矿床系列是指由统一的成矿作用生成的诸矿种、诸矿床类型的共生组合,或称矿床组合。与该矿床系列伴随的各种矿化异常(地质的、地球化学的、地球物理的、遥感的、生物的……)作为一个整体,称为异常系列或称综合异常。
成矿系统理论的一个重要进展是将地球物理因素和地球化学因素包括它们的异常作为必要因素纳入成矿体系之中,这既为成矿动力学研究开拓了广阔空间,也为成矿预测提供了有本质联系的综合信息。
矿床系列和异常系列都是成矿系统的产物,它们相互依存,共同构成矿化网络(图2-3)。矿化网络表现了在一定的地质背景、环境中由成矿系统形成的各矿床类型和有关异常的时-空结构。它是一个四维的(空间+时间)成矿地质体,既包含已经发现的矿床和确实存在但尚未被发现的矿床;也包括已知的矿产资源和未知的潜在资源。这一认识反映了成矿系统和矿化网络的开放性和动态性,有重要的理论和实际意义。
矿化网络研究的主要内容包括:①各类矿床的发育程度;②各类矿床的空间关系;③各类矿床的时间关系;④各类矿床的成因联系;⑤各类矿床被改造情况。这些内容在矿床研究和找矿预测工作中经常遇到,下面分别加以讨论:
(一)成矿系统中各类矿床的发育程度
由于成矿控制因素的多样性,一个成矿系统中可生成几种类型的矿床,但是它们的规模并不一样。有的类型成大矿,有的成小矿,有的则只不过是矿化点。另外,它们的产出数量也不相同,有的矿床类型数量较多,有的类型数量较少。因此,有的矿床类型有重要的经济价值,有的则相对次要。如在铜陵矿集区内发育层控矽卡岩型、矽卡岩型、沉积-改造型以及热液脉型等矿床,其中以矽卡岩型、层控矽卡岩型成矿条件最好,因而该类型铜(金)矿床的储量最丰富,另外两种类型矿床的发育程度则明显不如(表2-3)。在区域找矿评价工作中,认真研究各类矿床在矿化网络中的地位,有利于明确找矿的主要和次要对象。
图2-3 矿化网络结构简图
表2-3 安徽铜陵矿集区各矿床类型的发育程度
(二)成矿系统中各类矿床的空间关系
一个成矿系列中的各矿床形成时存在一定的空间关系:它们或沿某一岩层分布,或围绕某一侵入岩体分布,或沿某一断层带作有序排列。有的矿床在上部,有的在下部;有的在某一地质体内部,有的在其外围。这种多个矿化体(矿床、矿田、矿集区等)在空间的有序分布,一般称为分带性。
矿床的分带性是矿床空间关系的一种重要形式,成矿分带性有不同的尺度。从宏观上分析,区域中的成矿分带性更多地受到矿质来源的控制,与区域地球化学特点有密切关系。而矿床中矿体的分带则更多地受到矿石成分、构造和岩石等因素的控制。
(三)成矿系统中各类矿床的时间关系
成矿作用一般延续较长的地质时间,在整个成矿作用过程中常因某个(些)控矿因素的突然(显著)变化而划分为若干个成矿阶段,如在热液成矿系统中常可以分成高温、中温、低温成矿阶段。不同的阶段常形成不同的矿床类型。这样,各矿床之间就有一个时间先后问题。一般地说,先形成的矿床(体)占有较多的自由空间,而后来的矿床(体)则往往就位于早成矿床的外围或是偏上偏浅部。例如,经过多个km以上的钻探查明,在赣东北的德兴—银山矿田内,围绕着一个火山-侵入岩体,较早生成的斑岩型铜矿体就位于中酸性岩体的中心偏上部和岩体边缘,稍后形成的热液脉型铅-锌-银矿床则产在铜矿的偏上偏外部的上覆火山岩层中(黄世全,1992)。
(四)成矿系统中各类矿床的成因联系
在一个成矿系统中,各类矿床间的各方面关系以成因关系最为本质。一般认为,在同一成矿过程中形成的,具有全部或部分相同的物质来源的各矿床之间就是一种成因联系。各矿床的具体控矿因素有所不同,但是它们都是在一个统一的成矿作用中产出的,而且在空间上彼此靠近,是一种亲缘关系。
例如,在大庙钒-钛磁铁矿成矿系列中,由幔源的斜长岩苏长岩浆的分异作用而生成的贯入型、浸染型等矿床类型,它们之间就是一种成因联系。
一个成矿系统中各矿床间的成因差别取决于多个因素(岩相、构造、温度、压力及其他)例如,在统一的成矿作用下,可因构造因素的差别而生成不同类型的矿床,如产于断层中的矿体为矿脉,而产于角砾岩中的矿体则为角砾岩型矿床。再以赋矿岩石的差异为例,产于侵入体与碳酸盐岩接触带的矿床多为矽卡岩型,而产于侵入体围岩砂页岩中矿床则是脉型或网脉型,例如湖南瑶岗仙钨矿床的石英脉型黑钨矿主要产于花岗岩体与砂页岩接触带,而矽卡岩型白钨矿则主要产在碎屑岩和碳酸盐岩中。
(五)成矿系统中各类矿床的改造情况
一个成矿系统的矿化网络中各个矿床的被改造情况是不同的。有的矿床由于物化性质稳定或由于所在位置隐蔽而易于保持原封不动;而另外一些矿床或由于物化性质不稳定,或由于所在位置易于暴露而遭到破坏,不易保存。例如,位于宁芜盆地北端的梅山铁矿产在次火山岩体与火山岩接触带上,处在盆地的相对低凹部位,而以隐伏矿形式被完整保存下来;而位于盆地中部次火山岩体顶部的凹山铁矿则因遭受剥蚀而矿体裸露地表,一部分矿石已被剥蚀。
在矿床预测工作中,既要研究矿床的形成条件,又要研究其破坏、保存条件,这有利于提高找矿的成效。