矿床成矿系列与成矿预测研究新进展——“《中国矿产地质志》‘成矿系列与找矿方向’”专辑特邀主编寄语.pdf
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1、2023 年 7 月 地 球 学 报 Jul.2023 第 44 卷 第 4 期:559-564 Acta Geoscientica Sinica Vol.44 No.4:559-564 收稿日期:2023-06-08;改回日期:2023-06-15;网络首发日期:2023-06-20。责任编辑:闫立娟。作者简介:王登红,男,1967 年生。研究员,博士生导师。主要从事矿产资源研究。E-mail:。矿床成矿系列与成矿预测研究新进展“中国矿产地质志成矿系列与找矿方向”专辑特邀主编寄语 王登红 中国地质科学院矿产资源研究所,自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037 摘 要:中国矿
2、产地质志系列志书由全国 600 多家单位、4000 多名地质工作者,历时十多年编纂而成,计划出版 200 多套志书、150 余套附图,全面记录我国 180 余种矿产、7 万余处矿产地的矿产勘查成果和成矿规律,实现我国已发现矿种、矿产地和国域面积的三个全覆盖。该志书填补了历史空白,具有划时代的里程碑意义。该套志书是在“矿床的成矿系列”(简称“成矿系列”)理论思想指导下开展研编的,厘定了地球系统演化各个时空域中矿种全覆盖的矿床成矿系列,构建了全国 94 个成矿带和 31 个省区市的区域成矿谱系,在此基础上构建了时间域、空间域及成矿作用紧密结合的成矿体系,并进一步应用成矿系列的“全位成矿、缺位找矿”
3、的预测思维开展了全矿种的成矿预测。在地球学报编辑部的大力支持下,主动服务于新一轮找矿突破战略行动,我们从全国、省域、成矿区带等不同尺度,选取 12 篇论文,组成“中国矿产地质志成矿系列与找矿方向”专辑,对铁、金、稀有、稀土、稀散、磷等战略性矿产等进行了系统总结和分析,旨在为新一轮找矿突破战略行动中找矿工作选区和部署提供科技支撑,促进国内重要矿产资源的勘查开发,增储上产。关键词:中国矿产地质志;战略性矿产;矿床成矿系列;成矿规律;成矿预测;找矿方向 中图分类号:P612 文献标志码:A doi:10.3975/cagsb.2023.062001 New Progress on Minerogen
4、etic Series and Metallogenic Prediction for Mineral Deposits:Guest Editors Preface to the“Minerogenetic Series and Prospecting Direction of Annals of Geology of Mineral Resources of China”WANG Deng-hong MNR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment,Institute of Mineral Resources,Chinese A
5、cademy of Geological Sciences,Beijing 100037 Abstract:More than 4 000 geologists from more than 600 areas in China have been working together for more than 10 years to compile a series called“Annals of Geology of Mineral Resources of China”.The aim of this work was to publish more than 200 sets of a
6、nnals and more than 150 sets of attached maps to comprehensively record the mineral exploration results and metallogenic regularity of the approximately 70 000 mineral deposits(mineral-producing areas)of 180 kinds of minerals in China,providing full coverage of the three areas:the discovered mineral
7、s,mineral deposits(mineral producing areas),and national areas.The annals fill the historical gap,having epoch-making milestone significance.Under the guidance of the theory of the metallogenic series of mineral deposits(hereinafter referred to as the“metallogenic series”),the annals describe the me
8、tallogenic series for mineral deposits,covering all kinds of minerals in each spatiotemporal domain of the evolution of the earth.Additionally,the regional metallogenic pedigree was constructed for 94 metallogenic zones/belts and 31 provinces in China.On this basis,the metallogenic system,which is c
9、losely aligned with the time and space domains and mineralization,was constructed;the metallogenic prediction of whole minerals was achieved by applying the prediction thinking of ore formation in all positions and ore prospecting in the ore-vacant positions 560 地 球 学 报 第四十四卷 of various metallogenic
10、 series.With the support of the editorial department of Acta Geoscientica Sinica,we selected 12 studies conducted at different scales(such as the country,province,and metallogenic zone/belt scales)to constitute this Special Issue of“Minerogenetic Series and Prospecting Direction of Annals of Geology
11、 of Mineral Resources of China”to systematically summarize and analyze the status of strategic minerals such as iron,gold,REE,rare metals,dispersion elements,and phosphorus and actively guide a new round of breakthrough strategic action.The aim is to provide scientific and technological support for
12、selecting and deploying strategic mineral prospecting,promote the exploration and development of important domestic mineral resources,and increase reserves and production.Key words:Annals of Geology of Mineral Resources of China;strategic minerals;minerogenetic series for mineral deposits;metallogen
13、etic regularity;metallogenic prediction;prospecting direction 成矿系列是由程裕淇、陈毓川、赵一鸣和宋天锐于 1979 年提出的一种区域成矿的学术思想(最先发表于地球学报前身中国地质科学院院刊发刊期;程裕淇等,1979),认为地球上的矿床世界是在特定的时空域内,由各类地质成矿作用形成的矿床类型组合的矿床自然体矿床成矿系列及其联合体成矿体系所组成(陈毓川等,2006,2007,2015,2020)。矿床的形成取决于时间、空间、成矿作用三要素(陈毓川等,2015),在相同时间、相同空间和相同成矿作用的四维时空域中,均会形成具有一定成矿元素
14、(及矿物)所构成的多种矿床类型的矿床自然体,由此构成“四位一体”的矿床成矿系列(陈毓川等,2022)。成矿系列研究的目标有二,其一是为发展矿床学及区域成矿学服务;其二是促进找矿工作,发展矿业,服务国家所需(陈毓川等,2022;王登红等,2023)。在过去四十多年中,特别是在地球系统科学发展中,这一学术思想逐渐得到完善和发展,充实了成矿系列各组成序次概念、内涵以及研究方法,构建了时间域和空间域两类成矿体系,并进一步升华为地球系统的“四维成矿论”,将我国自主创立的成矿系列理论提升到全新高度(陈毓川等,2020;王登红等,2020);在服务找矿方面,基于这一学术思想提出了“全位成矿、缺位找矿”预测思
15、维(陈毓川等,2007,2020;王登红等,2011),有效促进和指导了全国地质找矿工作,在“全国固体矿产预测系统在成矿预测中的应用”(19921995 年)、“中国成矿体系与区域成矿评价”(19992004 年)、“全国矿产资源潜力评价”(20062013 年)和“中国矿产地质志”(2012 年至今)等全国性项目中取得实效,如在“全国矿产资源潜力评价”(20062013 年)项目实施期间,指导评价了铜、铁、煤、铀、锂等 25 种重要矿产的资源潜力,获得 500 m 以浅、1000 m 以浅和 2000 m 以浅的预测资源量,圈定最小预测区47 186处,划分了325个重要矿集区和 26 个重
16、要成矿区带,在攀枝花深部、湘西、黔北、新疆西天山、西秦岭、冈底斯等地实现了铁钒钛、金、铝、铜、稀有等大宗矿产和战略性关键矿产的重大找矿突破。中国矿产地质志研编工作以成矿系列学术思想为指导,全面梳理我国已发现矿产、矿产地的勘查和科研成果,系统总结不同尺度下全矿种的成矿规律,实现了矿种、矿产地和国域面积三个全覆盖(黄凡等,2020)。这与以往成矿系列研究相比,是最全面、最深入的一次研究,也更能充分体现成矿系列“全位成矿、缺位找矿”找矿预测功能。本专辑汇集了诸多学者对不同矿种、不同区带的矿床成矿系列研究的系列成果,以期为新一轮找矿突破战略行动取得实效提供科技支撑。1 全国尺度下矿床成矿系列与找矿方向
17、全国尺度下矿床成矿系列与找矿方向 中国幅员辽阔,构造复杂,地质演化历史悠久,形成了众多不同性质的构造单元、成矿构造环境,导致了构造、岩浆和变质作用的差异性,进而促成了不同类型矿产资源的形成(陈毓川等,2007)。进入 21 世纪以来,特别是自 2011 年国务院批准实施找矿突破战略行动以来,我国取得了丰硕的找矿成果(中华人民共和国自然资源部,2021),矿产资源特征和分布格局已发生了显著变化(王岩等,2020),但空白区和已知矿山的深边部仍是取得找矿突破的关键区域。裴荣富等(2023)从地质历史时期海陆构造演化出发,将中国海陆演化划分为太古宙陆核形成、元古宙陆块形成、震旦纪至三叠纪联合大陆形成
18、、中新生代联合大陆解体 4 个阶段和北方(准噶尔大兴安岭)、北部(塔里木华北)、南部(扬子华南)、南方(冈底斯喜马拉雅)、东部(滨西太平洋)5 个海陆构造环境区,不同的海陆构造环境发育有特定的成矿作用。提出太古宙花岗绿岩带、元古宙裂谷(裂陷)带、显生宙大陆边缘是最重要的海陆成矿环境。海陆成矿有利因素的耦合对成矿至关重要,而最佳耦合机制及其发生在海陆构造区的时空位置是圈定有利成矿靶区、引导找矿突破的关键科学问题。我国是全球最大的钢铁生产国和消费国,也是第四期 王登红:矿床成矿系列与成矿预测研究新进展 561 全球最大的铁矿石进口国,铁矿石对外依存度长期居高不下。为提升国内铁资源保障能力,王登红等
19、(2023)以成矿系列理论为指导,对国内铁矿找矿预测与勘查评价做了探讨,划分出全国与铁矿有关的矿床成矿系列 18 个,矿产预测类型至少 67 种,应用“全位成矿、缺位找矿”思想,提出未来的铁矿成矿预测应该聚焦于成矿地质基础、矿化信息、新的矿床类型、找矿工作的新进展、铁矿的成矿体系和成矿谱系、技术进步和市场需求、勘探和矿产开发对环境的影响评价等 9 个方面。依托中国矿产地质志金矿卷研编,秦燕等(2023)系统整理了全国 610 个大、中、小型金矿的近4 000 个成岩、成矿年代学数据,将我国金矿划分为7个主要成矿期,探讨了我国不同地质时期金矿的分布特征、矿床类型和成矿环境,并将我国不同时代金矿的
20、成矿特征归纳为:成矿强度老弱新强,叠加成矿时间跨度大、新生代金矿资源潜力大。金矿成矿时代的系统梳理,不仅有助于更全面地认识典型金矿的成因及其演化,也对深化全国与金矿有关的成矿系列研究、建立区域成矿模式和找矿模型具有重要意义。稀散金属在促进高科技发展、突破卡脖子技术难题中占有重要地位。我国稀散元素资源丰富,具有“稀散不散”的禀赋特征(王登红等,2019),但存在研究程度低、家底不清等问题。镓(Ga)是 8 个稀散元素之一,近年来成为电子工业的新宠,被誉为“半导体材料的新粮食”,罗培麒等(2023)系统总结了全球和我国镓的资源特征、赋存状态、分布规律,划分了我国富镓矿床的主要类型,探讨了不同类型矿
21、床中伴生镓的富集机制,建立了煤矿、铅锌矿和铝土矿中镓富集成矿的理想模型,并对铝土矿、煤矿和铅锌矿中伴生镓矿进行了找矿预测,提出了找矿方向和重点找矿区域。王莹和熊先孝(2023)对中国磷矿成矿系列、成矿规律与找矿方向进行了研究,从太古宙、元古宙、古生代、新生代 4 个阶段将我国与磷矿有关的矿床成矿系列划分为 11 个成矿系列组、25 个矿床成矿系列,指出晚震旦世陡山沱期和始寒武世梅树村期是我国两大成磷期,构建了我国五大磷矿成矿省的区域成矿谱系,给出了未来我国磷矿的找矿方向建议。董京娱等(2023)对我国伟晶岩型和岩浆热液型铍矿床中绿柱石的流体包裹体进行了研究,总结了两类矿床中绿柱石的流体成分标型
22、特征,探讨了其形成环境和捕获机制,对判断不同矿床中绿柱石形成条件,揭示矿床成因,指导稀有金属铍的成矿预测具有理论意义。2 区带尺度下矿床成矿系列与找矿方向区带尺度下矿床成矿系列与找矿方向 成矿区带是具有较丰富矿产资源及其潜力的成矿地质单元。以级成矿单元为基本单元构建的成矿系列组是空间域成矿体系的基本单元,即是指级成矿区带内同构造-成矿旋回时空域中形成的各类矿床成矿系列集合体(王登红等,2020;陈毓川等,2022)。因此,级成矿区带矿床成矿系列的研究对构建完善的中国成矿体系具有重要意义。西秦岭 Au-Pb-Zn-Cu(Fe)-Hg-W-Sb-As-干热岩-石灰岩-大理岩-花岗岩-盐类-泥炭成矿
23、带(III-28)矿产资源丰富,其中青海省内该成矿带中共计发现 34 种矿产、243 处矿产地,包含超大型矿床 1 处、大型 5处、中型 16 处、小型 41 处、矿点 180 处,以金、铜、汞、钨、锑、砷、石灰岩为特色。王雷(2023)对青海省西秦岭成矿带内矿产资源全貌、矿床类型、控矿因素、时空分布进行了总结,厘定出矿床成矿系列组3 个、矿床成矿系列 9 个,构建了成矿带理想的区域成矿模式,提出了 4 个成矿远景区,并进行了潜力评价,指出了找矿方向,为下一步找矿工作提供了理论依据。河西走廊是分布于祁连地区最北部的级成矿单元,发育与早古生代沉积作用有关的钼、镍、铁、磷、碧玉、灰岩矿床成矿系列(
24、-20),已发现 40 余种矿产、235 处矿产地,包含超大型矿床 2 处、大型23 处、中型 29 处、小型 119 处、矿点 62 处。尽管河西走廊成矿带紧邻北祁连成矿带,但其构造演化明显不同于北祁连,具有过渡特征,形成的矿产也独具特色。赵国斌等(2023)总结了该成矿带内矿产资源分布的时空规律,划分了主要矿床类型,按成矿作用类型厘定了 10 个矿床成矿系列,16 个矿床成矿亚系列,建立了 47 个矿床式,构建了区域成矿模式,探讨了不同时期地质构造环境演化与成矿关系,指出了萤石、重晶石、硫铁矿、磷、钾盐、钼镍、铁、铜、金、银等矿产的找矿方向,圈定出 5 个综合预测区,估算了不同深度的预测资
25、源量。华北陆块是我国最重要的铁矿资源分布区之一,涵盖 6 个级成矿区带,近 20 年来铁矿找矿进展突出。高新宇等(2023)以矿床成矿系列理论为指导,以地质年代为界线,结合对华北陆块构造演化的研究,厘定出 6 个铁矿床成矿系列(含 24 个矿床成矿亚系列、33 个矿床式),构成了完整的华北陆块铁矿成矿谱系,指出下一步找矿工作应聚焦于地质单元、时间、地质作用、有用组分、矿床类型组合五个维度,而矿床式作为典型矿床深入研究后高度概括的成果,对找矿工作也有很大启发意义,认为司家营、白云鄂博和邯邢式铁矿都具有深部找矿前景,而司家营、白562 地 球 学 报 第四十四卷 云鄂博的构造需要重新认识,邯邢式铁
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