矿床共生规律的研究导致了“成矿系列”这一新概念的出现。成矿系列(系统)是指成矿过程统一、时间空关系密切、成因联系密切的矿床组合。在同一成矿系列中,可以包括不同矿物和成因类型的矿床。虽然它们处于不同的成矿演化阶段、不同的成矿部位空和不同的构造围岩条件,但它们具有相同的成矿演化谱系和统一的成矿过程,因此它们之间具有内在的成因联系。因此,只有弄清矿床共生的内在联系,确定成矿系列,才能真实准确地阐明矿床的物质来源和时间空分布规律,这对矿产预测极为重要。
我国地质学家程对铁矿成矿系列进行了划分,并于1980年对内生矿床和沉积矿床成矿系列进行了系统划分(见表1、表2)。可以看出,成矿系列概念的建立和成矿系列的划分,使矿物学研究摆脱了对单个矿床类型的孤立研究,发展成为对矿床群和共生规律的深入研究。并使找矿工作走上综合预测的道路,并可能有个别找矿线索的发现,导致更重要矿床群的发现。
表1与岩浆作用有关的矿床成矿系列
系列类别
常见的(或可能的)矿物(或元素)存款示例①晚期岩浆和热液亚系列。
②锡石硫化物型亚系列
③云英岩和矽卡岩的复合亚系列。
④接触交代和热液亚系列。
⑤热液亚系列
钨、铊、铌、钽、(铋、钼)
锡、铜、铅、锌、(钨、锑、汞)
钨、铋、锡、钼(铍、铅、锡、铋)
铁、钨、钼、锌(铜、铅、锡、铋)
钴、镍、铋、银、铀(砷、锡)
大吉山和西华山
个旧和大厂
柿竹园
翠山
捷克西弗矿
①斑岩铁矿型亚系列
②斑岩铜矿亚系列
铁、钼(铜、铅、锌)
铜、钼、铁、硫(铅、锌、银)
河南八宝山
山门
①接触交代热液铁(铜、钴)亚系列
②接触交代热液Fe、Co (As)亚系列
氟(铜、钴)
铁、钴、砷
大冶市
苏达什甘山
①第一个子系列
②第二亚系列
③三亚系列之三
铁(铜)
铁、硫(钴)
铜、硫(铅、锌)
云南大红山
云南大勐龙
白银厂
①与正长岩有关的亚系列
②与富钾岩浆作用有关的碳酸盐岩型亚系列。
③与富钠超基性岩有关的碳酸盐岩亚系。
铀、钛、铌、钽
TR、Th
铁、磷、铁
辽宁赛马
美国加利福尼亚州蒙廷帕斯
苏莲吴克朵儿
①接触酸浸交代型,刚玉和红柱石亚系列
②火山-气-液交代沸石、膨润土和珍珠岩亚系列。
红柱石和刚玉
沸石、膨润土、珍珠岩
苏联谢尔兹-布泰
吉林九台
表2与沉积作用有关的矿化系列见表2。
系列类别
常见的(或可能的)矿物(或元素)存款示例1.襄垣陆海碎屑岩、近岸硅质岩、碳酸盐岩成矿系列。
①正常沉积的铁和锰亚系列
②沉积磷块岩亚科
③沉积矿源层或沉积后期叠加的铁、铅等亚系列。
铁锰矿
磷灰石矿石或磷灰石-细粒磷灰石矿石(或含氟、铈等。)
镜铁矿-方铅矿、闪锌矿(或含锑、汞、银等的菱铁矿。)、黄铜矿-黄铁矿(或含有铅、锌、铜、锑、金、铀、锰等的黄铜矿。)
广东乐昌云南鱼子店贵州四川什邡
陕西大溪沟
东川驿铜矿
华南孤峰组
3.海陆过渡相或陆相碎屑岩组合含有铁、铝和煤亚系列。
①铁、铝、煤亚系列
②石油、天然气和油页岩(天然硫)亚系列
褐铁矿(或相变黄铁矿)、铝土矿(或相变耐火粘土矿)和煤层(通常含有元素如Ge和Ga)
石油和天然气矿床(油田水常与K、Na、Li、B、I伴生)和/或油页岩矿床(常与U、V、Cu等元素伴生)和/或天然硫矿床(与石膏和硬石膏伴生)。
中国北方的褐铁矿、贵州-贵州C-P的铝土矿、中国北方的煤田C-P、T-J和r松辽油田K,茂名油页岩,山东天然硫磺
5.大陆碎屑岩和蒸发岩组合成矿系列。
(1)海相地层亚系。
②简单陆生亚科
石膏-石盐、石盐-杂卤石、石盐-杂卤石(钾芒硝)
芒硝、天然碱石膏、石盐、硼砂、石盐光卤石、含铜砂岩和含铜砂砾岩(或含U、V等。)
大汶口岩盐、杂卤石矿床、江汉岩盐钾芒硝矿床
桐柏R天然碱矿、察尔汗光卤石矿、班戈湖硼砂矿、云广K-R含铜砂岩矿。
为了防止对单一矿床的孤立研究,应突出矿床群之间以及矿床群、地质作用和地质发展史之间的内在联系,以加强理论对找矿实践的指导作用。近年来,国内外地质学家对成矿现象进行了模拟,提出了成矿模式的新概念。其含义是以简明的图表或文字形式,对矿床群(或某一类型矿床)的成矿地质特征、控矿因素、成矿标志进行高度全面、理想的概括。矿床的物质成分、各种矿床类型和控矿条件、矿床的时间、空分布以及成矿过程的内在联系一般都反映在模型图中。这些是在大量细致的野外和实验室工作基础上对客观成矿现象的抽象概括。因此,它是反映成矿条件和矿床分布规律的重要形式。冶金部南岭钨矿专项组(1979年)制作了与花岗岩浆侵入有关的钨矿床成矿模式图(见图),反映了金属矿物从稀土金属→铌、钽→钨、锡、钼、铋铜、铅、锌→锑的规律性分带分布。成矿作用也从岩浆矿床、分异交代矿床发展到产气热液矿床和热液矿床。以上只是图标模式和文字概念模式的一个例子,也有少数数学模式表示成矿模式,但没有前两种那么常用。目前的发展趋势是从代表单一地质特征或控矿因素的单一模型向高度概括整体(或总体)特征的综合模型发展。从单一的由概念模式组成的模式到多种模式的同时使用(以上三种模式)。并向多源、多成因、多阶段成矿方向发展。但无论是成矿系列的研究,还是成矿模式的研究,最终的标准都将是能否预测出新的矿床。
与花岗岩侵入有关的钨矿床成矿模式。
传说:D-P-泥盆纪-二叠纪砂页岩和碳酸盐岩;z-S-震旦系-志留系砂岩夹碳酸盐岩;γδ-花岗岩闪长岩;η-二长花岗岩;伽马花岗岩;氩钠长石花岗岩;g-云英岩;似SP伟晶岩;p-伟晶岩。①伟晶岩钨矿;②花岗岩钨矿床;③云英岩型钨矿床;④矽卡岩型钨矿;⑤应时脉钨矿床;⑥岩石充填交代钨矿。tr-稀土矿床;铌、钽-铌和钽矿床;铜、铅、锌多金属矿床;硼锑矿床