Introduction of the theory and method of prospecting prediction of metallogenic geological body
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摘要:
在大量典型矿床剖析的基础上, 以矿物学、岩石学、矿床学、构造地质学、地球化学等基础理论为指导, 以大量实地观察和实验数据为支撑, 通过总结矿山深部和外围找矿实践和典型矿床研究成果, 按照成矿作用内因和外因相结合的辩证思维, 成矿作用时间、空间、物质能量相统一的综合思维, 以及元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维, 提出成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志等概念。成矿地质体是形成矿床主要矿产、决定主成矿阶段空间位置的成矿地质作用的实物载体, 划分为沉积作用、火山作用、岩浆作用、变质作用和大型变形作用形成的5类成矿地质体。成矿结构面是赋存矿体的各类界面, 包括构造界面、岩性界面、物理化学转换界面; 成矿作用特征标志是能够直接指示矿体赋存位置和对找矿预测具有特殊意义的标志。依据成矿地质作用对中国主要矿床类型进行梳理划分, 归纳总结了主要矿床类型的地质特征, 构建了反映矿体赋存位置的成矿地质体-成矿结构面-成矿作用特征标志"三位一体"找矿预测地质模型。在此基础上, 提出勘查区找矿预测的工作方法, 对矿床学研究、找矿预测、矿产勘查工作具有重要的指导意义。
Abstract:Based on the essential theories of geochemistry, mineralogy, structural geology, and economic geology, supported by the practices and research achievements of 230 mineral explorations at the deep and adjacent areas of mining districts and 129 typical mineral deposits, with the thought of combining the endopathic causes(elementary geochemistry characteristics)and exopathic causes(different types of geologic process)of mineralization, this paper proposes new concepts innovatively, called metallogenic geological body, metallogenic structural plane, metallogenic characteristics, and so on.Metallogenic geological body is the carrier of ore-forming geological processes that form the main minerals(with industrial value)and determine the spatial location of the main ore-forming stage.It is divided into five types of metallogenic geological bodies formed by sedimentation, volcanism, magmatism, metamorphism, and large-scale deformation.Metallogenic structural plane is the spatial location of ore-body occurrence, including structural interface, lithology interface, and physicochemical transition interface.Metallogenic characteristics can directly indicate the location of ore bodies and have special significance for prospecting and prediction.According to the new proposed metallogenic geologic process, main deposit types in China are redistricted.The geologic features of these deposit types are summarized.Geological models for prospecting and prediction of metallogenic geological body, metallogenic structural plane, and metallogenic characteristics(also known as the "Trinity" prospecting and prediction geological model)are constructed, reflecting the ore-body occurrence location of these different deposit types.Moreover, working procedures of prospecting and prediction of metallogenic geological body are put forward.The prospecting and prediction theory and method of metallogenic geological body is important guiding significance for mineral deposit research, prospecting prediction, and mineral exploration.
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图 1 斯特林格姆热液合成实验pH-T矿物分布图(据斯米尔诺夫, 1985)
Figure 1.
表 1 找矿预测矿床类型分类
Table 1. Classification of main deposit types
成矿地质作用 成矿地质作用亚类 矿床类型 沉积地质作用 1.表生作用 D01-风化型 D02-沉积型(砂矿) 2.沉积成岩作用 D03-古(砂)砾岩型(金、铀矿) D04-蒸发沉积型(石膏矿、岩盐矿) D05-化学沉积型(磷、铁、锰、铝矿) D06-黑色页岩型(镍、钼、钒、铀、钴矿) 3.热水沉积作用 D07-碎屑岩喷流沉积型(铅锌、铜、铁、锰矿) 4.非岩浆热液作用 D08-砂岩型(铜、铀矿) D09-碳酸盐岩容矿的非岩浆后生热液型(铅锌矿) 火山地质作用 5.海相火山作用 D10-海相火山喷流沉积型(铜、铅锌矿) D11-海相火山岩型(铁、锰矿) 6.陆相火山作用 D12-陆相次火山岩型(铁矿) D13-陆相次火山热液型(金、银、铅锌、铜、铀矿) 侵入岩浆地质作用 7.正岩浆作用 D14-超基性岩型(铬铁矿) D15-基性—超基性岩型(铜镍矿) D16-基性岩型(钒钛磁铁矿) D17-花岗岩型(稀有、稀土矿) 8.富挥发分岩浆作用 D18-伟晶岩型(稀有、稀土、铀矿) 9.岩浆热液作用 D19-矽卡岩型(铁、铜、钼、金、铅锌、钨、锡矿) D20-高(中)温热液型(钨、锡、稀有、稀土矿) D21-斑岩型(铜、钼、金、钨、锡矿) D22-中低温热液型(金、银、铅锌、钼矿) D23-远成低温热液型(金、锑、汞、钨矿) 区域变质地质作用 10.区域变质作用 D24-受变质型(铁、磷、硼矿) D25-变成型(铀、硼、石墨矿) 大型变形地质作用 11.韧性剪切带作用 D26-韧性剪切带型(金矿) 12.变质核杂岩作用 D27-变质核杂岩型(铜、金矿) 叠加/复合地质作用 13.复合成矿作用 D28-复合型矿床 14.叠加地质作用 D29-叠加型矿床 15.其他流体成矿作用 D30-非岩浆热液型矿床 
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表 2 成矿构造系统及成矿结构面
Table 2. Metallotectonic system and metallogenetic structural plane
地质作用 成矿构造系统 分类 控岩构造 成岩原生构造 成矿结构面类型 成矿结构面 矿床类型 结构面空间格架 沉积地质作用 沉积构造系统 陆相 盆地边缘断裂 盆地边缘同生断裂、岩性岩相界面 同生断裂、岩性岩相界面、物理化学变换面 ①盆缘同生断裂面；②岩相界面；③特殊岩性层；④氧化还原界面/转换带；⑤酸碱转换界面；⑥古风化面 风化型 ③+⑥ 砂岩型铜、铀矿 ①+②+③+④+⑤上下、左右结构 海相 盆地边缘断裂、盆地沉降中心、盆内次级构造、断裂 盆地边缘及盆内次级构造、断裂、岩性岩相界面、不整合面、古风化面 同生断裂、岩性岩相界面、不整合面、古风化面 ①盆缘盆内同生断裂面；②次级隆拗变换带；③沉降中心部位；④特殊岩性层；⑤岩相带界面；⑥潟湖沙坝；⑦古水温、古水流、古生物变化带；⑧物理化学变换带/面；⑨后生深源断裂；⑩不整合面；⑪古风化面 化学沉积型 ②+③+④+⑤+⑥+⑦+⑧+⑩+⑪+⑨上下、左右结构 同生热水沉积型 ①+④左右结构 后生热液沉积型 ①+④+⑨左右结构 火山地质作用 火山构造系统 陆相 火山岩带基底断裂；火山盆地边缘断裂 火山构造、火山机构、火山岩性岩相带、次火山岩构造 火山岩性岩相构造、火山机构、次火山岩构造、同生断裂 ①火山通道；②火山岩性岩相界面；③次火山原生裂隙；④次火山喷发间断面；⑤次火山岩体顶部裂隙带；⑥爆破角砾岩体；⑦叠加区域断裂 次火山热液型 ⑦+③+①+②+⑥+④+⑤上下、左右结构 海相 岛弧/陆缘、陆壳深大断裂，大洋中脊张性断裂 火山喷发间断面、火山岩性岩相带、火山机构、火山构造、次火山/火山通道构造 火山岩性岩相构造、火山机构/火山通道、次火山构造、同生断裂 ①次火山岩体顶部网脉状裂隙带；②火山岩和沉积岩界面；③喷流管道；④叠加区域断裂 火山喷流沉积型 ②+①+③+④上下结构 岩浆侵入地质作用 岩浆侵入构造系统 侵入体 蛇绿岩带岩石圈断裂、陆块区伸展构造、造山带深大断裂 蛇绿岩带构造岩片、岩性岩相带、岩体构造、侵入同生断裂 岩性岩相界面、岩体构造、同生断裂 ①岩体底部/侧伏端；②岩体同生边界断裂；③构造岩片；④岩性岩相带 基性、超基性岩浆型 ②+①+④上下结构 地幔岩铬铁矿 ③上下结构 侵入体接触带 岩浆构造带基底断裂、侵入体边界断裂、区域褶断带、背斜轴部 侵入接触面、捕虏体、侵入体顶部水压裂隙、爆破角砾岩体、侵入同生断裂 侵入接触带构造；侵入体顶部构造、侵入同生构造 ①叠加区域同生断裂；②岩体接触面；③捕虏体；④岩体顶部网脉状裂隙；⑤岩体外接触带褶曲/“硅钙面” 斑岩型 ①+②+④上下结构 矽卡岩型 ②+③+①+⑤左右结构 中高温热液型 ①+②+④上下结构 中低温热液型 ①+②上下结构 区域变质地质作用 褶皱构造系统 褶曲及其派生断裂 褶皱构造 ①向形构造轴部；②背斜转折端/轴部 沉积变质型 ①左右结构 同生断裂 ①褶皱同生断裂；②背斜褶曲层间破碎带 矽卡岩型、中低温热液型 ①+②左右、上下结构 区域构造地质作用 断裂构造系统 韧性剪切带、脆性断裂 韧性剪切带相关脆性断裂 ①韧性剪切带脆性叠加部位 韧性剪切带型 ①上下结构 脆性断裂 ①脆性断裂侧伏；②叠加于一切成岩原生构造 中低温热液型 ①+②上下结构
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