|
|
|
控矿条件和成矿规律
本章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矿专属性的问题。这类研究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：①规模大，一般延伸几十千米，可达几百或上千千米；②切割深，深切下地壳或上地幔；③贯通性强；④一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，控制矿床的形成和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：①褶皱构造；②断裂构造；③侵入体内部构造（流动构造、原生破裂构造及隐爆角砾岩筒）；④侵入体与围岩的接触带构造；⑤火山构造（环状及放射状构造、爆发角砾岩筒）；⑥成层构造；⑦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250～300km。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。
在广阔的沉积盆地中通过沉积作用可形成煤、铁、锰、铝、磷、盐类等矿床。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2600～1800Ma的时段里。
五、岩性条件
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。
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n×l05～n×l06km2。
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。
３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、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1.6×104km。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400～500km）。
本区各时代尤其是古特提斯以来的火山岩十分发育，且与成矿关系十分密切。与火山岩有关的矿床类型有：①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）；②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）；③与晚三叠世岛弧酸性火山岩有关的黑矿型矿床（如呷村）；④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：①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、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。②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）。③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εNd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。④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：①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；②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，在加拿大地盾中有3/4的金产于金-石英脉中；③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；④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。最大的含钒磁铁矿矿床亦形成于古元古代（2050～1950Ma）。
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1400～1000Ma）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（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（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①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)；②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）；③主要的沉积锰矿床；④与花岗岩有关的热液型钨、锡、钼、铍、铜、铅、锌、金等矿床；⑤主要的斑岩型铜、钼矿床，世界上90%以上的斑岩型矿床形成于180Ma之后；⑥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；⑦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)；⑧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，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。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、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1﹕1﹕3.8﹕6.9，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。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
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，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：①控制成矿的地质、地球物理、地球化学作用和条件；②成矿物质、流体和能量及其来源；③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；④成矿作用的产物即矿床系列及相关的异常，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。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，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：①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；②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；③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个沉积变质-岩浆热液交代作用形成的多成因叠加型矿床。
(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，有些多成因矿床由于成矿的多期性和成矿条件的复杂性很难准确地区分和识别，有待进一步深入研究。
（三）层控矿床
1．层控矿床的概念及特点
层控矿床是指受一定地层层位控制、矿体基本上呈层状或似层状展布、在同生沉积成矿作用的基础上又经过内生成矿作用叠加和改造而形成的复合成因矿床。
层控矿床具有以下主要特点：
（1）层控矿床受一定地层层位控制。如中国的川西会理一带铅锌矿床产于震旦系碳酸盐岩建造中；湘黔汞矿床产于寒武系石灰岩－白云岩建造中；川西、滇中的红层铜铀矿床产于侏罗－白垩系红色碎屑岩系中。
（2）矿体常常集中于某一特殊岩性段中，往往具有多层的特点。根据与矿石共生的岩石和建造特点，大致可分为四种类型：①产于黑色硅、泥质建造中的Ni、Mo、V、U、Cu多元素金属矿床；②产于红色碎屑岩建造中与石膏、岩盐共生的Cu、V、U、Pb、Zn、Sr等矿床；③产于碳酸盐岩建造中的Cu、Pb、Zn、Fe、Mn、Au、Ag、Hg、Sb、W、Sn等矿床；④产于火山－沉积建造中的Cu、Au、Zn、Fe、Mn矿床等。
（3）矿体形状大多为层状和似层状，与地层整合产出，也有呈透镜状、囊状、以及各种脉状和不规则状的穿层矿体。但不论其形状如何，均局限于一定的地层层位中。
（4）层控矿床在区域展布上有成群、成带、大面积分布的特点，其分布面积小则数千平方千米，大则数万、数十万平方千米。如美国密西西比河流域的铅锌矿床和中非铜矿带，国内如长江中下游的铁铜矿床和湘桂粤坳陷带的铅锌矿床。
（5）层控矿床兼有外生矿床和内生矿床的某些特点，反映其成矿过程的多阶段性和复杂性。一般是在沉积或火山－沉积成矿作用的基础上，又受到后生成矿作用（如岩浆、变质和热液作用）的叠加或改造。在早期的同生沉积阶段，准备了矿化地层或矿层，在后期的地质作用中才真正成矿或使矿体更加富集。
总之，层控矿床具有“层”、“相”、“位”和成群成带展布的特点。因此，在研究和评价层控矿床时，应着重分析有利于成矿的地层层位，注意层中已初步富集的有利岩相带、探讨后期叠加改造再富集的构造部位。
2. 层控矿床的成矿作用
层控矿床的成矿机理是复杂的，多因素的，成矿历史也很长，在不同的历史阶段中各种因素所起的作用也不尽相同。因此，层控矿床的成矿过程是一个演化过程，它不同于在同生沉积时富集成矿的沉积矿床（Fe、Mn、P、Al、盐、煤等），而是经历了成矿物质的初步富集形成矿源层→成矿物质的活化转移再组合→后期叠加改造作用再富集的演化过程。
（1）同生沉积作用。是形成层控矿床的基本成矿作用，它是在机械的、化学的和生物化学的作用下，在有利的相带中（如河流、洪积扇、河口三角洲、海滨－浅海过渡带、礁－礁后泻湖、海湾、火山活动中心及附近）造成矿质的初步富集——矿胚或矿源层，为层控矿床的形成奠定了物质基础。
（2）成矿元素的活化转移。成矿元素在地层某一特定层位的初步富集，如果不施以后期的再次富集作用，很多是没有经济价值的。再次富集主要取决于地层中元素的活化和转移。活化转移的介质可能多种多样：有的直接来源于地幔或地幔岩浆侵入体，有的是在变质作用和混合岩化作用过程中产生的，有的是由雨水、海水下渗到地下深处形成的环流热液，有的则是建造水受热而形成的热卤水。
实验证明，直接从岩浆和岩浆分泌的热液中带出的成矿元素，在许多情况下并非是成矿作用时主要的物质来源，而从地层中转移出来的成矿元素，则往往构成成矿物质的主体。例如：中国绿岩带中的金矿，成矿元素主要来源于绿岩带中的镁铁质岩石，而成矿主要与中生代花岗岩浆活动有关。
（3）叠加改造作用。层控矿床往往具有明显的热液活动的标志，在含矿层位中出现的穿切地层的细脉（经常是微切割地层）表明含矿层位受到明显的热液叠加改造。所谓改造，即指矿床或矿化地层于沉积形成后，受到另一次或多次地质作用而发生的各种改变。在各种改变中可以发生不同成矿物质来源所提供的矿质的叠加。因此，层控矿床一般是多成因的、多成矿阶段的和多物质来源的。这类矿床通常不仅具有外生特征，而且具有内生特征。
后生叠加改造作用可细分为以下３种：
（１）地下水热液和热卤水成矿作用。这里主要是指天水（包括同生水）在地下渗滤过程中，溶解、萃取围岩中的成矿物质，并把它们搬运到有利的构造和岩性部位而富集成矿的一种作用。典型的例子是美国加利福尼亚萨尔顿湖附近的热卤水成矿作用。
大量研究成果表明，多数层控矿床的成矿温度为100~300℃，不少是在100~150℃之间；含盐度往往很高，达5%~65%，一般为10%~20%，主要是Na－Ca－Cl型水。怀特（1974）根据氢氧同位素研究结果认为，大多数层控矿床的含矿热液来自天水。
（２）变质热液成矿作用。即由变质作用产生的热液对原来的沉积岩或火山沉积岩中的成矿物质起活化、转移和再沉积的富集作用。通常认为，这种流体对元素的迁移距离是不大的，不同的元素其活动性也不一样。一般来说，造矿元素（Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、As等）较易迁移，而造岩、亲铁元素（Fe、Mn、Al、Mg等）则较稳定。澳大利亚艾萨山矿床在变质热液作用下，活动性较大的铜由矿源层迁移至上盘的硅质白云岩中富集成矿，而略显惰性的铅锌则滞留在黑色页岩中。
（３）岩浆热液叠加成矿作用。系指先期形成的同生沉积矿床（或矿源层）之上又为后期的岩浆热液带来的成矿物质所叠加改造和再富集，即晚期的岩浆热液成矿作用叠加改造了早期的沉积成矿作用。前已述及，内蒙古白云鄂博铁矿即为一例。安徽铜陵地区不少层控矽卡岩型铜矿床也是如此，根据温春齐（1982）统计分析，该区约有22%的铜来自同生沉积的黄铁矿层，78%的铜来自岩浆热液或深部混合流体。
3．层控矿床的成矿控制因素
（1）地层的控制。地层控制，是层控理论的根本，而地层控制又首推矿源层的控制。
矿源层系指一个地区相对富集成矿组分的层位。这些有用组分与其他沉积物乃同时沉积于盆地中的特定地层中，如许多黑色岩系中Cu、Pb、Zn含量分别达20×10-6～300×10-6、20×10-6～400×10-6和100×10-6～1000×10-6，为其他岩层含量的几十倍至几百倍，这就是矿质层或称矿源层。虽然矿源层内的金属组分含量尚未达到工业品位，但当地质环境改变，特别是在物理化学条件发生变化时，有用组分发生某种迁移，并可在有利的构造部位重新聚集、沉淀而成矿。因此，查明一个地区矿源层的分布状况及其与矿床的时空关系，有着重要的理论和实际意义。
许多层控矿床产于特定的地层层位内，如中国华北太古宙绿岩建造对夹皮沟式金矿的控制，西南地区寒武系对汞矿的控制，云南震旦系因民、落雪组对东川式铜矿的控制，以及湘、桂、粤地区泥盆系－石炭系对层控铅锌矿床的控制等。
（2）岩性和岩相的控制。层控矿床是以同生沉积为基础的，层控矿床的形成常常与宏观上较为特殊的沉积环境和沉积条件有关，如一定的岩性、岩相、生物礁、盆地边缘等。中国南方中生代红色盆地中的铜矿床，矿体大多产于河床相、河口相和河湖交替相的紫色层和浅色层的交错过渡部位。中国一大批层控铅锌矿床在空间上与礁灰岩相的关系非常密切，世界上碳酸盐地层中的铅锌矿床有1/3以上产于礁灰岩相中。化学性质活泼的岩层对成矿的有利影响是极为明显的。
岩石的物理性质对层控矿床的制约有时也很明显。四川会理大铜厂砾岩型铜矿床，岩石的孔隙度及其钙质胶结物对铜的后生富集起重要作用。
（3）地层结构和层内构造的控制。层控矿床尽管首要的因素是地层控制，但绝非某一特定层位中均匀地赋矿，更非整个地层的矿化均具工业意义。实际上，只是在那些有利于矿液活动和矿质富集的部位，才能形成工业矿体。
在一套地层中存在角度不整合面、平行不整合面、层间角砾岩层及其他空隙大而胶结虚弱的结合面。此外，地层在构造变动时产生的层间剥离、层间破碎、层间滑动、地层裂隙、网状裂隙等都有利于矿液的活动，并且是矿质沉淀的部位。当被活化的成矿物质或外来的成矿物质运移时，必然优先进入这些有利的构造部位，通过充填和交代而成矿。
地层的组合关系往往对成矿也有重要影响，如由页岩、泥灰岩、石灰岩和白云岩等构成的地层组合，矿化往往选择钙质地层交代，特别是页岩构成隔挡层时，矿化多处于页岩层下伏的碳酸盐岩层中，呈层状或似层状产出。这种现象以中国西南地区的汞、锑矿床最为典型。
4．层控矿床的分类
由于层控矿床成矿的复杂性以及矿床类型的多样性，目前还没有一个统一的、能为大家都接受的层控矿床分类方案。
国外学者的分类一般依据以下３个方面：①按成矿作用；②按成矿物质来源；③按主岩的性质进行分类。K.C.邓哈姆（Dunham）提出了按岩石组合分为：砾岩型、砂岩型、页岩型、白云型-灰岩型、熔岩-火山碎屑岩型、变质岩型等６种类型。J.W.加皮尔曼（Gabelman）的分类考虑了主岩建造性质和矿化就位时间，注意到了矿床和围岩的时间和空间关系以及成矿方式等，其分类几乎包括了所有的矿床（广义层控论观点），因而没有被大家接受。
涂光炽把中国的层控矿床分为６类：
（1）沉积－改造矿床。又可分为沉积－轻微改造矿床和沉积－强烈改造矿床两类。前者往往保留了大量沉积矿床的特征，只在局部地段可以见到脉状穿层矿体、粗粒矿石和轻微的围岩蚀变等后期改造的特征，如高板河铅锌矿床、大西沟菱铁矿矿床、务川汞矿床等。而后者的沉积面貌已大部分消失，但局部仍有残留的沉积矿石结构与构造，除地层、岩相控矿以外，构造控矿也极为重要，如凡口铅锌矿床、泗汀厂铅锌矿床、万山汞矿床等。
（2）沉积－变质矿床。一般发生在绿片岩相或更高级的变质相中，矿石和围岩中产生新的变质矿物组合，如鞍山铁矿床、东川铜矿床等。
（3）沉积－变质－混合岩化矿床。区域变质的进一步发展，形成各种混合岩及其有关的矿床，如红透山铜矿床、弓长岭富铁矿床、山西西榆皮铅矿床等。
（4）沉积－表生氧化矿床。如某些前寒武纪风化壳型富铁和富锰矿床。
（5）沉积－后期岩浆气液叠加矿床。此类矿床系多期、多种成矿作用复合而成，具有多种矿床类型的综合特征，如广西大厂锡石多金属矿床、内蒙古白云鄂博稀土－铁矿床、湖南棠甘山锰矿床等。
（6）后成矿床。其特征是成矿物质对赋矿地层而言显然是后生的，其来源可能是赋矿地层以外的其他岩系。矿液沿较大断裂带搬运到一定地层层位后经交代充填而形成矿床。如辽宁柴河铅锌矿床、云南金沙汞铅锌矿床等。
四、板块构造与成矿作用
板块构造理论是建立在大陆漂移和海底扩张基础上，将海洋和大陆作为统一整体的全球构造学说，人们在用板块构造理论研究地球动力学及大地构造演化时注意到板块构造环境与成矿作用的关系，尤其是不同板块边界的成矿问题。各种板块边界既是构造运动、岩浆活动及热液活动非常强烈的地带，同时由于板块边界类型不同，因而形成不同的岩石组合和不同的矿床类型。近年来，对板块内的热点——地幔柱成矿的研究取得了一些新的成果。各种类型的矿床与板块构造的关系归纳如下。
（一）板块内部的矿床
（1）大洋盆地内部的矿床。最主要的是深海中的锰铁结核，储量巨大，结核中含锰 8%～40%，平均20%；含铁2.5%～26%，平均16%；还有Co、Ni、Cu、Pb、Zn、Ag等。人们正在设法开采这些矿石。
大洋岛弧玄武岩中的磁铁矿矿床，该类玄武岩被认为与大洋板块内部地幔柱构造有关。
（2）大陆板块内部的矿床。类型较多，成因也复杂，主要有：①与层状基性-超基性杂岩体有关的铬矿床、铂族元素矿床（布什维尔德型）；②金铀砾岩矿床（威特瓦特斯兰德）；③铜镍硫化物矿床（萨德伯利型）；④密西西比型铅-锌矿床及蒸发岩矿床；⑤沉积型铀-钒矿床；⑥与大陆溢流玄武岩有关的安卡拉-伊利姆式铁矿床，该类玄武岩被认为与大陆板块内部地幔柱构造有关；⑦风化壳型铝土矿；⑧沉积铝土矿；⑨克拉通型成煤盆地和成油盆地。
（3）被动大陆边缘的矿床。为大西洋型大陆边缘，主要有：①沉积磷块岩；②钛、锆和磁铁矿的砂矿；③蒸发岩类矿床；④鲕状沉积铁矿和沉积锰矿等。
（二）离散板块边界的矿床
（1）大洋中脊的矿床。主要有：①塞浦路斯型块状硫化物矿床，如塞浦路斯和纽芬兰等地的矿床；②与蛇绿岩套有关的铬铁矿、铜-镍硫化物、石棉、金及铁锰沉积矿床。
（2）裂谷中的矿床。比较复杂，主要有：①与花岗岩-流纹岩-碱性花岗岩有关的锡、铌、钽、钨矿化(东非裂谷、贝加尔裂谷等)；②红海阿特兰底斯的金属泥矿床；③热水喷流型铅锌矿床(辽-吉裂谷)；④与层状基性-超基性杂岩体有关的钒、钛、铁矿床（攀西裂谷)；⑤油气盆地（北海ViKing中央地堑、尼日利亚三角洲）；⑥成煤盆地（晚侏罗-早白垩世阜新煤田）；⑦金伯利岩与金刚石矿床（非洲南部）。
（3）在盆岭期形成的矿床。这类矿床形成于陆内造山期以后或过渡期内，是在以拉伸为主的构造背景下形成的，但未形成狭长的裂谷带，主要矿床有：①浅成低温金、银、铜、锑、汞矿床，明矾石矿床等；②碳酸盐岩中的层控铅锌矿床（美国东部阿帕拉契亚铅锌矿床）；③碳酸盐岩中的层控汞锑矿床；④斑岩型铜（钼）和斑岩型铜（金）矿床（美国西部和中国东部）；⑤硬石膏和石盐等盐类矿床；⑥部分煤、油气矿床。
（三）聚合板块边界的矿床
（1）大洋板块与大陆板块俯冲带中的矿床。以环太平洋斑岩型铜钼矿最为典型，规模大，数量多，还发育斑岩型金、钨、锡、铅锌矿等。其次是与斑岩型矿床有着密切时空及成因联系的浅成低温热液金、银、汞、锑等矿床。其他主要的矿床类型有：①与中酸性花岗岩有关的热液脉型、矽卡岩型钨、锡、铋、铍、铀、铌、钽及稀土矿床；②块状硫化物矿床（以黑矿为主）；③与基性－超基性杂岩体有关的铬铁矿、钒钛磁铁矿矿床（以阿拉斯加型为主)；④与火山作用有关的非金属矿床（自然硫、明矾石、硬石膏、沸石、叶蜡石、萤石等）；⑤与高压变质作用有关的非金属矿床（硬玉）、与中压变质作用有关的非金属矿床（蓝晶石、矽线石）、与接触变质作用有关的非金属矿床；⑥稀有金属伟晶岩型矿床（铍、锂、钽、铯、铷）；⑦边缘盆地的油气矿床（如波斯湾边缘前陆）和岩浆弧控盆地油气矿床（新生代安第斯盆地）。
（2）大陆板块与大陆板块碰撞接合部位（地缝合线）的矿床。发育有：①超基性岩组合及大型铬铁矿矿床，如西伯利亚板块与俄罗斯板块交接的乌拉尔带，欧亚板块与印度板块的接合带，都有重要的铬铁矿矿床；②斑岩型铜矿如玉龙铜矿、土屋铜矿、蒙古额登勒铜矿等。
（四）转换边界的矿床
出现一些矿种如铜、钼、铬等，但研究程度不够。
需要指出的是，按照板块构造理论对全球构造与成矿的关系进行分类较其他的构造观点更具科学性和系统性，但仍有一些问题需要进一步解决。主要有：①古板块与成矿的关系；②板块内部热点——地幔柱的成矿问题及与板块构造的关系；③大型撞击构造与成矿的关系等。
小 结
1．本章要求了解不同地质历史时期的主要矿床类型及矿床类型在时间上的演化、成矿的控制因素及形成规律；了解成矿系列、成矿系统和成矿模式的概念，初步掌握层控矿床的概念、特点、成矿作用与控矿因素，了解板块构造及其与成矿关系。重点掌握层控矿床和板块构造及其与成矿关系。
2．控制矿床形成的条件主要有区域地球化学背景、大地构造背景及控制矿田和矿床的中小型构造、岩浆岩条件、沉积条件、岩性条件等
3．根据成矿范围可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。全球性成矿域属全球性成矿构造系统，包括巨大板块边界、巨型褶皱带和贯通性深大断裂等，全球范围内存在3个重要的成矿域，即环太平洋成矿域（环绕太平洋周围的中、新生代构造-岩浆成矿域）、特提斯成矿域（地中海沿岸及亚洲西南部和南部）和中亚成矿域（从欧亚两大陆交界乌拉尔向东至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、南西伯利亚）。每个成矿域都包括若干个重要的成矿区带。世界3个巨型成矿域均跨入中国。
4．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。每个成矿时代的成矿作用的类型与强度都有很大的差异，如世界上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，新生代是最主要的成油期，二叠纪为最主要的成盐期等。
5．地史上成矿演化特点主要表现在4个方面：①成矿物质由少到多；②矿床类型由简到繁；③成矿频率由低到高④聚矿能力由弱到强。
6．从矿床成因来看，某些矿床若归入内生矿床、外生矿床或变质矿床中任一类都是不合适的，不少矿床是复合成因或是多种成矿作用叠加形成的。多年来，地质学家们提出了二次成矿作用、叠加成矿作用、再造成矿作用等观点。“层控矿床”的提出对矿床成因的认识有了新的飞跃，它将内生成矿作用、外生成矿作用、变质成矿作用及二次成矿作用、叠加成矿作用、再造成矿作用等有机的联系了起来。层控矿床受一定地层层位控制、其形成与分布与一定的岩相和岩性有关。它是在同生沉积成矿作用的基础上又经过内生成矿作用叠加或改造而形成的复成因矿床。矿体有层状、似层状，又可出现各种透脉状和不规则状的穿层矿体，这就意味着矿源层中成矿物质转移再富集过程中，还受到地质构造的制约。因此，层控矿床并不等于层状矿床，也就是说层控矿床虽赋存于一定地层的层位中，但在该层位中却可以出现不同形状的矿体。这种特点在找矿勘探中必须给予足够的重视。
7．板块内部和各种不同类型的板块边界所发生的构造运动、岩浆及热液活动的类型与强度都是不同的，因而会形成不同的岩石组合和矿床类型。
复习思考题
1. 控制成矿的条件有哪些？
2. 什么叫成矿区域？如何划分全球性成矿域、成矿区(带)、矿带和矿田？试举例说明。
3. 何谓成矿时代？在地质历史时期中可划分那５个成矿期，各成矿时期形成了那些主要矿床类型？
4. 地质历史时期的成矿演化特点主要表现在那些方面?
5. 何谓成矿系列、成矿系统和成矿模式?
6. 何谓叠加成矿作用和再造成矿作用。
7. 试述层控矿床的概念及特点。
8. 试述层控矿床的成矿过程和成矿作用。
9. 试述层控矿床的成矿控制因素。
10.板块内部、离散板块边界、聚合板块边界各有那些矿床类型。
|
|
楼主: oynm
[复制链接]
雷达卡
发表于 2013-1-30 21:34
显身卡
.gif)
