成矿地球化学场时空结构解析及其深部找矿意义

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1、成矿地球化学场时空结构解析及其深部找矿意义成矿地球化学场时空结构解析及其深部找矿意义1成矿（元素）地球化学研究的历史与现状矿床的形成及演化是地球物质运动的一种表现形式，矿体就是矿区内成矿元素相对集中的区域，其他元素则在矿体之中和周围形成与成矿过程、成矿作用有关的变化，成矿地球化学研究的重要目的之一就是要揭示成矿作用中元素变化的时空规律。这是开展矿床（深部）成矿预测的重要基础。众所周知，成矿相关元素在成矿作用过程中会在矿体及其外围形成比矿体范围大得多的相对富集，通常将这种现象称为地球化学原生（异常）晕，而将晕中元

2、素的空间排列规律称之为地球化学分带，它包括水平分带和垂直分带。在深部成矿预测中，人们更关注矿体原生晕的垂向分带特征，即原生晕垂（轴）向分带序列，其中还分为头晕、矿体晕和尾晕三部分。原生晕概念的提出对于促进成矿元素地球化学理论研究的深入及在矿床成矿预测中发挥着重要作用。然而，有关原生晕的讨论主要集中在成矿及其相关元素的空间变化特征方面，而对成矿过程的长期性和多期性等问题考虑较少，亦即对成矿元素地球化学行为的时间效应关注不足。李惠等在研究金矿原生晕轴向分带时，基于中国金矿床普遍存在多阶段叠加成矿的特点，并根据深部成

3、矿预测的需要，提出了多期多阶段叠加成晕，即原生叠加晕的概念，并建立了利用原生叠加晕开展深部成矿预测的一系列标志和准则。实际上就是在原先的空间轴向分带基础上引进了多阶段的时间参数。这是对经典原生晕理解的一个突出贡献和有意义的创新。原生叠加晕的提出对于单期多阶段成矿作用造成的元素成晕特点及其规律研究提供了有力的工具，成功地解决了许多该类型矿床的深部预测问题。应该注意到，即使是具有很多成矿阶段的单期成矿作用，其热液体系都是一致的，同时同一体系中各阶段叠加的性质也可能是不同的。纪宏金等正是注意到这一点在其对山东山城金矿

4、开展成矿地球化学研究时，探讨使用成矿叠加晕分带序列分解的方法开展工作，进一步深化了原生叠加晕的研究。越来越多的研究表明，矿床，特别是大型―超大型矿床的形成往往是长期多期成矿地质过程的叠加产物，宏上表现为成矿系统叠加，即形成复合成矿成系统。正如翟裕生院士所提出的成矿系统叠加及多成因矿床发育已构成中国区域成矿的重要特色。对于复合成矿系统而言，矿床的形成可能并不仅是单期多阶段成矿叠加的问题，而是涉及到多个成矿期的叠加。即在同一空间域中，先期成矿系统被后期成矿系统所叠加，造成不同矿床类型的重叠和大型矿形成。不同的成矿期

5、对应于不同成矿事件。由于不同成矿事件形成于特定的地质―构造环境，因此会涉及到不同的成矿体系。在这些不同体系中，成矿物质（矿质或流体）及其演化均具有各自的地球化学特点，显然每一次成矿事件都会形成与其相对应的地球化学响应，不考虑多期叠加成矿事件的具体过程而针对矿床所建立的地球化学原生晕或叠加晕实际上是多成矿体系元素地球化学响应的综合反映。这种原生晕或原生叠加晕难以再现多体系成矿过程的多期性和复杂性，因而在许多具体应用中会产生相关问题。显然，如果不将这种复杂状态下形成的元素地球化学响应根据成矿期（阶段）的时间序列进行

6、有效分解，便难以开展符合地质情况的成矿预测。为此我们引入成矿元素地球化学场时空结构的概念，其目的在于更全面地将时间因素引入原生晕研究，试图通过对成矿地球化学场时―空结构的精细解析，全面再现成矿元素的地球化学过程，旨在为解决多源成矿体系条件下复合成矿系统中多期成矿叠加矿床深部成矿预测问题探索一条途径。所谓成矿（元素）地球化学场，是指成矿及其相关元素在成矿作用过程中于特定地区产生的时间分配和空间分布。因此，成矿地球化学场具有随机性和结构性双重属性。成矿作用及其他各类地球化学过程都可理解为地球化学场空间结构随时间的演

7、化，即地球化学场的时－空结构。因此，地球化学场的时－空结构是成矿作用动力学研究的重要内容。在复合成矿系统中，多种地质－地球化学－成矿作用相互叠接，导致成矿地球化学场表现为复杂的叠加场，这使得地球化学场时空结构的统一性是复合成矿系统研究的核心与关键，而通过对地球化学场时空结构的精细解析来研究有关的地质体和地质过程乃是地球化学场研究的核心。2关于成矿多期性或成矿多期叠加的理解在讨论基于成矿多期叠加矿床进行的成矿地球化学场时空结构精细解析之前，有必要对成矿多期叠加的含义做一完整理解。现在看来，绝大部分大型超大型矿床，

8、特别是金矿床都是多种或多个成矿过程综合作用的产物。人们习惯上用多期成矿叠加来说明这一问题。但是从现有发表的成果文献看，“成矿作用叠加或成矿多期性”这同一个名词表达出来的却是多种含义。（1）表达的是同一成矿期多矿化阶段的成矿叠加或者一个内生成矿期与表生期的成矿叠加。如果是前者，可能涉及只是同一期成矿作用内12全文查看部的多阶段活动历史，而没有涉及到多期成矿作用的问题。因此将这种叠加描述为