長江中下游地區(qū)成礦作用研究新進展和存在問題的思考*

毛景文，周濤發(fā)，謝桂青，袁 峰，段 超

（1中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037；2合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽合肥 230009）

長江中下游地區(qū)是中國重要的銅多金屬成礦帶，也是中國成礦理論和成礦新認識的重要發(fā)源地之一。礦床成礦系列（程裕淇等，1979）、礦床成礦系統(tǒng)（翟裕生，1999）、玢巖鐵礦成礦模式（寧蕪研究項目編寫小組，1978）、大陸斷裂坳陷帶中同生海底噴流銅礦（顧連興等，1986）、層控矽卡巖（常印佛等，1991）及中生代大規(guī)模成礦和成礦大爆發(fā)（華仁民等，1999；毛景文等，1999）等具有中國特色的成礦理論均以長江中下游成礦帶為基地或者與之密切相關(guān)。中國地質(zhì)工作自早期以來，長江中下游地區(qū)始終是研究和找礦勘查的主要目標之一，并不斷取得新成果與新進展。常印佛等（1991）、翟裕生等（1992）以及其他研究者分別對20世紀90年代之前的成果進行了系統(tǒng)的總結(jié)；而進入21世紀以來，礦床研究和找礦勘查的成果又呈爆發(fā)式產(chǎn)出，在工作程度這樣高的地區(qū)找礦又有新突破，相關(guān)的新認識和新技術(shù)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。常印佛等（2017）、Mao等（2011）、Xie等（2015）和周濤發(fā)等（2017）對成礦時代、成礦規(guī)律和礦床模型等方面進行了深入的研究總結(jié)。文章在前人工作基礎(chǔ)上，進一步梳理和總結(jié)了近年來研究工作的主要進展，提出若干尚待進一步解決的問題，以期與同行交流討論。

1 層狀銅金礦的成因認識在爭議中前進

長江中下游地區(qū)以冬瓜山和新橋為代表的層狀銅金礦的成因是大家關(guān)注的科學(xué)問題，自從20世紀50年代以來，存在同生沉積成礦（同生海底噴流成礦）與燕山期花崗巖有關(guān)的巖漿熱液系統(tǒng)成礦的爭議。Pan等（1999）通過綜合研究認為長江中下游地區(qū)銅多金屬礦床屬于斑巖-矽卡巖系統(tǒng)，毛景文等（2009）通過與世界上典型的產(chǎn)于以火山巖為容巖的海底噴流型塊狀硫化物銅礦對比，認為銅陵礦集區(qū)冬瓜山和新橋主要層狀礦體產(chǎn)于不整合界面，并非是深海噴流沉積環(huán)境，廣泛發(fā)育的碳酸鹽巖也指示出濱海環(huán)境；層狀塊狀硫化物礦體中的層紋狀和曲卷狀構(gòu)造為鎂質(zhì)矽卡巖退化蝕變過程自組織的結(jié)果，而膠狀含銅金黃鐵礦為來自巖漿流體在后碰撞滑覆構(gòu)造和擴容空間快速沉淀，是凝華的產(chǎn)物；層狀礦體為流體沿層交代而形成，即西方國家通常稱謂的Manto型礦體。

最近，Zhang等（2017）獲得新橋銅金礦區(qū)磯頭花崗閃長巖的鋯石U-Pb年齡為（139.6±1.5）Ma，與層狀礦體底盤網(wǎng)脈狀礦（曾經(jīng)被認為是同生成礦的補給通道）中石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡（138.0±2.3 Ma）基本一致，表明兩者具有密切的成因聯(lián)系。對新橋銅金礦床的鐵同位素研究表明，其是巖漿與地層的交代形成的矽卡巖礦床（Wang et al.,2011）。Liu等（2019）對冬瓜山銅礦進行解剖研究，通過流體包裹體、硫和鉛同位素示蹤研究發(fā)現(xiàn)從矽卡巖、退化蝕變巖和熱液硫化物是一個連續(xù)過程，表明成礦與巖漿流體具有一致性。Li等（2017;2018）通過對層狀礦體中膠狀黃鐵礦Re-Os同位素和微量元素的精確測試，不僅厘定新橋銅金礦形成于（136.7±4.6）Ma，而且證明成礦物質(zhì)主要來自于巖漿熱液。此外，還發(fā)現(xiàn)巖漿-熱液作用造成富含金屬元素的沉積巖（即黑色頁巖）和早期礦化中的金屬元素再循環(huán)是成礦的重要機制（Li et al.,2018）。因此，應(yīng)用新測試技術(shù)對成礦過程進行深化研究，有望破解關(guān)于層狀銅金礦床成因的難題。

2 發(fā)現(xiàn)了越來越多的獨立或伴生鎢礦，成為新的研究熱點

早在20世紀80年代，就有部分學(xué)者提到長江中下游成礦帶發(fā)育有鎢礦（孫加富,1984；楊松生等,1985；常印佛等，1991）。阮家灣鎢礦床位于鄂東南礦集區(qū)陽新巖體南端，為一大型矽卡巖型鎢銅礦床,該礦床于1955年發(fā)現(xiàn)，已探明WO3資源量60 300噸，品位為0.26%～0.41%，Cu資源量6300噸，品位為0.52%～1.37%（舒全安等，1992），其成巖年齡為（143±1）Ma（鋯石和榍石U-Pb年齡），成礦年齡為（143±2）Ma（輝鉬礦Re-Os年齡）（Xie et al.,2007;顏代蓉,2012）。

謝桂青團隊通過對比研究阮家灣、龍角山-付家山矽卡巖鎢銅礦與銅山口矽卡巖銅鎢礦床的特征，提出矽卡巖銅礦存在上銅下鎢的分帶特征，鎢礦化與銅礦化是同一熱液成礦系統(tǒng)的產(chǎn)物，為氧化性矽卡巖鎢礦，地層含碳量對氧化性矽卡巖鎢礦的形成有明顯的影響（謝桂青等，2013；朱喬喬等,2019;紀云昊等，2019），氧化性矽卡巖鎢礦的認識也得到龍角山-付家山矽卡巖鎢銅礦的地球化學(xué)證據(jù)的佐證（Lei et al.,2018）。九瑞礦區(qū)的通江嶺銅鎢礦是新發(fā)現(xiàn)的矽卡巖型礦床，目前正在勘查中，其中M9礦體為區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的銅鎢礦體，走向延伸超1200 m，傾向延深超500 m，真厚度10.43～27.66 m；Cu品位多介于0.45%～0.68%，最高可達9.73%；WO3品位多介于0.05%～0.17%，礦石礦物以黃銅礦、白鎢礦為主，礦石構(gòu)造以浸染狀、細脈—網(wǎng)脈狀為主。礦體具有“上銅下鎢銅”的礦化分帶特征，與成礦有關(guān)的花崗閃長斑巖的鋯石U-Pb年齡為（143.31±2.70）Ma（王先廣等，2019）。

類似于欽杭成礦帶中的永平、龍頭崗、東鄉(xiāng)、銅山口和大寶山等Cu-W礦床（毛景文等，2011），長江中下游越來越多斑巖-矽卡巖型銅多金屬礦床中發(fā)現(xiàn)鎢是重要的伴生組分，鎢礦物均為白鎢礦。常印佛等（1991）提出銅陵礦集區(qū)銅官山和獅子山礦田白鎢礦主要見于礦體上部的矽卡巖中，多產(chǎn)于巖體附近甚至內(nèi)矽卡巖中，新發(fā)現(xiàn)的姚家?guī)X鋅金礦床矽卡巖中可見少量的白鎢礦（鐘國雄等,2014）。近年來，大冶和九瑞礦集區(qū)深部鉆孔資料表明矽卡巖銅礦床深部可見到鎢礦體和鎢銅共生礦體，如銅山口深部發(fā)現(xiàn)厚大的鎢礦體和鎢銅共生礦體，西部500 m深部可見厚30 m鎢礦體，WO3平均品位為0.12%（朱喬喬等,2019）。武山和東雷灣矽卡巖銅礦床中可見白鎢礦主要產(chǎn)于含銅矽卡巖和含銅塊狀黃鐵礦礦石中，如武山礦區(qū)西部可見3.18 m厚鎢礦體，WO3平均品位0.72%（與王先廣通訊交流）。甚至在廬樅礦集區(qū)龍橋鐵礦床磁鐵礦礦體中可見白鎢礦礦脈（周濤發(fā)等,2019）。

除了與銅礦共生的鎢礦外，近年來還在該成礦帶發(fā)現(xiàn)幾個鎢鉬礦床。在廬樅盆地北側(cè)探明的東顧山大型矽卡巖型鎢鉬礦床，WO3資源量72 500噸，平均品位0.19%（周濤發(fā)等，2019），主要金屬礦物為白鎢礦、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦以及少量磁鐵礦、黃鐵礦和黃銅礦。該礦床圍巖蝕變主要為矽卡巖化，矽卡巖礦物主要有石榴子石、透輝石、透閃石、硅鎂石等。輝鉬礦Re-Os同位素年齡為（97.22±0.70）Ma；成礦金屬元素在空間上具有一定的分帶性，其總的分帶趨勢是：由巖體一側(cè)的內(nèi)矽卡巖→外矽卡巖→碳酸鹽圍巖，礦化分帶為Mo→Mo-W→W-Pb-Zn→Pb-Zn；而金屬元素由上而下的垂直分帶大致為：Pb-Zn-Ag→Pb-Zn-Cu→W-Mo（周濤發(fā)等，2019）。長江中下游中段南部邊緣探明的高家塝W-Mo礦床，與陽新-常州斷裂南側(cè)的幾個規(guī)模較小的鎢礦如百丈巖、雞頭山和馬頭均處于九華復(fù)合花崗質(zhì)巖體的外接觸帶，其成巖成礦時代為146～136 Ma（秦燕等，2010；Song et al.,2012;Li et al.,2015）。最近，在該區(qū)探明的桂林鄭鎢鉬礦床，控制WO3資源量44 000噸，平均品位0.09%，Mo資源量15 000噸，平均品位0.13%；Zn+Pb儲量210 000噸、平均品位4.62%。但桂林鄭鎢鉬礦床輝鉬礦Re-Os年齡為127.5Ma，與成礦有關(guān)的花崗斑巖的鋯石U-Pb年齡為（127.6±1.5）Ma（陳雪峰，2017）。

現(xiàn)有研究成果及資料表明，長江中下游成礦帶中鎢的成礦作用可以分為2期，分別為146～136 Ma和127～97 Ma，這與長江中下游南側(cè)與之平行的江南鎢礦帶基本相同（毛景文等，2020），兩期成礦可能分別與古太平洋板片俯沖和后俯沖有關(guān)。越來越多的獨立或伴生鎢礦床，以及鎢礦化與其他金屬礦化的時空關(guān)系，已經(jīng)成為長江中下游銅多金屬成礦帶新的研究熱點，而礦床中金屬的空間分帶現(xiàn)象，也為深部找礦提供了新的思路。

3 建立斑巖-矽卡巖型銅金礦+遠接觸帶金-稀散金屬礦床模型

長江中下游成礦帶多數(shù)矽卡巖銅礦共伴生金，據(jù)統(tǒng)計金資源儲量超過600噸,銅與金含量呈明顯正相關(guān)性，為氧化性含金矽卡巖礦床（Zhao et al.,1999）。根據(jù)已有的勘探報告資料，長江中下游多處矽卡巖銅金礦床共、伴生碲、硒、鉈等稀散金屬，而其中的63%集中于九瑞和鄂東南礦集區(qū)，例如，銅綠山礦床的碲含量達到工業(yè)品位（136×10-6）（程志中等，2012），城門山礦床的碲資源儲量為5571噸（中國礦床發(fā)現(xiàn)史江西卷編委會,1996）。在矽卡巖銅金礦外圍的碳酸鹽巖中發(fā)現(xiàn)了多個受斷裂控制的熱液低溫金礦床，如鄂東豐山礦田（謝桂青等,2017）。在銅陵礦集區(qū)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于志留紀碎屑巖受斷裂控制的金礦床，如楊沖里和亮石山金礦（段留安等,2013），以細網(wǎng)脈和微細粒浸染狀礦石為特征，與金伴生有Tl、Hg和Te等稀散元素，具有類卡林型金礦的基本特點。

以豐山礦田中矽卡巖銅金礦和外圍的金礦為例，謝桂青等（2017）通過系統(tǒng)研究，提出產(chǎn)于碳酸鹽巖的低溫金礦床屬于遠接觸帶巖漿熱液產(chǎn)物，是長江中下游成礦帶新礦床類型，并認為這類低溫金礦床與矽卡巖銅金礦床屬于同一成礦系統(tǒng)（Xie et al.,2019），主要依據(jù)如下：①矽卡巖銅金礦床中存在大量Bi-Te礦物，低溫金礦床中亦有大量碲化物和自然金，低溫金礦與矽卡巖銅金礦中的金砷礦體有類似的雄黃+雌黃和碲汞礦（HgTe）礦物組合；②低溫金礦與矽卡巖銅金礦的成礦時代基本一致，分別為～146 Ma和144～149 Ma；③ 低溫金礦與矽卡巖銅金礦硫化物的硫同位素（δ34S）類似，分別為-4.8‰～+2.6‰和-2.5‰～+6.4‰。

紅鉈礦是稀散元素鉈礦床中最重要的礦石礦物，曾在美國卡林型金礦床和貴州濫木廠鉈汞礦床中發(fā)現(xiàn)（Anthony et al.,1990），在矽卡巖成礦系統(tǒng)中未見紅鉈礦和鉈礦化的報道。通過拉曼和XRD等研究，在豐山礦田矽卡巖成礦系統(tǒng)的遠接觸帶金礦床中發(fā)現(xiàn)了紅鉈礦，礦石w(Tl)高達2016×10-6，是鉈礦床工業(yè)品位（1000×10-6）的2倍以上，與傳統(tǒng)遠接觸帶浸染狀銀金礦相比，長江中下游遠接觸帶低溫金礦床具有獨特的Au-Tl組合。結(jié)合元素分帶，建立了矽卡巖銅金礦床+遠接觸帶低溫金-稀散金屬礦床組合新模型（Xie et al.,2019）。該礦床模型指示在長江中下游成礦帶及其具有類似成礦背景的成礦帶中，關(guān)注在斑巖-矽卡巖型銅金礦外圍尋找低溫金礦床和稀散元素礦床。

4 膏鹽層普遍存在，并在成礦過程中貢獻明顯

在長江中下游多金屬成礦帶中發(fā)育大量130 Ma左右的玢巖鐵礦（或者Iron oxide-apatite deposit,簡稱IOA）和矽卡巖型鐵礦，集中分布于寧蕪、廬樅和鄂東南3個礦集區(qū)。鐵礦床的發(fā)育與三疊紀膏鹽層存在密切的空間關(guān)系，鐵礦中石膏廣泛發(fā)育，并在一些礦床中形成獨立的石膏礦體，鐵礦床-石膏礦-硫鐵礦空間上緊密共生。鐵礦床中硫酸鹽和硫化物均具有較高的δ34S同位素值（毛景文等，2012；朱喬喬等，2013；2018李延河等，2013；2014；周濤發(fā)等，2014；Xie et al.，2015；Zhu et al.,2015；Li et al.,2016;Liu et al.,2018；）及較高比例的地層硫的參與（李延河等，2014；朱喬喬等，2018），指示膏鹽層參與了成礦過程。

對鐵礦床C、Sr-Nd、He-Ar、Pb、B等同位素和礦物學(xué)的研究亦證實了膏巖層參與成礦（周濤發(fā)等，2014；Li W et al.,2016；2019；Zhu et al.,2015；朱喬喬等，2016；劉一男等，2017；Zeng et al.,2016；Su et al.,2019；Duan et al.,2019）。李延河等（2014）提出膏鹽層在巖漿階段就加入到成礦體系中，將巖漿熔體中的Fe2+氧化成Fe3+，使Fe3+無法進入輝石和角閃石等造巖礦物，而形成鐵氧化物和不含鐵的透輝石和透閃石等，石膏與透輝石、透閃石組合在玢巖鐵礦中普遍存在，被稱為“膏輝巖”；同時模擬實驗得出較高的氧逸度可以促進巖漿體系中富鐵熔體和富硅熔體的兩相分離，形成礦漿型鐵礦（Hou et al.,2018）。Li等（2019）對程潮矽卡巖型鐵礦床的研究發(fā)現(xiàn)，成礦流體具有高溫、高鹽度特征，膏巖層在石榴子石和輝石矽卡巖形成階段已經(jīng)加入流體。朱喬喬等（2013）和Zhu等（2015）研究發(fā)現(xiàn)金山店矽卡巖型鐵礦床廣泛發(fā)育有富氯方柱石和富氯角閃石，推測含膏鹽層在早期高溫巖漿熱液階段已經(jīng)加入到金山店鐵礦成礦體系之中。高溫、高鹽度的流體特征存在于梅山、凹山、羅河和泥河等玢巖型鐵礦床中（Li et al.，2015）。對梅山、羅河和泥河等玢巖鐵礦床石榴子石、輝石中流體包裹體的研究顯示，成礦流體富含Na+、K+、Ca2+、Fe2+、Cl-和不同含量的，同時它們的Cl-/Br-、Na+/K+和Na+/B+比值介于巖漿流體和蒸發(fā)鹽之間，表明膏鹽層在鐵礦床成礦的高溫階段已經(jīng)加入到成礦體系（Li et al.，2015）并發(fā)揮了重要的作用。對凹山鐵礦床不同成礦階段磁鐵礦微區(qū)成分特征的研究發(fā)現(xiàn)，鐵礦床成礦過程4個階段中成礦流體的氧逸度變化不大，富含膏鹽的地層在成礦過程的不同階段不斷加入到成礦系統(tǒng)（Duan et al.，2019）。此外，段超等（2012）利用鋯石微量元素計算獲得凹山鐵礦床成礦巖體輝石閃長玢巖的氧逸度很低，而巖漿-熱液成礦系統(tǒng)的氧逸度卻很高，表明膏巖層加入成礦系統(tǒng)的最早時間可能在巖漿鋯石結(jié)晶之后。膏巖層富含的K、Na、Ca、Cl等元素進入成礦系統(tǒng)，提高了Fe在流體中的溶解度，促進了鐵質(zhì)富集。同時，膏鹽層的加入使成礦系統(tǒng)中Na+的濃度大幅提高，導(dǎo)致了在長江中下游多金屬成礦帶玢巖型鐵礦和矽卡巖型鐵礦中大規(guī)模的鈉長石化/鈉柱石化/方柱石化的出現(xiàn)。膏鹽層將Fe2+氧化成Fe3+并富集形成鐵礦床的同時，石膏等硫酸鹽自身被還原，形成H2S/S2-，向成礦系統(tǒng)提供硫源，S2-與Fe2+結(jié)合，形成黃鐵礦等硫化物，使得鐵礦床中磁鐵礦、硫鐵礦與石膏礦三者空間上密切相關(guān)（李延河等，2014），例如：廬樅礦集區(qū)中羅河和泥河鐵礦以及寧蕪礦集區(qū)中與玢巖型鐵礦床密切相關(guān)的硫鐵礦床。膏鹽在巖漿-熱液作用過程中發(fā)生遷移和再沉淀，形成石膏脈（礦體），例如，羅河鐵礦床、程潮鐵礦床、金山店鐵礦床，李延河等（2013;2014）提出了“雙層成礦結(jié)構(gòu)”，認為在中生代火山盆地深部巖體與膏鹽層的接觸部位能夠產(chǎn)出“大冶式”充填-接觸交代型富鐵礦床，規(guī)?？赡艹^了賦存于淺部火山-次火山中的狹義“玢巖鐵礦”。通過對鄂東礦集區(qū)矽卡巖銅、鐵礦床的含礦地層、伴生熱液硬石膏規(guī)模、方柱石成分和He-Ar-S同位素的系統(tǒng)研究，Xie等（2015;2019）提出膏鹽層參與矽卡巖鐵礦床成礦作用的比例大于矽卡巖銅鐵礦床。

5 紅外（SWIR）等測試技術(shù)示蹤礦體及礦化中心研究取得新進展

運用紅外技術(shù)（Short wavelength infra-red,簡稱SWIR）開展熱液礦床的蝕變填圖和鉆孔編錄在西方發(fā)達國家廣泛應(yīng)用，以至于成為礦權(quán)上市不可或缺的地質(zhì)內(nèi)容。西方國家早在20世紀末和21世紀初就開展了這項工作（Hauff et al.,1992;Yang et al.,1999;2001;Thompson et al.,1999），而中國僅有零星研究，主要是針對圍巖蝕變發(fā)育的斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒偷V床（章革等，2005；連長云等，2005;楊志明等，2012；郭娜等，2018a；2018b）和脈狀金礦（趙利青等，2008；曹燁等，2008），并開始嘗試進行蝕變填圖，取得了初步進展，但在中國尚未廣泛推廣應(yīng)用。

周濤發(fā)團隊以長江中下游成礦帶中沙溪斑巖型銅金礦床為對象，利用LA-ICP-MS技術(shù)對沙溪斑巖型銅金礦床中綠泥石進行了主微量元素成分的空間變化研究，探討綠泥石的地球化學(xué)特征及其對礦化中心的指示意義，試圖建立陸內(nèi)環(huán)境斑巖型礦床綠泥石地球化學(xué)特征找礦模型。結(jié)果顯示沙溪銅金礦床綠泥石中 Ti、Ba、Co、K、Pb、Sr、Fe、V/Ni靠近礦化中心的位置含量高，Mn、Mg元素遠離礦化中心的位置含量高（何光輝等，2018）。礦床中綠泥石元素含量分布主要受溫度、被交代礦物、流體pH值和氧化還原環(huán)境、圍巖性質(zhì)影響。受交代礦物的影響，綠泥石中的有些元素（Si、Na、Mg、K、Al）的含量的高低不能直接對礦化中心進行指示，但有些元素（Ti、Ba、Co、Pb、Sr、Fe）和元素比值（V/Ni）具有指示斑巖礦化中心的作用。通過對鄂東南礦集區(qū)的銅綠山矽卡巖Cu-Fe-Au礦床、雞冠嘴矽卡巖Cu-Au礦床以及銅山口矽卡巖-斑巖Cu-Mo-W礦床開展SWIR的研究，揭示出主要蝕變礦物SWIR特征值的指示規(guī)律（張世濤等，2017；陳華勇等，2019），并進一步提取各個礦床的蝕變礦物SWIR勘查標志，如銅綠山礦床富Fe綠泥石（Pos2250＞2253 nm）、高結(jié)晶度高嶺石族（Pos2170＞2170 nm,Dep2170＞0.18）、白云母族-蒙脫石異常Pos2200值（＞2212 nm 或＜2202 nm）、高嶺石、迪開石及皂石的大量出現(xiàn)，可以作為銅綠山礦床有效的蝕變礦物勘查標志；雞冠嘴礦床白云母族-蒙脫石Pos2200特征值的高值（＞2209 nm）區(qū)域?qū)ΦV體位置具有較好的指示性；銅山口礦床綠泥石的高Fe-OH吸收峰位值（Pos2250＞2249 nm）和高Mg-OH吸收峰位值（Pos2335＞2333 nm）的高頻出現(xiàn)，可以作為銅山口礦床的有效勘查標志。這些研究成果表明蝕變礦物可以為鄂東南礦集區(qū)提供有效的勘查標志體系，同時，這些勘查標志也在銅綠山銅鐵金礦床得到了初步的應(yīng)用。

6 三維找礦預(yù)測及成礦過程數(shù)值模擬，助推隱伏礦找礦突破

近年來，隨著深部找礦工作的需要，三維成礦預(yù)測及成礦過程數(shù)值模擬發(fā)展迅速，為隱伏礦找礦突破提供了新方法，三維成礦預(yù)測方法體系在實踐中已逐步形成（陳建平等，2007；毛先成等，2011；肖克炎等，2012；袁峰等，2014），特別是已開發(fā)出較為成熟的三維成礦預(yù)測軟件系統(tǒng)，其中以中國地質(zhì)科學(xué)院“探礦者”（肖克炎等，2010）、中國地質(zhì)大學(xué)“Geo-Cube”（Lietal.,2016）及 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué)“GeoPMS3D”（李曉暉等，2017）為代表，基本實現(xiàn)了成礦預(yù)測從二維向三維的發(fā)展（袁峰等，2019a;b）。同時，成礦過程數(shù)值模擬這一新方法在成礦作用和成礦預(yù)測領(lǐng)域的研究和實踐也逐漸深入，有望成為研究成礦過程和進行隱伏礦床預(yù)測的新的有力工具（Weis et al.,2012;Ord et al.,2012）。

目前，長江中下游成礦帶已經(jīng)成為國內(nèi)開展三維成礦預(yù)測及成礦過程數(shù)值模擬研究與實踐程度最高的地區(qū)之一，并以多尺度（礦田-礦床）三維成礦預(yù)測為特征。礦田尺度上，Lü等（2013）針對銅陵礦集區(qū)獅子山礦田開展了三維地質(zhì)建模，通過分析巖體和賦礦地層的三維空間關(guān)系，指出深部找礦方向并圈定深部找礦靶區(qū)。毛先成等（2010）基于三維成礦預(yù)測方法，在銅陵礦集區(qū)鳳凰山礦田深處圈定找礦靶區(qū)，并提供預(yù)測品位和金屬量等信息。Li等（2015;2019）基于自主研發(fā)的“GeoPMS3D”系統(tǒng)，融合三維隱式建模、三維空間分析、三維物性反演和三維成礦預(yù)測，對寧蕪礦集區(qū)鐘姑礦田和安慶貴池礦集區(qū)月山礦田，分別開展了玢巖鐵礦床和矽卡巖型銅鐵多金屬礦床的深部隱伏礦床預(yù)測，取得了較好的預(yù)測效果。

礦床尺度上，Yuan等（2014）對寧蕪盆地白象山玢巖型鐵礦床開展了綜合三維成礦預(yù)測，在已知礦體深部、邊部圈定多處找礦靶區(qū)。Hu等（2018）基于特征分析法，在寧蕪盆地楊莊玢巖型鐵礦床取得了定位、定深度、定儲量的三維成礦預(yù)測效果。在廬樅礦集區(qū)沙溪斑巖型銅金礦床，Li等（2017）在三維空間對二維裂隙化探數(shù)據(jù)與三維礦化信息進行耦合分析，進而圈定深部靶區(qū)并給出有利找礦深度。Zhang等（2019）對月山礦田朱沖矽卡巖型鐵銅礦床開展了大比例尺三維成礦預(yù)測，同時還對三維預(yù)測方法進行了系統(tǒng)對比研究。

成礦過程數(shù)值模擬作為一種新的方法手段，在礦床學(xué)和成礦預(yù)測的定量化發(fā)展方面顯示了很好的潛力。賈蔡等（2014;2018）對寧蕪礦集區(qū)開展了礦田和礦床尺度的成礦過程數(shù)值模擬研究，在多物理場耦合條件下分析了礦體形態(tài)與流體運移的關(guān)系，并預(yù)測圈定了找礦靶區(qū)。Liu等（2010）分別對銅陵礦集區(qū)銅山銅礦床和安慶貴池礦集區(qū)安慶銅鐵礦床開展了基于成礦過程數(shù)值模擬的礦床深部靶區(qū)預(yù)測研究。Hu等（2019）對南陵-宣城礦集區(qū)麻姑山矽卡巖型鉬銅礦床開展了耦合物理和化學(xué)場的成礦過程數(shù)值模擬，定量評價了礦床北部隱伏巖枝的含礦性。Li等（2019）基于三維數(shù)值模型，對月山礦田開展了矽卡巖型礦床熱液運移和匯聚過程數(shù)值模擬，為三維成礦預(yù)測提供了新的預(yù)測約束信息，極大地提高了三維成礦預(yù)測能力。在南陵-宣城礦集區(qū)最新發(fā)現(xiàn)的茶亭斑巖型銅礦床，Hu等（2020）開展了多場耦合成礦過程數(shù)值模擬，提出茶亭礦床在鉆孔控制外的-1800 m以下仍然具有較好成礦潛力，同時基于模擬給出的定量化信息，認為礦床的成礦持續(xù)時間應(yīng)在十萬年尺度以內(nèi)。

7 科學(xué)問題及進一步找礦勘查的思考

盡管長江中下游成礦學(xué)研究和找礦工作不斷深入，取得了一系列重要進展，但仍然存在不少科技難題有待攻克，找礦勘查的難度日益增大，作者就如何實現(xiàn)找礦重要突破，提出以下幾個問題供參考。

（1）查明為什么在長江中下游成礦帶斑巖-矽卡巖銅多金屬礦床中有大量伴生鎢？銅鎢共生產(chǎn)出機制是什么？鎢和錫具有類似的地球化學(xué)性質(zhì)，在地質(zhì)循環(huán)中通常共生成礦，為什么在這種與氧化性高的鉀鈣堿性花崗質(zhì)巖體有關(guān)的鎢礦中，錫明顯缺失，其控制因素是什么？

（2）以冬瓜山和新橋礦床為代表的層狀銅金礦被證明是與巖漿熱液成礦系統(tǒng)的組成部分，甚至早期存在的沉積硫化物在成礦過程中可能已經(jīng)被完全改造，那么在遠離燕山期高鉀鈣堿性花崗質(zhì)巖體的賦礦地層中是否存在原始沉積硫化物層？如果存在，這些硫化物對于燕山期成礦的貢獻如何？亟待查清楚。

（3）按照斑巖-矽卡巖銅金礦床+遠接觸帶低溫金-稀散金屬礦床組合模型，有必要對長江中下游地區(qū)某些斑巖-矽卡巖型銅金礦外圍開展系統(tǒng)調(diào)查研究，有望發(fā)現(xiàn)更多金礦和稀散元素礦床，也必將進一步檢驗和發(fā)展提出的初步礦床模型。

（4）面對矽卡巖成礦系統(tǒng)和成礦過程的復(fù)雜性，三維成礦預(yù)測過程需要進一步挖掘約束信息以提高預(yù)測的有效性和精度，其理論和方法體系有待不斷發(fā)展完善；成礦過程數(shù)值模擬則面臨與礦床學(xué)理論有效融合的問題以及“力-熱-流-化學(xué)”多場耦合的技術(shù)瓶頸。

（5）就整個長江中下游成礦帶比較而言，九瑞礦集區(qū)及鄰區(qū)剝蝕程度較淺，目前出露地表的都是小巖株或者隱伏巖體，推測深部進一步找礦潛力很大，運用現(xiàn)代“三位一體”理念和新的隱伏礦床找礦方法開展找礦勘查，有望取得進一步的找礦新突破。

致 謝本文是在前人工作基礎(chǔ)上的總結(jié)研究成果，為了盡量不與前人近十年的成果總結(jié)的重復(fù)，此次僅選擇部分成果進行了總結(jié)。資料浩瀚，在總結(jié)研究過程中難免掛一漏萬，不足之處，敬請各位同行批評指正。今年適逢礦床學(xué)界兩位大師翟裕生院士和常印佛院士90華誕，兩位先生對長江中下游成礦帶的科學(xué)研究和找礦勘查做出了杰出貢獻。作者以此文表達對兩位先生的衷心祝福，祝愿他們健康長壽，繼續(xù)指引中國礦床學(xué)研究取得更輝煌的成就。衷心感謝華仁民教授和蔣少涌教授在百忙之中審稿，提出諸多建設(shè)性建議和意見，明顯提升了本論文的質(zhì)量。