论矿床形成深度与深部成矿预测

张行凯

（中国冶金地质总局第三地质勘查院，山西 太原 030002）

随着地质学的逐渐形成，不同类型的矿体在地壳内埋藏的深度也不同。本文为了研究矿床的形成和地下埋藏的不同深度矿体结构，从矿床形成深度的相关理论上出发，这将为矿床的形成提供参考，并为未来采矿提供重要依据[1]。

1 不同类型的内生矿床的矿化深度

一些知名学者认为，地壳中的热液矿床是不可否认的（热液矿床是比较普遍的矿床，这些矿床一般在地下5公里内形成）。特别是过去地质时代的地壳厚度小于地壳的当前厚度。

不同岩浆也是会影响土层内生矿床所在的深度。为了更好地区分不同矿床的特征，根据矿床不同的地层温度，将矿床分为高温热液矿床，中深层热液矿床和低温热液矿床。随着科学技术的发展，业内学者发现低温热液矿床并不一定是浅层矿床。

按照矿床与岩浆岩的空间和成因联系，有关学者已将浅部至深部的矿床归为深成低温矿床，隐伏岩浆矿床，岩浆外矿床，岩浆矿床等。矿床类型从热液流体到中温热液矿床，到伟晶岩矿床和岩浆矿床，形成于不到1公里到6公里深处。最深可达10km。

一位著名学者根据沉积物的形成深度分为近表面带（1km～1.5km）和浅层地层带（3km～5km）、深成带（5km～10km）和超深带（10km～15km）。火山次火山的浅成热液矿床，金伯利岩金刚石矿床，碳酸盐岩和碱性岩石矿床形成于近地表带;铜，镍，钛和铁的岩浆沉积、铁和铜的矿床、有色金属和金等的热液矿床等浅层矿床有很多类型;含铁，铬，钛和铂岩浆分凝矿床、稀有、有色和贵金属硅质矿床、热液矿床和主要伟晶岩矿床的深部岩浆分离矿床。包括部分变质矿床；超深地带主要形成变质沉积。

2 矿床成矿深度的相关因素

不同类型的金属矿床的深度与母矿的形成密切相关。

金属矿床的形成深度与成矿母岩的岩层深度有关。矿砂的地层深度决定了矿床的地层深度，硅酸镁和岩石的地层深度，以及硅酸钙的地层深度决定了相关金属矿床的地层深度。与变质过程有关的中热液金矿床的形成深度受变质相控制。石英晶石与葡萄石和低绿片岩有关，而深成矿床则与麻粒岩相有关。

因此，伟晶岩矿床也随着伟晶岩的形成深度发生变化。相关岩石的形成深度在一定程度上可能影响到岩石矿床的深度。与中温脉状金矿床的生产深度在一定程度上受变质相控制。

3 深部预测隐伏岩体和矿体

有学者曾经提出“隐伏岩体顶上带”的概念，是指以花岗岩浆侵入定位及成岩成矿作用过程为主，并与其后经历的地质历史叠加改造作用有关。

在岩浆顶部及其围岩内造成各种地质、地球化学和构造作用的效应，以及由此间接造成的各种地球物理和遥感地质的异常效应所对应的地带。

“顶上带”是显示花岗岩存在的地质、地球物理及地球化学的异常地带，是对隐伏花岗岩的存在具有指示意义的地带。侵入上部的岩石钟指直径为200m～1000m的陡峭边（圆柱形）岩石或岩石颈部直径的穹状部分。这是岩浆期后的热液矿化位置，是形成顶极斑岩钼矿床的重要控制因素。也就是说，在上部火山综合体和深部岩石岩浆房间之间的辫状区域。

也有学者提出了曲率效应的概念，这意味着在低曲率岩浆岩的顶部突出了拱顶的高曲率。

随着时间的推移，岩石顶部的沉积物和相关的岩石矿床逐渐形成，这可以实现非常好的矿石控制效果。随着岩浆中产生的热量及相应的岩石钟慢慢流向周围，形成了良好的导热效果和较强的结构性能。然而，出现在顶带上的接触表面比平坦表面上的接触表面更强，并且在非升高的接触表面上非常脆弱。

正如相关动力学的调查所显示的，顶部区域和岩石钟的位置可以对循环产生重大影响。相应的学者也采取了相应的措施，建立了岩浆侵入引起的地下水循环冷却方法。随着岩浆热液流体的加入，由于流体密度的不同，对流循环将会发生。这意味着相应的流线型沿着侵入体的两侧逐渐分离，使得中间位置和顶部位置被收集，造成侵入体顶部大量的流体流动。

研究结果表明，侵入顶部区域是一个密集分布的不同类型热液矿床带，带有斑岩矿床、稀有金属矿床、静脉状钨矿、锡矿、铅锌多金属矿床、浅层热液矿床等无论是与亲氧元素的锡-钨-铀矿床，还是与亲硫元素的铜-钼多金属矿床，还是一种与高碱性花岗岩有关的稀土金属钇铪锆钡稀土铀钍矿床。

他们都集中在花岗岩岩石和岩石钟的顶部。在南岭地区石英脉型钨锡矿床的“五层”带状花纹中，纹脉位于花岗岩岩石和岩钟的顶部。

这里是气成热液过程的最佳成矿场所。一旦岩体暴露在地表，大多数最有利的成矿地点都会被侵蚀。因此，在暗岩或岩壁的顶部进行深部的成矿预测和勘探是寻找与花岗岩有关的深部多金属矿床的捷径。

4 结语

矿化是一个非常复杂的变化过程。不同元素在地质构造过程中，发生碰撞和积压，导致流体向不同方向运行，把岩层中富含不同金属元素的物质聚集到一起，在长期的压力、温度和硫含量下形成不同的沉积物。通过对矿床的科学研究，我们可以不断创新和拓展前进的道路，为我国的经济繁荣作出贡献。