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单词 矿床成矿模式
释义

【矿床成矿模式】
 

成矿模式即矿床形成过程的模式。它是从四维空间概括矿床赋存的地质环境、演化过程和成因机理,并以不同的形式及认识深度给予表达。成矿模式一词首先是由捷克人于1962年提出的。1970年提出了“洛厄尔-吉伯特模式”,即后来的斑岩铜矿床的成矿模式。1982年,美国R.L.Erickson发表了48个成矿模式的系统材料后,使人们对成矿模式有了全面的理解。矿床学理论和大量地质资料获得的基本事实是:(1)矿床赋存在一定的地质环境中;(2)类似矿床的地质环境也相似;(3)矿床成矿地质特征的一致性反映了成矿环境、演化过程和成因机理的一致性;(4)矿床可以根据内、外部特征进行归类,划分出层次不同的类、类型组合、亚类等;(5)对每类矿床的特征进行有机综合,可建立成矿模式。它是对矿床认识的最佳方式和描述的最好方法。矿床学家共同认为:成矿模式揭示了矿床成矿规律,发展矿床成矿理论及矿床地质学,促进地质科学的发展,同时亦为矿产勘查成员提供有关成矿作用的完整概念,指导矿产预测和勘查工作。成矿模式在20世纪70年代和80年代形成高潮,至今还在延续之中。

矿床成矿模式充分反映成矿作用的过程和矿床形成复杂的地质条件,它标明同一地质条件下不同矿种、不同类型矿床的共生和制约关系,用不同的形式及认识深度综合解释成矿学的理论和地质现象;成矿模式还能把握住同类矿床的一组找矿标志,其中的直接找矿标志可以提高预测区内的找矿效益,识别和提取成矿信息,对同类潜在矿床作出预测,采用最经济、最有效的技术方法发现矿床。据此,对矿床成矿模式分为以下3类。

区域成矿模式 反映一定级别成矿单元内各种固体矿产的分布特征、成矿作用的时空演化、成因联系和成矿机制,从而提高区域成矿学的理论研究水平,指导区域矿产的预测和勘查工作。根据中国区域矿产的时空分布规律和各类矿产的成因特征,区域成矿单元分为全球性的(Ⅰ级)、区域性的(Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ级)、矿田、矿床、矿体7级。但从区域成矿模式的角度出发,主要是建立全球性的、区域性的和矿田的Ⅴ级模式。不同级别的成矿单元内,由于赋存的矿种不同、矿床成因类型的多样性和多变的成矿地质条件,建立成矿模式需要用矿床成矿系列理论作指导,反映成矿单元内多阶段、多成因的区域性的成矿特征。虽然区域成矿模式涉及的范围、成矿作用性质上有较大的差异,但从建立区域成矿模式的共性出发,建立成矿模式内容可统一考虑以下几方面:(1)必要条件:区域地质矿产图;各类矿床综合剖面图(并用附表说明各类矿床的基本特征);区域成矿模式图。(2)区域成矿模式的描述内容 区域地质环境(构造单元、成矿区带、区域地质概况);成矿期次(时代)和成矿作用及其有关的矿产种类、矿床类型(概括用成矿模式或用代表性的矿床说明,常用综合剖面图和附表说明);构造对成矿的控制(包括构造层、构造分区和构造类别对区域的和局部的矿化类型的控制作用);沉积岩相对矿化类型的控制(层位、岩性、古地理);岩浆岩对矿化类型的控制(时代、产状〈喷发、侵入〉、岩性及地球化学特征);变质作用对矿床形成的控制(原岩、温度、压力);各类矿床随时间的演化关系(矿种、类型);各类矿床的区域特征、成因及其各自的矿化分带性;各类矿床的认别标志及后期变化特征(包括地质、物探、化探、遥感等信息);成矿系列组合、类型及其呈现的序次(找矿依据、矿床类型及其成因联系,用模式图说明);区域的和局部的控矿因素及找矿标志;参考文献。

总之,建立区域成矿模式是以区内所出现的矿床类型或有代表性的矿床为描述对象,用其综合特征来解释区域成矿作用的整体性,它将促进区域成矿规律研究的深化,是提高中国区域成矿学理论水平的途径。

矿床成矿模式 描述矿床的形成过程,它要对矿床赋存的地质环境、矿化作用及其随时间和空间变化显示的各类特征(包括地质、地球物理、地球化学和遥感地质)、成因机制等矿床要素进行概括总结和解释。虽然各类矿床成因的差异极大,变化万千,但建立一个矿床的成矿模式的总体内容是相似的。(1)必要图件:区域的或矿床地质平面图;矿床典型剖面;矿床成矿模式图。(2)矿床成矿模式 区域地质背景(大地构造单元、成矿区带级别及所在区域成矿特征);成矿环境(赋矿地层时代和岩性特征)、成矿岩体(岩石组合、岩性特征及年代);控矿构造(用地质图说明);矿体(或矿床)组合分布及产状;矿石类型及矿物组合;矿石结构构造;矿化阶段及分带性(用矿床典型剖面图或其它图件说明);蚀变类型及分带性(用矿床典型剖面及其有关图件说明);成矿物理化学条件(温度、压力及Eh,H+浓度,fo2,fs2等);矿床成因机理(成矿物质、成矿溶液、成矿作用能量来源,成矿物质的空间变化特征,配合成矿模式图作合理描述);矿床类型;控矿因素和找矿标志(即综合技术方法找矿);参考文献。

上述内容是对矿床内、外部特征的基本要素作概括性描述,但作为建立一个完整的、实用的矿床模式应给出的是矿床原型的“同构象”,它具有严格的等价性,属矿床的实体。但从当前的地质理论和具备的已知矿床的实际资料现状看,它并非是现实的要求。而矿床成矿模式的“同态象”仅描述矿床形成过程与周围地质环境的关系,矿床内、外部特征等基本要素及其科学地推断解释。这些要求是可以实现的,但要满足以下3个必要条件,才能建立一个与地质实际吻合程度较高的矿床成矿模式:(1)成矿模式与矿床“原型”之间呈相似关系,在研究和矿产勘查工作中可以类比,简称类比性;(2)在成矿学理论研究中,它能代表矿床的“原型”,用作成矿学理论的典型实例,通称成矿模式的代表性;(3)在地质-找矿实践中,运用矿床成矿模式能获得矿床“原型”的“信息”,据此可以对潜在矿床进行预测评价和指导矿产勘查,即矿床成矿模式的外推性。

综上所述,成矿模式是对矿床赋存的地质环境、内外部特征、控矿因素、矿化的时空演化规律、矿化标志、成矿物质来源、成因机理和找矿标志的高度综合、描述和解释,将复杂多变的成矿作用和地质现象上升为成矿学的地质理论,并用图表、文字予以表达,使人们对同类或一组相似矿床的成矿特征有一个完整的概念,从整体上深化对矿床的认识。加之当前的地质-找矿工作由地表矿的寻找转向对隐伏矿床的勘查,相应的找矿难度越来越大,矿床成矿模式是适应当前找矿难度增大的需要,是实现科学找矿、解决隐伏矿床找矿工作中出现的一系列勘查技术问题的有效方法和途径,也为地质-找矿提供了地质理论依据,勘查对象为人们提供了接近客观实际的模拟对象,提高了地质-找矿的科学性。

找矿模型 建立有效的找矿模型既不同于论证和推理式的学术论文探讨,又不属于全面地质工作总结的“地质报告”(普查评价或矿床勘探),而是对找矿实践中工作经验的有科学依据的理论和方法的综合,并要求用直观的方法表达出来。找矿模型要求回答“矿床为什么赋存在现在众所周知的特定的地质位置上”。这是当代成矿学和综合技术方法找矿中需要回答的根本问题。在当前技术条件下,只能应用成矿学理论的推断解释和综合找矿方法两个侧面来解决。前者只能用成矿模式;后者需有找矿模型作回答。在地质-找矿的实践中,两者均是找矿的途径,而找矿模型显得更为重要。人们认为:成矿模式是建立找矿模型的地质基础,所以找矿模型是以地质为基础的地质及物化探、航卫技术方法的最佳组合。

找矿模型是为适应寻找隐伏矿床的需要而创立的找矿新途径。“就矿找矿”是在实践中证实它是否为有效的找矿方法,它是建立在“矿床成群分布、在相似地质条件下可找到类似矿床”的成矿规律出发的找矿思路前提下,属地质概念式的找矿模型。但是当前和未来的找矿重点是隐伏矿床和覆盖层下的盲矿床,单用地质标志进行直接勘查的作用逐步缩小,使之地质找矿的难度加大,而相应的风险就增加。为适应这一找矿新形势,需要借助地球物理、地球化学和航卫资料等间接找矿标志识别成矿信息,推断和预测隐、盲矿床的四维空间位置。在找矿实践中,不同地区、不同构造单元内,对不同类型矿床应用地质理论找矿、地球物理勘探方法找矿、地球化学勘探方法找矿和航卫信息找矿所起的作用是不同的;在同一地区的同一类型矿床上,各类方法所提供的找矿信息各不相同。应用单一方法提供的信息对找矿来说是不够充分的。但是,综合方法的组合,特别当地质、物探、化探、航卫信息最佳组合建立的找矿模型,不仅具有扎实的地质基础,而且建立了完整的方法前提,将能获得较好的找矿效益。由于地质体,特别是矿床(体)的干变万化,赋存四维空间的差异,即使是同一类型的矿床,其显示的找矿信息将会有相当大的差别,因而它不能提供一个现成的找矿模型或建立一个统一的组合模式供矿产勘查使用,但在研究了矿床(体)的地质、物探、化探、航卫的性质和成矿的地质规律前提下,优化找矿标志,确定找矿信息和找矿方法的最佳组合,据此建立找矿模型,导致发现矿床(体),是当今找矿的应时之途。据此可知,找矿模型同平时所提的综合方法概念有一定的差异。建立一个与找矿实践吻合程度较高的找矿模型涉及到构成矿模式;控矿因素和找矿标志的标定;地质数据的处理;成矿信息的提取;矿与非矿信息的区分、浓缩、优化和组合;干扰的剔除;同一矿床(体)在不同埋深条件下成矿信息的显示和识别等系统的工作方法。据此,建立一个完整的找矿模型大致包括的内容是:(1)必要图件有与找矿模型相匹配的矿床成矿模式图;代表矿床(矿体)赋存部位不同埋深的综合剖面图;典型剖面的物性分层图或综合平面图;找矿模型图。(2)矿床地球物理场特征,包括勘查目标物和目的物特性、异常特征、干扰因素及影响和矿床在覆盖条件下呈现的地球物理场的推断解释。(3)矿床地球化学场特征(成矿元素和指示元素种类、元素组合、元素分带、矿床或矿体晕和尾晕、化探数据中包含的干扰因素、覆盖条件下的化探晕的特征等)。(4)地球物理、地球化学模型。(5)在干扰场压制或消除情况下的物化探场的特征。(6))找矿需要的物化探和遥感信息。(7)找矿适用的方法类别、使用的次序及配制。(8)参考文献。

从上述内容可知,建立找矿模型需要具备扎实的地质基础资料,它包括地质、物探、化探资料;超深探测的物探资料;推断解释的地质理论。据此建立的找矿模型具有较大的实用性。找矿模型在勘查工作中具有预测、发现矿床和提高找矿效益的三大作用,应用地质、物探、化探、航卫资料中包含的成矿信息构制找矿模型是当前地质找矿工作的需要,也是当代科学找矿的发展趋势。但是在找矿模型的表达式中,不能过分强调一种方法的有效性而否定或排斥另一些方法的效果,而应从找矿实践出发,在找矿方法最佳组合前提下,标定找矿模型的各项参数,直观而又逻辑地表达各类成矿信息和使用方法的最佳组合,提出科学找矿的地质前提和方法配置。建立找矿模型不仅标志着综合技术找矿方法的发展和理论上的提高,而且标明理论找矿步入新阶段,即矿产勘查理论的整体提高。

找矿模型的内容展示了地质-找矿对象的具体轮廓,通过直接找矿信息的标定、综合和推断解释,阐明间接找矿信息与勘查对象间的空间联系。但由于勘查对象的物理、化学性质差异甚大,通常将找矿模型按方法、手段的组合划分为:(1)地质经验找矿模型;(2)地质-地球物理找矿模型;(3)地质-地球化学找矿模型;(4)地质-地球物理-地球化学综合方法找矿模型。

由建立成矿模式和找矿模型的内容可知,两者都概括了矿床形成的重要特征和成因机理,是寻找同类矿床理论的依据,它在矿产勘查中的作用是:(1)为地质类比和矿床地质研究提供直观对象,帮助勘查人员把注意力集中到与潜在矿床有关的关键性的地质特征上;(2)掌握导致矿床发现的直接和间接找矿标志,在勘查过程中,使找矿人员知道是在探寻矿床的哪个部位而预测未知地段;(3)制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提高勘查效益的决策依据。

建立成矿模式已被公认为是矿床学研究的重要课题之一,是矿床学理论的组成部分。建立成矿模式对矿产勘查、研究和发展矿床学理论有深远的影响和重要的实际意义。但需要强调,目前已建立的模式还多属经验性的描述模式,对许多重要地质事件尚达不到知其所以然的程度,对已建模式的修改完善、新模式的不断建立是目前发展的必然趋势,在“修改”和“建立”过程中日臻完善。

【参考文献】:

1 林强.现代和古代成矿水动力学系统~~含油气盆地非岩浆成矿模型.园外地质科技,1995,(3):12~18

(中国地质科学院成矿远景区划室朱裕生撰)

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