国内外金属矿产地质研究现状与发展趋势课件.ppt

1、LOGO南华大学核资源与核燃料南华大学核资源与核燃料工程学院工程学院谢焱石谢焱石 LOGO主要内容v前言前言v一、近年国内外找矿成效与特点一、近年国内外找矿成效与特点v二、二、成矿理论与勘查战略成矿理论与勘查战略 1 1、成矿理论研究现状、成矿理论研究现状 2 2、近代成矿理论特点、近代成矿理论特点 3 3、勘查技术、勘查技术 4 4、危机矿山接替资源找矿勘查、危机矿山接替资源找矿勘查 5 5、信息技术、信息技术LOGO前前 言言v我国资源保证度低，危及国家安全我国资源保证度低，危及国家安全 我国资源保障程度低，资源总量和人均占有量严重不足，可持续保障年限不及世界平均水平。占全球人口占全球人口

2、1/4的中国，人均矿产资源占有量为世界人均占有量的的中国，人均矿产资源占有量为世界人均占有量的58%，居世界第，居世界第53位位。v其中主要有色金属战略矿产资源尤为稀缺，镍、钴、铜的储量分别只占世界储量的3.7%、2.86%和1.86%。探明储量的静态保障年限不及世界平均水平。更为严峻的是，中国正处于工业化中期，随着经济的快速发展，未来数十年对矿产资源的消费需求还会成倍增长。LOGO 据预测，到据预测，到20102010年，年，4545种主要矿产已探明储种主要矿产已探明储量仅能满足需求的量仅能满足需求的1/31/3，到，到20202020年形势更为严峻，年形势更为严峻，可保证需求的仅有可保证需

3、求的仅有6 6种矿产。种矿产。另一方面，近15年来我国原有的190座大型有色金属矿山已有62%闭坑停产；2010年，占矿产品供应绝对优势的现有78座大型矿山又将闭坑50%、2020年将闭坑80%。矿产资源的保障程度和战略储备已低于或接近国家低于或接近国家经济安全、国防安全与社会安全的底线经济安全、国防安全与社会安全的底线。LOGOLOGOv有色金属是国民经济建设中最主要的资源，无论是矿种还是矿床类型，有色金属在固体矿产中无疑是占有绝对的主体地位，有色金属矿产有色金属矿产地质研研究和勘查究和勘查不仅面临着矿产地质界最主要的难题，其进展也代表了矿产地质进展的最前缘。LOGOLOGOLOGOLOGO

4、LOGO一、近年国内外找矿成效与特点一、近年国内外找矿成效与特点v近十年来,能引起全球供求关系变化的大的有色金属矿床的发现越来越少。以铜为例，自1974年发现Olympic坝铜铀金矿床(Olympic Dam Cu-U-Au Deposit，3000万吨Cu、93万U3O8、1200吨Au)以及1981年发现Escondida（埃斯康迪达，智利）斑岩铜矿(2775万吨铜)以后，能真正达到千万吨级储量矿床的发现只有近年来在蒙古发现Oyu Tolgoi铜矿(该矿矿石总储量为16亿吨，铜平均品位为0.63%，金为0.17克/吨，目前正在勘探)。LOGOv在中国，虽然曾经对东天山土屋铜矿的发现寄予了厚

5、望，但实际后来确证的储量远达不到超大型的规模，未能对中国铜资源的短缺做出实质性贡献。只有近年在西藏岗底斯成矿带发现的甲马、铜嘎、驱龙、厅宫、冲江等铜矿展现出较好的前景，有可能成为对中国铜资源格局有重要影响的找矿发现。LOGOLOGOLOGOv总的来说，近十年来国际国内的有色金属矿床的发现呈现出如下几点的特征：v1）在勘查程较高的成矿区带上，只有极少的成矿区带上取得意义重大的找矿成果。LOGOv在全球范围看，其中最著名的应该是澳大利亚Mount Isa 成矿省，在上个世纪90年代后发现了Century铅锌矿床(Pb和Zn 1380.6万吨、Ag4248吨)、Ernst Henry铜金矿床(Cu1

6、84万吨、Au90.18吨)、Osborne(Cu72万吨、Au=6吨)、Cannington铅锌银矿床(Pb和Zn672万吨、Ag23177吨)LOGOv在其它著名的成矿区带上都没有这种大规模的找矿发现，其原因不是其它成矿区带没有找矿潜力，更主要的在于澳大利亚政府和矿业公司在矿业最低迷的时候仍重视找矿，并且坚持的正确的勘查战略。LOGOv在中国，南岭成矿带在近十年来取得的找矿发现比较显著，有芙蓉锡矿床、粤北地区的天门嶂、潭岭锡矿等。LOGOv2）虽然勘查程度低的成矿区带更容易取得大的找矿成果，但由于目前在全球范围内具有较好找矿前景的低勘探程度成矿区带越来越少，而且主要集中在中亚和特提斯两个工

7、作条件较差工作条件较差的区域内。近十年来，在这些低勘探程较的成矿区带的找矿发现也不特别显著，大的找矿发现主要是蒙古境蒙古境内的中亚成矿区带内的中亚成矿区带，中国西藏的特提斯区域中国西藏的特提斯区域内取得的找矿发现，因其工作程度低短时内还难以造成市场的影响。LOGOv3）在工作条件和找矿潜力都好的成矿区带内，随着未勘探的找矿潜力好的基岩出露区越来越少，覆盖区覆盖区成为找矿勘查的重要目标。LOGOv智利的铜矿发现统计资料显示，上世纪90年以后，这种覆盖区的找矿发现也成了该地区铜矿发现的主要途径之一。但近十年来，全球范围内未见在覆盖区取得但近十年来，全球范围内未见在覆盖区取得重大找矿发现的报道重大找

8、矿发现的报道。在中国，目前对这种覆盖区找矿勘查还没有给予足够的重视，所以也未见有在覆盖区取得的大的找矿成果。LOGO智利铜矿床不同发现途径对找矿发现贡献的统计LOGO二、二、成矿理论与勘查战略成矿理论与勘查战略v成矿理论是形成勘查战略的基础，没有正确的成矿理论，就不可能形成正确的勘查战略，也就不可能导致巨大的找矿发现的取得。成矿理论的正确与否，不在于它能否解释已发现的成矿现象，更在于它能否预测未发现的成矿现象。1 1、成矿理论研究现状、成矿理论研究现状 2 2、近代成矿理论特点、近代成矿理论特点 3 3、勘查技术、勘查技术 4 4、危机矿山接替资源找矿勘查、危机矿山接替资源找矿勘查 5 5、信

9、息技术、信息技术LOGO1.1.成矿理论研究现状成矿理论研究现状v1.1 构造与成矿构造与成矿v1.2 成矿省成矿省v1.3 超大型矿床寻找和探索的理论基础超大型矿床寻找和探索的理论基础v1.4 大规模成矿作用与大型成矿密集区大规模成矿作用与大型成矿密集区v1.5 地球内部流体与成矿地球内部流体与成矿v1.6 现代成矿作用现代成矿作用v1.7 微生物成矿作用微生物成矿作用v1.8 成矿模式与成矿系列成矿模式与成矿系列LOGO1.1 1.1 构造与成矿构造与成矿1)全球构造与成矿全球构造与成矿由于找矿评价和成矿预测的需要，全球构造与成矿逐渐成为当今地球科学的研究热点。人们首先发现很多金属矿床产于

10、活动大陆边缘活动大陆边缘。在这种构造环境中消减带的存在、钙碱性岩浆的发育和强烈热流体的作用形成了一系列金属矿床。LOGOLOGOv板块构造理论虽然能够解释显生宙某些金属矿床的分布规律，但是难以应用到太古宙和元古宙。为了弥补板块理论的不足，近年由Gurnis和Murphy等人提出了超大陆旋回，并发现超大陆旋回与金属成矿巨旋回之间具有惊人的一致性。由于超大陆离合涉及到深部构造热活动、大陆岩石圈上拱作用、地幔物质楔入作用、地幔部分熔融作用、地壳伸展作用和碰撞作用，因而与成矿的关系十分密切。v大量资料表明，特定金属矿床的成矿期与超大陆的离合期一致。LOGO 2)深部地质构造与成矿深部地质构造与成矿v以

11、往认为，金属矿床只形成于地壳上部的23km深处。但俄罗斯科拉半岛超深不但在16651830m的深度见到铜镍矿化，而且在6.69.5km深处也了见到了低温热液型Cu、Pb、Zn、Ni、Ag矿化。在俄罗斯克里沃罗克铁矿田已由深钻证实了27003000m深处分布有富铁矿石的预测。LOGO全球构造与成矿全球构造与成矿LOGOv美国在科罗拉多州克里德矿区进行深达35km的科学钻探，其主要目标包括探测：v推测以隐伏侵入体及可能与之伴生的斑岩矿化的深部热源；v古热液系统的地热、化学及水文地质演化，并与现代地热环境相对比；v矿化作用与容矿酸性火山岩破火山口之间的时间、构造及岩石学关系。LOGOv深部构造研究表

12、明，矿床、矿田和成矿带的分布除受浅部地质构造控制外还受地壳厚度和成分、上地幔的起伏等因素控制。俄罗斯已利用深部地质成果编深部地质成果编制了莫霍面深度与成矿省相关关系图制了莫霍面深度与成矿省相关关系图，并在许多地区开展了深部构造与成矿预测的研究。美国也已开展了利用地壳厚度、布格重力数据、上地幔波速等资料解释地壳中金属成矿省的分布规律方面的研究。LOGO“幔根构造幔根构造”（Mantle rooted）成矿（裴荣）成矿（裴荣富院士）富院士）岩石圈与软流圈两者之间的物性具显著的不岩石圈与软流圈两者之间的物性具显著的不同，因而它们之间是最活动的构造部位，同，因而它们之间是最活动的构造部位，上个世纪七十

13、年代上个世纪七十年代Jordan（1977）提出该）提出该部位属地球圈层中的部位属地球圈层中的构造圈构造圈。澳大利亚的。澳大利亚的Macquarie大学大学Oreilly(1977)根据底侵根据底侵（Underplate）提出）提出构造圈热侵蚀构造圈热侵蚀。IGCP-354项目结合深断裂构造运动提出项目结合深断裂构造运动提出“幔根构造幔根构造”（Mantle rooted）。）。LOGOLOGO LOGOLOGO1.2 1.2 成矿省成矿省v金属成矿省应重点研究下列内容：v成矿构造背景成矿构造背景：主要从地质历史演化研究不同时期区域构造的交汇样式、相互作用强度和彼此影响的范围，探讨构造演化的动

14、力机制，提出有利“成矿构造场”形成的背景和条件。LOGOv“成矿构造场成矿构造场”:主要研究“成矿构造场”中综合控矿因素的有利组合和汇聚机制，尤其是突出研究其中“金属成矿相”的形成、分布与结构，阐明它形成的最有利时空域最有利时空域。LOGOv 成矿地质事件成矿地质事件：重点研究事件过程和跨区域或跨壳层传递的不连续性，为判断事件的存在及其性质提供依据v 成矿年代成矿年代：主要对有代表性矿床，在其成矿物共生序次定性研究基础上，进行各种方法的测年，同是还要依据地质体相互关系作为成矿年代确定的依据，建立金属成矿省区域成矿时钟(Metallogenic time table)；LOGOv成矿省的综合研究

15、成矿省的综合研究：编制不同比例尺的金属成矿省的四维成矿分带图；依据成矿与构造的统一性和地质历史演化中动态成矿概念，编制新的四维成矿分带图，并在此基础上进行新一轮成矿远景区预测。v这种成矿预测新思维是对地质勘查工作的重大贡献。LOGOLOGOLOGO1.3 1.3 超大型矿床寻找和探索的理论基础超大型矿床寻找和探索的理论基础v超大型矿床由于其巨大的经济意义，使近20多年来，受到际矿床学界的普遍重视，超大型矿床的形成背景和成矿作用过程及其预测研究成为矿产资源研究的重要方向。LOGOv超大型矿床的定义尚不够一致，加拿大Laznika(1989)提出巨大(Giant)型矿床为金属的异常地球化学聚集，其

16、吨位聚集指数为矿床的经济矿床的经济金属吨位金属吨位与地壳中金属平均含量(10-6)的比值大于1011，而超巨型(Supergiant)矿床指数大于1012v涂光炽(1994)将超过我国储量手册中的大型矿床大型矿床储量储量5倍倍以上的矿床超称为超大型矿床。对若干有色金属与贵金属(如Cu、Pb、Zn、Au、Ag)来说与Laznika的巨型矿床大致吻合，即二者储量落在同一个数量级范围，但对黑色金属与若干稀有金属来说二者储量相差很大，可达几个数量级的差别。LOGO1.41.4大规模成矿作用与大型成矿密集区大规模成矿作用与大型成矿密集区v大规模成矿作用研究的基点是成矿地球动力学，探讨层圈之间，尤其是壳幔

17、之间相互作用的形式、过程和结果以及制约其发生的动力学机制。v国际研究动态表明，从地幔和陆壳深部去寻找成矿作用的根源已成为关键的科学问题之一，什么样的动力学机制和过程会诱发金属的巨量富集？LOGOv邓晋福等(1999)提出岩石/软流圈系统的大灾变(Catastrophe)与成矿大爆发(Explosion)、岩石圈尺度三维不连续(Discontinuities)与大尺度成矿带的储矿空间以及岩浆-流体-成矿系统与成矿作用的源-储统一的时空关系等问题从理论上阐述了矿集区形成机理。LOGOv毛景文等(1999)提出大规模成矿作用实质是成矿物质的巨量供给、传输和聚储过程。这种作用不可能在成矿区带或成矿省中

18、均匀发生，有超巨量成矿物质聚集地段，就有更大面积的贫化或不发生变化的地段。因此，有一个成矿省中，大规模成矿主要表现在几个或十几个大型矿集区。这些占全成矿省面积不到515%的矿集区一般拥有全区成矿金属量的8090%。LOGO超巨量金属工业堆积与异常成矿超巨量金属工业堆积与异常成矿v超巨量金属工业堆积是指大规模成矿并形成大型矿超巨量金属工业堆积是指大规模成矿并形成大型矿集区，而且形成大到超大型矿床。据不完全统计，集区，而且形成大到超大型矿床。据不完全统计，如发现超大型矿床如发现超大型矿床710%即可解决该矿种的即可解决该矿种的7090%的储量，因而，超大型矿床具有重要工业意义，的储量，因而，超大型

19、矿床具有重要工业意义，其发现机率很小。但通过新的其发现机率很小。但通过新的“认知认知”还是能够发还是能够发现的。尤其是对特别大的超大型矿床，我们称之为现的。尤其是对特别大的超大型矿床，我们称之为异常超大型矿床异常超大型矿床(Exception superlarge deposits）发现的意义更为重要。发现的意义更为重要。v根据全球五大洲根据全球五大洲20个矿种个矿种1086个大型矿床的储量进个大型矿床的储量进行线性趋势分析，从中发现行线性趋势分析，从中发现62个异常超大型矿床。个异常超大型矿床。其中，中国有其中，中国有9个（攀枝花钒矿、红格钒矿、锡矿个（攀枝花钒矿、红格钒矿、锡矿山锑矿、大柴

20、旦锂矿、白云鄂博稀土、都拉哈拉稀山锑矿、大柴旦锂矿、白云鄂博稀土、都拉哈拉稀土、柿竹园钨矿、大厂锡矿、大石桥菱镁矿）。土、柿竹园钨矿、大厂锡矿、大石桥菱镁矿）。v 62个异常超大型矿床的储量都是超巨量金属堆积个异常超大型矿床的储量都是超巨量金属堆积形成的，一般比该矿种的大型矿床大形成的，一般比该矿种的大型矿床大10数十倍。数十倍。LOGOv在一定地史演化过程中的特殊地质事件激发正常在一定地史演化过程中的特殊地质事件激发正常成矿发生异常才可能导致超巨量金属工业堆积，成矿发生异常才可能导致超巨量金属工业堆积，类似拉尼娜、厄尔尼诺事件造成异常天气暴雨成类似拉尼娜、厄尔尼诺事件造成异常天气暴雨成灾。灾

21、。v在地质历史中，太古宙形成的上百到千亿吨的在地质历史中，太古宙形成的上百到千亿吨的BIF铁矿可能与氧大气变态铁矿可能与氧大气变态(oxyatmaversion)、即过氧事件有关；元古宙即过氧事件有关；元古宙-古生代数千万吨的古生代数千万吨的Sedex矿床可能与还原大气变态矿床可能与还原大气变态(redoxyatmaversion)、即缺氧事件有关；中、即缺氧事件有关；中-新新生代几千万吨的斑岩矿床很可能与构造圈热侵蚀生代几千万吨的斑岩矿床很可能与构造圈热侵蚀(tectonosphere thermal erosion)出现大规模构出现大规模构造造-岩浆事件有关。这些重大事件是激发正常成矿岩浆

22、事件有关。这些重大事件是激发正常成矿“引潮共振引潮共振”发生异常而导致超巨量金属堆积的发生异常而导致超巨量金属堆积的根本原因。根本原因。LOGOv大规模成矿作用的重要因素有：v成矿作用的一般规律是在不同地质历史演化阶段和不同构造环境中产出不同的矿产组合，而大规模成矿作用发生不拘泥于一般规律，它则是对应着一些特别事件，往往表现为突发事件，是地质历史演化中在某些特殊环境下的产物，故大规模成矿为亦称爆发式成矿爆发式成矿；v大规模成矿必须有巨量物质供给巨量物质供给，地球上元素分布有明显的不均一性，无论是地幔还是地壳或者两者均巨量富集某种成矿元素，才有可能大规模成矿；LOGOv大规模成矿不仅有巨大物质供

23、给，而且还必须有巨大能量供给巨大能量供给，大规模成矿作用与大规模热事件密切相关，如毛景文等(1995)和Plimer(1996)曾经提出高热(HHP)含矿花岗岩分别为中国柿竹园和澳大利亚Mole矿床成矿的重要条件，季克俭等在1989年提出岩体岩体仅仅是热液矿床形成的能源能源，它与围岩岩构造的矿源矿源和大气降水作为水源水源成为成矿的三大要素；并由此创立了三源成矿学说三源成矿学说。近10多年来，地幔柱(Plume)构造研究已经逐渐成为大陆构造研究的热点，可解决大陆上板块构造难以解释的壳幔垂直运动机制，并认为，热点和地幔柱是地球内部能量的一种最重要形式；LOGO流体流体在成矿过程中扮演着十分重要的角

24、色。它既是能量传递的媒体，也是成矿物质输送和交换的重要介质。流体的形成、运移、演变和沉积基本上反映了整个成矿轨迹。现代研究表明，地球中流体几乎无处不在，马东升(1998)提出地壳大规模流体活动深度可达20km，现代盆地研究还发现流体常大规模运动，其范围可达几百至上千公里，并发现大陆上古流体大尺度运移，且与区域成矿密切相关。LOGO现代海底和湖底成矿作用清楚地显示了流体与成矿的关系。进入90年代以来，越来越多的研究证明海底成矿系统之下部有岩浆房的存在，它不仅是成矿的能源，而且岩浆流体不同程度参与了成矿过程。大陆边缘是流体最活跃的地区，地幔研究的进展说明不少矿床的成矿作用与地幔流体有着密切的关系，

25、邓晋福等(1999)认为岩浆岩浆-流流体体-成矿系统成矿系统是实现成矿作用的源源-运运-储储统一的系统。LOGO大规模成矿作用大规模成矿作用LOGOLOGO1.51.5地球内部流体与成矿地球内部流体与成矿v1)流体地质研究流体地质研究v包括气、液及熔体相气、液及熔体相在内的流体是地球深部最为活跃的组分，它参与地球深部几乎所有各种作用过程，诸如地壳中的岩浆作用、变质作用、成矿作用、构造作用、地幔蠕变、乃至软流圈的形成和运动。流体不仅存在于整个地壳层位，而且在地幔中也有大量呈结合状态的挥发性组分，如OH、H、N、卤素、S、He、烃类、CO和其它稀有气体，通过岩浆或火山活动和地幔排气作用，被带到地壳

26、或者进入大气圈、水圈或生物圈，这些流体无疑是地球内部及其表面最为活跃的因素。LOGOv流体在深部的运动携带了约一半的内能，它不仅决定了壳-幔系统中物质和能量的搬运，而且直接影响和控制着地壳乃至地幔的化学演化、物理作用和动力学过程，从而对地球内部结构、地质过程、反应动力学和壳-幔相互作用起着明显的控制作用。流体又是能够把地球内部的各种地质作用相互联系起来从整体上进行研究和认识的关键。LOGOv地球内部流体不仅对油气生成和成矿作用具有十分重要的主导效应，而且还充当了矿床、油气形成、地震和滑坡等灾害诱发、有害废物污染以及地球环境变化等最重要的媒介和作用剂媒介和作用剂。在地壳范围内的各种高、中、低温热

27、液矿床及接触交代矿床，其有用组分的溶解、搬运和沉淀是在流体状态下实现的，即使被认为是像铬铁矿、硫化物铜镍矿、钒钛磁铁矿、金刚石等典型的岩浆矿床也已证明是在有S、P、F、Cl及H2O、CO2等挥发成分参与下而成矿的。LOGOv2)地球内部流体与成矿作用地球内部流体与成矿作用v地球深部流体是多种成矿作用中的关键因素，也是寻找新类型矿产资源和获得新的成矿理论和找矿思想的生长点。国际上已将其列为最优先研究的领域，世界各国先后计划设置了一系列重大课题，如美国和加拿大还将其成矿作用的重点转向了地球内部流体成矿系统，并将地质流体系统及对金属矿床和油气藏形成与分布的控制作用列为地球内部流体研究的主要发展方向之

28、一。LOGOLOGO1.6 1.6 现代成矿作用现代成矿作用v1)现代海底矿物资源现代海底矿物资源v加拿大学者Scott等1986年在东太平洋发现了20个以上正在形成或已形成的硫化物矿床(点)，并论述了海底山脉和裂谷环境的火山构造旋回及与有关硫化物沉积的时、空分布关系及块状硫化物的成分、分带和沉积条件等。LOGOvJambor将块状硫化物矿床分成两类：近源矿床直接受火山作用控制，矿体赋存于火山产物中，如中国的白银厂，有人称之为Volex矿床；远源矿床远离火山机构，在海底有一定侧向迁移，矿体赋存于沉积岩或混有一定量的火山物质，如Broken Hill，Mount Isa和McArther Riv

29、er等，有人称之为SEDEX矿床。这种喷气沉积矿床成因模式的研究也是国际的一个热门课题。它在世界上分布广、数量多，而且储量也很大。LOGOLOGOLOGOv2)活动地热系统活动地热系统v活动地热系统是最受人关注的现代成矿作用之一。新西兰的Brondlands地热尤为著名，围绕此喷泉口沉淀出非晶质砷和锑化物等，并含较高的金、银、汞和铊等元素，深部沉淀物中有锌、铅、铜等硫化物。此热泉是从上新世到全新世钙碱性火山岩中流出来的。v堪察加第三纪火山活动区的热泉系统也是现代成矿作用的极好例子，在Apapel热泉口发现辰砂、雄黄和蛋白石等，在晶洞中发现闪锌矿、黄铁矿、毒砂、铜蓝、辉铜矿、自然金和自然铜等。L

30、OGOLOGOLOGO1.71.7微生物成矿作用微生物成矿作用v近年来微生物成矿作用越来越受到重视，它是现代成矿作用的一种重要类型。世界各国一些矿床，如我国的东川铜矿和滇黔桂微细浸染金矿的形成与微生物活动关系十分密切。80年代以来，随着生物学、环境科学、古生物学和一些矿床的深入研究，愈来愈多的新资料表明，尽管沉积矿床的最终形成是多因素、多阶段作用的结果，但早期的生物作用却是最重要的因素和作用阶。生物成矿作用的研究现已开始受到广泛重视，正在成为当前地质科学研究的一个新的前沿和生长点。LOGO1.8 1.8 成矿模式与成矿系列成矿模式与成矿系列 1)成矿模式成矿模式v成矿模式是一组相似(或同一类型

31、)矿床特征的综合地质表征，是对同一类型的每一个矿床基本地质特征的系统整理，并归纳出具有一定理论认识的、反映该类型矿床共性的标准样式，从而为矿产地质工作者辩认该类型矿产的全貌、发现该类型矿产中的某一矿产或新类型矿床提供类比模式。此概念主要是从国外引入的，它是对某一矿床类型的成矿地质背景、矿床地质特征、矿物组分、分带、围岩蚀变、矿质来源、成矿物理化学条件、成矿机理等成矿全过程的理论总结和概括。LOGOv岩浆侵入接触岩浆侵入接触构造体系概念构造体系概念模型模型 正接触带(内-外矽卡岩-云英岩交代带及矽卡岩-云英岩矿床)，近接触带(层间滑脱及层状交代manto矿床)，远接触带(张性裂隙及脉状充填矿床)

32、，强主动侵入的顶沉构造(包括顶盖、顶垂体(5)和捕虏体(6)，弱主动侵入的顶蚀构造(包括岩体热蚀变及围岩角岩化)，被动侵入的岩突和岩脉(包括多期侵入“体中体”)，高温热液交代黑钨石英脉矿，中低温裂隙充填矿脉，层间滑脱带与层状矿 LOGOv2)成矿系列成矿系列v矿床的成矿系列概念是中国地质学家程裕淇等(1979、1983)提出的。它是研究成矿作用在四维空间中的规律，探索在地球发展过程中成矿物质时、空演化及分布规律，从而提高对全球地制质规律的认识，以更有效地指导矿产预测工作，促进矿床资源的勘查。这个研究方向是当前矿床学研究的前沿领域。LOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGOLOGO

33、v在过去50年间，最成功的成矿理论应属斑斑岩型矿床成矿理论和岩型矿床成矿理论和Sedex矿床成矿理论矿床成矿理论，图1很好地说明了斑岩型矿床成矿理论对智利铜矿发现的贡献，而前述的澳大利亚Mount Isa地区的铅锌银矿矿床的找矿发现与Sedex矿床成矿理论有密切关系。LOGO斑岩型铜（钼）矿床的成矿模式斑岩型铜（钼）矿床的成矿模式v 基底岩石；火山岩；泥沙质岩；碳酸盐岩；泥质岩；深成岩基；浅成斑岩体；爆破角砾岩筒；带黑点的范围表示斑岩型铜钼矿化；矽卡岩型矿化；钾化带底界；绢英岩化带底界；青盘盐化带底界；青盘盐化带顶界；上升岩浆流体；循环天水+12316101454813101612911761

34、5(C n M o)、LOGOv喷流沉积(Sedex)成矿模式LOGOLOGOLOGO近十年来，在矿产地质界没近十年来，在矿产地质界没有诞生这种对找矿贡献巨大的成矿有诞生这种对找矿贡献巨大的成矿理论，但在理论，但在已有成矿理论的深化已有成矿理论的深化和和勘查战略思想勘查战略思想方面还是表现不少的方面还是表现不少的创新，这种创新可概括成如下五个创新，这种创新可概括成如下五个方面。方面。LOGO（1）区域成矿学的研究越来强调系统性和多样性的统一v区域成矿学的研究成果是进行正确矿产勘查战略区域成矿学的研究成果是进行正确矿产勘查战略选区的一个非常重要的基础，取得了不少有意义选区的一个非常重要的基础，取

35、得了不少有意义的成果，其中最具影响的是国家重点基础研究发的成果，其中最具影响的是国家重点基础研究发展规划项目展规划项目“中国西部中亚型造山与成矿中国西部中亚型造山与成矿”，从从造山作用对成矿的制约研究入手创新新疆及其邻造山作用对成矿的制约研究入手创新新疆及其邻域的成矿理论，对这一地区的区域找矿规划具有域的成矿理论，对这一地区的区域找矿规划具有重要的指导意义重要的指导意义。LOGOvLowell在智利发现Escondida铜矿就很好地证明了这一点，尽管Lowell是斑岩型矿床蚀变分带模式的创始人，但他详细调查了Escondida地区的地质特征后，发现些此区的地质背景与他创立斑岩型矿床模式的美国西

36、南部有很大的差异，不能套用已有的模式，其最大不同点是超强淋滤帽的发超强淋滤帽的发育使得地表及浅部的矿化非常不好育使得地表及浅部的矿化非常不好，如果没有这一发现和创新，Escondida地区的勘查计划就会因浅部见不好而这夭折，就不会有后来的巨型铜矿床的发现。LOGO（2 2）重视对深部构造和深部过程对）重视对深部构造和深部过程对成矿的控制成矿的控制v金属物质的大规模聚集成矿是一个涉及到500km宽和120km深的巨大空间的复杂系统。在这个巨大的复杂系统中，金属物质如何聚集以及在何处聚集成矿从根本上说是与深部过程和深部构造深部过程和深部构造密切相关的。v因此在地表矿和浅部矿日益稀少的情况下，如何制

37、定正确的战略寻找深部大规模矿床时，地学界普遍认识到深部构造和深部过程的重要性。LOGOv正是认识到深部构造和深部过程对成矿控制的重要意义，澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)从2000年起以Bruce Hobbs 为首发起一个庞大的研究计划“Glass Earth”，通过地球探测的多学科综合的系统工作使澳大利亚大陆地壳表层数公里的物质分布和构造格架等有非常详细的了解，使之对勘查者而言是像玻璃一样透明，这样就更准确地预测超大型矿床的位置，制定正确的找矿战略。LOGOv中国没有开展过这种大规模的针对深部构造和深部过程的研究计划，对深部过程对成矿控制作用还是相当重视的，特别是壳幔成矿和地幔柱

38、成矿研究方面，只是这些研究主要还是停留在纯理论的概念分析方面，离真正应用于指导找矿勘查还有相当大的距离。LOGO（3 3）大规模矿床的多过程、多因素）大规模矿床的多过程、多因素耦合成矿思想和研究手段更加深化耦合成矿思想和研究手段更加深化v陈国达院士于1979年创立多因复成矿床多因复成矿床概念经历住了时间的考验，其思想如今已在地质学界得到了广泛的认同。毫无疑问，大规模的成矿物质的聚集决不是一个简单的过程，而是一个多因素多过程耦合的复杂动力学过程。v於崇文院士提出多因素耦合成矿。LOGOv目前对这种复杂成矿动力学过程的研究已不再是简单的停留在概念分析上，而是逐渐由定性的概念分析向定向的机制研究发展

39、，其中最显著的进展应该算动力学数值模拟技术在成矿研究的应用和发展。LOGOv为了促进成矿理论研究创新以适应找矿勘查之需求，澳大利亚政府已开展了两个国家最高层次的CRC(Cooperative Research Centre)研究计划Australia Geodynamics CRC(19932000)和CRC for Predictive Mineral Discovery(20012008)LOGOv在这两个计划中，都将多因素、多过程耦合的成矿动力学计算模拟作为主要的研究内容之一。在中国，目前对这种计算模拟研究复杂成矿动力学过程也非常重视，成立了从事成矿相关地质过程数值模拟的计算地球科学研究

40、中心。LOGO（4 4）强调成矿理论创新的目标是加）强调成矿理论创新的目标是加强其预测能力强其预测能力v对于成矿理论创新的重要性，没有任何人会产生怀疑，但现在越来越多从事找矿勘查的地质学家对从事成矿理论研究的地质学家的创新产生了怀疑，认为他们的创新主要是在做一些概念上的游戏，或者是对已发现的事增加一些并不可靠和解释，著名地质学家M.A.Etheridge认为现在许多的模型的最根本缺陷是它们并没有足够详细和足够准确地了解到导致矿床定位的关键地质过程，因而也就缺乏对未发现矿床的预测能力，不能成为真正有效的勘查工具。LOGOv所以成矿理论创新的应该是更加精确的手段更加准确地了解成矿定位的关键地质过程

41、，增加成矿理论的预测能力。近十年来，尽管用于成矿研究的一些物质分析技术，如微量元素分析、同位素分析和超微构造分析等有了大幅度的进展，但成矿理论的预测能力不仅没有提升，反而有下降的趋势。究其原因，主要一是找矿难度增了，二是成矿研究的思维方工仍是保持传统的归纳、类比等简单推理方法，而成矿本身肯定是一复杂的非线耦合动力学系统，这种简单的推理方法显然是达到对成矿过程的准确把握。LOGO（5 5）野外工作对形成正确的勘查战略的贡献）野外工作对形成正确的勘查战略的贡献v尽管成矿理论对形成正确的勘查战略具有重要意义，但这种成矿理论成果应该是建立在扎实的野扎实的野外地质工作外地质工作的基础上。v近年来，不仅从

42、事野外地质工作的人数在大幅度下降，即使仍在从事野外地质工作的人员也将越来越多的精力投入到室内研究，特别是高精仪器的测试分析和计算机工作，其结果是制约了找矿成果的取得。LOGOv高精技术的使用，也使得找矿成本持续增加，Lowell发现到1970 年，每个铜矿床的平均发现成本已达到1亿美元，而他自已在1980年前发现的5个斑岩矿床，平均成本不到300 万美元。LOGOv他认为:现代高新技术在矿产勘查方面的实际作用是有限的，在1950-2000 年50 年的时间跨度里，前20 年勘查钻井逐渐增加，后30 年勘查逐渐减少，高技术应用和间接勘查不断增加，发现成本迅速提高；v近30 年来矿产勘查投入大部分

43、放在计算机上和黑箱里，地质学家也把主要工作精力放在了室内，忙于写论文，从事理论研究，追求高新技术，造就出一批纯学术性的教授，这正是多年来矿产勘查成本增加，而成功率却下降的主要原因。LOGO05101520251980198519901999Number of Discoveries012345Est.Expenditure(A$billion)大型矿床大型矿床 超大型矿床超大型矿床1995花费花费D.Haynes,BHP World MineralsLOGO应当重新重视野外工作LOGO野外采样LOGO 我们在云里雾里LOGO大自然的美味LOGOLOGOLOGOLOGO3 3、勘查技术勘查技术v

44、勘查技术包括勘查地球物理技术、勘查地球化学技术、遥感技术和和信息集成技术等。LOGOLOGOv目前在矿产勘查中发挥重要作用的是地球物理和地球化学勘查技术，这两个方面的技术在近十年未有重的突破，只是在一些小的方面有创新和发展，表现出如下几个方面特征。LOGO（1 1）地球物理的数据处理技术比）地球物理的数据处理技术比探测新技术发展更快探测新技术发展更快v现在应用的地球物理探测技术原型在上个世纪的中期大多已基本成型，后面的发展主要是已有技术的完善和改进，没有发明原创性的新的地球物理探测技术，与之相反，地球物理数据的正演、反演、融合、成图和处理技术却在上世纪中期以后取得了快速的发展（图2），这种趋势

45、一直保持到最近十年，这十年内，国际上没有诞生重在的地球物理探测新技术。在中国，何继善院士发明的双频和三频激电技术属于激电技术的创新。LOGO图图2 全球地球物理勘查技术的发展与因地球物理技术导致的成功找矿发现统计全球地球物理勘查技术的发展与因地球物理技术导致的成功找矿发现统计LOGO（2 2）微量物质的测试分析技术发展很快，）微量物质的测试分析技术发展很快，但野外原位测试分析技术发展滞后但野外原位测试分析技术发展滞后v地球化学勘查技术的发展在很大程度上取决于物质的测试分析技术的发展，近十年来，在微量物质的测试分析技术方面有巨大的进展，一方面，测试所必需的样品越来越少，另一方面元素和同位素的检出

46、下限越来越低，测试分析的成本也在下降，这些都有力地推动了地球化学勘查技术在找矿发现的作用，特别是金矿、铂族元素和稀散元素的找矿勘查中发挥越来越重要的作用。LOGOv除了元素微浓度的准确经济检测出外，在地球化学勘查技术具有重意义的技术是野外原位快速检测出元素的含量、矿物种类及其含量，目前在这方面已经发展了实用的技术，如野外现场使用的携便式X荧光光谱分析仪、携便式红外光谱分析仪等，但离实际勘查的需求还有较大的差距，与微量物质的元素室内分析测试技术相比，野外原位测试分析技术是相对滞后的。LOGO（3）覆盖区勘查技术日益受重视v随着覆盖区的找勘查的意义日益突显，覆盖区的勘查技术也日益受到重视，为了发展

47、覆盖区勘查技术，澳大利亚政府于2001年设立了景观环境与矿物勘查CRC研究计划(CRC for Landscape Environments and Mineral Exploration)，目前覆盖区的勘查技术主要是一些地球化学勘查技术，主要有由俄罗斯学者发明的并在澳大利亚得到广泛应有的活动和弱键元素(mobile and weakly bonded forms of elements,简称MWBE)选择性提取技术、中国学者谢学锦创立并发明的深穿透地球化学勘查技术等。LOGO4 4、危机矿山接替资源找矿勘查危机矿山接替资源找矿勘查v由于特殊的政治和经济环境，中国的矿产勘查从上世纪80年代的后

48、期开始就处于极度的萎缩状态，以至于到了本世纪初，中国的大多数大中型有色金属矿山的都处于一种资源危机状态，除稀土和部分非金属外，到2020年主要固体矿产的可供利用储量难以保证生产消费的需求。特别是，石油、铁、锰、铬铁矿、铜、铝土矿、钾盐等大宗矿产将长期短缺。LOGOv事实上，国外许多大型矿山勘探开采深度已超过1000米，南非的兰德金矿开采深度已达4000米，巴伯顿金矿也达3800米，澳大利亚的芒特艾萨铜多金属矿开采深度达2600米，在3000米深度又发现了储量大于300万吨的富铜矿床。我国目前绝大多数矿山的开采深度一般不足500米，矿山深部具有很大的找矿潜力。LOGOv2004年正式启动全国危机

49、矿山接替资源勘查工作，目前已在大冶、红透山、个旧等大型矿山取得非常突出的找矿发现成果。铜陵凤凰山深部发现了新的矿体；凡口铅锌矿在500米以下找到了100万吨以上的可采金属储量；胶东新城、夏甸、台上、阜山等几个百吨以上大型金矿，近年新增储量大部分是在500米以下的深部获得的。因此，近十年来，中国有色金属矿产地质最突出进展之一就是资源危机矿山的深部找矿勘查。LOGOv而在国家正式启全国资源危机矿山的接替资源勘查项目之前，有色金属地质系统，特别是中南大学，早已在致力于生产矿山接替资勘查技术的创新和示范研究，不仅将具有自主知识产权的双频激电和三频激电技术推广应于矿山找矿勘查，并针对生产矿山的特点和难点

50、优化集成其他的勘查技术和理论研究思路，戴塔根等人归纳总结了储量危机矿山扩大接替资源对策。LOGO5 5、信息技术、信息技术v信息技术在地质上的应用始于70年代兴起的数学地质。在我国，许多矿山随着地质勘探和矿床开采工作的进展，一方面，积累了丰富的地质矿产和矿山生产等方面的基础资料，但另一方面，矿产资源日渐枯竭的问题也越来越突出。利用数据库、网络、可视化和空间信息系统等现代信息技术，进行矿山资料的二次开发利用，建立地质矿产数据库和矿山数字化系统，开展隐伏矿体立体定量预测、提高预测定位定量水平及精度，已成为一个新的热点。LOGOv近十多年来，有关矿床勘探和开发方面的应用软件系统发展非常迅猛。国外(美