關(guān)于礦源層和成礦物質(zhì)來(lái)源的探討

李瑞峰，劉小濱，費(fèi)書(shū)民，張 沖，馬國(guó)朋，宮貫乾，楊建嶺，趙文浩

1.華北冶金地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)隊(duì)，河北 秦皇島 066013；2.河北地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)隊(duì)，河北 唐山 063000; 3.河北省地質(zhì)調(diào)查院, 河北 石家莊 050021

1 概述

20世紀(jì)四五十年代及其以前，我國(guó)老一代地質(zhì)學(xué)家對(duì)成礦的地質(zhì)理論主要是學(xué)習(xí)和沿用國(guó)外的一些基本理論。這個(gè)時(shí)期的內(nèi)生礦床成因研究基本上是從巖漿分異演化的一元論觀點(diǎn)，把內(nèi)生礦床皆作為巖漿熱液作用的產(chǎn)物，并分出不同溫度和不同深度的成因類(lèi)型，即“殘余巖漿熱液”成礦的學(xué)說(shuō)。隨著礦床學(xué)領(lǐng)域研究的迅速發(fā)展，成礦理論有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，特別是20世紀(jì)80年代以后，國(guó)外礦床成因理論的引進(jìn)得益于改革開(kāi)放政策，在學(xué)習(xí)和引用國(guó)外新理論的同時(shí)，我國(guó)地質(zhì)學(xué)家亦總結(jié)了國(guó)內(nèi)主要礦床地質(zhì)特征，從成礦地質(zhì)環(huán)境、物理化學(xué)條件、成礦物質(zhì)來(lái)源、地球化學(xué)特征等多方面綜合研究，發(fā)展成從單一巖漿演化到多源、多期疊加的多種成礦理論和新的礦床成因概念，就金礦而言先后提出了沉積—變質(zhì)金礦、混合巖化—重熔巖漿熱液金礦、地下熱鹵水溶液金礦等新成礦理論，并引進(jìn)了“礦源層”的概念，認(rèn)為成礦物質(zhì)主要來(lái)源于礦體圍巖的“礦源層”。

礦源層（source bed）的概念，最初是由澳大利亞人C.L.奈特（C.L.Knight）于1957年首先提出來(lái)的，其出發(fā)點(diǎn)是認(rèn)為許多重要的礦床與侵入巖之間并不存在成因聯(lián)系，相反，這種礦床的產(chǎn)出卻與某一特殊的沉積巖層顯示出重要關(guān)系[10]。隨著研究工作的不斷深入，“礦源層”的概念已經(jīng)擴(kuò)大，包括富含成礦物質(zhì)，并能夠?yàn)榈V床提供成礦物質(zhì)的所有巖石，都稱(chēng)為“礦源層”。

國(guó)內(nèi)一些學(xué)者對(duì)“礦源層”有兩種理解，一種認(rèn)為一些礦床或礦體的圍巖富含與礦床內(nèi)相同的某種成礦物質(zhì)，其含量往往高出地殼克拉克值幾倍、十幾倍，成礦物質(zhì)主要來(lái)源于成礦物質(zhì)豐度高的圍巖。把這些富含成礦物質(zhì)的地層或巖石稱(chēng)為“礦源層”。另一種認(rèn)為成礦物質(zhì)主要來(lái)源于成礦物質(zhì)豐度低的近礦圍巖，礦體近礦圍巖成礦物質(zhì)的含量比遠(yuǎn)離礦體的圍巖低得多，其中的成礦物質(zhì)部分的提供給成礦了。兩種觀點(diǎn)都認(rèn)為巖漿巖的侵位為礦源層提供了熱動(dòng)力。巖漿活動(dòng)使巖石中的水被加熱形成熱液或循環(huán)流體，熱液沿圍巖的裂隙、孔隙滲濾、運(yùn)移時(shí)，可以與圍巖中的組分發(fā)生反應(yīng)，通常稱(chēng)為水-巖反應(yīng)。通過(guò)水-巖反應(yīng)，一部分成礦物質(zhì)溶解，從圍巖中萃取出來(lái)，使熱液中的金屬組分含量升高并使圍巖中原有金屬元素的含量減少。萃取出的成礦物質(zhì)在熱動(dòng)力作用下使之遷移，在適宜的條件下沉淀、富集成礦。這就是巖漿侵位從圍巖中萃取成礦物質(zhì)的基本理論，這種理論一直被廣大地質(zhì)工作者接受。

20世紀(jì)80年代，一些地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為河北省遷西縣金廠峪金礦的圍巖——角閃斜長(zhǎng)片麻巖是金的礦源層，因?yàn)榧綎|大多數(shù)金礦產(chǎn)于這種角閃斜長(zhǎng)片麻巖或斜長(zhǎng)角閃巖中，他們將這類(lèi)巖石稱(chēng)為“角閃質(zhì)”巖石。因?yàn)榻鸬呢S度值比麻粒巖相巖石高出許多，故將其定為金的礦源層[11]。

1989至1990年，河北地質(zhì)二隊(duì)、河北地質(zhì)五隊(duì)在長(zhǎng)城沿線(xiàn)及北側(cè)的中元古長(zhǎng)城系高于莊組、薊縣系楊莊組、霧迷山組白云巖中，發(fā)現(xiàn)一系列微細(xì)浸染狀型金礦床。礦床無(wú)明顯圍巖蝕變，礦石與圍巖常不好區(qū)分。一些研究者認(rèn)為長(zhǎng)城系高于莊組、薊縣系楊莊組、霧迷山組是金的礦源層。

一些學(xué)者對(duì)江西德興銅礦進(jìn)行深入的研究，認(rèn)為德興銅礦遠(yuǎn)離礦體的九嶺群，中元古界火山-沉積巖系平均含銅55×10-6, 緊鄰礦化—蝕變帶的外圍形成一個(gè)環(huán)形含銅量低值區(qū)，半徑2～5 km，平均含銅40×10-6,,而在礦化蝕變帶中含銅在（100～1 000）×10-6；以上礦化蝕變帶中銅有一部分是來(lái)自銅元素降低的圍巖[10]。

近年來(lái)，越來(lái)越多的研究者，在礦床成因研究方面引用“礦源層”理論。王明聰?shù)仍谡撐闹兄赋觥暗釚|南泥盆系坡松組是老寨灣金礦的初始礦源層”[8]。

“大青溝銀多金屬礦成礦物質(zhì)，主要來(lái)自于小寨組，燕山期花崗巖的侵位，一方面為區(qū)內(nèi)成礦流體的運(yùn)移提供了熱動(dòng)力，另一方面也提供了部分成礦物質(zhì)”[3]。

“云南墨江貓鼻梁子超基性巖W(Au)平均值為0.048×10-6，相當(dāng)于地殼中超基性巖平均值的8倍，地殼豐度值的14倍；石英脈型貓鼻梁子金礦產(chǎn)于超基性巖中，其成礦物質(zhì)主要來(lái)源于超基性巖”[5]。

“五臺(tái)—恒山綠巖帶起著礦源層的作用，是金礦的直接圍巖，金的豐度值高于克拉克值，成為潛在的礦源層，流體的活動(dòng)必然萃取綠巖帶中的金”[2]。

上述各家的觀點(diǎn)基本是一致的，雖然在礦源層成礦物質(zhì)豐度上存在兩種不同的觀點(diǎn)。但都認(rèn)為存在“礦源層”，成礦物質(zhì)主要來(lái)源于“礦源層”，在巖漿活動(dòng)提供的熱動(dòng)力作用下產(chǎn)生熱液，熱液沿圍巖的裂隙、孔隙滲濾、 運(yùn)移時(shí)，可以與圍巖中的組分發(fā)生反應(yīng)，通常稱(chēng)為水-巖反應(yīng)。水巖反應(yīng)從圍巖萃取成礦物質(zhì)并遷移，在適宜構(gòu)造環(huán)境沉淀成礦。

2 成礦物質(zhì)的來(lái)源

成礦物質(zhì)的來(lái)源一般認(rèn)為有3種：巖漿巖、地殼和上地幔。

（1）成礦物質(zhì)來(lái)源于巖漿溶融體∶在巖漿結(jié)晶過(guò)程中，隨著巖漿熱液的析出，巖漿中的成礦物質(zhì)多以絡(luò)合物的形式進(jìn)入熱液，形成含礦熱液。由于許多金屬元素，如Fe、Cu、Pb、Zn等易與Cl2、CO、H2S、SO2、HF等巖漿中的揮發(fā)組分形成絡(luò)合物，特別是易與Cl2形成絡(luò)合物。這種觀點(diǎn)在20世紀(jì)50～70年代一直被廣大地質(zhì)工作者接受，稱(chēng)為“殘余巖漿熱液”學(xué)說(shuō)?，F(xiàn)今許多地質(zhì)學(xué)家仍然認(rèn)同“殘余巖漿熱液”學(xué)說(shuō)。

（2）成礦物質(zhì)來(lái)源于上地幔地∶地幔流體的活動(dòng)可以把分散在上地幔中的成礦物質(zhì)活化，遷移到地殼中成礦。

由于受技術(shù)條件的限制，對(duì)參與熱液成礦的地幔物質(zhì)參與成礦的認(rèn)識(shí)，目前尚處在探索之中。

（3）成礦物質(zhì)來(lái)源于地殼巖石∶不同來(lái)源的熱液，在其源區(qū)或其運(yùn)移過(guò)程中與不同地殼巖石發(fā)生反應(yīng)，稱(chēng)之為水-巖反應(yīng)，從而捕獲其中的成礦物質(zhì)形成含礦熱液，進(jìn)而成礦。這一學(xué)說(shuō)的本質(zhì)是熱液從圍巖萃取成礦物質(zhì)而成礦，即現(xiàn)在廣為流行的“礦源層”學(xué)說(shuō)。筆者認(rèn)為“礦源層”理論有一些缺陷，本文想就有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討。

3 礦源層的問(wèn)題

礦源層的問(wèn)題，實(shí)際上就是富含某種或幾種金屬元素的地層或巖石，認(rèn)為它是礦床成礦物質(zhì)的主要來(lái)源。我國(guó)南方的滇、黔、桂地區(qū)就有含碳的頁(yè)巖富含金，國(guó)內(nèi)外有不少沉積鉛、鋅礦，沉積銅礦，沉積鐵礦等。美國(guó)的密西西比河（MVT型）鉛鋅礦、澳大利亞的世紀(jì)鉛鋅礦、河北省冀東的高板河鉛鋅礦都是大型、超大型沉積鉛鋅礦。所以說(shuō)富含金屬的地層或巖石在自然界是客觀存在的，不可否認(rèn)的。，但熱水溶液從圍巖中萃取成礦物質(zhì)、使其活化、遷移、富集成礦的理論值得商榷。

設(shè)想一個(gè)含金地層金含量為0.047×10-6，它是地殼克拉克值（1.8×10-9）的26倍，如果有三分之一（0.047／3）的金被萃取出來(lái)，富集成一個(gè)50 t的金礦。設(shè)礦石體重為2.8，那么它需要50 000 000g÷(0.047g／3)÷2.8 =3 419 452 889m3的礦源層來(lái)提供.即需要一個(gè)長(zhǎng)3 600m、寬3 000m、深3 000m的地質(zhì)體來(lái)提供，實(shí)際上需要提供金的地質(zhì)體要大得多。因?yàn)楸患訜岬乃荒茌腿〉V源層裂隙壁面上的成礦物質(zhì)，不能萃取無(wú)裂隙巖石內(nèi)的成礦物質(zhì)。

既然被加熱的水溶液能從圍巖萃取成礦物質(zhì)，僅就中低溫?zé)嵋旱V床來(lái)說(shuō)成礦熱液的溫度一般為150～300 ℃，圍巖常發(fā)生中低溫?zé)嵋何g變：高嶺土化、硅化、絹云母化、青盤(pán)巖化、碳酸鹽化、重晶石化、明礬石化等。根據(jù)礦源層成礦理論，巖漿侵位加熱圍巖中的水（應(yīng)大于150 ℃），使其與圍巖發(fā)生水-巖反應(yīng)，從圍巖萃取成礦物質(zhì)。那么被萃取的圍巖應(yīng)發(fā)生大面積蝕變（如絹云母化），即上面的3 600m×3 000m×3 000m體積的圍巖發(fā)生水-巖反應(yīng)從中萃取金元素，那么，近32億立方米的圍巖應(yīng)普遍發(fā)生絹英巖化蝕變。但在野外眾多不同類(lèi)型礦床中并沒(méi)有見(jiàn)到大面積（寬數(shù)百至數(shù)千米）圍巖蝕變現(xiàn)象，我們見(jiàn)到蝕變圍巖的寬度實(shí)際只有幾厘米、幾十厘米、幾米。

4 關(guān)于礦源層被加熱的水形成循環(huán)熱液的問(wèn)題

礦源層被加熱的水只存在于巖石毛細(xì)管裂隙和少量較大裂隙中，它只能萃取裂隙兩壁的金，無(wú)裂隙或具微裂隙的巖石是無(wú)法從中萃取的，所以，從巖石中萃取出的金是很少的，一般巖石的孔隙度花崗巖為0.5%；片麻巖為1%；灰?guī)r為5%；砂巖為15%左右[10]。同時(shí)這些毛細(xì)管狀裂隙不容易形成長(zhǎng)幾十米至數(shù)百米甚至幾千米的相互聯(lián)通的裂隙系統(tǒng)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)巖石中的水一般2%～4%左右[10]，在幾公里或十幾公里之下巖石中水的含量更少，甚至不足1%，這么少的水如何在毛細(xì)管狀裂隙中形成循環(huán)的流體。除局部的構(gòu)造破碎帶外，巖石中特別是深部裂隙中水是很少的。這些連通的毛細(xì)管或微裂隙水是如何將數(shù)十噸的金、數(shù)百萬(wàn)噸的銅和其他金屬搬運(yùn)到同一處成礦的？

即便能形成連通的裂隙，為什么這些連通的裂隙呈放射狀并都指向一個(gè)中心（礦體部位）？是什么驅(qū)動(dòng)力使四周?chē)鷰r中含成礦物質(zhì)的流體向一個(gè)中心集中？使其周而復(fù)始的循環(huán)遷移成礦元素。循環(huán)的流體在遷移過(guò)程中不斷從圍巖萃取成礦元素，熱液中濃度會(huì)不斷增大，為什么一定要到中心點(diǎn)（礦體部位）才達(dá)到飽和沉淀富集成礦？難道在遷移的半程就不能達(dá)到飽和發(fā)生沉淀？

礦床中常含有Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Mo等多金屬元素和多種礦物，每種元素都有一定的溶解度，在一定溫壓條件下溶解度最高，這是從礦源層圍巖萃取某種元素的必要條件。礦源層”成礦理論不能解釋這些元素是一次萃取，一次遷移，依次分別沉淀的；還是多次萃取，多次遷移，多次沉淀的。這里只能假設(shè)萃取的成礦物質(zhì)在遷移過(guò)程中，溫、壓條件是不變的，否則會(huì)發(fā)生中途沉淀成礦。如果是一次性萃取，那么在特定的溫、壓條件下由于各元素的溶解度不同，不可能一次被萃取出來(lái)。如果是多次性萃取，說(shuō)明巖漿發(fā)生多次活動(dòng)，因?yàn)榈V源層的熱動(dòng)力是巖漿提供的，那么巖漿巖至少有六次活動(dòng)。成礦物質(zhì)在遷移過(guò)程中溫、壓條件也不可能是恒定的。

5 萃取金屬元素（金）的遷移問(wèn)題

一般認(rèn)為金屬元素是呈絡(luò)合物遷移的，如鉛是呈[PbCl4]2-絡(luò)合物遷移。問(wèn)題是一個(gè)500萬(wàn)噸鉛礦遷移需要（35×4）×（500÷208）＝336.538萬(wàn)噸氯元素一次完成。這么多氯元素在它“完成任務(wù)”后都跑到哪里去了呢﹖為什么不同圍巖中的Ca、Mg、Fe、K、Na和其他元素進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)呢﹖因?yàn)槲覀冊(cè)诘V床及其圍巖中沒(méi)有見(jiàn)到巨大數(shù)量的富含氯的礦物。根據(jù)加利爾（CARRELS）1944年計(jì)算，“要使幾噸硫化銅礦石沉淀，則透過(guò)裂隙的酸性水溶液體積應(yīng)該相當(dāng)于地中海一樣大”。顯然礦源層中裂隙沒(méi)有那么大，水沒(méi)有那么多。若是絡(luò)合物多次遷移，含氯的水溶液多次循環(huán)它的趨動(dòng)力是從哪里來(lái)的，當(dāng)氯元素離子“卸載”后再次隨流體循環(huán)，這就形成了反方向的流體萃取和運(yùn)移。運(yùn)移的路線(xiàn)是同一條還是另辟它徑 ，為什么這次流體萃取的成礦物質(zhì)從近礦位置帶到遠(yuǎn)處又從遠(yuǎn)處帶回來(lái)，發(fā)生周而復(fù)始的循環(huán)？

一個(gè)金屬熱液礦床中的礦體，無(wú)論是低溫、中溫或高溫類(lèi)型，其近礦圍巖都會(huì)發(fā)生較強(qiáng)或規(guī)模不同的圍巖蝕變。這說(shuō)明礦體部位在成礦時(shí)存在較高溫、壓條件，礦體的品位往往是礦源層的數(shù)十倍至數(shù)百倍或更大，按照“礦源層”的觀點(diǎn)，礦源層與礦體（賦礦構(gòu)造）之間有微裂隙聯(lián)通的流體通道，那么是什么驅(qū)動(dòng)力使被萃取的元素從低溫的圍巖向較高溫度的礦體（斑巖礦床為巖體）運(yùn)移呢？為什么萃取的成礦元素由低壓的圍巖向較大壓力的礦體部位遷移呢？又是什么原因成礦物質(zhì)從低濃度向高濃度（礦體部位）遷移呢？這種成礦作用好像似“人為的”成礦作用，太理想化了。

6 熱源問(wèn)題

一個(gè)巖漿巖體的熱傳導(dǎo)是有限的，影響范圍很小，它的溫度會(huì)隨距離r的1/r2減少，，影響范圍最多只有幾十米，小巖珠體積小熱容量更少，影響范圍更小。在野外經(jīng)常見(jiàn)到花崗巖的圍巖及頂垂體蝕變的范圍只有幾厘米、幾米、幾十米?；◢弾r的熱傳導(dǎo)不可能造成千米之外的圍巖溫度達(dá)到100 ℃以上，野外一些巖漿巖圍巖蝕變的范圍真實(shí)的指示了巖漿熱液影響的范圍。

以德興銅礦為例，花崗閃長(zhǎng)斑巖體在銅廠、富家坪和朱砂紅三個(gè)礦床出露面積分別為0.7 km2、0.16 km2和0.006 km2，它的熱容量有多大，能為半徑2～5 km范圍內(nèi)、面積約40 km2（按半徑3.5 km計(jì)算）的礦源層（大40倍的圍巖）提供足夠的熱能，使這么大的范圍溫度升高到100～200 ℃以上。況且熱的傳導(dǎo)是向四周發(fā)散的，提供的熱能不是平均分配的，隨著距離的遠(yuǎn)離而成1/r2減少。按著一些學(xué)者的觀點(diǎn)影響范圍的半徑達(dá)3～5 km，那么由于巖漿巖的侵位、加熱圍巖的水、與圍巖發(fā)生水-巖反應(yīng)，在所影響的巨大范圍內(nèi)將發(fā)生普遍的圍巖蝕變，產(chǎn)生巨大面積的絹英巖化，實(shí)際上這種情況是不存在的，只在礦體范圍內(nèi)絹英巖化。德興銅礦的圍巖是元古界九嶺群千枚巖（絹云母片巖）。需說(shuō)明一點(diǎn)是，有些金礦產(chǎn)于絹云母石英片巖中，有些片巖長(zhǎng)數(shù)千米，寬幾十米至數(shù)百米。一些研究者將這些區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)作用生成的絹云母稱(chēng)為“絹云母化”，這是個(gè)概念的錯(cuò)誤，動(dòng)力變質(zhì)的絹云母是成礦前形成的與成礦作用無(wú)關(guān)，它定向分布具片狀構(gòu)造，而成礦熱液生成的絹云母是雜亂無(wú)章分布的毛氈狀、交織狀、扇狀和放射狀。，實(shí)際情況是礦床周邊的九嶺群并未見(jiàn)到數(shù)十平方公里面積發(fā)生絹英巖化。

礦源層觀點(diǎn)認(rèn)為，巖漿巖的侵入為礦源層提供了熱能，我們以面積代替體積，大致估計(jì)德興銅礦花崗閃長(zhǎng)斑巖所含的熱能對(duì)半徑2～5 km范圍內(nèi)圍巖的影響。德興銅礦3個(gè)礦床斑巖的總面積是0.92 km2，假設(shè)它侵位時(shí)的初始溫度是2 000℃，它影響的半徑是3.5 km，圍巖的初始溫度是10 ℃，那么斑巖的熱能量只能使半徑3.5 km范圍內(nèi)的圍巖溫度升高至56.9 ℃（46.9℃+10℃），這個(gè)溫度只比常溫高出一倍多，在這樣溫度條件下，對(duì)大多數(shù)溶解度低的金屬元素從圍巖中萃取是無(wú)能為力的，況且?guī)r體的影響距離根據(jù)野外實(shí)際觀察一般不超過(guò)100m，遠(yuǎn)離巖體的圍巖無(wú)熱能提供是無(wú)法進(jìn)行水-巖反應(yīng)的。盡管這是個(gè)不切合實(shí)際的理想假設(shè)。但通過(guò)估算大致表明，斑巖對(duì)圍巖提供的熱能量是很少的，實(shí)際情況比設(shè)想的復(fù)雜得多，熱量在向周?chē)鷤鲗?dǎo)過(guò)程中會(huì)散失許多，并隨遠(yuǎn)離巖體距離（r）的1/r2而減少?？梢?jiàn)巖漿提供的能量不可能達(dá)到幾百米或上千米，它的影響范圍很小。

7 “礦源層”中金屬的豐度

一些研究者往往把“礦源層”中金的豐度值定的太高，如上述老寨灣金礦的圍巖（礦源層）“泥盆系坡松組”（D1ps），其金的豐度值為(0.1～0.3)×10-6。河北省遷西縣金廠峪金礦是產(chǎn)于角閃斜長(zhǎng)片麻巖中的絹云石英片巖中，于潤(rùn)林采自圍巖角閃斜長(zhǎng)片麻巖樣品分析結(jié)果，金的豐度值為0.2×10-6，很顯然他們所采的樣都在蝕變的礦化帶中，這不能代表“礦源層”的豐度，因?yàn)榻鹪诔傻V過(guò)程本身就形成一個(gè)很大的原生暈，這也是我們進(jìn)行原生暈找礦的依據(jù)，將其定為礦源層顯然是不合適的。

另一些研究者往往把金的豐度值低的圍巖定為“礦源層”，認(rèn)為“礦源層”中的金部分的提供給成礦了。同一理論兩種觀點(diǎn)哪一個(gè)正確還是都正確？

8 關(guān)于礦源層中成礦元素的遷移活化問(wèn)題

“礦源層”理論只是簡(jiǎn)單提及巖漿巖的侵位使礦源層中的成礦元素活化，并運(yùn)移富集成礦，并沒(méi)有詳細(xì)論述它的成礦機(jī)理，從表面來(lái)看這種理論似乎合情合理，并有一些同位素和化學(xué)分析結(jié)果的證據(jù)，實(shí)際情況可行性很小。

冀東雙山子太古代綠巖帶金礦，距今約25億年，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，它經(jīng)受了褶皺作用、區(qū)域變質(zhì)作用、區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)和巖漿侵入作用等，受到多期次地質(zhì)作用的疊加，有的礦體距巖漿巖體只有1～2 km。在長(zhǎng)期地質(zhì)熱事件作用過(guò)程中，太古代石英脈型金礦中的金并沒(méi)有被“活化”遷移重新生成新的礦體，只是含金石英脈同圍巖一起褶皺，一起經(jīng)受區(qū)域變質(zhì)作用，在韌性剪切作用下發(fā)生透鏡化，局部呈構(gòu)造透鏡體存在。但含金石英脈中的金發(fā)生聚集重結(jié)晶，眾多分散小顆粒聚集成大顆粒自然金，局部富集品位達(dá)數(shù)千克/噸、數(shù)萬(wàn)克/噸，金礦品位變得極不均勻，但從未見(jiàn)活化遷移的次生金礦。

再如冀東興隆縣高板河沉積鉛鋅礦，產(chǎn)于高于莊組白云巖中，在14億年長(zhǎng)期地質(zhì)歷史中，同樣受到多期地質(zhì)熱事件的疊加，特別是燕山期強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)，層狀鉛鋅礦除隨圍巖一起褶皺外，幾乎是“毫發(fā)無(wú)損”，除偶爾見(jiàn)到長(zhǎng)不足1m，寬1～2mm的方鉛礦細(xì)脈外，再未見(jiàn)到活化遷移的次生“熱液”鉛鋅礦脈。與鉛鋅礦層共生的黃鐵礦（層）常呈原始的結(jié)核狀，結(jié)核由放射狀未結(jié)晶的黃鐵礦纖維及同心環(huán)狀構(gòu)成，由此看來(lái)盡管燕山期巖漿活動(dòng)劇烈，并沒(méi)有對(duì)鉛鋅礦和黃鐵礦造成影響，圍巖中未見(jiàn)到脈狀鉛鋅礦和黃鐵礦。

冀東是我國(guó)最主要的太古代變質(zhì)鐵礦之一，變質(zhì)鐵礦礦床大小礦體遍地都有分布，30多億年來(lái)，這些鐵礦經(jīng)受無(wú)數(shù)次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)。鐵礦中的磁鐵礦只是隨變質(zhì)作用加深由細(xì)粒變成中粒，由中粒變成粗粒，像雙山子太古代金礦一樣發(fā)生“聚合結(jié)晶“作用，由眾多細(xì)粒重結(jié)晶成大顆粒。如水廠羊崖山磁鐵石英巖，在羊崖山花崗巖作用下，磁鐵石英巖中的磁鐵礦和石英發(fā)生重結(jié)晶，由眾多小顆?！熬酆稀背缮贁?shù)大顆粒形成豆粒大小的粗粒狀磁鐵礦。在冀東這么大范圍（上萬(wàn)平方公里）內(nèi)和這么多鐵礦中，從未見(jiàn)到磁鐵石英巖中鐵發(fā)生活化、遷移形成熱液磁鐵礦體的現(xiàn)象。

鉛、鋅和鐵都是較活動(dòng)的元素，在漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史中多次強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)中都沒(méi)有發(fā)生“活化”，可見(jiàn)“活化、遷移”理論值得我們進(jìn)一步研究。

9 巖漿熱液成礦的初步認(rèn)識(shí)

我們知道，一些金屬礦產(chǎn)與一定的巖漿巖有關(guān)系，如鉑族金屬、銅、鈷、鎳、鉻、金剛石等與基性—超基性巖有關(guān)；銅、鉛、鋅、錫、鎢、鉬、金、銀等與中酸性巖有關(guān)，通常稱(chēng)為巖漿成礦專(zhuān)屬性。許多金屬熱液礦床與巖漿巖有非常密切的關(guān)系，即所謂“巖漿殘余熱液”成礦理論，在20世紀(jì)五六十年代，這種理論在中國(guó)占主導(dǎo)地位，認(rèn)為成礦物質(zhì)主要由殘余巖漿熱液提供的，盡管地質(zhì)科學(xué)理論近年來(lái)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，得到了很大的發(fā)展，但巖漿熱液成礦作用理論在當(dāng)今仍然占有十分重要的地位。我們認(rèn)為一些金屬礦床中的成礦物質(zhì)是由巖漿從地殼深部帶上來(lái)的，不管巖漿來(lái)自幔源或殼源，也不管巖漿巖在地殼深部如何演化成的，最后成礦物質(zhì)是由巖漿帶到地殼上部成礦的。例如冀東的峪耳崖金礦的礦體產(chǎn)于灰白色二長(zhǎng)花崗巖中，少數(shù)產(chǎn)于上部長(zhǎng)城系高于莊組地層中，呈脈狀產(chǎn)出。二長(zhǎng)花崗巖的深部有紅色中粗粒堿長(zhǎng)花崗巖侵入，呈隱伏的二次侵入體存在于二長(zhǎng)花崗巖深部，但紅色堿長(zhǎng)花崗巖中并不含礦。一些研究者認(rèn)根據(jù)淺色二長(zhǎng)花崗巖是金礦的直接圍巖，故認(rèn)為是金的成礦母巖。我們認(rèn)為金是由紅色堿長(zhǎng)花崗巖從深部帶上來(lái)的，因?yàn)榧t色花崗巖的侵位，它的熱動(dòng)力造成二長(zhǎng)花崗巖形成一系列構(gòu)造裂隙，為金的沉淀提供了賦存空間。紅色花崗巖是成礦母巖這種情況也符合巖漿巖的演化規(guī)律，因富堿的花崗巖總是巖漿演化的最終產(chǎn)物，而含有金屬元素的殘余巖漿溶液也總是伴生巖漿演化殘存到最后。同時(shí)伴隨晚期巖漿侵入的含礦氣—液，常處在巖漿的上部或頂部，正像火山噴溢一樣，最先噴出的是火山氣一液，（常含有一些成礦物質(zhì)）然后才有巖漿流出。所以紅色花崗巖攜帶的成礦物質(zhì)理應(yīng)充填于上部的圍巖中，除非發(fā)生“隱蔽爆破”，使成礦母巖上部成礦。同樣，在峪耳崖金礦東南不足50 km的二撥子?xùn)|溝金礦，成礦地質(zhì)特征同峪耳崖金礦幾乎完全相同。并以此推測(cè)產(chǎn)于花崗巖中的金礦，其深部應(yīng)有晚期隱伏的堿長(zhǎng)花崗巖體。上述的例子說(shuō)明，金等成礦物質(zhì)并不是來(lái)源于圍巖，而是來(lái)自于地殼深部。深部花崗巖的侵位不僅帶來(lái)大量成礦物質(zhì)，它強(qiáng)大的動(dòng)力造成上部圍巖產(chǎn)生一系列裂隙和構(gòu)造破碎帶，為含礦熱液的成礦提供了重要的沉淀、富集場(chǎng)所。

一些多金屬礦床周邊大范圍內(nèi)無(wú)巖漿巖體，特別是產(chǎn)于沉積巖、變質(zhì)巖中的礦床，并不能說(shuō)明它與巖漿巖沒(méi)關(guān)系，其深部可能有隱伏的巖漿巖體。

10 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，富含成礦物質(zhì)的地層、巖石是客觀存在的；無(wú)可質(zhì)疑的，但它不是礦源層。礦源層理論認(rèn)為巖漿巖侵位加熱圍巖中的水形成熱液，與圍巖發(fā)生水-巖反應(yīng)從圍巖萃取成礦物質(zhì)成礦是不可行的。

如果一個(gè)礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于豐度高的圍巖，它需要巨大地質(zhì)體來(lái)提供。按照礦源層的成礦理論、巖漿巖的侵位，為圍巖提供熱能和熱動(dòng)力，加熱圍巖中水使其發(fā)生水-巖反從圍巖萃取成礦物質(zhì)。在熱動(dòng)力作用下發(fā)生運(yùn)移、沉淀成礦，那么這巨大的地質(zhì)體（圍巖）應(yīng)普遍發(fā)生熱液蝕變，客觀情況并不存在。

巖石中的裂隙多為毛細(xì)管裂隙，毛細(xì)管裂隙中的水很少約2%～4%左右，地殼深部毛細(xì)管裂隙只占巖石體積1%左右，，除受到構(gòu)造破壞的巖石外，一般不能形成相互連通的裂隙系統(tǒng)。這樣就不能形成“透入性”的數(shù)百米～數(shù)千米互相聯(lián)通的裂隙體系，也就不能形成長(zhǎng)距離、大面積的熱液循環(huán)系統(tǒng)。同時(shí)充填于毛細(xì)管裂隙中的水由于毛細(xì)管作用和水的表面張力，毛細(xì)管裂隙中的水除非有強(qiáng)大的動(dòng)力，否則很難移動(dòng)。

有熱液就有熱液蝕變，我們觀察到花崗巖的接觸帶，除矽卡巖外，它的圍巖蝕變往往只有幾厘米至數(shù)十厘米，并未見(jiàn)到花崗巖周?chē)鷶?shù)百米或數(shù)千米圍巖發(fā)生大面積蝕變的現(xiàn)象，這就說(shuō)明花崗巖對(duì)圍巖的影響是有限的。

巖漿侵入帶給圍巖的熱能會(huì)隨遠(yuǎn)離礦體而降低，壓力也會(huì)遠(yuǎn)離巖體或礦體而降低，那么即使礦體圍巖能夠形成熱液循環(huán)系統(tǒng)，從圍巖萃取金屬元素，是什么驅(qū)動(dòng)力使這些金屬元素由低溫向高溫處運(yùn)移呢？是什么驅(qū)動(dòng)力使金屬元素從低壓向較高壓處運(yùn)移呢？又是什么驅(qū)動(dòng)力使成礦金屬由低濃度熱液向高濃度運(yùn)移？

礦體周?chē)鸀槭裁茨苄纬煞派錉钸B通裂隙，裂隙中的成礦物質(zhì)為什么都向一個(gè)中心（礦體）遷移？這些問(wèn)題不解決，從礦源層中萃取金屬元素成礦的理論就值得懷疑了。

一個(gè)礦床往往會(huì)有多種元素，熱液從圍巖（礦源層）萃取成礦元素是一次完成的，還是多次萃取的，若是多次，提供熱動(dòng)力的巖漿是否也是多次活動(dòng)？因每種元素的溶解度都受一定溫、壓條件制約，若是多次萃取，近礦圍巖也會(huì)相應(yīng)發(fā)生不同溫、壓的多次、多種熱液蝕變，實(shí)際上一個(gè)礦床往往含有四五種甚至更多不同溫度的礦物組合，很難想象一個(gè)巖漿巖會(huì)有這么多次向礦源層提供熱動(dòng)力，熱液周而復(fù)始循環(huán)遷移成礦物質(zhì)，這些問(wèn)題礦源層理論并未交代清楚。

青龍縣雙山子太古代綠巖帶金礦、興隆縣高板河中元古沉積鉛鋅礦和硫鐵礦、冀東太古代變質(zhì)鐵礦，在20多億年的地質(zhì)歷史中，經(jīng)受幾次甚至十幾次地質(zhì)熱事件的作用，這些礦床中的成礦物質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生 “活化”，也沒(méi)有發(fā)生遷移形成新的礦體。鐵元素比較活動(dòng)，在熱液中容易形成氫氧化鐵，但筆者在鐵礦床中及其周?chē)⑽匆?jiàn)到熱液成因的富鐵礦體。

綜上所述，礦源層的成礦理論中富含金屬元素的地層或巖石是客觀存在的，但在巖漿巖侵位提供的熱動(dòng)力條件下使礦源層中的水被加熱，從中萃取金屬元素繼而發(fā)生遷移、沉淀、富集成礦的機(jī)理是不可行的，許多問(wèn)題不能得到圓滿(mǎn)的解釋?zhuān)涑傻V理論是需要認(rèn)真討論的。

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