成矿学

成矿学概念和起源成矿学起源于大约100年前，在地学领域中已赢得了特定的地位。

成矿学来源于法语术语“metallogenie”，Louis de Launay用于综合表示区域或全球矿床及其时空分布规律。

该法语单词可写成英语“metallogeny"或"metallogenesis"，二者不同。

前者集合了实际的合描述性的知识，后者则涉及成因。

我国有区域成矿学、成矿规律学和矿床成因学等不同译法，陈国达则译为成矿学。

加拿大人Peter Laznicka将其细分为经验成矿学、矿床成因论和应用成矿学。

成矿学术语提出者Launay L．de（1882）最初认力，它是“研究地壳里面元素分布、组合和分配规律的”。

后来，他（1906）强调研究矿床与区域大地构造联系的重要性，并据以提出“大地构造成矿学”一词。

1913年，他又进一步阐明“成矿学研究矿床，其目的是寻找矿床的空间分布规律，以及矿床随深度的变化规律”。

美国学者Holmes（1928）则认为：“成矿学是从时代、区域大地构造和岩石学等方面对矿床进行成因研究”。

在30～40年代，前苏联学者认为：“成矿学是从矿床分布规律的观点来思考的金属成矿显示的总和”。

其研究对象是“成矿带、成矿省、成矿区、矿区、矿带、矿结，查明含矿区和矿床的时空分布规律，预测新的含矿区”。

1987年，前苏联出版的《地质辞典》把它视作“矿床学的一部分，研究金属矿床在空间和时间上分布的地质规律”。

1980年，美国出版的《地质辞典》中，认为成矿学是“关于矿床生成的学问，着重研究矿床的时空分布规律与区域大地构造特征和区域岩石特征的关系”。

魏洲龄等在研究华北多因复成油气藏时提出：“油气成矿学，是一门以油气地质学、大地构造学、深部地质学为基础，研究油气形成过程，阐明油气时空分布，预测有利油气远景地段的综合性交叉学科”从以上成矿学概念的提出和发展过程可以看出，尽管不同学者有不同理解，但有两点是共同的：一是突出了从大地构造、区域构造等更宏观角度来研究矿床；二是注意强调了研究矿床形成和时空分布规律与大地构造、区域构造的关系。

这就比较容易将成矿学同矿床学、矿床成因学等概念区分开来。

陈国达院士是我国成矿学研究的积极倡导者和奠基人。

他多次强调了成矿学及其在中国加强研究的必要性（陈国达，1982，1985，1987，等），并对成矿学的定义、研究内容、研究范围和任务等进行了系统的总结和概括。

成矿学的研究范围成矿学是从大地构造学的角度来研究矿床的形成机理和在地壳中的时空分布规律，即把矿床学这个相对较狭窄的领域与大地构造学结合起来，以探索成矿理论的一门综合性的边缘学科。

成矿学的研究范围包括：①各种金属和非金属矿床产出的大地构造环境、条件和形成机理，特别是它们形成和变化与不同大地构造单元的沉积建造、岩浆建造、变质建造、构造型相、地球化学、地球物理、深部地质作用等方面的关系；②这些矿床在时间上和空间上的分布规律的受大地构造单元类别及其演化阶段的控制；③各种矿床在不同大地构造单元中的产出特点及其规律。

地洼成矿学的任务成矿学的任务，总的说来，是主要从地壳演化规律的角度探索各种大地构造单元的成矿专属性、大地构造环境及其物理、化学、生物等条件对矿产形成时的影响或形成后的改造，以及对所成矿产在时间上和空间上分布规律的控制。

当代成矿学的进展与发展趋势集中表现以下几个方面：（1）随着第三构造单元——－地洼区（活化区）概念和地洼学说的提出和建立，成矿学由长期以来地槽和地台两个基本构造单元成矿观点，发展到地槽、地台和地洼三个构造单元或多个构造单元成矿观点。

（2）随着壳体概念和历史一因果论大地构造学理论（陈国达，1988，1991，1992）的提出与建立，入们开始更加注意把历史成矿学与运动（因果）成矿学结合起来，即不仅从地壳演化历史角度（纵向一时间），而且从地壳运动变化角度（横向一空间）来研究矿床形成和分布规律。

（3）随着多因复成矿床概念和递进成矿理论（地洼成矿理论）（陈国达，1979，1982）的提出与建立，成矿学从内生或外生的单一成矿观点发展为多因复式成矿观点，并从大地构造学角度提出了叠加富化、改造富化和再造富化等主要成矿模式和多种成矿类型。

（4）在研究的水平空间上，重点从某一较小范围的区域成矿学转向较大范围乃至全球成矿学，重点放在大型构造、特别是大型区域性断裂对大型矿床、矿群、矿带、成矿省的控制，以及大型矿带分布规律的研究。

（5）在研究的垂直空间上，重点由地壳浅处转到深部以至地慢。

因为许多矿床的特点及其分布规律都同地幔有关，成矿物质来源可能在深部。

因此，壳一慢或慢一壳成矿观点和深部构造控矿研究更受重视，新技术和新方法在成矿学中得到更加广泛地应用。

（6）在研究的矿种上，在重视金属和元素以及能源矿床成矿学的同时，非金属成矿学逐步得到重视。

成矿学的分科（1）构造单元成矿学（2）构造区成矿学（3）历史成矿学大规模成矿与重大构造热事件的密切相关性各造山带中的主要成矿期处于全球的主要成矿期中,并具有全球对比意义。

全球的主要成矿期有太古宙成矿期(>2500Ma)、古元古代成矿期(2500～1800Ma)、中元古代成矿期(1800～1000Ma)、新元古代成矿期(1000～600Ma)、早古生代成矿期(600～400Ma)、晚古生代及早中生代成矿期(400～200Ma)、晚中生代—新生代成矿期(200Ma以来)。

上述各成矿期的矿化强度不同,其中四大成矿高峰期[1]分别为:中元古代成矿期2000～1800Ma、晚元古代成矿期1000～800Ma、晚古生代成矿期400～300Ma和晚中生代—新生代成矿期200Ma-。

成矿高峰期对应古大陆会聚末期至裂解初期[2],与重大构造热事件密切相关。

秦岭造山带的主要成矿期均位于全球成矿期中,大规模成矿发生于新元古代、晚古生代、晚中生代—新生代;喜马拉雅造山带、环太平洋造山带中的大规模成矿主要发生在中生代—新生代。

造山带中的大规模成矿作用、成矿突发性与重大构造热事件密切相关,需要结合地球演化的节律性、大陆动力学和成矿年代学进行研究。

（4）区域成矿学成矿的分带性与不均匀性造山带中的矿床存在全球、区域、矿田、矿床范围的多级分带。

造山带中区域成矿分带较为复杂,对于一个经历了大陆裂谷、洋壳发育、洋壳俯冲消减、陆陆碰撞的威尔逊旋回发展过程的造山带,可以发育裂谷、洋脊、岛弧、弧后盆地及陆内构造环境下形成的不同类型矿床的共存与分带。

但是,由于构造的叠置、剥蚀以及非威尔逊旋回和构造演化的多旋回性等,使部分矿床发育、部分矿床缺失,有的矿床则重复出现,致使造山带成矿分带呈现出多样性和不均匀性。

（5）全球成矿学（6）元素成矿学（7）矿床成矿学（8）比较成矿学（9）普通或理论成矿学成矿学研究的主要内容及研究方法成矿学研究应着重从其成矿大地构造背景、控矿条件、成矿要素、矿床组合及其演化入手,揭示区域成矿的特色及矿床的时空分布规律,为区域矿产勘查与评价提供科学依据。

2.1 大地构造类型及其演化和运动特征运用构造解析方法,对成矿载体,即构造单元、构造区及其演化的研究十分必要。

大地构造的研究主要从其地层建造、岩浆建造、变质建造、构造型相等四个方面进行。

除此之外，还可以从古地理、新构造、地貌、矿产、地球物理、构造地球化学特征、深部地壳构造与成矿动力学环境等方面进行辅助研究。

大地构造研究中应坚持时空四维相结合、演化与运动并重。

2.2 主要矿床类型、成矿系列与成矿模式在成矿学研究中,首先要对主要的、有代表性的典型矿床进行深入研究,正确区分和厘定各类矿床,查明其地质特征、成矿条件与成因,建立矿床的成矿模式。

进一步研究各类矿床间的共生、组合规律,建立成矿系列和成矿模式,通过类比、求异确定主要的找矿对象(巳知的矿床类型)和发现新的矿床及新的矿床类型。

2.3 成矿环境与控矿要素在成矿环境研究中,既要重视区域成矿的控制因素、构造-建造分析,也要重视全球及深部背景的研究。

1系统研究区域成矿的控制因素,如构造、沉积、流体、火山、生物等作用与成矿的关系。

着重查明成矿带、矿化富集区产出的构造类型和含矿建造类型及其与成矿的关系。

含矿建造分析是基础,不同类型的矿床产于不同的沉积、变质及岩浆岩建造中,如含铜和多金属的细碧角斑岩建造、含金的花岗绿岩建造和浊积岩建造、含铅锌等的热水沉积岩建造、含铜钼的斑岩建造等。

大型构造,如裂谷、洋盆、岛弧、沉积盆地、推覆构造、韧性剪切带、大型走滑断层、花岗岩穹窿与褶皱带等,它们总体上控制着含矿建造的产出和矿化带、矿集区的产出,分析构造—建造组合及其体系结构有利于查明不同类型矿床的形成和分布规律。

2在区域成矿环境研究方面,还应重视对不同历史时期区域岩石圈组成、结构与成矿关系的研究,揭示大规模成矿的深部控制要素,大区域岩石圈减薄作用,将导致岩石圈热状态、热结构的强烈变化,软流圈物质、能量的上涌,引起构造—岩浆—成矿事件的发生,是成矿大爆发的重要原因。

对现代地球物理和岩石学、构造地质学及地球化学的研究表明,地壳和地幔的组成与结构不均一。

这种不均一性在板块边界和地体边界尤为明显[21],表现为构造运动强烈,物质和能量交换显著,壳、幔物质循环及成岩成矿作用活跃,因而多是巨型成矿区带的所在地。

2.4 成矿物质、成矿流体与成矿机制我们通常运用矿物包裹体、同位素地质、微量元素、稀土元素、成矿热力学、成矿模拟实验、计算机模拟等手段来深化对成矿物质、流体来源和成矿作用的认识。

1成矿物质来源的研究,要以矿床地球化学研究为基础,结合构造—地球化学与区域地球化学的研究,着重查明矿源区、矿源岩(层)及矿质供给、输运与聚集成矿。

2地质流体是造山带成矿中十分活跃的要素,流体类型和运动方式复杂,对地质流体与成矿关系的研究是查明成矿机理的关键之一。

在分别研究岩浆流体、变质流体、地幔流体、热卤水、有机流体等成矿作用的基础上,将矿区流体与区域流体、流体的形成演化与各类地质作用结合起来进行研究,分析矿源供给、流体输运、矿石堆积和矿床定位的动力学过程,总结区域构造—流体—成矿系统的基本类型,如海底热水系统成矿、火山热液系统成矿、岩浆热液系统成矿、盆地流体系统成矿、变质核杂岩—拆离断层流体系统成矿和地热系统成矿等,并分别建立成矿模式。

2.5 构造、成岩、成矿年代学的综合研究造山带成矿及其演化受区域构造演化过程控制,并与一定的建造(沉积、岩浆、变质建造)伴生,矿床是建造中成矿物质高度富集的特殊相。

通过对造山带构造、成岩、成矿年代学的综合研究,对查明造山带构造、建造、成矿的耦合与演化规律十分重要。

20世纪80年代以前,以地质研究为基础,结合同位素定年发展起来的构造年代学、岩石年代学研究,为成矿年代的厘定提供了基础。