成矿体系的研究进展及其在成矿预测中的应用

王登红,陈毓川,徐志刚,陈郑辉,沈保丰,汤中立,裴荣富

1)国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037;

2)中国地质科学院,北京 100037;

3)天津地质调查中心,天津 300170;

4)长安大学地球科学与国土资源学院,陕西西安 710054

成矿体系的研究进展及其在成矿预测中的应用

王登红1),陈毓川2),徐志刚1),陈郑辉1),沈保丰3),汤中立4),裴荣富1)

1)国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037;

2)中国地质科学院,北京 100037;

3)天津地质调查中心,天津 300170;

4)长安大学地球科学与国土资源学院,陕西西安 710054

系统地研究一定时空范围内成矿作用的各种产物,包括矿床及其示踪成矿过程的各种地质、地球化学、地球物理标志,即是成矿体系的主要研究内容,也是区域成矿学的发展趋势。中国的大陆成矿体系就是指在目前中国境内大陆地壳漫长的形成、发展过程中,随着中国大陆地壳的演变而形成的矿床成矿系列的有机整体及其在四维时空中的分布规律。通过十多年来的努力,中国地质科学院的专家们首次划分了涵盖全国国土范围的94个Ⅲ级成矿区带,对各个主要成矿区带的矿床成矿系列进行了厘定和研究,总结了区域成矿规律,建立了前寒武纪、古生代和中、新生代四个主要地质历史时期的成矿体系,总结了中国大陆阶段性演化的模式和规律;探索建立了数字化和系统化的中国成矿体系专家系统,为地质大调查和矿产资源的勘查提供理论指导和技术服务。

成矿系列;成矿体系;成矿预测;研究进展

我国矿产资源丰富多彩、复杂多样,具有中国特色;半个多世纪以来矿产资源领域的勘查工作与科学研究,已经积累了丰富的实践资料和研究成果;逐渐形成和发展了具有中国特色的成矿理论,培养了一支专业化的成矿理论研究队伍。特别是1999—2004年期间,由中国地质调查局实施的地质大调查项目“中国成矿体系与区域成矿评价”,经过40个单位、8位院士及 220多位专家组成的研究集体的共同努力,对建国50多年来广大野外地质工作者和地质科研工作者辛勤工作的成果进行了全面的综合整理和总结提高,通过成矿地质背景、重要地质时期成矿作用以及全国各成矿省成矿规律的系统研究,获得了极为丰富的资料,进一步深化了成矿系列概念,初步建立了中国大陆成矿体系,为完善中国矿床学家独创的矿床成矿系列概念与理论、建立不同时空尺度的中国大陆成矿体系以及建立一套较完整的、有创新含义的区域矿产成矿理论打下了良好的基础。在此基础上,近年来又开展了成矿体系综合研究,取得了新的进展。

1 深化了对于成矿体系本质属性的认识

“中国成矿体系”是指中国境内各个地质历史时期所形成的矿床及其与成矿作用密切相关的地质要素所共同构成的整体。此处的地质要素包括成矿时代、成矿时的大地构造背景、成矿地质环境、与成矿有关的地质作用及其过程、控矿构造、赋矿围岩等等。对于每一个具体的矿床成矿系列而言,一般涵盖了成矿时代、构造环境、地质成矿作用和元素(或矿种)这四个要素(Wang et al.,2005)。因此,将“中国大陆成矿体系”的概念概括为:在目前中国境内大陆地壳漫长的形成、发展过程中,随着中国大陆地壳的演变而形成的矿床成矿系列的有机整体及其在四维时空中的分布规律。“有机整体”是事物的本质属性,包括了成因(成矿之基因),而“规律”反映了事物之间的相互关系。概括地说,构造环境是成矿体系的基础,区域地球化学和区域地球物理是成矿的显示,矿床成矿系列是构成成矿体系的基本单位,成矿区带是成矿体系的载体,而成矿预测则是成矿体系研究的应用目标,通过矿床成矿系列的构筑揭示地壳运动的基本规律、反演地球演化的历史轨迹,则是成矿体系研究的科学目标。

基于上述基本认识,“天山成矿体系”、“南岭成矿体系”则是指天山、南岭境内各个地质历史时期所形成的矿床及其与成矿作用密切相关的地质要素所共同构成的整体。相应的地质要素也包括成矿时代、成矿时的大地构造背景、成矿地质环境、与成矿有关的地质作用及其过程、控矿构造、赋矿围岩等等。由于每一个具体的矿床成矿系列已经涵盖了成矿时代、构造环境、地质成矿作用和元素(或矿种)四大要素,因此,采用矿床成矿系列这一基本单位来构筑天山、南岭等地的成矿体系是比较合适的(王登红等,2006b;陈毓川等,2008;王登红等,2011)。

2 在全国范围内分3个层次划分了成矿区带

成矿区带的划分一直是区域成矿学的难题,涉及到区域成矿构造背景、区域矿产资源的分布规律和地质找矿工作的部署。1995—2010年期间,徐志刚等(2008)全面地划分了全国范围的Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级 3个层次的成矿区带,实现了陆域和海域国土面积的全覆盖。成矿区带的划分也是一项经常性的工作,但以往主要是针对陆地上造山带区域内的成矿区带,没有涵盖全部国土面积,也很少考虑海域范围的成矿区带问题。成矿区带的研究与划分既是区域成矿学研究的基本任务之一,也是区域成矿规律总结的基础。为了做好这一工作,2006年11月在江西南昌、2007年8月在北京、2008年8月在沈阳、2009年7月在北京先后4次召开了“全国成矿区带划分”专题研讨会,邀请全国各省老总和相关院士、专家参加,对以往划分的81个成矿区带进行了充分的研究讨论,经过多次修改和反复征求意见,最后在全国范围内划分出90个陆域Ⅲ级成矿区带和4个海域Ⅲ级成矿区带,全面涵盖3大成矿域和17个成矿省。这比以往的研究要前进了一大步。同时,对 94个Ⅲ级成矿区带的基本成矿背景、成矿系列和成矿作用进行了初步厘定和研究,总结了各自的成矿规律,较大地提高了我国成矿区带研究的程度。

本次将中国成矿区带划分为5级:Ⅰ级成矿区带为全球性的成矿域,受控于全球性的洋、陆格局及其地球动力学体系;Ⅱ级成矿区带为区域性的成矿省;Ⅲ级成矿区带,是本次划分的核心,其范围总体上相当于成矿省内较大级别、相对独立的成矿单元/构造单元,即成矿省内一种或多种矿化集中分布区,也是各省(市、自治区)、大区乃至全国进行区域成矿规律研究和重要矿产资源潜力评价和预测的基本单元。该成果已经于2009年由地质出版社以《中国成矿区带划分方案》专著的方式公开出版,对矿产勘查具有重要的参考价值,已在全国推广使用。

3 深化了对全国矿床成矿系列的研究

在1999—2004年期间,研究组已在全国范围内首次厘定出 11个地质时代的214个矿床成矿系列,434个矿床成矿亚系列,978个矿床式,初步归纳出38个矿床成矿系列组,24个矿床成矿系列类型。但这也只是一个框架性的划分方案,许多矿床成矿系列、亚系列、矿床式乃至于成矿系列类型和成矿系列组还有待于深入研究。为此,近年来对新疆鄯善彩霞山铅锌矿、伊吾淖毛湖金矿、伊吾宝山铁矿、江西画眉坳钨矿、铜坑嶂钼矿、淘锡坑钨锡矿、庵前滩钨矿、簧碧铅锌矿、福建马坑铁钼矿、砺山钼矿、咸格钼矿等一批疑难矿床开展了野外调查,补充了同位素年代学等方面的工作,取得了一批新资料(王登红等,2010a),提高了成矿系列厘定的可信度。比如,对于华南西南部右江地区是否存在加里东期的区域性成矿作用一直是有争议的,尤其是对广西德保铜多金属矿床究竟是古生代还是中生代成矿,长期以来存在不同看法,因为前人测得钦甲岩体的同位素年龄数据变化很大,从526～221 Ma(广西壮族自治区地质局,1968),变化范围达300 Ma。本次利用Re-Os法测得岩体内辉钼矿和石英脉中的辉钼矿年龄均属于加里东期(岩体内辉钼矿为429.5～437.0 Ma,石英脉内辉钼矿440.0 Ma。王永磊等,2010),与岩体时代(锆石 SHRIMP U-Pb年龄为442.4～412.4 Ma。王永磊等,2011)一致,从而证明陈毓川等(2007)厘定出“右江与加里东期花岗岩类有关的Sn、Cu、Au矿床成矿系列”是有根据的。

同时也应该指出,本次研究所得到的一系列新信息,将推进今后成矿系列的研究进一步深入。比如,对于贵州及其周边地区“浅成低温热液型”汞、锑、金矿床,以往将它们统统归属于“上扬子台褶带沉积岩容矿的Pb、Zn、Hg、Au、Ag、Sb、As、萤石、重晶石矿床成矿系列”,现在看来不合适。因为本次研究发现,这些低温热液型矿床也不是在同一成矿期形成的,其中,贵州铜仁乱岩塘汞矿中与辰砂共生的方解石 Sm-Nd等时线年龄为364±24 Ma,属于早古生代成矿;兴仁紫木凼金矿中方解石的Sm-Nd等时线年龄为250.0±14 Ma,属于晚古生代与中生代过渡时期成矿;而晴隆大厂锑矿中萤石的Sm-Nd等时线年龄为142.3±7.9 Ma,属于中生代成矿(王登红等,2010a)。这一成果初步表明,上扬子地区的浅成低温热液型 Hg、Sb、Au矿床有可能也是多期次成矿,可以构成一个相对独立而又自成体系的低温成矿谱系。

4 以时间为主线建立并深入研究了各主要地质历史时期的成矿体系

在以往建立的前寒武纪、古生代、中生代和新生代四个主要地质历史时期成矿体系的基础上,进一步研究了中国大陆阶段性演化的模式和规律,对各时期成矿体系形成的大地构造背景等重大成矿基础地质问题进行了分析,进一步确立中国在前寒武纪形成以陆核构造为主的成矿体系、在古生代形成板块构造成矿体系,在中-新生代形成大陆成矿体系。

4.1 前寒武纪成矿体系

在前寒武纪成矿体系研究方面,通过对中国前寒武纪成矿系列图(1:500万)的修改和补充,对原划分的25个前寒武纪成矿区带及相关的矿床成矿系列进行了补充完善,分析了太古宙、元古宙构造环境、矿床成矿系列及其演化历史,加强了对华北陆块北缘西段新太古代、鲁西新太古代、吕梁山古元古代、扬子陆块东南缘中西段新元古代成矿作用的综合研究,认为中太古陆核形成阶段是我国最早的大规模铁矿成矿期而中元古大陆裂解和再汇聚阶段是喷流沉积型矿床的主要成矿期,指出了色尔腾山绿岩带具有铁、金之找矿潜力,并指出了在华北陆块周边寻找阿尔戈马型和苏必利尔型铁矿的找矿方向。

研究认为,中国太古宙地壳的增长方式以垂直增生为主,到后期则以水平增生方式为主。中国太古宙地壳形成、演化和成矿作用至少经历了4次重大地质事件:①始太古代中国最古老地壳(＞3600 Ma)形成阶段。在华北陆块鞍山陈台沟、冀东黄柏峪等地发现有3500～3400 Ma的古太古代沉积变质表壳岩,在我国西部阿尔金东端的花岗片麻岩样品中,也获得了略大于 3600 Ma的年代信息,说明在我国西部亦存在最早期地壳的迹象;②古太古代陆核形成的萌芽阶段。也是最古老的成矿期(3600～3200 Ma),地壳类型既有硅铝质,也有硅镁质;③中太古代陆核初步形成阶段,是最早的大规模铁成矿期(3200～2800 Ma)。在我国,大规模成矿作用最早发生在中太古代,但矿种单一,仅为铁矿,而且是条带状铁建造型,主矿体多位于从基性—酸性演化的一个较大旋回之未,或者两个旋回之间火山活动的间歇期;④在新太古代华北、塔里木古大陆的拼合阶段,形成陆核成矿体系(2800～2500 Ma)(表1)。

表1 中国太古宙矿床成矿系列Table 1 Metallogenetic series of Archean ore deposits in China

元古宙(2500～543 Ma)也经历了复杂的演化:①古元古代是中国古大陆的裂解、汇聚和结晶基底生成的主要时期,形成以裂谷为主的成矿体系(2500～1800 Ma)。在古元古代末,经吕梁运动,华北、塔里木、华南等古大陆相联,组成一个统一的中国古大陆的结晶基底。期间除铁、铜、铅锌、金大规模成矿外,石墨、菱镁矿、硼、滑石和金红石也很重要。在古元古代,与成矿有关的构造环境主要是与拉伸、裂陷和伸展活动有关的裂谷环境,其次为活动大陆边缘裂谷及弧后盆地,有少部分与伸展构造有关、产在深大断裂带中的矿产,因而古元古代形成以裂谷、裂陷为主的成矿体系。②中元古代-青白口纪是中国古大陆的裂解和汇聚阶段,可分解为中元古代始(1800～1770 Ma)裂解阶段和中元古代末-青白口纪古大陆汇聚阶段。著名矿床有白云鄂博式稀土-铌-铁矿床,霍各气式铜铅锌矿床,东升庙式硫铅锌矿床,高板河式铅锌硫矿床,镜铁山式铁矿床、石碌式铁铜矿等。③南华纪－震旦纪是中国古大陆的裂解阶段,形成与雪球事件有关的矿床(800～543 Ma)。此时统一的中国古大陆再度拉张、破裂。华北古大陆南缘和扬子古大陆再度裂开,并逐渐发展形成南华纪-震旦纪-早古生代洋;北缘作为活动大陆边缘继续发展。在古大陆的内部则发育了稳定型的沉积,尤以扬子古大陆最为明显。此期以磷、锰、铁、硫铁矿、铜、镍及铅锌等的大规模成矿作用最为重要,在华南陆块、华北陆块扬子古大陆东南缘的被动大陆边缘的山地、山间盆地或断陷盆地中形成了一批超大型、大型磷、锰、铁、硫铁矿床。

4.2 古生代成矿体系

应用新完成的1:25万区调成果资料和近年来大区、全国编图新成果资料,编制了1:500万早古生代、晚古生代成矿地质背景图。对古生代不同“纪”地层与侵入岩建造,按照稳定陆块区、离散活动区与汇聚活动区三类进行归类,突出表达了火山岩分布区和构造(蛇绿)混杂岩带,便于不同构造单元和不同动力学机制下成矿系列及区域成矿规律的研究与表达。

在全面分析和研究古生代板块构造基础上,以板块构造成矿体系理论为指导,新编制了早、晚古生代成矿作用及成矿动力学图,较全面地体现了古生代中国大陆成矿的主要地球动力学背景,为构建中国古生代成矿体系奠定了基础。在此基础上划分出7个古生代板块构造单元,并对早、晚古生代的2、3级构造单元进行了进一步划分,在此基础上对中国古生代成矿地质环境进行了详细总结,认为:震旦纪-早古生代为超大陆裂解-拼合阶段;晚古生代为板内伸展与板缘拼合共同发展阶段,不同阶段相应发育各具特色的成矿作用。总结出了中国古生代15种重要成矿作用类型(早古生代7种,晚古生代8种),并结合板块构造理论对各种成矿作用类型的地质背景和成矿因素进行了总结。分加里东和华力西两个构造旋回对古生代成矿系列进一步补充和完善,并对成矿系列形成的板块构造环境进行了分析、总结。

4.3 中新生代成矿体系

在以往工作基础上,通过对一些新发现矿床的成矿年代学研究,深化了对中新生代大陆成矿体系的认识:

①进一步证明我国西部地区中新生代成矿作用不局限于西南三江和青藏高原地区,其周边乃至于新疆的“三山两盆”和四川盆地的周边也存在印支期以来的成矿作用,这为开拓找矿思路、扩展找矿空间提供了新的科学依据。比如,同位素年代学研究证明天山地区存在印支期的成矿作用(如镜儿泉稀有金属矿床形成于 243 Ma),为东天山地区中生代矿床成矿系列的建立提供了新依据,也为东天山与阿尔泰的深入对比提供了新实例;云南会泽(刘峰,2005)、四川跑马(蔺志永等,2010)等铅锌矿也最终定位于印支期;证明云南北衙、四川梭罗沟金矿等形成于25 Ma前后的成矿高峰期;

②中生代的矿床分布广泛,类型繁多,研究程度各地差别很大,通过从时间演化和空间转化两个角度厘定中生代的矿床成矿系列,一方面强调了印支期与燕山期的差别,另一方面强调了中国西南部、华南、西北和华北及东部在不同时期构造背景和成矿作用的变化,尤其是强调印支期“南海北陆”、燕山期“东西有别”的宏观构造差异(王登红等,2005)。中生代期间我国主体进入陆内成矿阶段,继古亚洲洋闭合之后,华北陆块与华南陆块在印支期的碰撞对接、西南三江地区特提斯洋的闭合,除西藏南部尚存在不断缩小的海区外,全国基本上联成大陆,成矿作用主要发生在陆内活化了的古造山带及新生的盆山构造带,成矿强度大,成矿元素及成矿类型较前期更具多样化;

③新生代期间中国除台湾处于滨西太平洋岛弧构造环境外,其它地区均属于陆内成矿,其最大特点是其多样性、地域性、复杂性,除了与变质作用有关的矿产资源欠发育之外,其他与沉积作用、岩浆作用有关的矿产资源均出现,并且具有显著的地域分布特点,如与沉积作用有关的油气矿藏主要出现在中国东部的大型陆相盆地和边缘海盆地中,而与岩浆作用有关的矿床除了在台湾形成金瓜石式的金矿及广东三水盆地之外(王登红等,1999a,b,2006a),主要集中在中国西南部,并且以西南三江和冈底斯成矿带最为集中,在中国华北和西北则欠发育。与风化作用有关的矿床则集中在华南,并且跨越了环太平洋成矿域和特提斯－喜马拉雅成矿域。

④以往在阿尔泰、东天山、华北地台北缘等地构建了成矿谱系,但越来越多的信息表明成矿谱系的发育具有普遍性,有可能推广到每一个成矿省和Ⅲ级成矿区带。例如,雅鲁藏布江成矿带从208 Ma以来岩浆活动强烈,火山与侵入活动可以划分为五个阶段:印支末期-燕山早期(208～157 Ma)的岩浆活动主要分布于念青唐古拉岩带中,燕山中期(157～97 Ma)的侵入岩浆活动主要集中在班戈-嘉黎岩带、唐古拉岩带和冈底斯南部等岩带中,燕山晚期(97～65 Ma)的岩浆岩多为中酸性侵入岩,主要分布在冈底斯和念青唐古拉岩带中,喜马拉雅早期(65～40 Ma)的岩浆活动是区内岩浆活动最强烈的时期,中酸性侵入活动的高峰期为55～45 Ma,在冈底斯-念青唐古拉南带形成了巨大的花岗岩-火山岩复合岩基带,并叠加有23～13 Ma期间的高侵位斑岩岩浆作用。这一研究成果表明雅鲁藏布江成矿带不是单一成矿期、单一成矿事件形成的,正是多期次的成矿作用导致了成矿谱系的完整发育,这对于开拓找矿思路非常重要。

总之,中、新生代中国主体已处于大陆地质环境,成矿作用主要是在陆内环境中发生的,在陆缘构造活动的远程影响、陆内古构造活化及壳幔相互作用以及气圈、水圈、生物圈的相互作用下共同构成了中国中新生代陆内成矿的动力机制,形成了独特的大陆成矿体系。中新生代中国大陆成矿体系是在前期漫长的多旋回构造基础上发展而成的,是地质构造成矿演化之必然。

5 以空间为主线在重点成矿区带开展了成矿体系的示范研究

目前在全国范围内已经有了一个成矿体系的框架(陈毓川等,2007),各个行政省(区、市)的成矿体系研究工作也已经在“全国重要矿产潜力评价”项目中作了安排,预计到2012年结题时将有一个初步结果。但是,各种成矿域、各个成矿省和各个Ⅲ级成矿区带的成矿体系研究还没有系统展开,只是在东天山、南岭、西南三江和冈底斯等重要成矿区带作了示范性研究,取得了一定进展(陈毓川等,2008;陈郑辉等,2009;唐菊兴等,2010;王登红等,2011)。

2005年起,陈毓川、刘德权、王登红等开始了对天山成矿体系的研究,2008年出版了《中国天山矿产及成矿体系》专著(陈毓川等,2008)。研究认为天山成矿体系由太古宙-古元古代陆核成矿体系、中-新元古代陆壳增生成矿体系和古生代板块成矿体系三部分组成,以古生代板块成矿体系为主,中-新生代成矿作用在天山构造－成矿带内部占比例较小。随后,研究组又将研究范围从天山造山带扩展到整个新疆,并在国家 305项目支持下编制了 1:700万的“新疆成矿体系图”,完成了《新疆成矿体系》研究报告,编写了《新疆成矿体系图说明书》。

几乎与此同时,王登红、陈郑辉等人在执行地质大调查“成矿体系综合研究”及国家科技支撑计划“南岭地区有色-贵重金属成矿潜力及综合探测技术示范研究”等项目的过程中对南岭成矿体系开展了较深入的研究(王登红等,2011),首次从“构造环境是基础,区域地球化学和区域地球物理是显示,矿床成矿系列是基本单位,成矿区带是载体,成矿预测是应用目标,揭示地壳运动的基本规律、反演地球演化的历史轨迹是科学目标”的角度探讨了南岭成矿体系的基本属性,认为该成矿体系至少由 12个矿床成矿系列组成,经历了从中元古代到新生代漫长的发育、演化历史,并根据“全位成矿与缺位找矿”的原则提出了在崇余犹钨多金属矿集区、大厂锡多金属矿集区、湘南钨锡多金属矿集区、粤北仁始南钨铀铅锌矿集区深部找矿的建议。

6 进一步夯实“全位成矿缺位找矿”的理论基础并运用于实践

“全位成矿”和“缺位找矿”是在对中国的成矿体系进行研究的过程中提出的,前者对应于“成矿作用发生的必然性”,后者对应于“矿床定位的可预见性”。这实际上是成矿系列、成矿体系理论对于地质找矿工作起指导作用的具体体现(毕伏科等,2006),在对每一个矿床成矿系列的研究过程中同样可以对可能还存在的、未发现的矿产资源作出具体的分析与判断(王登红等,2007a,b)。

近年来此方面的研究和运用得到了进一步的加强。比如,对福建马坑铁多金属矿床的成因,长期以来有同生和后生之争,王登红等(2010a)测得马坑铁矿石中辉钼矿的Re-Os等时线年龄为130.5±0.92 Ma,说明至少钼的成矿作用发生于燕山期而不是古生代。这一方面证明陈毓川等(2007)原先厘定出“东南沿海与燕山期火山-侵入活动有关的Fe、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Hg、W、Sn、Mo、Nb、Ta、萤石、叶蜡石、明矾石、沸石、膨润土矿床成矿系列”(陈毓川等,2007)是有依据的(尽管将马坑放在燕山早期可能不妥),同时也说明在今后的成矿预测工作中不能忽视燕山期的岩浆活动。换句话说,对于马坑式铁钼矿而言,燕山期岩浆作用应该作为一级预测要素。再比如,通过对广西大明山钨矿区含矿石英脉中辉钼矿和马岭矿区钻孔岩心中辉钼矿的Re-Os同位素定年,获得了大明山钨矿95.40 Ma的等时线年龄和马岭95.00 Ma～95.79 Ma的模式年龄,表明二者的成矿时代一致。这一结果表明,丹池成矿带从南段的大明山矿田到北西段的大厂矿田(91#矿体和100#矿体的成矿时代均集中于94.5 Ma前后)的成矿作用都是在燕山晚期发生的(梁婷等,2008),而且几乎同时。近年来,王成辉(2011)对于丹池成矿带南段龙头山金矿的研究,也证明其成岩成矿作用发生在95 Ma前后并且有幔源物质的参与。考虑到丹池矿带内同一时期幔源岩浆岩的普遍存在及区域大地构造背景,认为成矿作用可能与幔源物质的上涌、深大断裂通达到地幔有关。在这样的动力学背景下,丹池成矿带具有良好的找矿前景,应该注意通过借鉴大明山钨矿“四位一体”的模式,在大明山矿田寻找钨矿的同时也注意锡多金属,在大厂矿田寻找锡、铅锌多金属的同时也注意寻找独立钨矿(蔺志永等,2008)。大明山直立大脉型、缓倾斜石英脉型、网脉型和岩体型钨矿同时存在这样的“四位一体”模式,也值得湘南、赣南等地参考。又比如,通过对西藏冈底斯成矿带新发现的沙让钼矿(潜在规模在大型以上)中辉钼矿 Re-Os年龄的测定,获得49.4±1.3 Ma的结果,表明西藏地区除了始新世后期(38 Ma前后的玉龙式超大型斑岩铜钼矿)和中新世(15 Ma前后的驱龙式大型超大型斑岩型铜钼矿)可以形成超大型铜钼矿(甚至成矿带)之外,在 50 Ma前后的始新世早期也同样可以形成大型、超大型的铜钼矿,并且有可能构成新的成矿带。这不但打破了以往认为冈底斯斑岩型铜多金属矿床形成于14 Ma前后的片面认识,而且相当于发现了一个新的成矿时代。这对于一个成矿区带资源潜力的评价,无疑具有极其重要的意义。

对于矿集区和老矿区的深部找矿问题,同样可以根据“全位成矿与缺位找矿”的思路,通过赣南石英脉型钨矿和冈底斯甲玛式“斑岩-矽卡岩-角岩”三位一体式的铜多金属矿床的深入解剖,建立“五层楼＋地下室”等成矿模式和勘查模型(王登红等,2008,2010b;许建祥等,2008),对潜力评价和探边摸底式的找矿工作都不无裨益。河北地调院在冀北找到了孔各庄、柴厂等金矿(毕伏科等,2006),甘肃地勘局在西秦岭取得了代家庄、赛日欠等多金属矿床的找矿突破(刘建宏等,2006)也是例证。

7 探索建立数字化和系统化的中国成矿体系专家系统

本次研究建立了数字化和系统化的中国成矿体系专家系统,在上一轮研究深入总结中国前寒武纪、古生代、中生代、新生代成矿作用基础上,对每一个矿床成矿系列(及亚系列)予以统一编号、详细描述,输入计算机,形成数据库,并新设计、增加了若干功能,以便查阅和使用(陈郑辉等,2011),可为地质大调查和矿产资源的勘查、管理工作提供便捷的查询服务。

8 结语

“成矿体系”一词在学术刊物中的出现至少有了20多年的历史(甄维藩,1990),自1999年开始的全面系统的成矿体系研究也已经十多年了(陈毓川等,1999,2006a;王登红等,1999b,2002;Wang et al.,2000)。以2007年《中国成矿体系与区域成矿评价》专著(陈毓川等,2007)及相关论文的发表和国家科技成果奖二等奖的获得为第一个阶段,到2011年初成矿体系综合研究成果先后被中国地质科学院和中国地质学会分别评为2010年度十大科技进展,代表了第二个阶段。回顾十多年的持续研究,成矿体系的研究成果不但丰富和发展了我国科学家自主创立的成矿系列理论,培养了一支从事区域成矿学的研究队伍,而且在两轮研究中都与矿产资源的潜力评价和地质找矿的生产实践密切结合,发挥了积极作用,但也应该指出还有很多问题有待于深入研究,比如:①必然性和偶然性问题。矿床成矿系列的形成是必然的,尽管具体矿床的时空定位可能是偶然的(在偶然性中蕴藏有必然性);②一般性和特殊性问题。矿床成矿系列的通用概念强调四个“一定”(陈毓川等,1998),但具体的矿床成矿系列强调的是四个“特定”(陈毓川等,2006b);③现实性与可能性问题。成矿系列是试图通过对现今已知矿床之间相互内在联系的研究,揭示成矿规律,进而指导地质找矿的学说,体现了根据“现实”来预测“可能”的基本思路。因此,只有在地质学界共同努力下,成矿体系理论才能得到完善与发展,任重而道远。

毕伏科,肖文暹,阎同生.2006.成矿系列的缺位问题及其在成矿预测中的应用[J].矿床地质,25(6):735-743.

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Advance in the Study of Mineralization System and Its Application to Assessment of Mineral Resources

WANG Deng-hong1),CHEN Yu-chuan2),XU Zhi-gang1),CHEN Zheng-hui1),SHEN Bao-feng3),TANG Zhong-li4),PEI Rong-fu1)
1)Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resource Assessment,Institute of Mineral Resources,Beijing100037;
2)Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037;
3)Tianjin Center of China Geological Survey,Tianjin300170;
4)Department of Erath Science and Land Resource Management,Chang’an University,Xi’an,Shaanxi710054

The mineralization system can be referred to as the whole group of mineral deposits located in a given region and their genetically related geological factors.The systematic study of all the regional mineralization products,which include geological,geochemical and geophysical indicators,is the main purpose and trend of the study of regional metallogeny.During the past decade,Chinese geologists divided the whole land and ocean region of China into 94 Ⅲ-grade mineralization belts,studied the regularity of each minerogenic series located in each mineralization belt,built up four main sub-systems of mineralization composed of Precambrain,Paleozoic,Mesozoic and Cenozoic stages,set up a four-stage evolution model for China’s crust and continent mineralization system,and drew up a digital system for the mineralization system based on GIS and geological expert,thus providing a new means for geological survey and exploration of mineral resources.

minerogenic series;mineralization system;metallogenic prognosis;research progress

P612;P617;P62

A

10.3975/cagsb.2011.04.01

本文由中国地质大调查项目“中国成矿体系综合研究”(编号:1212010634002)、“我国重要矿产和区域成矿规律研究”(编号:1212010633 903)、国家科技支撑计划“南岭地区有色－贵重金属综合勘查技术研究”课题(编号:2006BAB01B03)、深部探测技术与实验研究专项的“南岭成矿带地壳岩浆系统结构探测实验”课题(编号:SinoProbe-03-01)、全国危机矿山“桂东粤西地区铅锌金等矿床成矿规律总结研究”(编号:20089946)、“赣南地区钨矿床成矿规律总结及高温热液成矿机制研究”(编号:20089947)联合资助。获中国地质科学院2010年度十大科技进展第四名。

2011-06-10;改回日期:2011-06-30。责任编辑:魏乐军。

王登红,男,1967年生。研究员,博士生导师。主要从事矿产资源研究。E-mail:wangdenghong@sina.com。