李 佳
(中國地質大學,北京 100083)
從廣義上來講,有色金屬定義涉及的范圍比較廣,除金、銀等常見金屬礦產之外,還包括稀土金屬礦產、稀有金屬等不常見的金屬礦產,以及鋁、鎂、銅、鉛、鋅等在日常生活用品或是其他地方經常會用到的一些輕金屬和重金屬礦產資源。用一句通俗的話來說,除去黑色金屬礦產以外的其他金屬礦產資源都屬于有色金屬。
隨著社會的不斷發展以及全球經濟的一體化,人類生產制造的各個領域對有色金屬的需求量越來越大。有色金屬屬于一種不可再生資源,這就意味著這種資源會越來越稀缺。所以,我們在探勘開采的過程中要充分利用當前的先進手段,堅持一種科學的原則,降低在開采過程中造成的浪費,提高有色金屬的合理使用率以及開產率。
地球淺部易于識別的礦床越來越少,且鮮有大型、超大型礦床;地球深部的隱伏礦床雖有巨大前景與潛力,但開采難度較大。因此現階段尋找新礦床就需要有效的找礦方法和先進的成礦模式理論,并與我國現有的科技開采技術相結合。根據一定的成礦地質理論、成礦地質環境、成礦條件、控礦因素和找礦標志等理論手段,推斷出新礦床所在地,并利用先進的物理理論和科學方法作為指導,從而找到新的有色金屬礦床。
一般說來,這種成礦模式是一種在四維空間里對成礦作用的一種高度概括,并用不同深度以及不同形式和內容來對形成礦床的成礦作用進行表達。如今有以下三種最為常見的成礦模式:區域成礦模式、礦床成礦模式、找礦模型。這三種成礦模式是在以前的成礦理論研究及勘探實踐的基礎上結合現代技術發展起來的。
這三種成礦模式之間存在一定的區別。反映一定成礦區的成礦規律及對特定地質單元內各種固體礦產的特征和成礦規律的總結的是區域成礦模式;而成礦規律的表達以及能描繪礦床形成過程的模式一定是礦床成礦模式;在一定程度上能反映出礦產的基本特征和基本組成要素的是找礦模式。除上述的大體區別之外,在現有的實際生活過程,需要將三種成礦模式相互結合使用,這樣才能讓找礦工作更好地進行。比如,在具體的操作過程中,區域成礦模式、礦床成礦模式這兩種模式能夠為礦床勘查提供了地質理論基礎,而另外的找礦模型就能夠對礦產勘查工作進行具體的指導。
地層通過層位、巖相和巖性組構等對成礦起到控制作用。不同地質時代因有不同的沉積、氣候條件,所以不同層位能形成不同種類的礦床。很多有色金屬礦床都相對集中地產在特定巖相中,如我國黔北地區形成鋁土礦最主要的沉積相類型是湖泊相。一定的巖性組構(包括巖性組成及其物理化學性質)可以成為成礦物質的源區、成礦流體運輸通道及成礦物質聚集沉淀的場所。相關研究資料表明,除巖漿巖以外的殼源物質中,泥質巖是能夠為成礦熱液提供金屬元素的最重要的礦源巖。剛性和塑性巖層的界面處在構造變形是易形成虛脫空間,易于流體匯聚沉淀;巖石孔隙、裂隙連通性好,利于流體運移、萃取圍巖礦質,而滲透性低的巖層則能起到遮擋礦液的作用,使礦液在接觸帶巖石孔隙中滯留,更充分地礦化、蝕變。舉例來說,賦礦層位、地層含礦性及成礦系統特征元素組合、巖性組構特征、硫同位素特征研究表明,云南新山金礦與地層特征關系密切。
分為區域性控礦構造和局部性控礦構造。區域構造體制或構造單元控制著巖漿活動及內生礦化,形成特定的成礦系統。如裂谷、伸展盆地等伸展構造形成巖漿型、SEDEX(噴流沉積礦床)、VMX(火山成因塊狀硫化物礦床)等成礦系統;而島弧、造山帶等擠壓構造就以熱液型、變質型成礦系統為主。局部性控礦構造(斷層、褶皺等)的作用表現為,不僅為成礦流體提供了驅動力,而且為成礦提供了遷移通道、富集空間以及適當的保存條件,因而在一定程度上決定著礦體的形態、產狀和空間位置。
巖漿活動可以為有色金屬成礦提供礦質、熱源和水源。不同的巖漿巖類型可形成不同的礦種和礦床類型,成礦專屬性強。卡林型金礦床形成與同期強烈的巖漿活動驅動的熱液對流有關。值得注意的是,巖漿-成礦作用一般都有特定的構造背景。
有色金屬在成礦時間、礦床的形成及分布等方面都有不同的特點。在我國,主要的成礦期包括前寒武紀成礦期,加里東成礦期,海西成礦期,印支成礦期、燕山成礦期和喜山成礦期。各個成礦期都對應著一定的大地構造發展階段,成礦特征各有不同。其中,燕山成礦期是我國最重要的內生成礦期,以酸性、中酸性巖漿的侵入和噴溢為特征,其成巖成礦作用分為早晚兩期,分別與擠壓、伸展的構造背景相對應。我國華東地區地質構造較為復雜,經歷了多期次、多旋回的構造-巖漿活動及成礦作用,形成多個重要的多金屬成礦帶。在空間排布上,有色金屬礦床多呈現出“塊”“帶”的成礦分區,塊體邊緣深斷裂帶聚礦,沿前陸推覆沖斷帶“向洋”分帶。
有色金屬資源的稀缺性以及日益增長的需求給我們今后的找礦帶來了挑戰。在開發新的探測手段的同時,對有色金屬礦床的地層、構造、巖漿特征以及成礦的時間、空間特征加以了解是必要的。在今后的找礦實踐中,以這些特征為指導,結合礦區具體的地質環境,利用先進的技術手段加以詳細、深入的探究,將有利于有色金屬礦床的探測和開采。