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超大型礦床成礦背景-過程-勘查三位一體的找礦理念 陳永清，莫宣學 中國地質大學(北京)地球科學與資源學院 作者簡介：陳永清,，博士,，教授，礦產普查與勘探專業(yè),，主要從事礦產勘查教學與研究工作,。 通信作者：莫宣學，教授,，中國科學院院士,，巖石學專業(yè),，主要從事巖漿-構造-成礦方向研究。 導讀： 尋找并發(fā)現超大型礦床是每個地質工作者和礦業(yè)投資者追求的目標,。全球礦產資源量絕大部分存在于超大型礦床中,，發(fā)現超大型礦床具有極其重要價值和戰(zhàn)略意義。超大型礦床成礦背景是其形成的基礎,，成礦過程是其礦床形成的關鍵,，勘查評價是其發(fā)現的途徑。科學的找礦理念,，可為發(fā)現超大型礦床有提供高效正確的行動指南,。陳永清、莫宣學等提出的“成礦背景-過程-勘查”三位一體找礦理念,，將成礦背景,、成礦過程與勘查評價各種關鍵參數轉換為找礦的空間數據信息，可在全球,、成礦帶（?。?/strong>和礦集區(qū)尺度上圈定能夠定量排序的超大型礦床的找礦遠景區(qū)（靶區(qū)），這是一種多學科交叉融合大數據成礦預測有效找礦方法,。這種將現代成礦系統(tǒng)理論,、成礦關鍵要素和大數據勘查預測新技術融合一體“三位一體”找礦理念體系，為未來的超大型礦床勘查奠定理論和方法學基礎,，為應用直接探測技術和方法探測礦床提供合理的工程勘查方案,。文中結合大量國內外重要礦床地質背景論述了成礦系統(tǒng)相關內容、結合實例介紹了大數據綜合定量勘查與評價方法,。0 引言（摘錄） 超大型礦床是某一（或某些）礦種資源的巨大儲庫,。據統(tǒng)計，全球礦產資源70%?85%的勘探儲量集中分布于占全球礦床數10%的超大型礦床,。可見,，超大型礦床的發(fā)現足以在相當時期內緩解一個國家對某一（某些）礦種供不應求的緊張局面。21世紀初,，加拿大學者Laznicka將礦床中某一金屬儲量與該金屬之地殼克拉克值的比值作為劃分依據,，超過此比值1011倍定義為超大型礦床，超過1012則稱為巨型礦床,。我國著名礦床地球化學家涂光熾院士將擁有國際慣例大型礦床5倍的礦床定義為超大型礦床,。自20世紀70年代后期，澳大利亞南部奧林匹克壩銅-鈾-金-銀超大型礦床被發(fā)現以來,，在近半個世紀又相繼發(fā)現了若干具超大型規(guī)模的金屬礦床,。正是在人們找到越來越多的超大型礦床，并越來越認識到它們所帶來的巨大經濟效益及重要理論意義的歷史背景下，國際地球物理與大地測量聯合會（IUGG）于1987年提出了將“超大型礦床的全球背景”研究作為20世紀80年代地球科學12個重要前沿課題之一,。我國超大型礦床的研究始于1992年秋,，國家科委批準了部分攀登計劃A的實施，其中一個項目就是已故著名礦床地球化學家涂光熾院士為首席科學家的“與尋找超大型礦床有關的基礎研究”,，2000年出版《中國超大型礦床》,。1995年，在攀登計劃A的基礎上,，國家科委批準攀登計劃B,，由已故著名勘查地球化學家謝學錦院士和已故著名地球物理學家劉光鼎院士任首席科學家的“找尋難識別及隱伏的大礦、富礦的新戰(zhàn)略,、新方法,、新技術基礎性研究”項目的實施。1999年,，科學技術部在國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃(簡稱973計劃)中,，批準毛景文、胡瑞忠為首席科學家的“大規(guī)模成礦作用及大型礦集區(qū)預測”項目的實施,。1999—2006年，包括俄羅斯,、法國和中國在內的地球科學家相互合作,，歷經7年，編制1：25000000世界大型超大型礦床分布圖,，并建立相應礦產地數據庫,，涵蓋全球33個礦種的1244個礦床。光盤版2006年由俄羅斯-法國成礦實驗室,、俄羅斯Vernadsky國家地質博物館,、法國地質調查局和世界地質圖編圖委員會共同出版發(fā)行。2009年我國地質出版社正式出版紙介質1：25000000世界大型超大型礦床分布圖,，我國著名礦床學家裴榮富院士代表中國科學家參加這一合作研究項目,。2011—2015年在國家地質調查項目的資助下，莫宣學院士為項目負責人,，趙鵬大院士,、翟裕生院士和鄧晉福教授為顧問的項目組在全國范圍內選擇10大礦集區(qū)開展超大型礦床成礦地球動力學背景、過程與勘查評價研究,，取得“里程碑”式的成果,，其系列研究的部分成果已于2020年由地質出版社出版。1 超大型礦床空間分布特征 1.1 點型分布 超大型礦床的點型分布系指同一類型超大型礦床在世界范圍內目前僅有1處(獨生子),，譬如我國白云鄂博Fe-REE礦床,、南非蘭德(Witwatersrand-auri)Au-U礫巖型礦床、澳大利亞奧林匹克壩(OympicDam)Cu-U-Au-REE-Fe礦床和加拿大肖德貝理(Sudbury)Cu-Ni硫化物礦床等舊。1.2 線型-叢聚型分布 這類超大型礦床是同一類型礦床的大,、中,、小型礦床，分布較廣,，具有“鶴立雞群”呈叢聚型分布,，構成全球若干著名礦集區(qū)，且在礦集區(qū)內,，同一類型礦床的規(guī)模與數量呈現冪律分布,，冪律分布被視為成礦系統(tǒng)具有自組織臨界性的地質證據，譬如,，南美安第斯斑巖成礦帶及其礦集區(qū),，我國郯廬斷裂東側的膠東金礦集區(qū)等。1.3 縱深分布 理念上,，在地球深處的有利成礦空間為5?10km。因為這個空間恰為地球內部,、深部與淺部物質與能量強烈交換和其深層動力作用過程的交錯地域,；也是多種成礦要素發(fā)生變異和耦合與轉折部位，并適宜于大量巖漿礦床和熱液礦床的產出,。基于對一些成礦帶的綜合研究表明,，一個大型熱液成礦系統(tǒng)的垂直延伸可達4?5km。巖漿礦床形成的深度一般均為10km或更深,。在地殼深部探測上,，早在20世紀80年代中期，蘇聯在科拉半島設計的超深鉆鉆井深度為15km,，目前已完成近12km,，以了解地殼深部精細結構及其與礦化的關系。科拉半島超深科學鉆井在0?12km深度之間均發(fā)現存在多種礦化現象,。通過該鉆井的巖心發(fā)現了30種礦物礦化現象,，具有18種礦物形態(tài)，有8種元素（鐵,、鎳,、鈷、銅,、鋅,、鉛,、銀、鉬）的化合物,。1540?1810m區(qū)間的“產礦層”中部發(fā)現了早先不知道的含鎳超基性巖帶,。在9.5?11km處發(fā)現了含大量銀的自然金、金剛石,，可能最初形成于巖石圈底部,。據不完全統(tǒng)計，當今國外金屬礦產資源開采超過1000m深度的礦床已有80多座,，金礦床的勘探深度平均為1600m,。國外在已有礦床區(qū)（帶）的深部不斷找到和發(fā)現了一系列大型、超大型礦床和大,、中型金屬礦集區(qū),。南非的蘭德金礦，西蘭德金礦最深金礦,，其勘查與開采深度已達4800m,；加拿大薩德伯里（Sudbury）銅鎳礦床現已開采到2000m，目前探測最深鉆井已打到3050m,。發(fā)現于20世紀50年代位于烏茲別克斯坦的穆龍?zhí)捉鸬V床,，金儲量5200t，目前,，勘探深度達4700m,，垂直礦化3?4km。穆龍?zhí)捉鸬V床的成因仍存在爭議,，目前認為是多成因、多來源并傾向于地殼深部或地幔來源,。深部地質作用和深部地質異常結構是認識成礦作用和提高成礦預測效率的關鍵,。2008年，我國啟動“深部探測技術與實驗研究”專項（英文簡寫SinoProbe）,，在我國東部長江中下游和南嶺成礦帶開展的礦集區(qū)立體探測卓有成效,。此外，膠東深部金礦探測深度已大于3000m,，發(fā)現數百噸金礦儲量,。上述事實表明地殼深部具有巨大的資源潛力。2 地球動力學系統(tǒng)與礦產分布 板塊構造學說是基于巖石圈,、地殼和巖石圈地幔的動力學理論,。巖石圈被劃分為一系列剛性的板塊，并在離散,、匯聚和轉換斷層邊界發(fā)生強烈地質作用,。板塊運動是地球內部熱能轉移基本過程的地表反應（圖1）,。
圖1 地球組成及動力學模式 板塊構造學說初步闡明了不同類型礦床與板塊構造環(huán)境的關系，合理解釋了顯生宙一些類型礦床的分布,。地質年代學的進展已經重新解決金屬礦床和金屬成礦省年代學上的不確定性,。這種年代學上的約束能夠評價巖性構造組合、巖漿作用,、壓力-溫度-時間（p-T-t）條件和流體成分,，以及地球動力環(huán)境之間的函數關系。 Barley和Groves基于金屬成礦省的時空分布,，認為特征類型的金屬礦床作為超級大陸旋回的函數一幕一幕的發(fā)展,。地質過程具有本征（內蘊）隨機性。礦床時空分布的4個相關過程：（1）特定地動力環(huán)境下發(fā)育的巖性構造組合,；（2）發(fā)育于這些巖性構造組合金屬成礦省的級別,；（3）超大陸循環(huán)框架下地動力環(huán)境的長期緩慢變化；2.1 離散板塊邊界及其礦產 在離散板塊邊界,，當大洋板塊在洋中脊由于遠場張力分離時，軟流圈地幔減壓熔融產生鎂質巖漿,，并增生到板塊邊界上形成新的地殼（洋殼）,。隨著板塊的分離，洋脊下軟流圈上地幔的上涌是被動的,。在簡化的剖面上,，大洋巖石圈底部是由超鎂質下地幔（地幔構造巖／純橄巖／二輝橄欖巖／方輝橄欖巖）組成；頂部由鎂質地殼（輝長巖/席狀巖墻雜巖和玄武巖）組成,，二者以大洋莫霍面為界（圖2）,。當板塊從擴張中心向兩側運移時，巖石圈厚度自洋中脊從0增加到70?100km,，而后保持大約一致的厚度,。作為補償，洋底深度隨大洋巖石圈的年齡而增加,。相關礦產包括：（1）與洋中脊玄武巖結晶分異有關的豆莢狀鉻鐵礦,；2）Ni和PGE礦床；3）VMS礦床（Pb-Zn）,；4）富Co錳結核等,。
圖2 離散板塊邊界及其主要礦床類型 2.2 匯聚板塊邊界及其主要礦床類型 在板塊匯聚邊緣，高密度板塊下沉到低密度板塊之下,，形成俯沖帶,，導致上騎板塊變成一對弧：前緣弧和巖漿弧,。在兩個大洋板塊匯聚的地方,，老的密度大的板塊通常下沉于年輕的密度低的板塊之下,，形成大洋島弧（Maranas和南Sandwch?。?。若大洋巖石圈俯沖至大陸巖石圈之下，形成大陸巖漿?。ò驳谒笰ndean,、日本和蘇門答臘Sumatran）。斑巖銅礦形成于大洋和大陸島弧,，以及形成于大洋島弧或大洋（大陸）弧后盆地與火山巖有關的塊狀硫化物礦床（圖3）,。
圖3 匯聚板塊邊界及其主要礦床類型 匯聚板塊俯沖帶的構造-巖漿-成礦模式相關礦產包括： （5）I型花崗巖（準鋁質,，氧化環(huán)境,，Fe2O3/FeO＞0.3，磁鐵礦系列）：石英閃長巖-花崗閃長巖中的Cu-Mo-Au,、Pb-Zn-Au-Ag礦床,；（6）在島弧形成的I型花崗巖（準鋁質，氧化環(huán)境,，Fe2O3/FeO＞0.3,，磁鐵礦系列，具有埃達克巖特征的石英閃長巖和花崗閃長巖）與斑巖型Cu-Au礦化密切相關,，而形成于碰撞帶的S型花崗巖（過鋁質,，還原環(huán)境，Fe2O3/FeO<0.3,，鈦鐵礦系列,，更高分異程度的石英二長巖-花崗巖）與W-Sn、U-Th礦化密切相關,。2.3 轉換走滑斷層及其主要礦床類型 轉換邊界調解適應從離散到匯聚板塊邊界的運動，并調解適應大洋中脊以不同的速率擴展,，這是板塊在球面上運動所必需的,。分離大陸巖石圈塊體的轉換板塊邊界被定義為大陸走滑斷層。如美國加利福尼亞SanAndreas斷層帶和中國郯廬斷層帶,。大陸走滑斷層控制油氣資源和金礦等超大型礦床的空間分布,，譬如，我國沿郯廬斷裂分布包括世界級膠東金礦集區(qū)在內的一系列金礦集區(qū)（圖4）,。
1—中條造山帶及后中條蓋層,；—揚子造山帶及后揚子蓋層,；—興凱造山帶及后興凱蓋層；—加里東造山帶及后加里東蓋層,；—華力西造山帶及后華力西蓋層,；—印支-燕山造山帶及后印支-燕山蓋層；—喜山造山帶及后喜山蓋層,；8—金礦床,；9—金礦集區(qū)；10—斷裂,。 2.4 基本成礦單元（背景） 上述成礦地球動力學背景,，可以歸納為以下10個單元：離、合,、轉,、山、柱,、幔,、殼、臺,、熱,、流。其中,，“殼,、幔”指形成大型-超大型礦床的殼幔結構與深部過程,；“熱,、流”指形成大型-超大型礦床的熱-流體系統(tǒng)；“柱”指地幔柱,；“臺,、山”分別指地臺（克拉通、板內環(huán)境）和造山帶,；“合,、離”分別指匯聚型、離散型大地構造環(huán)境及此兩種類型的板塊邊界,；“轉”指洋陸轉換,、盆山轉換、張壓轉換,、構造方向轉換,、俯沖角度轉換等，是成大礦的極有利條件,。分述如下,。2.4.1 離 詳見2.1離散板塊邊界及其礦產,。 2.4.2 合 詳見2.2匯聚板塊邊界及其主要礦床類型。 2.4.3 轉 詳見2.3轉換走滑斷層及其主要礦床類型,。 2.4.4 山 山,，即造山帶，基于洋陸碰撞或陸陸碰撞,，可劃分為兩種類型：科迪勒拉型（Cordilleran）造山帶和喜馬拉雅造山帶,。大洋殼俯沖于大陸殼之下，代表以陸塊增生的方式導致大陸生長,。縫合的構造地層地體是新生島弧碎片,、大洋高原和海相沉積巖組合的增生柱。碰撞主要以傾斜的方式進行,，并伴有分段壓縮成分構成造山帶的主體,。這些縫合帶表現為沖斷層或走向滑移斷層的特點。這種轉換大陸邊緣聚集了新生地殼,，在造山演化受到限制的地區(qū)聚集了可能有關礦產,。譬如，阿爾泰造山帶在古生代構造作用的最后階段在中亞地區(qū)經歷數千千米的左,、右走滑運動,。以從擠壓到拉張為主的應力轉換誘發(fā)地震事件和廣泛的流體流動，這對科迪勒拉型大型造山帶金礦省的發(fā)育具有重要的控制作用,。在造山作用后期,，科迪勒拉型造山帶一般經歷彎曲造山運動。這些走滑區(qū)域亦導致大多數造山帶內蛇綠巖層序的高度解體,，從而導致許多前增生帶VMS和鉻鐵礦床的不連續(xù)分布,。阿爾泰造山帶具有類似于科迪勒拉造山帶的金礦成礦遠景，由增生到西伯利亞克拉通邊緣上的晚前寒武紀至侏羅紀的地質構造單元組成,。構造變形作用持續(xù)整個古生代,，形成于早二疊世的巨型金礦床。阿爾泰造山帶的主要特征表明一些寬闊的構造對科迪勒拉造山帶型金礦的控制作用,。首先,，SukhoiLog（干谷）礦床巨量的資源（Au、Pt,、Pd）可能形成于中元古代,，圍巖是形成于退化弧位置的含碳質和富黃鐵礦的復理石建造，該建造形成于復雜變形的新元古代克拉通邊緣的貝加爾地體,。科迪勒拉式邊緣的另一些變化出現在中東亞地區(qū)，那里形成現在的日本島和南東俄羅斯的地體和中國東緣及其海域,。它們曾經經歷侏羅紀—白堊紀的走滑轉換斷層作用,，形成了新生代輪廓,。隨后整個俯沖帶和/或增生雜巖向北遷移，包括現在直接位于太平洋邊緣的華北克拉通巖石,。這些前寒武紀巖石以及遷移的中生代巖石序列含有重要的造山型金礦床,。這些產在華北克拉通的金礦床確實代表前寒武紀克拉通內僅有顯生宙主要金礦床。淺成熱液脈型,、富金斑巖型和夕卡巖型礦床產于伸展機制壓縮條件下所形成的島弧和陸弧的淺層部位（≤5km）,。淺成熱液脈型和容礦圍巖為沉積巖的卡林型金礦床也產于弧后地殼減薄和伸展背景下的淺層部位。相比而言,，所謂的“中溫熱液”型金礦床（即圖5中的造山型金礦床）是在壓縮-轉化壓縮機制下形成的,，并且貫穿上地殼的大部分，產于臨近大陸巖漿弧的變形增生帶（圖5）,。
圖5 科迪勒拉型造山帶及其相關礦床 2.4.4.2 喜馬拉雅造山帶（陸-陸碰撞模式） 陸-陸碰撞（喜馬拉雅型）造山帶金礦床以具有窄的巖漿弧為特征,。陸-陸碰撞造山帶也稱為特提斯型造山帶。它以洋盆封閉,、在大陸塊之間發(fā)育良好的且含有蛇綠巖套Z或C形狀的縫合帶,，活動邊緣發(fā)育巖漿弧，和被動邊緣序列變形為典型特征,。碰撞從正向到斜向,，地殼異常增厚，老地殼被強烈改造,。這些構造作用包括變質作用和巖石圈增厚,。拆沉和鎂質巖漿底侵作用期間，地殼發(fā)生廣泛部分熔融,。造山帶結構的復雜性取決于豐富的高位逆掩斷層作用的發(fā)育程度(Alpinetype)或異地地塊的有限逆沖(Himalayan),。金礦床形成在地殼深度5km范圍內，造山型金礦床與其他類型金礦床的關系如圖6,。
圖6 喜馬拉雅造山帶相關的造山帶金礦床 2.4.5 柱 異常熱地幔柱來自熱邊界層,，最可能是核幔邊界（2900km)，僅在10?50Ma時間尺度在熱浮力作用下平流通過地幔,。地幔柱頭直徑為500?100km,，而尾部直徑僅有100km，上地幔頂部環(huán)境溫度為1280°C,，地幔柱頭部為1480°C,，尾部為1700°C。正常情況下,，地幔柱沖撞巖石圈的深度為150km,，當經歷拉張減壓熔融時，其頭部變平緩至1000?2000km。異常熱柱具有高的浮力驅動流,，平流輸送玄武質巖漿通過大陸巖石圈以大陸溢流玄武巖形式噴發(fā),。玄武質巖漿來自減薄地殼下冷卻的地幔柱，或來自絕熱減壓的軟流圈,，被莫霍面密度過濾器堵塞成池,。這里可分異形成非造山含有Fe-Ti-V礦床的輝長斜長雜巖體，且也能熔化難熔的下地殼形成與Fe氧化物-Cu-Au-REE成礦省有關的A型花崗巖,。了解巖漿Ni-Cu和鉻鐵礦床以及與非造山巖漿作用有關礦床的關鍵是地幔柱在太古宙大陸巖石圈地幔之下250km并不發(fā)生減壓熔融,，而是以巖脈的形式側向滲透。這包括2596Ma大巖墻和2200MaMatachewan巖群,。另一方面,，地幔柱在正常巖石圈地幔下側向擴散。地幔柱活動,，尤其是超級地幔柱是幕式的,，最大活動時間：3.8Ga，3.4Ga,，3.0Ga,，2.7Ga，2.4Ga,，1.9Ga,，1.7Ga，250Ma,，白堊紀,。地幔柱類型：(1)具有低巖漿流動的長壽地幔柱：發(fā)育于洋島的夏威夷火山巖鏈；(2)產生溢流玄武巖的短命地幔柱：峨眉山玄武巖,；(3)超級膨脹或地幔上涌：超級膨脹導致岡瓦納大陸與勞亞大陸的裂離,。上述3種不同的地幔柱都與成礦省的形成有關：金剛石到Ni-Cu-PGE。洋脊地幔柱和會聚邊緣地幔柱相互反應引起一些最大的已知結構異常和地球化學異常,。來自異常熱地幔柱由大于30km厚玄武巖形成的大洋高原阻止俯沖帶俯沖并引起碰撞,。這種機制形成LihiraAu礦床和巨型KiddCreekVMS礦床。鐵建造-黑色頁巖與地幔柱活動有關,。2.4.6 幔 幔即地幔,，幔源礦床以豆莢狀鉻鐵礦礦床為特征。豆莢狀鉻鐵礦以富含鉻尖晶石為特征,，容礦巖通常為產生于洋內弧大洋巖石圈地?；驓め＿^渡帶的二輝橄欖巖中的純橄欖巖。豆莢的形態(tài)反映地幔流動的路徑,。鉻鐵礦體形成模式涉及板片俯沖去水作用產生的橄欖質地幔楔中最初生成含水玄武質熔漿,。含水熔漿發(fā)生解聚合作用，增加Cr3＋優(yōu)先進入八面體的概率。其后,，在7km深,、0.2GPa條件下，熔體與開放體系的橄欖巖反應導致伴有鉻尖晶石沉淀的聚合作用,。豆莢狀鉻鐵礦反映洋內弧殼-上地幔在陸-陸碰撞和科迪勒拉型造山帶中的仰沖。該礦床形成于大洋擴張中心,、弧和裂谷,。但由于俯沖作用，洋中脊地殼很少被保留在地質記錄中,。許多VMS礦床形成于匯聚邊緣拉伸環(huán)境,，尤其是弧后盆地，那里發(fā)生地殼減薄,、巖石圈斷裂,、軟流圈上涌隆起、以及高溫巖漿產生長壽高熱流,，增強液壓水力傳導率,。由于年輕、密度相對較低和熱環(huán)境,，弧后巖石圈更容易發(fā)生仰沖,。VMS礦床與某些鎂質巖漿作用密切相關的事實意味其與上地幔熱異常具有某種函數關系?；趲r石組合和構造環(huán)境,，VMS礦床至少可劃分為兩組：（1）與鎂質有關礦床：主要產在顯生宙，這些礦床發(fā)育富沉積物的大洋裂谷中,，或傳播到大陸裂谷,；（2）雙成分硅質碎屑巖石有關礦床：主要產在顯生宙，大儲量,，高Pb,，低Cu，形成于大陸弧和弧后環(huán)境,。鎂質和雙成分長英質礦床可追溯到新太古代某些克拉通,，前者代表原始洋弧和弧后環(huán)境，后者代表VMS礦床在成熟島弧的沉淀,。2.4.7 殼 殼系指地殼,，殼源熱液型Sn-W礦床通常與產于陸陸碰撞型造山帶、某些科迪勒拉型和安第斯型造山帶有關的花崗巖具有密切關系,。源巖漿是高度分異的具有殼源特征的過鋁質花崗巖,，具有鈦鐵礦系列花崗巖特征，涉及還原沉積相和地幔熔體的熔融。這些花崗巖富集不相容元素（Cs,、Rb,、Th、U,、Nb,、Ta、Sn,、W,、Mo）和LREE以及揮發(fā)分元素F和B等。侵入體與礦化受區(qū)域構造引發(fā)的次一級構造控制,。礦化起源于巖漿水與低鹽度大氣降水的混合作用,。大規(guī)模W-Sn礦化形成的金屬成礦省發(fā)育于古生代—中生代陸陸碰撞造山帶，如著名礦床華南W-Sn金屬成礦?。ㄎ魅A山礦床）,，成礦時代：325?300Ma和290?260Ma。安第斯造山帶內弧Sn-W成礦省形成的主要因素包括：（1）沉積在循環(huán)水與非循環(huán)水界面上,，來自風化匯水盆地的硅質碎屑沉積物,；（2）地幔熔體的侵入；（3）超厚地殼熔融,；（4）流體-非飽和熔體向淺部地殼運移,。安第斯造山帶最富集W-Sn礦床的花崗巖反映由與匯聚速度變化相聯系的俯沖角度轉換引起的弧增寬事件。Sn-W成礦省的大尺度分布,，包括保留在侵蝕造山帶中的資源潛力都類似于斑巖銅礦床,。2.4.8 臺（非造山巖漿巖帶金屬礦床） 這類礦床主要形成于中元古代，礦體位于層內或塊狀斜長巖-輝長巖雜巖體內,。與地幔柱作用相關的玄武巖池匯聚在Moho密度濾波器界面,，那里存在大量分異結晶作用形成的斜長石。相關的巖漿巖是富含Fe,、Ti,、V和P的紋長蘇長巖和二長蘇長巖。磷灰石結晶速度超過磁鐵礦,，產生不相容的富Fe演化流體,。礦體呈層狀堆積，或與層不一致的Fe和Ti氧化物礦體,；后者來自不相容液體的結晶,。這類全球典型礦床有：攀枝花V-Ti磁鐵礦礦床；瑞典Smalands-TabergFe磷灰石-稀土礦床,。與地幔柱-大陸巖石相互作用形成的礦床-巖漿Ni-Cu-PGE和層狀鉻鐵礦床有3種類型：（1）Ni-Cu硫化物堆集體,，產于板內裂谷,，作為超鎂質-鎂質雜巖和大陸溢流玄武巖的一部分，Ni/Cu<1,；（3）產于綠巖地體中或以沿轉換巖石圈斷層分布為特征,，Ni/Cu=2?3,。典型礦床有Stilwater鉻鐵礦和Ni-Cu硫化物礦床，津巴布韋大巖墻及其相關礦床;Bushveld侵入雜巖體及其相關礦床,，Sudbury火成雜巖體及其相關的Cu-NiCo的硫化物礦床以及有意義的PGE礦化,。新太古代Ni-Cu硫化物礦床包括：（1）與Keweenawan大火成巖省有關的中期大陸裂谷中的Duluth雜巖及其相關礦床；（2）Muskox侵入雜巖及其相關礦床,；（3）中國金川Ni礦床；（4）Noril'sk-Talnakh金屬成礦省的Ni-Cu-Co-PGE礦床,。2.4.9 熱（流） 洋內和大陸邊緣弧斑巖熱液系統(tǒng)：斑巖Cu-Mo-Au和相關的熱液Au-Ag礦床幾乎毫無例外地產在顯生宙,。這兩類礦床中的大多數產在中生代和新生代與俯沖有關的次火山侵入雜巖體和火山沉積巖中。快速抬升和侵蝕,、構造侵蝕和碰撞通常導致大洋和大陸火山弧表殼序列的破壞,，使這些礦床不易保存。斑巖Cu礦床與板塊構造過程具有最清晰的專屬性,，與洋殼俯沖的關系主要體現在板片俯沖到軟流圈地幔楔產生大量水和揮發(fā)分,。這些揮發(fā)分交代地幔楔降低其熔點，導致在最高溫區(qū)域通過部分熔融產生含水玄武巖漿,，這些熔體是一系列侵入到上覆地殼多階段演化巖漿的最終巖漿源,，多階段演化巖漿可能產生斑巖和相關的熱液礦床，俯沖作用代表物質流返回到地幔以補償洋中脊由于新的大洋巖石圈的產生而導致的地幔虧損,，但海底變質作用的過程導致水合作用以及來自海水的其他元素（S,，C1）的加入改變了原始大洋中脊玄武巖的成分。在巖石圈板塊小于25Ma的區(qū)域,，或在淺俯沖期間,，兩者都可導致淺部的板塊達到較高的溫度，促使向下俯沖板片的玄武巖殼發(fā)生部分熔融,。正常的大洋巖石圈俯沖主要導致脫水作用,，向覆蓋其上的地幔楔釋放富含水的流體。流體的釋放可能開始于俯沖活動最淺的部位,，最深可達到約100km,。該深度對應于蛇紋石、角閃石,、綠泥石的分解臨界環(huán)境,，約3GPa和700?850°C,，是蛇紋石、角閃石,、綠泥石最穩(wěn)定的存在環(huán)境,。流體釋放的這段深度恰好位于火山弧下畢鳥夫帶俯沖的深度。這表明板片的脫水作用和巖漿的生成具有直接聯系,。云母可存在于更深的深度和更高的溫度環(huán)境,，這可以部分解釋向弧后方向K2O逐漸增高的現象。交代變質的橄欖石被傳送至地幔楔更高溫的中心部位,，或者直接被流體滲透,，可部分熔融形成含水2.5%的高Mg玄武巖，相對于大洋中脊玄武巖,，這種玄武巖富含大離子親石元素并呈高氧化態(tài)（比鐵橄欖石-磁鐵礦-石英高兩個對數單位）和高S含量（實驗表明氧化玄武巖熔體中S含量高達約1.5%）,。構造控制斑巖巖漿向上地殼的侵位，影響轉換巖石圈結構及其區(qū)域大地構造格局的構造應力可能通過提供相對滲透的路徑影響巖漿上升的位置,。最佳地點是形成與隆起區(qū)的張性構造域和繼而形成的在輕度斜向壓應力下發(fā)生變形的巨大走滑斷裂系統(tǒng),。它們的存在能夠提高成礦的潛力。礦床與這種構造域的空間關系常常在區(qū)域勘查中作為線形構造的交叉點被識別,，這在許多斑巖和熱液礦床所在的區(qū)域被關注,。斑巖銅礦形成的其他模型直接涉及板片的熔融、地殼的增厚和俯沖角度的變緩對巖漿產生和巖漿成分的影響,。斑巖巖套中的各種變化的多樣性起源于俯沖帶構造形態(tài)可能的寬廣變化,，或特別的地質事件，或這些事件的組合最終導致斑巖成礦潛力的最大化（或最小化）,。最明顯的是洋弧和大陸弧斑巖系統(tǒng)差異,，主要體現在其細節(jié)上的敏感性，而不是其產生的整個過程,。洋弧系統(tǒng)趨于與更鎂質（閃長質）的深成巖相聯系,，而大陸弧斑巖系統(tǒng)與更長英質的深成巖相聯系。大洋斑巖系統(tǒng)更常見的趨勢是相對富集Au,，而大陸斑巖系統(tǒng)則相對富集Mo,。這兩者之間的差異可能與分異程度和大陸殼經歷的地質過程有關。洋殼系統(tǒng)代表了最原始的系統(tǒng),，而大陸斑巖則經歷了更徹底地分異（導致Au的損失）和與陸殼成分的混染,。歷史上，對淺成熱液Au-Ag礦床與次火山斑巖系統(tǒng)之間關系的認識晚于其與會聚板塊邊緣的整體關系,。這主要歸結于礦床的保存和揭露程度,，也就是說保存于近地表的礦床，被剝蝕深度沒有達到揭示埋藏其下的巖漿-熱液系統(tǒng),。相反地,，斑巖礦床出露的地方,，覆蓋其上的淺成熱液礦床已經被剝蝕掉。有些大型-超大型礦床的形成不僅受控于區(qū)域性因素,，而且與地史演化過程中特定的重大事件有關,。2.5 地動力環(huán)境下的礦床時空分布 地質歷史時期不同地動力環(huán)境下形成的主要礦床類型的分布如圖7。該圖表明：（1）自2.8Ga以來超級大陸旋回已經運轉：Kenorland大陸拼接發(fā)生在2.7Ga,；Columbia大陸拼接發(fā)生在1.8Ga,；Rodinia大陸拼接發(fā)生在1.0Ga；Pangea大陸拼接發(fā)生在0.3Ga,；這種超級大陸的離散可能是超級地幔柱觸發(fā)的,。（2）產于科馬提巖的N1礦床與地幔柱密切相關，硫化物的飽和起源于地殼的混染,。與富賤金屬火山巖密切相關的塊狀硫化物（VMS）礦床形成于擴張大洋超級俯沖環(huán)境下減薄的斷裂巖石圈上或弧后環(huán)境,，與異常熱的次火山巖席侵入活動密切相關。（3）造山帶金礦床形成于與Kenorland拼接大陸密切相關的增生地體之間的縫合帶,；金剛石大多數形成于2.7Ga前富碳的軟流圈液體與大陸巖石圈地幔在240km深處的相互作用,，這些金剛石被夾帶于與形成于480、280和100Ma的超級地幔柱事件有關的金伯利巖到煌斑巖的熔體中,，成礦省的保存得益于他們位于穩(wěn)定的太古宙大陸巖石圈地幔。（4）2.6Ga后地幔柱活動強度的降低導致海平面的下降,，在2.4至2.6GaKenorland大陸漂移期間,，首次形成寬廣的被動邊緣沉積序列，包括磷塊巖,、鐵建造和碳氫化合物,。在厚的太古宙向薄的元古宙大陸巖石圈地幔的轉化期，地幔柱與夭折裂谷相互作用形成Cr-Ni-Cu-PGE礦床,，譬如津巴布韋大巖墻（GreatDyke）,、俄羅斯Norilsk礦床。（5）古元古代造山帶,，像北美的Trans-Hudson和澳大利亞Barramundi造山帶焊接在Columbia新大陸上,。與造山帶相關的前陸盆地，含有基底還原劑（石墨片巖）導致不整合鈾礦的形成,。多階段的鈾礦化形成于沉積后具有600Ma歷史的成巖熱鹵水,。（6）Cwlumbia地幔柱在1.6至1.4Ga間的漂移導致北美和澳大利亞內部大陸裂谷SEDEX型Pb-Zn礦床的形成，并在所有大陸發(fā)育寬廣的RapakiviA型花崗巖帶,，和與其有關的Sn礦脈和Fe氧化物-Cu-AtrREE礦床,。上述產物皆受發(fā)育于從厚向薄大陸巖石圈地幔轉換過程中的裂谷控制。（7）在1Ga地幔柱與Rodinia相互作用過程中在Laurentia和Baltica形成寬廣的非造山斜長巖和Rapakivi花崗巖帶,，前者為Fe-Ti-V礦床的容礦巖,。800MaRodinia地幔柱的漂移導致內陸盆地Cu礦床的容礦沉積巖系的形成,。（8）造山帶金礦床形成于科迪勒拉型造山帶，自2.7Ga至第三紀,；Au-As-W和Hg-Sb礦床反映在地體縫合帶逐漸變淺的環(huán)境下,，成礦流體是一致的。（9）形成于前陸盆地的MVT型Pb-Zn礦床,，和形成于被動大陸邊緣裂谷顯生宙SEDEX型Pb-Zn礦床在低緯度含有蒸發(fā)巖,。（10）斑巖銅礦床和熱液Au-Ag礦床形成于大洋內部和大陸邊緣弧；成礦流體與板片脫水作用有關,，橄欖巖熔融并與上部板塊地殼發(fā)生混染作用?，F今出露的礦床大多小于200Ma給岀地殼抬升過程中保留的最低的資源潛力。（11）在克拉通尺度上,，大陸巖石圈地幔地震圖像,，有助于巖漿Ni-Cu礦床、Fe氧化物-Cu-Au-REE礦床的勘查,。超大陸旋回的重建有助于突岀金屬成礦省,；在地體尺度上，熱結構,、構造和巖性聯合研究有助于查明金屬成礦省到俯沖礦化帶的特征,；在成礦省尺度上，系統(tǒng)研究Nd值的分布有助于查明一定類型的大礦床或小礦床可能來自同一流體,，用地球化學的精細尺度能夠度量礦床可能形成的規(guī)模,，比如大型礦床具有高Nd的特征。
（A）：AM—非造山巖漿作用,；CA—大陸?。籆C—陸陸造山,；CO—科迪勒拉山系,；CR—大陸裂谷；IA—洋內??；PL—地幔柱巖石圈；斑巖型-熱液型,，VMS礦床形成于洋內弧和陸弧,，同樣，巖漿熱液Sn礦床形成于科迪勒拉造山帶和陸陸碰撞造山帶,；B）：沉積盆地,；BA—后弧盆地；FA—前弧盆地,；FL—前陸盆地,；C—內陸盆地,；O—大洋盆地；PM—被動大陸邊緣盆地,；RM—裂谷大陸邊緣盆地,；SS—走滑拉分盆地；沙金礦床堆積在造山帶的弧前和后弧盆地,。 圖7 地質歷史時期主要礦床及其成礦環(huán)境3 成礦系統(tǒng)與成礦關鍵要素 3.1 成礦系統(tǒng)基本組成 成礦系統(tǒng)是地球系統(tǒng)的一個重要組成部分,。它是指“在一定地質時-空域中，控制礦床形成,、變化,、保存的全部地質要素和成礦作用動力過程，以及所形成的礦床系列,、礦化異常系列構成的整體,，是具有成礦功能的自然系統(tǒng)”。成礦系統(tǒng)是在特定地質環(huán)境中形成礦床及后來演變的自然作用系統(tǒng),。從礦床的形成,、變化到保存，成礦要素主要包括：3.1.1 源 源—成礦物質的來源,，包括成礦金屬及其幫助輸運的絡合物配位體（F,，C1,，B，S等）的來源,，輸運礦質的流體的來源等,。廣義地看，地球中各類物質在一定條件下都可以形成礦床,，例如：巖石,、巖漿、熱氣,、熱水、海水、陸地水,，生物體等。能提供礦源的地質體可稱為含礦源地質體,。研究含礦源地質體，集中3個問題：一是其中礦質的含量,，二是這些礦質的賦存狀態(tài),，三是由其賦存狀態(tài)所制約的礦質能析岀的數量，即參與成礦的礦質量,。Saager等通過對南非太古宙綠巖帶和歐洲阿爾卑斯山古生代超鎂鐵質雜巖中金的分布研究發(fā)現,，金在巖體硅酸鹽相和硫化物相中的分配是不均一的，且具有雙成分分布模式,。金在硫化物相中以固溶體和包體兩種形式產岀,，并與粒間微粒金一起構成了金含量的異常點群；賦存在硅酸鹽和氧化物中的金構成了金含量的背景點群,。金的異常點群構成了金的后生礦床的潛在礦源,，這是因為硫化物相中的金和微粒金比硅酸鹽和氧化物中的金更易于被流動的熱液溶解。Saager將這種具有超量點群的巖石定義為金的礦源巖,。陳永清等通過對魯西太古宙雁翎關組綠巖帶含金性研究表明：在綠巖帶中賦存在硅酸鹽礦物中金含量的背景點群（Xb=4X10-9）和賦存在硫化物中異常點群（Xa=28X10-9）分別占樣品總體（212件樣品）83％和17％,。在燕山期花崗質侵入體中，賦存在硅酸鹽礦物中金含量的背景點群（Xb=3.72X10-9）和賦存在硫化物中異常點群（Xa=27X10-9）分別占樣品總體（113件樣品）81％和19％,。上述金的異常點群構成魯西后生金礦床的主要來源,。張秋生和劉連登認為成礦物質的來源在理論上有如下幾種可能：（1）上地幔源；（2）地殼源,；（3）成礦物質來源于地表,；（4）宇宙源。上地幔的成礦物質進入到地殼淺部成礦基于基性或超基性巖漿作用,。它們的共同特點是,，在多數情況下礦質和介質是同源的，有時二者成為一個整體,。上地幔來源的礦床可分為三大類型：（1）中深成環(huán)境下主要通過巖漿結晶分異作用或熔離作用形成的巖漿富集礦床,。礦化一般發(fā)育在母巖體內部，在一些晚期巖漿礦床中,，分異出的礦漿在壓濾作用下可貫入到附近圍巖中成礦,。這類礦床中，有許多礦床不僅規(guī)模大,，而且品位高,，如加拿大肖德貝里銅鎳礦床、我國金川銅鎳礦床,、攀枝花釩鈦磁鐵礦床,、南非布什維爾德鉻鐵礦床等，這類礦床還是鉻鐵礦和鉑族元素的主要來源。巖漿富集礦床雖然分布很廣,，但其類型相對較少,、礦物成分簡單。（2）近地表淺成環(huán)境下形成的礦床,。這類礦床主要與鎂鐵-超鎂鐵質,、安山質或堿性淺成侵入體及噴出巖有關，主要形成銅-鎳,、鐵和金剛石的富集,，典型礦床包括俄羅斯的諾里爾斯克銅鎳礦床、西澳大利亞產于科馬提巖中的銅鎳礦床,、瑞典基魯納磷灰石-磁鐵礦礦床,、南非德蘭士瓦爾金剛石礦床等，這類礦床也是通過巖漿作用富集的礦床,。（3）由熱液作用富集形成的礦床,。源于上地幔侵位于地殼淺部的巖漿在冷凝結晶的晚期熔漿的沸騰作用可以產生巖漿氣液，或者巖漿房作為熱引擎,，驅動地下水或下滲的海水對流循環(huán),，萃取同源火山巖或淺成侵入體中的成礦物質富集成礦。前者形成的礦床主要包括碳酸巖中的稀土礦床,，如美國加州的芒特一帕斯（Mount-Path）和我國攀西地區(qū)的牦牛坪礦床,；后者的熱液系統(tǒng)主要形成火山巖型塊狀硫化物礦床，如塞浦路斯型礦床和黑礦型礦床,。顯然,，上地幔物質只有從地殼的兩種部位才有可能侵入到地殼淺部或到達地表。其一是地殼薄弱的部位,，這種部位通常是由于上地幔隆起而使地殼拉伸變薄,，從而導致上地幔物質上涌，如洋中脊部位和大陸裂谷區(qū),，此外,，太古宙時期的地殼很薄，致使上地幔物質曾經大面積侵入到地表形成綠巖帶,。其二是超殼深大斷裂發(fā)生的部位,，可成為上地幔物質迅速到達地表的通道,。分散在地殼內部的成礦物質可以通過中酸性巖漿作用或熱液（巖漿熱液,、變質熱液、地下水熱液）作用發(fā)生遷移和富集,。理論和實踐都已經證明,，地殼內部的礦源是成礦物質初步富集的巖石單元，這種巖石單元稱為礦源層。礦源層由沉積作用形成,，并在構造作用下埋藏于地殼深部,，成為深部礦源層。成礦物質來源于地殼內部的礦床可分為兩大類型：（1） 與巖漿作用關系密切的礦床,。地殼內部產生的巖漿作用起始于較老巖石的部分熔融,。這些較老的巖石或者是消減帶的鎂鐵質洋殼，或者是大陸殼下部的鎂鐵質角閃巖,，也可以是陸殼的長英質變質沉積巖,。由于鎂鐵質源巖中賤金屬和貴金屬豐度值較高，因而它們趨向于產生富含這些成礦元素的部分熔融體,；同理,，變質的長英質沉積巖則易于形成富含錫、堿金屬,、稀有和稀土金屬的部分熔融體,。在這兩類礦源巖中，部分融熔作用都是成礦元素富集的一個重要途徑,。顯然,，地殼深部礦源巖的性質、巖漿的形成過程以及巖漿的侵位對于這類礦床的形成是至關重要的,，然而,，這種由部分熔融作用產生的富含成礦物質的巖漿侵位后，僅依靠巖漿作用本身仍難以使其成礦物質進一步富集形成工業(yè)礦床,，必須借助于富水揮發(fā)相的作用,。如果缺乏這一過程，偉晶巖礦床就不能形成,，夕卡巖礦床就難以產生,，斑巖銅鉬礦床以及其他網脈狀礦床的斷裂系統(tǒng)就不能發(fā)育，由火山爆破作用產生的許多儲礦構造也就不會存在,。地殼深部礦源物質通過巖漿作用和氣液作用而聚集成礦,，可形成偉晶巖礦床、稀有元素礦床,、斑巖銅鉬礦床,、錫礦床、鎢鉬礦床,、接觸交代礦床,、多金屬礦床等。大量的研究表明,，許多空間上和時間上都與中酸性侵入體有關的熱液礦床,，其成礦流體的性質主要表現為大氣水來源、成礦物質則主要來自侵入體附近的圍巖。在這個意義上,，巖漿侵入體只是在該成礦系統(tǒng)中作為熱源起著熱引擎的作用,，驅動以大氣水為主的深部地下水對流運動形成地熱成礦系統(tǒng)。花崗巖化和混合巖化也可以使礦源層物質發(fā)生富集成礦作用,。許多事實證明,，一些與花崗巖化作用密切相關的礦床，如鎢,、錫,、鈹、鈮,、鉭,、鈾等元素，往往隨著多次花崗巖化（多時代和多階段）的發(fā)展而愈趨集中,，最終形成礦床,。（2） 與巖漿作用無關的礦床。在區(qū)域變質作用過程中產生的變質流體在變質和變形作用下可能被導流進入有利的構造環(huán)境,，如果變質流體在途中萃取了圍巖中的成礦物質,，在這種減壓擴容的構造環(huán)境中便可能聚集成礦。許多熱水型沉積礦床,，如密西西比河谷型鉛鋅礦與巖漿作用無關,，并認為所有的熱水型沉積礦床在其沉積場所都具有異常的海底沉陷特征，這種沉陷導致地殼上部處于張性應力狀態(tài),，因而促成沉陷區(qū)底部的地殼廣泛發(fā)育微細的張性裂隙,，使巖石滲透性顯著增強，使得地下水的對流能在相對較低的溫度條件下進行,，并萃取成礦物質,，形成成礦熱液，在適當的環(huán)境下沉淀富集成礦,。出露地表的巖石或礦體在風化剝蝕作用下發(fā)生分解,，使其中的成礦物質被釋放出來，隨地表水流進入到有利的沉積環(huán)境中富集成礦,。這類礦床包括各種沉積礦床和風化礦床,。典型案例是加拿大肖德貝理（Sudbury）Cu-Ni硫化物礦床。3.1.2 運（成礦物質的運移） 成礦物質從礦源區(qū)析出后,，由流體攜帶,，在運動中趨向集中，即向礦石堆積區(qū)運動的機理和過程,，簡稱含礦流體的運移,；包括流體運移的路徑，驅動流體流動的熱梯度和能量,。運移的介質：巖漿,、熱液、蒸汽,、超臨界流體,、地下水、地層水,、海水,、冰川等。運移的路徑：火山機構,、斷裂,、層間裂隙、斷層,、破碎帶,、角礫巖筒（帶）。3.1.3 儲（礦質的富集儲存） 儲指在一定有利空間,，成礦物質堆積富集的機理和過程,，即礦床的形成和定位的過程。儲庫的一個重要特征應像油儲的圈閉那樣具有防止成礦金屬流體泄露的功能,，這種圈閉可以是化學的（碳酸鹽巖等）或物理的（黑色頁巖或逆掩斷層等）,。基本的成礦機理是多因耦合,、臨界轉換,、圈閉富集、復合疊加成礦,；礦床系列是成礦系統(tǒng)作用的主要成果,。3.1.4 變（礦床形成后的變化） 礦床形成后的變化包括：礦床所在環(huán)境的變化、含礦地質體的變化,、礦體本身的變化等,。其變化是外在地質動力與礦床內在特質相互作用的過程。變化結果多是負面的（礦石質,、量的損傷,，礦床結構復雜化），但也有正面的結果（礦石品位加富,、礦體產狀集約化等）,。全面研究礦床的變化對正確認識礦床類型和成因，對在找礦工作中科學評價礦床均有重要意義,，是礦床學和礦產勘查學中應大力加強的研究領域,。礦床形成后其經歷的時間差異和所在的地質環(huán)境不同,，導致其變化的差異性和多樣性。通常,，古老礦床,，長期處在活動環(huán)境的礦床，不易保存,，譬如,，很少發(fā)現古生代以前的斑巖型礦床，但在南非和北美的穩(wěn)定克拉通中一些古老的綠巖帶金礦床得以很好的保存,。反之,，年輕礦床，長期處于穩(wěn)定環(huán)境的礦床就有可能保存其原貌,，譬如,，南美安地斯和東南亞新生代斑巖型礦床。礦床類型不同,，其受變化的形式和強度也有不同,。如果原有礦床的物性穩(wěn)定性強，則抵抗外力改造的能力就較強,，如金剛石,、剛玉礦床，風化可形成砂礦床,。3.1.5 保（礦床的保存） 礦床形成后,，經歷變化改造，有的能保存下來,，有的就消亡了,。我們就是開發(fā)利用這些保存下來的礦床，提供礦產資源以維護人類的生存和發(fā)展,。保存是在一定地質環(huán)境中礦床得以保存下來的作用,。它包括：（1）礦床保存的完整程度；（2）保存空間：地殼深部,、淺部,；海底、湖底,；山脈,、盆地等；（3）礦床改型保存,，如熱液脈型金礦變?yōu)樯敖鸬V得以保存,。有利保存條件包括：（1）礦床處于穩(wěn)定的地質“安全島”中，被后成覆蓋層所保護,；（2）適度的隆升-沉降作用,；（3）形成于構造“轉換域”,，保存于構造“穩(wěn)定域”；（4）區(qū)域地質演化過程中有利于礦床形成,、變化和保存要素的高效耦合,；（5）有利的氣候、海拔,、緯度條件,。以上是從源-運-儲-變-保成礦地質作用過程角度考慮大型-超大型礦床尋找預測應考慮的主要變量,。實際工作中通常會結合多種方法技術,，如地球物理、地球化學,、遙感等,。這些方法手段基本原理不同，勘查中其目標變量也不同,。如地球物理（除磁法以外）方法更多的屬間接的手段,，用以探測隱伏巖體和斷層的規(guī)模、產狀,、形態(tài)分布等特征,。地球化學方法重點涉及成礦物質來源，通常以地球化學異常指示成礦有利區(qū)域,。遙感方法可以提供深部構造在地表的地貌特征,、地表蝕變礦化信息等。隨著現代科學技術的進步,，將會有更多致礦信息變量能夠被探測,，并應用到大型-超大型礦床的預測與評價中去。3.2 成礦系統(tǒng)非線性動力學特征 20世紀末,，自組織臨界性概念被提出,，并作為解釋復雜系統(tǒng)行為的新的定律。近年來,，Hronsky和Mandelbrot將自組織臨界性與礦床的形成相聯系,，并認為異常地球動力學環(huán)境和能量臨界（閾）障（thresholdbarrier）控制大規(guī)模成礦系統(tǒng)流體流的演化。他們提出的一個重要論據是礦床空間上顯示分維分布,，并在其規(guī)模-頻率上服從冪律分布,。這正是自組織臨界系統(tǒng)的特征。自組織被定義為在局部相互作用系統(tǒng)中,，相對簡單的組分在大規(guī)?？臻g和時間上自發(fā)出現的有序現象。自然系統(tǒng)傾向于以最有效的方式自組織耗散（dissipation）高能量梯度,，并使熵值最大化,。通常的誤解是將熵值與無序相聯系,，事實上在復雜的開放系統(tǒng)中能量有序耗散比無序耗散更有效。臨界性概念涉及結構變化的臨界閾值（thresholdvalue）,。成礦系統(tǒng)自組織臨界過程是一個成礦能量和物質緩慢積累隨后迅速釋放堆積的過程,。自組織臨界系統(tǒng)具有非線性特征，即很小的變化能夠產生巨大的后果,。當成礦系統(tǒng)自組織過程達到臨界（閾）狀態(tài)時,，成礦能量和物質的瞬時釋放堆積表現為典型的冪律分布行為。在一個礦集區(qū)內,，礦床形成的規(guī)模與產出的頻率之間呈現冪律分布,，以及礦床的空間分布為分形分布，不僅為成礦系統(tǒng)具有自組織臨界性特征,，而且為聚焦找礦戰(zhàn)略提供了科學依據,。Carlson對內華達Au礦床開展一項有意義的研究表明：礦床距離-頻率分布具有兩個分維總體（服從多重分維分布），兩個分布的拐點為30km,，這在對數距離分布上揭示一個線性梯度變化,。應用同樣的方法，Rained進一步研究表明美洲幾個斑巖成礦省相關的礦床也具有類似的多重分維距離-頻率分布,，兩個分布的拐點介于30?90km,，并認為這些拐點與礦床規(guī)模的中位數成正比，反應在局部和地殼尺度上導致礦床形成的特定的地質控制因素,。類似地,，在一個礦集區(qū)內，礦床品位-噸位模型和礦床規(guī)模-頻率模型也都服從冪律分布,。除成礦系統(tǒng)外,，某些復雜的地質系統(tǒng)具有有序的時空分布模式而顯示明顯的自組織性，這種自組織現象通過統(tǒng)計外推和內推具有可預測性,。地球系統(tǒng)自組織的一個最宏觀的案例就是地核通過冷卻作用導致四極地幔的對流和超級大陸長期的周期性的拼合與裂解,，循環(huán)的周期為600?900Ma。自組織模型也已被用于解釋在多樣性地質系統(tǒng)特定尺度區(qū)間內重復發(fā)生時空分布周期性模式,。沿大陸和島弧火山間距的研究為研究某些諸如火山塊狀硫化物（VMS）,，斑巖和熱液等與巖漿系統(tǒng)相關的成礦系統(tǒng)提供了重要信息。Carr等基于Cocos-Caribbean火山弧研究表明從一個島弧到另一個島弧火山分布的平均間距的變化主要取決于板塊的匯聚速率,、巖漿產生的體積和地殼厚度,，具有噴出最大巖漿量的火山中心幾乎是等間距周期性分布的。McCuaig和Hronsky認為在自組織臨界性行為發(fā)生的地方當能量以巖漿,、流體和熱的形式施加到系統(tǒng)時,，存在一個臨界（閾）障阻止能量逐漸耗散。這種臨界（閾）障包括脆韌性轉換帶,、封閉斷層帶,、不滲透性巖蓋,、侵入體結晶甲殼和背斜脊部等。這些障決定潛在的超壓流體流庫的發(fā)育位置和礦化發(fā)育的規(guī)模,。發(fā)生在臨界（閾）障中的自組織令人信服地影響礦床空間周期性分布規(guī)律,。由于超壓流體能夠創(chuàng)造性地開辟它們自己的可滲透運移路徑，超壓流體臨界（閾）障的發(fā)育與礦床規(guī)模具有密切關系,。發(fā)育于基底巖石中的深部斷裂隧道在靜巖壓力下控制由應力觸發(fā)破裂產生的擴散流體流,。因此在構造帶（tectoniccorridor）主應力區(qū)域有助于確定流體運動方向的深部斷裂的行為應該是能夠預測的，這種深部斷裂的行為有助于礦田規(guī)模的靶區(qū)的定位預測,。礦床空間周期性分布繼承了下伏斷裂結構構造,，具有其自己特征的空間分布模式，這種下伏斷裂結構構造具有應力導向和流體供給的功能,。較老基底中同一體積巖石中的多期礦化加固基底結構在礦集區(qū)定位上的持續(xù)作用,，有些結構構造對流體流的發(fā)育扮演重要的角色,。自組織成礦系統(tǒng)中近似等距分布的活動斷裂可能對礦床周期性空間分布具有重要的控制作用,。許多地動力環(huán)境都傾向于包括一個復雜的成礦系統(tǒng)，并以不同規(guī)模和不同程度的主動和被動系統(tǒng)相互自組織作用為特征,。自組織臨界成礦系統(tǒng)的有序度與系統(tǒng)試圖移除的潛在能量梯度的規(guī)模有關,。資源稟賦異常富集的區(qū)域通常與巖石圈內與異常構造熱事件相關的能量梯度異常以及與能量耗散結構相關的高度自組織程度相聯系。因此礦床空間周期性分布期望優(yōu)先出現在資源稟賦富集的成礦省,。3.3 超大型礦床成礦過程耦合機制 Laznicka在其第二版《巨型金屬礦床》中強調成礦強度,，成礦有利背景和最佳致礦因素的耦合是形成超大型礦床的基本條件。多種成礦因素的耦合是形成超大型礦床的一種重要機制,。就斑巖型礦床全球分布而言,，典型的超大型斑巖礦床分布于美國西部（例如Butte、Bagdad,、Morenci和Sierrita礦床）和墨西哥北部（例如CananeaandLaCaridad礦床）的晚中生代／早新生代的拉拉米斑巖帶內,，及智利北部始新世—漸新世斑巖帶內（例如Colahuasi，Chu-quicamataandLaEscondida礦床）以及西太平洋新生代島弧斑巖帶內（印度尼西亞巴布亞島Grasberg斑巖型Cu-Au-Ag礦床等）（圖8）,。
該示意圖說明了斑巖銅礦和低溫熱液型金礦形成的一般模式,。LS，氐硫化型,；紫色框突出了可能導致增強形成超大型礦床的特點或過程,。 一些世界上最大的斑巖型Cu-Au礦床和低溫熱液型Au-Ag礦床以及超大型造山型金礦床，顯然是斑巖型和低溫熱液型系統(tǒng)以及中低溫熱液成礦系統(tǒng)的公認的一部分,。不過,，每個礦床也都有一個或多個與眾不同的特征形成超常的規(guī)模或高品位的礦化,。這些與眾不同的特征對他們本身來說并不是獨特的,，但是與較常規(guī)的成礦過程結合就能形成超大型礦床（圖8）,。這些特征包括能夠引起多種巖漿活動的俯沖或碰撞環(huán)境中的獨特的或瞬時的構造。尤其是活潑的圍巖也可以作為礦石礦物沉淀的化學圈閉,。此外,，流體集中流動或密閉要么在構造上控制富礦礦石的形成，要么在不透水的巖石蓋層下捕獲流體,。大部分條件或這些條件發(fā)生的可能性可以通過對給定區(qū)域的構造和巖漿的演化進行仔細研究才能識別出來,。因此，超大型礦床形成的可能性是可以預測的,。在斑巖型和低溫熱液型礦床形成過程中,，有利于加強整個沉淀過程的異常是可以識別的。因此,，重點關注能夠指示異常存在的有利的地質背景,，這樣超大型礦床的勘查可能會更高效。4 超大型礦床勘查評價系統(tǒng) 礦產勘查的目的是找到含有非常豐富的特定的元素或礦物的巖石,，并且有足夠的規(guī)模能夠進行經濟開采,。礦床品位越高，礦化巖石的噸位就越大,，獲得的潛在利益就越大,，可獲利的礦床被開采的時間就越長。大型礦床在開采,、規(guī)劃和管理集中的規(guī)模經濟中也可獲得利潤,，大型設備的使用也降低了成本。同樣,，礦山開采年限長也需要大量資本購買大型和壽命長的基礎設施,。此外，規(guī)模經濟通過提高能源效率和合理土地開發(fā)減少了對環(huán)境的影響,。因此,，大多數勘探公司尋找大型或超大型礦床，一方面能獲得最大投資回報,，而且獲得利潤的前景比較長,，對環(huán)境和社會的影響也最小。4.1 從成礦系統(tǒng)到勘查系統(tǒng) 在已出版的成礦系統(tǒng)模型中很少涉及自組織臨界性和空間周期性概念,，大多數成礦系統(tǒng)模式遵從經典還原論者的做法,，在識別成礦的關鍵環(huán)節(jié)上，以線性模型將“源”-“運”-“儲”-“存”鏈接在一起,。事件地質學模型隱含著一種假設：諸如“源”-“運”-“儲”-“存”等成礦關鍵要素的起源是相互獨立的,。的確，貝葉斯（Bayesian）證據權理論假定：每個成礦要素（參數）的行為相對于其他成礦要素（參數）是條件獨立的。在現實世界中,，決定整個成礦系統(tǒng)行為的諸成礦要素之間存在著復雜的相互作用,。這種復雜的相互作用導致成礦的非線性行為，并奠定礦產資源稟賦服從冪律分布的基礎,。自組織系統(tǒng)模型能夠基于成礦系統(tǒng)基本要素相互作用的產物對再現成礦過程提供有價值的新的視野,。由于巖漿（熱液）成礦系統(tǒng)成礦的證據肯定保存在蝕變礦化產物中。通過對成礦要素及其潛在控礦因素的統(tǒng)計分布模式研究能夠提高成礦預測的概率,。前已述及,，一些礦床（礦集區(qū)）沿構造帶具有空間分布周期性規(guī)律。對于更大的空間分布間隙,，可能是存在迄今還沒被發(fā)現的礦床,，有待通過進一步勘查去發(fā)現；也可能是礦床空間分布的不規(guī)則性（隨機性）所致,。但有些礦床更大分布間隔大致是另一些礦集區(qū)沿整個構造走廊空間分布中位數間隔的2倍,，這和資源稟賦周期性空間分布間隙的概念是一致的。還有一些較小的礦床（礦集區(qū)）產出在更大的礦集區(qū)之間,，且具有更緊密的空間分布間隔,。這就支持礦床多重尺度空間分布間隔和雙尺度空間分布間隔模型。成礦系統(tǒng)劃定勘探目標的方法依賴于5個問題：（1）系統(tǒng)的結構體系和規(guī)模,；（2）系統(tǒng)的壓力-溫度和礦化空間發(fā)育的動態(tài)歷史,；這些問題中的每一個都需要研究不同空間尺度礦床的地球化學特征,。礦床是地球系統(tǒng)演化過程中在物質和能量上的一種集中表現形式,。一個礦床的形成涉及源-運-儲等關鍵成礦過程，礦化過程能夠分解成一系列基本成礦過程,，而每一個基本成礦過程發(fā)生的概率假定是相互獨立的,，但事實上，各種成礦要素之間存在著重要的相互依賴關系,。一個區(qū)域內成功發(fā)現礦床的先驗概率是可以計算的,。這一思想已被應用于勘探方案的評估，并發(fā)展為靶區(qū)決策方法技術,。成礦系統(tǒng)（成礦譜系）側重于不同礦物系統(tǒng)中常見成礦過程,，而不是一種類型的礦床所特有的地質特征的研究。因此,，它能夠發(fā)現新類型的礦床,，而不僅僅是發(fā)現那些已發(fā)現礦床類型。金屬成礦系統(tǒng)本身就更復雜，金屬和流體具有多種潛在來源,，并且可以來自沿途的多個地點,，其中包括最終成礦的地點。進一步說,，熱液金屬礦床不涉及流體的捕獲,，而是從流體中提取金屬。一些學者主張采用一種方法,，側重于研究各種尺度下整個成礦系統(tǒng)的驅動因素,，其中包括地球動力學背景、結構構造,、流體流儲庫,、流體流動驅動因素和路徑以及堆積機制等。成礦系統(tǒng)并不等同于勘查選靶系統(tǒng),。為了應用成礦系統(tǒng)在不同的尺度上進行選靶決策,，首先必須建立一個實用的選靶模型。勘探選靶模型的關鍵實際要求是,，它側重于可在現有的或實際獲得的數據集中建立評價標準,；最理想的是那些具有統(tǒng)一的無偏的覆蓋整個勘查區(qū)的數據集標準。我們提出了一個4層框架,，允許將成礦系統(tǒng)的高層次概念逐步轉化為實際識別靶區(qū)的標準,。這一框架中的四個連續(xù)步驟包括：（4）繪制靶區(qū)定位準則，可用于直接探測選靶要素,。繪制靶區(qū)定位標準就是提取構成地質,、地球物理和地球化學以及遙感找礦空間信息，這些信息構成基于GIS的遠景分析中可供查詢的空間圖層信息（即“預測者”地圖）,。必須確定成礦系統(tǒng)中的所有關鍵過程,、組成過程、靶區(qū)定位要素和選靶標準（和預測圖）,。關鍵過程是成礦系統(tǒng)的主要特征,，因此，對于典型的成礦系統(tǒng)應該具有普適性和不同成礦系統(tǒng)的共性,。如果這些過程中的任何一個未能發(fā)生,，就不會形成任何礦床。譬如,，在造山帶金礦系統(tǒng)中,，從成礦熱液中萃取金（金的實際沉淀）是金成礦的關鍵過程之一,。這是由于載體溶液觸發(fā)化學變化，從而誘發(fā)載液中的金配合物不穩(wěn)定,，并導致金的沉淀,。這種萃取效果可以通過3個組成過程來實現：（1）流體混合；（2）流體與圍巖反應,；（3）將流體置于物理應力下,，導致流體發(fā)生化學變化，如降低溫度,，從而降低了金的溶解度,，或者壓力大大降低，從而導致流體分解,，改變了流體化學,，并導致金沉淀。我們很難繪制正在發(fā)生的成礦過程,，但我們可以獲取這些過程發(fā)生的證據,，譬如圍巖反應視為一種沉積金的機制，流體與圍巖的反應可能產生不同于區(qū)域變質礦物組合的特征蝕變和地球化學異常,。概念勘探選靶從廣泛的區(qū)域礦集區(qū)尺度（找礦有利地段）,，到礦田尺度（礦產資源潛在地段），再到礦床尺度（礦體遠景地段）,。在這一系列的尺度中,，選靶標準的相關性將由于下列因素而發(fā)生變化：（1）成礦系統(tǒng)中不同臨界過程作用規(guī)模；（2）能夠在整個項目研究區(qū)域內確定可描述的選靶標準的地球科學數據集的可用性,。廣義的區(qū)域尺度被定義為從全球尺度（例如,，克拉通／盆地／造山帶是產生所期望的商業(yè)礦床或礦化樣式有利地段）到對礦化有利的構造帶或地體（即幾千平方千米）尺度。在礦田規(guī)模上重點是選擇有利于巨型礦藏形成或成礦作用聚集的區(qū)域（即幾十平方公里）,。礦體遠景地段被定義為可供鉆探探礦的直接找礦目標,。將成礦系統(tǒng)概念組成要素與實際可獲得的數據聯系起來，以支持勘探選靶實施這一框架的關鍵要素是一個四步的過程,。這些步驟包括下列逐步轉換：從（1）成礦系統(tǒng)的關鍵過程（礦床形成必須發(fā)生）到（2）成礦系統(tǒng)的組成過程（關鍵過程可能發(fā)生各種方式），到（3）反映在地質學中的選靶要素（這些過程已經發(fā)生的證據）和（4）能被用于直接或間接探測選靶要素描述標準,。在選靶過程中通常存在來自多種因素的不確定性,，其中包括：（1）在地學數據集中，如何更好地制定選靶標準,；（2）選靶標準如何更好地反映選靶要素,；（3）選靶要素如何反映成礦關鍵過程；（4）如何通過間接找礦信息確切地描述成礦關鍵過程是預測工業(yè)礦床的關鍵,。4.2 勘查評價的目的和要查明的主要對象 礦產勘查的目的是尋找不同類型和規(guī)模的含礦地質體或礦化地質體,，在發(fā)現之后，就要利用各種手段查明其地質、技術,、經濟和環(huán)境特征并在不同勘查階段根據不同需要進行不同程度的定量評價,。（1）礦：這是礦產勘查的主要目標和對象，包括成礦區(qū),、成礦帶,、礦田、礦床和礦體,。找礦,，可以分為新區(qū)找礦和就礦找礦兩大類型。勘探,，可以分為對已發(fā)現礦床的初步勘探和詳細勘探及已開采礦床的深部勘探和生產勘探,。（2）地：這是礦產勘查的主要研究內容，找礦時要研究成礦地質背景,，控礦地質因素,，找礦地質標志，這里的“地”是廣義的,，綜合的“地”,，包括地質、物探,、化探,、遙感等背景、因素和標志,，勘探時主要研究礦體的分布范圍,、規(guī)模、形態(tài),、產狀,、礦石的數量和質量，礦石的自然類型和工業(yè)品級,，查明成礦的多樣性,，研究礦體時空變化性質，變化程度和控制變化的地質因素,，查明礦體的分布和變化規(guī)律,，建立礦床和礦體的時、空,、因,、譜系。（3）經：礦之所以為礦,，就是因為具有可開發(fā)利用的經濟價值,，由自然作用或人工作用而形成的地球物質（甚至包括天體物質）在達到具有經濟價值的質和量時,，就稱其為礦，學名為“礦床”,，通俗稱為“礦產”,，這種資源則稱為“礦產資源”。地球物質的礦與非礦界線是動態(tài)的,，不是一成不變的,，隨著科學技術的發(fā)展，過去不能被經濟利用的物質,，現在可能被利用了,，現在暫時不能利用的，在不久的將來也可能被利用,，這種潛在可被經濟利用的礦產資源,，我們稱之為“非傳統(tǒng)（非常規(guī)）礦產資源”，所以,，在礦產普查勘探過程中,，自始至終貫穿著對含礦地質體的經濟評價，從界定其為礦與非礦,，進而確定其為大礦或小礦,，富礦或貧礦，單一礦還是綜合礦,，常見礦還是稀缺礦等,，在很大程度上都以經濟評價為基礎。礦床經濟評價可以分相對評價和絕對評價,，相對評價是對礦床經濟價值大體進行比較評價,，如從這種礦產的意義上看，可分世界級,、國家級,、區(qū)域級和局部級；戰(zhàn)略性礦產和一般性礦產,；從可供性和稀缺性也可區(qū)分為不同等級,。絕對評價是將礦床價值折合成現值，以貨幣價值形式評價礦床的優(yōu)劣,，絕對價值的評價有時受國際礦業(yè)市場的影響或其他偶然因素,，如戰(zhàn)爭等因素影響而發(fā)生變化或扭曲。（4）技：是對礦床的技術評價,，主要涉及礦床的探、采,、選,、冶,、用等工藝和技術特征，主要是開發(fā)利用的難易程度評價,，合理技術和工藝手段的選擇,，成本與效益評價，投入與產出比較評價,，安全生產保證條件,，高新技術應用及高端產品產出的前景等方面。影響上述各項指標的主要因素是：①礦體規(guī)模,、形態(tài)及產狀,；②礦體埋藏深度及含礦地質體內部結構；③礦體與圍巖接觸關系及圍巖,、礦體機械物理性質,；④礦石物質成分及有用元素或礦物賦存狀態(tài);⑤礦石可綜合利用及無廢礦業(yè)的技術可行性;?礦石開發(fā)利用產業(yè)鏈的長度和復雜度；⑦高附加值終端產品開發(fā)的技術潛力評價,；⑧影響安全綠色開發(fā)利用的技術因素分析與評價,。（5）環(huán)：是礦床勘查開發(fā)利用的環(huán)境因素，包括礦床勘查開發(fā)利用過程對天然和人工環(huán)境的擾動,，如對礦體所在地土壤,、植被、生物,、巖石,、地形地貌等方面的破壞和影響程度，對礦產開發(fā)地區(qū)人工設施的影響,。如“三廢”排放量及對環(huán)境污染途徑及程度評價,，綠色勘查及綠色礦業(yè)的主要措施及可行性評價，“三廢”再利用及循環(huán)經濟發(fā)展的潛力評價,，“生態(tài)保護第一,，尊重群眾意愿”原則的實現及綠色礦山標準和制度的落實難點與措施，礦山地質環(huán)境治理與礦區(qū)土地復墾等外部性工作量估計及資金需求,，礦山環(huán)境監(jiān)測及恢復治理技術的獲取和掌握能力評價等,。4.3 實現勘查評價定量化的方法與途徑 礦產勘查方法多種多樣，地物化遙鉆等方法繁多,，但從查明礦床或礦體各種主要特征的需要視角來看,，基本上可歸結為三大類型方法：（1）查明外部特征的剖面法；（2）查明內部特征的取樣法及（3）查明礦床價值的評價法,，因此,，十字訣中的“線、面,、體,、度,、率”就是這三大類方法的具體實施和取得相關信息的載體。（1）線：線是一維的觀測法,，可以在任何地方根據任務需要布置一維的觀測線,，可以長短不同，內容不同,，例如可以是地質路線,，物探測線，化探測線,，也可以是垂直的,、水平的或傾斜的鉆孔及伴隨各種錄井，當然也可能是一維的各種探礦坑道及相應編錄,，測線布置一般是垂直地質體,，如地層或礦體的走向，也就是說,，要力圖沿地質體的最大變化方向布置,，以便盡可能揭示最多的變化特征。沿觀測線可以采取各種樣品,，進行各種儀器測量,，從而獲取相關數據。沿觀測線的觀測可以是連續(xù)的,，也可以是離散的,，后者是在線上布置一定的觀測點，觀測點可以是等距的,，也可以是有重點的,，觀測點的間距取決于地質體的變化性質和變化程度，其合理密度與間距以能控制地質體的變化性為準則,，不同觀測線之間的距離也取決于地質體變化性的大小,，當然，觀測點或線距的合理確定還取決于對觀測或研究精度或程度的要求,。因此,，觀測點的合理密度及間距取決于被觀測地質體的變異度，以及對工作要求達到的精度和程度,。（2）面：是二維的觀測方法,。對地質體可以進行不同方向，不同間距,，不同類型的剖面觀測,，通過二維空間的剖面觀察或度量，可以更多地和有效地了解地質體規(guī)模、形態(tài),、產狀,、內部結構及質量的變化,，獲取更多的信息,。剖面法是查明地質體外部特征的基本方法。二維剖面的構置是以一維路線觀察為基礎或以路線上的觀測點之信息為基礎,，如地質剖面圖,，礦床的勘探線剖面圖，水平中段平面圖,，礦體縱投影圖,，各種平面投影圖等。二維剖面是以點線觀測信息為依據通過內插外推進行連接而構成的,。因此,，剖面圖的精度取決于地質體的變化程度和觀測點的密度和間距，例如,，勘探線剖面是通過線上布置的鉆孔所揭露的礦體和其他地質體的界面進行連接而成,，由于地質體的變化和復雜程度不同，鉆孔間距疏密不同,，內插和外推可能是單方案的簡單連接,，也可能是多方案的不同連接，這就使二維剖面的精度和可靠性有很大不同,，物化探剖面同樣可能由于這些原因而具有不同程度的不確定性,。二維剖面的合理間距確定也與上述點距線距之原則相同。（3）體：這是三維主體信息獲取的方法,，根據點,、線、面的信息建立三維主體模型,，三維模型可以是連續(xù)型模型,，也可以是離散型模型，后一種模型其地質界線是簡單的直線,，分割或聯接,，而不是連續(xù)的自然邊界，例如根據不同的時代巖性特征及構造特征劃分為不同的地質塊體或構造層,，構建立體模型不僅是地質研究的需要,，也是礦床儲量計算的需要，建立體模型也是為后續(xù)的礦床開采提供重要信息,，為確定合理開采方法等的需要,，而比較評價是礦床勘查三大方法之一，所以具有綜合性和總括性的重要意義,。對于礦石與圍巖無明顯邊界的礦床,，例如一些細脈浸染型或網脈狀礦床,，必須通過取樣根據所確定的工業(yè)指標進行圈定，在這種情況下,，礦體規(guī)模大小和內部結構復雜程度取決于工業(yè)指標的高低,。（4）度：與礦產勘查定量預測及評價相關的“度”，主要有豐度：元素豐度法是礦產資源量估計方法之一,，元素豐度大多與元素形成礦床的儲量規(guī)模成正比,。勘查難易程度：是劃分勘探類型的主要依據；勘查精度：通常以儲量級別加以表述,；勘查程度：通常以勘查階段加以表述,。成礦有利度：可作為確定成礦遠景預測區(qū)的依據，通過對成礦控制因素及找礦標志研究而建立的數學模型計算而獲取有利度值,。礦產稀缺度：這是取決于礦產的重要性和資源的可供性雙重因素,，對于重要的戰(zhàn)略礦產而又供應不足的資源，其稀缺度最高,，供應不足可由于市場因素,，也可由于自然因素造成。成礦因素或找礦標志的信息度：這是對各種控礦因素及找礦標志對指導成礦預測和評價的重要性評價指標,。可信度：由于成礦觀測與評價諸多因素的不確定性,，預測與評價結果也具有不同程度的不確定性，因此,，對勘查結果要給出可信度評價,。（5）率：這是在礦產勘查中需定量評價的許多因素和指標，含礦率有線,、面,、體含礦率。見礦率包括各種勘查工程見礦率,；回采率包括不同采礦方法及礦石礦體特征影響,；回收率包括礦石物質成分，賦存狀態(tài),，物化性質影響等,；綜合利用率系指礦石有用組分及可綜合利用性；勘查成功概率包括各種可能勘查結果的概率分布,。4.4 綜合定量勘查評價 綜合定量勘查評價,，即數字找礦是通過建立數字找礦模型實現的。礦床及其周圍局部和區(qū)域的地質,、地球物理和地球化學以及遙感地質等勘查信息構成認識成礦規(guī)律和資源潛力評價的基礎,。數字找礦首先涉及以建立綜合信息找礦概念模型為基礎的地質、地球化學、地球物理以及遙感地質等單學科異常信息的提取,，然后通過對多學科異常信息的集成,，應用集成的多學科信息（綜合信息）建立數字找礦模型，最后借助于數字找礦模型定量圈定找礦靶區(qū),，評價資源潛力（圖9）,。數字找礦模型是控礦因素與找礦標志的定量表達。在綜合信息找礦模型中,，蝕變礦化信息是基礎,，地球物理信息、地球化學以及遙感信息從控礦因素定量化角度能夠對礦床模型提供某些約束,，以減少其不確定性。但這些信息作為對礦床物理和化學性質的補充描述,，必須與已知典型礦床的成礦環(huán)境,、成礦過程和礦床本身的組構組分盡可能具有一致性。這樣建立的綜合致礦信息找礦模型不僅能夠更全面地刻畫礦床形成和分布的復雜性規(guī)律,，而且能夠克服應用單一致礦信息實施成礦預測的不確定性,，從而提高找礦效率。空間數據分析包括一系列有助于描述,、理解和預測地質體空間分布模式和地質體空間組合規(guī)律以及相互間內在聯系的活動,。在GIS中模擬是發(fā)現、描述和預測空間現象等分析過程的重要組成部分,，綜合致礦信息找礦模式雖然不能了解地質異常事件發(fā)生,、發(fā)展、演化的全部過程,，但它為刻畫這種過程以及成礦地質事件與礦床之間的關系提供一個理想化的框架,，且有助于進一步認識事件及其產物之間的內在聯系，為預測資源體奠定了理論基礎,。
數字找礦模型的建立強調實現“由地質體（或礦產資源體）特征到空間地質異常信息模型,，再根據空間異常信息模型推斷地質體（或礦產資源體）特征”。這一信息雙向轉換的重要意義,，涉及多學科致礦異常信息提取,、信息關聯、信息轉換和信息集成等一系列過程,。基于綜合致礦信息數字找礦模型的找礦靶區(qū)定量評價,，其中包括找礦概率模擬，基于證據權的成礦有利度定量評價,，基于特征分析的成礦有利度定量評價,。下面以個舊地區(qū)Sn-Cu多金屬找礦靶區(qū)定量圈定與評價為例闡述之。4.4.1 綜合致礦信息概念模型 個舊超大型Sn-Cu多金屬礦床位于揚子地塊和華南地塊的結合部（圖10），紅河—哀牢山地幔隆起的北東側的次級個舊地幔隆起上,，其礦化與晚白堊世花崗質巖漿活動密切相關,。在地質、重力,、地球化學致礦信息提取的基礎上,，建立了綜合致礦信息概念模型：（1）不同規(guī)模的SN和NW、NE以及EW走向斷裂系統(tǒng),，包括由它們引起的不同規(guī)模,，不同類型和不同方向的線性和環(huán)形構造。上述構造不僅不同程度地控制容礦地層,、侵入巖空間分布,，也控制了各種類型Sn-Cu多金屬礦床（點）的空間分布；（2）三疊紀（個舊地區(qū)）和寒武—泥盆紀的碳酸鹽巖系（含玄武巖系）分別是個舊超大型Sn-Cu多金屬礦床和薄竹山地區(qū)白牛廠超大型A曠Pb-Zn礦床的主要容礦地層,；（3）晚白堊世構造巖漿作用是形成個舊—薄竹山礦集區(qū)花崗質雜巖體及其相關內生熱液礦床的必要條件,。這些侵入體通常是高度分異的“I”型、“S”型以及“IS”型花崗質巖石,。環(huán)繞這些侵入體通常發(fā)育系列礦化,；（4）具有濃度分帶的Pb-Cd-Ag-Zn-Sn-Mn-Cu-As元素組合異常，U-Th-Nb元素組合異常以及Au-Sb-元素組合異常是識別礦異常的重要標志,。綜合致礦地質異常概念模型是選擇靶區(qū)變量的依據,，是建立綜合致礦地質異常有利度定量預測模型的基礎。 
圖10 個舊—薄竹山礦集區(qū)區(qū)域地質礦產分布
4.4.2 綜合致礦異常找礦靶區(qū)定量評價模型 基于綜合致礦異常找礦靶區(qū)概念模型,，我們選擇下列3類11個變量作為資源預測變量：（1）地質礦化變量：X1（Sn-Cu-W-Pb-Zn-Ag-Mn礦化）,，X2（晚白堊世花崗巖），X3（斷裂/褶皺）,，X4（三疊系／泥盆系／寒武系碳酸鹽巖地層）,；（2）地球化學變量：X5（Pb-Cd-Ag-Zn-Sn-Mn-Cu-As組合異常），X6（W-Be-Bi-Cu-As-Sn組合異常）,，X7（U-Th-Nb組合異常）,，X8（Au-Sb組合異常）；（3）重力變量：X9[IMF1負異常（隱伏巖體）及環(huán)形正異常（蝕變帶）],，X10IMF2負異常（隱伏巖體）X11［ IMF3負異常（隱伏巖體）],。應用特征分析方法建立的個舊—薄竹山礦集區(qū)成礦有利度方程為
4.4.3 臨界值確立與礦產資源體潛在地段圈定 根據方程（1）在計算研究區(qū)成礦有利度基礎上將樣品單元的成礦有利度值按0.1間隔劃分為9個數據組并分別計算每組數據的頻率以及它們的累積頻率（表1）。表1 個舊一薄竹山礦集區(qū)樣品單元成礦有利度頻率和累積頻率
根據累積頻率在正態(tài)概率格紙上繪制累積頻率分布圖,，根據圖上的累積頻率分布點,，可擬合成兩條斜率明顯不同的直線，分別代表兩個不同的母體,，而兩條直線的交點所對應的橫坐標值（0.80）可視為圈定成礦地質單元的臨界值（圖11）,。
圖11 個舊—薄竹山礦集區(qū)樣品單元成礦有利度累積頻率分布 以0.8為臨界值,，共圈定各種規(guī)模的成礦地質單元8處(圖12)。8處成礦地質異常單元包括了本區(qū)所有已知的Sn-Cu多金屬礦床和Ag-Pb-Zn多金屬礦床,，以及90%以上的礦點,。
圖12 個舊一薄竹山礦集區(qū)Sn-Cu和Ag-Pb-Zn多金屬礦產資源體潛在地段分布
4.4.4 成礦概率估計
根據Pi值，可對找礦靶區(qū)進行分級,，并優(yōu)選出最佳找礦靶區(qū),。
4.4.5 礦產資源體潛在地段圈定與定量評價 根據公式（2）和（3）分別計算各靶區(qū)的找礦優(yōu)度和找礦概率（表2）。 表2 靶區(qū)找礦優(yōu)度及找礦概率
取0.10為臨界值,，根據找礦概率把上述8處靶區(qū)分為兩級：這樣,，屬于A級靶區(qū)的有（按Pi值大小排列）V、II,、III,、IV、VIII號5處靶區(qū),，其余（I,、VII、VI號3處靶區(qū)）為B級靶區(qū),。其中V號靶區(qū)是個舊5大礦山所在的靶區(qū)。A級靶區(qū)是進一步找尋Sn-Cu多金屬與Ag-Pb-Zn多金屬礦產資源體遠景地段的首選靶區(qū),。5 總結 總之,，礦產勘查是一項多階段的探測活動。針對隱伏的和新類型超大型礦床,，集“成礦背景,、過程與勘查評價”于一體的找礦理念是礦產勘查成功的關鍵。我們根據地球成礦動力學理論,，將地殼結構復雜的地質異常區(qū)域（如板塊邊界）定義為找礦可行地段,；在找礦可行地段內，根據成礦系統(tǒng)理論,，將成礦關鍵要素（源,、運、儲,、蓋）發(fā)育的地段定義為找礦有利地段,；在找礦有利地段內，根據成礦系列理論,，將可能出現礦床共生組合的地段定義為找礦遠景地段,。根據自組織成礦系統(tǒng)理論，一個礦集區(qū)內,，礦床規(guī)模-頻率冪律分布,，奠定了多尺度聚焦找礦的理論基礎,。地質礦化單一信息的多解性和不確定性奠定應用綜合致礦信息找礦的理論基礎。基于成礦系統(tǒng)和綜合致礦信息數字找礦模型的礦產勘查是從成礦的因果關系（本質）和礦床與諸控礦因素的相關關系（現象）兩個方面確定可能礦化地段的最有效方法,。超大型礦床找尋,，上升至綜合地學學科水平，應視為一種科學的探索,。這種探索綜合來自地學各相關領域致礦大數據信息,，然后將從這些信息中獲取的關鍵成礦過程和參數轉換為找礦的空間數據信息，根據選靶模型識別并確認這些空間數據信息的存在,，最后在全球,、成礦省和礦化集中區(qū)尺度上圈定能夠定量排序的超大型礦床的找礦遠景區(qū)(靶區(qū))。集“成礦背景,、過程與勘查評價”于一體的找礦理念應為未來的超大型礦床勘查奠定理論和方法學基礎,，為應用直接探測技術和方法探測礦床提供合理的工程勘查方案。博士生尚志和碩士朱旭清繪文中圖件,，評審者提出諸多建設性改進意見,，在此表示感謝！謹以此文慶祝我國礦產勘查和數學地質學科的開拓者趙鵬大院士90華誕,！ 來源：地學前緣(中國地質大學(北京),；北京大學)，第28卷第3期 2021年5月,。
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