熱液成因有色金屬礦多維異常體系
——以馬頭斑巖型鉬銅礦為例

馬生明，朱立新

1．中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所，河北 廊坊 065000 2．中國地質科學院，北京 100037

熱液成因有色金屬礦多維異常體系
——以馬頭斑巖型鉬銅礦為例

馬生明1，朱立新2

1．中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所，河北 廊坊 065000 2．中國地質科學院，北京 100037

從深部礦地球化學勘查實際需求出發，根據近年來20余個礦床研究結果，總結提出了熱液成因有色金屬礦床礦致異常規律-多維異常體系。多維異常體系是指產出在特定成礦地質時期地質體中，空間有序共存、形成機理各異、成礦指向遞進的多屬性地球化學異常體系，將在斑巖型、矽卡巖型、熱液型以及沉積改造型等與熱液作用有關的有色金屬礦產深部礦預測和評價中發揮重要作用。以安徽馬頭斑巖型鉬銅礦為例，對該礦床多維異常體系進行了探討。結果表明: 在該礦床中，存在著以Na2O為代表的負異常體系、以S為代表的礦化劑元素異常體系、礦化劑元素S與Fe和成礦元素間協同平衡體系、成礦及其伴生元素異常體系等，這些異常體系對成礦的指示作用是遞進的，從而證實了多維異常體系的存在。對應用多維異常體系思路預測和評價深部礦進行了說明。

熱液成因；有色金屬礦床；礦致異常；多維異常體系;馬頭斑巖型鉬銅礦

當前，找礦目標體從淺表轉向深部[1]，致使某些已有找礦方法不再適用，需要創新和發展。就地球化學勘查方法而言，需要研發指標類型豐富、成礦信息量大的新方法以適應地質找礦工作的現實需求。筆者在梳理、集成近年來20余個試驗區研究結果基礎上，總結提出了熱液成因有色金屬礦床礦致異常規律-多維異常體系。在多維異常體系中，既包括微量元素，也包括常量元素，既有成礦及其伴生元素，又有礦化劑元素、親石分散元素，既有正異常，又有負異常，指標及異常類型豐富、示礦信息多樣。試驗研究結果證實，多維異常體系將在深部礦體預測或地表隱伏礦體定位等方面發揮積極作用。

1 多維異常體系涵義

多維異常體系是指產出在特定成礦地質時期地質體中空間有序共存、形成機理各異、成礦指向遞進的多屬性地球化學異常體系，具體包括元素負異常體系、礦化劑元素異常體系、礦化劑元素與Fe和成礦元素間協同平衡體系、成礦及其伴生元素異常體系、惰性元素質量守恒體系等。多維一詞既表征特定地質時期形成的礦致異常空間產出狀態，又表征礦致異常由多種異常體系構成。之所以稱作異常體系，是因為在每種異常體系中，出現異常的通常都不是某單個元素，而是一系列具有內在聯系的多種元素。

在多維異常體系中，元素負異常體系、礦化劑元素異常體系、成礦元素異常體系是形成礦床的必要條件，礦化劑元素與Fe和成礦元素間協同平衡體系是限制和決定有色金屬礦床形成的關鍵因素，惰性元素質量守恒體系則是成礦地球化學系統中元素遷移定量計算的基礎和標準。多維異常體系從不同側面系統、全面地剖析成礦地球化學系統中元素地球化學行為和分布分配規律，可以更加客觀、準確地指導深部礦預測和評價。筆者以安徽池州馬頭斑巖型鉬銅礦床為例，對多維異常體系進行介紹，同時對應用多維異常體系預測和評價深部礦的程序和思路進行說明。

2 馬頭試驗區地質概況

馬頭試驗區位于安徽池州地區，該地區是長江中下游成礦帶的重要組成部分，鐵、銅、硫礦產資源豐富[2]。大地構造位置位于下揚子斷裂拗陷帶與皖南加里東造山帶的銜接部位[3]，作為這2個構造帶界線的東至-寧國斷裂從礦區附近通過。在池州-七都一帶，下古生界至三疊系構成了一個復向斜，馬頭斑巖型鉬銅礦位于該復向斜之灌口向斜的北東段南東翼(圖1)。

1.第四系；2.白堊系；3.泥盆系-三疊系；4.志留系；5.寒武系-志留系；6.震旦系-志留系；7.元古宇；8.燕山期花崗巖；9.平移斷層；10.正斷層；11.逆斷層；12.深大斷裂；13.背斜軸；14.向斜軸。圖1 安徽池州區域地質圖(據文獻[4]修改)Fig. 1 Geological map of the Chizhou area, southern Auhui Province(modefied from reference[4])

區內出露地層主要有志留系下統高家邊組(S1g)、中統墳頭組(S2f)、上統茅山組(S3m)，泥盆系上統五通組(D3w)，以及第四系覆蓋層(圖2)。各時代地層在本區表現為走向北東、傾向北西-北的單斜構造，傾角21°～54°。同時，由于受后期熱液活動的影響，各組地層普遍受到硅化，局部地段硅化強烈且發育黃鐵礦化；在礦化較強地段，粉砂巖地層普遍發生絹云母化、綠泥石化蝕變。區內構造較發育，主要有褶皺、斷裂以及節理裂隙構造。節理大量發育，大部分以剪節理為主，對本區的礦(化)體具有明顯的控制作用。巖漿巖主要為花崗閃長斑巖，巖脈主要有輝綠巖。礦化方式以細脈狀為主。由此形成的礦石自然類型主要為脈型，其中包括輝鉬礦-石英脈型礦石、黃銅礦-石英脈型礦石、薄膜狀輝鉬礦礦石和浸染型礦石。

3 馬頭斑巖型鉬銅礦多維異常體系

馬頭試驗區多維異常體系研究選擇在9號勘探線上ZK901、ZK902、ZK904和ZK909 4個鉆孔進行(圖2)。其中：ZK901鉆孔位于墳頭組粉砂巖分布區，進尺431 m，上部約130 m為鉬含礦體，下部約300 m為青磐巖化粉砂巖。ZK902鉆孔總進尺957 m，鉆孔上部巖性為墳頭組粉砂巖，普遍青磐巖化，中下部粉砂巖、花崗閃長斑巖間隔產出，出現石英-絹云母化蝕變，下部巖性是花崗閃長斑巖，出現鉀化蝕變; 該鉆孔控制兩層礦體，上層礦體產出在鉆孔上部粉砂巖中，厚度約130 m，下層礦體位于鉆孔的中下部，厚度接近100 m，產出在粉砂巖與花崗閃長斑巖交互出現區段。ZK904鉆孔總進尺550 m，整體位于花崗閃長斑巖中，上部處在青磐巖化花崗閃長斑巖中，下部位于石英-絹云母化帶邊緣；整個鉆孔中基本上都有礦化顯示，以Mo礦化為主，局部塊段出現Cu礦化。ZK909鉆孔總進尺449 m，整體位于青磐巖化粉砂巖中。在4個鉆孔中采用連續撿塊的方式共采集巖心樣品243件，平均采樣間距10 m。

1.第四系；2.泥盆系上統五通組；3.志留系上統茅山組；4.志留系中統墳頭組；5.志留系下統高家邊組；6.花崗閃長斑巖；7.花崗斑巖；8.地層界線；9.實測、推測斷層；10.試驗鉆孔位置及編號。圖2 馬頭試驗區地質簡圖Fig. 2 Geological map of Matou deposit study area

3.1 元素負異常體系

與熱液活動有關的礦床中由元素帶出形成的負異常較早就引起研究者的關注[5-10]，礦床中元素的負異常是成礦作用過程中化學元素帶出的結果。近年來系統的試驗研究結果證實，雖然異常元素因礦床類型、礦種類型以及礦化強度、規模等有所差異，但是元素負異常普遍存在，而且出現異常的元素通常遠不止一個，既有常量元素，也有微量元素[11-12]，負異常的分布范圍大于成礦及其伴生元素異常，也就是說，礦床或成礦及其伴生元素異常產出在負異常體系之內。在成礦地球化學系統中，是否存在由元素帶出形成的負異常體系是判斷系統中成礦與否的先決條件[13]，而且負異常反映的是整個成礦地球化學環境范圍，其異常規模通常大于成礦及其伴生元素異常，因此易于發現，其礦化指示作用甚至大于由成礦及其伴生元素形成的正異常。

1. 第四系；2. 志留系中統墳頭組粉砂巖；3. 花崗閃長斑巖；4. 地層界線；5. 蝕變帶界線；6. 鉬含礦體(333)；7. 鉬含礦體(332)；8. 銅含礦體；9. 竣工鉆孔編號及孔口標高；10. w(Na2O)<0.12%，w(MgO)<0.40%，w(CaO)<0.30%；11. w(Na2O)<0.20%，w(MgO)<1.20%，w(CaO)<0.50%；12. w(Na2O)<1.00%。圖3 馬頭試驗區9號勘探線地質剖面及常量元素負異常Fig. 3 Geological section and major elements negative anomalies of No.9 exploratory line of Matou deposit study area

馬頭試驗區9號勘探線剖面上主要元素負異常如圖3所示。與粉砂巖平均化學組成相比[14]，ZK901鉆孔巖心中出現顯著貧化的元素有Na2O、CaO、MgO等常量元素和Sr、Ba等微量元素。其中以Na2O的貧化幅度和范圍最大，鉬礦化體區段w(Na2O)僅為其豐度的1/13，青磐巖化區段w(Na2O)略有增加，但也僅為其平均化學組成的1/8(表1)。與粉砂巖、花崗閃長斑巖平均化學組成相比，ZK902鉆孔中出現顯著貧化的元素同樣有Na2O、CaO、MgO和Sr、Ba等，這些元素的貧化程度總體呈現從青磐巖化、石英-絹云母化到鉀化逐漸降低的趨勢，表現在元素平均質量分數上逐次增高。例如Na2O，w(Na2O)從青磐巖化中的0.08%依次增大到花崗閃長斑巖中的2.77%，規律性明顯。在ZK902鉆孔中出現Na2O等元素負異常的上部和中下部地段，Mo發生極大富集形成礦床。ZK904鉆孔總進尺550 m，整體位于花崗閃長斑巖中，上部處在青磐巖化花崗閃長斑巖中，下部位于石英-絹云母化帶邊緣。整個鉆孔中基本上都有礦化顯示，以Mo礦化為主，局部塊段出現Cu礦化。在這個鉆孔中，常量元素Na2O顯著貧化，w(Na2O)只有0.60%，相當于花崗閃長斑巖中Na2O平均化學組成的1/6。w(MgO)略低于花崗閃長長斑巖中的豐度，w(CaO)高于其豐度。微量元素中Ba、Sr負異常明顯，平均質量分數只有花崗閃長斑巖平均化學組成的一半。ZK909鉆孔總進尺449 m，整體位于青磐巖化粉砂巖中。對比粉砂巖中元素平均化學組成發現，發生貧化的常量元素有Na2O、CaO，微量元素主要是Sr。Na2O、CaO和Sr質量分數分別是粉砂巖中各自平均化學組成的1/5、1/2和1/3。元素的富集雖然也存在，但以Ag、As、Sb等成礦伴生元素為主，主成礦元素Mo略有富集，Cu基本與粉砂巖中平均化學組成持平。

從上述試驗結果中可以看出，以Na2O、MgO、CaO、Ba、Sr等元素為代表的負異常體系涵蓋了整個礦化蝕變帶，表明負異常對成礦地球化學系統的反映較富集元素更加敏感，主要表現在異常強度大、范圍更廣。馬頭試驗區MoCu礦化產在元素負異常體系中，但是并不是整個負異常體系中都有礦化體產出，說明負異常體系只是指示礦化體存在的必要條件，是否存在礦化還需要結合其他條件進一步判斷，其中首要條件就是礦化劑元素異常體系是否存在。

3.2 礦化劑元素異常體系

據劉英俊等[15]的元素地球化學分類，礦化劑元素包括S、B、C、Cl、F等。對有色金屬礦床而言成礦礦物主要是金屬硫化物，因此這里就以S為代表來探討礦化劑元素異常體系。正是由于有色金屬礦床成礦礦物主要是金屬硫化物，因此S的富集和由此形成的S異常是判斷是否存在有色金屬礦床的必要條件。如果系統中S極大富集即S異常顯著，那么就說明具備形成有色金屬礦床的必要條件，否則形成有色金屬礦床的可能性就很小。

試驗鉆孔中S質量分數及其分布特征如圖4-圖7和表1所示。可以看到，在馬頭試驗區ZK901鉆孔Mo礦體和粉砂巖圍巖、ZK902鉆孔Mo礦體和粉砂巖及花崗閃長斑巖圍巖、ZK904鉆孔MoCu礦體中，S都發生了很大程度的富集，平均質量分數至少是粉砂巖或花崗閃長斑巖中豐度的10倍以上。而在ZK909鉆孔的粉砂巖中，S雖然也有富集，但是平均質量分數遠不如其他3個鉆孔，在這個鉆孔中Mo、Cu等成礦元素質量分數都不高，沒有出現具有工業價值的礦體，只有成礦伴生元素Ag、As、Sb等的微弱富集。由此充分說明，只有存在顯著的S異常才可能形成MoCu礦床，如果沒有S異常就不可能形成MoCu礦床。

在出現顯著S異常的3個鉆孔中，ZK904鉆孔中MoCu礦化普遍存在，ZK901鉆孔、ZK902鉆孔中礦化只存在于部分地段。在ZK901鉆孔的中下部、ZK902鉆孔的中上部和下部，雖然出現了顯著的S異常，在ZK901鉆孔中下部粉砂巖、ZK902鉆孔中上部粉砂巖中w(S)甚至高于礦化地段，但是卻沒有MoCu礦體產出。由此表明，以S為代表的礦化劑元素異常體系與負異常體系一樣，只是指示成礦的必要條件，而不是充分必要條件。當系統中存在S異常時，能否成礦還要取決于系統中礦化劑元素S與Fe和成礦元素間的協同平衡關系。

表1 馬頭試驗區9號勘探線鉆孔中部分元素質量分數統計

注：平均化學組成據文獻[14]；n為參加統計樣品數。

圖4 馬頭試驗區ZK901鉆孔元素質量分數分布示意圖Fig. 4 Elements distribution schematic diagram of drill ZK901 of Matou deposit study area

圖5 馬頭試驗區ZK902鉆孔元素質量分數分布示意圖Fig. 5 Elements distribution schematic diagram of drill ZK902 of Matou deposit study area

3.3 S與Fe和成礦元素Mo、Cu間協同平衡體系

地質系統中的常量元素Fe以及有色金屬成礦元素(Cu、Mo、Pb、Zn等)、成礦伴生元素(Ag、As、Sb、Bi、Cd等)，都可以與S結合形成金屬硫化物礦物，因此有色金屬成礦元素Cu、Mo、Pb、Zn等能否成礦，一方面取決于系統中這些元素本身的濃度，另一方面還受控于系統中Fe元素以及成礦伴生元素的濃度。如果地質系統中出現了S的顯著異常，那么對應的可能出現以下幾種情況： 1)金屬成礦元素發生富集； 2)成礦伴生元素發生富集； 3)Fe富集； 4)上述幾種情況共存。很顯然，Cu、Mo、Pb、Zn等成礦元素和Fe元素濃度比例是決定出現哪種情況，也即能否成礦的重要條件。能夠形成礦床的成礦地球化學系統，應該是礦化劑元素S與Fe和成礦元素，包括成礦伴生元素之間的協同平衡體系。

圖6 馬頭試驗區ZK904鉆孔元素質量分數分布示意圖Fig.6 Elements distribution schematic diagram of drill ZK904 of Matou deposit study area

對比馬頭試驗區ZK901、ZK902、ZK904、ZK909鉆孔中礦化，蝕變巖石中Fe2O3與成礦元素Mo、Cu的質量分數關系(圖4-圖7)可以發現：除個別高值點以外，兩者之間基本呈現出負相關關系，即在礦體部位w(Mo)、w(Cu)高，而w(Fe2O3)相對非礦部位低；相反，在非礦蝕變巖產出地段，w(Fe2O3)相對礦體地段高，w(Mo)、w(Cu)低。這說明Fe與金屬成礦元素之間存在著協同競爭機制，競爭的對象就是礦化劑元素S。在S異常地段是否能夠形成礦床，取決于系統中S與Fe和金屬成礦元素之間的協同平衡關系。很顯然，在這個體系中如果Fe占據主導地位，成礦的可能性就會大大降低，因為此時體系中大部分S會與Fe結合，生成黃鐵礦等Fe的硫化物礦物，這樣就會減少S與金屬成礦元素結合形成成礦礦物乃至礦床的機會。

3.4 成礦及其伴生元素異常體系

顧名思義，成礦及其伴生元素異常體系由成礦元素及其伴生元素構成，實質上這些元素就是以往地球化學勘查中廣泛應用的地球化學指標；通常情況下它們在空間上具有分帶特性，即形成原生異常分帶。容易理解，原生異常分帶是多維異常體系中一個有機組成部分。

由于馬頭斑巖型鉬銅礦化類型及空間分布受圍巖巖性控制明顯，而且礦體已經出露地表，因此無法在剖面圖上統一展示各鉆孔中元素異常及其分布特征。針對這種情況，以鉆孔為單位，分別編制了成礦及其伴生元素異常圖。

從圖4中可以看到，在ZK901鉆孔中，成礦元素Mo在150 m深度以淺部位異常顯著，與已知的Mo礦體對應，在150 m深度以下w(Mo)顯著降低，但是與圍巖中元素平均化學組成相比異常仍然存在。Cu在整個鉆孔中異常明顯，w(Cu)多在300×10-6以下。與圍巖中元素平均化學組成相比主要伴生元素Ag、As、Sb、Cd等異常明顯，不過與Mo異常空間吻合較好的只有Cd異常，Ag、As、Sb異常在Mo礦體產出部位甚至還有所降低。

在ZK902鉆孔中，成礦元素Mo異常主要出現在2個地段(圖5)，總體與已知Mo礦體產出位置吻合。出現在0～150 m地段的Mo異常，w(Mo)為(150～300)×10-6；出現在500～700 m地段的Mo異常變化很大，多呈單峰的形式產出。Cu異常分上下2段: 上段異常位于40～340 m，w(Cu)為(50～500)×10-6，個別單峰異常w(Cu)接近3 000×10-6；下段異常從孔深750 m直到孔底，除少數單峰異常外，w(Cu)一般為(60～500)×10-6。伴生元素中，Ag、Cd異常分布形態相似，與Cu異常大體相同。w(As)在700 m孔深以上地段總體較高，在700 m孔深以下逐漸變低，以致低于花崗閃長斑巖中的豐度。在ZK902鉆孔中，w(Sb)絕大多數大于2×10-6，為砂巖中豐度的4倍、花崗閃長斑巖中的15倍以上，此外還出現一些單峰異常。

從鉆孔剖面圖上看，位于花崗閃長斑巖中的ZK904鉆孔基本上是全孔礦化，礦化以Mo為主。從元素異常圖上看(圖6)，Mo、Cu異常明顯，與礦化情況相符，只是異常強度差異很大，多為單峰異常，尤以Mo異常更為典型。與花崗閃長斑巖中平均化學組成相比，Ag、As、Sb、Cd等元素異常明顯，w(Ag)、w(Cd)基本均大于500×10-9，w(As)一般大于6×10-6，w(Sb)總體大于2×10-6。在整體異常較強的情況下，每個元素還有質量分數更高的不連續單峰異常出現，表明在斑巖型鉬銅礦化過程中，這幾個元素是典型的伴生元素。

與ZK904鉆孔緊鄰的ZK909鉆孔位于墳頭組粉砂巖中，該鉆孔中沒有Mo、Cu礦化體，甚至沒有Mo、Cu異常產出(圖7)。伴生元素中As、Sb異常顯著且穩定，質量分數變化幅度總體不大。Ag、Cd兩元素基本沒有異常顯示。

從上述鉆孔中成礦及其伴生元素異常介紹中不難看出，在每個鉆孔中，無論是有無礦化體或成礦元素異常存在，均有成礦伴生元素異常，只是異常元素組合有所差異。綜合分析4個鉆孔中成礦伴生元素異常發現，如果以礦化體為核心，成礦伴生元素異常的空間分布規律以及濃度分帶、組分分帶等均不明顯。由此表明，雖然馬頭斑巖型鉬銅礦中存在著成礦及其伴生元素異常體系，但是對礦化作用或礦體賦存部位的指示作用并不明確，這也正是以往應用礦床原生異常分帶理論和方法判斷深部礦化或礦體賦存部位中經常遇到的問題。

3.5 惰性元素質量守恒體系

惰性元素是指在礦化過程中基本沒有發生帶出或帶入作用的元素。惰性元素質量守恒體系是指在成礦前后，原巖和礦化蝕變巖中惰性元素質量沒有發生明顯變化，質量守恒。質量守恒體系中的元素雖然在礦產勘查中不是直接的找礦標志，但卻是地球化學開放系統中計算元素帶出、帶入遷移量的標準，在深部礦產勘查地球化學理論與方法研究中起著至關重要的作用。成礦地球化學系統中元素遷移是成礦機制不可或缺的過程，元素遷移總體可表現為帶出、帶入和惰性等特征。因為成礦系統是開放的地球化學系統，因此直接利用礦床中元素質量分數無法確定元素在成礦過程中帶出、帶入的性狀及其具體的遷移量。在這種情況下，一種可行的手段就是利用系統中惰性元素質量守恒特性，將系統質量變化轉變為系統中惰性元素濃度變化，進而為估算其他元素遷移量提供度量標準[16-17]。變換過程簡述如下。

(1)

由(1)式可得

(2)

式(2)表示的意義是系統的質量變化與惰性元素濃度變化成反比，由此就可以通過系統中惰性元素的濃度變化將系統質量變化反映出來，這就為成礦過程中元素遷移定量計算奠定了基礎，為定量評估系統中元素帶出、帶入量以及富集、貧化特征提供了有效手段，使得深部成礦前景評估向定量化方向邁出了重要一步。

4 討論

到目前為止，相關研究的試驗區已經多達20余個，涉及的礦床成因類型有斑巖型、矽卡巖型、熱液型以及沉積改造型等，礦種類型有銅鉬礦、鉛鋅礦、銀鉛鋅多金屬礦等。以上僅以安徽馬頭試驗區為例，介紹了多維異常體系及其在成礦前景評價、深部礦體預測中的基本程序和方法。實際上，除貧化、富集的具體元素種類因礦床而異以外，多維異常體系在20多個試驗區都得到了很好的印證，這充分說明多維異常體系具有廣泛的試驗基礎，同時也就具有廣闊的應用前景。

多維異常體系是對礦產勘查地球化學應用基礎理論的創新和發展，對地球化學勘查方法技術將產生直接且深遠的影響，以往單純以成礦及其伴生元素分帶為基礎的地球化學勘查方法技術將被極大豐富甚至是根本改變。縱觀馬頭斑巖型鉬銅礦多維異常體系不難看出，除成礦及其伴生元素異常體系以外，元素負異常體系、礦化劑元素異常體系，以及礦化劑元素與Fe和成礦元素間協調平衡體系等在以往地球化學勘查工作中并沒有受到應有的關注，而從馬頭試驗區研究結果來看，這些異常信息在深部礦體預測中的作用較成礦及其伴生元素異常更加直接和有效。元素負異常體系反映成礦環境、礦化劑元素(S)異常體系代表總礦化強度、S與Fe和成礦元素異常體系可以指示或解釋成礦的可能性、成礦及其伴生元素異常體系直接指示金屬礦化程度，各異常體系環環相扣，遞進地為成礦前景預測評價提供證據。

多維異常體系以異常結構模式的形式展示出來，在地球化學勘查中的作用和價值將逐漸顯現并被認同，有望逐步改進以往的元素分帶方法，為礦產勘查提供更加全面和準確的信息。然而客觀地講，目前有關多維異常體系及受此控制的異常結構模式系統、深入的試驗研究工作正在進行。

在多維異常體系中，惰性元素質量守恒體系是實現地球化學指標定量化的基礎。地球化學開放系統中元素遷移定量估算方面已有研究者進行了大量探討，思路和方法基本完備，這使得成礦地球化學系統中元素遷移定量計算成為可能，也為成礦前景地球化學定量化評價指標的研究提供了手段。根據化學元素遷移定量估算結果，可以更直觀地展現成礦過程中化學元素帶出、帶入特征及其量值關系，為探討地球化學作用過程及演化機理提供參考。利用成礦礦物中化學元素間的化學計量比例可以推算形成成礦礦物的可能性，同時為礦化劑元素與Fe和成礦元素間協調平衡體系的建立提供量化依據，這些都將極大地提高成礦預測的可靠性和準確性。根據礦種、礦床成因、礦床規模、礦床產狀等特征，在元素遷移定量計算基礎上系統探討地球化學定量評價指標及方法，不僅將極大促進勘查地球化學學科的發展和進步，還可以在地質找礦突破戰略行動中切實發揮作用。

5 結論

1)成礦地球化學系統中多維異常體系揭示了成礦地質環境中客觀存在的固有規律，對多維異常體系的認知和厘定，理清了開展成礦前景評價、深部礦體勘查中地球化學理論和方法研究的思路。這是勘查地球化學應用基礎理論研究上的突破，將對礦產地球化學勘查產生廣泛而深遠的影響。

2)馬頭斑巖型鉬銅礦中存在著以常量元素Na2O、CaO、MgO以及親石分散元素Ba、Sr等的負異常，已知礦體產出在上述元素負異常體系之內。在已知礦體產出地段均出現明顯礦化劑元素S的異常，這與試驗區出現的主要成礦礦物輝鉬礦、黃鐵礦相吻合，但是在出現S異常地段并非均有礦體產出，由此表明礦化劑元素異常體系只能代表總體礦化強度，并不能明確指示礦化類型；S與Fe和Mo、Cu 間協同平衡體系研究結果證實，成礦系統中同為親硫元素的Fe和成礦元素(Mo、Cu)對S存在競爭機制，競爭的結果決定系統中是形成成礦礦物還是黃鐵礦。成礦及其伴生元素分帶特征研究結果顯示，馬頭斑巖型鉬銅礦床元素分帶規律不明顯。

3)通過惰性元素質量守恒體系，可以將系統質量變化通過原巖和蝕變巖中惰性元素的濃度表示出來；在此基礎上通過原巖和蝕變巖中活性元素的濃度計算出這些元素的遷移量，這樣就可以定量探討成礦過程中元素的地球化學行為及其量值關系，為構建定量化地球化學指標提供基礎。馬頭斑巖型鉬銅礦系統質量變化計算結果表明，礦床整體產出在元素質量凈帶出的系統中，計算結果與礦床周邊存在的元素負異常相吻合，為認識和利用負異常指導礦產勘查提供了理論依據。

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Multidimensional Anomaly System for Hydrothermal Nonferrous Metal Deposits: Taking the Matou Porphyry Molybdenum Copper Mine in Anhui Province as an Example

Ma Shengming1, Zhu Lixin2

1.InstituteofGeophysicalandGeochemicalExploration,ChineseAcademyofGeologicalScience,Langfang065000,Hebei,China2.ChineseAcademyofGeologicalScience,Beijing100037,China

In order to serve the geochemical exploration for deep ore bodies, the authors put forward a new law of anomalies related to the hydrothermal nonferrous metal mineralization, multidimensional anomaly system, on the basis of studies on over twenty deposits. The multidimensional anomaly system refers to the anomalies which are orderly coexisting spatially, of different formation mechanisms and indicative of further multilevel geochemical anomalies observed in specific geological bodies of geological periods. The new theory will play an important role in prospecting deep-seated nonferrous metal deposits related to hydrothermal activities, such as porphyry, skarn, hydrothermal and sedimentary-reformed type deposits. We take the Matou porphyry molybdenum copper mine in Anhui Province as an example to discuss this theory. The result shows that there are negative anomalies system dominated by Na2O, mineralizer elements anomalies system dominated by S, equilibrium system among mineralizer elements, Fe and ore-forming elements, as well as ore-forming and accompanying elements anomalies system in Matou porphyry molybdenum copper mine. The ore-forming indicative significance of these systems goes forward one by one. The study verifies the existence of the multidimensional anomaly system and illuminates the application of this system to the prospecting of deep-seated ore bodies.

hydrothermal deposit; nonferrous metal deposit; anomaly related to mineralization; multidimensional anomaly system;Matou porphyry molybdenum copper mine

10.13278/j.cnki.jjuese.201401111.

2013-05-05

國土資源部公益性行業科研專項項目(201111008)

馬生明(1963-)，男，教授級高級工程師，主要從事礦產勘查地球化學方法技術研究，E-mail:MSMIGGE@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201401111

P618.4

A

馬生明，朱立新.熱液成因有色金屬礦多維異常體系:以馬頭斑巖型鉬銅礦為例.吉林大學學報:地球科學版,2014,44(1):134-144.

Ma Shengming, Zhu Lixin.Multidimensional Anomaly System for Hydrothermal Nonferrous Metal Deposits: Taking the Matou Porphyry Molybdenum Copper Mine in Anhui Province as an Example.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):134-144.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401111.