金属矿产找矿预测理论与方法课件

?金属矿产找矿预测理论与方法?

研究纲要说明

一、概述二、成矿作用根本问题三、成矿预测方法理论框架四、地质模型研究内容五、找矿预测根本工作方法

内容目录1.1矿产预测类别1.2找矿预测根本思路1.3工作安排

一、概述1.1矿产预测类别目的分类：统计预测/找矿预测成果分类：定性预测/定量预测比例尺分类：区域预测/矿床预测不同类别预测思路、方法选择不同。找矿勘查过程就是预测-验证过程,因此找矿勘查过程中的预测称为找矿预测,找矿预测和其它矿产预测方法存在重大区别。1.1.1区域矿产预测比例尺：1:5万-1:25万目的：提交找矿远景区，为部署矿产勘查 提供依据。方法：应用地球物理、化学、遥感资料， 研究成矿地质背景，开展预测工作 区成矿特征研究。建立预测准那么，进行类比预测，圈定预测区，估算资源量。1.1.2勘查区找矿预测比例尺：＞1:5万，矿区矿产预测。目的：部署探矿工程，揭露矿体位置。方法：总结成矿规律，提出找矿思路，开展大比例尺。地、物、化工作，提出工程部署方案。矿床预测/矿区矿产预测/大比例尺矿产预测可统称深部找矿预测。?三位一体?找矿预测方法1.1.3地质预测、综合信息、综合手段地质预测：以地质成矿特征研究为主的预测方法。综合信息：物探、化探、遥感、自然重砂等显示的地质矿产信息。矿产预测：成矿地质特征研究结合综合信息应用。综合方法：在矿产找矿、勘查过程中采用地质、物探、化探等综合方法。矿产预测方法：单一法、综合法两类。〔1〕地质模型通过成矿特征研究，建立全面反映矿体赋存位置的成矿地质作用、成矿构造、成矿作用特征标志的空间模型，称为矿产预测地质模型。针对找矿预测需要，建立成矿地质体、成矿结构面、成矿作用特征标志为主要内容的地质模型，为矿产预测效劳。〔2〕综合手段、综合信息在同一空间范围内通过物探、化探、遥感、自然重砂、地质填图、矿产勘查等专业的地质工作获取的相关信息，经过综合研究、转换为揭示矿体空间位置的信息。开展工作的各种专业探矿工作，称为综合手段，获得的信息称为综合信息。地质模型，在综合信息解释成果根底上构建，在地质模型指导下采用综合手段进行找矿预测。1.2研究思路1.2.1成矿作用机理研究途径〔1〕截取成矿物质集聚迁移到矿床所在位置后成矿物质从流体状态转变为成矿结构面中固体矿物的短暂过程。〔2〕通过元素地球化学原理逻辑推理，在复杂纷繁的地质现象中排除指示标志的不确定性。〔3〕理论根底：地球化学、矿床地球化学、矿物学、矿床学、矿田构造学、区域地质学、找矿勘查学。1.2.2根本思路成矿作用的本质：成矿元素根据其地球化学特征在不同的地质作用条件下形成各种类型的矿床。?外因是变化的条件，内因是变化的根据?矿床形成：内因：成矿元素地球化学特征外因：成矿地质作用〔1〕内因：元素地球化学特征①元素地球化学亲和性和地球化学分类②元素电负性和成键规律③离子的性质和行为：离子半径、配位法那么、离子电位④晶体场理论⑤元素的迁移和沉淀理论1.4工作安排1.4.12021年完成提交初步研究成果编写?固体矿产找矿预测理论方法?第一版1.4.22021年提交深化研究成果编写第二版1.4.3各矿床类型出版专著自行安排2021-2021年第一阶段2021-2021年第二阶段

2.1成矿作用类别问题

2.2成矿作用机制问题2.3成矿地球化学障2.4双阶段成矿过程2.5成矿物质迁移沉淀的动力学机制2.6超临界流体问题2.7成矿速度问题2.8成矿期次和成矿阶段问题2.9成矿深度问题2.10成矿物质来源问题2.11成矿元素分带问题2.12矿床分类问题

二、成矿作用根本问题2.1成矿作用地球化学类别问题水流体成矿作用：元素地球化学特征软硬酸碱理论离子络合物理论成矿地球化学障理论岩浆成矿作用：

超基性岩浆结晶分异理论基性超基性岩浆熔离作用理论花岗质岩浆微量元素成矿理论2.2成矿作用机制问题地质作用成矿成矿作用是地质作用产物和组成局部——成矿地质体和矿体关系研究界面成矿成矿作用在界面发生——成矿构造系统和成矿结构面研究突变成矿成矿作用在物理化学条件突变时发生——流体成矿作用特征标志研究〔2〕界面成矿成矿作用发生在地球物质的各种界面上。①岩性界面：包括全部地球物质界面；②构造界面：包括全部地球物质隐性或显性破裂面③物理化学转换界面：包括温度、压力、酸碱度、氧化复原条件等。成矿作用是指成矿物质溶解、迁移、集聚、沉淀过程。成矿物质到达集聚地以后，由于物理化学条件〔温度、压力、酸碱度、氧化复原电位、溶质浓度〕发生突变而由流体态变成以矿物态为主的固体态。两个要点：一是过程突变。因此，成矿年龄可以实际测定；二是成矿物质完成集聚以后经历了流体态和固体态两个阶段。〔3〕物理化学条件突变成矿〔4〕流体成矿作用水流体成矿作用：成矿流体是成矿物质运移、富集的载体，流体成分以水为主，此外还有各类元素。水源以岩浆水和天水两类，流体物态分气液两种，以液含气混合态为主。流体成矿作用是成矿物质通过流体溶解、迁移和富集、沉淀，这是两个完全不同物理化学条件下的作用过程。岩浆流体成矿作用硅酸盐熔融体系地球化学根本理论。

2.3成矿地球化学障

概念别列尔曼于1968年提出了“地球化学障〞的理论，强调了在短距离内环境物理化学条件截然变化对元素沉淀富集的重要意义。巴尔苏科夫1980年提出热液自混作用理论解释蚀变分带。环境的物理化学界面，如氧化复原界面、压力释放带、温度界面、pH界面、水位线、土壤温度界面等经常形成元素发生迁移或沉淀的界面。这就是地球化学障。针对成矿元素沉淀界面而言就是成矿地球化学障。成矿地球化学障类型〔1〕酸碱地球化学障：指水流体成矿作用中由酸性和碱性环境相转换引起成矿物质沉淀的“界面〞。〔2〕氧化复原地球化学障：指水流体成矿作用中氧化向复原转换引起成矿物质沉淀的“界面〞。〔3〕降温减压突变界面：各种构造界面。第一阶段当地质体成岩作用已经完成，实现了岩石和流体的初始别离。由于发生地质构造活动，成矿介质温度、压力发生变化。成矿介质尚处于高温、高压、强酸、强碱或强氧化条件下，成矿流体对原来的岩石矿物形成大规模交代作用，出现大量交代矿物。成矿物质尚处于络合物状态时的蚀变，此时属于成矿前期蚀变。2.4双阶段成矿过程2.4.2第二阶段成矿介质在地质作用过程中转变为低温、低压、近中性或复原条件时，成矿物质沉淀结晶就位，同时又形成新的脉石交代矿物。此时属于成矿物质卸载阶段的蚀变。因此矿床周围出现了两套交代作用。一是显示成矿物质处于流体中络合物状态；二是成矿物质结晶沉淀就位。两个阶段实际上在时间上是连续、过渡的。在空间上受各种界面控制。交代矿物的分布呈渐变过渡或交替叠加过渡。2.5.1成矿物质迁移〔1〕流体迁移的动力学原理减压降温？地表和深部？封闭和开放？〔2〕流体迁移形式渗滤作用，是否存在导流构造？2.5.2成矿物质集聚〔1〕不同地质作用集聚机制：内生，外生、扩散和集聚〔2〕地质作用驱动要素、浓度变化要素、物理化学变化要素2.5成矿物质迁移沉淀的动力学机制2.7成矿速度问题2.7.1收集现代成矿速度实际资料2.7.2不同地质作用的成矿速度2.7.3成矿速度的找矿意义成矿速度问题研究较少，本次研究仅仅作为探索。陈骏等〔2004〕环太平洋斑岩铜矿不到1Ma，日本和塞浦路斯块状硫化物矿床不超过M×1000a。层控矿床和某些超大型矿床一般不超过M×1Ma总体来讲，在地质历史时期成矿速度比较短暂范洪瑞老师提供据巴布亚新几内亚Lihir岛Ladolam金矿床，凯文.李研究热卤水中金含量15ppb，获得24kg/年，金通量估算55000年形成1300吨金矿床。2.8成矿期次和成矿阶段问题2.8.1概念成矿期：假设干种成矿物质在同一成矿地质作用下，由迁移到沉淀的完整过程，称为一个成矿期。其矿物形成的年龄可以实测。成矿阶段：同一成矿期内，假设干种成矿物质形成的先后沉淀过程，称为成矿阶段，其矿物形成的生成顺序是可以鉴测的。一般一个成矿期包括假设干成矿阶段。2.8.2多期成矿问题〔1〕“层控〞矿床成矿期次问题。〔2〕内生热液成矿作用如何识别多期热液成矿作用？〔3〕多期侵入体和多期成矿问题？例如：钨铜伴生成矿问题〔4〕同一矿床不同构造旋回叠加成矿存在吗？关于“继承性聚矿空间理论〞：认为某些空间屡次聚矿的现象十分普遍。前苏联D.B.龙德克维斯特〔1983〕提出矿化开展继承性原那么，认为继承性不仅限于一次成矿作用内，也可以发生在几千万年、几亿年屡次成矿之间，即“热点假说问题〞。这些问题要有成矿年龄、大地构造演化的实证。2.8.3成矿期次和成矿结构面关系〔1〕同一期次同一构造体系成矿问题〔2〕同一期次不同构造体系成矿问题〔例如：德兴铜矿、棉花坑铀矿〕〔3〕矿体定位构造活动和成矿阶段关系问题2.9成矿深度问题〔1〕成矿深度研究方法问题〔2〕不同矿床类型极限深度问题〔3〕成矿深度和成矿压力关系问题〔4〕成矿深度和成矿温度关系问题深部找矿不可回避的成矿深度问题从理论和方法层面尚未解决2.10成矿物质来源问题〔1〕金矿成矿物质来源问题：幔源——地幔源、上地幔壳源——岩浆重融、围岩交代〔2〕矿化剂和卤族元素来源问题：包括：氧、硫、氯、氮、氟、溴、碘、碳、磷等形成络合物配位体，来源于地幔、地壳、岩石圈 、水圈、大气圈〔3〕水源问题：岩浆水、天水、变质水等陆相成矿作用中地表水体作用问题2.11成矿分带问题

成矿分带分三个层次讨论：

第一：矿床成矿元素分带；第二：矿床区域分带；第三：矿床大地构造单元分带。

矿床成矿元素分带

指在同一个成矿作用过程中，同一个成矿流体影响范围内形成的元素空间分带，有的一个矿床形成不同分带，有的矿田内形成不同矿种的矿床组合。〔1〕元素分带的地球化学原理：如果配位阴离子不变，络合物中阳离子的离子势越大，其络合物越稳定〔陈俊等，2004〕。以斑岩铜钼矿床为例：正常分带，自下向上，自内向外：Mo→Cu→Zn→Pb→Ag→Au离子势Mo+6-10，Mo+4-5.88，Pb+4-4.76，Au+3-3.53，Cu+2-2.90，Zn+2-2.70，Cu+-1.04，Pb+2-1.67，Ag+-0.79，Au+-0.73；如果按照正常分带可以推测阳离子为： Mo+4→Cu+2→Zn+2→Pb+2→Ag+→Au+依次沉淀；由于物理化学条件变化十分复杂，Cu、Pb等变价元素随电价变化出现异常分带。Mo离子势最大，不会变异，永远在内带。〔3〕分带规律①平面分带和垂直分带对应性PbZn→W、Sn→〔Mo〕平面分带：湖南东坡铅锌矿、柿竹园钨矿、金船塘锡矿垂直分带：黄沙坪、宝山自上而下PbZn→Cu→W②主次元素空间交替演化黄沙坪、宝山：自上而下PbZn〔Cu〕→Cu〔PbZn〕→W〔Cu〕甲玛：PbZn〔CuAu〕→Cu〔Mo〕③矿床类型空间演化常见矽卡岩型、热液脉型铅锌矿、铜矿过渡为斑岩型铜、钼矿床矽卡岩型、热液脉型铅锌铜矿过渡为斑岩型钨、钼矿床。2.11.2矿床区域分带不同矿种或组合矿床区域分带，同一个地质构造单元。例1：广西→湖南、粤北→赣南Sn〔W〕→W、Sn→W例2：鄂东南—赣西北—铜陵—苏南Fe〔Cu〕→Cu→Cu→Cu、Pb、Zn→Pb、Zn矿床区域分带因素包括：岩浆源、基底成分等要素。2.11.3大地构造单元矿床分带不同大地构造单元矿床分带。例：冈底斯岩浆岩带：斑岩铜〔钼〕矿床林舟—贡布江达盆地：铅锌矿+斑岩钼矿由于大地构造背景不同而形成的矿床分带2.12

矿床分类问题2.12.2矿床分类表说明关于Sedex型和MVT型铅锌矿床问题在此，我们把含矿地层中出现的“后生〞矿床划分为岩浆成因“后生〞矿床和非岩浆成因“后生〞矿床两类。从找矿预测的角度，成矿地质体是完全不同的两类。前者为侵入岩体，后者为沉积盆地及“同生〞断裂构造。三、“三位一体〞找矿预测地质模型概述前言3.1成矿地质体研究3.2成矿构造系统和结构面研究3.3成矿作用特征标志研究3.4构建“三位一体〞找矿预测地质模型问题前言〔1〕找矿预测目标：最大限度地降低地质找矿标志的不确定性，尽量准确地推测矿体位置和可能规模。实现途径：第一、有没有矿？能否找到工业矿体的可能性第二、找矿方向清楚，建立明确的找矿思路第三、推测矿体可能赋存的空间位置〔2〕“三位一体〞找矿预测地质模型理论根底①成矿作用是地质作用的产物和组成局部，成矿地质作用的产物是成矿地质体。成矿地质体和矿体的空间关系是确定的，因此成矿地质体概念奠定了勘查区找矿预测方法的理论根底。解决存在工业矿床的可能性，建立明确的找矿思路。②根据元素迁移沉淀机制而提出的各类成矿构造系统以及成矿结构面类型可以推测矿体赋存位置。③根据元素地球化学特征筛选的成矿作用特征标志提高了地质找矿标志确实定性。判别能否找到工业矿床的可能性，最大限度降低地质找矿标志的不确定性。3.1成矿地质体研究3.1.1概念3.1.2成矿地质体类别3.1.3成矿地质体判别标志3.1.4成矿地质体研究内容3.1.5成矿地质体和矿体关系3.1.6多期岩浆活动成矿地质体判别3.1.7成矿地质体剥蚀程度研究3.1.8隐伏成矿地质体推测方法3.1.1成矿地质作用/成矿地质体概念形成矿床主要矿产主成矿阶段空间定位地质作用称为成矿地质作用。地质作用的产物：建造、构造成矿地质作用的实物载体是成矿地质体，指构造及其岩石组合体。目的：通过成矿作用研究，确定成矿地质体，预测深部矿体空间位置。意义：总结成矿特征，判断矿床类型，研究成矿要素，确定成矿地质体，建立找矿思路容易混淆的概念问题：①矿体围岩和成矿地质体矿体和围岩只是空间关系，无成因联系。多期侵入体经常搞错。②成矿要素和成矿地质体前者指与成矿有关的全部因素，前者用于区域矿产预测，后者用于勘查区找矿预测。③成矿构造和成矿地质体成矿构造仅指矿体赋存空间，并非形成该矿床的地质作用的全部产物。④矿体、矿化蚀变带和成矿地质体两者在空间上不一定都重叠。有的存在一定距离。3.1.2成矿地质作用类别〔1〕沉积地质体研究内容沉积盆地及其岩层组合包括：地层：单位、时代、特殊标志层厚度、层序；岩石：类型、特征、组合、结构、构造、组分；建造：类型、序列、厚度、分布范围；沉积作用类型、沉积序列类型、古水深、古盐度、 古水温、生物组合、氧化复原环境、酸碱度；岩相：沉积相类型、岩石组合、沉积体系类型、生物相类型；古地理：古地理类型、沉积等厚线、物源供给方向、 古水流方向、古气候带类型；盆地构造：盆地类型、盆地同沉积构造、盆缘构造、盆内构造；大地构造环境：旋廻、单元；3.1.3成矿地质体研究内容〔3〕岩浆侵入地质体研究内容侵入构造及侵入岩体，包括：岩体特征：年龄、期次、出露面积、产状、剖面形态、侵位深度、侵位方式、剥蚀程度、隐伏岩体、脉岩组合；岩性特征：岩石组合、矿物成分、岩石结构构造、元素组分、同位素、包裹体、包体；岩体构造：岩相带、多期侵入、侵位构造、脉岩带构造、侵入角砾岩、接触带、围岩构造、捕虏体；岩浆作用影响范围：热、流体范围、区域岩浆构造带、大地构造环境；〔4〕变质地质体研究内容变质建造及变形构造包括：地层：单位、分布、产状、接触关系、岩石组合岩石：类型、结构构造、矿物成分、副矿物、元素组分、同位素、原岩建造、矿化、蚀变变质作用：混合岩化、变质温度、压力、变质相系、P、T、t轨迹、变质热中心、变质期次、变质作用类型、叠加变质、大地构造环境〔5〕大型变形构造地质体研究内容包括韧性剪切带、变质核杂岩两类；①确认变形构造成矿成矿年龄成矿构造特征矿体产状、蚀变组合②研究内容：性质、产状、规模、期次、成分、运动方式③空间组合关系：强度、受控地质建造、影响范围3.1.4成矿地质体判别标志〔1〕沉积类矿产沉积盆地边缘及同生断裂带海盆边缘构造带板块构造洋盆边界断裂带特殊岩类发育地段：生物礁、硅质岩、蒸发岩、硅化带、沉积/热液混合地区盆地早期为断陷，晚期为坳陷，成矿和断陷阶段有关？〔3〕侵入岩类矿产岩浆矿床：侵入岩体岩浆热液类矿产：内外接触带规模较大的水热酸碱蚀变交代岩早期侵入体和晚期成矿侵入体的区分标志。充填为主/交代充填，脉状为主/脉状+带状3.1.5成矿地质体和矿床关系研究1、研究内容〔1〕时间关系：确认成矿地质体及其类型成岩成矿年代学研究〔2〕空间关系：确定或推测成矿地质体空间位：地质填图法、物探化探综合信息法〔3〕物质组份关系：分析矿体和成矿地质体关系水气源、物源、热源〔4〕成矿动力源2.矿床和成矿地质体空间关系〔1〕岩浆型矿床位于岩体内、底部或倾伏端〔2〕斑岩型矿床位于岩体顶部及上部内外接触带1公里范围内。〔3〕矽卡岩矿床：铁矿位于岩体顶部、边部、底部，内部接触带500米范围内。铅锌矿位于岩体外接触带2-3公里范围内，铜矿位于两者之间铜铁矿也有位于捕掳体边部〔4〕高温热液矿床：位于岩体顶部外接触带1-1.5公里到内接触带300米范围内。〔5〕中低温热液矿床：位于岩体分布2-3公里范围内影响矿床〔体〕和成矿地质体的空间距离因素〔1〕成岩年龄和成矿年龄间隔时间：间隔时间短，矿体和成矿地质体可形成“标准〞空间距离。间隔时间长，矿床和成矿地质体空间交错叠加。〔2〕成岩构造和成矿构造关系：成矿构造系统继承成岩构造系统，空间配套。成矿构造系统不继承成岩构造系统，交错叠加。3.1.6多期岩浆活动和成矿关系多期岩浆活动和成矿关系研究决定找矿方向，意义重大。〔1〕成岩作用和成矿作用时间问题成岩作用时间：10Ma，原花岗岩体冷却结晶；成矿作用时间：10-16Ma，水岩别离作用一般在侵入体成岩后〔2〕多种矿化类型、多期次叠加成矿的判别多期花岗岩侵入关系：成岩后侵入和混浆侵入，成岩后侵入时间较长，可以出现水岩别离，而混浆侵入无水岩别离；岩浆房浅源分异作用和岩浆深源分异作用；水岩别离发生在浅源、岩浆期后；〔3〕成矿岩体的判别标志含矿岩体：早期成岩，形成矿体围岩，含矿而非成矿；成矿岩体。成岩后水岩别离。成矿年龄和成岩年龄一般不超过10-20Ma；含水岩体和干岩体的判别：含水岩体：大面积、大范围的成矿前期蚀变，有青磐岩化、高岭石化、黑云母角岩化、矽卡岩化；干岩体：范围很小的接触蚀变，数十米之内；成矿岩体：岩浆侵入晚期、岩浆房高位、含水岩体3.1.7矿体剥蚀程度研究根据矿体原始就位深度估算矿体剥蚀深度实际测定的矿体形成深度减去采样位置深度就是矿体剥蚀深度

H=H1-H2H：剥蚀深度H1：实际测定的矿体形成深度H2：采样位置深度〔4〕韧性剪切带垂向分带浅部带形成深度约2公里，温度<300～450℃；中浅部带低绿片岩相：形成深度3～5公里，温度450～600℃；中部带高绿片岩相：形成深度5～10公里，温度大于600℃以上；深部带角闪岩相：形成深度>10公里，温度600～1000℃。多数矿体就位深度主要发生在浅部及中浅部，不超过3～5公里。实例：湖北大冶铁山岩体为例

〔据马昌前1994年〕①岩体侵位于大冶组地层、和岩体同时代侏罗系地层覆盖下的大冶组地层厚度2896m～3264m，岩体侵位深度为3～4km。②围岩接触变质，根据矿物组合，计算最高热变质温度为580℃，根据Winkleer〔1976年〕提出的公式。Tc〔围岩原始温度〕=TA〔变质温度〕-0.6Tm〔岩浆结晶时放热使围岩温度升高值〕Tm为岩浆温度，酸性岩浆一般为800～1100℃，Tc=580℃-480℃=100℃。以正常地温梯度25～30℃/km，其深度为3.3～4km，地层厚度估算法和变质矿物估算法根本一致。〔5〕定性判别矿体剥蚀程度3.2成矿构造和成矿结构面研究

3.2.1概念3.2.2分类3.2.3结构面研究内容3.2.4成矿构造和成岩构造关系3.2.5成矿构造和区域构造关系3.2.6成矿构造规律性特征3.2.7成矿构造和成矿作用关系3.2.1概念概念：在矿田〔勘查区〕范围内和成矿作用密切相关，制约矿体空间位置的构造。包括：成矿构造和成矿后构造。成矿构造：沉积地层岩性转换面、岩浆岩岩相分界面、断裂面〔有位移〕、节理面〔无位移〕、层间滑脱面、侵入岩体接触面。〔1〕成矿构造概念〔2〕成矿结构面概念概念：成矿作用过程中赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理化学性质不连续面。分类：①构造界面：断裂、褶皱、裂隙②岩性及地质体界面③物理化学界面：氧化复原界面、酸碱性转换面常见３类结构面复合成矿。结构面概念和分类〔据李四光〕“为描述和制图的方便，各种结构要素在三度空间的方位，可以用结构面表示出来。〞李四光：〔地质力学概论，1999年第二版P10、11、184〕，李四光“关于地质构造的三重根本概念〞形态分类〔1〕分划性结构面：各种缝隙和纹理，并称划分面或联接面〔2〕标志性结构面：只能从几何观点推定，亦称标志面或定位面。成因分类〔1〕原始结构面：地层层面、不整合面、侵入体接触面等亦称组成面〔2〕次生结构面：褶皱轴面、断层、节理、裂隙等亦称变形面。3.2.2分类1.构造系统类型2.成矿结构面类型〔1〕区分成矿前、成矿期、成矿后构造；〔2〕成矿构造空间特征；〔3〕确定结构面力学性质；〔4〕判断结构面运动方式；〔5〕构造强度；〔6〕物质成份；〔7〕活动期次及其相关特征；〔8〕三维应力分析；〔9〕确认主体构造；〔10〕建立成矿/矿田构造体系，编制矿田构造图。〔11〕分析成矿构造与成岩构造关系；〔12〕分析成矿构造与区域构造关系；3.2.3结构面研究内容3.2.4成矿构造和成岩构造关系〔1〕成岩构造和成矿作用时间间隔影响当成岩构造和成矿作用时间间隔很短，经常出现成矿构造和成岩构造的继承性关系；当成矿地质体和成矿作用时间间隔长，经常出现成矿构造和成岩构造为不同构造体系。前者如京武华尖金矿；后者如胶东金矿。〔2〕成岩构造和成矿构造伴生关系一般成岩构造控制了成矿地质体空间形态、产状成岩构造规模较大；成矿构造规模较小继承性构造和成岩构造形成配套关系

3.2.5成矿构造和区域构造关系成矿构造研究必须和区域构造匹配研究，才能建立配套关系。〔1〕空间关系研究：三维产状〔2〕活动时间关系研究：多期活动〔3〕运动方式研究〔4〕力学性质研究〔5〕构建构造体系3.2.6成矿构造规律性特征〔1〕成矿构造特征①成矿构造必须是成矿同时性活动构造。②矿产地出现多组构造时，主矿体一般受主压结构面控制③压扭性构造控矿，一般延深大于延长，单体规模大，稳定； 张扭性构造控矿，一般延长大于延深，单体规模小，变化大。④平面为共轭构造，垂向也形成共轭构造。⑤矿体侧伏方向和构造运动方向一致。⑥不同应力系统构造交替活动及交叉部位形成大矿。⑦原生成岩构造和区域构造叠加才能形成大矿。⑧结构面力学性质推断运动方式； 矿田尺度小构造，一般压扭性为逆断层，张扭性为正断层⑨矿田构造组合和同期区域构造组合特征呈镜像一致性；⑩构造强度变化判别标志；〔2〕构造强度变化判别标志由强变弱 规模大—小， 单一主干—多条平行 入字形—侧列、羽列 分支复合—分支不复合 矿体边界清晰—模糊 多期活动—单一活动 尖灭再现—尖灭侧现 构造透镜体/角砾岩—条带状构造/网脉状构造—网格状构造〔3〕脉状矿体侧伏规律问题①同一成矿构造多期构造活动时，第一次活动经常为矿体定位结构面，发生多阶段成矿作用也不会改变矿体侧伏方向。②矿体侧伏方向和构造运动方向垂直。③矿体内主元素等值线分布方向和构造运动方向一致。⑤高温热液矿床：上脉下〔接触〕带⑥中低温热液矿床：常见侧伏⑦岩浆型矿床：岩体底部、侧伏端⑧变质型矿床：向形构造轴部、转折端⑨任性剪切带：上盘脆性、下盘脆性叠加任性

成矿构造和成矿作用关系〔2〕构造活动和成矿物质集聚关系①成矿构造是成矿物质集聚的动力源②渗滤交代作用和充填交代作用关系根据流体动力学原理，形成渗滤交代作用的岩石中的微裂隙中的流体向宽裂隙运移的现象，形成脉状充填。③富矿和贫矿的形成：构造强度相关构造力学性质转换相关3.3成矿作用特征标志研究3.3.1成矿元素地球化学特征3.3.2主要元素地球化学特征标志〔以金元素为例〕3.3.3成矿地球化学障3.3.4成矿流体形成的矿物特征3.3.5成矿作用其它标志3.3.1成矿元素地球化学行为特征〔1〕?地学元素和离子周期表?简介〔2〕元素成键特征〔3〕软硬酸碱理论〔4〕元素离子电位图〔5〕介质PH、EH值对元素迁移、沉淀的控制〔6〕络合物主要类型李·布鲁克〔L.BruceRailsback〕?地学元素和离子周期表?〔1〕?地学元素和离子周期表?简介李·布鲁克〔L.BruceRailsback〕

?地学元素和离子周期表?简介〔2〕元素成键特征成矿元素成键规律各种类型的化学键中电子的分布

系统矿物学〔上册〕，王濮，1982，第37页离子键共价键金属键分子键Schwarzenbach〔1961〕的金属阳离子分类

和Pearson〔1973〕的硬软酸碱分类及其比照Schwarzenbach（1961）的金属阳离子分类A类金属阳离子（硬）C类过渡金属阳离子B类金属阳离子（软）H+，Li+，Na+，K+，Be2+，Mg2+，Ca2+，Sr2+，Al3+，Sc3+，La3+，Si4+，Ti4+，Zr4+，Th4+等V2+，Cr2+，Mn2+，Fe2+，Co2+，Ni2+，Cu2+，Ti3+，V3+，Cr3+，Mn3+，Fe3+，Co3+等Cu+，Ag+，Au+，Tl+，Ga+，Zn2+，Cd2+，Hg2+，Pb2+，Sn2+，Tl3+，Au3+，In3+，Bi3+等Pearson的硬软酸碱分类（1973）硬酸中间酸软酸所有A类金属阳离子，加上：Cr3+，Mn3+，Fe3+，Co3+，UO2+，VO2+等所有二价过渡金属阳离子，加上：Zn2+，Pb2+，Bi3+等所有B类金属阳离子，减去：Zn2+，Pb2+，Bi3+等硬碱软碱H2O，OH一，F一，PO43-，Cl一，CO32-，ClO4一，NH3等Br一，NO2一，SO32-等I一，SCN一，S2O32-，CN一等(3)软硬酸碱理论1、决定元素地球化学行为的要素：元素的电负性、电离能、电子亲和能、元素的成键规律、原子大小与离子半径2、元素的离子电位是判别离子的性质和行为的具体数据：

π=Z/rπ离子电位，Z为离子电荷，r离子半径〔4〕元素离子电位理论π＜2.5，为电价低，半径大的碱性元素，在碱性条件下易沉淀，酸性介质中易迁移。π＞8，为电价高，半径小的酸性元素，在碱性条件下易迁移，酸性介质中易沉淀。π=2.5～8为两性元素，在强酸、强碱条件下呈溶解态迁移，在近中性条件下难溶沉淀。—1988，地球化学，赵伦山、张本仁，P66-67，P103-104①介质PH值对元素迁移的控制规律金属氢氧化物，根据其沉淀的PH值，一般氢氧化物沉淀的PH值由低向高排列，由偏酸到偏碱的变化，在25℃条件下，绝大局部成矿两性元素在天然水溶液中迁移能力极弱。〔地球化学第10页〕〔5〕介质PH、EH值对元素迁移的控制规律溶液PH值增大时，碱性及弱碱性元素化合物溶解度降低〔如Fe2O3、CaCO3等〕，酸性元素的化合物溶解度增高〔如SiO2、GeO2〕。碱性元素在酸性介质中易于迁移，在碱性介质中易沉淀，酸性元素在碱性介质中易于迁移，在酸性介质中易沉淀，两性成矿元素在强酸强碱条件下溶解迁移，在偏中性条件下沉淀。〔地球化学第104页〕元素受介质PH值影响的迁移-沉淀规律②介质EH值对元素迁移的控制规律变价元素Fe、Mn、Cu、Eu、Tl等弱碱性元素在低价态时易于在水溶液中迁移，高价迁移能力弱；复原条件中迁移，氧化条件沉淀。变价元素U、Mo、V、S、As高价易形成酸根络离子迁移，复原态为沉淀剂。例:SO42-为搬运剂，S2-为沉淀剂。因此，大量出现硫酸盐矿物，为成矿物质迁移的标志。——〔地球化学第104页〕变价元素、氧化复原、标型价态矿物组合表环境强还原弱还原弱氧化强氧化标型价标Fe2+、S2-、Fe0Fe3+、Fe2+、S0、S2-Fe3+、Fe2+、S4+Fe3+、SO42-共生矿物自然铁黄铁矿磁黄铁矿金属硫化物黄铁矿金属硫化物磁铁矿黄铁矿自然硫磁铁矿褐铁矿菱铁矿硫酸盐矿物褐铁矿针铁矿硫酸盐矿物①成矿元素存在的形式：离子、络合物、固熔体、类质同相，在流体中经常以络合物、离子等主要形式存在。②天然水溶液中络合物配位体有：无机：Cl-、F-、O2-、S2-、OH-、HS-、CO3-、CO2、SO42-、NH3、Br-、I-、CN-、H2O等。有机：CO-、O-2、-NH2、RS-、ROH、RO-、胶状高分子有机酸、腐殖质等。

〔6〕络合物主要类型③强碱性介质中络合物类型碱性阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+也是络合剂，高浓度碱性阳离子的存在有别于络离子的形成。在富含碱性离子的体系中，大多数两性成矿元素表现为酸性的化学作用，有别于与配位体结合成络离子。碱性阳离子与成矿元素结合形成具有迁移能力的Am〔BXm〕型络合物。因此，成矿元素也经常和Na+、K+、Ca2+、Mg2+等络合剂等形成络合物，在强碱性流体中迁移。〔赵伦山，1988年?地球化学?P68〕④Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Sn等大多数金属元素，分Cl-和(HS)-两种类型络合物Cl-基类络合物存在于酸性、低复原硫流体中；沉淀条件：复原作用〔与富硫溶液或岩石混合〕、PH值增大〔由酸性向碱性转换〕、降温、降压;HS-基类络合物存在于中性到酸性、高复原硫流体中；沉淀条件：氧化作用〔复原向氧化转换〕、PH值降低〔由碱性向酸性转换〕、降温、降压、天水混合稀释〔据饶纪龙，1997；陈俊和王鹤年，2004；〕此外根据软硬酸碱理论还有一种存在强碱性、低复原硫流体中可能以CN-基类络合物，其性质和HS-相同。根据软硬酸碱理论，确定阳离子配位体。根据交代矿物类型，确定当时介质物理化学类型根据流体包裹体成份大体划分类型。在碱性介质中区分SH-、CN-，酸性介质中区分Cl-、CO32-3.3.2主要元素地球化学特征标志成矿作用地球化学特征标志，根据元素地球化学根本特征，在成矿作用过程中成矿物质以不同类型络合物形式，通过不同介质条件下形成的矿物交代作用，反映了成矿物质迁移沉淀作用过程所显示的主要地质现象，归纳为成矿作用地球化学特征标志，作为找矿预测确定性标志的重要组成内容。主要内容包括：流体围岩建造、蚀变矿化矿物特征、交代矿物期次及分布分带、络合物特征、成矿介质物理化学条件转换、地球化学特征标志。包括钾、钠、钙、镁、铬、铁、锰、钴、钨、钒、钛、锂、铍、铌、钽、稀土元素、铀、钨、锡、钼、铜、铅、锌、金、银、锑、氮、氧、硫、氯等元素，以下以金为例说明；〔1〕金元素地球化学特征标志金元素以Au1+、Au3+、Au0三种离子形式存在，亲铁、亲硫，总体偏碱性。Au1+为强碱性阳离子，其离子电位和Cu1+、Ag1+同类型。Au3+为过渡型阳离子。离子电位和Sb3+、Fe2+、Cu2+、As3+相近。〔2〕金的主要矿物矿物名称分子式Au%金（Au,Ag）>80银金矿（Au,Ag）50-80银（Ag,Au）0-50钯金矿（Au,Pd）92-95铑金矿（Au,Rh）57-66金铱锇矿（Ir,Os,Au）19.3金铜矿（Cu,Au）金汞矿Au2Hg334.2-41.6黑铋金矿Au2Bi64.5-65.1方金锑矿AuSb343.5-50.9碲金矿AuTe39.2-42.8针碲金矿（Au,Ag）Te30.7-43.9碲金银矿Ag3AuTe219.0-25.2叶碲矿AuTe2.6Pb(S2Te)7.4-10.2方硫铋金矿(Bi,Au,Ag)2S612.3〔3〕金的络合物类型①Au1+和K1+、Na1+、Ca2+、Mg2+同属碱性阳离子，在碱性流体中生成碱性阳离子络合物。M1+[Au1+2〔HS〕1-]1-和M1+[Au1+2〔CN〕1-]1-M1+为K1+、Na1+、Ca2+、Mg2+自然界常见顺序K1+＞Na1+＞Mg2+＞Ca2+硫氢基为多硫碱性环境；氰基为少硫碱性环境；②Au3+形成酸性络合物：少硫酸性环境AuCl3+H2O=H2[AuCl3O]酸性介质高盐度，H2[AuCl3O]+HCl=H1+[Au3+4Cl1-]1-+H2O〔4〕金沉淀物理化学条件硫氢基络合物：PH值降低〔碱性向酸性环境转换〕降温，降压条件下金沉淀；氯基络合物：PH值升高〔酸性向中性转换〕降温，降压条件下金沉淀；氧化复原条件变换：Fe2+和Au+的关系，Fe2+碱性较Au+弱，可作为金的沉淀剂，又是过渡族元素的低价阳离子，起到复原作用。Au0+Fe3+→Au++Fe2+，Au++Fe2+→Au0+Fe3+金在氧化条件下迁移，复原条件下沉淀；〔5〕碱性阳离子络合物分解降温、降压、复原转向氧化条件下，碱性阳离子络合物分解M+[Au1+2〔HS〕1-]1-→M1++Au1+2〔HS〕1-M+[Au1+2〔CN〕1-]1-→M1++Au1+2〔CN〕1-M+为K1+、Na1+、Ca2+、Mg2+离子〔6〕Au-SiO2矿物实验研究西澳大利亚大学CSIRO实验室格洛夫斯〔Groves，1987〕提出金在不同酸碱度与不同温度下近U字形的溶解曲线〔图2〕，说明金在高温下溶解，低温下沉淀；在酸性和碱性溶液中溶解，在偏中性溶液中沉淀。图2Au-SiO2矿物试验结果示意图A:石英玉髓沉淀区；B:金沉淀区；I1:内生金沉淀区；I2:表生金沉淀区；；I1+I2：混合金沉淀区；〔7〕特征标志3.3.3成矿流体形成的矿物特征〔1〕一般形成高温无水硅酸盐类矿物中低温含水硅酸盐类矿物中低温碳酸盐类矿物〔2〕蚀变交代矿物和原岩成分密切相关〔3〕石英：普适性矿物判别流体物理化学条件有两种方法：第一种通过标型矿物判别第二种采用包裹体成分估算〔1〕斯特林格热液合成实验绿泥石、绿帘石、绢云母、伊利石等矿物主要在中性条件下形成，强酸性介质条件下，主要形成黑云母、叶腊石、磷灰石、高岭石、明矾石等。强碱性介质条件下主要形成，透闪石、阳起石、水镁石、蒙脱石，沸石、方解石及其他碳酸盐类矿物等。据陈光远，成因矿物学与找矿矿物学，1987〔451页〕热液矿床矿物标型特征〔2〕石英、硅化的标型意义SiO2不受溶液离子强度或盐度影响，受pH值制约。酸性条件下沉淀，碱性条件下溶解。高温高压下溶解度增大，低温低压下沉淀。快速沉淀形成石英脉，缓慢沉淀形成硅化。常见的次生石英岩在酸性、高温高压条件下形成的。〔3〕硫酸盐矿物的标型意义硬石膏〔CaSO4〕、明矾石〔KAL3(SO4)(OH)6〕、重晶石〔BaSO4〕等是各类规模较大的矿床浅部常见的硫酸盐矿物，当流体中大量存在SO42-离子时，介质为强酸性、强氧化，形成金属元素络合物。在地质构造活动中，流体物理化学环境发生变动，SO42-离子结合碱性离子而沉淀为硫酸盐矿物，流体介质的酸碱度发生变化。由氧化向复原转换。在偏中性、复原环境下金属成矿元素沉淀晶出。〔4〕铁氧化物：铁氧化物显示氧化环境，包括镜铁矿〔高温〕、赤铁矿〔低温〕以及在各种硅酸盐矿物中的氧化铁质点的存在，即红化。一般浅部出现铁氧化物，深部伴随铁硫化物，往往形成成矿物质沉淀的转换条件，即氧化复原地球化学障。关于铁氧化物型矿床〔IOCG〕问题：目前，国内外矿床学界对铁氧化物型矿床〔IOCG〕作为特定的一种矿床类型加以研究。铁氧化物型矿床具有两大特点：一，必须是变价元素组合才能形成此类矿床，如铁、铜、金、铀组合；二，都是典型的氧化复原成矿地球化学障。因此，实质上不管规模大小，只要出现铁、铜等变价元素形成的一定规模的浅部氧化物组合，深部很可能形成较大的矿床。可以把铁、铜等原生氧化物的存在，作为识别深部存在大规模氧化复原成矿地球化学障形成大矿的标志。〔5〕钾硅酸盐：包括三种：黑云母、钾长石、绢云母。根据斯特林格实验，黑云母和钾长石分别出现于强酸和强碱性条件下，空间上分布于矿床偏上部和偏下部，绢云母主要和矿体同体存在于近中性条件下。时间上，黑云母化和钾长石化为早阶段高温热液交代阶段，绢云母和矿体晚于黑云母、钾长石阶段。目前，国内外文献把黑云母化、钾长石化列为同体、同条件。统称为“钾化〞，不符合斯特林格实验。有待进一步研究。〔7〕关于硅钙岩性界面问题指碳酸盐类岩石和碎屑岩类岩石接触界面。接触面岩石化学成份为CaCO3和硅铝酸盐，因此俗称硅钙面。这是十分重要的成矿地球化学障。经常形成规模巨大的顺层产出的矿床。这是由于流体在超临界状态下的特性决定的〔tc=374℃，pc=22.4MPa〕。3.3.4成矿地球化学障〔1〕成矿地球化学障的概念：成矿物质在温度变换、压力变换、酸碱度变换、氧化复原条件变换的界面附近聚集和沉淀，物理化学交换界面就是热液地球化学障，属地球化学动力学界面。沉积地球化学障空间位置就是沉积金属矿物的富集沉淀区，平面上或剖面上为氧化复原界面或酸碱变化界面。热液流体成矿作用：温度、压力、酸碱度、氧化复原条件四种因素相互影响，控制金属元素聚集沉淀。内生、外生矿床同理〔2〕不同原岩矿物形成的标型矿物含Fe、Mg物质矿物碱性介质：透闪石、阳起石、水镁石酸性介质：黑云母〔高温〕中性介质：绿泥石、绿帘石硅铝质矿物碱性介质：钾长石〔高温〕、冰长石〔低温〕、蒙脱石、沸石酸性介质：叶腊石、明矾石、高岭石中性介质：绢云母、伊利石、钠长石〔高温〕碳酸盐矿物碱性介质：方解石、铁白云石、其他碳酸盐类陆缘碎屑岩角岩：黑云母角岩〔酸性〕〔3〕成矿地球化学障矿物组合①酸性+中性+碱性三带双向组合A．黑云母/硬石膏/重晶石〔酸性〕→石英+绢云母/绿泥石+绿帘石〔中性〕+矿体→钾长石〔碱性〕，B．高岭石/明矾石〔酸性〕→石英+绢云母/绿泥石+绿帘石〔中性〕+矿体→钾长石〔碱性〕，②强酸性/强碱性+中性两带单向组合A．明矾石/叶腊石/硬石膏/重晶石〔酸性〕→石英+绢云母/绿泥石+绿帘石〔中性〕+矿体，B．钾长石〔高温〕/铁白云石/铁锰碳酸盐/沸石〔低温〕→石英+绢云母/石英〔中性偏酸〕+矿体③氧化+复原环境两带双向组合A．硬石膏/重晶石等硫酸盐〔氧化，酸性〕→硫化物〔复原，中性〕+矿体，B．铁氧化物〔氧化〕→铁硫化物〔复原〕+矿体，C．铁白云石+有机质组合〔复原〕+矿体〔4〕成矿地球化学障空间类型不同成矿地质条件形成不同类型地球化学障①表生沉积矿产氧化/复原、酸/碱双向过渡障平面、剖面都发育带状②屏蔽条件下形成的热液矿产氧化/复原和酸-中性-碱叠加的双向过渡障，面状、剖面分带为主③半屏蔽条件下形成的热液矿产氧化/复原双向障以氧化发育酸性/中性/碱性双向障以酸性/中性发育，面状、剖面分带为主④空间上受各类结构面控制的矿产结构