巖漿熱液成礦理論的困境與出路

巖漿熱液成礦理論的困境與出路

大多數(shù)用于采礦的金屬來自與巖漿活動相關(guān)的內(nèi)部金屬礦床。因此，巖漿被廣泛視為成為礦漿巖的供應商和驅(qū)動成礦活動的引擎。但是,對巖漿活動與成礦作用的聯(lián)系所知甚少,尚不足以用來指導成礦預測。一個明顯的例子是在一些具有相似地質(zhì)學、巖石學、礦物學和地球化學特征的侵入體中,某些巖體致礦而另一些巖體不致礦,某些被認為不致礦的巖體通過后來的詳細勘查甚至發(fā)現(xiàn)了大礦。這表明,流行的巖漿熱液成礦理論可能存在重大缺陷:既不能比較全面地解釋與成礦作用有關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象,也不能有效指導資源勘查。本文的目的是分析巖漿熱液成礦理論失敗的原因,對內(nèi)生金屬成礦作用問題提供不同角度的思考。1巖漿熱液成礦作用的地質(zhì)解釋成礦元素具有在地質(zhì)過程中趨于分散的地球化學習性,因而金屬礦床被定義為有用金屬的異常聚集體,在當前工業(yè)技術(shù)條件下其開采利用是有利可圖的。由于地殼中成礦元素的豐度很低,這種異常聚集體的產(chǎn)生要求有一種有效的萃取機制。鑒于巖漿是源區(qū)巖石部分熔融的產(chǎn)物以及絕大多數(shù)內(nèi)生金屬礦床明顯與火成巖有關(guān),礦床學家推斷巖漿活動對成礦作用具有控制意義。在流行的巖漿熱液成礦理論中,巖漿不僅作為成礦物質(zhì)的提供者,也是驅(qū)動成礦作用的引擎。最為重要的是,內(nèi)生金屬礦床無一例外地都伴隨著強烈的圍巖蝕變,暗示有大量流體參與成礦作用。據(jù)此,成礦作用的基本解就是成礦金屬從流體中析出,并大規(guī)模堆積在一個有限的空間范圍內(nèi)。實驗表明,流體在熔漿中的溶解度以及成礦金屬在流體中的溶解度都隨著壓力的升高而增加。因此,如果巖漿產(chǎn)生于足夠深的深度位置且?guī)r漿體的體積足夠大,巖漿上升到地殼淺部通過分異作用就有可能提供形成大型—超大型礦床所需要的流體和金屬。這種邏輯推理具有大量的事實基礎(chǔ)和理論依據(jù),成為巖漿熱液成礦理論的基石。但是,大型—超大型礦床常常與小巖體有關(guān),后者不能滿足質(zhì)量平衡計算的要求。為此,巖漿熱液成礦理論的支持者推測成礦小巖體之下有一個大巖漿房,后者通過分異作用可以提供足以形成大型-超大型礦床的金屬。這種解釋得到了大多數(shù)礦床學家的支持和維護,在中國尤其如此,甚至被一些學者稱為“定論”。綜合前人的研究成果,流行的巖漿熱液成礦理論可以簡述如下:源區(qū)巖石的部分熔融導致了含有一定數(shù)量流體(例如,Lowenstern假定流紋質(zhì)熔漿中H2O質(zhì)量分數(shù)為6%～8%)和成礦金屬(例如,Richards假定英安質(zhì)熔漿中Cu質(zhì)量分數(shù)為60×10-6)的巖漿;當巖漿與源區(qū)分離并上升到地殼淺部時,一方面由于熔漿中揮發(fā)分的溶解度隨壓力下降而減小,另一方面由于巖漿結(jié)晶而使揮發(fā)分相對過飽和,必然導致?lián)]發(fā)分的出溶;前者稱為巖漿的減壓排氣作用(一次沸騰),后者稱為巖漿的結(jié)晶排氣作用(二次沸騰)。在這個過程中,成礦元素趨向于進入流體相中,并在更低的溫度條件下析出造礦礦物,因而成礦作用往往發(fā)生在巖漿體固結(jié)之后。流體具有比熔漿更強的活動性,可以進入細小的裂隙(包括構(gòu)造裂隙、膨脹裂隙和收縮裂隙),也可以被封存在造巖礦物的間隙中;同時導致含礦巖石發(fā)生熱液蝕變。這種特征普遍見于斑巖型礦床中,似乎可以作為巖漿熱液成礦理論的有力證據(jù)。上述地質(zhì)模型具有大量的事實依據(jù),也具有一定的理論基礎(chǔ)和實驗基礎(chǔ)。硅酸鹽-H2O體系的結(jié)晶過程分析可以再現(xiàn)巖漿熱液成礦作用的3個階段:巖漿階段、氣成階段和熱液階段。這就是為什么巖漿熱液成礦理論能夠獲得絕大多數(shù)礦床學家支持的原因。2期未被證明為錯的假說然而,這種看似無可爭議的理論卻存在重大的缺陷。實際上,追求真理的無止境屬性暗示科學研究不存在“定論”:理論是長期未被證明為錯的假說,而假說則是沒有經(jīng)受過足夠多反駁的理論。巖漿熱液成礦理論也是這樣,盡管我們常常喜歡稱之為理論,實際上仍存在許多有待解決的問題。因此,考察該理論的缺陷是重要的:如果所發(fā)現(xiàn)的缺陷可以在其基本理論框架內(nèi)得到解決,可以對成礦理論的完善提供建設(shè)性意見;如果這些缺陷是其基本理論無法克服的,就應當拋棄它并構(gòu)筑新的理論體系。2.1巖漿熱液成礦理論缺乏流體動力學基礎(chǔ)固體具有固定的體積和形狀;液體具有固定的體積,其形狀取決于容器的形狀;氣體則既沒有固定的體積,也不具有固定的形狀。因此,同種物質(zhì)在不同的相態(tài)條件下具有完全不同的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。但是,隨著溫度、壓力的升高,氣體和液體的性質(zhì)逐漸接近,并在臨界點處變得不再可分,稱為流體。在地質(zhì)時空范圍內(nèi),溫度、壓力條件變化極大,揮發(fā)分的相態(tài)也隨之發(fā)生變化。礦床學中所謂的流體實際上與揮發(fā)分同義,或者稱為低分子量流體。流體具有可變的體積,類似于氣體;流體又具有很強的溶解能力,類似于液體;流體還容易散失,“踏雪無痕”。例如,石榴石-透輝石矽卡巖的產(chǎn)生毫無疑問有流體的貢獻,這類矽卡巖卻往往缺乏含水/揮發(fā)分礦物。因此,流體在地質(zhì)過程中的作用往往變得不可捉摸。但是,通過實驗研究和理論分析可以發(fā)現(xiàn),流體的密度和粘度遠小于熔漿,暗示流體具有更大浮力和更小的摩擦力。正因為如此,巖漿熱液成礦理論的支持者也常常用對流作用來闡述含礦流體向上聚集的機理。夏威夷火山噴發(fā)的觀測表明,火噴泉出現(xiàn)在每一次火山噴發(fā)的前四分之一時間范圍內(nèi),然后才是熔巖的溢出。這充分表明,所謂的巖漿期后熱液并非來自含礦巖體本身,而是另有來源,似乎支持存在深部巖漿房的推測。然而,這樣的解釋很難說明為什么含礦流體集中在低滲透率的侵入體內(nèi),而不是裂隙發(fā)育的圍巖中。侵入體的圍巖具有更長的演化歷史,遭受過更強烈的構(gòu)造變形,巖漿侵位過程中也會導致圍巖的完整性受到進一步的破壞。因此,圍巖應當具有比侵入體更高的可滲透性。據(jù)此,深部巖漿房中分異形成的含礦流體應當更容易進入圍巖中,而不是聚焦于淺部的小巖體。但事實與此恰恰相反。例如,河南商城湯家坪鉬礦是一個典型的斑巖型礦床,圍巖大別群片麻巖發(fā)育各種裂隙,是良好的流體滲透介質(zhì),礦化卻局限在斑巖體內(nèi)。這是流行巖漿熱液成礦理論所不能解釋的。此外,深部巖漿房具有更大的體積,含有更多的熱量,其圍巖具有更高的溫度,因而其存活時間比高位小侵入體長得多。但是,年代學研究結(jié)果卻表明,成礦年齡往往與高位侵入體相當。為什么小巖體成礦以后深部巖漿房不再分異?為什么剝露出來的花崗質(zhì)巖基罕見分離結(jié)晶作用現(xiàn)象?巖漿熱液成礦理論都沒有給出合理的解釋?？傊?流行的巖漿熱液成礦理論缺乏流體動力學基礎(chǔ),所提出的深部巖漿房解釋只不過是將一種未知推向了另一種未知,絲毫不能挽救該理論失敗的命運。特別是對于花崗質(zhì)巖石來說,由于地殼的平均組成相當于英安質(zhì)巖石,小巖體之下某個深度水平上存在某個深成侵入體是不足為奇的。但是,該侵入體是否就是分異形成致礦小巖體的那個深部巖漿房固結(jié)的產(chǎn)物,至今仍沒有可靠的證據(jù)。2.2變色粉末包體的沉積相含礦斑巖中常見有暗色微粒包體和重礦物等密度大于寄主熔漿的物質(zhì)(圖1),這是巖漿沒有發(fā)生顯著分異作用的有力證據(jù)。根據(jù)斯托克定律V=2gr2(ρm-ρl)/9η,取常見包體半徑r=5cm,重力加速度g=980cm/s2,暗色微粒包體的密度ρm=2.65g/cm3,花崗質(zhì)熔漿的密度ρl=2.3g/cm3,粘度η=106Pa·s,則暗色微粒包體在花崗質(zhì)熔漿中的下沉速度約為0.6m/a。由于花崗質(zhì)熔漿的粘度隨著溫度下降和揮發(fā)分的散失而急劇增加,暗色微粒包體的實際下沉速率應當遠遠小于0.6m/a。另一方面,巖漿體的冷卻時間可以用方程x=0.28t1/2來估算,式中x為巖漿冷卻前鋒(固相線面)到巖漿體邊緣的距離(cm),t為巖漿冷卻到x處所需的時間(s)。按此式計算,一個給定直徑為150m的巖漿體,完全固結(jié)所需要的時間僅約22.75a。在此期間,暗色微粒包體最多僅能下沉約13.65m。根據(jù)Baker,在800℃條件下,無水過鋁質(zhì)和偏鋁質(zhì)花崗巖熔漿中加入質(zhì)量分數(shù)為2%的H2O,其粘度下降5個數(shù)量級,相當于升溫500℃的效果。反之,如果巖漿中H2O質(zhì)量分數(shù)減少2%,則其粘度將增加5個數(shù)量級?？梢?在22.75a時間尺度范圍內(nèi),暗色微粒包體下沉的距離是微不足道的(假定粘度增加3個數(shù)量級,下沉距離只有約0.014m),可以在手標本尺度或露頭尺度上直接觀察到。遺憾的是,野外觀察并沒有證實這種分異現(xiàn)象的存在(圖1)。因此,暗色微粒包體和重礦物的存在既否定了小巖體的分異作用,也否定了大巖漿房的分異作用。特別是出露于地表的花崗質(zhì)巖基絕大多數(shù)情況下沒有堆晶巖的產(chǎn)出,有理由懷疑巖漿熱液成礦理論的合理性。如果說流體活動性問題還不足以對巖漿熱液成礦理論提出質(zhì)疑的話,暗色微粒包體和重礦物的存在則是對其分異機制的徹底否定。2.3巖漿熱液成礦的性質(zhì)許多內(nèi)生金屬礦區(qū)都產(chǎn)出有各種各樣的巖墻(脈),它們往往具有很寬的成分變化范圍和相近的形成時間。這些巖墻寬度很小(多數(shù)小于1m),大多數(shù)不含礦,因而沒有得到充分的重視。新的研究表明,寬譜系巖墻群是一類新的火成巖組合、造山旋回(階段)結(jié)束的標志、成礦作用的指示器。上個世紀90年代以來,花崗巖成因與殼幔相互作用的關(guān)系得到了極大的重視。在這類研究中,基本前提是幔源巖漿底侵作用并導致花崗質(zhì)巖漿的產(chǎn)生?；诟×υ?幔源巖漿不能穿過花崗質(zhì)巖漿層上升,只能部分注入花崗質(zhì)巖漿,從而導致巖漿混合作用。這種普遍得到采納的解釋與自然現(xiàn)象一致。例如,南安第斯火山帶(SVZ)火山前鋒最北端15座第四紀層火山中基本缺乏玄武質(zhì)巖石,但遠離層火山的單成因火山則由玄武質(zhì)巖石構(gòu)成。這被認為是由于層火山之下存在深部巖漿房,密度較大的玄武質(zhì)巖漿不能穿過該巖漿房噴出地表。類似的現(xiàn)象在深成巖區(qū)也可以見到。例如,冀西麻棚巖基周圍產(chǎn)有同時代的寬譜系巖墻群,但麻棚巖體內(nèi)部則缺乏輝綠巖、煌斑巖、閃長玢巖等偏基性的巖墻?？梢?礦區(qū)出現(xiàn)寬譜系巖墻群也是不存在深部巖漿房的有力證據(jù)。從科學的角度來說,構(gòu)建科學假說的目的是解釋所有可能的但目前不能解釋的資料,有效的假說應當努力解釋所有觀測結(jié)果;假說必須是可檢驗的,沒有經(jīng)受實驗或觀測檢驗機會的假說不是科學假說;假說必須通過檢驗獲得證實,因此高度可檢驗的假說不能被拒絕,比通過非常少檢驗的假說得到更好的證實,我們對假說的信任也依賴于檢驗的強度;假說失敗時獲得的信息量直接與假說的專屬性有關(guān),明確的信息得自當假說被證明為錯的時刻;假說不能被證實為真(即使有大量的證據(jù)),只能被反駁(哪怕只有一條證據(jù)),當長期的反駁不能證明假說為錯時,表明該假說具有較強的普適性,我們就稱這種假說為理論。據(jù)此,巖漿熱液成礦理論也是一種假說,只是由于其較強的普適性而長期未被證明為錯,但不能因此而斷定它是正確的。以上我們僅舉3例,都是巖漿熱液成礦理論所不能解釋的,可見該理論或者應當?shù)玫叫拚?或者應當被拋棄。3熱液成礦理論巖漿熱液成礦理論為什么不能解釋上述現(xiàn)象呢?其根本原因是沒有認識到巖漿相關(guān)礦床成因的本質(zhì)屬性。必須承認,巖漿熱液成礦理論成功解釋了許多內(nèi)生成礦現(xiàn)象;但是,也存在大量成礦現(xiàn)象是其所不能解釋的。除了上述3個問題之外,諸如成礦作用的構(gòu)造效應、成礦元素的聚集與分散、區(qū)域和深部找礦預測的方法……等一系列科學問題都沒有與成礦理論的核心內(nèi)容(成礦物質(zhì)的來源)有機地聯(lián)系在一起。因此,需要從巖漿相關(guān)礦床的基本特征出發(fā),重新考察成礦作用的基本屬性。3.1小體積巖漿的性質(zhì)上個世紀中葉,礦床學家已普遍認識到大型、超大型礦床常常與小巖體有關(guān),在中國也掀起了一股研究小巖體與成礦作用關(guān)系的熱潮。但是,其成礦機理一直沒有得到解決,甚至迄今仍沒有對小巖體給出一個明確的定義和分類依據(jù)。因此,湯中立和湯中立等認為應當重新對小巖體的成礦問題進行研究,并提出了小巖體成大礦學說,該學說具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。理論上,盡管巖漿熱液成礦理論解釋了很多成礦現(xiàn)象,仍有大量的現(xiàn)象沒有得到合理的解釋;實踐中,該理論并不能有效指導找礦實踐。特別奇怪的現(xiàn)象是,盡管普遍承認大型、超大型礦床與小巖體有關(guān),不同比例尺的區(qū)調(diào)和礦調(diào)工作卻主要聚焦于大巖體及其相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象。由于侵入體的產(chǎn)狀復雜多變和時空不可及性,對小巖體作出嚴格的定義是困難的。學者們通常以巖體出露面積的統(tǒng)計特征來闡明含礦巖體的規(guī)模。例如:湯中立等指出,巖體的最大變化截面積可以大到n(n<10)km2,小到0.00nkm2,一般在1km2左右或更小。但是,由于產(chǎn)狀的變化,同樣體積的巖漿體可以具有非常不同的出露面積。例如:1km3的巖漿體呈球形產(chǎn)出時,其最大出露面積約為1.21km2;呈厚度200m、延深2.5km的巖墻產(chǎn)出時,其長度為2km,出露面積為0.4km2;呈厚度200m的餅狀水平巖床產(chǎn)出時,其出露面積可達5km2?？梢?小巖體的出露面積變化很大,很難據(jù)此對小巖體作出嚴格的定義。由于巖漿侵位涉及到賦存空間問題,小體積巖漿具有與大體積巖漿明顯不同的侵位機制。嚴格說來,小巖體應當根據(jù)其體積規(guī)模來定義。但是,由于研究對象的空間不可及性,大多數(shù)情況下侵入體的延深是不確切的,目前無法根據(jù)體積規(guī)模對小巖體作出確切的定義。然而,小巖體往往侵位于地殼淺部,圍巖溫度很低,是巖漿快速固結(jié)的產(chǎn)物。因此,小巖體的組成巖石普遍具有淬火結(jié)構(gòu)(如斑狀結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)等),有確定性的巖石學標志。據(jù)此,我們建議將小巖體命名為高位侵入體(high-levelintrusion)。高位侵入體的小體積特點表明:①它是高溫巖漿快速固結(jié)的產(chǎn)物;②與其有關(guān)的成礦作用是地質(zhì)時間尺度上的瞬時過程;③其定位機制應當是巖墻機制而不是底辟機制,因而高位侵入體常侵入于斷裂(包括層間拆離構(gòu)造)中或斷裂交匯部位。從理想系統(tǒng)的角度,這樣的基本特征顯然是自相矛盾的。例如,實驗表明高溫熔漿的揮發(fā)分含量很低,低溫巖漿卻沒有上升潛力。又如,成礦作用是地質(zhì)時間尺度上的瞬時過程,且需要巨量的含礦流體,巖石圈的滲透率卻隨深度增加而急劇減小。再如,從巖石學角度來說,液相線礦物是源區(qū)巖石的主要造巖礦物之一,因而中酸性巖漿必然起源于地殼。但是,成礦作用常常有地幔的貢獻,地幔物質(zhì)甚至對成礦作用起了主要的控制作用。所有這些矛盾都不可能在巖漿熱液成礦理論的框架內(nèi)得到解決,暗示該理論的基本依據(jù)是錯誤的。3.2巖漿熱液成礦理論的缺陷近二三十年來,復雜性科學在國際上取得了重要進展,“非線性”和“復雜性”是當今世界科學的重要前沿領(lǐng)域。與傳統(tǒng)科學不同,復雜性科學將所研究的系統(tǒng)看作是動力系統(tǒng)而不是理想系統(tǒng),因而復雜系統(tǒng)的解不具有加和的特征。根據(jù)復雜性科學的基本原理,外部(環(huán)境)輸入的能量只集中在少數(shù)子系統(tǒng)中,也只有最不穩(wěn)定的子系統(tǒng)才能獲得足夠的外部能量而獲得發(fā)展。因此,絕大多數(shù)子系統(tǒng)都是平庸的,在系統(tǒng)演化過程中自生自滅,少數(shù)子系統(tǒng)之間的強相互作用決定了整個系統(tǒng)的命運。通過多年的研究,於崇文正確地指出,成礦系統(tǒng)是一種復雜性動力系統(tǒng),而成礦作用則是一種非平衡、非線性過程。結(jié)合高位侵入體成礦作用的基本特征,可以說導致非平衡、非線性的主要因素是巨量流體的參與。如前所述,流體的加入可以導致巖漿物理化學性質(zhì)的戲劇性變化,這種變化不是幾倍或幾十倍,而是幾個數(shù)量級。例如,在其它參數(shù)保持不變的條件下,巖漿粘度的巨大變化可以導致其上升速率極大地增加。這將使系統(tǒng)內(nèi)其它過程可以忽略不計。以金的沉淀速率為例,研究表明,流體中金的溶解度強烈依賴于壓力和溫度,暗示快速上升的深部流體具有更大的成礦潛力。如果含礦巖漿緩慢上升,將導致巖漿中的流體和流體中的成礦金屬溶解度雙雙降低,這樣的巖漿即使能夠到達地殼淺部也沒有成礦潛力。由此可見,巖漿熱液成礦理論的致命缺陷在于,該理論一般將成礦系統(tǒng)看作是理想系統(tǒng),而將成礦作用看作是平衡的線性過程。換句話說,該理論對內(nèi)生金屬礦床成礦作用的基本屬性認識錯誤,不可能逃避失敗的命運。需要指出的是,流行的巖漿熱液成礦作用的理論體系是在地球科學發(fā)展水平總體較低的背景下產(chǎn)生的。雖然經(jīng)過不斷的修改與完善,其結(jié)構(gòu)性缺陷難以避免。多年來,相鄰學科取得了許多重要的研究進展,成礦理論體系的知識基礎(chǔ)卻并沒有本質(zhì)的改變,或者“新瓶裝舊酒”。例如,同位素示蹤技術(shù)為成礦物質(zhì)來源的確定提供了有效的手段,但測試數(shù)據(jù)的解釋依然基于理想系統(tǒng)的平衡熱力學;又如,巖漿起源與巖漿演化都可以導致火成巖多樣性,在巖石學領(lǐng)域成為基本常識,礦床學家卻仍然將巖漿分異作用看作是揭示成礦機理之謎的唯一鑰匙。因此,盡管許多礦床成因模型貼上了當代礦床學的標簽,將其內(nèi)容與相鄰學科的發(fā)展現(xiàn)狀對比,很容易看出成礦理論的落后。3.3成礦系統(tǒng)的演化—進一步發(fā)展的方向由于巖漿熱液成礦理論具有不可克服的障礙,提出一個新的成礦理論是必須的。新理論必須包括盡可能多的相鄰學科研究進展,盡可能多地解釋與成礦作用有關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象,并具有較強的預測能力?；仡檱鴥?nèi)外近年來與內(nèi)生金屬成礦作用有關(guān)的研究,主要進展包括以下幾個方面:①大規(guī)模成礦作用往往與小巖體有關(guān);②成礦作用發(fā)生在混沌邊緣或地殼中物理化學條件急劇變化的部位;③地球內(nèi)部含有大量的流體,流體中成礦物質(zhì)的溶解度強烈依賴于壓力,因而成礦作用與深部流體緊密相關(guān);④成礦作用是一種地質(zhì)時間尺度上的瞬時過程(小于1Ma,實際上位于同位素測年方法誤差范圍之內(nèi)),且受控于巖石圈性質(zhì),因而巖石圈災變伴隨著成礦作用大爆發(fā);⑤成礦作用的瞬時性和對巨量流體的要求以及巖石圈滲透率隨深度下降暗示巖石圈-軟流圈系統(tǒng)中存在深部流體庫,流體庫的位置可能相當于低速高導層和構(gòu)造滑脫帶;⑥在同一能量驅(qū)動機制下,形成一系列具有成因聯(lián)系的礦床類型。這些研究成果從不同的側(cè)面推動了礦床學的發(fā)展,為進一步建立整合的內(nèi)生金屬成礦理論奠定了基礎(chǔ)。這些研究進展可以用Коржинский早年提出來的透巖漿流體假說整合在一起,構(gòu)成透巖漿流體成礦理論。該理論將熔漿和含礦流體看作是成礦系統(tǒng)中2個獨立的子系統(tǒng),它們之間的強相互作用導致了成礦物質(zhì)的輸運和在混沌邊緣的堆積。使用透巖漿流體這一概念,不僅可以解決小巖體成大礦的物質(zhì)來源問題,因為可以不再考慮熔漿中成礦元素的溶解度極限問題;也可以解釋成礦系統(tǒng)“復雜性”的原因,因為流體的注入可以戲劇性地改變?nèi)蹪{的性質(zhì)。透巖漿流體成礦理論可以概述為:①巖漿和流體是成礦系統(tǒng)中2個發(fā)生強相互作用的子系統(tǒng),它們的耦合和解耦主導了整個成礦系統(tǒng)的演化歷程;②流體需要巖漿好似鉆孔冷卻用水需要泥漿,以防成礦流體因地殼淺部構(gòu)造裂隙太發(fā)育而散失;③巖漿需要流體猶如泥石流的發(fā)生需要水,以使巖漿可以足夠快速度運動,成為有效的“護花使者”;④成礦過程可比作浮選工藝流程,反浮選將成礦金屬滯留在巖漿體內(nèi),形成正巖漿礦床,正浮選將成礦金屬攜出巖漿體外,形成其他類型的礦床;⑤在成礦系統(tǒng)演化的時-空結(jié)構(gòu)中,熔漿-流體流可能遭遇不同性質(zhì)的混沌邊緣(物理化學邊界層),因而礦床在混沌邊緣分形生長,形成有成生聯(lián)系的礦床系列;⑥流體子系統(tǒng)可以來自一個或多個流體庫,與巖漿來源一致或不一致,因而火成巖的成礦專屬性是變化的。正如愛因斯坦所言:“一種理論,其前提愈簡單,所涉及的事物愈多,其適應范圍愈廣泛,它給人們的印象就愈深刻。因此,經(jīng)典熱力學給我們以深刻印象。它是僅有的具有普遍意義的物理理論,確信在其基本概念所適應的范圍內(nèi),它是決不會被推翻的”(轉(zhuǎn)引自文獻)。透巖漿流體成礦理論正是基于這個原則構(gòu)建的,力圖將最重要的相鄰學科研究進展結(jié)合在一起,期望其成為內(nèi)生金屬礦床研究的新起點。4成礦理論研究的前提是:解釋或驗證了礦標志的出現(xiàn)巖漿熱液成礦理論失敗的最明顯原因則是對成礦預測的作用不大,透巖漿流體成礦理論應當極力避免這一點。新理論誕生的主要目的不在于指出成礦作用與什么因素有關(guān),而是闡明這種關(guān)系的屬性以及如何利用這種關(guān)系推動學科的發(fā)展和指導找礦實踐。如果說該理論的確將上述與內(nèi)生金屬成礦作用有關(guān)的最新研究進展有機地結(jié)合在一起,應當說起到了推動學科發(fā)展的作用,因為巖漿熱液成礦理論不能解釋這些問題。但是,僅僅做到這一點是不夠的,它還應當具有更強的成礦預測能力。成礦預測的最大困難在于已知礦床和未知礦床之間的信息不對稱(葉天竺,2006,私人通訊)。這表明,根據(jù)常用的類比法則不能有效地進行成礦預測。在第十屆全國礦床學會議上,有人提出這樣一個問題:如果從來沒有見過大象(比作新的礦床類型),如何根據(jù)“摸”到的一部分判斷它是大象?這兩種不同方式的表述闡明了同一個道理,成礦理論必須具有可演繹的能力:根據(jù)零星的而不是完整的地質(zhì)證據(jù)判斷成礦潛力或進一步找礦的方向。這種思想符合復雜性科學的基本原理:影響成礦作用的因素可以有很多,但在成礦系統(tǒng)演化的時-空結(jié)構(gòu)的某一具體位置上起主要作用的因素很少。換句話說,復雜性科學不是使問題變得更復雜,而是更簡單。成礦理論的另一個重要任務是完成從成礦理論向找礦理論和找礦方法的轉(zhuǎn)化。理論研究可以充分復雜,但結(jié)論必須充分簡單,因為不可能要求每一個找礦工程師都成為科學家。因此,成礦理論的研究應當推導和驗證具體的找礦標志。從哲學的角度來說,礦產(chǎn)是一種客觀存在,因而礦產(chǎn)是可以認識的。這就是說,所謂的成礦預測并不是真正意義上的預測,而是將零散的地質(zhì)證據(jù)有機地組合在一起揭示成礦作用的規(guī)律,進而判斷礦體的賦存位置。要做到這一點,必須對觀測對象的科學涵義有清楚的理解。在這個基礎(chǔ)上,推導有效的找礦標志是可能的。一個典型的實例是河北淶水安妥嶺鉬礦的勘查。安妥嶺鉬礦是華北地質(zhì)勘查總院近年來發(fā)現(xiàn)的一個大型鉬礦,并有成為超大型鉬礦床的潛力。但是,該礦床自上個世紀80年代發(fā)現(xiàn)以來,找礦工作一直圍繞安妥嶺巖體的外接觸帶進行,直到2007年底尚未取得突破性的進展。為此,華北地質(zhì)勘查總院出資與中國地質(zhì)大學(北京)組成聯(lián)合科研小組,對安妥嶺鉬礦進行綜合研究。前導性研究表明,寬譜系巖墻群是一種新的火成巖組合,是造山旋回(階段)結(jié)束的標志。從傳熱學角度考慮,這類巖墻群的產(chǎn)生過程必須有大規(guī)模流體活動的參與,因而可以作為成礦預測的指示器。安妥嶺鉬礦區(qū)確實有寬譜系巖墻群的產(chǎn)出,脈巖類型包括煌斑巖、輝綠巖、玄武巖、閃長玢巖、高鎂安山巖、二長花崗斑巖、花崗閃長斑巖等。這意味著,安妥嶺地區(qū)具有找礦潛力。但是,大多數(shù)脈巖都不含礦?；谕笌r漿流體成礦理論分析,巖脈的作用主要是堵塞流體通道防止成礦物質(zhì)散失,致礦巖漿體應當是巖墻分布區(qū)的斑巖體或出露寬度較大的巖墻,因而安妥嶺巖體成為關(guān)注的對象。如果是這樣,由于流體可以導致