成礦地球化學場時空結構解析及其深部找礦意義

　　成礦地球化學場時空結構解析及其深部找礦意義
　　1 成礦（元素）地球化學研究的歷史與現(xiàn)狀
　　礦床的形成及演化是地球物質運動的一種表現(xiàn)形式，礦體就是礦區(qū)內成礦元素相對集中的區(qū)域，其他元素則在礦體之中和周圍形成與成礦過程、成礦作用有關的變化，成礦地球化學研究的重要目的之一就是要揭示成礦作用中元素變化的時空規(guī)律。這是開展礦床（深部）成礦預測的重要基礎。
　　眾所周知，成礦相關元素在成礦作用過程中會在礦體及其外圍形成比礦體范圍大得多的相對富集，通常將這種現(xiàn)象稱為地球化學原生（異常）暈，而將暈中元素的空間排列規(guī)律稱之為地球化學分帶，它包括水平分帶和垂直分帶。在深部成礦預測中，人們更關注礦體原生暈的垂向分帶特征，即原生暈垂（軸）向分帶序列，其中還分為頭暈、礦體暈和尾暈三部分。原生暈概念的提出對于促進成礦元素地球化學理論研究的深入及在礦床成礦預測中發(fā)揮著重要作用。然而，有關原生暈的討論主要集中在成礦及其相關元素的空間變化特征方面，而對成礦過程的長期性和多期性等問題考慮較少，亦即對成礦元素地球化學行為的時間效應關注不足。
　　李惠等在研究金礦原生暈軸向分帶時，基于中國金礦床普遍存在多階段疊加成礦的特點，并根據(jù)深部成礦預測的需要，提出了多期多階段疊加成暈，即原生疊加暈的概念，并建立了利用原生疊加暈開展深部成礦預測的一系列標志和準則。實際上就是在原先的空間軸向分帶基礎上引進了多階段的時間參數(shù)。這是對經典原生暈理解的一個突出貢獻和有意義的創(chuàng)新。原生疊加暈的提出對于單期多階段成礦作用造成的元素成暈特點及其規(guī)律研究提供了有力的工具，成功地解決了許多該類型礦床的深部預測問題。應該注意到，即使是具有很多成礦階段的單期成礦作用，其熱液體系都是一致的，同時同一體
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多期性”這同一個名詞表達出來的卻是多種含義。（1）表達的是同一成礦期多礦化階段的成礦疊加或者一個內生成礦期與表生期的成礦疊加。如果是前者，可能涉及只是同一期成礦作用內部的多階段活動歷史，而沒有涉及到多期成礦作用的問題。因此將這種疊加描述為多期成礦作用疊加是不確切的。后者中的表生作用對于內生礦床成礦而言，嚴格來說不能看成是一個成礦期。表生作用是對內生期已經形成的礦床的改造（次生富集）甚至破壞作用，屬于礦床形成后的改造與保存范疇的問題。盡管礦床形成后的保存與變化也是礦床學家應該倍加關注的問題之一，原則上這已經不屬于成礦疊加的范疇。因此我們也不贊成將這種情況描述為多期成礦疊加。（2）表達的是多種成礦作用參與，即所謂多成因疊加。一般情況下發(fā)生在同一成礦期的多成因疊加現(xiàn)象是極少見的，更多的是表現(xiàn)為不同期成礦作用參與。問題的核心在于不同成礦期的成礦作用是否真的形成了（具工業(yè)價值的）礦床（體）還是只是形成了其基礎？顯然，如果礦床（體）只是在最后一個成礦期的成礦作用中形成，此前的成礦作用只是形成了其基礎（如預富集）的話，在礦床（體）上就看不出多期疊加的直觀表現(xiàn)。在開展礦床成因研究時，通過礦床地質地球化學方法，可能示蹤出多種成礦作用的痕跡（如早期的變質作用導致礦質預富集à晚期的巖漿活動導致礦床形成）。在這種情況下，實際上是一個長期多個成礦作用參與成礦的過程，可能涉及到區(qū)域上的多個成礦系統(tǒng)，但并沒發(fā)生真正的成礦疊加現(xiàn)象，而只是繼承效應。（3）我們對多期成礦疊加的理解建立在對成礦事件的確定之上。將在一定的時空域內（通常與成礦系統(tǒng)的時空域相對應）形成了具經濟意義的礦床（體）一種或一組地質（成礦）作用過程稱之為一個成礦事件。它與成礦作用的區(qū)別在于前者形成了礦床（體）而后者不一定，有可能只是形成了礦質的預富集（遠沒有達到可以利用的礦床（體）程度）�？梢钥闯觯斈吵傻V作用形成了具經濟意義的礦床（體）時，就相當于發(fā)了一次成礦事件。因此，盡管在漫長的地質構造演化中，各種各樣的地質作用（變質、沉積、巖漿、構造、流體）等頻繁發(fā)生，其中也可不同程度地伴隨著成礦元素的地球化學行為，但真正能稱為成礦事件的卻相對要少得多。此外成礦事件是相對成礦元素而言的。即同一地質作用對于這種元素沒有形成礦床，不是一次成礦事件，但可能形成了其它元素的礦床，因此又可以稱之為成礦事件。一次成礦事件一般對應于一個相對完整獨立的成礦系統(tǒng)，當然成礦事件還具有其它多種屬性特征。只有當至少兩個不同地質時代的成礦事件共同作用于一個礦床（體）時，才能稱之為多期成礦疊加。
　　成礦多期疊加對成礦地球化學場時空結構具有重要影響，這正是開展地球化學原生暈研究時必須為什么要成礦多期疊加的關鍵所在。由于多期成礦的熱液體系不同，它們的成礦暈模式（如頭暈、礦體暈、尾元素組合）就可能不相同。對于成礦預測而言，判定標志就會不一樣。例如，對于主成礦元素au而言，元素ag或者pb在一種體系中可能作為頭暈元素出現(xiàn)，這時其異常（分帶位置或異常特征）可以作為深部預測的有效標志之一；而在另一體系中則可能作為礦體暈元素出現(xiàn)，這時就不宜將其作為預測的主要標志。當出現(xiàn)這兩種體系疊加同一條礦脈或礦體上時，如果僅用空間分帶來表達其地球化學場結構，就反映不了它們本身具有的細微意義。另一方面，雖然整個礦區(qū)存在著成礦的多期性，但對于具體的礦脈或礦體而言，多期多階段成礦疊加的強度、方式、位置也會不同，顯然針對不同的情況，其地球化學場結構就會有差異。
　　上面的討論是針對同種成礦元素多期成礦疊加的情況。由于成礦事件是相對于成礦元素而言的，因此，我們還應該考慮到另外一種情況，即在同一成礦空間中發(fā)生的多期疊加作用形成了多種礦種（金和銀，或金銅，或金銀銅鉛等等）共生或伴生的礦床，也就是說，一期成礦作用形成了金礦體，而另一期成礦作用可能形成的是其他元素的礦體，或者僅僅形成礦化，二者在空間上同位疊加，顯然這種疊加作用的結果是形成了多金屬礦床（化），而沒有對早期成礦元素造成更加富集�？梢哉J為，正如大型超大型單元素礦床大多是多期成礦疊加作用的產物一樣，許多多金屬共生或伴生的礦床也同樣是復合成礦系統(tǒng)多期成礦疊加的產物，特別是在地球化學性質上相差較遠的多個元素共（伴）生于同一礦區(qū)（體）時，更可能如此。對于這類礦床而言，在進行深部成礦預測時，開展其成礦元素地球化學場時空結構的精細解析工作就更加必要。
　　總之，復合成礦系統(tǒng)地球化學場時空結構的精細解析是成礦地球化學理論研究與找礦勘探發(fā)展的共同要求。通過地球化學場時空結構的精細解析，可以解釋可能的礦種、揭示可能的成礦作用過程、縮小找礦靶區(qū)、確定礦床（體）剝蝕深度、現(xiàn)有礦床的深部預測和找礦前景。對深化礦床學理論認識和隱伏礦體找礦具有重要的理論意義和實用價值。
　　3 成礦元素地球化學場時空結構解析的研究思路
　　成礦地球化學時空結構的精細解析雖然主要針對復合成礦系統(tǒng)多期疊加礦床提出來，但它實際上對于所有礦床都可以應用。當?shù)V床成礦不存在多期疊加時，其時間結構就表現(xiàn)在多階段的疊加上面，即原生疊加暈的范疇。這是由于多階段成礦只涉及到一個成礦熱液體系，每階段形成的頭、礦體、尾暈元素組合基本是相同的，相對于整個成礦期而言是一個自相似過程，因此對于成礦預測而言，對每個階段形成的時間結構進行離解并無實際意義。但當?shù)V床研究確定成礦具有多期疊加性時，成礦地球化學場時空結構的精細解析便是必須開展的工作。這也就是說，開展成礦地球化學場時―空結構精細解析，首先應在合適的對象上進行，這要求對礦床地質特征以及成礦的基本問題，特別是成礦期成礦階段的確定等開展細致而深入的觀察與研究。否則建立起來的時空結構就失去了依托，地質意義不清�；谏鲜�，提出成礦地球化學場時空結構精細解析的研究思路是：選取由多期疊加成礦作用形成的典型（金）礦床為研究對象，合理部署野外（礦山）地質調查工作，基于翔實的野外第一手資料和實驗測試數(shù)據(jù)，綜合運用礦床地質學、礦物學、巖石學、元素地球化學和數(shù)理統(tǒng)計學等多種方法手段，以多期疊加成礦過程中元素地球化學行為差異的深入剖析為切入點，通過對成礦期成礦階段的精 ……（未完，全文共18106字，當前僅顯示3257字，請閱讀下面提示信息。收藏《成礦地球化學場時空結構解析及其深部找礦意義》）