礦床成礦系列
——五論礦床的成礦系列問題

陳毓川，裴榮富，王登紅，黃　凡

1）中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院， 北京 100037；2）中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100037

礦床成礦系列
——五論礦床的成礦系列問題

陳毓川1），裴榮富2），王登紅2），黃凡2）

1）中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院， 北京 100037；2）中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100037

礦床的成礦系列（簡(jiǎn)稱成礦系列）是礦床學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)理論性概念， 由五級(jí)序次組成。礦床成礦系列是成礦系列的第二序次， 是成礦系列的核心部分。礦床成礦系列的劃分， 以巖漿、沉積、變質(zhì)、表生和流體（非巖漿-非變質(zhì)成因流體）5種成礦作用為基本原則， 以成礦地質(zhì)環(huán)境為基礎(chǔ)， 結(jié)合成礦的時(shí)段與形成的礦床組合進(jìn)行劃分。本文對(duì)礦床成礦系列時(shí)空范圍、時(shí)空組成結(jié)構(gòu)、礦化強(qiáng)度與演化、成礦區(qū)帶內(nèi)不同礦床成礦系列之間的演化、疊加和復(fù)合作用及對(duì)指導(dǎo)找礦的意義進(jìn)行了論述。

礦床成礦系列概念； 劃分原則； 時(shí)空圈定； 組成與演化； 找礦意義

成礦系列是礦床地質(zhì)科學(xué)中研究區(qū)域成礦規(guī)律的一種學(xué)術(shù)思想（概念）， 用系統(tǒng)論、活動(dòng)論觀點(diǎn)研究在地質(zhì)歷史各階段、各特定地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中的成礦作用過程及形成的礦床組合自然體（程裕淇等，1979， 1983； 陳毓川等， 1998， 2006， 2015a）。成礦系列亦是一種礦床的自然分類（陳毓川等， 2006，2015a）。自成礦系列概念提出以來的37年（1979— 2016）中， 以此概念為指導(dǎo)， 在全國(guó)各省、自治區(qū)、直轄市、重要成礦帶均開展了大量區(qū)域成礦規(guī)律研究（陳毓川， 1983， 1994， 1997； 陳毓川等， 1985， 1989，1993， 1995， 2007， 2014， 2015b； 翟裕生等， 1992，1996； 裴榮富等， 1998； 王平安等， 1998； 羅銘玖等，2000； 王登紅等， 2002； 彭翼和何玉良， 2015； 于學(xué)峰等， 2016）， 提升了我國(guó)區(qū)域成礦規(guī)律的研究程度及水平， 在指導(dǎo)找礦工作中起到了積極作用。同時(shí)進(jìn)一步完善了成礦系列概念的理論體系， 提出成礦系列體系由五個(gè)序次組成（陳毓川等， 2006）： 第一序次為礦床成礦系列組合、礦床成礦系列組和礦床成礦系列類型， 第二序次為礦床成礦系列， 第三序次為礦床成礦亞系列， 第四序次為礦床式， 第五序次為礦床。其中， 第二序次礦床成礦系列是核心部分。本文對(duì)此做進(jìn)一步剖析。

1 礦床成礦系列的形成與含義

礦床成礦系列是在地球存在的歷史中， 特定時(shí)空域內(nèi)形成的有成因聯(lián)系的礦床組合自然體（陳毓川等， 2006）。每一個(gè)礦床成礦系列均是地球存在的時(shí)空域中唯一的一個(gè)不可分割的實(shí)體， 由四個(gè)要素組成： 特定的時(shí)間段、特定的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、特定的成礦作用和由此形成的礦床組合自然體（圖1），是同時(shí)段、同地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、同成礦作用下形成的有成因聯(lián)系的礦床組合自然體， 是全球礦床世界中的基本組成單元——“細(xì)胞”。

2 礦床成礦系列的劃分

在一個(gè)區(qū)域內(nèi)， 某一時(shí)段的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境和已發(fā)現(xiàn)的各類礦床是識(shí)別和劃分出礦床成礦系列的基礎(chǔ)。通過調(diào)查、分析、研究確定與各類礦床形成有關(guān)的主要成礦作用的類別， 此成礦作用在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)中所處的時(shí)、空部位及與哪一類地質(zhì)作用（沉積、巖漿、變質(zhì)、表生、斷裂褶皺構(gòu)造等）有關(guān)。在識(shí)別出同時(shí)段內(nèi)成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、成礦作用與有關(guān)礦床的內(nèi)在聯(lián)系的基礎(chǔ)上， 按形成礦床成礦系列的四要素（時(shí)、空、作用、礦床組合）提出本區(qū)存在的礦床成礦系列。因此， 在一定的時(shí)間段內(nèi)， 劃分出礦床成礦系列， 地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境及形成此環(huán)境的地質(zhì)作用是基礎(chǔ)， 地質(zhì)作用中的成礦作用是關(guān)鍵，而礦床組合自然體是必然產(chǎn)物。

對(duì)同一時(shí)間段內(nèi)成礦地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)作用、成礦作用和同時(shí)形成礦床的正確識(shí)別， 必定存在不同程度的問題， 關(guān)鍵是區(qū)別開在本地區(qū)存在的其他重要時(shí)段的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、地質(zhì)作用， 有時(shí)尚有成礦作用及形成的礦床組合， 即有另一時(shí)段礦床成礦系列的存在。這方面的識(shí)別程度取決于本區(qū)內(nèi)研究程度， 因此要充分收集、應(yīng)用本區(qū)內(nèi)地質(zhì)調(diào)查、勘查及科學(xué)研究成果。如果條件允許， 應(yīng)補(bǔ)充關(guān)鍵性野外樣品采集， 開展樣品鑒定、分析測(cè)試工作。在此基礎(chǔ)上， 加以分析、研究， 做出相對(duì)合理的判斷， 區(qū)分開在同一區(qū)域內(nèi)不同時(shí)段、不同地質(zhì)環(huán)境中可能存在的另一個(gè)礦床成礦系列。

圖1　礦床成礦系列組成結(jié)構(gòu)Fig. 1 Composition structure of minerogenetic series for mineral deposits

2.1 成礦地質(zhì)環(huán)境和成礦時(shí)段的確定

礦床成礦系列所在成礦地質(zhì)環(huán)境通常是大地構(gòu)造旋回活動(dòng)過程中所形成相對(duì)獨(dú)立的Ⅲ級(jí)成礦地質(zhì)構(gòu)造單元， 如長(zhǎng)江中下游構(gòu)造巖漿成礦帶、阿爾泰成礦帶， 或特殊的構(gòu)造單元， 如形成金剛石礦的深斷裂帶。但礦床成礦系列空間范圍及其邊界只能是相對(duì)的， 與成礦作用涉及的范圍一致。目前能識(shí)別的范圍只能是與此成礦作用有關(guān)的礦床、礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)分布的范圍， 以及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)的可能范圍， 一般限定在Ⅲ級(jí)成礦帶內(nèi)， 亦可出礦帶， 因?yàn)槌傻V區(qū)帶的劃分也是相對(duì)的。

礦床成礦系列形成的時(shí)間段應(yīng)是成礦地質(zhì)環(huán)境形成、演化過程中出現(xiàn)與成礦作用有關(guān)的地質(zhì)作用活動(dòng)時(shí)段， 如長(zhǎng)江中下游地區(qū)中生代地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)從印支期已開始， 而與成礦有關(guān)的構(gòu)造巖漿活動(dòng)是在燕山中、晚期， 因此， 此礦床成礦系列的時(shí)間段應(yīng)是燕山中、晚期。

2.2 成礦作用類別的確定

礦床成礦系列劃定的最關(guān)鍵因素是成礦作用，我們采納了傳統(tǒng)的三大類成礦作用： 巖漿成礦作用、沉積成礦作用和變質(zhì)成礦作用?？紤]到成礦條件及成礦作用性質(zhì)的不同， 從傳統(tǒng)的沉積成礦作用中分出了表生成礦作用（指在地表大氣圈范圍內(nèi)風(fēng)化淋濾等物理、化學(xué)、生物作用有關(guān)的成礦作用）作為獨(dú)立的一類， 而沉積成礦作用限于在水體中的成礦作用。另外， 新增加了一類在地殼中與巖漿、變質(zhì)作用無關(guān)的流體成礦作用， 一般是中低溫的含礦流體成礦。最典型的例子是砂巖型鈾礦的形成。因此， 成礦作用可以分成五類， 礦床成礦系列因成礦作用的不同亦可分為五類， 并相應(yīng)組成五類礦床成礦系列組合。

不少礦床成礦系列不是單一的成礦作用所形成， 如火山-沉積類礦床， 既有巖漿作用又有沉積作用； 深部流體類沉積礦床， 如貴州的錳礦、重晶石礦等， 既有深部流體作用， 又有沉積作用； 沉積-變質(zhì)類礦床， 既有沉積作用又有變質(zhì)作用等。在這種情況下， 應(yīng)列入主要的成礦作用類中， 其他的成礦作用所起作用作必要論述。因此， 巖漿作用為主提供成礦物質(zhì)的都?xì)w入巖漿成礦作用類， 火山-沉積作用應(yīng)歸入此類； 深部流體成因尚不明而在水體中沉積產(chǎn)出的礦床就歸入沉積作用類； 有變質(zhì)作用涉及的礦床均歸入變質(zhì)成礦作用類。

礦床成礦系列的劃分有賴于工作程度和認(rèn)識(shí)水平， 隨著研究程度的提高， 需要不斷完善， 不斷接近客觀實(shí)際。

3 礦床成礦系列的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)

受各自的成礦因素控制， 地球上的礦床成礦系列各不相同， 體現(xiàn)在各礦床成礦系列的成礦強(qiáng)度、成礦物質(zhì)組成、內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)及各因素演化等多方面。而這些內(nèi)部組成互為關(guān)聯(lián)， 是一個(gè)整體。

3.1 成礦強(qiáng)度

礦床成礦系列的成礦強(qiáng)度體現(xiàn)在形成礦床的數(shù)量及涉及的時(shí)空范圍上， 按產(chǎn)出數(shù)量可分為超強(qiáng)、強(qiáng)、中、弱四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。建議超強(qiáng)強(qiáng)度的礦床成礦系列有5個(gè)以上超大型礦床或30個(gè)以上大型礦床產(chǎn)出； 強(qiáng)的有2個(gè)以上超大型礦床或10個(gè)以上大型礦床產(chǎn)出； 中的有5個(gè)以上大型礦床產(chǎn)出； 弱的有5個(gè)以下大型礦床產(chǎn)出。礦床成礦系列所屬時(shí)空范圍的大小往往與成礦強(qiáng)度呈正相關(guān)。

3.2 成礦物質(zhì)的組成

成礦物質(zhì)的組成對(duì)不同的礦床成礦系列差別極大， 決定于成礦地質(zhì)環(huán)境、成礦作用類別， 有由單一的元素形成的單礦種礦床， 如金剛石礦床的成礦系列， 成礦時(shí)段較短， 涉及范圍亦較?。?亦有數(shù)十種成礦元素組成的多礦種礦床， 如南嶺地區(qū)燕山期與花崗巖有關(guān)的有色、稀有、稀土、貴金屬、鈾礦床成礦系列（簡(jiǎn)稱南嶺礦床成礦系列）， 其成礦時(shí)段從印支期延續(xù)至喜山期， 成礦涉及地域超過200 000 km2； 而大部分礦床成礦系列的物質(zhì)組成是處于這兩種端元狀況之間。

較普遍存在的規(guī)律是， 在成礦過程中及分階段成礦過程中成礦元素常以共生組合形式出現(xiàn)， 如巖漿成礦作用過程中， Cu-Au、Cu-Zn、Cu-Mo-Ag（Au）、W-Sn-Bi-Mo、Cu-Pb-Zn（Sb）、Pb-Zn-Ag-Sb-As-Hg、Fe-Ti-V-P、W-Sb-Au等礦種組合。各礦床成礦系列所具有的成礦元素構(gòu)成的礦種組合， 一般是有序地先后產(chǎn)出， 并有序分布。這與成礦源的成礦專屬性和有規(guī)律演化有關(guān)。這里提出的成礦源是指形成與聚集成礦物質(zhì)的源地。對(duì)巖漿成礦作用來說， 可以是地殼熔融地、殼?；旌系睾偷蒯５牡V源地。各成礦源均具有成礦元素組合的專屬性， 隨著成礦源的演化分階段輸出一定成礦元素組合的成礦氣、液、漿， 在特定的構(gòu)造部位成礦（陳毓川等， 2014）。很多礦床成礦系列的成礦物質(zhì)來自同一個(gè)成礦源， 但有些礦床成礦系列成礦物質(zhì)可以來自不同的成礦源，它們?cè)谕坏刭|(zhì)構(gòu)造環(huán)境、同一時(shí)段內(nèi)并存， 如長(zhǎng)江中下游燕山期與巖漿成礦作用有關(guān)的鐵、銅、金多金屬、非金屬礦床成礦系列（簡(jiǎn)稱長(zhǎng)江中下游礦床成礦系列）， 就是由以銅、金組合為主體的與以鐵、磷組合為主體的兩種成礦源， 在同一時(shí)段內(nèi)， 先后在不同的次級(jí)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中成礦， 前者在晚古生代地層隆起地段， 后者在晚古生代地層下陷侏羅—白堊紀(jì)火山活動(dòng)地段， 成礦都與地幔作用有關(guān)， 但應(yīng)屬于由不同殼幔作用形成的成礦源。

3.3 礦床成礦系列的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)

礦床成礦系列的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)決定于在此時(shí)段內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)及相關(guān)的成礦作用， 體現(xiàn)在成礦的階段性、成礦的集中性和成礦的分帶性。

3.3.1 成礦的階段性

成礦的階段性對(duì)巖漿成礦作用的大部分礦床成礦系列都有體現(xiàn)， 受區(qū)內(nèi)構(gòu)造巖漿活動(dòng)控制。在形成礦床成礦系列的時(shí)段內(nèi)， 在不同地段發(fā)育各有特色的階段性的構(gòu)造巖漿成礦作用， 先后在不同地段形成不同成礦強(qiáng)度、各有特色的礦床組合， 但這些地段形成的礦床組合是屬同一類成礦作用的產(chǎn)物，在礦床的礦物組成、成礦物化條件都有繼承和演化的內(nèi)在聯(lián)系， 按其形成的先后及所處的不同地段，有的分別可構(gòu)成礦床成礦亞系列， 同時(shí)亦形成礦集中心。一個(gè)礦床成礦系列就是由亞系列和礦集中心內(nèi)的礦床組合所構(gòu)成。

3.3.2 成礦的相對(duì)集中性

形成礦集中心是礦床成礦系列及亞系列內(nèi)較普遍存在的一種成礦結(jié)構(gòu)。圍繞礦集中心通常形成規(guī)模不等的礦床相對(duì)集中的礦田。在礦田內(nèi)的礦床群體可由一種或多種礦床類型（其代表性礦床命名為礦床式）的礦床組成。各類礦床式在時(shí)空分布上通常具有一定規(guī)律。

成礦在地域上的集中性決定于深部成礦源的位置。階段性的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成局部與成礦源溝通的通道， 引起成礦源成礦物質(zhì)的上涌， 進(jìn)入上部地殼，形成巖漿成礦活動(dòng)中心， 圍繞成礦巖體產(chǎn)出各類礦床， 或成礦流體分期涌入與深斷裂交叉的斷裂網(wǎng)或有利地層褶皺構(gòu)造， 尤其是推覆構(gòu)造、層間錯(cuò)動(dòng)構(gòu)造中產(chǎn)出各類礦床。通道不可能到處都有， 受深部與表層構(gòu)造的控制， 但可多次活動(dòng)， 多次成礦， 可以形成一定量的礦集中心。

沉積成礦形成的礦床成礦系列則表現(xiàn)在一定時(shí)段內(nèi)、一定范圍內(nèi)的成礦沉積環(huán)境中集中成礦。

3.3.3 成礦的分帶性

礦床成礦系列內(nèi)成礦的分帶性是一個(gè)重要結(jié)構(gòu)， 其成因與成礦地質(zhì)環(huán)境有規(guī)律活動(dòng)與變化、成礦作用的階段性、成礦物質(zhì)組合在成礦過程中的演變性、成礦活動(dòng)的集中性有關(guān)。

成礦的分帶性以其空間展布狀況又可分為區(qū)域性分帶、礦田內(nèi)分帶及礦床內(nèi)分帶。

（1）區(qū)域性分帶

區(qū)域性分帶是與成礦亞系列的分布基本一致，如阿勒泰地區(qū)海西期與巖漿成礦作用有關(guān)的鐵銅多金屬、金、鎳、稀有礦床成礦系列從北向南分出了：早期的海相火山巖型鐵、銅、鉛、鋅、金礦成礦亞系列； 早中期的偉晶巖型鋰、鈹?shù)认∮械V成礦亞系列； 中晚期錫、銅、金礦成礦亞系列、金礦成礦亞系列與銅鎳礦成礦亞系列的區(qū)域成礦分帶（王登紅等， 2002）。

一般成礦強(qiáng)度大， 時(shí)空分布范圍大的礦床成礦系列在自身演化過程中形成多個(gè)亞系列， 構(gòu)成區(qū)域性成礦分帶較為常見， 并且分帶通常具有規(guī)律性，有的成帶狀分布， 有的成區(qū)分布， 空間上有方向性的排列， 時(shí)間上有相對(duì)前后； 有的礦床成礦系列成礦強(qiáng)度小， 成礦組合較單一， 區(qū)域性成礦分帶就不明顯， 分不出亞系列。

（2）礦田內(nèi)分帶

礦田內(nèi)的分帶與成礦活動(dòng)中心范圍內(nèi)的成礦作用有關(guān)， 通常圍繞深部成礦通道有關(guān)的成礦中心，各類礦床具有一定規(guī)律的時(shí)空分布， 而礦田本身就是礦床成礦系列和亞系列的組成部分。如長(zhǎng)江中下游礦床成礦系列中的寧蕪火山盆地的成礦亞系列就有三個(gè)成礦中心形成的三個(gè)礦田（《寧蕪玢巖鐵礦》編寫組， 1978）： ①北東部梅山鐵銅（磷）礦田， 以火山巖漿活動(dòng)中心輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖次火山巖體頂部梅山式礦漿類型為主的礦床為中心， 外圍有吉山式巖體中熱液交代型透輝石、方柱石磁鐵礦礦床， 巖體與三疊紀(jì)碎屑巖為主地層接觸帶有麒麟山式熱液交代型赤鐵礦為主的鐵礦床， 外圍有安基山式斑巖型銅鉬礦床等； ②中部凹山鐵、硫（明礬石）礦田， 以凹山火山活動(dòng)中心輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖次火山巖體頂部的角礫狀、網(wǎng)脈狀陽(yáng)起石（透輝石）-磁鐵礦-磷灰石凹山式鐵礦為中心， 其周圍在巖體內(nèi)有陶村式熱液交代鈉長(zhǎng)石（方柱石）磁鐵礦床、在巖體外圍火山巖中有東山式高溫氣液充填產(chǎn)出的偉晶磷灰石、陽(yáng)起石（透輝石）、磁鐵礦環(huán)形脈狀礦床、在巖體與火山巖接觸帶有向山式黃鐵礦床等； ③西南部鐘姑山鐵礦田， 以火山巖漿活動(dòng)中心輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖頂部姑山式礦漿型鐵礦為中心， 周圍有巖體與三疊紀(jì)砂頁(yè)巖、灰?guī)r地層接觸部位形成的白象山式熱液交代型云母-陽(yáng)起石-磁鐵礦礦床。礦田之間相距20～30 km， 之間地域內(nèi)成礦較弱。

各礦床成礦系列及其亞系列內(nèi)礦床可以礦田形式相對(duì)集中產(chǎn)出， 受同一成礦活動(dòng)中心的控制，但與深部成礦源溝通的成礦活動(dòng)中心的成礦強(qiáng)度、成礦物質(zhì)組成是多變數(shù)的， 有的可以形成礦集中心不同規(guī)模的礦田， 有的形不成礦田， 有的可半途折腰。因此， 在礦床成礦系列及亞系列內(nèi)礦床可以礦田形式集中產(chǎn)出， 亦可分散產(chǎn)出。但都與地殼淺、深部的各類控礦構(gòu)造相關(guān)， 都是由各類礦床式的礦床所組成。

（3）礦床內(nèi)分帶

礦床內(nèi)的成礦分帶普遍存在， 受成礦過程中成礦流體性質(zhì)的演變、成礦構(gòu)造部位、圍巖物理、化學(xué)環(huán)境影響及成礦期內(nèi)構(gòu)造巖漿活動(dòng)的控制， 可表現(xiàn)為多種形式， 以某些巖漿成礦作用產(chǎn)出的礦床為例： 羅馬尼亞喀爾巴阡山區(qū)， 與中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的一些銅、鉛、鋅、金、銀礦床， 可見到有的脈狀礦體從下向上由銅（鉛鋅）—鉛鋅（銀）—銀、金的分帶， 成礦溫度是下降的正向分帶（程裕淇等， 1983）；而在江西南部， 與黑云母花崗巖有關(guān)的鎢礦床內(nèi)黑鎢礦-（長(zhǎng)石）-石英脈礦體中， 早期高溫形成的鎢錫等氧化物礦上、下都有， 上中部有富集段， 晚期以中溫為主， 形成的硫化物銅、鉛、鋅礦在中下部產(chǎn)出為主， 呈現(xiàn)明顯的逆向分帶（陳毓川等， 1989）； 日本海相火山巖型黑礦具有頂部硅質(zhì)帶、重晶石帶、上部黑礦帶（黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等）， 中部黃礦帶（含銅黃鐵礦帶）， 下部硬石膏帶的分帶性（程裕淇等， 1983）； 我國(guó)的新疆阿舍勒海相火山巖型銅礦具有上部重晶石帶， 主體是層狀銅鋅硫化物礦層， 下部是網(wǎng)脈狀含銅黃鐵礦為主的礦體； 與中酸性巖漿巖有關(guān)的矽卡巖-斑巖型銅鉬多金屬礦床， 常見斑巖體中斑巖型銅（鉬、金）礦體或鉬礦體， 巖體與圍巖（灰?guī)r）接觸帶的矽卡巖型銅礦體或銅、鉛、鋅礦體，外圍圍巖中鉛、鋅、銀礦脈狀礦體（王登紅， 1995）； 與花崗巖有關(guān)的廣西大廠長(zhǎng)坡—銅坑錫石-硫化物多金屬礦床， 底部92號(hào)礦體在硅質(zhì)巖帶中似層狀細(xì)網(wǎng)脈狀錫石-鉛鋅黃鐵礦體， 之上91號(hào)礦體在條帶狀灰?guī)r中， 以交代灰?guī)r條帶為主形成條帶狀層狀礦體， 由錫石-閃鋅礦-毒砂-磁黃鐵礦-電氣石-透長(zhǎng)石-石英組成， 中部細(xì)脈帶礦體， 上部大脈帶礦體。此處分帶是由構(gòu)造、圍巖結(jié)構(gòu)與巖性、礦液的自下向上定向流動(dòng)綜合因素造成， 是在一個(gè)倒轉(zhuǎn)背斜上橫向小背斜內(nèi)， 層間錯(cuò)動(dòng)， 礦液沿層間交代充填形成似層狀礦體， 層間錯(cuò)動(dòng)帶上部形成的羽狀裂隙被礦液充填形成細(xì)脈帶礦體， 橫向小背斜軸部張性構(gòu)造帶礦液充填形成了大脈帶礦體。交代產(chǎn)出礦體內(nèi)缺氧形成磁黃鐵礦， 網(wǎng)脈及大脈中富氧， 礦液充填產(chǎn)出形成的是黃鐵礦與白鐵礦。在這些礦體內(nèi)部都有晚期低溫的輝銻礦-石英-方解石細(xì)脈分布， 因?yàn)樵诘V體上部有百余米厚的頁(yè)巖覆蓋。地層褶皺、層間錯(cuò)動(dòng)形成的不同張性裂隙未能透入上部頁(yè)巖蓋層，因此多階段的高、中、低溫礦液形成的不同礦物組合的礦體均疊加在一個(gè)空間內(nèi)。上部大脈礦體中中低溫階段的礦物組合更多一些（陳毓川等， 1985，1993）。

總之， 礦床成礦系列的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)， 表現(xiàn)為當(dāng)出現(xiàn)有規(guī)律地、階段性區(qū)域成礦時(shí)， 形成礦床成礦亞系列， 空間上形成成礦亞帶， 相當(dāng)于Ⅳ級(jí)成礦單元； 在礦床成礦系列或亞系列分布區(qū)域內(nèi)， 受各類成礦因素控制， 成礦通常集中在某些構(gòu)造-巖漿巖或沉積相部位， 形成礦集中心（礦田或礦集區(qū)），相當(dāng)于Ⅴ級(jí)成礦單元； 成礦分帶是礦床成礦系列所屬各實(shí)體的普遍結(jié)構(gòu)。礦床成礦系列內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　礦床成礦系列內(nèi)部結(jié)構(gòu)及組成實(shí)體Fig. 2 Internal structure and composition entity of minerogenetic series for mineral deposits

4 礦床成礦系列的演化、疊加與復(fù)合

4.1 礦床成礦系列的演化

從地球本身46億年來各圈層的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)演化， 明顯造成從老到新的礦床成礦系列在成礦物質(zhì)組成及礦床類型上的演化?？偟难莼厔?shì)是早期以幔源成礦物質(zhì)為主， 成礦元素組合較為簡(jiǎn)單， 礦床類型亦較少， 之后殼源成礦物質(zhì)逐漸增加， 成礦元素組合日益復(fù)雜， 礦床類型越來越多（陳毓川等，1998）。如太古宙—早元古代時(shí)期礦床成礦系列以火山-沉積型鐵（金）礦為主， 形成鐵礦大時(shí)代； 中、新生代的礦床成礦系列成礦元素組成復(fù)雜， 鐵已不是主要的礦產(chǎn)， 銅、鉛、鋅、銻、汞、鎢、錫、鉍、鉬、銀、金、鈾、鈮、鉭、稀土、鐵、鉻等都可成礦， 尤其是鎢、錫、鉍、鉬、銅、鉛、鋅、銻礦更為突出， 與殼源成礦物質(zhì)關(guān)系更為密切。成礦類型比太古宇、元古宇時(shí)期的大為增加。因此， 礦床成礦系列的物質(zhì)組成及成礦類型在地質(zhì)時(shí)代中的規(guī)律性演化受控于地球本身的演化， 二者內(nèi)在緊密相聯(lián)。

在有的地區(qū)存在早、晚不同期形成的礦床成礦系列在成礦物質(zhì)組成及礦床類型上有繼承性， 成為地區(qū)性的成礦專屬性。桂北地區(qū)有新元古代雪峰期與花崗巖有關(guān)的錫、鎢、銅、鉛、鋅、銻礦的礦床成礦系列， 如寶壇地區(qū)的一洞、九毛等錫石硫化物礦床； 有加里東期的與花崗巖有關(guān)的鎢錫多金屬礦床成礦系列， 如牛塘界鎢礦床； 有燕山期與花崗巖有關(guān)的錫、鎢多金屬、稀有礦床成礦系列， 如廣西大廠錫石多金屬礦床、栗木鎢錫鈮鉭礦床、珊瑚鎢錫多金屬礦等（陳毓川等， 1995）。在新疆阿勒泰地區(qū)加里東期、海西期、印支期和燕山期形成的各個(gè)礦床成礦系列中均有偉晶巖型稀有、云母礦床的產(chǎn)出，但加里東期以白云母為主， 印支期和燕山期以綜合性稀有金屬礦床為主， 海西期則二者兼有， 并隨著從早到晚， 偉晶巖的分帶性越來越清晰， 成礦強(qiáng)度越來越大， 成礦元素組合也越來越復(fù)雜（王登紅等，2004）。這類地區(qū)性礦床成礦系列的繼承性與不同時(shí)期出現(xiàn)同類地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境及早期成礦物質(zhì)重熔再成礦有關(guān)。

4.2 礦床成礦系列的疊加與復(fù)合

4.2.1 不同時(shí)期礦床成礦系列的疊加與復(fù)合

不同期的礦床成礦系列在空間上疊加， 成礦作用上的復(fù)合在多旋回成礦的成礦區(qū)帶中是常見的，對(duì)我國(guó)來說， 這是區(qū)域成礦的一大特色。我國(guó)板塊間北部的天山—北山—華北地塊北緣構(gòu)造成礦帶、中部的大別—秦嶺—祁連—昆侖構(gòu)造成礦帶及西南部的三江構(gòu)造成礦帶， 都是屬于多構(gòu)造旋回、多期成礦， 多期礦床成礦系列產(chǎn)出最強(qiáng)烈的地帶。多期礦床成礦系列之間時(shí)空及相互作用的關(guān)系出現(xiàn)兩種情況： 第一種情況是最常見， 是在一個(gè)成礦帶內(nèi)不同期次的礦床成礦系列產(chǎn)出于各自受控的構(gòu)造帶內(nèi)，有時(shí)不同時(shí)期的成礦構(gòu)造帶有所重疊交叉， 但礦床間沒有發(fā)生晚期改造早期的狀況， 僅是在成礦帶內(nèi)疊加而已。不同期次的礦床成礦系列有時(shí)在礦床組合的組成上有相似之處， 在這種情況下， 應(yīng)從各期成礦系列的成礦地質(zhì)環(huán)境、礦床組合內(nèi)在聯(lián)系和成礦蝕變圍巖、礦石礦物必要的測(cè)年來區(qū)分開相對(duì)獨(dú)立的礦床成礦系列， 并研究他們各自形成的成礦地質(zhì)環(huán)境、成礦作用， 探討他們之間的內(nèi)在聯(lián)系。

另一種情況是形成后期礦床成礦系列的成礦作用對(duì)早期的礦床進(jìn)行了改造， 復(fù)合成新的礦床，或者部分改造。在這種情況下， 被復(fù)合改造的礦床歸屬哪一期礦床成礦系列？我們建議以改造程度來定， 如改造強(qiáng)烈已基本成為新的礦床， 則應(yīng)納入晚期成礦作用形成的礦床成礦系列中。例如在我國(guó)南方早期形成的礦床成礦系列中有富硫化物的銅鎢礦床（江西東鄉(xiāng)縣楓林銅鎢礦、鉛山縣永平銅鎢礦及廣東曲江縣大寶山銅鎢多金屬礦）， 當(dāng)?shù)V體出露地表，受表生成礦作用的改造， 形成含鎢的鐵帽礦床， 這部分鐵帽礦床應(yīng)納入晚期形成的表生成礦作用形成的礦床成礦系列， 但在礦床論述時(shí)應(yīng)加以說明（陳毓川和王登紅， 2012）； 如果改造程度不高， 老礦床基本保持， 則仍應(yīng)納入早期的礦床成礦系列， 對(duì)礦床被改造的情況應(yīng)予以論述。如內(nèi)蒙古白云鄂博鐵、稀土礦床至少有三期成礦： 新元古代、早古生代、晚古生代， 但其主體保持的是新元古代成礦的礦床，應(yīng)納入新元古代的礦床成礦系列， 同時(shí)要說明后期被改造的情況。新太古代形成的受變質(zhì)沉積鐵礦床成礦系列， 如鞍山式鐵礦， 其內(nèi)有后期成礦作用形成的富礦體， 但主體仍是以原來的貧礦為主的受變質(zhì)沉積礦床， 因此， 仍保留原礦床成礦系列， 把后期局部改造為富礦作必要論述即可。

4.2.2 同時(shí)期礦床成礦系列的疊加與復(fù)合

在一些地區(qū)， 同一時(shí)間段內(nèi)， 巖漿成礦作用十分強(qiáng)烈， 受不同構(gòu)造控制， 有多個(gè)成礦巖漿源活動(dòng)，在不同的地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)， 可同時(shí)期形成多個(gè)礦床成礦系列。如華南地區(qū)燕山期在不同構(gòu)造帶內(nèi)， 不同巖漿成礦源的成礦作用形成了不同的礦床成礦系列：以幔源為主的長(zhǎng)江中下游礦床成礦系列， 以殼源為主的南嶺礦床成礦系列和殼?；煸吹内M東北與燕山期中酸性巖漿巖有關(guān)的銅、鉛鋅、金、銀礦床成礦系列（陳毓川等， 2014）。它們之間存在兩種關(guān)系：①分別形成的礦床在空間分布上有交叉疊加， 如南嶺礦床成礦系列范圍內(nèi)有水口山—康家灣的鉛鋅金銀礦、贛縣銀坑金銀鉛鋅礦； 在贛東北地區(qū)有葛源鎢錫鈮鉭礦、朱溪超大型鎢銅礦等； 在長(zhǎng)江中下游的銅陵銅金礦亞系列范圍內(nèi)有姚家?guī)X含鎢的鉛鋅礦產(chǎn)出等。因此， 在同一時(shí)段及同一地質(zhì)環(huán)境中可以同時(shí)或先后形成兩種礦床成礦系列的礦床， 在大區(qū)域內(nèi)它們又可分別屬于不同的礦床成礦系列； ②兩種礦床成礦系列的成礦作用復(fù)合在一個(gè)礦床中， 如江西東鄉(xiāng)、永平和廣東大寶山銅鎢（鉬、多金屬）礦床， 存在這種可能。那里均先銅后鎢（鉬）成礦， 后期的鎢（鉬）礦化普遍復(fù)合在早期的銅硫化物礦體之內(nèi)，亦可形成獨(dú)立鎢鉬礦體（如大寶山礦床）。對(duì)此現(xiàn)象的解釋很可能是這兩種礦床成礦系列的巖漿成礦源由于礦床所處的構(gòu)造位置的特殊幾乎同時(shí)先后在此成礦， 但也不排除兩種巖漿成礦源在深部熔合， 形成復(fù)合類型礦床（如江西朱溪鎢銅礦？）。因此， 在華南地區(qū)燕山期不同地質(zhì)構(gòu)造帶中， 由巖漿成礦作用形成的各個(gè)礦床成礦系列的礦床， 可相互疊加亦可相互復(fù)合。這說明這些礦床成礦系列之間存在著內(nèi)在聯(lián)系， 均受深部殼幔作用及淺、深部的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制， 屬于一個(gè)成礦體系——華南中新生代陸內(nèi)巖漿成礦體系。

5 礦床成礦系列研究的理論與實(shí)用意義

礦床成礦系列研究是成礦系列研究工作的核心部分， 其研究的理論意義是從四維時(shí)空域研究礦床與各類礦床組合在礦床世界中的定位， 并確定相對(duì)獨(dú)立的礦床組合自然體——礦床成礦系列實(shí)體；研究探索在此實(shí)體內(nèi)礦床形成過程與時(shí)空分布規(guī)律；進(jìn)而研究探索區(qū)域內(nèi)礦床成礦系列之間及各類礦床成礦系列間存在的聯(lián)系， 形成在一定時(shí)域內(nèi)的成礦體系； 再進(jìn)一步研究探索礦床成礦系列在地質(zhì)年代中的演化規(guī)律。本項(xiàng)研究將會(huì)使區(qū)域成礦規(guī)律研究提升到一個(gè)新水平， 將對(duì)探索地球的演化過程與規(guī)律提出重要依據(jù)和某些新的認(rèn)識(shí)， 為發(fā)展地球科學(xué)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)， 這正是本項(xiàng)研究的科學(xué)目標(biāo)。

礦床成礦系列研究應(yīng)用于找礦始終是研究的主體目標(biāo)。成礦系列概念中核心思想是礦床不是孤立存在， 而是以礦床組合自然體存在， 并且礦床組合在時(shí)空分布上是有規(guī)律的。

用成礦系列概念研究不同找礦地區(qū)的礦床成礦系列， 就是以本地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境、已有礦床為基礎(chǔ)， 分析研究成礦作用， 研究提出可能的礦床成礦系列、可能的礦床組合， 結(jié)合地、物、化、遙找礦信息， 提出找礦的方向及有利的成礦地質(zhì)構(gòu)造部位， 為找礦服務(wù)。37年期間， 從全國(guó)二輪區(qū)劃（1992—1995年）（陳毓川， 1999）到中國(guó)成礦體系和區(qū)域成礦評(píng)價(jià)（1999—2004年）（陳毓川等， 2007）再到重要礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)（2006—2013年）（陳毓川等， 2015b），都應(yīng)用了成礦系列概念作為區(qū)域成礦規(guī)律研究與成礦預(yù)測(cè)的重要理論基礎(chǔ)， 并取得較好的應(yīng)用效果。一些重要成礦帶， 如長(zhǎng)江中下游、南嶺、阿爾泰、天山、秦嶺、三江、華北地臺(tái)北緣等成礦帶及各省、自治區(qū)、直轄市都進(jìn)行了礦床成礦系列的研究， 并用于指導(dǎo)找礦， 取得不同程度的找礦效果， 并提出了成礦系列缺位找礦的思路和方法（常印佛等， 1991；李人澎， 1996； 王登紅等， 2002， 2011； 唐菊興等，2014）。不少地勘、科研、教學(xué)單位同仁們亦應(yīng)用成礦系列概念進(jìn)行區(qū)域成礦規(guī)律的研究與找礦工作取得不少成果（陳平和陳俊明， 1996； 章百明， 1996； 韓振新等， 1996， 2004； 劉德權(quán)等， 1996； 羅銘玖等，2000； 馮學(xué)仕和王尚彥， 2004； 李均權(quán)等， 2005； 于學(xué)峰等， 2016）。我們相信隨著研究程度的提高， 應(yīng)用成礦系列概念進(jìn)行區(qū)域成礦規(guī)律研究， 充分利用多元信息與計(jì)算機(jī)平臺(tái)結(jié)合開展成礦預(yù)測(cè)必將會(huì)更有效地指導(dǎo)找礦， 同時(shí)將進(jìn)一步提高區(qū)域成礦理論水平。

成礦系列概念作為區(qū)域成礦規(guī)律研究的一個(gè)派系， 運(yùn)行尚屬起步， 但短短的近四十年的實(shí)踐，已充分證明其具有生命力， 是一個(gè)很值得研究探索的方向， 具有重大的理論與應(yīng)用意義。我們衷心希望有更多同仁參與到這個(gè)領(lǐng)域的研究， 讓我們共同努力， 為探索地球奧秘， 實(shí)現(xiàn)一流創(chuàng)新， 為人類更好服務(wù)而奮斗！

此文發(fā)表亦為紀(jì)念提出成礦系列概念的創(chuàng)始人程裕淇先生， 并作為中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院成立60周年的薄禮！

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey （No. DD20160346）.

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Minerogenetic Series for Mineral Deposits: Discussion on Minerogenetic Series （V）

CHEN Yu-chuan1）， PEI Rong-fu2）， WANG Deng-hong2）， HUANG Fan2）
1） Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing 100037；2） MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment， Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing 100037

Minerogenetic series of mineral deposits （metallogenic series for short） is a theoretical concept in the field of mineral deposits， which can be divided into five orders by ore-forming sequence. As the second order，minergenetic series for mineral deposits serves as the core of the components of minerogenetic series. According to the mineralization of magma， sedimentation， metamorphism， supergene and non-magmatic and non-metamorphic ore forming fluid， minerogenetic series for mineral deposits can be divided based on metallogenic geological environment in combination with the ore-forming period and the existence of deposit combinations. In this paper， the spatial-temporal range， composition structure， mineralization intensity and evolution of minerogenetic series for mineral deposits as well as the evolution， superposition and recombination between different metallogenic series for mineral deposits and their significance for guiding prospecting are discussed.

concept of minerogenetic series for mineral deposits； classification principles； spatial-temporal delineation； composition and evolution； prospecting significance

P612； P611.5

A

10.3975/cagsb.2016.05.02

本文由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局中國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)與成礦規(guī)律綜合集成和服務(wù)（礦產(chǎn)地質(zhì)志）項(xiàng)目（編號(hào)： DD20160346）資助。

2016-08-12； 改回日期： 2016-09-01。責(zé)任編輯： 張改俠。

陳毓川， 男， 1934年生。研究員， 博士生導(dǎo)師， 中國(guó)工程院院士。主要從事區(qū)域成礦學(xué)研究。E-mail： chenyu@cags.ac.cn。