地球系統(tǒng)-成礦系統(tǒng)和勘查系統(tǒng)

1、成礦系統(tǒng)研究的思路與方法地球系統(tǒng)、成礦系統(tǒng)與 勘 查 系 統(tǒng) 翟 裕 生 2008年8月 成 礦 系 統(tǒng)三、 勘 查 系 統(tǒng)四、 地 球 系 統(tǒng)二、主要內(nèi)容 礦 床 學(xué) 任 務(wù)一、 一、礦床學(xué)的任務(wù)礦產(chǎn)資源是生命的物質(zhì)支撐一個(gè)美國人一生需要1678噸礦產(chǎn)全球GDP增長與重要礦產(chǎn)品的依存關(guān)系礦產(chǎn)資源是發(fā)展經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ) 礦床學(xué)是研究礦床成因 和礦床分布規(guī)律的學(xué)科 它 它服務(wù)于礦產(chǎn)資源的勘查、開發(fā)和合理利用礦 床 學(xué) 研 究 基 本 內(nèi) 容礦床地質(zhì)礦床的具體情況和特征礦床成因產(chǎn)生礦床特征的機(jī)理和作用過程區(qū)域地質(zhì)背景礦床的 時(shí)空分布規(guī)律1900-1950：礦床地質(zhì)、礦床成因、熱液礦床、礦田構(gòu)造195

2、0-1980：礦床地球化學(xué)、同位素定年、板塊構(gòu)造與成礦、礦床模型1980-2000：海洋底熱水成礦、超大型礦床、地幔柱與成礦、成礦演化礦床學(xué)發(fā)展階段礦床學(xué)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇 一、地球系統(tǒng)科學(xué)的興起和高新技術(shù)的日新月異, 礦床研究需要拓寬視野,奠基在系統(tǒng)科學(xué)之上; 二、礦業(yè)興旺，礦業(yè)市場全球化，找礦領(lǐng)域擴(kuò)大（新地區(qū)、新類型、新深度），對礦床學(xué)提出更高要求.1. 為勘查、礦業(yè)開發(fā)服務(wù)2. 為礦區(qū)環(huán)境保護(hù)服務(wù)3. 為普及科學(xué)知識(shí)服務(wù)4. 為發(fā)展地球科學(xué)服務(wù)21世紀(jì)：礦床學(xué)任務(wù) 礦床學(xué)為找礦服務(wù) 1.礦床模型的建立和完善2. 區(qū)域成礦的深部背景 3. 成礦區(qū)帶的形成、演變及預(yù)測 4. 成礦年代與成礦演化 5

3、. 大型礦床的形成與找尋 6. 深部探礦的理論與方法 7. 新礦種、新礦床類型的找尋 8. 礦山地質(zhì)學(xué):綜合利用、延長壽命 礦床學(xué)為環(huán)境保護(hù)服務(wù) 礦床環(huán)境質(zhì)量評價(jià)及環(huán)境修復(fù)： 有害組分的含量、賦存狀態(tài)、擴(kuò)散途徑和范圍，對礦山環(huán)境的影響及對策 更新采選冶技術(shù)：如地下浸取采礦、伴生巖礦石及尾礦的綜合利用,建立無廢物礦山、綠色礦山 礦床學(xué)要拓寬研究領(lǐng)域 礦床環(huán)境地質(zhì)學(xué)（翟裕生，1988）礦床學(xué)為科普服務(wù)礦產(chǎn)是人類生存、發(fā)展的自然資源 礦產(chǎn)是地球物質(zhì)反復(fù)分異的“精華” 礦石的形成很奇妙, 科普好教材 礦產(chǎn)既貴重、稀少，又不可再生 節(jié)約礦產(chǎn)資源，愛護(hù)地球家園礦床學(xué)對地球科學(xué)的反哺礦床學(xué)是地質(zhì)科學(xué)的一部分

4、,它依靠地學(xué)而生長、發(fā)展礦床學(xué)的研究內(nèi)容（構(gòu)造、巖石、礦物、地化、地物等）需要并可以促進(jìn)相關(guān)學(xué)科的發(fā)展-礦床學(xué)對地球科學(xué)的反哺礦床學(xué)對地球科學(xué)的促進(jìn) 白云鄂博礦床研究-稀土元素礦物學(xué)；西 西南低溫?zé)嵋旱V床研究-低溫地球化學(xué) 南嶺鎢、錫礦床研究-花崗巖巖石學(xué) 韌性剪切帶金礦研究-構(gòu)造地質(zhì)學(xué)礦床學(xué)研究也推動(dòng)了模擬實(shí)驗(yàn)研究 和同位素地球化學(xué)的示蹤與測年礦床學(xué)礦產(chǎn)資源環(huán)境保護(hù)科普礦業(yè)開發(fā)地球系統(tǒng)科學(xué)反哺 為了做好礦床研究，必須依靠地學(xué)進(jìn)步、面向資源勘查 地球系統(tǒng)、成礦系統(tǒng) 與 勘查系統(tǒng) 三結(jié)合新世紀(jì)礦床研究的一個(gè)新理念二、地球系統(tǒng)研究 成礦系統(tǒng)是地球系統(tǒng)的組成部分。 研究成礦系統(tǒng)要以整個(gè)地球系統(tǒng)為依托

5、、為平臺(tái)。 地 球 系 統(tǒng) 研 究80年代以來，通過對巖石圈、海洋、大氣、生態(tài)、全球變化、環(huán)境和資源的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)地球上很多重大事件和現(xiàn)象是密切關(guān)聯(lián)的。 深入探討這些問題，已超出了單一學(xué)科的能力范圍。需要從全球觀點(diǎn)運(yùn)用綜合手段研究有關(guān)地球系統(tǒng)問題。地球科學(xué)正向建立地球系統(tǒng)新知識(shí)體系轉(zhuǎn)變。 火星表面的成分 巖石碎塊、沙塵及富鐵黏土覆蓋，屬安山巖、玄武巖的風(fēng)化產(chǎn)物。火星表面巖石類型分布圖火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)火星與地球一樣具有圈層結(jié)構(gòu)，也可以分為殼、幔和核地球和火星的核分別占整體質(zhì)量的32、19月球巖石火星巖石地球巖石月球、火星與地球巖漿結(jié)晶過程的比較月球：超基性巖+基性巖，橄欖巖，輝長巖，斜長巖，玄武

6、巖；火星：超基性巖+基性巖+中性巖 橄欖巖，輝長巖，閃長巖，斜長巖，玄武巖，安山巖；地球：超基性-基性-中性-酸性-堿性巖超基性巖，斜長巖，基性巖，閃長巖，花崗巖，正長巖；玄武巖，安山巖，流紋巖；行星演化的成熟度：基性與超基性+中性+酸性，與巖漿演化規(guī)律相似（極不充分，不充分，充分）。鮑文巖漿反應(yīng)系列:超基性-基性-中性-酸性-堿性月球、火星與地球演化特征比較半徑（km）大氣壓磁場內(nèi)部巖漿演化活動(dòng)性天體生命月球174010-14無超基性+基性無基本終結(jié)火星33700.003-0.005多極子磁場超基性+基性-中性極弱衰老地球63701偶極子磁場超基性+基性+中性+酸性+堿性中等（火山、地震）壯

7、年期月球-火星-地球:內(nèi)部演化比較月球火星地球表面熱流極小小中等內(nèi)部結(jié)構(gòu)極簡單簡單復(fù)雜內(nèi)部均一化極不均一不均一比較均一內(nèi)部能源極小小中等演化歷史31 .5億年前結(jié)束今后15億年今后45億年地球是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)的地球、重大事件與成礦1.秘魯海岸外魚類大批死亡 ？ 印尼的森林火災(zāi) ？ 都屬于 厄爾尼諾效應(yīng)（太平洋赤道海域的海水異常高溫）。在反常年份，熱帶信風(fēng)東吹，海水上層暖流東進(jìn)，使東太平洋沿岸水溫升高3-6 Co，魚類大批死亡。同時(shí)，由于雨區(qū)東移，正常年份為雨季的赤道太平洋西岸，發(fā)生嚴(yán)重干旱，森林火災(zāi)頻發(fā)。赤道太平洋的深海錨系陣列（紅點(diǎn)）為揭示El Nino-La Nina周期，觀測系統(tǒng)有

8、海島驗(yàn)潮站、衛(wèi)星圖像與測高、漂浮浮標(biāo)（橙色箭頭）和船只的走航溫度與流速（藍(lán)線）（Ocean Science Decadal Committee, 2001）厄爾尼諾的預(yù)報(bào)與驗(yàn)證熱帶太平洋1997年6-8月表層海水溫度異常的預(yù)報(bào)（下）與實(shí)測（上） 厄爾尼諾（太平洋赤道海域的海水異常高溫）的起因? 有一種解釋是:它與東南太平洋脊的地震叢活動(dòng)有伴生趨勢（D.Walker,1999).其機(jī)理可能是:洋脊脈動(dòng)式張裂引發(fā)地震,熱流體和天然氣上涌,海水升溫 5Co，厄爾尼諾發(fā)生。 洋底熱水噴流又常伴隨硫化物成礦 厄爾尼諾是否與洋中脊金屬成礦有關(guān)?2. 蘇門答臘 9.3 級地震( 2004 ) 印度洋/澳洲板

9、塊歐亞板塊歐亞板塊印度洋/澳洲板塊1200km的破裂長度200km沿傾向破裂長度橫穿印度洋的巨型海嘯死23萬人和巨大經(jīng)濟(jì)損失 蘇門答臘地震遠(yuǎn)程效應(yīng)（4170 Km)印度洋/澳洲板塊歐亞板塊歐亞板塊印度洋/澳洲板塊中國大陸深鉆CCSD在線實(shí)時(shí)監(jiān)測：氣體地球化學(xué)異常(Ar突增, He 、N2虧損 ） (曾令森等,2005)BJT: 08:58:53, 2004年12月26日，Mw 9.3 Sumatra-Andeman Earthquake據(jù)印度時(shí)報(bào)報(bào)道，印度洋大海嘯為印度海岸堆積了4000萬噸鈦礦砂，可能是強(qiáng)烈的海流重力分異、快速堆積作用的結(jié)果。 這類特殊成因的海濱砂礦，可能不是個(gè)例？！ 這是地

10、球的重大事件導(dǎo)致：災(zāi)害-資源雙重效應(yīng)的一個(gè)實(shí)例。 3.火山噴發(fā)：重大地質(zhì)事件 火山噴溢成礦( Fe、工業(yè)巖石)火山熱液成礦(Cu、Pb、Au)火山-沉積成礦（Fe、Cu、S )火山伴生的熱泉和地?zé)豳Y源火山噴發(fā)既是災(zāi)害又常伴有成礦作用Arribas，2000 淺 成 熱 液 礦 床 環(huán)太平洋火山-地震帶與成礦事件 4. 隕石沖擊成礦作用 (Sudbury) 加拿大 Sudbury Ni-Cu-Pt-Au礦床已開發(fā)百余年，產(chǎn)值1000億美元，世界第一大鎳礦，巖漿型鎳礦。 18.6億年前,巨大隕石沖擊成盆地，60 x 30 Km2 (估計(jì)原始為200-250 Km).巨大沖擊,地殼破裂,深部巖漿活動(dòng)

11、,導(dǎo)致金屬成礦作用。最近在2400米深處又發(fā)現(xiàn)新礦體。 。 自然災(zāi)害與自然資源之間不存在絕對界限，它們都是地球系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)果，是一個(gè)事物 的 兩 個(gè) 方面，是自然辯證法的生動(dòng)體現(xiàn)。 ”禍兮福之所倚，福兮禍之所伏” 老子在春秋時(shí)期已經(jīng)認(rèn)識(shí)到一切事物都有正反兩方面的對立，并意識(shí)到對立面的轉(zhuǎn)化。 地質(zhì)事件關(guān)聯(lián),牽一發(fā)而動(dòng)全身 成礦作用與地質(zhì)事件密切相關(guān) 地質(zhì)事件的災(zāi)害-資源兩重性 都涉及到地球系統(tǒng)科學(xué)地球系統(tǒng)的聯(lián)系(Earth system linkage)：探討層圈間相互作用和相互聯(lián)系，即地球系統(tǒng)的整體行為地球系統(tǒng)科學(xué)地球系統(tǒng)的演化(Earth system evolution)：研究地球形成后變

12、化過程和發(fā)展趨勢 上天下 海入地？“上天、入地、下海”是探測地球 系 系統(tǒng)及宇宙的基本手段極強(qiáng)的科學(xué)挑戰(zhàn)性大洋中脊及其毗鄰海底計(jì)劃中的觀測系統(tǒng)（IODP,2003） 中國“大洋一號(hào)”海上作業(yè) 地 球 系 統(tǒng) 科 學(xué) 近期以地球表層系統(tǒng)(海洋、大氣、生物等）為研究重點(diǎn)。它對地球科學(xué)的整體性和全局性認(rèn)識(shí)，將會(huì)影響到地學(xué)各分支學(xué)科的走向，包括基礎(chǔ)地學(xué)和應(yīng)用基礎(chǔ)地學(xué)。 地球系統(tǒng)科學(xué)與礦產(chǎn)資源地質(zhì)學(xué) 成礦系統(tǒng)和含油氣系統(tǒng)都是整個(gè)地球系統(tǒng)的組成部分，它們的形成和保存受到地幔、地殼、水圈、生物圈和大氣圈的相互作用的控制。 學(xué) 學(xué)習(xí)地球系統(tǒng)科學(xué)將能拓寬視野，使礦產(chǎn)資源研究能站在當(dāng)代地球科學(xué)的最新成就的基礎(chǔ)之上

13、。 成礦系統(tǒng)研究是礦床學(xué)的新的切入點(diǎn) 三、成 礦 系 統(tǒng) 研 究 礦床類型眾多,成因復(fù)雜, 需要用系統(tǒng)論和整體論的思想來研究。 成礦系統(tǒng)研究是系統(tǒng)科學(xué)方法在礦產(chǎn)資源研究中的一種應(yīng)用。在石油地質(zhì)學(xué)中，對含油氣系統(tǒng)有比較全面的研究和比較成熟的方法。在固體礦產(chǎn)資源研究中，成礦系統(tǒng)一詞常見于有關(guān)文獻(xiàn)，如:斑巖成礦系統(tǒng)。 一、成礦系 統(tǒng) 概 述 成礦系統(tǒng)： (蘇聯(lián), 1973 ） “由成礦物質(zhì)來源、遠(yuǎn)移通道、礦化堆積場所組成的一個(gè)自然系統(tǒng)” . 俄羅斯地質(zhì)學(xué)家給出多個(gè)解釋，在其概念中: (1)是強(qiáng)調(diào)礦運(yùn)移和富集的作用過程; (2)是強(qiáng)調(diào)構(gòu)造、流體和能量等控礦因素及其相互聯(lián)系. 澳 澳大利亞 A. Jaq

14、ues 增加了將礦床保存的內(nèi)容，體現(xiàn)了歷史發(fā)展觀點(diǎn)。 於崇文：成礦系統(tǒng)總體上是遠(yuǎn)離平衡、時(shí)空延展的復(fù)雜耗散系統(tǒng)，從復(fù)雜性科學(xué)思路研究成礦動(dòng)力系統(tǒng) 李人澍：在定義中包括了成礦系統(tǒng)的產(chǎn)物 (工業(yè)礦化、非工業(yè)礦化等），（1966）。 成礦系統(tǒng)：是在一定地質(zhì)時(shí)空域中，控制礦床形成、變化、保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用動(dòng)力過程，以及所形成的礦床系列、礦化異常系列構(gòu)成的整體，是具有成礦功能的一種自然系統(tǒng)（翟裕生, 1999）。 包括 1）成礦動(dòng)力過程：開放、非線性、不可逆 2) 四維: 礦床的形成、改造、保存過程 3）成礦產(chǎn)物：礦床系列、異常系列成 礦 系 統(tǒng) 及 演 變成 礦 系 統(tǒng) 及 演 變現(xiàn)存礦床及

15、異常 成 礦 環(huán) 境現(xiàn)在環(huán)境成礦要素成礦過程礦床系列異常系列后期變化成 礦 系 統(tǒng) 論 要 點(diǎn)1、大地構(gòu)造環(huán)境對成礦系統(tǒng)的控制2、多因耦合、臨界轉(zhuǎn)換的 成礦機(jī)制3、礦床系列和異常系列構(gòu)成的 礦化網(wǎng)絡(luò)4、礦床形成-變化-保存的 全過程5、成礦系統(tǒng)的 資源-環(huán)境 雙重效應(yīng) 1、大地構(gòu)造環(huán)境 對成礦系統(tǒng)的控制大地構(gòu)造環(huán)境包含構(gòu)造動(dòng)力體制、殼幔結(jié)構(gòu)和組成,它提供成礦地質(zhì)環(huán)境和成礦物質(zhì)、能量，是控制礦床形成和分布的根本因素，是成礦系統(tǒng)發(fā)生的背景和平臺(tái)。 成礦系統(tǒng)的大地構(gòu)造環(huán)境Porphyry MSVMSSedimentary MSVolcanic MS 重 要 的 成 礦 系 統(tǒng)在不同的地球動(dòng)力學(xué)背景，

16、包括：裂谷、盆地、造山帶, 各有特定的成礦系統(tǒng)。 大陸裂谷與巖漿成礦系統(tǒng) 在伸展環(huán)境下，陸殼與地幔巖石圈均減薄，地幔柱上涌，灼熱地幔巖漿注入陸殼底部或殼內(nèi) ，形成巖漿房。由于陸殼伸展，巖石張裂，滲透性好，巖漿房散熱冷卻快，不利于加熱殼內(nèi)巖石以及殼幔物質(zhì)的交換與混合，常發(fā)生以地幔物質(zhì)為主的成礦，即巖漿成礦系統(tǒng),如金川Cu-Ni礦、攀枝花V-Ti-Fe礦、Norilsk Ni-Cu-Pt礦。、Kerr, 1998板塊構(gòu)造與地幔柱構(gòu)造的對比ArcMORPlume HeadPlumeTail660 km2900 kmLarge Igneous ProvinceArcA. PLATE-TECTONIC

17、REGIMEB. MANTLE OVERTURN EPISODESchematic diagram showing contrasts between normal plate-tectonic regime and periods of mantle overturn and crustal growth (after Coffin, 2003)大陸上與地幔有關(guān)的大型礦床Conceptual model for the magmatic plumbing system of the Norilsk intrusions and basalts 陸緣造山帶與斑巖成礦系統(tǒng) 在擠壓環(huán)境下，巖石圈顯

18、著加厚，塑性流變發(fā)育，巖石封閉性好，滲透性弱，有利于上涌地幔巖漿和流體被封閉在殼底或殼內(nèi)，有利于對陸殼的加熱，因而誘發(fā)陸殼巖石的大量熔融和發(fā)育殼、幔源巖漿的混合(安山質(zhì)巖漿等)，發(fā)生親幔和親殼成礦元素共生的熱液成礦作用，如南美安第斯成礦帶、長江中下游Cu-Fe-Au 成礦帶、北秦嶺Au-Mo成礦帶。俯沖帶橫斷面：包括地殼、地幔楔和俯沖至大約200km的俯沖板塊藍(lán)色箭頭指流體和熔體通過上覆板塊向上遷移（IODP,2003）大洋板塊大陸斑巖銅礦陸緣造山帶成礦系統(tǒng) (陸-洋板塊匯聚)大洋裂谷與SEDEX成礦系統(tǒng) 洋中脊熱水噴流成礦系統(tǒng) -現(xiàn)代成礦天然實(shí)驗(yàn)室 按構(gòu)造體制劃分成礦系統(tǒng)類別伸展構(gòu)造成礦系統(tǒng)

19、：裂谷、伸展盆地、變質(zhì)核雜巖巖漿型、SEDEX、VMS成礦系統(tǒng) 擠壓構(gòu)造成礦系統(tǒng)：島弧、陸緣巖漿弧、造山帶、推覆構(gòu)造熱液型、變質(zhì)成礦系統(tǒng)走滑構(gòu)造成礦系統(tǒng)：轉(zhuǎn)換斷層、走滑斷層系 (含拉分盆地)斑巖型、熱液型成礦系統(tǒng)地幔柱構(gòu)造成礦系統(tǒng)：巖漿型成礦系統(tǒng)沉積盆地成礦系統(tǒng)：油氣系統(tǒng)、成煤系統(tǒng) 2.多因耦合、臨界轉(zhuǎn)變的成礦機(jī)制多因：成礦作用包括源、運(yùn)、儲(chǔ)；涉及化學(xué)、物理、生物作用；發(fā)生在陸表、陸殼內(nèi)和海洋，由多種因素控制。耦合：各因素間的相互作用和彼此影響臨界：不同狀態(tài)的轉(zhuǎn)換端(邊緣、界面、臨界點(diǎn))轉(zhuǎn)換：控礦因素和成礦參數(shù)的轉(zhuǎn)變成礦環(huán)境控礦條件地層構(gòu)造巖漿巖地化流體成礦要素成礦物質(zhì)能量介質(zhì)(含礦流體)輸運(yùn)

20、通道儲(chǔ)礦場所成礦發(fā)生直接的間接的多因耦合地質(zhì)事件華北陸塊北緣元古代流沉積成礦系統(tǒng) 多因耦合，利于成礦 主要、關(guān)鍵因素充分，有利于成大礦。主要因素有： 礦質(zhì)豐富 成礦機(jī)制高效 時(shí)間充分 保存條件好臨 界 轉(zhuǎn) 換 與 成 礦界面成礦、邊緣成礦、轉(zhuǎn)換成礦巖性、構(gòu)造、流體、溫度、壓力、物理化學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)換構(gòu)造轉(zhuǎn)換經(jīng)常能引發(fā)和伴隨其它成礦參數(shù)如 T、 P、Eh、pH 的突變, 導(dǎo)致介質(zhì)中物理化學(xué)平衡態(tài)的失穩(wěn)，促使成礦物質(zhì)的大量堆積。臨 界 轉(zhuǎn) 換 與 成 礦構(gòu)造轉(zhuǎn)換成礦普遍存在，不同層次：構(gòu)造域間的轉(zhuǎn)換 中國東部： 近EW構(gòu)造域-NNE構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換 中國西部： 揚(yáng)子-特梯斯構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換板塊俯沖帶的構(gòu)造-巖

21、漿-成礦系統(tǒng) 拆離斷層帶的轉(zhuǎn)換成礦系統(tǒng)阜山金礦床成礦參數(shù)界面轉(zhuǎn)換構(gòu)造轉(zhuǎn)換界面參數(shù)突變與成礦3.礦床系列、異常系列構(gòu)成的礦化網(wǎng)絡(luò) 礦床系列 異常系列 礦種（金屬、非金屬）礦床類型品位（礦石、礦化巖石）規(guī)模（超大、大、中、?。┑刭|(zhì)的（巖石、礦物、構(gòu)造）地化的（元素、同位素）地物的（重、磁、電、震）生物的（標(biāo)志生物）遙感的礦化網(wǎng)絡(luò)南非布什維爾德雜巖體:巖漿分結(jié)型巖漿熔離型 礦漿貫入型偉晶巖型 接觸交代型 高溫脈型接觸熱變質(zhì)型等幔源巖漿成礦系統(tǒng)的礦床組合 鄂東侵入體接觸構(gòu)造及鐵礦床組合1a-礦脈；1b捕虜體礦脈；2a-單層礦體；2b-多層礦體；3a-多期次接觸帶中礦體；3b-單期次接觸帶中礦體；4a-

22、順層礦體；4b-熱液充填交代礦床 為何要將礦床系列、異常系列作為一個(gè)整體-礦化網(wǎng)絡(luò)來研究？ 1.都是成礦作用的產(chǎn)物 2.相伴而生,構(gòu)成礦化網(wǎng)絡(luò) 3.礦化異常的體積較大,找礦通常從異常入手 4.一些礦化巖石,在新的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下可成為礦石 斑巖銅礦成礦系統(tǒng)的礦床組合中國地質(zhì)大學(xué)CUGB礦床系列的結(jié)構(gòu)：礦床系列中各礦種、礦床類型及礦化異常間的相互關(guān)聯(lián),有： 空間結(jié)構(gòu)：礦床及異常的分帶、密度 時(shí)間結(jié)構(gòu)：礦床形成過程及礦化階段 物質(zhì)結(jié)構(gòu)：成礦強(qiáng)度的差別和互補(bǔ)性,大 中 中小礦床的配分 礦床系列的結(jié)構(gòu)類型(翟裕生,1987） 成礦系統(tǒng)發(fā)育的深度（形成時(shí)） 中國地質(zhì)大學(xué)CUGB大冶鐵礦15線發(fā)現(xiàn)第二、三臺(tái)

23、階礦體，在深1018米見礦厚40米山東沂南金銅礦床第一含礦層第二含礦層第三含礦層第四含礦層第五含礦層第六含礦層新發(fā)現(xiàn)的含礦層含礦巖體的“三層結(jié)構(gòu)”CuP蛭石Phalaborwa Igneous Complex 露采坑分布 VOISEYS BAY 鎳礦床 礦帶東西延伸近6公里After Evans-Lamswood et al. (2000)已控制深度達(dá) 2000 米巖漿通道的重要作用成礦系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu) 河北大廟釩-鈦-鐵礦床成巖成礦三階段模式（翟裕生，1957） 成礦過程中礦石類型的變化成礦過程中礦石組分的變化寧蕪鐵(銅、金)礦床成礦元素組合隨時(shí)間變化 （據(jù)唐永成，1998）成礦系統(tǒng)的時(shí)間結(jié)構(gòu)

24、 礦質(zhì)組分在不同礦床類型中的分配 成礦組分的多樣性 礦床系列的物質(zhì)結(jié)構(gòu)礦質(zhì)數(shù)量在不同礦床類型中的分配 大、中、小礦床的配分成礦強(qiáng)度的差別和互補(bǔ)性 銅 陵礦集區(qū)銅礦床類型 銅陵地區(qū) 銅礦床類型及儲(chǔ)量比例 (示成礦系統(tǒng)中物質(zhì)組成的互補(bǔ)性) 熱液脈型 沉積-改造型 層控矽卡巖型 矽卡巖型 成礦系統(tǒng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)4.礦床形成-變化-保存的全過程 礦床是地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，它在地史中生成、演變、保存或消亡。礦床學(xué)主題：礦床成因和礦床分布規(guī)律，后者涉及到礦床的變化和保存過程。礦產(chǎn)勘查對象主要是已經(jīng)變化了的礦床，研究礦床“來龍去脈” 是必需的。 結(jié) 果變 化 形狀 質(zhì)量 品位 規(guī)模 位置 全部保存 部分保存轉(zhuǎn)型消失

25、次生異常原生異常 礦床的變化-結(jié)局 礦床形成南京梅山鐵礦 安徽凹山鐵礦美國 曼紐爾-卡拉馬祖 斑巖銅礦 5.成礦系統(tǒng)的資源-環(huán)境雙重效應(yīng)地質(zhì)事件的資源-環(huán)境雙重效應(yīng)。成礦系統(tǒng)同樣具有資源-環(huán)境雙重效應(yīng)。 礦床是影響生態(tài)環(huán)境的一個(gè)因素，礦床除地質(zhì)、資源屬性外，還有環(huán)境屬性。礦床中有害元素如Hg、Cd、As、U的含量、賦存狀態(tài)、擴(kuò)散方式、擴(kuò)散途徑等資料，可作為整治礦區(qū)環(huán)境的科學(xué)依據(jù)。成礦系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源與環(huán)境保護(hù)成礦系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（礦床系列、異常系列）礦產(chǎn)資源環(huán)境勘查、開發(fā)水、氣、土污染(地表、地下?lián)p害)資源-環(huán)境綜合評價(jià)有用有害成 礦 系 統(tǒng) 及 演 化成礦環(huán)境成礦要素成礦發(fā)生成礦產(chǎn)物礦床變化現(xiàn)存礦床構(gòu)

26、造動(dòng)力控制地質(zhì)因素源能運(yùn)儲(chǔ)多因耦合臨界轉(zhuǎn)換礦床系列異常系列五變、四結(jié)局變形、變位、變質(zhì)變品位、變規(guī)模保存、部分保存、 變型、消失 不同成礦系統(tǒng)的疊加改造Distribution of PlatesChina 中國大陸復(fù)雜性與疊加成礦作用中國大地構(gòu)造復(fù)雜性與疊加成礦作用 古陸塊小，長期分散游離，多次拼合。 中生代大陸統(tǒng)一，構(gòu)造復(fù)雜復(fù)合大陸全球三大構(gòu)造成礦域交匯處，殼幔成分、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，活動(dòng)性強(qiáng)活動(dòng)大陸 多期次復(fù)合造山帶 疊合盆地、繼承盆地 中國大陸的復(fù)合性、活動(dòng)性，制約了區(qū)域成礦多樣性，不同時(shí)代成礦系統(tǒng)的疊加是一個(gè)顯著特點(diǎn) 中國主要成礦系統(tǒng)時(shí)代（翟裕生，1999）銅陵新橋、冬瓜山：兩套成礦系統(tǒng)的疊

27、加新橋礦床冬瓜山礦床冬瓜山銅礦石炭紀(jì)噴流沉積礦燕山期巖漿熱液礦+長江中下游構(gòu)造演化與成礦系統(tǒng)廣西大廠Sn-多金屬礦床( 韓發(fā), 1997)泥盆紀(jì)噴流沉積燕山期巖漿熱液(a) Exhalitive beds controlled by synchronous fault; (b) Reactivation of synchronous fault andsuperimposed-reformed mineralization. 1. Sedimentay ore bed; 2. Synsecimentary breccia; 3.Superimposed orebody; 4. Skarn or

28、ebody; 5. Hydrothermal vein; 6. Shale; 7. Sandstone; 8. Carbonate rock; 9. Basement rock; 10. Granitoid; 11. Hydrothermal flow path; 12 FaultReactivation of synsedimentary fault and superimposed mineralization同生斷層聯(lián)接兩期成礦作用的紐帶中國大陸疊加復(fù)合成礦作用 疊加成礦的效應(yīng)礦質(zhì)多重富集形成大礦、富礦（如白云鄂博、冬瓜山）形成新礦種，如石墨、無煙煤礦床物質(zhì)組成復(fù)雜，是形成共生、伴生礦的

29、一個(gè)原因礦床的結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜成 礦系 統(tǒng) 的 研 究 意 義 1. 將成礦系統(tǒng)作為地球系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，進(jìn)行整體、動(dòng)態(tài)研究，使傳統(tǒng)的礦床研究獲得新的生命力 2. 以成礦系統(tǒng)論作為礦產(chǎn)勘查思路，可做到胸有全局，舉一反三, 是綜合找礦、綜合評價(jià)的一個(gè)理論基礎(chǔ)四、從成礦系統(tǒng)到（礦產(chǎn)）勘查系統(tǒng) 勘查系統(tǒng)（礦產(chǎn)勘查系統(tǒng)）： 以地質(zhì)成礦理論為指導(dǎo)，應(yīng)用地質(zhì)、物探、化探、遙感、GIS等方法技術(shù)進(jìn)行礦產(chǎn)預(yù)測、評價(jià)、選區(qū)，進(jìn)而實(shí)施工程探測，以發(fā)現(xiàn)礦床并查明其質(zhì)量和規(guī)模的地質(zhì)勘查工作 勘查系統(tǒng)涉及經(jīng)濟(jì)、市場、管理、法律、環(huán)保、科技等方面?？辈榈某晒辈榭萍既? 理論+ 信息+ 經(jīng)驗(yàn) 成礦系統(tǒng)作為一條主線，將礦

30、床地質(zhì)的方方面面整體、歷史地串聯(lián)一起，能起到提綱挈領(lǐng)、把握全局的作用。成礦系統(tǒng)論-礦產(chǎn)勘查工作的思想全局-局部已知-未知 淺部-深部角礫巖筒型層控型斑巖型礦漿充填型矽卡巖型長江中下游 Cu-Fe-Au-S 區(qū)域成礦系統(tǒng)銅陵獅子山礦田礦床模型 (安徽321隊(duì))熱水沉積礦床 (C2)巖漿-熱液礦床(J3K1) 從成礦系統(tǒng)到礦產(chǎn)勘查系統(tǒng)： 是理論聯(lián)系實(shí)際的調(diào)查研究過程； 是點(diǎn)面結(jié)合，統(tǒng)觀全局以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)上突破的過程； 是分析大量地質(zhì)礦化信息，去偽存真、去粗取精，把握關(guān)鍵信息，逼近礦體的過程從成礦系統(tǒng)到勘查系統(tǒng)成礦過程控礦因素找礦標(biāo)志綜合評價(jià)礦質(zhì)來源活動(dòng)通道流體釋放與運(yùn)移礦石堆積礦床保存水巖反應(yīng)臨界轉(zhuǎn)換溫

31、壓突變遙感影像蝕變礦物巖石變形構(gòu)造異常元素豐度異常流體混合區(qū)域地球化學(xué)構(gòu)造變形環(huán)境變化礦床變化現(xiàn)在環(huán)境確 定 勘 查 技 術(shù)多 因 素綜合分析優(yōu) 選勘 查 靶 區(qū)勘 查 發(fā) 現(xiàn) 礦 床工程驗(yàn)證不同成礦系統(tǒng)有各自的勘查技術(shù)系統(tǒng)不同類型礦床：巖漿型、沉積型不同地貌景觀：高山、平原、沙漠不同的勘查-開發(fā)階段：新區(qū)、礦山 區(qū) 域 勘 查 系 統(tǒng) 云南三江地區(qū)礦床的勘查技術(shù)系統(tǒng) “斑巖模型+高光譜+PIMA+高精度磁測” 塊狀硫化物礦： “疊加成礦模式+瞬變電磁+激發(fā)激化”構(gòu)造蝕變巖型金礦： “韌性剪切帶+化探”熱液脈型鉛鋅銀礦： “構(gòu)造圈閉+熱液循環(huán)中心+多種電法” 斑巖銅礦系統(tǒng)： （據(jù)李文昌等，20

32、05） 成礦系統(tǒng)復(fù)雜性與關(guān)鍵信息 在復(fù)雜的成礦系統(tǒng)中，有各種異常信息, 在異常篩選時(shí)，強(qiáng)調(diào)捕捉少量關(guān)鍵信息，包括與成礦關(guān)系密切的微弱信息，以達(dá)到快速縮小找礦靶區(qū)、發(fā)現(xiàn)礦床之目的。因地制宜，注重實(shí)效。 比如在一個(gè)地區(qū)我們發(fā)現(xiàn)有 1.小斑巖體并有熱液蝕變 2.Cu、Mo為主的化探異常 從這2個(gè)信息的關(guān)聯(lián)、我們就會(huì)想到這個(gè)地區(qū)可能有斑巖銅礦化存在。所以這2條信息就足以讓我們?nèi)ヒ巴獠樽C。 在一個(gè)區(qū)域找礦時(shí)，要盡可能找到所有存在的礦床 綜合找礦、綜合評價(jià)深部找礦-構(gòu)造層含礦性分析AnCAnCPzAnCPzMz-KMz-KAnC前寒武紀(jì)成礦系統(tǒng)古生代成礦系統(tǒng)中-新生代成礦系統(tǒng)不整合面上成礦系統(tǒng) 地質(zhì)勘查工

33、作需要具有理論修養(yǎng)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)專家. 要鍛煉在地質(zhì)情況還不十分明朗時(shí),能作出較準(zhǔn)確判斷的能力。 地球系統(tǒng)與成礦系統(tǒng) 地球系統(tǒng)是成礦系統(tǒng)研究的理論基礎(chǔ)和支撐平臺(tái)；同時(shí)，成礦系統(tǒng)和礦床研究揭露出的各種地質(zhì)礦化現(xiàn)象，提出的各種地學(xué)基礎(chǔ)問題，又促進(jìn)了地球系統(tǒng)各分支學(xué)科的深入和發(fā)展，這是一個(gè)由整體到局部、由局部到整體的辯證的發(fā)展過程。 成礦系統(tǒng)與勘查系統(tǒng) 勘查工作是一個(gè)調(diào)查研究過程, 它以成礦系統(tǒng)研究為理論基礎(chǔ)；同時(shí)，它揭露出的各種地質(zhì)礦化現(xiàn)象，又是對已有成礦系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的檢驗(yàn)。是一個(gè)由實(shí)踐-理論-再實(shí)踐-再理論的辯證的認(rèn)識(shí)過程。地球系統(tǒng)成礦系統(tǒng)勘查系統(tǒng)成礦系統(tǒng)研究立足于地球系統(tǒng)科學(xué), 從全球系統(tǒng)背景探討礦床的地質(zhì)環(huán)境和成因, 提高對成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)水平。成礦系統(tǒng)研究服務(wù)于礦產(chǎn)勘查, 作為勘查系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和工作思路，有助于減少風(fēng)險(xiǎn)，提 高 找 礦效 果?？辈橄到y(tǒng)地球系統(tǒng)成礦系統(tǒng)三、科研工作心得 1952年畢業(yè)分配到北京地質(zhì)學(xué)院。北地礦床教研室有馮景蘭、袁見齊、張炳熹、涂光熾等地學(xué)前輩的言傳身教，是一個(gè)民主和諧、學(xué)風(fēng)良好的教學(xué)科研集體，大家密切合作，互相幫助，共同進(jìn)步, 培養(yǎng)了一大批教學(xué)骨干和科技人才。教研室五十多年來堅(jiān)持：科研與教學(xué)結(jié)合：將探索知識(shí)與傳授、交流知識(shí)結(jié)合，互相促進(jìn)個(gè)人與集體結(jié)合：將個(gè)人融入集體，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)精神理論與實(shí)際結(jié)合：