zhì)學、找礦勘查學。1.2.2 基本思路成礦作用的本質(zhì)：成礦元素根據(jù)其地球化學特征在不同的地質(zhì)作用條件下形成各種類型的礦床。外因是變化的條件，內(nèi)因是變化的根據(jù)礦床形成：內(nèi)因：

5、成礦元素地球化學特征 外因：成礦地質(zhì)作用（1）內(nèi)因：元素地球化學特征 元素地球化學親和性和地球化學分類 元素電負性和成鍵規(guī)律 離子的性質(zhì)和行為：離子半徑、配位法 則、離子電位 晶體場理論 元素的遷移和沉淀理論 （2）外因 成礦物質(zhì)遷移沉淀的物理化學基本要素 溫度、壓力、酸堿度、氧化還原電位、溶質(zhì)濃度五要素（引起成礦物質(zhì)濃度變化的地球化學動力學過程十分復(fù)雜，暫不討論）。 元素遷移沉淀的外部條件是地質(zhì)作用 沉積、火山噴發(fā)、巖漿侵入、區(qū)域變質(zhì)、大型變形、復(fù)合。 決定地質(zhì)作用存在形式： 大地構(gòu)造背景、地殼塊體、離散、聚合、碰撞、造山。 決定成礦物質(zhì)區(qū)域分布的因素 大地構(gòu)造背景、基底構(gòu)造的物質(zhì)成分。 1

6、.2.3 研究思路實現(xiàn)途徑： （1）成礦作用地球化學分類： 按照元素遷移沉淀的基本要素條件分類： 95%以上為水：采用軟硬酸堿理論 95%以上為巖漿：采用巖漿分異理論 （2）礦床成因分類： 按地質(zhì)作用劃分大類：沉積、火山、侵入、變質(zhì)、大型變形、復(fù)合六類 按大地構(gòu)造背景劃分亞類：（或者基底、區(qū)域） （3） 構(gòu)建“三位一體”找礦預(yù)測地質(zhì)模型： 以成礦地質(zhì)體概念作為找礦預(yù)測方法基礎(chǔ) 以元素地球化學特征作為成礦作用特征標志依據(jù) 以成礦結(jié)構(gòu)面特征確定成礦空間位置1.3 技術(shù)路線 （1）按照礦床地質(zhì)事實的概率統(tǒng)計 （2）按照微觀測試數(shù)據(jù)驗證（反演） （3）按照實驗室礦物學實驗數(shù)據(jù)論證（正演） 收集： 國內(nèi)

7、外礦床學研究數(shù)據(jù) 國內(nèi)外礦物學實驗數(shù)據(jù) 國內(nèi)外區(qū)域成礦規(guī)律研究資料1.4 工作安排 1.4.1 2013年完成提交初步研究成果 編寫固體礦產(chǎn)找礦預(yù)測理論方法第一版 1.4.2 2015年提交深化研究成果 編寫第二版 1.4.3 各礦床類型出版專著 自行安排 2013-2015年第一階段 2015-2020年第二階段 2.1 成礦作用類別問題 2.2 成礦作用機制問題2.3 成礦地球化學障2.4 雙階段成礦過程2.5 成礦物質(zhì)遷移沉淀的動力學機制2.6 超臨界流體問題2.7 成礦速度問題2.8 成礦期次和成礦階段問題2.9 成礦深度問題2.10 成礦物質(zhì)來源問題2.11 成礦元素分帶問題2.12

8、 礦床分類問題 二、成礦作用基本問題2.1 成礦作用地球化學類別問題水流體成礦作用：（水占95%）沉積、風化、巖漿 期后熱液、火山噴發(fā)沉積、變質(zhì) 占礦床80巖漿成礦作用：（巖漿占95% ）結(jié)晶分凝、熔離、 微量元素 占礦床20水流體成礦作用： 元素地球化學特征 軟硬酸堿理論 離子絡(luò)合物理論 成礦地球化學障理論巖漿成礦作用： 超基性巖漿結(jié)晶分異理論 基性超基性巖漿熔離作用理論 花崗質(zhì)巖漿微量元素成礦理論2.2 成礦作用機制問題地質(zhì)作用成礦 成礦作用是地質(zhì)作用產(chǎn)物和組成部分 成礦地質(zhì)體和礦體關(guān)系研究界面成礦 成礦作用在界面發(fā)生 成礦構(gòu)造系統(tǒng)和成礦結(jié)構(gòu)面研究突變成礦 成礦作用在物理化學條件突變時發(fā)生

9、 流體成礦作用特征標志研究（1）地質(zhì)作用成礦通過沉積作用、火山噴發(fā)、巖漿侵入、區(qū)域變質(zhì)、大型變形構(gòu)造等地質(zhì)作用形成礦床。成礦作用的產(chǎn)物是礦體，地質(zhì)作用的實物載體是地質(zhì)體。礦體和地質(zhì)體存在時間、空間、物質(zhì)、動力的關(guān)系。（2）界面成礦成礦作用發(fā)生在地球物質(zhì)的各種界面上。 巖性界面：包括全部地球物質(zhì)界面； 構(gòu)造界面：包括全部地球物質(zhì)隱性或顯性破裂面 物理化學轉(zhuǎn)換界面：包括溫度、壓力、酸堿度、氧化還原條件等。成礦作用是指成礦物質(zhì)溶解、遷移、集聚、沉淀過程。成礦物質(zhì)到達集聚地以后，由于物理化學條件（溫度、壓力、酸堿度、氧化還原電位、溶質(zhì)濃度）發(fā)生突變而由流體態(tài)變成以礦物態(tài)為主的固體態(tài)。兩個要點：一是過程

10、突變。因此，成礦年齡可以實際測定；二是成礦物質(zhì)完成集聚以后經(jīng)歷了流體態(tài)和固體態(tài)兩個階段。（3）物理化學條件突變成礦（4）流體成礦作用水流體成礦作用： 成礦流體是成礦物質(zhì)運移、富集的載體，流體成分以水為主，此外還有各類元素。水源以巖漿水和天水兩類，流體物態(tài)分氣液兩種，以液含氣混合態(tài)為主。流體成礦作用是成礦物質(zhì)通過流體溶解、遷移和富集、沉淀，這是兩個完全不同物理化學條件下的作用過程。巖漿流體成礦作用 硅酸鹽熔融體系地球化學基本理論。 2.3 成礦地球化學障 2.3.1 概念 別列爾曼于1968年提出了“地球化學障”的理論，強調(diào)了在短距離內(nèi)環(huán)境物理化學條件截然變化對元素沉淀富集的重要意義。巴爾蘇科夫

11、1980年提出熱液自混作用理論解釋蝕變分帶。環(huán)境的物理化學界面，如氧化還原界面、壓力釋放帶、溫度界面、pH界面、水位線、土壤溫度界面等經(jīng)常形成元素發(fā)生遷移或沉淀的界面。這就是地球化學障。針對成礦元素沉淀界面而言就是成礦地球化學障。2.3.2成礦地球化學障類型（1）酸堿地球化學障：指水流體成礦作用中由酸性和堿性環(huán)境相轉(zhuǎn)換引起成礦物質(zhì)沉淀的“界面”。（2）氧化還原地球化學障：指水流體成礦作用中氧化向還原轉(zhuǎn)換引起成礦物質(zhì)沉淀的“界面”。（3）降溫減壓突變界面：各種構(gòu)造界面。 2.4.1第一階段 當?shù)刭|(zhì)體成巖作用已經(jīng)完成，實現(xiàn)了巖石和流體的初始分離。由于發(fā)生地質(zhì)構(gòu)造活動，成礦介質(zhì)溫度、壓力發(fā)生變化。成

12、礦介質(zhì)尚處于高溫、高壓、強酸、強堿或強氧化條件下，成礦流體對原來的巖石礦物形成大規(guī)模交代作用，出現(xiàn)大量交代礦物。成礦物質(zhì)尚處于絡(luò)合物狀態(tài)時的蝕變，此時屬于成礦前期蝕變。2.4 雙階段成礦過程2.4.2 第二階段 成礦介質(zhì)在地質(zhì)作用過程中轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏亍⒌蛪?、近中性或還原條件時，成礦物質(zhì)沉淀結(jié)晶就位，同時又形成新的脈石交代礦物。此時屬于成礦物質(zhì)卸載階段的蝕變。因此礦床周圍出現(xiàn)了兩套交代作用。一是顯示成礦物質(zhì)處于流體中絡(luò)合物狀態(tài)；二是成礦物質(zhì)結(jié)晶沉淀就位。兩個階段實際上在時間上是連續(xù)、過渡的。在空間上受各種界面控制。交代礦物的分布呈漸變過渡或交替疊加過渡。 2.5.1 成礦物質(zhì)遷移 （1）流體遷移的動

13、力學原理 減壓降溫？地表和深部？封閉和開放？ （2）流體遷移形式 滲濾作用，是否存在導(dǎo)流構(gòu)造？2.5.2 成礦物質(zhì)集聚 （1）不同地質(zhì)作用集聚機制：內(nèi)生，外生、擴散和集聚 （2）地質(zhì)作用驅(qū)動要素、濃度變化要素、物理化學變化要素2.5 成礦物質(zhì)遷移沉淀的動力學機制 2.5.3 成礦物質(zhì)沉淀形式 交代作用，充填作用 2.5.4 成礦構(gòu)造研究基本問題 （1）成礦流體聚集動力源問題？ （2）是否存在“導(dǎo)礦”構(gòu)造問題？ （3）脈狀成礦集聚機制問題 （4）盆地邊緣成礦集聚機制問題， 內(nèi)生成礦接觸帶集聚機制問題 （5）火山成礦集聚機制問題 （6）沉積變質(zhì)成礦集聚機制問題2.6 超臨界流體巖漿熱液、變質(zhì)流體、

14、地幔流體、海底火山熱液流體都是超臨界流體（水的臨界參數(shù)tc=374，Pc=22.4MPa）超臨界流體具有3個特點： （1）流體中水氣不分為混合態(tài)； （2）水的質(zhì)量可以由常溫的1g/cm3減小到近巖漿條件下的0.01g/cm3； （3）流體中攜帶大量絡(luò)合劑、揮發(fā)份，可以萃取所通過巖石中的離子，改變流體的物理化學條件。這是一個使流體發(fā)生酸堿度變換時地球化學界面。順層產(chǎn)出的大型礦床，往往和此類硅鈣面相關(guān)。 高位侵入體成礦問題？2.7 成礦速度問題2.7.1 收集現(xiàn)代成礦速度實際資料2.7.2 不同地質(zhì)作用的成礦速度2.7.3 成礦速度的找礦意義成礦速度問題研究較少，本次研究僅僅作為探索。陳駿等（20

15、04）環(huán)太平洋斑巖銅礦不到1Ma，日本和塞浦路斯塊狀硫化物礦床不超過M1000a。層控礦床和某些超大型礦床一般不超過M1Ma總體來講，在地質(zhì)歷史時期成礦速度比較短暫范洪瑞老師提供據(jù)巴布亞新幾內(nèi)亞Lihir島Ladolam金礦床，凱文.李研究熱鹵水中金含量15ppb，獲得24kg/年，金通量估算55000年形成1300噸金礦床。2.8 成礦期次和成礦階段問題 2.8.1 概念成礦期：若干種成礦物質(zhì)在同一成礦地質(zhì)作用下，由遷移到沉淀的完整過程，稱為一個成礦期。其礦物形成的年齡可以實測。成礦階段：同一成礦期內(nèi)，若干種成礦物質(zhì)形成的先后沉淀過程，稱為成礦階段，其礦物形成的生成順序是可以鑒測的。 一般一

16、個成礦期包括若干成礦階段。 2.8.2 多期成礦問題（1）“層控”礦床成礦期次問題。（2）內(nèi)生熱液成礦作用如何識別多期熱液 成礦作用？（3）多期侵入體和多期成礦問題？ 例如：鎢銅伴生成礦問題（4）同一礦床不同構(gòu)造旋回疊加成礦存在嗎？ 關(guān)于“繼承性聚礦空間理論”：認為某些空間多次聚礦的現(xiàn)象十分普遍。 前蘇聯(lián)D.B.龍德克維斯特（1983）提出礦化發(fā)展繼承性原則，認為繼承性不僅限于一次成礦作用內(nèi)，也可以發(fā)生在幾千萬年、幾億年多次成礦之間，即“熱點假說問題”。 這些問題要有成礦年齡、大地構(gòu)造演化的實證。 2.8.3 成礦期次和成礦結(jié)構(gòu)面關(guān)系（1）同一期次同一構(gòu)造體系成礦問題（2）同一期次不同構(gòu)造體系

17、成礦問題 （例如：德興銅礦、棉花坑鈾礦）（3）礦體定位構(gòu)造活動和成礦階段關(guān)系問題2.9 成礦深度問題（1）成礦深度研究方法問題（2）不同礦床類型極限深度問題（3）成礦深度和成礦壓力關(guān)系問題（4）成礦深度和成礦溫度關(guān)系問題 深部找礦不可回避的成礦深度問題 從理論和方法層面尚未解決2.10 成礦物質(zhì)來源問題（1）金礦成礦物質(zhì)來源問題： 幔源地幔源、上地幔 殼源巖漿重融、圍巖交代（2）礦化劑和鹵族元素來源問題： 包括：氧、硫、氯、氮、氟、溴、碘、碳、磷等 形成絡(luò)合物配位體，來源于地幔、地殼、巖石圈、水圈、大氣圈（3）水源問題：巖漿水、天水、變質(zhì)水等 陸相成礦作用中地表水體作用問題2.11 成礦分帶問

18、題 成礦分帶分三個層次討論： 第一：礦床成礦元素分帶； 第二：礦床區(qū)域分帶； 第三：礦床大地構(gòu)造單元分帶。 2.11.1礦床成礦元素分帶 指在同一個成礦作用過程中，同一個成礦流體影響范圍內(nèi)形成的元素空間分帶，有的一個礦床形成不同分帶，有的礦田內(nèi)形成不同礦種的礦床組合。（1）元素分帶的地球化學原理：如果配位陰離子不變，絡(luò)合物中陽離子的離子勢越大，其絡(luò)合物越穩(wěn)定（陳俊等，2004）。以斑巖銅鉬礦床為例：正常分帶，自下向上，自內(nèi)向外：MoCu Zn Pb Ag Au離子勢Mo+6-10，Mo+4-5.88， Pb+4-4.76， Au+3-3.53， Cu+2-2.90， Zn+2-2.70， Cu

19、+-1.04， Pb+2-1.67， Ag+-0.79， Au+-0.73； 如果按照正常分帶可以推測陽離子為：Mo+4Cu+2 Zn+2Pb+2Ag+Au+依次沉淀；由于物理化學條件變化十分復(fù)雜，Cu、Pb等變價元素隨電價變化出現(xiàn)異常分帶。Mo離子勢最大，不會變異，永遠在內(nèi)帶。（2）典型空間分帶組合模式 矽卡巖型熱液脈型鉛鋅礦（銀礦）斑巖鉬礦 大興安嶺中段：赤峰車戶溝；豫西南欒川；云南瀾滄；青海拉貢瑪；福建閩西地區(qū)；浙江桐村、治嶺頭；西藏工布江達地區(qū)、亞貴拉/沙讓、蒙亞阿 矽卡巖型熱液脈型鉛鋅礦 （矽卡巖型、熱液脈型銅礦）矽卡巖型脈狀、細脈浸染狀鎢錫礦（斑巖鎢鉬礦） 湖南：黃沙坪、寶山；廣東

20、大寶山；安徽黃山地區(qū)；江西張八嶺鉛鋅礦；浙江淳安地區(qū)鉛鋅礦 矽卡巖型熱液脈型鉛鋅銅（金）礦 斑巖型銅（鉬）礦 西藏驅(qū)龍、甲瑪、雄村、多布扎、尕爾窮（3）分帶規(guī)律 平面分帶和垂直分帶對應(yīng)性PbZn W、Sn （Mo）平面分帶：湖南東坡鉛鋅礦、柿竹園鎢礦、金船塘錫礦垂直分帶：黃沙坪、寶山自上而下PbZn Cu W 主次元素空間交替演化黃沙坪、寶山：自上而下PbZn（Cu） Cu（PbZn） W（Cu）甲瑪：PbZn（CuAu） Cu（Mo） 礦床類型空間演化常見矽卡巖型、熱液脈型鉛鋅礦、銅礦過渡為斑巖型銅、鉬礦床矽卡巖型、熱液脈型鉛鋅銅礦過渡為斑巖型鎢、鉬礦床。 2.11.2 礦床區(qū)域分帶 不同礦

21、種或組合礦床區(qū)域分帶，同一個地質(zhì)構(gòu)造單元。 例1：廣西湖南、 粵北贛南 Sn（W） W、SnW 例2：鄂東南贛西北銅陵蘇南 Fe（Cu）Cu CuCu、Pb、ZnPb、Zn 礦床區(qū)域分帶因素包括：巖漿源、基底成分等要素。2.11.3 大地構(gòu)造單元礦床分帶 不同大地構(gòu)造單元礦床分帶。 例：岡底斯巖漿巖帶：斑巖銅（鉬）礦床 林舟貢布江達盆地：鉛鋅礦+斑巖鉬礦 由于大地構(gòu)造背景不同而形成的礦床分帶2.12 礦床分類問題2.12.1 分類原則 礦床分類方法很多，也很復(fù)雜。以找礦預(yù)測為唯一目的的分類原則：即沉積、火山、侵入、變質(zhì)、大型變形、復(fù)合六類。再在此基礎(chǔ)上考慮地球化學特征顯著的不同礦種，特殊礦化特

22、征等因素分亞類。 （1）考慮確定同一種成礦地質(zhì)體 （2）考慮采用同一種找礦預(yù)測工作方法。 （3）考慮地球化學特征的顯著差異。2.12.2 礦床分類表說明 關(guān)于Sedex型和MVT型鉛鋅礦床問題 在此，我們把含礦地層中出現(xiàn)的“后生”礦床劃分為巖漿成因“后生”礦床和非巖漿成因“后生”礦床兩類。從找礦預(yù)測的角度，成礦地質(zhì)體是完全不同的兩類。前者為侵入巖體，后者為沉積盆地及“同生”斷裂構(gòu)造。三、“三位一體”找礦預(yù)測地質(zhì)模型概述 前言3.1 成礦地質(zhì)體研究3.2 成礦構(gòu)造系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)面研究3.3 成礦作用特征標志研究3.4 構(gòu)建“三位一體”找礦預(yù)測地質(zhì)模型問題前言 （1） 找礦預(yù)測目標：最大限度地降低地質(zhì)

23、找礦標志的不確定性，盡量準確地推測礦體位置和可能規(guī)模。 實現(xiàn)途徑： 第一、有沒有礦？能否找到工業(yè)礦體的可能性 第二、找礦方向清楚，建立明確的找礦思路 第三、推測礦體可能賦存的空間位置（2）“三位一體”找礦預(yù)測地質(zhì)模型理論基礎(chǔ)成礦作用是地質(zhì)作用的產(chǎn)物和組成部分，成礦地質(zhì)作用的產(chǎn)物是成礦地質(zhì)體。成礦地質(zhì)體和礦體的空間關(guān)系是確定的，因此成礦地質(zhì)體概念奠定了勘查區(qū)找礦預(yù)測方法的理論基礎(chǔ)。解決存在工業(yè)礦床的可能性，建立明確的找礦思路。根據(jù)元素遷移沉淀機制而提出的各類成礦構(gòu)造系統(tǒng)以及成礦結(jié)構(gòu)面類型可以推測礦體賦存位置。根據(jù)元素地球化學特征篩選的成礦作用特征標志提高了地質(zhì)找礦標志的確定性。判別能否找到工業(yè)礦

24、床的可能性，最大限度降低地質(zhì)找礦標志的不確定性。3.1 成礦地質(zhì)體研究 3.1.1 概念 3.1.2 成礦地質(zhì)體類別 3.1.3 成礦地質(zhì)體判別標志 3.1.4 成礦地質(zhì)體研究內(nèi)容 3.1.5 成礦地質(zhì)體和礦體關(guān)系 3.1.6 多期巖漿活動成礦地質(zhì)體判別 3.1.7 成礦地質(zhì)體剝蝕程度研究 3.1.8 隱伏成礦地質(zhì)體推測方法3.1.1 成礦地質(zhì)作用/成礦地質(zhì)體概念形成礦床主要礦產(chǎn)主成礦階段空間定位地質(zhì)作用稱為成礦地質(zhì)作用。地質(zhì)作用的產(chǎn)物：建造、構(gòu)造成礦地質(zhì)作用的實物載體是成礦地質(zhì)體，指構(gòu)造及其巖石組合體。目的：通過成礦作用研究，確定成礦地質(zhì)體，預(yù)測深部礦體空間位置。意義：總結(jié)成礦特征，判斷礦床

25、類型，研究成礦要素，確定成礦地質(zhì)體，建立找礦思路容易混淆的概念問題： 礦體圍巖和成礦地質(zhì)體 礦體和圍巖只是空間關(guān)系，無成因聯(lián)系。多期侵入體經(jīng)常搞錯。 成礦要素和成礦地質(zhì)體 前者指與成礦有關(guān)的全部因素，前者用于區(qū)域礦產(chǎn)預(yù)測，后者用于勘查區(qū)找礦預(yù)測。 成礦構(gòu)造和成礦地質(zhì)體 成礦構(gòu)造僅指礦體賦存空間，并非形成該礦床的地質(zhì)作用的全部產(chǎn)物。 礦體、礦化蝕變帶和成礦地質(zhì)體 兩者在空間上不一定都重疊。有的存在一定距離。（1）沉積地質(zhì)作用：沉積盆地及巖層組合（2）火山地質(zhì)作用：火山構(gòu)造及火山巖組合、 次火山巖體、火山沉積盆地（3）巖漿侵入地質(zhì)作用：侵入構(gòu)造及侵入巖體（4）變質(zhì)地質(zhì)作用：變形構(gòu)造及變質(zhì)巖組合體（

26、5）大型變形地質(zhì)作用：變形構(gòu)造帶、韌性剪切帶、 變質(zhì)核雜巖（6）復(fù)合地質(zhì)作用：上述各類地質(zhì)作用相互復(fù)合3.1.2 成礦地質(zhì)作用類別（1）沉積地質(zhì)體研究內(nèi)容 沉積盆地及其巖層組合包括：地層：單位、時代、特殊標志層厚度、層序；巖石：類型、特征、組合、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、組分；建造：類型、序列、厚度、分布范圍；沉積作用類型、沉積序列類型、古水深、古鹽度、 古水溫、生物組合、氧化還原環(huán)境、酸堿度；巖相：沉積相類型、巖石組合、沉積體系類型、 生物相類型；古地理：古地理類型、沉積等厚線、物源供給方向、 古水流方向、古氣候帶類型；盆地構(gòu)造：盆地類型、盆地同沉積構(gòu)造、盆緣構(gòu)造、 盆內(nèi)構(gòu)造；大地構(gòu)造環(huán)境：旋廻、單元；3

27、.1.3 成礦地質(zhì)體研究內(nèi)容（2）火山地質(zhì)體研究內(nèi)容 火山構(gòu)造、火山沉積盆地、次火山巖體及火山巖組合包括：地層：單位、時代、層序、厚度、接觸關(guān)系、基底時代 及巖性；巖石：類型、特征、顏色、組合、巖石系列、演化系列、特殊巖類、巖脈、巖墻、化學成分；礦物：成份、組合、特征、副礦物特征、包體、元素組分、同位素包裹體；噴發(fā)作用：噴發(fā)類型、韻律、古地理環(huán)境、礦化、蝕變、噴發(fā)沉積物物理化學條件；火山巖相：類型、巖相組合、噴發(fā)旋廻；火山構(gòu)造：空間組合、剝蝕程度、火山機構(gòu)、火山巖帶構(gòu)造、大地構(gòu)造環(huán)境；（3）巖漿侵入地質(zhì)體研究內(nèi)容 侵入構(gòu)造及侵入巖體，包括：巖體特征：年齡、期次、出露面積、產(chǎn)狀、剖面 形態(tài)、侵位

28、深度、侵位方式、剝蝕程度、隱伏巖體、脈巖組合；巖性特征：巖石組合、礦物成分、巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、元素組分、同位素、包裹體、包體；巖體構(gòu)造：巖相帶、多期侵入、侵位構(gòu)造、脈巖帶構(gòu)造、侵入角礫巖、接觸帶、圍巖構(gòu)造、捕虜體；巖漿作用影響范圍：熱、流體范圍、區(qū)域巖漿構(gòu)造帶、大地構(gòu)造環(huán)境；（4）變質(zhì)地質(zhì)體研究內(nèi)容變質(zhì)建造及變形構(gòu)造包括：地層：單位、分布、產(chǎn)狀、接觸關(guān)系、巖石組合巖石：類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分、副礦物、元素組分、同位素、原巖建造、礦化、蝕變變質(zhì)作用：混合巖化、變質(zhì)溫度、壓力、變質(zhì)相系、P、T、t軌跡、變質(zhì)熱中心、變質(zhì)期次、變質(zhì)作用類型、疊加變質(zhì)、大地構(gòu)造環(huán)境（5）大型變形構(gòu)造地質(zhì)體研究內(nèi)容包括韌性

29、剪切帶 、變質(zhì)核雜巖兩類；確認變形構(gòu)造成礦 成礦年齡 成礦構(gòu)造特征 礦體產(chǎn)狀、蝕變組合研究內(nèi)容：性質(zhì)、產(chǎn)狀、規(guī)模、期次、 成分、運動方式空間組合關(guān)系：強度、受控地質(zhì)建造、影響范圍3.1.4 成礦地質(zhì)體判別標志（1）沉積類礦產(chǎn) 沉積盆地邊緣及同生斷裂帶 海盆邊緣構(gòu)造帶 板塊構(gòu)造洋盆邊界斷裂帶 特殊巖類發(fā)育地段： 生物礁、硅質(zhì)巖、蒸發(fā)巖、硅化帶、沉積/熱液混合地區(qū) 盆地早期為斷陷，晚期為坳陷，成礦和斷陷階段有關(guān)？（2）火山巖類礦產(chǎn)： 次火山巖體、火山機構(gòu) 大規(guī)模面型水熱酸堿蝕變 特殊巖類： 火山粗碎屑巖、集塊巖、侵入角礫熔巖、次火山巖（脈體）、面性水熱酸堿交代巖。（3）侵入巖類礦產(chǎn)巖漿礦床：侵入巖

30、體巖漿熱液類礦產(chǎn)： 內(nèi)外接觸帶規(guī)模較大的水熱酸堿蝕變交代巖早期侵入體和晚期成礦侵入體的區(qū)分標志。 充填為主/交代充填，脈狀為主/脈狀+帶狀（4）區(qū)域變質(zhì)類礦產(chǎn)： 沉積變質(zhì)類：含礦層位及向型構(gòu)造 變質(zhì)火山類：古火山構(gòu)造 變質(zhì)深成巖類：（5）大型變形構(gòu)造礦產(chǎn)： 韌性剪切帶 變質(zhì)核雜巖3.1.5 成礦地質(zhì)體和礦床關(guān)系研究1、研究內(nèi)容（1）時間關(guān)系：確認成礦地質(zhì)體及其類型 成巖成礦年代學研究（2）空間關(guān)系：確定或推測成礦地質(zhì)體空間位： 地質(zhì)填圖法、物探化探綜合信息法（3）物質(zhì)組份關(guān)系：分析礦體和成礦地質(zhì)體關(guān)系 水氣源、物源、熱源（4）成礦動力源2.礦床和成礦地質(zhì)體空間關(guān)系（1）巖漿型礦床位于巖體內(nèi)、底

31、部或傾伏端（2）斑巖型礦床位于巖體頂部及上部內(nèi)外接觸帶1公里范圍內(nèi)。（3）矽卡巖礦床：鐵礦位于巖體頂部、邊部、底部，內(nèi)部接觸帶500米范圍內(nèi)。鉛鋅礦位于巖體外接觸帶2-3公里范圍內(nèi)，銅礦位于兩者之間 銅鐵礦也有位于捕擄體邊部（4）高溫熱液礦床：位于巖體頂部外接觸帶1-1.5公里到內(nèi)接觸帶300米范圍內(nèi)。（5）中低溫熱液礦床：位于巖體分布2-3公里范圍內(nèi)（6）火山噴發(fā)沉積礦床：位于火山機構(gòu)2-3公里范圍內(nèi)，火山巖和火山沉積巖之間或不同巖性火山巖之間。（7）火山熱液礦床：位于火山機構(gòu)2公里范圍內(nèi)，次火山巖體內(nèi)外接觸帶2公里范圍內(nèi)。（8）沉積類礦床：位于沉積盆地邊部或同生斷裂發(fā)育部位，特定含礦層位內(nèi)

32、，盆地升降界面。（9）沉積變質(zhì)類礦床：位于特定含礦地層內(nèi)，向斜構(gòu)造軸部。（10）大型變形構(gòu)造類礦床：位于韌性剪切帶脆性構(gòu)造部位或疊加脆性構(gòu)造部位?；蛘唏沸嗡骗h(huán)形張性構(gòu)造內(nèi)影響礦床（體）和成礦地質(zhì)體的空間距離因素（1）成巖年齡和成礦年齡間隔時間： 間隔時間短，礦體和成礦地質(zhì)體可形成“標準”空間距離。間隔時間長，礦床和成礦地質(zhì)體空間交錯疊加。（2）成巖構(gòu)造和成礦構(gòu)造關(guān)系： 成礦構(gòu)造系統(tǒng)繼承成巖構(gòu)造系統(tǒng)，空間配套。成礦構(gòu)造系統(tǒng)不繼承成巖構(gòu)造系統(tǒng)，交錯疊加。3.1.6 多期巖漿活動和成礦關(guān)系 多期巖漿活動和成礦關(guān)系研究決定找礦方向，意義重大。（1）成巖作用和成礦作用時間問題 成巖作用時間：10Ma，原

33、花崗巖體冷卻結(jié)晶； 成礦作用時間：10-16Ma，水巖分離作用一般在侵入體成巖后（2）多種礦化類型、多期次疊加成礦的判別 多期花崗巖侵入關(guān)系：成巖后侵入和混漿侵 入，成巖后侵入時間較長，可以出現(xiàn)水巖分離，而混漿侵入無水巖分離； 巖漿房淺源分異作用和巖漿深源分異作用； 水巖分離發(fā)生在淺源、巖漿期后；（3）成礦巖體的判別標志 含礦巖體：早期成巖，形成礦體圍巖，含礦而非成 礦；成礦巖體。成巖后水巖分離。 成礦年齡和成巖年齡一般不超過10-20Ma； 含水巖體和干巖體的判別： 含水巖體：大面積、大范圍的成礦前期蝕變，有青磐 巖化、高嶺石化、黑云母角巖化、矽卡巖化； 干巖體：范圍很小的接觸蝕變，數(shù)十米之

34、內(nèi)； 成礦巖體：巖漿侵入晚期、巖漿房高位、含水巖體3.1.7 礦體剝蝕程度研究根據(jù)礦體原始就位深度估算礦體剝蝕深度實際測定的礦體形成深度減去采樣位置深度就是礦體剝蝕深度 H=H1-H2 H：剝蝕深度 H1：實際測定的礦體形成深度 H2：采樣位置深度（1）礦床就位深度研究（1）礦床就位深度直接估算：通過包裹體、同位素研究計算礦體原始就位深度。（2）通過成礦地質(zhì)體形成深度類比估算 沉積地質(zhì)體：構(gòu)造古地理研究確定 火山地質(zhì)體：一般小于2公里 巖漿侵入體：圍巖接觸變質(zhì)礦物組合估算、地層厚度估算 區(qū)域變質(zhì)地質(zhì)體：區(qū)域變質(zhì)礦物組合估算變質(zhì)巖形成深度 大型變形構(gòu)造：韌性剪切帶垂直分帶（3）一般礦體就位深度超

35、基性巖鉻鐵礦：形成深度大于中地殼， 約20 30公里?；猿詭r硫化銅鎳礦：巖體形成最大深度約10公里。高溫熱液礦床：巖體侵位深度約78公里。矽卡巖型、斑巖型成礦巖體：最大侵位深度45公里?；鹕綆r型（包括次火山型）礦床侵位深度2公里。熱鹵水型成礦作用：2公里。沉積成礦作用：地表水體。 （4）韌性剪切帶垂向分帶淺部帶形成深度約2公里，溫度10公里，溫度6001000。 多數(shù)礦體就位深度主要發(fā)生在淺部及中淺部，不超過35公里。實例：湖北大冶鐵山巖體為例（據(jù)馬昌前1994年） 巖體侵位于大冶組地層、和巖體同時代侏羅系地層覆蓋下的大冶組地層厚度2896m 3264m，巖體侵位深度為34km。 圍巖接

36、觸變質(zhì)，根據(jù)礦物組合，計算最高熱變質(zhì)溫度為580，根據(jù)Winkleer（1976年）提出的公式。 Tc（圍巖原始溫度）=TA（變質(zhì)溫度）-0.6Tm（巖漿結(jié)晶時放熱使圍巖溫度升高值） Tm為巖漿溫度，酸性巖漿一般為8001100 ，Tc=580 -480 =100 。以正常地溫梯度2530 /km，其深度為3.34km，地層厚度估算法和變質(zhì)礦物估算法基本一致。（5）定性判別礦體剝蝕程度 成礦地質(zhì)體判別方法侵入體面積，捕虜體發(fā)育程度，脈巖發(fā)育程度，巖相分帶及特征，侵入接觸帶礦物組合、強度、分布范圍，巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造，爆破角礫巖體等?；鹕綆r礦床：爆破角礫巖體、次火山巖體產(chǎn)狀 高溫熱液礦床：外接觸帶剝蝕

37、淺，巖體內(nèi)剝蝕深 中低溫熱液礦床：離巖體遠剝蝕淺，離巖體近剝蝕深 礦體、蝕變帶礦物垂向分帶 韌性剪切帶：由脆性破裂轉(zhuǎn)變?yōu)榍訋r、拉伸線理等韌性 變形，剝蝕加深。 氣液包裹體由大變小、由多變少。3.1.8 隱伏成礦地質(zhì)體預(yù)測方法（1）隱伏成礦地質(zhì)體常見類型 盆地邊緣同生斷裂 火山機構(gòu)深部成礦次火山巖體 巖漿期后熱液礦床隱伏巖體 矽卡巖型、斑巖型、高溫熱液脈狀 沉積變質(zhì)、褶皺核部、轉(zhuǎn)折端礦床（2）隱伏成礦地質(zhì)體預(yù)測方法 地質(zhì)法 物探法 化探法3.2 成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面研究 3.2.1 概念 3.2.2 分類 3.2.3 結(jié)構(gòu)面研究內(nèi)容 3.2.4 成礦構(gòu)造和成巖構(gòu)造關(guān)系 3.2.5 成礦構(gòu)造和區(qū)

38、域構(gòu)造關(guān)系 3.2.6 成礦構(gòu)造規(guī)律性特征 3.2.7 成礦構(gòu)造和成礦作用關(guān)系 3.2.1 概念概念：在礦田（勘查區(qū)）范圍內(nèi)和成礦作用密切相關(guān)，制約礦體空間位置的構(gòu)造。包括：成礦構(gòu)造和成礦后構(gòu)造。成礦構(gòu)造：沉積地層巖性轉(zhuǎn)換面、巖漿巖巖相分界面、斷裂面（有位移）、節(jié)理面（無位移）、層間滑脫面、侵入巖體接觸面。（1）成礦構(gòu)造概念（2）成礦結(jié)構(gòu)面概念概念： 成礦作用過程中賦存礦體的顯性或隱性存在的巖石物理化學性質(zhì)不連續(xù)面。分類：構(gòu)造界面：斷裂、褶皺、裂隙巖性及地質(zhì)體界面物理化學界面：氧化還原界面、酸堿性轉(zhuǎn)換面常見類結(jié)構(gòu)面復(fù)合成礦。結(jié)構(gòu)面概念和分類（據(jù)李四光）“為描述和制圖的方便，各種結(jié)構(gòu)要素在三度空

39、間的方位，可以用結(jié)構(gòu)面表示出來。”李四光：（地質(zhì)力學概論，1999年第二版P10、11、184），李四光“關(guān)于地質(zhì)構(gòu)造的三重基本概念”形態(tài)分類（1）分劃性結(jié)構(gòu)面：各種縫隙和紋理，并稱劃分面或聯(lián)接面（2）標志性結(jié)構(gòu)面：只能從幾何觀點推定，亦稱標志面或定位面。成因分類（1）原始結(jié)構(gòu)面：地層層面、不整合面、侵入體接觸面等亦稱組成面（2）次生結(jié)構(gòu)面：褶皺軸面、斷層、節(jié)理、裂隙等亦稱變形面。3.2.2 分 類1. 構(gòu)造系統(tǒng)類型 （1）沉積構(gòu)造系統(tǒng)：沉積構(gòu)造、沉積盆地構(gòu)造 （2）火山構(gòu)造系統(tǒng)：火山構(gòu)造、次火山構(gòu)造、火山沉積構(gòu)造 （3）侵入構(gòu)造系統(tǒng)：侵入巖體構(gòu)造、侵入接觸構(gòu)造 （4）斷裂構(gòu)造系統(tǒng)：斷裂構(gòu)造、

40、裂隙構(gòu)造 （5）褶皺構(gòu)造系統(tǒng)：褶皺構(gòu)造、多期褶皺構(gòu)造 （6）復(fù)合構(gòu)造系統(tǒng)：常見斷裂構(gòu)造體系和其它四種疊加產(chǎn)生 （7）成礦后構(gòu)造系統(tǒng)：順礦、斷礦2. 成礦結(jié)構(gòu)面類型 （1）沉積成礦構(gòu)造系統(tǒng)：地層巖性界面：硅鈣面、膏鹽層接觸面、古巖溶、不整合面、假整合面、氧化還原帶界面、地下水鋒面、沉積原生構(gòu)造界面。 （2）侵入成礦構(gòu)造系統(tǒng)：巖相界面、侵入接觸面（帶）捕虜體界面、侵入接觸帶+層間滑脫面、角礫巖帶。 （3）火山成礦構(gòu)造系統(tǒng)：火山機構(gòu)、火山巖相、火山構(gòu)造、巖性巖相界面、火山沉積盆地、次火山巖體構(gòu) 造（和侵入成礦系統(tǒng)相同）。 （4）斷裂成礦構(gòu)造系統(tǒng)：斷裂面、裂隙面。 （5）褶皺成礦構(gòu)造系統(tǒng)：褶皺軸部、塑

41、性流變面、變形轉(zhuǎn)折面（端）。 （6）復(fù)合成礦構(gòu)造系統(tǒng)：上述各類結(jié)構(gòu)面疊加斷裂、褶皺結(jié)構(gòu)面。成礦構(gòu)造系統(tǒng)和成礦結(jié)構(gòu)面關(guān)系成礦構(gòu)造系統(tǒng)：指成礦作用相關(guān)的成巖及成礦相關(guān)的綜合大系統(tǒng)。成礦結(jié)構(gòu)面是指礦體賦存空間具體界面：例如：沉積構(gòu)造系統(tǒng) 火山構(gòu)造系統(tǒng) 巖漿巖侵入構(gòu)造系統(tǒng)（1） 區(qū)分成礦前、成礦期、成礦后構(gòu)造；（2） 成礦構(gòu)造空間特征；（3） 確定結(jié)構(gòu)面力學性質(zhì)；（4） 判斷結(jié)構(gòu)面運動方式；（5） 構(gòu)造強度；（6） 物質(zhì)成份；（7） 活動期次及其相關(guān)特征；（8） 三維應(yīng)力分析；（9） 確認主體構(gòu)造；（10） 建立成礦/礦田構(gòu)造體系，編制礦田構(gòu)造圖。 （11） 分析成礦構(gòu)造與成巖構(gòu)造關(guān)系；（12） 分析

42、成礦構(gòu)造與區(qū)域構(gòu)造關(guān)系；3.2.3 結(jié)構(gòu)面研究內(nèi)容3.2.4 成礦構(gòu)造和成巖構(gòu)造關(guān)系 （1）成巖構(gòu)造和成礦作用時間間隔影響 當成巖構(gòu)造和成礦作用時間間隔很短，經(jīng)常出現(xiàn)成礦構(gòu)造和成巖構(gòu)造的繼承性關(guān)系； 當成礦地質(zhì)體和成礦作用時間間隔長，經(jīng)常出現(xiàn)成礦構(gòu)造和成巖構(gòu)造為不同構(gòu)造體系。 前者如京武華尖金礦；后者如膠東金礦。（2）成巖構(gòu)造和成礦構(gòu)造伴生關(guān)系 一般成巖構(gòu)造控制了成礦地質(zhì)體空間形態(tài)、產(chǎn)狀 成巖構(gòu)造規(guī)模較大；成礦構(gòu)造規(guī)模較小 繼承性構(gòu)造和成巖構(gòu)造形成配套關(guān)系 3.2.5 成礦構(gòu)造和區(qū)域構(gòu)造關(guān)系 成礦構(gòu)造研究必須和區(qū)域構(gòu)造匹配研究，才能建立配套關(guān)系。 （1）空間關(guān)系研究：三維產(chǎn)狀 （2）活動時間關(guān)

43、系研究：多期活動 （3）運動方式研究 （4）力學性質(zhì)研究 （5）構(gòu)建構(gòu)造體系3.2.6 成礦構(gòu)造規(guī)律性特征 （1）成礦構(gòu)造特征 成礦構(gòu)造必須是成礦同時性活動構(gòu)造。 礦產(chǎn)地出現(xiàn)多組構(gòu)造時，主礦體一般受主壓結(jié)構(gòu)面控制 壓扭性構(gòu)造控礦，一般延深大于延長，單體規(guī)模大，穩(wěn)定； 張扭性構(gòu)造控礦，一般延長大于延深，單體規(guī)模小，變化大。 平面為共軛構(gòu)造，垂向也形成共軛構(gòu)造。 礦體側(cè)伏方向和構(gòu)造運動方向一致。 不同應(yīng)力系統(tǒng)構(gòu)造交替活動及交叉部位形成大礦。 原生成巖構(gòu)造和區(qū)域構(gòu)造疊加才能形成大礦。 結(jié)構(gòu)面力學性質(zhì)推斷運動方式； 礦田尺度小構(gòu)造，一般壓扭性為逆斷層，張扭性為正斷層 礦田構(gòu)造組合和同期區(qū)域構(gòu)造組合特征

44、呈鏡像一致性； 構(gòu)造強度變化判別標志； （2）構(gòu)造強度變化判別標志由強變?nèi)?規(guī)模大小， 單一主干多條平行 入字形側(cè)列、羽列 分支復(fù)合分支不復(fù)合 礦體邊界清晰模糊 多期活動單一活動 尖滅再現(xiàn)尖滅側(cè)現(xiàn) 構(gòu)造透鏡體/角礫巖條帶狀構(gòu)造 /網(wǎng)脈狀構(gòu)造網(wǎng)格狀構(gòu)造（3）脈狀礦體側(cè)伏規(guī)律問題 同一成礦構(gòu)造多期構(gòu)造活動時，第一次活動經(jīng)常為礦體定位結(jié)構(gòu)面，發(fā)生多階段成礦作用也不會改變礦體側(cè)伏方向。 礦體側(cè)伏方向和構(gòu)造運動方向垂直。 礦體內(nèi)主元素等值線分布方向和構(gòu)造運動方向一致。（4）成礦結(jié)構(gòu)面深部變化特征 沉積層狀礦床： 隱伏特殊巖性界面、不整合面、平行不整合面 火山巖型礦床： 海相噴流型礦床：上層下脈 火山熱液

45、型礦床：上脈下層 斑巖型礦床： 侵入體頂部內(nèi)外接觸帶 矽卡巖型礦床： 內(nèi)外接觸帶、外接觸帶及層間破碎帶、背型構(gòu)造核部 高溫熱液礦床：上脈下（接觸）帶 中低溫熱液礦床： 常見側(cè)伏 巖漿型礦床：巖體底部、側(cè)伏端 變質(zhì)型礦床：向形構(gòu)造軸部、轉(zhuǎn)折端 任性剪切帶：上盤脆性、下盤脆性疊加任性3.2.7 成礦構(gòu)造和成礦作用關(guān)系（1）規(guī)模型礦床成礦構(gòu)造特征 斷裂面、巖性界面、物理化學轉(zhuǎn)換面三種成礦結(jié)構(gòu)面疊加； 兩組構(gòu)造體系交叉部位，其夾角近于90最有利； 成礦結(jié)構(gòu)面多次活動，張扭性和壓扭性交替活動； 沉積火山、巖漿等原生成巖構(gòu)造疊加區(qū)域構(gòu)造活動。（2）構(gòu)造活動和成礦物質(zhì)集聚關(guān)系 成礦構(gòu)造是成礦物質(zhì)集聚的動力源

46、 滲濾交代作用和充填交代作用關(guān)系 根據(jù)流體動力學原理，形成滲濾交代作用的巖石中的微裂隙中的流體向?qū)捔严哆\移的現(xiàn)象，形成脈狀充填。 富礦和貧礦的形成： 構(gòu)造強度相關(guān) 構(gòu)造力學性質(zhì)轉(zhuǎn)換相關(guān)3.3 成礦作用特征標志研究3.3.1 成礦元素地球化學特征3.3.2 主要元素地球化學特征標志 （以金元素為例）3.3.3 成礦地球化學障3.3.4 成礦流體形成的礦物特征3.3.5 成礦作用其它標志3.3.1 成礦元素地球化學行為特征（1）地學元素和離子周期表簡介（2）元素成鍵特征（3）軟硬酸堿理論（4）元素離子電位圖（5）介質(zhì)PH、EH值對元素遷移、沉淀的 控制（6）絡(luò)合物主要類型李布魯克（L.Bruce

47、Railsback）地學元素和離子周期表（1）地學元素和離子周期表簡介李布魯克（L.Bruce Railsback） 地學元素和離子周期表簡介 李布魯克，美國佐治亞大學地質(zhì)系教授，發(fā)表該表于地質(zhì)系雜志2003年9月第31卷第9期（P737 P740）。2004年美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）出版圖表。中文譯本由金持躍于2006.02在金華職業(yè)技術(shù)學院學報刊出。按照元素離子排表；基于軟硬酸堿理論與離子勢（離子電位）概念；劃分為：硬陽離子、過渡陽離子與軟陽離子、元素單質(zhì)形式、陰離子、惰性氣體；清晰的表達了離子配位關(guān)系。（2）元素成鍵特征成礦元素成鍵規(guī)律各種類型的化學鍵中電子的分布系統(tǒng)礦物學（上冊），王

48、濮，1982，第37頁離子鍵共價鍵金屬鍵分子鍵Schwarzenbach（1961）的金屬陽離子分類和Pearson（1973）的硬軟酸堿分類及其對比 Schwarzenbach（1961）的金屬陽離子分類A類金屬陽離子（硬）C類過渡金屬陽離子B類金屬陽離子（軟）H+，Li+，Na+，K+，Be2+，Mg2+，Ca2+，Sr2+，Al3+，Sc3+，La3+，Si4+，Ti4+，Zr4+，Th4+等V2+，Cr2+，Mn2+，F(xiàn)e2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ti3+，V3+，Cr3+，Mn3+，F(xiàn)e3+，Co3+等Cu+，Ag+，Au+，Tl+，Ga+，Zn2+，Cd2+，Hg2+，P

49、b2+，Sn2+，Tl3+，Au3+，In3+，Bi3+等Pearson的硬軟酸堿分類（1973）硬酸中間酸軟酸所有A類金屬陽離子，加上：Cr3+， Mn3+，F(xiàn)e3+， Co3+， UO2+，VO2+等所有二價過渡金屬陽離子，加上：Zn2+，Pb2+，Bi3+等所有B類金屬陽離子，減去：Zn2+，Pb2+，Bi3+等硬堿軟堿H2O，OH一，F(xiàn)一，PO43-，Cl一，CO32-，ClO4一，NH3等Br一，NO2一，SO32-等I一，SCN一，S2O32-，CN一等(3)軟硬酸堿理論1、決定元素地球化學行為的要素： 元素的電負性、電離能、電子親和能、 元素的成鍵規(guī)律、原子大小與離子半徑2、元素

50、的離子電位是判別離子的性質(zhì)和行為 的具體數(shù)據(jù)： =Z/r 離子電位，Z為離子電荷，r離子半徑（4） 元素離子電位理論2.5，為電價低，半徑大的堿性元素，在堿性條件下易沉淀，酸性介質(zhì)中易遷移。8，為電價高，半徑小的酸性元素，在堿性條件下易遷移，酸性介質(zhì)中易沉淀。=2.58為兩性元素，在強酸、強堿條件下呈溶解態(tài)遷移，在近中性條件下難溶沉淀。1988，地球化學，趙倫山、張本仁，P66-67，P103-104介質(zhì)PH值對元素遷移的控制規(guī)律 金屬氫氧化物，根據(jù)其沉淀的PH值，一般氫氧化物沉淀的PH值由低向高排列，由偏酸到偏堿的變化，在25 條件下，絕大部分成礦兩性元素在天然水溶液中遷移能力極弱。（地球化

51、學第10頁） （5）介質(zhì)PH、EH值對元素遷移的控制規(guī)律 溶液PH值增大時，堿性及弱堿性元素化合物溶解度降低（如Fe2O3、CaCO3等），酸性元素的化合物 溶解度增高（如SiO2 、 GeO2 ）。 堿性元素在酸性介質(zhì)中易于遷移，在堿性介質(zhì)中易沉淀，酸性元素在堿性介質(zhì)中易于遷移，在酸性介質(zhì)中易沉淀，兩性成礦元素在強酸強堿條件下溶解遷移，在偏中性條件下沉淀。（地球化學第104頁）元素受介質(zhì)PH值影響的遷移-沉淀規(guī)律介質(zhì)EH值對元素遷移的控制規(guī)律變價元素Fe、Mn、Cu、Eu、Tl等弱堿性元素在低價態(tài)時易于在水溶液中遷移，高價遷移能力弱；還原條件中遷移，氧化條件沉淀。變價元素U、Mo、V、S、A

52、s高價易形成酸根絡(luò)離子遷移，還原態(tài)為沉淀劑。例:SO42-為搬運劑， S2-為沉淀劑。因此，大量出現(xiàn)硫酸鹽礦物，為成礦物質(zhì)遷移的標志。 （地球化學第104頁） 變價元素、氧化還原、標型價態(tài)礦物組合表環(huán) 境強 還 原弱 還 原弱 氧 化強 氧 化標型價標Fe2+、S2-、Fe0Fe3+、Fe2+、S0、S2-Fe3+、Fe2+、S4+Fe3+、SO42-共生礦物自然鐵黃鐵礦磁黃鐵礦金屬硫化物黃鐵礦金屬硫化物磁鐵礦黃鐵礦自然硫磁鐵礦褐鐵礦菱鐵礦硫酸鹽礦物褐鐵礦針鐵礦硫酸鹽礦物成礦元素存在的形式： 離子、絡(luò)合物、固熔體、類質(zhì)同相，在流體中經(jīng)常 以絡(luò)合物、離子等主要形式存在。天然水溶液中絡(luò)合物配位體有

53、： 無機：Cl-、F-、O2-、S2-、OH-、HS-、CO3-、CO2、SO42-、NH3、Br-、I-、CN-、H2O等。有機：CO-、O-2、-NH2、RS-、ROH、RO-、膠狀高分子有機酸、腐殖質(zhì)等。 （6）絡(luò)合物主要類型強堿性介質(zhì)中絡(luò)合物類型堿性陽離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+也是絡(luò)合劑，高濃度堿性陽離子的存在有別于絡(luò)離子的形成。 在富含堿性離子的體系中，大多數(shù)兩性成礦元素表現(xiàn)為酸性的化學作用，有別于與配位體結(jié)合成絡(luò)離子。堿性陽離子與成礦元素結(jié)合形成具有遷移能力的Am（BXm）型絡(luò)合物。 因此，成礦元素也經(jīng)常和Na+、K+、Ca2+、Mg2+等絡(luò)合劑等形成絡(luò)合物，在強堿性流體

54、中遷移。（趙倫山，1988年地球化學P68）Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn等大多數(shù)金屬元素，分Cl-和(HS)-兩種類型絡(luò)合物Cl-基類絡(luò)合物 存在于酸性、低還原硫流體中； 沉淀條件：還原作用（與富硫溶液或巖石混合）、PH值增大（由酸性向堿性轉(zhuǎn)換）、降溫、降壓;HS-基類絡(luò)合物 存在于中性到酸性、高還原硫流體中； 沉淀條件：氧化作用（還原向氧化轉(zhuǎn)換）、PH值降低（由堿性向酸性轉(zhuǎn)換）、降溫、降壓、天水混合稀釋 （據(jù)饒紀龍，1997；陳俊和王鶴年，2004；） 此外根據(jù)軟硬酸堿理論還有一種存在強堿性、低還原硫流體中可能以CN-基類絡(luò)合物，其性質(zhì)和HS-相同。根據(jù)軟硬酸堿理論，確定陽離子配位體。

55、根據(jù)交代礦物類型，確定當時介質(zhì)物理化學類型根據(jù)流體包裹體成份大體劃分類型。在堿性介質(zhì)中區(qū)分SH-、CN-，酸性介質(zhì)中區(qū)分Cl-、CO32-3.3.2 主要元素地球化學特征標志 成礦作用地球化學特征標志，根據(jù)元素地球化學基本特征，在成礦作用過程中成礦物質(zhì)以不同類型絡(luò)合物形式，通過不同介質(zhì)條件下形成的礦物交代作用，反映了成礦物質(zhì)遷移沉淀作用過程所顯示的主要地質(zhì)現(xiàn)象，歸納為成礦作用地球化學特征標志，作為找礦預(yù)測確定性標志的重要組成內(nèi)容。主要內(nèi)容包括：流體圍巖建造、蝕變礦化礦物特征、交代礦物期次及分布分帶、絡(luò)合物特征、成礦介質(zhì)物理化學條件轉(zhuǎn)換、地球化學特征標志。 包括鉀、鈉、鈣、鎂、鉻、鐵、錳、鈷、鎢

56、、釩、鈦、鋰、鈹、鈮、鉭、稀土元素、鈾、鎢、錫、鉬、銅、鉛、鋅、金、銀、銻、氮、氧、硫、氯等元素，以下以金為例說明；（1）金元素地球化學特征標志金元素以Au1+、 Au3+、 Au0三種離子形式存在，親鐵、親硫，總體偏堿性。Au1+為強堿性陽離子，其離子電位和Cu1+、Ag1+同類型。Au3+為過渡型陽離子。離子電位和Sb3+、Fe2+、Cu2+、As3+相近。（2）金的主要礦物礦物名稱分子式Au%金（Au,Ag）80銀金礦（Au,Ag）50-80銀（Ag, Au）0-50鈀金礦（Au,Pd）92-95銠金礦（Au,Rh）57-66金銥鋨礦（Ir,Os,Au）19.3金銅礦（Cu, Au）金汞

57、礦Au2Hg334.2-41.6黑鉍金礦Au2Bi64.5-65.1方金銻礦AuSb343.5-50.9碲金礦AuTe39.2-42.8針碲金礦（Au,Ag）Te30.7-43.9碲金銀礦Ag3AuTe219.0-25.2葉碲礦AuTe2.6Pb(S2Te)7.4-10.2方硫鉍金礦(Bi,Au,Ag)2S612.3（3）金的絡(luò)合物類型 Au1+和K1+、Na1+、Ca2+、Mg2+同屬堿性陽離子，在堿性流體中生成堿性陽離子絡(luò)合物。 M1+Au1+2（HS）1- 1-和M1+Au1+2（CN）1- 1- M1+為K1+、Na1+、Ca2+、Mg2+ 自然界常見順序K1+Na1+ Mg2+Ca2

58、+ 硫氫基為多硫堿性環(huán)境； 氰基為少硫堿性環(huán)境； Au3+形成酸性絡(luò)合物：少硫酸性環(huán)境 AuCl3+H2O=H2AuCl3O 酸性介質(zhì)高鹽度 ，H2AuCl3O+HCl=H1 +Au3+4Cl1-1-+H2O（4）金沉淀物理化學條件硫氫基絡(luò)合物： PH值降低（堿性向酸性環(huán)境轉(zhuǎn)換） 降溫，降壓條件下金沉淀；氯基絡(luò)合物： PH值升高（酸性向中性轉(zhuǎn)換） 降溫，降壓條件下金沉淀；氧化還原條件變換： Fe2+和Au+的關(guān)系， Fe2+堿性較Au+弱，可作為金的沉淀劑，又是過渡族元素的低價陽離子，起到還原作用。 Au0+ Fe3+ Au+ Fe2+，Au+ Fe2+ Au0+ Fe3+ 金在氧化條件下遷移

59、，還原條件下沉淀；（5）堿性陽離子絡(luò)合物分解 降溫、降壓、還原轉(zhuǎn)向氧化條件下，堿性陽離子絡(luò)合物分解 M+Au1+2（HS）1- 1-M1+ Au1+2（HS）1- M+Au1+2（CN）1- 1-M1+ Au1+2（CN）1- M+為K1+、Na1+、Ca2+、Mg2+離子（6）Au-SiO2礦物實驗研究 西澳大利亞大學CSIRO實驗室格洛夫斯（Groves，1987）提出金在不同酸堿度與不同溫度下近U字形的溶解曲線（圖2），說明金在高溫下溶解，低溫下沉淀；在酸性和堿性溶液中溶解，在偏中性溶液中沉淀。圖2 Au-SiO2礦物試驗結(jié)果示意圖A:石英玉髓沉淀區(qū)；B:金沉淀區(qū)；I1:內(nèi)生金沉淀區(qū)；I

60、2:表生金沉淀區(qū)；I1+I2：混合金沉淀區(qū)；（7）特征標志（1）金成礦前期蝕變比成礦期蝕變規(guī)模、范圍大得多，對判別隱伏礦床有重要指示意義。根據(jù)絡(luò)合物特征，主要形成兩類蝕變：一類為SH-基絡(luò)合物，顯示強堿性環(huán)境，存在大量K 1+、Na 1+、Ca 2+、Mg 2+等堿性陽離子，成礦早期形成鉀長石化、鈉長石化、鐵白云石化。另一類為Cl-基絡(luò)合物，顯示強酸性環(huán)境，成礦早期形成高溫無礦硅化、黃鐵礦化。常見次生石英巖、石英化。此兩類蝕變是尋找隱伏金礦床的確定性標志。（2）鐵氧化物的指示意義：在出現(xiàn)大量鏡（赤）鐵礦化的含金蝕變帶中，在深部轉(zhuǎn)換為還原環(huán)境時（出現(xiàn)黃鐵礦）存在重要的氧化還原成礦地球化學障，形成