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现代成矿理论
桂林工学院 宋慈安
莫道地质好辛苦， 情缘尽在此山中。
主 要 内 容
1 矿产资源经济与现代成矿理论 2 二十世纪成矿理论的重要进展 3 新的成矿理论前沿研究和关键科学 4 成矿作用动力学理论 5 超大型矿床与大规模成矿作用 6 区域成矿学和区域地球化学理论 7 成矿系统理论 8 成矿流体与成矿
(1)隐伏矿床的研究找寻已成为矿床学研究的主要 目标。 (2）举足轻重的超大型矿床研究是成矿研究的重要 课题。 (3）为找寻新型矿床类型，实现矿产资源的更新换 代是矿床学研究的新课题。 (4) 对已发现矿床的合理开发利用需对矿床学进行 深入研究。 (5）矿业开发和生态环境保护的协调发展已成为矿 床学研究的重要内容。 (6）为合理利用两种资源、两个市场而进行的矿 床学研究。
③ 暂难以利用的资源量多 ④ 地质勘查程度低，具有巨大的资源潜力。
（3）我国矿产资源安全形势
① 矿产资源安全保证程度逐步下降。
亿元 300 280个 勘查投资 275亿元 150 新发现矿产地 0 60亿元 1991年 1995年 2000年 40个 2003年
② 大宗短缺矿产对外依赖度加大。
1.3 成矿理论发展面临的新形势
3.1.2 地幔柱（mantle plume) 地幔柱是壳幔作用最活跃、地球深部和浅部物 质和能量交换、地球物理和地球化学作用最强烈的 地域。超大型矿床都有幔源物质能量的直接参与 （奥林匹克坝、白云鄂博）。 地幔柱的成矿作用： 熔浆、热流体向上运移、分异、矿质堆积成矿； 壳幔交代作用使分散的金属元素浓集成矿； 地幔柱“热机”作用——为各类成矿物质运移 聚集提供能量。
3 新的成矿理论前沿研究和关键科学
3.1 成矿地质环境和深部构造研究
研究岩石圈乃至水圈、大气圈、生物圈相互作用的动 力学特征和演化过程、研究区域壳幔结构与深部作用对矿 床形成的影响，是今后研究的一个热点。包括：
3.1.1 地球的壳结构和组成的不均匀性
地球壳层在垂向上（各圈层）和横向上（各地块）的 不均匀性——地球化学组成的差异性是形成各矿带的物质 基础。区域成矿带的划分应以壳幔结构和组成为基础。 戴自习（1996）：世界14种金属的108个大型矿床都 分布在两个巨型活动带（环太平洋构造成矿带和地中海— 印尼成矿带）和4个稳定地块（北美、南美、澳大利亚和 南非）。
2.7
海底热液成矿作用的发现与研究
Murray,Renard（1891）：最早的深海金属沉积物报道。 美“发现”号科学考察船(1966)：红海拉张海底、南太 平洋海隆等地发现金属热点卤水沉积物。 1972—1973年：N26°缓慢扩张的大西洋中脊，低温 热泉—海底低温热液矿床。 1978年： N21°东太平洋海隆，高温热泉—块状硫 化物。 1985—1986年：大西洋中脊，高温黑烟筒—块状硫 化物。 斯考特（2000）：150处海底现代热液活动的资料。 中国国家海洋局与德国、美国（1988）：马里亚纳 海槽等地海底热液调查。 中科院海洋研究所、地化所（1992）：冲绳海槽热 液活动调查。
（3）国际矿产勘查和开发资本 ① 国际矿产勘查和开发资本的来源和规模（固体 矿产） 来源：国际矿产勘查和开发的4大资本市场股票 交易所：加拿大、澳大利亚、美国、南非、英国。 规模：世界矿业总资本额资本化市值2200亿美元； 每年运作世界矿业资金370—550亿美元。 ② 发达国家跨国公司对外勘查和开发风险投资的 决策准则（D.R奥利尔）
2.4 成矿模式的研究
70年代以来，原苏、美、加等国及我国对成矿模式的 研究投入了大量的工作。 考克斯和辛格（1986）、克尔哈姆（1993）建立了100 多个矿床模式。如斑岩铜矿模式；SEDEX模式（热水沉积 喷流型）。 我国：玢岩铁矿模式（李文达、陈毓川等）；火山岩 型铜多金属矿床模式（宋叔和）；岩浆型铜镍硫化物矿床 模式（汤中立）陆相成盐称钾模式（袁见齐）；剪切构造 蚀变岩型金矿模式等。 在成矿模式研究的基础上，根据地物化找矿信息，总 结了大量的找矿模式。成矿模式和找矿模式的研究在一定 程度上深化了人们对不同类型矿床的认识，提高了矿产预 测的效果。
2 二十世纪成矿理论的重要进展
引言——矿床学发展的渊源历史
萌芽阶段——“水火之争，难决雌雄” 水成论。阿格里科拉（1546）；维尔纳（1775） 火成论。笛卡尔（1644）；赫屯（1788） 奠定阶段——“岩浆热液，统治至深” 矿床成因理论的系统提出，岩浆热液成矿理论 统治地位长达半个世纪。 戴白芒（法，1847）万海慈（美，1901） 林格仑（美，1907）矿床学分类代表了当时的 矿床学水平。 发展阶段——“多因复成，百家争鸣”
1.2我国矿产资源经济若干背景资料 (1)我国矿产资源的优势和劣势
① ② ③ ④ ⑤ 总量丰富，品种齐全，但人均占有量少。 大宗矿产多，但短缺和探明了储量的矿产不足。 主要矿产单个矿床规模偏小。 支柱性矿产资源贫矿和难选矿多。 资源分布与国家生产力布局不相匹配。
（2）西部矿产资源的优势
① 资源丰富，规模较大，质量较好，人均占有 量高。 ② 分布集中，有利于勘查和开发。 我国西部10大矿产资源集中区： ★ 塔里木能源资源集中区；★黄河中游能源及 有色金属资源集中区；★东天山北祁连有色、贵金 属及能源资源集中区；★柴达木能源化工资源集中 区；★秦岭中西段有色、贵金属资源集中区；★西 南三江有色、贵金属资源集中区；★攀西六盘水黑 色、有色、贵金属及能源资源集中区；★四川盆地 能源资源集中区；★红水河中上游有色、贵金属资 源集中区；★ 西藏一江三河矿产资源集中区。
2.5
区域成矿学和成矿系列
洛奈（法，1907）：最早提出区域成矿学的概念，强 调从区域构造—岩石的时空尺度研究矿床的成因。成矿区 域（分带）和成矿时代是其研究的主要内容，是研究区域 成矿环境、成矿条件、成矿过程，阐明矿床时空分布规律 的科学，是进行区域矿产预测和勘查的理论基础。 程裕淇（1993）：成矿系列是在一定的地质时期和一 定的地质环境中，在一定的主导成矿作用下形成的，时空 和成因上有密切联系的两个或两个以上的矿床类型的组合。 郭文魁（1987）：中国金属成矿图； 叶连俊（1989）：沉积矿床地史演化和区域地质背景 程裕淇等（1979）翟裕生等（1980,1991,1992）：矿床 成矿系列研究，区域成矿谱系研究，长江中下游区域铁铜 金成矿学研究。 翟裕生（1999）：《区域成矿学》。
3.1.3
构造动力体制及其成矿系统
壳幔作用和岩石圈变动产出的各种构造动力体制控制 了一定的成矿系统。 伸展（拉张）构造成矿系统——裂谷、大型生长断裂 或同生断裂、盆岭构造、变质核杂岩构造等。如裂谷环境 中的喷气喷流沉积型Pb-Zn-Cu-S系统。 收缩（挤压）构造成矿系统——板块俯冲带、岛弧、 陆缘岩浆弧、大型推覆构造、大型逆冲构造等。如与俯冲 带-岛弧火山-侵入岩有关的Cu-Mo-Au-S系统。 走滑构造成矿系统——转换断层、走滑断层、拉分盆 地等。 隆升构造成矿系统——地幔柱上升、地壳热隆、底辟 构造等。
2.2 层控矿床及多因复成成矿理论
毛赫(1930—1953)：提出“层控”的概念； 奈特、洛弗林、戴维斯、邓哈姆、加里克等（60年 代）：提出类似“层控矿床”的观点 ； 斯坦通（1973-1975）：《矿石岩石学》阐述了层控 矿床的成因； 乌尔夫（1976-1983）： 《层控矿床和层状矿床》14 卷，世界“层控”热； 孟宪民（1961）：矿床区域层位分布，“同生矿 床”； 涂光炽、朱上庆等（70—80年代）《层控矿床地质 学》和《层控矿床地球化学》；推动中国“层控”研究； 涂光炽等（1974—1976）：多因复成成矿理论；矿 质多来源、成矿多阶段和成矿作用多方式； 层控矿床和多因复成把矿床学火成—水成、内生— 外生和同生—后生的对立和争论在一定程度上统一起来。11ຫໍສະໝຸດ 1矿产资源经济与现代成矿理论
世界矿产资源经济若干背景资料
（1）矿产资源配置的全球化特点 ① 矿产资源在地域上分布的不均衡性和规模上的 巨大差异性导致世界各国国家资源政策必须站 在全球的角度。 ② 矿产资源配置的全球化导致国际社会对矿产资 源的争夺空前激烈。 ③ 矿产资源的耗竭性、稀缺性使得在经济全球化 中，国家资源安全和物质基础地位得到空前加 强。
（2）全球矿产资源产业发展的趋势 ① 发达国家的跨国公司是全球矿产资源产业投资 的主体，其矿产勘查和开发生产活动日益全球化。 ② 发展中国家进一步扩大对外开放，使之成为全 球矿产勘查和开发的主战场。 ③ 在国家和企业利益双重机制作用下，发达国家 的跨国公司对世界矿产资源的控制程度大幅度增强。 ④ 在合作和竞争双重机制作用下，企业兼并联盟 高潮迭起，矿产资源产业的生产集中度不断提高。 ⑤ 技术进步对世界矿产产业的发展产生越来越大 的影响。
2.8
成矿年代的测定
上世纪同位素地质学的建立和发展，可以广泛地测定 矿石矿物和脉石矿物的地质年龄： 铷-锶法、钾-氩法、铀-铅法、钐-铷法、铼-锇法。 成矿年代学已成为矿床学研究的关键问题之一，对 于认识区域及全球的成矿演化有极为重要的意义。 除以上8个方面以外，上世纪矿床学研究在—— 稳定同位素、矿物包裹体、成矿热力学、成岩成矿 实验、稀土元素及微量元素等方面也有重要的进展，对于 阐明矿床成因、矿质来源和成矿环境起了重要作用。 在花岗岩与成矿、变质和蚀变作用与成矿、生物与 有机质成矿、地质流体等方面也取得了相当的进展。
沉降构造成矿系统——沉降拗陷带、沉积盆地等。 韧性剪切成矿系统——大型结晶基底的韧性剪切带 （逆冲、正滑、走滑）。如绿岩带韧性剪切带型Au、Ag 成矿系统。 陨击构造成矿系统——陨石冲击、古陨石坑及其侵 入杂岩。
1.4
矿产勘查技术进步推动矿床学 研究的发展
勘查技术进步表现为: 深部探测；海洋和极地 探测；资源表征；数据解释；地物化遥综合立体 勘查；信息技术应用；野外数据的采集和现场解 释；高精度、超微量测试分析技术等。 ① 矿产勘查的空间范围更广、更深。 ② 化探技术的迅速发展。 ③ 物探技术的迅速发展。 ④ 钻探技术的迅速发展。 ⑤ 卫星通讯技术及信息处理技术的迅速发展。 ⑥ 遥感技术的迅速发展。