矿床学研究方法.doc

成矿物质来源及其研究方法 开发矿产资源方面的成就, 现在比以往任何时候都更加依赖于对地球化学异常实质的认识, 地化异常表现为金属的局部富集, 即所谓的金属矿床。从这个公认的原则中可以看出, 必须解决三个基本的问题:金属及其伴生元素是从哪里来的, 它们是怎样、通过什么样的途径迁移到地壳中来的多在什么地方、什么条件下它们停止了迁移, 从而留下了有价值的东西。换言之, 需要重视一般成矿作用的三个部分: 成矿物质的来源, 这些物质的迁移以及这些物质的堆积。研究成矿物质来源可以通过多种途径来解决，其中包括地质学方法、稳定同位素地球化学、矿物包裹体地球化学、稀土元素地球化学和成岩成矿模拟实验等方法。 大多数学者都承认, 含矿接液原则上可能来自冷却了的岩浆, 或者来自沉积岩和火山一沉积岩(这些岩石中分散的金属在变质作用过程中得以富集), 或者来自地球的深部—上地慢。在分析现有资料(包括作者在不同矿区工作过程中所取得的资料) 的基础上,我们试图对上述各种成矿物质来源作出评价。 一．成矿物质来源与含矿建造 现代矿床学研究表明，多数矿床，尤其是非成岩矿产矿床都具有成矿物质多来源的特征，重视成矿物质多来源是矿床学地球化学的研究趋势。成矿物质来源对探讨矿床成因、成矿规律以及指导地质找矿具有较大的理论和实际意义。同时研究发现，许多矿床成矿作用具有复合成矿的特点，常不是一次成矿作用完成的，而是经过了预富集到再富集成矿的多次地质作用完成的。我们把预富集阶段形成的成矿物质丰度较高的岩石组合称为含矿建造，含矿建造是包含一系列含矿岩石与非含矿岩石的岩石系列，包括沉积岩、变质岩和岩浆岩。含矿建造中有一部分是成矿元素的富集岩，一部分是具有与矿化有关的矿化剂元素[2]，如S、Cl、F、C等[1]。 而根据矿床学研究成矿物质来源分为直接来源与间接来源。直接由地幔岩浆、花岗岩浆或沉积介质提供成矿物质到矿床中的物质来源称为直接来源，由幔源、壳源固结岩石，即矿源层或矿源岩提供成矿物质所反映出的幔源或壳源来源特征，称为间接物质来源。 对于成岩矿产成矿物质来源可能更多地反映直接物质来源，而对于非成岩矿产，由于其经过多次富集成矿，其物质来源特征可能更多反映间接物质来源[4]。 1.成矿元素 （“矿质”）的来源 上地幔源 有根据认为, 地球深部(包括上地慢) 富含铁、镍、铬、铂族元素、金、汞等这样一些金属。这一见解的基础是一般的地球物理计算、陨石(它是公认的、地球深部物质的类似物) 的研究结果以及无疑是地慢成因的侵入岩含矿性高的事实。利用元素的丰度和元素在不同地质体及陨石中含量的资料, 一些学者试图找出典型的地慢元素组合, 并把它们与典型的壳层元素组合相对比。类似的对比为矿石中的地慢物质找到了地球化学指示剂。但这里有个微妙之处, 即必须考虑地鳗的不均一性。特别是, 玄武岩样品中成矿杂质元素含量的不同, 正好说明了这一点。 这主要是指由硅镁质岩浆源自上地幔携带而来的成矿元素所形成的矿床，其中最主要的有： 1.与镁铁质、超镁铁质岩和部分碱性岩有关的岩浆结晶分异、熔离分异矿床。在空间、时间和成因上与岩浆岩有联系，矿产种类有钒钛磁铁矿、铬铁矿、铜镍硫化物、钛铁矿－金红石－磷灰石、金刚石、铌、稀土等，大部分是成岩矿产。 2.与镁铁质火山作用有关的矿床主要形成于火山期后热液自变质交代作用或喷流喷气作用。其中包括块状硫化物矿床MSD、玢岩铁矿、黑矿型矿床等。 3. 与上地幔煌斑岩岩浆有关的绿岩型金矿，可以通过地幔对流煌斑岩侵位形成金矿；富金煌斑岩浆在地壳浅层与地壳物质发生反应形成花岗岩浆或加入变质热液中参与成矿。金伯利岩中的金刚石矿床、碳酸岩中的稀有元素矿床、安山岩中的磁铁矿矿床。 近几年矿产地质工作发现，我国许多老变质岩出露区都有金矿产出，如胶东、秦岭、乌拉山、大青山、燕山、大兴安岭地区都有变质岩区成为重要的产金基地。这些现象说明，变质岩是金矿成矿母岩，换句话说，金来自变质岩，这种变质岩大部分是早元古界或太古界变质岩，其中又以基性、超基性岩变质形成的绿岩建造为主，我们研究其含金丰度值高于地壳的或地球的金丰度值（表1-1），构成含金建造。 地区金丰度值（×10-9）地区金丰度值（×10-9）冀北桑干群4.9～12胶东群23.60迁西群1.7～47.4玲珑花岗岩16.04小秦岭太华群36～46西蒙色尔腾山群10.08～48．4辽吉鞍山群56～128西蒙乌拉山群4．5～33地幔岩石5表壳岩4表1-1中国主要变质岩的金丰度值 变质岩中斜长角闪岩、角闪片麻岩、黑云变粒岩等变质岩原岩基本为来自地幔的基性火山岩类、绿岩类，在这些岩石中成矿物质经过了第一次富集构成了含金建造。 据杨敏之等（1996）的研究，胶东群、荆山群的绿岩建