成礦系統

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　　成礦系統是指在一定的地質時空域中控制礦床形成和保存的所有地質要素、成礦作用的全部過程以及所形成的礦床系列和相關異常構成的整體, 是具有成礦功能的一個自然系統。

　　成礦系統是由相互作用和相互依存的若幹部分(要素) 結合成的有機整體。系統中各要素間的相互關聯和相互作用即成礦系統的結構。科學地分析一個成礦系統的結構有著重要的理論和實際意義。概括地說,一個成礦系統的內部結構一般包括以下四個部分:

　　①控製成礦因素:有風化、沉積、構造、岩漿、變質、流體、生物、大氣、地貌、熱動力等作用因素;

　　②成礦要素:有礦源、流體、能量、空間、時間等;

　　③成礦作用過程:包括成礦發生、持續、終結以及成礦後的變化和保存等;

　　④成礦產物包括礦床系列和異常系列。

　　成礦系統的基本要素:成礦物質、成礦流體、成礦能量、輸運通道、礦石堆積場地。

　　(1)成礦物質是成礦的主要物質基礎, 包括金屬元素、非金屬元素、有機質和它們的化合物。地幔、地殼和水圈是成礦物質的總倉庫, 能源源不斷地供應成礦物質。成礦物質既可直接來源於一般岩石,也可來源於已初步富集某些礦質的礦源層(岩) 。礦床中的礦質可是單組分的,如單一的銅礦,也可以是多組分的, 如Cu 、Au 礦床,Pb 、Zn 、Ag 礦床, 它們或來自同一個礦源場, 或來自不同礦源場而在運動彙集過程中通過多組分耦合而形成多礦種礦床。

　　(2)成礦流體指各類地質流體經過一定的地質演化而成為包含和搬運成礦物質的那一部分流體,包括來源於大氣降水、海水、地層水、岩漿水、變質水和幔源的流體等,一些礦化劑如F、Cl 、S 、P 等也以多種形式被溶於水中參與對礦質的搬運和沉澱作用。成礦流體的功能是萃取、溶解、搬運和沉澱、聚集成礦物質,是溝通礦源場、運移場和儲礦場的紐帶和媒介,是成礦系統中最為活躍的要素。

　　(3)成礦能量成礦作用動力學的核心是成礦作用的發生。即礦化向成礦的轉變,這就需要自然力的驅動,促使成礦的動力是廣義的,有熱梯度、壓力梯度、濃度梯度、速度梯度和化學反應親合力等。在這些作用力的驅動下,成礦系統這部“機器”得以發動和運行,包括流體的萃取、運移、流體輸運過程中的水—岩反應(也即系統與環境的耗散作用等)以及流體中有用物質的沉澱堆積等。

　　(4)成礦流體通道指礦質及成礦流體在地質體中輸運井趨向富集的渠道和路徑,它是聯繫礦源場和儲礦場的構造—岩石網路,也被稱為運移場或中介場,通道包括岩石中的孔隙、裂隙、斷層、空洞等形式,具有連通性、方向性和局域性。運移的主幹通道一般是由構造作用形成,如斷裂帶。具有一定規模的透水層也可以作為流體的主幹通道。

　　(5)礦石堆積場地是由岩石—構造因素耦合形成的,形成礦石堆積場地有三個條件:一是有足夠的礦石堆積空間(可以是原已存在,也可以是在成礦過程中逐步擴展) :二是有利於礦石沉澱的物理化學條件,常稱為地球化學障、地球物理障或構造物理化學障。指物理化學性質的突變帶;三是有封閉礦液使之匯聚而不致分散流失的圈閉(封閉) 條件,包括岩性圈閉和構造圈閉或二者的複合。

　　成礦系統基本的研究內容包括：

　　①通過區域地質歷史演化研究，瞭解成礦系統發生的地球動力學背景；

　　②分析成礦控制因素的多因耦合、臨界轉換對成礦作用的控制， 闡明成礦系統發生的主要機制；

　　③通過成礦系統產物——礦化－異常網路的研究， 查明成礦系統結構特征；

　　④研究成礦系統形成後的變化保存情況， 反演成礦系統形成—變化—保存的歷史過程； ⑤綜合分析成礦系統的資源—環境效應。成礦系統時間演化和空間分佈特征是成礦系統研究的重要內容之一。