成矿地球化学:科学问题与研究思路

doi:10.11720/wtyht.2024.0282

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Abstract

In geoscientific field, the essential object of all the research problems is the physical world which is derived from the crust-mantle interaction and has deeply influenced globally the environment and resources. The metallogenic geochemical theory believes that the metallogenic materials are the internal factors for the metallogenic system to influence the metallogenic process, and taking metallogenic materials as the main body to study the problems of metallogenic materials and metallogenic processes is the basic meaning of the metallogenic geochemical theory, and the core subject of the studies of metallogenic rules and theories. During the mineralization process of metallogenic system, metallogenic materials formed into metallogenic series of corresponding scale. This paper outlines several scientific topics of the metallogenic geochemical studies, among which, the topic of global metallogenic system mainly studies the metallogenic processes and relations of the series of metallogenic regions, provinces and belts formed by metallogenic materials in the context of global metallogenic process; the topic of regional metallogenic system mainly studies the metallogenic processes and relations of ore field series in the context of regional metallogenic process; the topic of ore field metallogenic system mainly studies the metallogenic processes and relations of mineral deposit series in the context of ore field metallogenic process; the topic of mineral deposit metallogenic system mainly studies the metallogenic processes and relations of ore-body series in the context of mineral deposit metallogenic process. The basic research ideas concerning above mentioned studies are discussed in this paper, including the metallogenic materials' geneses and sources, migration and evolution, differentiation and concentration, as well as the zoning relations of each level's metallogenic system and series of the world during the metallogenic processes. The purpose is to summary the metallogenic rules, explore the metallogenic mechanism and guide the mineral resources exploration. Supported by modern technologies and methods of IT(information technology), modeling and AI(artificial intelligence), the metallogenic geochemical theory uses the earth system scientific ideas to study the problems of metallogenic system and metallogenic series, construct the theoretical framework for metallogenic geochemical research, and provide a theoretical basis for the mineral resources exploration, evaluation and development technics and methods.

Key words： metallogenic geochemistry ore-forming material and metallogenesis metallogenic system and metallogenic series metallogenic process and metallogenic relationship metallogenic type and genetic type big date and artificial intelligence scientific problem and research idea

Received: 30 May 2024 Published: 19 September 2024

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	Xiao-Huan XI

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Xiao-Huan XI. Metalleogenic geochemistry:Science problems and research ideas[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2024, 48(4): 891-917.

URL:

https://www.wutanyuhuatan.com/EN/10.11720/wtyht.2024.0282 OR https://www.wutanyuhuatan.com/EN/Y2024/V48/I4/891

成矿域(物源型)	成矿年代	成矿作用	成矿省(物源型)			成矿区带系列
古亚洲成矿域(幔源型+多源型)	元古宙—古生代+中生代	古亚洲洋陆缘增生+洋陆俯冲作用	吉—黑成矿省(幔源型+壳源型+壳幔同熔型)	元古宙+古生代+中生代(燕山期)	Cu、Ag、Pb、Zn、Au、Ni、Co、Cr、Fe₂O₃	完达山中生代有色—贵金属成矿区、太平岭—老鸭岭古生代—中生代金铜镍铅锌银铁成矿区、佳木斯—兴凯太古宙—元古宙—古生代—中生代铁多金属非金属成矿区、小兴安岭—张广才岭铁太古宙—古生代—中生代金铜镍银铅锌成矿带、松辽盆地新生代油气成矿区
			大兴安岭成矿省(幔源型+壳源型+壳幔同熔型)	元古宙+古生代+中生代(华力西期+燕山期)	Cu、Mo、Ag、Pb、Zn、Au、Hg、Sb、W、Sn、Cr、Fe₂O₃	额尔古纳中生代铜钼铅锌银金成矿带、大兴安岭北段古生代—中生代铁锡铜铅锌银金成矿带、大兴安岭南段古生代—中生代金铁锡铜铅锌银铍铌钽成矿带、二连—东乌旗古生代—中生代—新生代铜铁铬铅锌银成矿带、锡林浩特—索伦山元古宙—古生代—中生代铜铁铬金钨锗萤石碱成矿带
			华北陆块北缘成矿省(幔源型+壳源型+壳幔同熔型)	元古宙+古生代+中生代(燕山期)	Cu、Pb、Au、Ag、Sb、Hg、As、W、Mo、Nb、U、Th、 Fe₂O₃	华北陆块北缘东段太古宙—远古宙—中生代金铜铅锌银镍钴硫成矿带、华北陆块北缘中段太古宙—远古宙—中生代金铜银铅锌铁硫铁成矿带、华北陆块北缘西段太古宙—元古宙—中生代铁铌稀土金铜铅锌硫成矿带
			华北陆块成矿省(幔源型+壳源型+壳幔同熔型)	元古宙+古生代+中生代(燕山期)	Cu、Pb、Au、Ag、Sb、Hg、As、W、Mo、 Be、Fe₂O₃	胶—辽太古宙—元古宙—中生代金铜铅锌银成矿带、鲁西中生代金铜铁成矿带、华北盆地太古宙—中生代—新生代铁煤油气成矿区、小秦岭—豫西金钼铅锌成矿带、五台—太行太古宙—元古宙—古生代—中生代金铁铜钼钴银锰成矿区、晋西—陕东元古宙—古生代稀土铜铁金煤成矿带、鄂尔多斯盆地中生代—新生代油气煤盐类成矿区、阿拉善铜镍铂萤石成矿带
			阿尔泰—准噶尔成矿省(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	古生代+中生代	Cu、Pb、Au、Ag、As、W、Sn、Mo、Li、Be、Nb、Y、Ni、Co、Cr、V、Fe₂O₃	哈龙—诺尔特古生代—中生代金铅锌铁稀有成矿带、克兰古生代铁铜锌金银铅成矿带、准噶尔北缘古生代—新生代铜镍钼金成矿带、准噶尔西缘古生代金铬成矿带、准格尔盆地古生代—中生代油气铀煤盐类成矿区
			天山—北山成矿省(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	前寒武+古生代+中生代+新生代	Cu、Mo、Pb、Ag、As、Li、 Nb、Y、U、 Ni、Co、Fe₂O₃	博格达古生代铜锌石墨成矿带、阿拉套—赛里木古生代锡钨铅锌成矿带、土哈盆地中生代—新生代油气煤铀盐类成矿区、西天山前寒武—古生代—中生代—新生代铀煤铜钼锰铁镍钴金银稀有金属成矿带、觉罗塔格—星星峡古生代铜钼金银镍成矿带、南天山马鬃山古生代铁金铅锌银钒铀稀有稀土成矿带、额齐纳旗古生代铜铁成矿区、北山前寒武—古生代多金属铁铜镍金银铅锌稀有金属成矿带、萨阿尔明古生代—中生代金铁锰铅锌稀有金属成矿带、西南天山古生代金铜铅锌银锑铀锡成矿带
			塔里木陆块成矿省(幔源型+壳幔同熔型)	古生代+中生代+新生代	Pb、Zn、Ag、Cu、Ti、V、 Ni、Fe₂O₃	塔里木中生代—新生代油气煤铀盐类成矿区、库车新生代油气铀成矿带、阿瓦提—沙雅中生代—新生代油气煤成矿带、柯坪古生代铅锌铁钒钛成矿区、卡塔克—满加尔新生代油气成矿区、塔里木南缘盐类成矿带
秦祁昆成矿域(幔源型+多源型)	古生代+中生代	多旋回叠加造山作用	秦岭—大别成矿省(幔源型+壳源型+壳幔同熔型)	古生代+中生代	Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Hg、Ti、V、Cr、Ni、Co、Fe₂O₃	北秦岭古生代—中生代金铜银锑钼成矿带、桐柏—大别元古宙—中生代金铅锌银成矿带、南秦岭古生代—中生代铅锌银铜铁汞锑成矿带
			祁连成矿省(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	元古宙+古生代	Cu、Zn、Au、As、Ni、Co、Fe₂O₃	北祁连元古宙—早古生代金铜铁铬钨铅锌成矿带、南祁连古生代铜铅锌银镍磷成矿带、走廊古生代—新生代铁锰萤石盐类成矿带、垃鸡山早古生代铜镍金成矿带
			昆仑成矿省(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	前寒武+古生代+中生代	Pb、Zn、Ag、Cu、Bi、Sb、Fe₂O₃	柴达木新生代锂硼钾盐钠盐镁盐芒硝石膏天然碱卤盐成矿区、阿尔早古生代金铜金成矿带、东昆仑前寒武—晚古生代—中生代金铜铅锌铁成矿带、公格尔前寒武—晚古生代金铜铅锌成矿带、塔什库尔前寒武—晚古生代金铜成矿带、喀喇昆仑中生代铜铅锌金成矿带
滨太平洋成矿域(壳源型+壳幔同熔型)	中生代	洋—陆俯冲作用	下扬子成矿省(壳源型+壳幔同熔型)	燕山期	Cu、Pb、Zn、 Au、Ag、As、 Hg、Sb、W、 Sn、Bi、Li、 Y、La、Nb、 V、Ti、Cr、 Fe₂O₃	苏北坳陷新生代油气盐类成矿区、长江中下游中生代铜金铁铅锌硫成矿带、江南地块中生代铜钼金银铅锌成矿带、江汉坳陷中生代—新生代金稀土成矿区
			华南成矿省(壳源型+壳幔同熔型)	燕山期	W、Sn、Bi、Mo、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Hg、Sb、Li、Y、La、 Nb、Be、U、 Th	浙闽沿海中生代铅锌银成矿带、闽粤沿海中生代锡钨铅锌银成矿带、台湾金铜非金属成矿带、杭州湾—武夷山北段古生代—中生代铅锌银锡钨稀土稀有成矿带、湘中—赣中元古宙—古生代—中生代—新生代铁钨锡锑铅锌稀有成矿区、南岭中段中生代锡银铅锌稀有稀土成矿区、粤中元古宙—古生代—中生代银铁金钨锡稀有成矿区、粤西—大明山中生代钨锡铅锌金银成矿区、海南元古宙—中生代—新生代铁铜钴金银成矿区
			上扬子成矿省(壳源型+壳幔同熔型)	元古宙+古生代+中生代+新生代	Cu、Pb、Zn、Au、Ag、As、Hg、Sb、W、 Sn、Bi、U、 Th、Ti、V、 Li、Y、La、 Nb、Be、Cr、 Ni、Co、Fe₂O₃	龙门山—神龙架古生代—新生代铁金铅锌成矿带、湘西—黔东中生代锑汞金铅锌成矿区、渝南—黔中古生代—中生代铁汞锰铝成矿带、四川盆地新生代铁铜油气成矿区、川滇黔古生代—中生代铅锌银磷成矿区、右江中生代金铅锌锑铜锰成矿区、扬子地台西缘元古宙—古生代—中生代铁钛钒铜铅锌铂银金稀土成矿带
特提斯—喜马拉雅成矿域(壳源型+壳幔同熔型)	新生代	陆—陆碰撞作用	松潘—甘孜成矿省(幔源型+壳源型)	印支+燕山+喜山期	Au、As、Li、 La、Be、Cr、 Ni、Co、V、 Fe₂O₃	松潘—玛多古生代金银铅锌稀有金属成矿区、可可西里—盐源中生代—新生代金铜锌稀有稀土成矿带、藏东—拉竹龙新生代铜钼金铁成矿带、
			西南三江成矿省(幔源型+壳源型+壳幔同熔型)	喜山期	Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag、As、Hg、Sb、W、Sn、Bi、U、 Th、Li、Y、 La、Nb、Be、 V、Ti、Cr、 Ni、Co、Fe₂O₃	白玉—中甸印支—燕山—喜山期银铅锌铜金锡成矿带、三江北段中生代—新生代铜钼铅锌银金成矿带、大理—景谷中生代—新生代铜锌钼金铅锌成矿带、宝山—澜沧古生代—中生代—新生代铅锌银铜金铁成矿带、腾冲生代—新生代锡钨稀土成矿区
			雅鲁藏布江—唐古拉山成矿省(幔源型+壳幔同熔型)	中生代+新生代	Cu、Au、As、Bi、Be、Li、W、U、Th、 Cr、Ni、Fe₂O₃	羌塘—昌都新生代铜钼金银成矿带、冈底斯—念青唐古拉中生代—新生代铜钼金铁成矿带、藏南新生代汞锑金银成矿带

Main metallogenic element associations and metallogenic zone series of the global metallogenic system^[5-6]

成矿域、省 (物源型)	区域成矿系统	矿田成矿系列(物源型)	成矿时代	成矿年代/Ma	成矿分带关系	成矿旋回	成矿作用
古亚洲成矿域华北陆块北缘成矿省(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	华北陆块北缘中段太古宙、元古宙、中生代金银铅锌铁硫铁矿成矿带(幔源型+壳幔同熔型)	金厂峪金铁矿田(幔源型+壳幔同熔型)	太古宙、中生代	3334~ 2222、221 ~102	跨代型	阜平—五台、中条—晋宁、燕山	火山—沉积变质作用、混合岩化作用、岩浆热液作用
		司家营铁矿田(幔源型)	太古宙	2521			火山—沉积变质作用、混合岩化作用
		矾山铁磷矿田(幔源型)	晚古生代	243~172			碱性岩浆作用
		蔡家营铅锌银金铜矿田(幔源型+壳幔同熔型)	燕山期	158~119			中酸性火山—侵入作用
		小寺沟铜钼多金属矿田(幔源型+壳幔同熔型)	燕山期	129~112			中酸性岩浆侵入作用
		寿王坟铜铁矿田(壳源型+壳幔同熔型)	燕山期	132~100			中酸性岩浆侵入作用
古亚洲成矿域天山—北山成矿省(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	西天山前寒武纪、古生代、中生代、新生代铀煤铜钼锰铁镍金银稀有金属成矿区(壳幔同熔型+壳源型)	菁布拉克铜镍矿田(幔源型)	早古生代	414~431	跨代型	晋宁、加里东、华力西、印支、燕山、喜马拉雅	镁铁岩浆作用
		喇嘛苏铜矿田(壳幔同熔型)	晚古生代 (华力西期)	394.8~ 328			中酸性岩浆作用
		肯登高尔铜钼矿田(幔源型+壳幔同熔型)	晚古生代 (华力西期)	312.9~ 318			中酸性岩浆作用
		阿希金矿田(壳源型)	晚古生代 (华力西期)	301~340			中酸性岩浆作用
		库捷尔太铀矿田	中生代 (侏罗纪)				陆相沉积作用
秦祁昆成矿域昆仑成矿省(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	东昆仑前寒武—晚古生代—中生代金铜铅锌铁成矿带(幔源型+壳幔同熔型+壳源型)	夏日哈木铜镍钴硫化物矿田(幔源型)	晚古生代	422~382	跨代型	兴凯、加里东、华力西、印支、燕山	基性岩浆侵入作用
滨太平洋成矿域下扬子成矿省(壳源型+壳幔同熔型)	长江中下游铜金铁铅锌硫成矿带(壳幔同熔型+壳源型)	铜陵铜金多金属矿田(壳幔同熔型)	中生代	136~144	叠代型	华力西、印支、燕山	岩浆侵入作用
		九瑞铜金多金属矿田(壳幔同熔型)		138~147			岩浆侵入作用
		宁芜铁矿田(壳幔同熔型)		129~131			火山—侵入作用
		鄂东南铜金铁矿田(壳幔同熔型)		125~147			岩浆侵入—喷发作用
		庐枞铁铜矿田(壳幔同熔型)		130~132			岩浆侵入作用
		宁镇铜多金属矿田(壳幔同熔型)		106~108			岩浆侵入作用
滨太平洋成矿域华南成矿省(壳源型+壳幔同熔型)	粤中元古宙、古生代、中生代银铅锌铁金钨锡稀有成矿区(壳源型+壳幔同熔型)	板梯金银矿床(壳幔同熔型)	古生代 (加里东期)		跨代型	吕梁、晋宁、加里东、印支、燕山	混合花岗—岩浆侵入作用
		河台金矿田(壳幔同熔型)	中生代 (燕山期)	175~132			中酸性岩浆—热液作用
		三洲矿田金银铅锌铜矿田(壳源型+壳幔同熔型)	中生代— 新生代	157~65			岩浆热液作用
	湘中—赣中元古宙、古生代、中生代、新生代铁钨锡锑铅锌稀有成矿区(壳源型+壳幔同熔型)	冷水江锡矿山锑矿田(壳源型)	中生代 (燕山晚期)	169~124	跨代型		岩浆热液作用
		宁乡铁矿田	古生代	362			海相沉积作用
		邓阜仙钨矿田(壳源型+壳幔同熔型)	燕山期	150~160			岩浆作用
		新余铁矿田(壳幔同熔型)	古生代	424			海相沉积变质作用
		德兴铜矿田(壳幔同熔型)	燕山期	166~172			岩浆热液作用
		朱溪钨钼铜矿田(壳源型+壳幔同熔型)	燕山期	146~162			岩浆热液作用
		冷水坑银铅锌矿田(壳源型)	燕山期	117~158			潜火山热液作用
		宜春414铌钽矿田(壳源型)	燕山期	165~136			岩浆作用
		东湖锰矿	新生代				风化淋滤作用
	南岭东—中段锡银铅锌稀有稀土成矿带(壳源型+壳幔同熔型)	崇余犹钨锡金矿田(壳源型)	燕山期	190~135	叠代型		岩浆热液作用
		东坡山—柿竹园钨锡铋钼矿田(壳源型)	燕山期	180~100			岩浆热液作用
		水口山铅锌矿田(壳幔同熔型)	燕山期	172~106			岩浆热液作用
特提斯—喜马拉雅成矿域西南三江成矿省(幔源型+壳源型+壳幔同熔型)	三江北段铜钼金银铅锌成矿带(壳幔同熔型)	玉龙铜钼矿田(壳幔同熔型)	新生代	57.9~37.9	同代型	晋宁、加里东、华力西、印支、燕山、喜马拉雅	岩浆—热液作用
		纳日贡玛铜钼矿田(壳幔同熔型)		41.5~49.4			岩浆—热液作用
		沱沱河铅锌矿田(壳幔同熔型)		20~23			层控低温热液成矿作用
特提斯—喜马拉雅成矿域雅鲁藏布江—唐古拉山成矿省(幔源型+壳幔同熔型)	冈底斯中段中生代—新生代铜钼金铁成矿带(壳幔同熔型)	驱龙—甲玛铜多金属矿田(壳幔同熔型)	新生代	15.18~14.78	跨代型	晋宁、加里东、华力西、印支、燕山、喜马拉雅	岩浆—热液作用
		冲江铜矿田(壳幔同熔型)	新生代	14.9			岩浆—热液作用
		雄村—洞嘎铜金矿田(壳幔同熔型)	中生代	195~161			浅层中低温热液作用
		朱诺铜钼金矿田(壳幔同熔型)	新生代	13.7~15			岩浆—热液作用

Metallogenic characteristics of field series in regional metallogenic system

Zonation characteristics of deposit series in metallogenic system of ore field

Characteristics of ore body series zonation in ore forming system

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