1、1控矿条件和成矿规律本文着重从区域地球化学、构造、岩浆、地层和岩相等方面介绍了矿床形成的 控制条件，并在矿床产出的地质及地球化学背景的基础上，阐明矿床在时间上、空间上的分布规律及成矿系列、成矿系统和成矿模式。比较详细的介绍了层控矿层的有关概念及成矿作用、控矿因素等。同时还以板块构造理论，分析了板块构造环境与成矿作用的关系。矿床作为一种特殊的地质体，是在一定的地质时期在特定的地质条件下形成的，是地球内部（地壳与地幔）和外部（水圈-大气圈- 生物圈）相互作用的 结果。它们在地壳中的分布具有明显的规律性。 第一节 控矿条件 一、区域地球化学特征区域地球化学特征是指一定地区元素的丰度和分布特征，以及在
2、该区地质演化过程中元素迁移、富集或分散的历史。元素在地壳中的分布是不均匀的，往往一些元素集中分布于这个区域，而另一些元素又集中于另一个区域，元素分布具有区域性特点。构成所谓的地球化学省，如中国华南的 W，广西北部的Sn，俄罗斯远东的 Sn，澳大利亚西部的 Au，美国西部的Cu，南非的 Cr、 U、Au 等十分集中，这些地区分别构成相应元素重要的成矿区（带） 。 Noble（1970，1973）在研究美国西部的金属成矿省时发现金属富集区的空间位置与地壳表层构造无关，不能用地壳中发生的作用来解释。形状简单而且呈线状分布的金属省可能代表一种深成控制作用，起源于地壳底部和上地幔。张本仁（1991）通过
3、对秦岭地区深源岩石（包括基性火山岩、侵入岩、深源包体等）地球化学丰度的对比研究也发现，区域矿床类型与下地壳-上地幔元素 丰度间存在一定的对应关系。近年来人们又注意到加拿大科迪勒拉成矿带内不同构造单元中均有铜矿床产出，包括斑岩铜矿、块状硫化物铜矿和层状铜矿。不同成因类型铜矿床在同一成矿带内产出表明铜矿的形成并不只是受地壳表层地质构造因素的控制，其富集的原因可能要归结于该带内铜丰度值高的上地幔。上述几个典型地区地球化学特征研究虽然还是初步的，但已较明确地显示地壳中元素分布的不均匀性主要是由于上地幔化学成分的不均匀性所引起的。将地壳作用和上地幔作用联系起来研究成矿物质来源，可以合理地解释不同区域内成
4、矿专属性的问题。这类研究2也是目前国际地学方面重要的前沿课题，其成果可为区域矿产预测提供重要信息。 二、控矿构造条件 1构造背景对成矿的控制作用 大地构造背景是矿床形成最根本的控制因素，它决定了成矿物质来源、深度、元素种类、成矿类型及矿床时空分布等。大地构造运动是岩石圈深部，尤其是软流圈热动力显著变化所导致的地球物质的大规模运动。这种运动引起地球上部层圈的物质输运、能量交换和动能传递，推动着岩石圈的演化。从区域性层次看，构造运动常能诱发沉积、岩浆、变质和流体作用，以及改变区域地球物理场的特征。在一定的时空域中，一定性质的构造环境和构造运动，对于成岩和成矿来说，均有其特定的物源、热源、物理化学和
5、动力学条件。这里的物源指地幔和岩石圈的不同结构层以及它们的不同岩石组合。热源指构造运动的摩擦生热、地幔流体对地壳加温、软流层上涌或热点、地壳变厚增温等。物理化学条件包括岩层静压力与地温梯度、构造运动对应力场与地温的改变、流体与挥发分的分压等。动力学条件包括板块离散与俯冲速率、构造应力的拉张、挤压及其速率，以及俯冲、底辟和垫托作用等造成的动力学因素。而这些因素又或直接或间接地影响区域成岩、成矿的环境、因素和作用过程。因此，区域构造背景，尤其是深部构造背景的研究对认识区域成矿规律有至关重要的作用。2构造对成矿的控制作用 构造运动是驱使壳幔物质包括成矿物质运动的主导因素，构造为含矿流体运移和矿质堆积
6、提供空间，矿床的定位和分布又明显受构造控制。控矿构造的规模差别很大，可分为区域性大型控矿构造和局部性中、小型控矿构造。大型控矿构造的特点是：规模大，一般延伸几十千米，可达几百或上千千米；切割深，深切下地壳或上地幔；贯通性强；一般具长期活动的历史。区域性大型控矿构造既是决定该区域地质构造基本格局的根本因素之一，也是导致各类有关成矿物质大规模分异和富集，形成大型、超大型矿床的基本条件，同时控制区域成矿区和成矿带的形成和分布。中、小型控矿构造是区域性大型控矿构造的次级控矿构造，其形成和演化受控于区域性大型控矿构造。中、小型控矿构造包括矿田构造、矿床构造等。矿田构造是指在矿田范围内，控制矿3床的形成和
7、分布的地质构造总和。矿床构造是指控制矿体的形态、产状和分布的地质构造因素总和。研究矿田、矿床构造对找矿、勘探和采矿等具有十分重要的意义。控制矿床和矿体的构造类型是复杂多样的，主要包括：褶皱构造；断裂构造；侵入体内部构造（流动构造、原生破裂构造及隐爆角砾岩筒） ；侵入体与围岩的接触带构造；火山构造（环状及放射状构造、爆发角砾岩筒） ；成层构造；复合构造。 三、控矿岩浆岩条件岩浆活动是内生矿床形成的重要因素，对于外生矿床，岩浆岩风化后可提供成矿物质或形成风化壳型矿床。与岩浆有关的不同类型的内生矿床，与岩浆岩的密切程度是不同的。对于岩浆矿床，岩浆岩矿物组成和化学成分与成矿关系最为密切，成矿具有明显的
8、专属性。例如，富镁的基性- 超基性侵入杂岩体与镁 质铬铁矿矿床有关；富铁的基性 -超基性侵入杂岩体与钒钛磁铁矿矿床有关；酸性花岗岩与钨、锡、铋、钼等矿床有关；金刚石矿床主要与金伯利岩、碳酸盐岩和钾镁煌斑岩有关。另外，岩浆岩侵位深度、规模大小及形态对成矿也有较大影响。如金刚石形成深度达 250300km 。形成世界上最大的铬铁矿矿床（占世界铬铁矿 83%）和最大的铂族元素矿床（占世界铂族元素 86%）的布什维尔 德杂岩体的总面积约66000km2。 对于热液矿床，岩浆岩成分、产状、规模、形态、侵位方式和岩浆物理化学性质等与成矿有一定关系。岩浆岩成矿专属性不如岩浆矿床明显，成矿物质既可来自岩浆，亦
9、可来自围岩。一些小侵入体常与成矿关系密切，这些小侵入体实际上是深部隐伏大岩体的凸出部位。岩体侵位深度对成矿也有影响，一般在深成部位易形成云英岩型矿床；在中深部位易形成矽卡岩型、绢英岩型矿床；在浅成和近地表条件下，易形成浅成低温热液矿床。 岩浆岩的另一个重要作用是为成矿提供热源条件。深部异常热源（岩浆）的存在是形成热液矿床、部分沉积-热液叠加改 造矿床的重要条件。岩浆热源既能为含矿热液的运移提供热动力，又能为成矿所需要的物理化学过程提供温度条件。这一点在热液矿床成矿中尤为重要。四、沉积条件沉积条件对于沉积矿床的形成具有头等重要的意义。 4在广阔的沉积盆地中通过沉积作用可形成煤、铁、锰、铝、磷、盐
10、类等矿床。不整合所代表的古侵蚀面，是聚集残余矿床和砂矿的有利部位。 不同地质时期沉积环境和条件不同，可能形成不同种类或不同规模的矿床。对不同矿床而言，多存在着较重要的形成时期。由于植物从古生代才开始大量繁殖，故煤出现在古生代和古生代之后的地层中。就世界范围看，主要的含煤地层为石炭-二叠系、侏罗系和第三系。锰的成矿时代以前寒武纪和古近纪及新近纪最为重要，集中了全世界锰储量的1/2 以上。铝土矿的主要成矿时代是石炭-二叠纪、侏罗纪- 白垩纪、古近纪、新近纪和第 四纪，在中国以石炭-二叠纪最为重要。铁矿主要产 于前寒武纪地层中，大部分条带状含铁建造形成在距今26001800Ma 的时段里。 五、岩性
11、条件 岩石物理化学性质对于成矿作用方式、矿化强度、矿体产状及矿床类型等均有明显的控制作用。 岩石物理性质方面，岩石的孔隙度、裂隙度、渗透性、抗压强度等对成矿均有影响。例如：多孔状岩石中矿化常较强烈；脆性大的岩石易发育裂隙，有利于矿液的运移和矿质的沉淀。可塑性大的岩石不易产生裂隙，往往成为矿液运移的隔挡层。当脆性岩石和塑性岩石共存时，在脆性岩石中易成矿。岩石化学性质方面，化学性质活泼的围岩可与矿液发生交代作用，形成矽卡岩型或其他交代矿床；在砂页岩中则形成脉状矿床，如湖南瑶岗仙钨矿；在花岗岩体附近的碳酸盐岩接触带中形成矽卡岩型白钨矿，而在花岗岩外围的接触变质砂页岩裂隙中形成黑钨矿石英脉。围岩成分有
12、时对成矿有重要影响，例如硼矿床的形成与白云岩或白云质灰岩密切相关。由于镁是硼矿物的重要沉淀剂，可形成各种镁的硼酸盐矿物（床） 。 除上述主要控矿条件外，变质作用、流体特征、次生富集、剥蚀深度等，对矿床的形成和保存也有较大影响。总之，各种影响成矿的条件，往往是相互关联的。一个矿床的形成往往是多种因素综合控制的结果。但对不同区域、不同矿种和不同类型的矿床，上述控矿条件的作用又不是等同的。一个具体矿床常具有一两种控矿条件起决定作用。因此在研究和预测矿床时，对成矿条件要全面分析，具体研究。 5第二节 成矿规律 成矿规律是在研究矿床产出的地质及地球化学背景的基础上，阐明矿床在时间上、空间上的分布规律。由
13、于成矿规律研究涉及面广，综合性强，至今仍有诸多问题有待解决。以下介绍的几个基本问题是在成矿规律研究中经常遇到的，其中有些是带有规律性的认识，有些是经验总结，还缺乏深入的理论分析。一、成矿区域与成矿时代 地壳中的矿产在空间上和时间上的分布是不均匀的，在地壳中某种或某些矿产大量集中的那一部分地区称为成矿区域。在一个成矿区域中，矿化往往集中地发生在某个或某些地质时期内。这样的矿化比较集中的时期称为成矿时代。 (一)成矿区域 成矿区域的范围大小不一，往往可以划分出不同的级别。目前，人们一般按空间规模，把成矿区域划分为全球性成矿域、成矿区（带） 、矿带和矿田4 个级别。1全球性成矿域 属全球性成矿构造系
14、统，包括巨大板块边界、巨型褶皱带、贯通性深大断裂等，面积般达 nl05nl06km2。 全球范围内存在 3 个重要的成矿域，即环太平洋成矿域、特提斯成矿域和中亚成矿域。斑岩型矿床、块状硫化物矿床、浅成低温热液矿床的广泛分布是三大巨型成矿域的共同之处，它们提供了贵金属与有色金属的重要来源。在理论上，三大成矿域是研究板块构造与成矿关系的理想场所。从目前情况看，在铜、金、钼等金属产量与储量上，环太平洋域雄居榜首，但另两个成矿域在工作及研究程度上均远逊于环太平洋成矿域，因而潜力很大。 个巨型成矿域的地理范围及囊括的成矿时代都存在不少争议，争论本身深化了对成矿域的认识。每个巨型成矿域都包括若干颇有特色、
15、著称于世的成矿区带。（1）环太平洋成矿域：指的是环绕太平洋周围的中、新生代构造-岩浆成矿域。自南美洲南端起，沿南、北美洲西缘经安第斯、科迪勒拉等山系，经阿拉斯加，进入俄罗斯亚6洲部分的东北地区，过日本群岛、中国台湾省及东南沿海、菲律宾、巴布亚-新几内亚至新西兰一带，延长达 4 万多 km。整个成矿域又分为内、外 2 个带。在美洲，内带沿滨海断裂发育，以斑岩型铜（钼）矿、卡林型金矿、陆相火山岩型（浅成低温热液型）金矿的大量产出为特色；外带位于大陆部分，产铅、银及锡矿床等。在亚洲，内带沿岛弧分布，主要发育古近纪安山岩及铜、金矿床，沿断裂带有基性-超基性侵入岩及铬、镍、铂矿床；外带范围较广，主要指大
16、陆部分的中生代岩浆活动区域，以产钨、锡为特征，并发育铅、锌、金和铋等矿床。 （2）特提斯成矿域：包括地中海沿岸及亚洲西南部和南部，从西班牙、意大利起，经巴尔干半岛、小亚细亚半岛进入南高加索、伊朗、巴基斯坦，进入中国西藏、川西及云南，再延至马来半岛，并在帝汶岛与环太平洋成矿域相接，延长约 1.6104km。该成矿域中成矿系统很发育，包括广泛发育的斑岩型铜、钼、金成矿系统，断陷盆地热卤水铅、锌、铜、银成矿系统，蛇绿混杂岩-剪切带金成 矿系统和蛇绿岩套铬铁 矿成矿系统等。这些成矿系统所在的成矿带大都沿板块结合带及其边缘分布，有很长的延伸距离（可达 400500km） 。 本区各时代尤其是古特提斯以来
17、的火山岩十分发育，且与成矿关系十分密切。与火山岩有关的矿床类型有：与晚古生代裂谷洋盆型火山岩有关的块状硫化物银多金属矿床（如老厂） ；产于晚古生代洋脊蛇绿岩套与中新生代浅成- 超浅成侵入活动有关的金矿床（如哀牢山） ；与晚三叠世岛弧酸性火山岩有关的黑矿型矿床（如呷村） ；新生代斑岩型铜- 钼 -金矿床（如玉龙）及浅成低温热液金、银、汞、锑矿床。特提斯成矿域构造-岩浆演化控 制了成矿的时空分布。从前寒武纪开始，就不断有金属矿床形成。但是，大规模的成矿作用发生在特提斯演化阶段。古特提斯早期，在板块结合带和陆缘岛弧带形成了一批重要矿床；而在新特提斯期，又在造山形成的山系和盆地中形成另一成矿高峰，包括
18、兰坪铅- 锌矿和哀牢山金矿带的形成。总的成矿演化趋势是：成矿规模由老到新不断增大，直到喜马拉雅期形成一些很有特色的大型、超大型矿床。成矿规模大，成矿时代新，剥蚀不深，保存较好，适度暴露，是本区很有找矿前景的一个重要原因。（3）中亚成矿域：中亚成矿域西起欧亚两大陆交界的呈南北走向的乌拉尔，从其南部折向东，经哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦、部分吉尔吉斯斯坦、中国新疆塔里木以北地区、青海和甘肃北部、内蒙古西部，以及蒙古国西部，至包括贝加尔湖东部地区在内的南西伯7利亚。这一巨型成矿域东部，包括我国西北地区，挟持于西伯利亚板块和华北板块、塔里木板块之间。中亚成矿域以发育中、新元古代及古生代活动带与成矿作用为特
19、点。在中亚成矿域南北两侧，即靠近古老克拉通处，都存在中、新元古代活动带，如在西伯利亚板块之南产出在原苏联地质文献中讨论甚多的贝加尔褶皱带，其时代为中、新元古代。在华北克拉通和塔里木克拉通之北存在渣尔泰群、狼山群、白云鄂博群、达格拉格布拉克群等发育于中、新元古代裂谷或坳陷槽中的巨厚沉积物。中、新元古代活动带紧贴古老克拉通，而在它们之间的广袤大地上则发育古生代、特别是晚古生代活动带。与以年轻的新生代造山带为主要地质背景的环太平洋及特提斯成矿域相比较，中亚成矿域具下列特点：中亚成矿域自中元古代即开始发育。中国内蒙古狼山地区的几个大型超大型多金属矿床、白云鄂博稀土铁铌矿床、西伯利亚南缘的干谷金铂矿床、
20、霍罗德累、格雷夫斯克等超大型铅锌矿床都主要形成于中元古代。成矿高潮发生于华力西晚期。中国土屋、蒙古额登勒、哈萨克斯坦阿克图盖等超大型斑岩铜矿床，众多的陆相火山岩型低温热液金矿床等均在这一时期形成（如乌兹别克斯坦可克帕他斯） 。本成矿域岩石圈的多期次拉张、多期次裂谷形成导致多期次蛇绿岩、富碱岩浆杂岩、高 Nd 值花岗岩类及巨厚黑色岩系的发育与广布。这一岩石圈发育特点在环太平洋和特提斯带是缺失的。穆龙套金矿、干谷金矿、宗毫巴金矿、库姆托尔金矿等超大型金矿均赋存于黑色岩系中，这一特点在世界范围也属罕见。以上 3 个巨型成矿域均跨入中国部分省区，对中国东部和西南部成矿规律的认识、成矿远景评价及找矿预测
21、都有重要意义。 2成矿区（带）泛指大区域的成矿单元，如有的学者根据中国东部与西部地质背景、矿种组合与成矿作用的明显差别，将中国分为东部成矿区和西部成矿区。两者界线从大兴安岭西缘，经鄂尔多斯西部穿越西秦岭沿龙门山直到“康滇地轴” 。其中东部成矿区通常被视为环太平洋成矿域的一部分，中生代开始的成矿作用主要受环太平洋构造活动带的影响，东西部成矿区又可划分出多个不同的成矿区（带） 。3矿带 是最常见的区域性成矿单元，如长江中下游铁铜矿带、雅鲁藏布江铬矿带、秦岭铜铅锌多金属成矿带等。矿带之内还能分出若干成矿亚带，如长江中下游铁铜矿带中的宁芜铁8矿亚带等。4矿田 指在统一的地质作用下形成的，成因上近似，空
22、间上相邻的一组矿床分布区域。其分布面积一般在几十到一、二百平方千米，如宁芜铁矿亚带中的凹山铁矿田、长江中下游铁铜矿带中的狮子山铜（金）矿田、铜官山铜（硫）矿田等。(二) 成矿时代 地球演化过程中，成矿作用与壳、幔相互作用及间歇性的地壳运动旋回密切相关，这就决定了成矿作用是不连续的。在不同的地史时期，不仅成矿作用的类型不同，而且成矿作用的强度也有很大的差异。据统计，世界上 75%的金矿， 26%的镍、钴矿和 2/3 以上的铁矿都形成于前寒武纪，80% 的钨矿形成于中生代，85%以上的钼矿形成于中、新生代，50%的锡矿形成于中生代末期。能源和盐类 矿产中，石炭 -二叠纪是世界最主要的成煤期，新生代
23、是最主要的成油期，二叠纪为最主要的成盐期等。 1成矿时代的划分 成矿时代有长有短。内生矿床成矿时代一般以地史上重要的构造事件为划分依据，例如加里东成矿期、燕山成矿期等。外生矿床成矿时代因其与地层关系密切，一般按地质年代来划分，如中元古代铁矿( 河北宣龙一带) 、寒武纪磷矿 (云南昆阳)。成矿时代主要是根据已知的世界范围或区域范围资料，通过综合分析对比加以确定的。既有全球性的成矿时代，又有地区性的成矿时代，但都只是相对的。 根据地质历史中成矿环境的变化和构造、岩浆、沉积活动的特征，可将全球成矿作用划分为 5 个主要成矿期：太古宙，古元古代，中、新元古代，古生代，中、新生代。 （1）太古宙：太古宙
24、火山岩浆活动强烈，地壳表层热流值高，地热梯度大，原始地壳薄而且不稳定。早期侵入岩为基性-超基性岩床和由英云闪 长岩- 奥长花岗岩-花岗闪长岩组成的杂岩体（TTG ） ，晚期为花岗岩及正长岩。在 TTG 岩系中分布着狭长的绿片岩相基性-超基性火山岩、钙碱性系列火山岩及沉积岩（绿岩带） 。这一时期的主要矿床有：绿岩带中的阿尔戈马型沉积铁矿床、铁锰矿床，成矿主要与火山- 沉积作用有关，中国鞍山- 本溪、冀东地区广泛发育这类铁矿；绿岩带中的造山型金矿床，如澳大利亚卡尔古利地区绿岩带中广泛发育的脉状金矿化，其矿化组合为金-碲化物、金 -硫化物、金-石英脉，在加拿大9地盾中有 3/4 的金产于金-石英脉中
25、；块状硫化物矿床，其特点是以锌、铜为主，极少含铅，而金、银丰度高，如加拿大诺兰达矿床；层状杂岩体中的铬铁矿。 （2）古元古代：古元古代地壳逐渐增厚，除火山作用外，各种碎屑沉积建造和化学沉积建造也大量出现。此期是世界上苏必利尔型条带状含铁建造形成时期，形成了许多重要的铁矿床。该类铁矿大规模分布区包括美国苏必利尔湖、加拿大魁北克、澳大利亚哈默利斯等。该时期岩浆侵入活动以基性-超基性层状杂岩体大规 模侵入为特征，并出现重要的岩墙群。世界上一些重要的与基性-超基性杂岩体有关的铜镍硫化物矿床形成于这一时期。产于层状杂岩体中的南非布什维尔德铬铁矿矿床为世界上最大的铬铁矿矿床，最大的铂及铂族元素矿床。最大的
26、含钒磁铁矿矿床亦形成于古元古代（20501950Ma） 。 中国古元古代苏必利尔型铁矿不很发育，规模较小，如云南大红山铁矿和吉林大栗子铁矿等。此外，还有块状硫化物矿床（如红透山铜矿） ，少量石墨、云母矿床也形成于这一时期。（3）中、新元古代：中元古代是世界上层状铜矿（如俄罗斯的乌多坎铜矿）和热水喷流沉积铅锌矿（如澳大利亚麦克阿瑟河矿床，时代为 14001000Ma）的主要形成时期。此外，还有热液铀矿（如澳大利亚北部） ，一部分层状锰矿（如印度中部）和金刚石矿床，与碳酸盐岩有关的稀土-铌矿床也形 成于这一时期。 中元古代是中国层状铜矿形成的主要时代，如云南东川及中条山篦子沟、胡家峪等；同时也是中
27、国热水喷流型铅锌矿、钴矿形成的主要时代，如辽-吉裂谷中由西向东从八家子、关门山、青城子、荒沟山直至朝鲜检德铅锌矿、吉林大横路钴矿。在中元古代形成的还有铜镍硫化物矿床（如金川镍矿，1500Ma 左右） 、钒钛磁铁矿矿床（如大庙式钒钛磁铁矿） 、白云鄂博超大型稀土-铁-铌矿床（最初成矿时代为中元古 代） ，北方的宣龙式铁矿、瓦房子锰矿等沉积矿床成矿时代亦为中元古代。 新元古代世界上主要出现的矿床类型有层状铜矿（如中非铜矿带、赞比亚北部和扎伊尔南部铜矿）及少量热水喷流沉积型铅锌矿矿床。中国新元古代形成的矿产主要有南方磷矿（如湖北、贵州）及一部分锰矿（如湘潭） 。 （4）古生代：早古生代世界上主要形成
28、的矿床有块状硫化物矿床、部分密西西比河谷型铅锌矿、沉积铁矿（美国上志留统） 、黑色页岩中的铀钒矿床（瑞典南部寒武-奥陶系） 、与基性- 超基性杂岩有关的钛铁 矿- 磁铁矿（俄罗斯） 、黑钨矿（美国北卡罗 来纳）和白钨矿10（朝鲜） 。早古生代：中国东部以稳定的陆缘海和陆内海槽沉积作用为主，形成重要的沉积矿床，如昆阳、襄阳式磷矿以及湘鄂西黑色页岩中的铀、钒、镍、钼矿床。在中国西部，伴随着地槽型火山和侵入岩浆活动，形成大量内生矿床，如白银厂块状硫化物矿床（黄铁矿型铜矿）以及镜铁山式火山-沉积变质铁 矿床；另外还发育热水喷流型钴矿，如青海东昆仑驼路沟钴矿等。晚古生代：世界上形成的矿床主要有钾盐矿床（
29、泥盆纪、二叠纪） 、密西西比河谷型铅锌矿床（美国、东欧） 、块状硫化物矿床（西班牙、葡萄牙、俄罗斯的乌拉尔） 、日本别子型块状硫化物矿床（石炭-二叠纪） 、沉积锰矿（中哈萨克斯 坦） 。此外，晚古生代也是世界上各种热液矿床和岩浆矿床形成的主要时期，如铬铁矿床（俄罗斯） 、钛铁矿床和铂族元素矿床（俄罗斯的乌拉尔） 、与花岗岩有关的钨、锡矿床(英国康沃尔、葡萄牙 Panasqueira)、伟晶岩型矿床（俄罗斯） 、汞矿床（西班牙） 。 在中国晚古生代成矿特点与加里东期有些类似，在东部以沉积矿床为主，如华北的山西式铁矿和巩县铝土矿，华南的宁乡式铁矿和遵义锰矿等。中国最主要的煤矿为南北方各省石炭- 二
30、叠纪煤矿。内生矿床有 四川力马河铜镍矿床。在中国西部则以内生矿床为主，有阿尔泰和天山的稀有金属伟晶岩矿床，内蒙古的铬矿和温都尔庙铁矿、白乃庙铜矿，南祁连山的有色金属矿床等。外生矿床有陕南的柞水菱铁矿矿床等。 （5）中、新生代：世界上形成于中、新生代的矿床主要有石油，如波斯湾（侏罗-白垩纪、古新世、中新世） ，利比亚（白垩纪-古新世） ，委内瑞拉（白垩纪- 古近纪） ，墨西哥湾( 古新世、中新世)；煤，除石炭-二叠纪外，中、新生代是主要的成煤期，如美国（怀俄明州、犹他州、科罗拉多州等） ，挪威（斯瓦巴德） ；主要的沉积锰矿床；与花岗岩有关的热液型钨、锡、钼、铍、铜、铅、锌、金等矿床；主要的斑岩型
31、铜、钼矿床，世界上 90%以上的斑岩型矿床形成 于 180Ma 之后；浅成低温热 液型金、银、汞、锑矿床，绝大部分形成于三叠纪以后；与火山岩有关的块状硫化物矿床 (如日本黑矿、塞浦路斯块状硫化物矿床)；层控矿床（如含铜砂岩 、层控汞矿及 锑矿等） 。中国的中、新生代成矿作用与世界相比，有相似之处，但又有自己的特点，主要表现在东、西部成矿的差异上。西部地区印支期成矿作用比较发育，内生矿床主要产于昆仑山、祁连山、滇西、内蒙古（如白云鄂博稀土-铁- 钽矿床印支 期叠加成矿)、四川西部，主要有11铁、铜、钴、镍、钨、锡、金、稀有金属、石棉、云母等，外生矿床有石膏、盐类、铜、锰，石油和油页岩等。东部地区
32、燕山期成矿作用更为强烈，主要受太平洋板块向欧亚大陆俯冲的影响，构成中国东部最重要的内生矿床成矿期，与酸性岩类有关的钨、锡、钼、铍、铜、铅、锌、铌、钽、稀土元素，金、汞、锑、萤石、沸石和明矾石等；与中性和中偏基性岩浆岩有关的铁、铜、黄铁矿等。外生矿床主要有分布于东北、华南等省区的一些煤田、盐类矿床，滇中的含铜砂岩矿床等。新生代主要表现在印度板块与亚洲板块的碰撞带以及中国台湾等地区太平洋板块俯冲带的成矿，有西藏的铬铁矿矿床，西藏玉龙斑岩铜矿，台湾奇美及都兰山斑岩型铜矿，台湾金瓜石浅成低温金、铜矿等。重要的外生矿床有古近纪新近的煤、石油和天然气，以及盐类矿床和现代盐湖等。 2成矿的演化大量的地质和矿
33、产资料表明，随着地球动力演化和地球各层圈（包括岩石圈、水圈、气圈、生物圈）的形成和发展，地史上的成矿作用总体是由低级向高级、不可逆的发展。由于受到地球上若干重大地质事件如古陆聚散、大气成分突变、生命活动爆发、天体撞击等的制约和影响，成矿作用的地质环境会出现突然变化，即由渐变到突变。这些突变使地球历史上总的成矿过程表现为阶段性或节律性。成矿演化特点主要表现在 4 个方面（翟裕生等，1999） 。（1）成矿物质由少到多：从地球古老时期到显生宙时期，成矿物质（元素及其化合物、矿种）数量在逐步增加。由太古宙时的 Fe、Ni、Cr、Cu 、Zn 等少数几种元素成矿，发展到中生代新生代时的几十种元素成矿，
34、包括一大批有色金属、稀有金属和放射性元素等。一些高度分散的元素如碲、锗等过去只认识到它们在一些金属矿床中作为伴生有益组分产出，但近年来发现它们在中- 新生代也能高度富集并形成独立矿床。实例有四川石棉县的燕山期大水沟碲矿、云南临沧第三系煤系中的锗矿等。 （2）矿床类型由简到繁：矿床成因类型从古到今由简到繁，数量在增加。太古宙时只有绿岩型金矿、火山岩型铜- 锌矿、阿尔戈马型铁矿和科马 提岩型镍矿等少数几种矿床类型，反映了当时成矿环境的单调和含矿介质种类的单一。这种情况随时间的推移发生了重大变化，成矿环境类型增多，含矿介质如各类热液和地表水也是种类繁多，因而到中-新生代时，矿床成因类型已增到几十种。
35、例如：生物成因矿床（包括金属、非金属和能源）在前寒武纪数量稀少，只在显生宙以来生物大量繁衍时期，才显著增多。多因复成矿床是经过两个12以上成矿作用叠加形成的，也只有在古生代以来才大量出现。（3）成矿频率由低到高：成矿频率自古至今由低到高。据对中国 631 个大中型金属矿床（包括铁、锰、铬、钛、铜、铝、铅、锌、锡、钨、锑、汞、钼、镍、银、金和稀土等）成矿时代的统计，它们在各地质时代的分配是：太古宙有 45 个，占 7.1%；元古宙 64个，占 10.1%；古生代 151 个，占 24%；中生代新生代，占 58.8%。这明显表明成矿频率有随地史进化而迅速增长的趋势。成矿频率增大这一趋势与上述的矿种
36、、成矿环境、成矿介质的增加有关联。同时，地球化学元素在地壳中经历多次循环，其浓集度提高也是一个重要的背景因素。 （4）聚矿能力由弱到强：聚矿能力或矿化强度随地史演化而增强。成矿强度的一个识别标志是形成矿床的规模和品位。矿床规模越大，品位越富，表示成矿强度越大。如果成矿物质能高度浓集，则能形成超大型矿床。因此，一个地质时代的成矿强度在一定程度上可以用所形成的超大型矿床的数量来衡量。以全球 108 个超大型金属矿床的基础资料为依据，翟裕生等（1997）统计了 108 个矿床在各地质时代的形成数量，并且按照每lOOMa形成超大型矿床的数量作了对比，即从太古宙古元古代、中元古代新元古代、古生代到中新生
37、代，分别为 0.65 个/lOOMa 、2.27 个/lOOMa 、5.0 个/lOOMa和 21.7 个/100Ma。这形象地说明，随着地球演化和各层圈的发育，成矿系统日趋成熟，成矿强度显著增强，因而超大型矿床的数量有从老到新，呈近似等比级数增长的趋势。李人澍（1991）将各地质时期金的储量作了统计对比，发现太古宙、古生代、中生代、新生代单位时间产金率或成矿强度之比为 113.86.9，说明金矿成矿强度随地质年代变新而增强的趋势明显。由上述可见，随着地球自太古宙早期（约自 3800Ma 前起，发现有铬、铜等的成矿作用）至今的演化，成矿物种、矿床类型由少到多，矿化频率由小到大，成矿强度由弱到强
38、。需要说明的是，上述各项统计都是针对全球或一个国家（区域）中在地壳浅表层次已经发现的矿床。地史上矿床（特别是早期形成的矿床）形成后还可能被后来的地质作用（如隆升、剥蚀等）所破坏。因此在探讨这个问题时，还要考虑矿床形成后的保存情况、矿床现今埋藏深度以及含矿区域内地质矿产勘查程度等自然因素和社会因素的制约。故此上述统计得到的结果在目前只能作为一种相对的趋势来认识。二、成矿系列、成矿系统和成矿模式 1成矿系列13所谓成矿系列，是指在一定的地质环境中，在统一的地质成矿作用下形成的，在时间上、空间上和成因上有密切联系的一组矿床类型。在同一成矿系列中，包括不同成因类型（两个以上）且有亲缘关系的矿床。例如，
39、在中生代继承式火山构造洼地内与橄榄安粗岩系火山次火山岩有成因联系的铁（铜硫金）矿床成矿系列（简称“玢岩铁矿” ） ，它包括了岩浆矿床-高温热液磁 铁矿床- 中温热液铁矿床-中低温热液黄铁矿床-火山沉积铁矿床-似层状含铜黄铁矿床-明矾石矿床-浅成低温热液金矿化和脉状铜金矿化。又如，在中、新生代岛弧或活动大陆边缘与中性-中酸性次火山岩浆活动 有成因联系的斑岩铜金矿床成矿系列，它包括斑岩型铜金矿床- 矽卡岩型铜（铁、金）矿床 -角砾岩筒型铜矿-酸性硫酸盐型浅成低温热液金铜矿床-热泉型金银 矿床，这类矿床形成于火山- 次火山地质环境下。成矿系列又称矿床成因系列。它强调从成因上，以成矿演化、联系发展的观
40、点，全面研究各类型矿床之间的内在联系和形成过程，这有助于深入认识成矿作用的复杂性和多样性，掌握各类型矿床的分布规律。同时，运用成矿系列这个概念，可以从各种类型的矿床的关系中把握住区域成矿作用的总体及其发生发展过程，根据已发现的一种或少数几种矿床类型去预测、寻找可能存在的而尚未发现的其他矿床类型。成矿系列的提出使人们从孤立地研究一个矿床，发展到研究矿床的共生组合和成矿系列，是研究矿床的一大进步。程裕淇等在1979 年的“初论矿床的成矿系列问题”和 1983年的“再论矿床的成矿系列”两文中，介绍了在不同地质背景下实际存在的多种成矿系列。他们把成矿系列分为三大类，即与岩浆作用有关的成矿系列，与沉积作
41、用有关的成矿系列和与变质作用有关的成矿系列，三大类成矿系列之下又划分出 27个系和 44个亚系。2成矿系统成矿系统是指在一定的地质时空域中控制矿床形成和保存的所有地质要素、成矿作用的全部过程以及所形成的矿床系列和相关异常构成的整体，是具有成矿功能的一个自然系统（翟裕生等，1999） 。成矿系统的研究应该是在一般矿床学研究基础上，着重从宏观上和整体上探讨区域成矿尺度上时间、空间、物质运动的关系及其发展过程，并力求深入到成矿动力学机制上来探索和掌握矿床的形成和分布规律。成矿系统研究在研究思路和方法上有一些重要特点。首先，认为成矿系统是由相互依存的几个层面组合成的，包括：控制成矿的地质、地球物理、地
42、球化学作用和条件；成矿物质、流体和能量及其来源；成矿作用的发生、发展到终结的过程以及成矿后矿床的保存；成矿作用的产物即矿床系列14及相关的异常，要把它们作为一个整体来看待。还有，成矿系统总是产在一定的地质构造环境中，系统与所在环境间也进行着成岩、成矿中各种物质和能量的交换，即系统具开放性。成矿系统本身还具有自发地排除成矿作用过程中出现的干扰因素的能力，使成矿作用能持续进行，实现其成矿功能。成矿系统都具有四维属性，它是动态的，随时间变化的。此外，成矿系统应是地史演化的自然产物，成矿系统在时间和空间上的分布是不均匀的，成矿系统的演化具有总体上不可逆的特点。3成矿模式 成矿模式并没有十分严格的定义。
43、目前一般认为，所谓成矿模式是指对矿床的地质特征、成矿条件、形成环境及其成因机制的高度综合和概括，它是表达矿床研究成果、反映矿床成矿规律的重要形式。其成果为制定合理的矿产勘查战略和工作方案，科学找矿和提高经济效益，提供理论基础和科学依据。成矿模式的表达，一般要求文字与图表并重，文字言简意赅，图表要醒目准确。 成矿模式的建立过程常起始于单个矿床，特别是典型矿床的描述性概括。同时与其他类似矿床对比，最终对同一类型矿床进行总结概括，从中概括和抽象出一些共同特征，内在规律。中国矿床地质工作者在长期的矿产勘查和科学研究中，已成功总结出一系列矿床模式，如斑岩型铜矿、金伯利岩型金刚石矿床和中国的鞍山式铁矿、宁
44、乡式铁矿、焦家式金矿、昆阳式磷矿、锡矿山式锑矿、金川式铜镍矿等都建立了较为成熟的成矿模式。成矿模式的建立是以重要的典型矿床研究为基础的，但又必须超越对单个矿床的纯粹描述，需要充分分析和对比大量的典型矿床研究资料，在此基础上将具有相同（或相似）特征的矿床归为一类。因此，广泛借鉴和利用区域成矿研究成果，是建立正确的成矿模式的必要前提。同时，区域成矿的研究成果也可以模式化，用区域成矿模式展示。成矿模式指导矿产勘查实践已取得了明显的效果。如将斑岩型铜矿成矿模式应用于世界范围内的斑岩型铜矿找矿工作，获得了巨大的成功。中国 20 世纪 60 年代初应用石英脉型黑钨矿矿床的“五层楼”成矿模式，发现了一大批隐
45、伏钨矿床。近年来，应用卡林型金矿成矿模式发现和评价了黔西南及其他地区的金矿床。同时，大量成矿模式的不断建立能够对现行矿床成因分类进行合理补充。目前广泛流行的矿床成因分类，基本上是以单一成矿作用为主要依据来划分的。自然界中的矿床固然有一部分是单成因或以一种成因为主的，但是有相当多的矿床是多成因叠加形成的，如世15界著名的澳大利亚的奥林匹克坝金-铀矿床和中国的白云鄂博稀土- 铁-铌矿床。目前，这部分矿床在传统的成因分类中很难找到合适的归属。但是无论一个矿床的形成作用有多么复杂，在系统的研究基础上其成矿模式还是可以建立起来的。由于成矿模式表达的内容集中了复杂的成矿地质现象，简化了浩繁的矿床描述资料，
46、因此有利于众多矿床间的分析对比和类型归属，使成矿模式本身就具备了矿床类型的含义和功能。值得说明的是，由于自然界成矿作用的复杂性和人们认识的局限性，成矿模式也存在明显的局限性，主要表现在：受理论水平和实际资料的限制，成矿模式也处在不断的改进和完善之中；由于地质作用的复杂性限定了自然界不可能有两个完全一样的矿床，因此成矿模式在找矿预测中的应用只能是指导性的和参考性的；成矿模式主要对模式中所涉及的矿种和类型具有预测意义，而对新矿种、新类型的勘查和评价尚缺乏适用性。 三、叠加成矿、再造成矿和层控矿床矿床的形成是地质作用的结果，地质作用的长期性和复杂性导致成矿作用经历了复杂和长期的演化过程。许多矿床的形
47、成可能是多期成矿作用的结果。这类矿床的形成作用主要包括叠加成矿作用和再造成矿作用。 (一) 叠加成矿作用 系指在先期成矿基础上，后期又有新的成矿作用叠加上去再次成矿。有两种情况：一种是早期地质作用使成矿物质在地壳内一定区域初步富集，形成“矿源层”或“矿源岩” 。在此基础上，经过后来的地质作用，使矿质进一步富集形成工业矿床，如华北板块古老的变质基底中分布有金含量高的变质基性火山岩，被视为“矿源岩” ；中生代岩浆活动通过气水热液活化转移其中的矿质，并在一定地段再一次富集成矿。鞍山式铁矿的形成也是如此，其中的贫矿为早期矿质初步富集的结果，后期的变质作用和热液淋滤作用等，使部分贫矿层中的铁进一步富集形
48、成富矿体。另一种情况是在早期已形成矿床基础上，后来又有新的成矿作用和成矿物质叠加上去。著名的白云鄂博稀土-铁-铌矿床属于此类型。该矿床产于元古宙白云岩中，初次成矿属热水喷流沉积成因（约在 1500Ma 前） 。吕梁运动时发生区域变质，白云岩等发生矿物重结晶，其中稀土和磷质晶出为稀土矿物（如独居石） ，铁质则以铁白云石、菱铁矿、赤铁矿和磁铁矿等晶出，形成沉积变质铁矿床。以后到印支期，由于花岗岩浆侵入，又有热液成矿作用叠加在早期沉积变质作用形成的矿床之上，并带来部分稀土元素和铌，产生易解石等稀土矿物，形成稀土、铌矿床。由此认为白云鄂博矿床为一16个沉积变质-岩浆热液交代作用形成 的多成因叠加型矿床
49、。(二) 再造成矿作用 指一个矿床形成后，在受到后来的地质作用改造时，转变为其他矿床类型的成矿作用。再造成矿作用强调矿床类型的改变而不是矿种的改变，如一些沉积型铁矿床经过岩浆侵入接触变质改造，可将原来的赤铁矿层或菱铁矿层转化为磁铁矿矿体，并产有矽卡岩化等热液蚀变，因而具有层控- 矽卡岩型矿床特征。据王永基（ 1979）的研究，中国南方石炭系中的层状铁矿床，可能是由原生菱铁矿矿床经过矽卡岩化改造生成的。 经过改造后的再造型矿床可以使矿化更富集，也可以使其贫化。例如：许多菱铁矿矿床中可见到青灰色和米黄色两种不同颜色的菱铁矿，青灰色菱铁矿一般是原生的，经过去泥排炭改造之后，变成米黄色的菱铁矿，铁含量一般可提高 3%7% 。而湖南祁东沉积变质铁矿床，矿石矿物主要为赤铁矿，由于受到花岗岩侵入而发生改造。在关帝庙地段与岩体接触带，赤铁矿转变为磁铁矿。在改造过程中，原矿石中的一部分铁质与花岗岩中的硅质发生反应，生成铁铝榴石、绿帘石、阳起石等含铁的硅酸盐矿物，从而使可熔铁由 30.93%，下降到 29.73%。在庙冲-邓家冲矿段，可熔铁更降至 28.51%。以上对叠加成矿和再造成矿的概念和应用范围作了说明和论述，但两者之间还存在某些过渡类型
