成矿系统研究的环保意义

成矿系统研究主要是区域成矿系统研究，可以提高对区域成矿规律的认识水平，把握区域成矿的整体特征，从而可从全局上提高找矿预测能力。关于如何具体运用成矿系统理论指导找矿，现提出几点认识供参考：
（一）区域找矿目标——由单个矿床到矿床系列
在过去的找矿工作中，常以单个矿种和单个矿床类型为目标，这在一定程度上限制了找矿者的视野，也造成了有可能避免的浪费。当今，综合性区域矿产调查评价工作正全面展开，找矿的目标就不只限于单个矿种和矿床类型，而应该是找寻该区存在的矿床组合或矿床系列，即由一定成矿系统产生的全部矿种和矿床类型。例如，在长江中下游成矿带找寻Cu、Fe、Au、Ag、Mo、Pb、Zn等的斑岩型、矽卡岩型、角砾岩筒型、热液脉型和层控型等矿床。这样以一个成矿系统中所形成的矿床系列（组合）作为找矿的整体目标，有利于建立起区域找矿的战略眼光，可以胸有全局、举一反三，线索较多，信息量大，回旋余地也大，更有利于提高找矿成功率。
（二）从矿化网络入手逐步缩小靶区
在区域找矿中，一般是先发现示矿异常，再据以追溯矿体。因此，将矿床、矿点、异常作为一个整体，深入研究矿致异常，就成为区域找矿的一项基本内容。在成矿作用中产生的各类异常——地质的、地球化学的、地球物理的异常，或直接由矿体因素引起，或由矿化蚀变岩石及含矿地层、岩体、构造等引起。它们在时间、空间和成因上是密切关联的，例如，很多地球物理异常就是由地质和地球化学异常引起的。这些异常伴随着矿床系列在形成时间上常显示阶段性，在空间上组成有序结构，表现为分带性，形成三维的矿化—异常网络或简称矿化网络（包括矿床、矿点和各种异常）。而这种矿化网络正是进行区域找矿的总体对象。由于矿致异常一般比矿体占有更大的空间，能显示更多的有关成矿的信息，因此常是有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论，区分和筛选这些有关异常，一步步地缩小找矿靶区，可以达到发现矿床的目的。
（三）全面研究矿床形成条件和保存条件
矿床是地质历史的产物。成矿系统作用过程结束后，所产生的矿床系列及异常系列又进入一个新的历史阶段，即这些产物经受后来地质作用的变化和被改造的阶段。主要的地质改造作用有构造变形、流体溶蚀、变质作用和地表风化剥蚀、搬运和掩埋作用等。作为一个矿床，其经受的后来变化有变形、变质、变位、变品位、变规模等，其结局有几种可能：①保存完好；②部分保存，即矿床规模缩小；③转变为其他类型（如岩金矿转变为砂金矿）；④消亡。目前，已知的地表和近地表的很多矿床都是经过众多地质事件磨难后的“幸存者”。一个区域中的矿床“幸存者”越多，找矿的潜力就越大。因此，区域成矿研究应该“两手抓”：既要研究矿床形成条件，又要研究矿床保存条件。即矿床保存条件研究不是附带任务，在大多数情况下，它是一项并不亚于成矿条件研究的重要内容。扩展来说，不只要研究单个矿床的破坏保存，还要研究一个成矿系统产生的矿床组合和异常系列的被改造过程和整体保存条件，包括哪些矿床类型被破坏了，哪些被保存下来，保存在哪些地段?等等，这对于区域矿产资源评价具有重要意义。

一个成矿系统的作用产物包括矿床、矿点和各类异常。它们在形成时间上有早有晚，形成过程有长有短，常表现为阶段性；在空间上组成有序的结构，形成三维的矿化网络。
（1）矿床：成矿作用的主要产物是矿（包括矿体、矿石、脉石、围岩及相关构造），根据各成矿要素耦合情况的差异和控矿因素的局部变异，可形成若干不同成因类型的矿床；又根据成矿元素组分的不同，可有不同矿种（组合）的矿床；总的形成不同矿种不同类型的矿床群体。一般将一个区域中有成因联系的不同矿床类型组成的整体称为成矿系列或矿床系列，例如长江中下游中生代中酸性岩浆-热液成矿系统中的矽卡岩型铁-铜矿、斑岩型铜-钼矿和角砾岩筒型铜-金矿等，即组成一个成矿系列。
这些不同类型矿床具有一定的时-空结构，在空间常表现为集群性和分带性；在时间上显示阶段性、叠加性；在物质组成上常表现为互补性，即一个成矿系列中矿床规模有大有小，显示出成矿物质在各矿床中聚集强度的不一致性。
（2）矿点：在成矿系统的产物中，矿质虽有一定浓集但根据目前经济技术条件尚不能利用的矿化称为矿点或矿化点。矿点的数量一般多于矿床。有些矿点虽暂时不能利用，但在矿业市场迫切需求时，有可能被开采利用而升级为矿床。另外，矿点在理论研究上的意义是提供关于了解成矿系统全局的信息，它在找矿中可作为找寻工业矿床的标志。
（3）矿致异常：在成矿系统的产物中，伴随着矿床和矿点的形成，产生各类异常（地质的、地球化学的、地球物理的），它包括矿物的、岩石的、元素的、同位素的、流体的、构造的以及重、磁、电、震、放射性等种种异常。这些异常或产在矿体附近，由矿体因素直接引起；或产在矿源场和运矿通道中，由含矿热液的水-岩反应或沉淀物引起。矿致异常一般占有比矿体更大的空间，常表现为分带性。
在成矿系统中，异常的种类多、范围广，且多呈带状或面状，远大于矿床的空间范围，因此能被保留、被人们发现的几率也高。异常能提供较多的有关成矿系统的信息，对它的研究，有利于认识成矿系统的全貌和全过程。异常是找矿的标志，尤其是异常浓集区、多种异常叠加区和异常转变区等，更是比较有效的找矿标志。
（4）矿化异常网络（矿化网络）：矿床、矿点、矿化和各类异常在空间上组成有序的结构，形成三维的矿化异常网络，它常表现出分带性。阐明区域成矿分带是成矿系统研究的重要内容。在火成岩和沉积岩分布区，可从两方面来探讨成矿分带的原因：一是岩浆和流体上升就位所造成的岩体内外的矿化分带（矿种的、矿化类型的）；二是围岩地层的物化性质及所含成矿元素受岩体热力（或地热）和流体影响而显示出的分带。对不少成矿带来说，这两个主要因素的耦合是造成复杂分带的基本原因。可以形象地说，矿化异常网络包括成矿阶段和成矿分带，相当于成矿系统的作用过程被凝固在一个特定的时-空域中。在电子计算机上能基本再现这种矿化时-空结构图像和形成、演化过程。

新世纪的矿业既要提供足够的矿产资源，又要在开发利用资源的过程中保护好环境，这就对矿床学研究提出了更高的要求。矿床地质工作者要为发展低能耗、无废物、高效益、无污染的“绿色矿业”发挥其应有的基础作用。也即矿床学研究不仅要“瞻前”（矿床的形成环境、条件和作用过程）、“知今”（矿床地质特征及现有环境），还要“顾后”（矿床开发过程及以后诱发的生态环境地质问题）。面临着矿区环境保护问题，可以从多方面探索解决的途径。这里试从成矿系统的角度，对成矿与环保二者的结合研究提出一些思考。总的想法是：成矿系统研究不仅要为找矿评价服务，也要为矿床环境质量评价和实施矿业环保提供科学的基础资料。作者认为，为了服务于环保，成矿系统研究可突出下列内容：

（1）矿床的物质成分：研究矿石中的有害组分，特别要查清对人、畜有害的元素如S、Cd、Hg、As、U等的含量、赋存状态，以及它们在矿床开发过程中的化学变化和扩散途径等，并提出处理这些有害物质的技术方案，主要是参与革新采、选、冶和环保技术，将有害物质变为无害或有用。

（2）矿床构造及矿体产状：矿体及围岩的组成、形态、产状，断层、裂隙和孔隙发育程度等，既控制矿区地表水和地下水的运动方向、速率和水-岩反应强度，又与采矿过程中的地面沉降、滑坡、地震等灾害密切相关。

（3）矿床的表生变化特征及其环境影响：依据矿床地质特征及所在地的地理、气候等条件，研究矿床自然暴露地表或开采露出后遭受表生作用变化及可能诱发的污染现象和机理，区别短期影响因素和长期影响因素，提供整治矿山及毗邻地区生态环境的地质依据。

上列的地质因素，归根到底都是由于成矿控制因素、成矿作用、矿床地球化学和成矿后矿床的变化改造所引起的。这也正是成矿系统研究中必不可少的内容。

如前所述，成矿系统的研究对象主要是区域尺度的矿床形成和分布，因此成矿系统研究不只对单个矿区的环保工作有益，还能为成矿区（带）和矿业发达区的区域环境质量评估、发展趋势预测以及区域环保规划提供必需的地质资料，而且这种“宏观”上的研究意义将日显重要。

成矿系统研究的资源、环保效应可概括如图2-6。

图2-6 成矿系统研究的资源、环境效应