白垩纪油气和金属成矿高峰
Oil 25%
gas 4%
150 Ma以来地 磁极及地球表 层温度变化： 120-85 Ma 正 向磁化 高于现今平均 温度100 C 《IODP初始科 学计划》
140 Ma以来pCO2演化。K2时CO2量为现今4-10倍
（Wallman et al. 2001）
白垩纪洋中脊扩张率变化（>正常值1.8倍)
一、矿床研究任务 与思路
矿床学是研究矿床特征、 矿床成因 和矿床分布规律的 学科。它服务于矿产资源的 勘查、开发和利用. 矿床学发展的基础： 矿业发展 地学进步
中部过渡成矿带 栖霞成矿带
西部成矿带 招莱成矿带 东部成矿带 牟乳成矿带
杜家崖
山东三山岛，深钻 4006米，在3388米
处，发现玲珑花岗岩和金矿化蚀变带
“上天、入地、下海”是探测地 球 系 系统的基本手 上天 段
入 地 下海
？
地球系统与成矿系统的关联
1--地球系统中包含成矿系统 2—地球提供成矿物质、能量和 产出环境 3--地球各层圈相互作用是对成 矿系统发生和演变的根本性控 制因素
成矿系统研究
成矿系统是地球系统的一个组成部分， 特点是:
1.有用物质由物质基础

矿产是地球物质分异富集的“精华”


矿产既稀少，又不能再生
节约矿产资源，实现可持续发展 提供资源信息 普及科学知识
矿床学对地球科学的反哺
矿床学是地球科学的一部分,它依靠 地学而发展，又能反作用于地学。
矿床研究中对地层、构造、岩矿、 地化、地物等新发现和提出研究问题 可促进相关学科的发展。反哺作用
矿

历 史 观
地球演化的各个阶段都有矿床 形成；许多矿床在生成后又经历了 变形、变质、风化、剥蚀等变化。 用历史思维去研究矿床的发生史 是矿床学的核心内容，也是矿床勘 查评价工作的一个关键问题。
我 国 主 要 矿 产 的 成 矿 时 代 （翟裕生，2010）
矿床研究的历史观
全球成矿演化
成矿物质（矿种）由少到多 矿床类型 由简到繁 成矿频率 由低到高 聚矿能力 由弱到强
成矿系统研究 与找矿实践
翟 裕 生
2 0 1 4- 2- 11 于北京
提
纲
1. 矿床研究任务和思路 2. 成矿系统与找矿实践 3. 科研工作心得
矿产资源：社会发展物质基础

为人类提供了95% 的能源
提供了80% 以上的工业原料
提供了70% 以上的农业生产资料
矿产资源: 生命的物质支撑
一生需要1678吨矿产 （据USGS）
一辆普通轿车平均重1150千克，使用600种材料 包括化石能源、金属、非金属的数十种矿产
矿产资源：社会发展物质基础
世界人口和经济的快速增长（ 2050 年将达96亿）将增加对矿产资 源的需求。我国要实现工业化、信 息化、城镇化、农业现代化，更需 要大量矿产资源.
急需加强矿床研究 发现新的矿产资源
成
矿
系
统
及
演
变
成矿要素
成矿过程 矿床系列
异常系列
环 境 变 化
现在环境
成
矿
环
境
后期变化
现存矿床 及异常
成 矿 系 统 五 要 素
源
运
矿 环
储
境
环 境 变 化
现在环境
成
变
保
成矿系统论要点
1、成矿的大地构造环境 2、矿源、水源、能源的追溯 3、运矿的通道 4、矿质的储集、成矿 5、矿床的变化 6、矿床的保存 7、矿床的资源-环境效应
―祸兮福之所倚，福兮祸之所伏‖ 老子在春秋时期已经认识到一切事 物都有正反两方面的对立，并意识 到对立面的转化。

经 济 观
矿床是在现有经济、技术条件下能 开发利用的地质体。矿床既有地质属 性，又有经济属性。 研究矿床不仅 是地质学，还应关注矿床经济价值、 矿业经济学。矿业市场全球化
矿床经济价值评估（市场供求、矿 产品价格、矿床规模-质量、开发条件 、环保、成本-利润等）
矿源体类型：岩浆、热液、岩石、海洋、 湖泊、生物群落…. 能源：地热、核能、动能、重力能…
岩浆来源的矿质
表生来源的矿质
矿源的研究方法
1-区域地球化学
成矿元素的丰度、活化度、供给量 2-矿物标型特征 3-矿物流体包裹体 4-微量元素、稀土元素、惰性气体 5-同位素地球化学
关键：源区规模巨大、矿质易于分离
2013-1 海南保亭

系 统 观
矿床是综合地质作用的产物， 其形成涉及多种地质因素和物理、 化学及生物作用，它本身是一个 复杂的自然系统。 矿床学是综合性学科，需要应 用系统的、整体的观点加以研究
系统地研究矿床
点面结合、深浅结合、宏观微观结合 区域背景、控矿要素、成因、成矿时代 岩矿地化研究与构造解析相结合 重视研究“群体”，矿床组合，就矿找

沉积—岩浆热液两套成矿的叠加
云南老厂
第三纪 Eocene Cu-Mo (40 Ma) C2---Pb-ZnAg
石炭纪
（300 Ma)
原 有 小 矿 变 大 矿----- 江西朱 溪
新田
铜坞 （朱溪） 弹岭 月形
塔前
30
ZK-4211 孔深1944 米，见矿 视厚度 800米。 邻近孔品 位WO3 0.4-0.6% 原有小矿 变大矿
中白垩世超级 地幔柱活动
（据Jones and Jenkyns, 2001）
陆地生物显著更替与地质事件
由恐龙演化到鸟类
窃蛋龙
北票龙
中国鸟龙
始祖鸟
？
白垩纪发生多个特殊事件，许多 巨型矿床和油气田形成 ，这些重
大事件的内在联系及其根源？
需要开展对地球系统的整体研究
地球系统科学
地球系统的联系 (Earth system linkage)：探讨层 圈间相互作用和相 互联系，即地球系 统的整体行为 地球系统的演化 (Earth system evolution)：研究 地球形成后变化 过程和发展趋势
矿 床 学 服 务 领 域
矿床研究思维
―地质学按其性质来说，主 要是研究那些不但我们没有 经历过，而且任何人都没有 经历过的过程”（恩格斯） 针对矿床的特点提出六个观点

实 践 观
矿床理论来自对矿床的周密观测
矿床学科史表明,成矿思想的 突破，总是与矿床新发现密切相 关。精确观察、收集第一手资料 ，任何时候都具有首要科学意义
对矿床研究的历程（翟）
成矿系统
成矿系列
矿床组合 单个矿床
成矿系统：是地球系统的一
个组成部分。它是指“在一定的地 球时–空域中，控制矿床形成、变 化、保存的全部地质要素和成矿作 用动力过程，以及所形成的矿床系 列、矿化异常系列构成的整体，是 具有成矿功能的自然系统（翟裕生, 1999）
成 矿 系 统 及 演 变
成矿系统的大地构造环境
Volcanic MS Sedimentary MS
Porphyry MS
VMS
不同的地球动力学背景：克拉通、造山带、 裂谷、盆地, 各有特定的成矿系统
不同的成矿动力学背景
洋中脊热液成矿系统
洋中脊
黑烟囱
俯冲带斑岩成矿系统
成 矿 物 质 来 源
矿源、水源、能源的追溯
成矿物质多来源：地幔、地壳、地表、 水圈、生物圈 岩浆及有关金属多来自壳-幔边界
矿 质 的 运 输
驱动力：构造应力、热力、围压、重力 通 道：



构造的、岩性的、复合的； 缓慢的、快速的、突发的； 大范围(区域）、小范围（局部）
通畅、稳定、圈闭 是关键
赣南“五层楼+地下室”找矿模型
“五层楼+地下室”找矿模型示意图
王登红等，2010
加拿大
Voisey,s Bay Cu-Ni 矿床
经济观
环境观
（坚持实践第一 （建立系统观念 （注重历史分析 （运用辩证思维 （具备经济头脑 （树立环境意识
） ） ） ） ） ）
（翟裕生，1998, 2007 )
地球科学面临的形势
当前正处在一个以地球系统科学为主 导的地学革命时代，这对我国地学发展， 既是重大的挑战，又是宝贵的机遇 由于众所周知的原因，上世纪60年代 我们失去了在以板块构造为主体的地学革 命中发展我国地学的难得机遇，落后了几 十年，这次一定要抓住。只有这样，我国 地学才能迎头赶上世界先进水平

环 境 观
作为一个综合地质体，矿床 （主要是浅表矿床）影响生态环 境，矿床具有环境属性。矿床研 究不仅为找矿采矿服务 ,也要为 环境保护服务。既要金山银山， 又要绿水青山。 绿色矿山
矿业生产方式的转变
绿色矿业、循环经济、可持续发展
矿床学思维 6 观点
实践观 系统观
历史观
辩证观
物组合、粒度、矿层厚度、矿石品位
等方面与常规缓慢形成（渐变）的滨
海砂矿大不相同（N.Baku，2007，
Environ.Geol.） 这是地球重大事件导致：灾害-资 源双重效应的一个实例
自然灾害与自然资源之间不存 在绝对界限，它们都是地球重大事 件的结果，是一个事物的两个方面， 是自然辩证法的生动体现。
31
ZK4209中 粗大白钨矿 WO3 8. 8%
32
原有大矿变小矿
地质灾害与资源：火山喷发
火山喷发既是灾害 又常生成矿产资源
火山喷溢成矿(
智利拉科 Fe ) 火山热液成矿( Cu、Pb、Au ) 火山-沉积成矿（Fe、Cu、S ) 大量火山岩型矿石（珍珠岩等） 火山伴生地热资源（热泉等）
苏门答腊 9.3 级地震
(2004-12-26)
欧亚板块