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區域成礦模式的建立

(壹)區域成礦模式的內容

壹般包含以下內容:

(1)區域巖石圈結構及組成;

(2)區域成礦構造環境(伸展、擠壓、走滑、隆升、沈降等);

(3)區域主要地層及巖石建造(含沈積巖、火山巖及變質巖);

(4)區域的侵入巖(巖相、時代、規模、穿切地層情況);

(5)區內的控巖控礦構造;

(6)礦床類型(礦種、成因類型)及其時-空展布;

(7)主要控礦因素,如流體、fo2、fs2、Eh等。

區域成礦模型反映了現階段對該區域成礦規律的認識水平。建立以成礦系列內容為主的成礦模型,需要下列的研究工作為基礎:

(1)研究成礦系列形成的地質背景。研究、總結該成礦系列所處的區域地質環境和區域地質構造發展歷史,重點放在形成該成礦系列的構造運動和所屬年代、重大的構造—熱事件等。

(2)研究成礦系列的主要控制因素。根據區域礦床類型劃分和代表性礦床及礦田成礦規律的研究結果,分別總結各類成礦系列的地層、構造、巖漿巖、沈積和變質作用等控制因素。由於礦床類型的差別,主要控制因素不全壹致,要抓住主要因素,詳加論述。

(3)研究成礦系列中礦床空間分布規律。總結各類礦床的空間分布特征,分析控制因素,研究各礦種、礦床成因類型、礦化規模以及礦體形態、產狀、蝕變及品位的空間變化規律。

(4)研究成礦系列的形成作用。研究總結成礦系列形成的溫度、壓力、深度和物理、化學條件,分析成礦物質來源、流體來源及富集成礦的制約因素;研究形成不同礦床類型、不同礦種的局部控制因素。

(5)研究成礦系列的內部結構。研究、闡明成礦系列的內部結構,查明各有關礦床類型間的時間、空間和物質組成上的耦合關系。

(6)研究成礦系列的成礦多期次性,包括成礦系列的疊加及後期改造作用。總結成礦系列的多期成礦特點,揭示不同礦床的主成礦期和多期成礦的疊加現象,分析不同成礦期和不同地質作用時期對成礦系列的作用的效果及機理。

在上述工作的基礎上,用簡明的文字或圖、表形式表示成礦系列各方面的控制因素和形成機理的內在聯系,並加以恰當組合和理論概括,建立起成礦系列模型。

成礦系列模型的研究和建立,涉及面廣,綜合性強,較之對單壹礦床的成因研究更為復雜。因此,所建立的成礦系列模型,仍然帶有壹定的推斷性和假定性。隨著研究區內資料的逐步豐富和人們認識水平的提高,成礦系列模型也應加以修正並不斷完善。

(二)建模的原則和工作要點

1.建模原則

礦床建模壹般要依據3個原則:相似性、簡化和客觀性(張貽俠等,1993)

(1)相似性原則。即模型與原型之間必有某種程度的相似性。模型是對應於“原型”而言的。原型是指要研究的系統,而研究的工具是模型。只要模型與原型間在幾何形態、結構功能和其他屬性上存在著相似性,二者關系即可建立。

(2)簡化原則。模型不再現原型的全部特征,但能描述原型的本質特征,這就需要科學的抽象和簡化,要突出主要內容,略去次要內容,有取有舍,分清主次。

(3)客觀性原則。模型是真實性和簡化性的統壹。簡化而不失實,這就要求我們在建立和使用模型時,堅持客觀性原則。要根據所研究系統的真實情況,對模型進行核實、修正,盡力改正在建模中的隨機性和模糊性。

2.建模工作要點

(1)選擇研究程度較高的區域和礦床類型,充分搜集和掌握全面而準確的地質和礦床信息,反復對比,綜合分析,抓住關鍵因素,概括出壹些本質聯系,並將其表現為模型的形式。

(2)將含礦區域的地質構造研究放在首位,研究和闡明控制礦床形成和分布的大地構造環境。只有通過區域地質這個環節,才能把同壹區域的諸礦床聯系起來,闡明它們的時、空位置及它們之間的關系。在此基礎上,就能從總體上把握礦床產出的幾率,合理地進行區域資源評價和找礦。

(3)要建立合理的成礦系列模型,必須從時間、空間和物質組成3個方面進行綜合分析,從發展演化的觀點,進行四維成礦分析(三度空間+時間),即動態的、整體的成礦系列模型。

(4)要逐步做到定量化,定量地表示礦床特征(地質的、地球物理的、地球化學的),定量地解釋礦床的成因(與相圖結合),盡可能地建立各礦床類型間的空間、時間和儲量間的“量”的關系。

(5)註意時間概念:區域成礦模式是指成礦作用發生時的各種條件和環境,而不是現在的礦床產出模式。因此,用地質示意剖面法表示時,壹定要標明當時的古地表、古海水面等,如為內生礦床,則應定量或半定量地表明礦床的形成深度。

(6)區域成礦模式是概念模型,但不是壹般的示意圖或簡圖,其巖層厚度、成礦深度、構造型式等應盡可能是真實情況的縮寫,各種地質體的關系符合比例、邏輯合理。

(7)當成礦區域中有多次成礦事件和多個成礦系統時,為清晰表示成礦的時間關系和因果關聯,可考慮用連環圖畫式方法,如圖I、II、III等,分別表示早晚不同時期的成礦景象,顯示出區域中成礦的歷史過程。

(三)區域成礦模式的實例

以對長江中下遊地區成礦研究為例,有以下幾個成礦模式:

(1)長江中下遊安山巖-閃長巖質火山-深成巖鐵礦系列理想模式(圖4-14)。突出了本區鐵、銅、金礦床形成的地質構造環境、礦床與巖漿巖的專屬聯系以及礦床形成的時間和空間位置。

(2)長江中下遊鐵-銅成礦系列(見第二章,圖2-4)。兼顧了鐵、銅礦床,並劃分了玢巖鐵礦、矽卡巖鐵礦、斑巖及矽卡巖銅礦等3個亞系列,在圖上還表示了上述3個亞系列的風化改造產物稱風化成礦系列。模式的特點是區分了各礦床類型間的不同聯系——***生、過渡和疊加等形式,以及根據成礦理論在本區可能存在的但目前尚未發現的礦床類型(“新類型”),用“?”表示,列出其在成礦系列中的位置。這樣,就賦予這個模式圖以指導研究方向和找尋新類型礦床的意義。

(3)長江中下遊構造-地層-巖漿巖-成礦演化模式(圖4-15)。突出了成礦的主要控制因素,顯示了在構造的控制下,不同巖漿巖建造與沈積巖建造相匹配所形成的不同礦種和礦床成因類型。

以上是從不同側面,有不同著重點地顯示區域成礦系列模型的表達方式,隨著研究工作的深入,尤其是深部地質礦化現象的逐步被揭露,上述這些模型將會進壹步修改充實,並會建立新的更加完善的成礦系列模型。

圖4-14 長江中下遊區域成礦系列圖(以中生代成礦為主)