-
随着国民经济的发展,矿产资源勘查程度不断提高,找矿空白区越来越少,拓宽找矿空间迫在眉睫。据统计,2022年中国1∶5万矿产地质调查重点成矿区带覆盖率已达62.5%(中国自然资源报,2023),以已知矿山深边部及其外围找矿为重点工作区的矿集区找矿逐渐成为地质勘查工作的主战场。
长期以来,中国地质学家、矿床学家和矿产勘查工作者对于找矿预测研究给予了极大关注,并创建了一系列具有中国特色的找矿预测工作方法体系,如成矿地质体(叶天竺等,2007;2014;2017)、成矿系统(翟裕生,1999;2007;翟裕生等,2010)、成矿系列(程裕淇等,1983;翟裕生等,1996;陈毓川等,1993;1998;2006)等,为矿集区找矿预测奠定了雄厚的理论基础。与此同时,矿集区找矿预测工作与时俱进,积累了丰富的资料和经验,并取得了丰硕的找矿成果。然而,就矿集区找矿预测研究来讲,仍然多限于一区一例的实例解剖或示范研究,尚有待于进一步系统化或体系化,以更有针对性地指导矿集区找矿勘查,提高找矿效率。矿集区是指包括至少一个大型规模以上矿床、由若干个矿床组成的矿化集中区,一般范围在几十~几百平方千米,规模应大于矿田而小于成矿带(王玉往等,2017)。矿集区找矿预测的特点是在基本查明了已知矿床的类型,并对其主要成矿特征和关键控矿要素有了相当认识,找矿目标既要探边摸底、就矿找矿,也需要寻找新类型、新矿种。矿集区找矿预测主要是矿体定位预测研究,主要内容不仅要研究单个矿床的矿化蚀变结构和定位规律,而且需要研究矿集区相关矿化类型之间的关系,简而言之,成矿系统研究是矿集区研究的核心内容。热液类矿床源、运、储要素清晰,是成矿系统研究的理想目标类型。本文以代表性的热液类重要金属矿床成矿系统为例,通过对成矿系统特征与结构等分析,总结和探讨矿集区成矿规律与找矿方法,提出新延伸、新区段、新中心、新系统的“四新”找矿预测准则,以期抛砖引玉,探索矿集区找矿预测的最佳途径,更好地服务于大比例尺找矿预测工作。
1 概 述1.1成矿系统的概念及特征成矿系统一词最早见于1973年出版的俄文地质词典(翟裕生,1999),目前被国内外学者广泛使用,但不同学者对成矿系统尚缺乏统一的理解和定义),也有不同的英文表达(如metallogenic system,ore-forming system,mineral system,mineralizing system),其中以翟裕生院士建立的成矿系统学术思想体系最具影响力和代表性,将成矿系统定义为“成矿系统是指在一定时-空域中,控制矿床形成和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、异常系列构成的整体,是具有成矿功能的一个自然系统”(翟裕生,1999),并进一步明确成矿系统包括五要素,即“源、运、储、变、保”(翟裕生等,2010)。笔者从矿集区找矿预测角度,将成矿系统理解为由成矿物质来源、运移通道和矿石堆积场所组成的一个自然系统,其核心研究内容主要是成矿过程中的源、运、储以及成矿期后的抬升剥蚀与改造,其中的“源-运-储”大致对应国外勘查学家的“Source-Channel way-Host”(Groves,2009),也与勘查区找矿预测理论中的“成矿地质体-成矿构造与成矿结构面-成矿作用特征标志”(叶天竺等,2014)有可比之处,后者可理解为“源-运-储-晕”(“成矿构造和成矿结构面”包括了“运”和“储”,“成矿作用特征标志”包括了“储”和“晕”)。一个成矿系统包括了在时-空-物以及成因上密切相关的一组自然矿床组合,因此也可称为矿化系统或矿化谱系,具体的成矿系统类型可以根据含矿建造和成矿作用来命名,如幔源岩浆矿床成矿系统、岩浆热液成矿系统、风化成矿系统、沉积变质成矿系统,等等。
当前,通过对成矿系统“源-运-储”3大要素的厘定与研究,构建成矿系统模型,已成为矿集区找矿预测的理论基础。笔者认为,一个对找矿预测具有指导意义的成矿系统模型应具有以下基本属性特征:①实体性:成矿系统的3大要素及其空间关系具有客观实体性,是成矿作用形成的特殊地质单元,可以通过地质填图和物化探等探测方法识别,并能反映到地质图及找矿预测图上;②结构性:成矿系统内相关矿化类型的空间关系(深度、方位、距离)及其相互之间的连接是一个有机结合的整体,揭示成矿系统时空结构(要素组合样式)和三大要素耦合机理,有助于提高找矿预测精度;③方向性:由高能场到低能场,矿质在高能场区活化汇集,沿能量梯度场运移到低能场区沉淀成矿,即从高温到低温,由高压区到低压区(开放空间),从成矿系统中心向外由高势能到低势能区形成有序的分带结构;④边界性:成矿系统是具有成矿功能的特定构造-建造-矿化单元,以矿化自然边界来圈定;⑤层次性:成矿系统可以是从全球到矿带、矿田、矿床、矿体等不同层次。本文如无特殊说明,“成矿系统”一般指矿田(矿集区)层次的成矿系统,而矿带层次的定义为区域成矿系统,矿床/矿体层次的定义为子成矿系统。如此,成矿系统内除具有整体分带性之外,各子系统(矿化类型)也有各自独立的矿化-蚀变分带。
1.2热液类重要金属矿床成矿系统的类型、特征及研究要点成矿系统的类型与成矿作用类型密切相关。热液类重要金属矿床的成矿系统可分为岩浆热液成矿系统和非岩浆热液成矿系统,前者又有侵入岩浆热液成矿系统、陆相火山热液成矿系统、海相火山成矿系统等,后者如MVT成矿系统、砂岩型矿床成矿系统等。考虑到在实际找矿预测工作中,不同矿体形态(层、脉、体等)的找矿技术方法不同,本文将对热液类重要金属矿床按岩浆热液、热液脉型金矿和层控3大类进行成矿系统和找矿预测分析:岩浆热液类矿床(包括斑岩-矽卡岩-岩浆热液型铜、钼、金多金属矿床,以及高中温岩浆热液型钨、锡多金属矿床)的找矿预测主要是围绕成矿岩体开展工作,热液脉型金矿(造山型金矿为代表,虽然也属于广义岩浆热液类,但为便于区分找矿预测类型考虑,本文暂称之为“热液脉型金矿”)找矿预测工作的核心是成矿构造研究,层控类矿床(包括VMS型、SEDEX型、黑色页岩型等同生矿床,以及海相砂页岩型铜钴矿、陆相砂岩型铜铅锌矿、MVT型铅锌矿等后生矿床)的找矿预测核心要点是层位+通道找矿。
成矿流体是形成热液矿床的关键,也是热液成矿系统的源头。一个热液成矿系统,成矿流体在自深部向浅部的流动过程中不断与围岩反应,一方面沉淀金属矿物及形成围岩蚀变,另一方面不断改变流体性质,从而形成明显的空间矿化-蚀变分带。断裂构造作为含矿热液运移通道,随着由浅入深围岩静压力加大,断裂构造的形态也会发生系统变化,从而形成构造-矿化-蚀变的分带性。因此,成矿构造系统和矿化蚀变系统是热液矿床成矿系统的显著特点和主要构成要素。矿集区找矿预测中的成矿系统的研究主要包括以下4个方面。
(1)“源”:矿源体的研究。矿源体是指直接提供成矿物质和能量(热能和动能)的地质体,是成矿物质活化汇聚的实物载体。矿源体可以看作是成矿系统的始端,是具有三维空间结构、可以识别和填图的地质体,因此不同于学术性的成矿物质来源研究(如幔源、壳源、壳幔混源、海水源、大气降水源以及星外源等)。矿源体可以理解为直接成矿地质体,例如在岩浆热液矿床中矿源体等同于成矿地质体,即成矿岩体。对于非岩浆热液矿床,现阶段人们对其矿床成因和成矿物质来源都还存在较大争议,本文暂将这类矿床的矿源体理解为具有一定成矿物质聚集的成矿流体通道,如造山型金矿中的近矿型浅成侵入体、筒状矿体,砂岩型、MVT型矿床中沟通膏岩层的导矿/运矿断裂等(详见后文)。需要说明的是,由于非岩浆热液型矿床成矿系统规模较大,矿源体与矿体之间的距离较远,矿集区范围内大多难以见到直接的矿源体。
(2)“运”:成矿构造系统研究。成矿构造系统指矿质及成矿流体在地质体中输运并趋向富集的渠道和路径,它是联系矿源场和储矿场的构造-岩石网络,也被称为运移场或中介场(翟裕生,1999)。成矿构造系统包括控制矿源体-运移通道-聚矿场所的构造系统(含各类界面)的特征与样式。运移的主干通道一般是由构造作用形成的,如断裂带等,但具有一定规模的透水层也可以作为流体的主干通道。成矿结构面研究与厘定可直接解决矿体空间赋存位置、展布、形态、规模、产状等特征,是找矿预测的直接目标体。
(3)“储”:矿化-蚀变系统研究。矿化-蚀变系统由矿源体蚀变-通道相蚀变-矿石沉淀场所蚀变系统构成,矿体被包裹在蚀变系统中。受矿源体和成矿构造系统控制的矿化-蚀变空间分布特征,是找矿预测的重要地质地球化学标志。
(4) 构建成矿系统找矿预测模型。厘定“源-运-储”找矿预测要素,构建以矿源体为中心,包括主要矿化类型及其空间网络关系的矿化-蚀变系统模型是找矿预测的基本依据,例如经典的斑岩-浅成低温热液型矿床成矿系统模型(Sillitoe,2010),各矿化-蚀变类型之间互为找矿标志。
1.3矿集区找矿预测:思维与方法从成矿系统角度考虑,矿集区的找矿预测研究包括子系统、单系统、多系统和新系统找矿4个方面,分别对应新延伸、新区段、新中心、新系统“四新”找矿方向(图1)。
(1) 新延伸找矿,是指在已知矿床/矿体的延伸方向就矿找矿,即单个矿床、矿化类型的就矿找矿,属于成矿子系统内的找矿。主要根据以下特征和研究,判别矿区深部找矿可能性:①根据矿化-蚀变垂向分带,品位、厚度等值线图等分析,判断深部是否存在隐伏矿体;②受断裂构造控制的脉状矿床可根据构造力学性质、构造架构、等间距性、侧伏规律等判别;③注意由于成矿期次与成矿阶段造成矿化类型的转换(如金矿体转化为金银矿体等);④根据成矿后构造研究和复原,判断被错断、变形变位矿体的位置。
(2) 新区段找矿,即单个成矿系统内的找矿,主要根据成矿系统的架构,各矿化类型围绕矿源体的分布规律,以及主矿床/矿体+卫星矿的组合、矿化类型之间互为找矿标志等预测新的成矿地段;其次,是通过成矿系统要素标志,包括热液通道或导矿/运矿构造(低品位矿化),以及隐伏成矿岩体(或矿源体)等的识别,判断可能的成矿类型及其空间定位;第三,对于后生沉积热液(如砂岩型)矿床,主要依据运矿构造和矿集区内岩性层发育特征来预测,因此可根据成矿穿层性特征,寻找新的赋矿层位。
(3) 新中心找矿,是指矿集区范围内,同一期的成矿地质作用往往形成多个成矿系统(多个矿源体),其找矿方向自然是多中心、多层位找矿,关键是控岩构造研究。主要根据矿集区主成矿系统的矿源体识别标志,开展成矿岩套、控岩构造规律等研究,寻找新的成矿系统中心;或者根据火山喷发多旋回成矿规律,寻找新的喷流通道和赋矿层位。
(4) 新系统找矿,是指矿集区内已知成矿系统被后期成矿系统叠加形成新的成矿系统,从而造成找矿预测类型的转换(王玉往等,2011;2014)。主要通过衍生成矿和改造成矿的研究,发现新矿种新类型,如云南澜沧老厂矿区,早期发现和开采的为石炭纪VMS型Pb-Zn-Cu矿,经二轮找矿,在深部发现了喜马拉雅期斑岩Mo矿(李峰等,2009)。
2 岩浆热液类矿床岩浆热液类矿床主要包括与I型岩浆有关的斑岩-矽卡岩-岩浆热液型(铜、钼、铅锌、金、银等)矿床,以及与S型岩浆有关的高中温岩浆热液型(钨、锡、钼、稀有、铅锌、金、银等)矿床。本节主要以斑岩铜多金属矿成矿系统为例,并辅以岩浆热液型钨锡多金属成矿系统,分析成矿系统的结构特征,阐述矿集区找矿预测要点。
2.1斑岩铜多金属矿成矿系统的特征斑岩铜多金属成矿系统是以成矿斑岩体为中心的系列矿化组合,包括斑岩型-矽卡岩型(Manto型)-浅成低温热液型-隐爆角砾岩型-脉状矿等重要矿化类型(图2a、b,王京彬等,2025)。各种矿化类型之间可以互为找矿标志,找矿预测的核心是围绕成矿(斑)岩体开展工作。
斑岩铜多金属成矿系统中的“源”是成矿岩套。成矿岩套由成矿前(等粒状岩体、喷出岩等)、成矿期斑岩和成矿后(小岩株、岩脉)岩体构成,它们是同源岩浆演化的整体(王京彬等,2025):成矿前岩体由于其规模和分布范围远大于同成矿斑岩,更容易填图识别,因此可作为斑岩矿床或矿集区的选区标志;成矿期斑岩体是直接成矿地质体/矿源体,也是找矿预测的目标体,找到了同成矿期斑岩就找到了矿体(床);成矿后岩体是深部岩浆房末期产物,多以岩脉、岩枝的形式产出,无矿化,通常穿切含矿斑岩体,标志着该期岩浆-成矿事件的结束。其中,同成矿期斑岩体常由同成分的似斑状和斑状岩石构成“双岩体”,前者为似斑状或等粒状,岩石相对(后者)偏基性、演化程度相对较低,为斑岩铜多金属矿床的主体。
斑岩成矿系统的运矿构造常与储矿构造重叠,表现为围绕成矿斑岩的大规模矿化蚀变特征。成矿系统从底部向上的热液蚀变包括钙-钠硅酸盐化→钾化(石英-钾长石化、黑云母-磁铁矿化)→石英-绢云母化→中级-高级泥化和青磐岩化(图2b)。以成矿斑岩为中心的矿化-蚀变分带模式是预测矿化类型、定位成矿斑岩体的有效方法,成矿系统不同部位通常具有鲜明的内部分带,围绕含矿斑岩体形成具有典型的蘑菇状同心环状蚀变分带,自内向外为硅钾核(石英-钾长石化)→钾化带(钾长石+黑云母)→绢英岩化带→青磐岩化带,具有工业意义的铜(-钼-金)矿化主要产于钾化带和绢英岩化带中(Lowell et al.,1970)。成矿系统的垂向分带也是判别斑岩成矿系统剥蚀程度的重要标志,如矿区有大量钾长石化出现表明该斑岩铜矿已经剥蚀到下部或者接近残留根部,进一步找矿效果将很有限。外围以绿泥石化为主的青磐岩化晕的规模和分带性则是预测斑岩系统成矿强度的重要标志。
运用斑岩成矿系统进行找矿预测,除上述成矿系统源-运-储-晕要素之外,还需注意以下特征和规律(王京彬等,2025):一是成矿系统的空间结构,不同矿化类型受成矿斑岩体和围岩建造的双重控制,具有火山喷发盖层和火山基底岩系双层矿化结构,因此,在陆相火山-侵入杂岩区寻找斑岩铜矿床,首先要建立预测区地层柱,厘定区内建造类型;二是斑岩成矿系统中各矿化类型及其空间关系互为找矿标志,尤其值得注意的是主矿体/矿床与卫星矿之间的空间结构;三是许多斑岩铜矿矿田或矿集区范围内存在多个成矿中心,以发育多个成矿斑岩体为特征,是深部大岩浆房的分异岩浆沿多个通道上侵形成。多中心成矿主要受深部大岩浆房+控岩构造的双重控制(Richards, 2003; Sillitoe, 2010;唐菊兴等,2017),如多龙矿集区的多个成矿斑岩体均沿NE向F10断裂上盘展布(郑之宏等,2017),可能还受岩浆-穹窿构造相伴生的同心环状断裂控制(Huang et al., 2017;王勤等,2019)。
2.2中高温热液型钨锡多金属矿成矿系统的特点该类矿床主要包括花岗岩型Nb-Ta矿、似斑岩-云英岩型W-Sn-稀有金属矿、矽卡岩型W-Sn-Mo多金属矿、中高温热液脉型W-Sn-多金属矿、伟晶岩型Li-Be-Nb-Ta-Rb矿、层状矽卡岩-Manto型Sn-W多金属硫化物矿、中低温-低温热液型Au-Sb-Hg矿等。
成矿主要围绕成矿岩体(细粒碱长花岗岩)构成矿化分带,成矿系统结构与斑岩铜多金属矿成矿系统有很大程度的相似性(图3),根本区别在于因成矿岩体的岩浆岩性质不同造成的成矿专属性差异,另外,因其成矿深度大(~8 km,张德会等,2011),矿集区很少发育类似斑岩铜多金属成矿系统的浅部火山岩和蚀变岩帽(但外围可出现网脉状电气石、黄玉“晕”,表1)。具体特征及其与斑岩成矿系统对比列于表1。
2.3岩浆热液类矿床的找矿预测要点(1) 新延伸找矿
主要根据矿床/矿体(子系统)的矿化分带完整性、构造错断,以及矿化类型/矿种的转化等实现矿体定位预测。主要方法是:①厘定矿化类型或成矿亚类,确定相应的矿化分带模式;②矿床三维空间变化规律与综合编图,特别注意区分碱性蚀变(如钾长石化)和酸性蚀变(青磐岩化、高岭石化或者黑云母角岩化、硬石膏化)构成的成矿地球化学障;③成矿后构造研究,主要是成矿后构造对矿体、蚀变带的“破坏”和错动(包括运动方向和错距),复原矿床原始形态;④同位叠加作用研究,如斑岩铜矿中的晚阶段隐爆角砾岩型矿化的叠加、构造叠加变富、区域构造叠加形成金矿等;⑤地球物理(特别是含硫化物矿床的激电测深)、地球化学(钻孔原生晕)、短波红外等资料分析。
(2) 新区段找矿
主要根据成矿系统内各矿化类型互为找矿标志、主矿体+卫星矿组合寻找新的矿化类型和成矿地段,是这类成矿系统找矿预测的重点。主要方法是矿集区成矿系统研究与构建,具体包括:①矿田地质研究,编制包括地层柱的构造-建造-岩性-蚀变图件;②成矿岩套研究,厘定和识别成矿斑岩体,运用地-物(重磁)-化定位其空间位置;③厘定相关矿化类型及其剥蚀深度、建立成矿类型与运矿构造格架、总结相关矿化类型的可能成矿结构面(含地球化学障)类型,构建成矿系统源-运-储成矿模式;④物-化-遥对成矿岩体、构造和矿致异常等解译资料及其与地质构造-建造图件套合与分析;⑤目标区或找矿远景区的成矿地质条件研究,参照前述“(1)新延伸找矿”。
(3) 新中心找矿
主要是寻找新的成矿岩体,也是该类成矿系统找矿预测的另一重要内容。主要方法是在新区段找矿的成矿系统构建基础上,重点对矿集区控岩构造研究,主要是根据对成矿岩套研究,厘定成矿斑岩体的识别标志,进而结合矿集区控岩构造规律(延伸方向、等间距性、断裂交汇部等),以及重磁、遥感地质解译等推断和预测成矿斑岩体。此外,需注意根据多级岩浆房的地质标志(成矿前岩体、火山岩等范围)、重磁场等信息,判别构造-岩浆体系的自然边界,在边界内寻找多成矿中心。
(4) 新系统找矿
尽管这类成矿系统被后期岩浆、构造同位叠加形成新的成矿系统尚不多见,但矿集区范围内新成矿系统的发现与找矿却屡见不鲜,如多宝山矿集区奥陶纪斑岩铜多金属成矿系统中发现的三矿沟印支期矽卡岩型铁铜矿、二道坎印支期岩浆热液型银矿等。
3 热液脉型金矿床热液脉型金矿以造山型金矿成矿系统为代表。这类矿床比较独特,尽管多数研究者认为与岩浆热液作用有关(也称为中低温岩浆热液型金矿,薛建玲等,2025),但其鲜明特点是构造控矿,且与其他岩浆热液类矿床相比元素组合相对简单(有用元素主要是Au),成矿系统分带不明显。
3.1造山型金矿成矿系统的特征造山型金矿成矿系统包括浅成侵入岩体型(王京彬等,2024)、石英脉型、构造蚀变岩型、层控微细浸染型、热液角砾岩型等矿化类型(图4A)。该成矿系统的特点是尺度较大,深度可达12 km以上(12~15 km,秦克章等,2021),Groves等(1998)认为可达25 km,因此,一个矿床,甚至一个矿集区内基本不可能发育整个成矿系统,而仅仅是该成矿系统的一部分。
这类矿床的成矿物质来源仍存在较大争议,大多数研究者认为或多或少都与岩浆作用有关,即存在成矿岩体,因此,也称为中低温岩浆热液型金矿(图4B)。目前对成矿岩体的研究还不够深入,已有研究认为成矿岩体有还原性和氧化性2类(Thompson et al., 1999;Lang et al., 2001),前者类似岩浆热液型钨锡矿的岩体(Newberry, 1998;Rowins,2000;Thompson et al.,2000),后者即斑岩铜矿的成矿斑岩(Sillitoe et al.,1998)。不论哪类成矿岩体都是岩浆演化相对晚期(相对偏酸性,相对富碱、富挥发分)的小型岩体(岩株、岩凸等)(薛建玲等,2025)。因此,不妨根据矿床与成矿岩体的距离,将该类矿床划分为“近源”(0~3 km)、“中源”(3~6 km)和“远源”(>6 km)3类,分别对应图4B中的近成、中远成、远成。绝大多数金矿属于中源、远源类,矿区内基本找不到成矿岩体。其中,远源类金矿的矿区内甚至不发育岩浆岩,中源类矿区可见同成矿期脉岩(有时可含矿或矿化),近源类金矿即“浅成侵入岩体”型,但由于金的沉淀温度较低,很难形成类似钨锡、铜钼矿的全岩矿化,金矿化更多情况下是沿岩体内部具一定方向的断裂构造(组)富集。由于造山型成矿系统大尺度的因素,在一个矿区、矿集区范围内不可能同时发育上述3类矿床,但很多矿区可以见到其中二者的过渡或复合类型,如甘肃枣子沟金矿上部为构造蚀变岩型矿化,深部逐渐揭露出隐爆角砾岩型、蚀变闪长玢岩型矿化(刘勇等,2012;李康宁等,2019),属于近源和中源之间的过渡类型。
该类金矿的运矿构造是沟通矿源体与矿体的断裂构造,常与储矿构造同体。近源类金矿,如浅成侵入岩体型主要受控岩构造(多为2组断裂交汇)控制常形成“筒状”矿体/矿化(如圭亚那奥罗拉RK,张俊杨等2025;河南祁雨沟,许令兵等, 2013),它们是成矿流体的通道相,以发育钾长石化、硅化为特征,类似斑岩型含矿岩体中的石英核。中-远源类金矿中可发育不同组别和级次的成矿构造和矿脉系统,一般低序次的主干断裂为运矿构造,一些矿区发育含矿的中酸性脉岩(如新疆野马泉,王京彬等,2006;甘肃李坝,柯昌辉等,2020)或热液角砾岩(如陕西双王金矿,张作衡等,2004;宫勇军等,2016),可视为运矿构造的典型表现形式。这类金矿中的储矿构造(或容矿构造、成矿结构面)主要是断裂裂隙结构面,以及层间构造及不整合面、岩性界面、热液角砾岩筒、褶皱虚脱部位、脉岩接触带等等,其中断裂裂隙成矿结构面常造成矿脉的分支、复合、斜列、侧伏等现象。
造山型金矿成矿系统总体上表现出与岩浆热液成矿系统一致的矿化-蚀变分带特征:许多近源、中源型矿床发育早期的大规模钾长石化、铁白云石化、钠长石化等,而远源型则以硅化(似碧玉化)、绢云母化、泥化、碳酸盐化等中低温热液蚀变为特征,相应的矿化组合也由Au(-Cu-W-Mo-Pb-Zn)向→Au(-As-Sb)→Au(-Hg-Tl)演变(陈衍景,2006;Groves et al., 1998; 2020;Goldfarb et al., 2023)。但需要说明的是,该成矿系统垂向跨度巨大(>10 km),矿区尺度的蚀变-矿化分带多不十分明显。矿床和矿体尺度上,特别是中-远源金矿,矿化-蚀变主要受断裂系统发育程度制约,常表现为沿断裂构造(包括层间构造)两侧狭长的线型分带,规模大(主要是因为断裂发育广泛而导致蚀变分布范围大)但强度小:大多数矿区范围内(可达几~几十平方千米)均可发育与矿化相关的蚀变,但蚀变-矿化多限于断裂构造两侧几~几十米范围。
3.2造山型金矿的找矿预测要点造山型金矿虽然以脉状矿体/矿床为主,但仍存在部分筒状(图4B中i和h)和层状(图4B中a和b)矿体/矿床。
(1) 新延伸找矿
“筒状”矿体的延伸找矿主要沿矿筒向深部追索即可。对于桌面找矿预测需要研究的是矿筒形态变化和“根部”判别,可通过编制三维空间分布图(包括矿化类型、蚀变矿物组合、品位及共伴生元素含量与组合等),以及可能的矿床地球化学空间变化规律(标志性矿物及其标型、成矿温度、盐度等)、化探原生晕分带情况等进行判别。
“脉状”矿体的延伸找矿主要是沿已知矿体的构造方向向外侧、深部和侧向找矿。重点是构造研究:①首先区分成矿前、成矿期和成矿后构造,这是找矿预测的基本前提,矿区大多数构造形迹都是成矿后构造,只有控制矿体原始形态、同期脉岩的构造才是成矿期构造;②研究矿体的构造力学性质,根据矿体膨缩情况,判别矿体分支复合、尖灭再现规律;③矿体的侧伏规律,是脉状矿体找矿预测最重要的内容:一是构造研究,厘定成矿期构造的力学性质和运动方向,根据不同断层性质和扭动方向判断侧伏方向(在多期次活动中由初始活动的运动方向决定其侧伏方向);二是编制纵剖面矿体品位等值线图,一般侧伏方向和构造运动方向垂直,也和成矿元素次级等值线长轴方向垂直;④构造叠加晕研究。
“层状”矿体的延伸找矿主要是沿层方向追索。需要注意的,一是所谓“层状”实为成矿结构面,更多的是层间构造,没有构造也就没有矿体;二是层间构造与切层构造的复合与转化。
(2) 新区段找矿
新区段找矿是成矿系统内的找矿,主要是通过厘定成矿系统的运矿和储矿构造,构建成矿构造系统架构,储矿构造通常位于运矿构造的上盘或侧伏端(或断裂转折部位),运矿构造外围的蚀变(地球化学异常)可以指示矿体位置所在。运矿构造与储矿构造互为标志,相关的成矿结构面类型互为标志,相关矿化类型/矿体类型(层-脉-筒)互为标志。具体找矿预测要点如下。
寻找新矿筒。主要研究控制矿筒的构造规律,包括地质分析和地-物-化综合判别,尤其是化探异常的组合及形态、电阻率和极化率异常的形态和分布规律研究。对于已出露地表的岩体主要是研究其蚀变(如流体出溶)及矿化(如硫化物、热液角砾岩等)情况和岩石地球化学,判别其含矿性。
寻找新矿脉。主要是成矿构造体系研究与构造编图:一是研究运矿-储矿断裂架构(模型)发现新的储矿断裂;二是研究成矿断裂构造的组合规律(斜列、复合、交汇等)发现新的储矿/容矿构造;三是对比研究同类型矿床的成矿结构面类型,绘制矿区可能的成矿结构面分布图,推测和发现新的成矿结构面。之后,结合成矿构造系统分析,通过物化探异常与推测成矿结构面(包括断裂等)套合,圈定找矿预测区。
寻找新层位。主要通过对矿区含矿层位柱状图编制,识别有利岩性层位;通过套合物化探异常与推测的有利层位(也是成矿结构面)圈定找矿预测区。
(3) 新中心找矿
由于造山型金矿成矿系统庞大,一个矿区/矿集区往往只存在一个成矿中心,即存在一个主运矿构造系统,以胶东地区金矿为例,仅胶西北的招莱地区就聚集了三山岛、焦家、招掖、栖霞等多个大型矿集区,这些矿集区均属于NE向-NNE向郯庐断裂的次级断裂体系,且均围绕玲珑杂岩体分布,并可能与郭家岭岩体存在密切联系(李士先等,2007;罗贤冬等,2014;宋明春等,2018),应为一个成矿系统(通常称为“胶北隆起金矿成矿系统”,杨立强等,2014),因此,上述巨型矿集区均仅为该成矿系统的一部分。然而,也有矿区可能存在2个或以上运矿构造系统,如云南大坪金矿的石英脉系统(杨立强等,2011)和老金山热液角砾岩成矿系统(杨喜安等,2017)。多中心找矿主要考虑断裂级次及其配置关系,在矿田或矿带尺度上寻找另一个“主干断裂+分支断裂系统”,如上述胶东地区的牟乳矿集区就是另一个成矿系统(即“苏鲁超高压变质带金成矿系统”,杨立强等,2014)。多系统、新中心找矿主要依据目标类型,参考前述“新区段”、“新延伸”找矿部分开展工作。
(4) 新系统找矿
造山型金矿往往是构造旋回晚期断裂走滑作用的产物,因此,先前的俯冲-碰撞-后碰撞期也可形成相应的成矿系统,如文峪地区的大湖金-钼矿(印支期叠加成矿,谢亘等,2021)就是在小秦岭燕山期金矿带之上发现的。因此,造山型金矿带,尤其是在一级构造边缘(缝合带)的金矿带上,矿集区找矿预测要特别注意早期相关成矿系统的找矿。
4 层控类矿床层控类矿床的共同特征是主矿体呈层状或似层状,沿走向延伸稳定,成矿受热液通道控制。与热液有关的层控矿床既包括VMS型、SEDEX型、黑色页岩型等同生沉积成矿系统,也包括海相砂页岩型铜矿(如中非铜带)、陆相砂岩型铜矿(云南楚雄盆地、新疆萨热克等)和铅锌矿(云南金顶、新疆乌拉根等)、MVT型铅锌矿等后生热液成矿系统,此外,岩浆热液型和造山型金矿中也有相当一部分矿床属于此类。本节以同生沉积矿床中的VMS型矿床和后生热液矿床中的砂岩型矿床为例,阐释其成矿系统特征与找矿预测要点。
4.1 VMS成矿系统的特征VMS型矿床产于古火山机构(直径可达10 km以上)内的火山斜坡、火山洼地中,一般发育典型的“上层下脉/筒”双层结构(图5)。上部为层状、透镜状块状硫化物矿体(喷流沉积相),呈层状与地层呈整合产出,多分布于喷口及其外侧1~2 km范围内;矿体上部常发育硅质岩、铁碧玉岩、重晶石、硬石膏等喷流岩;从热液通道向喷流沉积边缘,矿化组合呈现(Fe-)Cu→Cu-Zn→Pb-Zn,局部含贵金属(Au、Ag)的分带,外围伴生铁碧玉岩和重晶石。下部为脉状、网脉状矿体(热液通道相),位于喷流沉积相矿体下部的热液蚀变岩筒内,可与层状矿体共生,也可独立存在(如新疆卡拉塔格矿集区的红石、梅岭矿床,王宁等,2015);岩筒上宽下窄,可延伸数百米。
VMS成矿系统的金属来源主要是早期喷发的海相火山岩,海水沿火山机构断裂裂隙淋滤火山岩中的金属物质,在深部被岩浆加热形成流体储库(Von Damm et al., 1985)。因此,海相火山岩的岩性类型与该类矿床元素组合具有特征的成矿专属性:铁矿的海相火山岩一般为中基性、富钠质的碱性玄武岩系列;铜(钴)矿为(蛇绿岩套中的)拉班玄武岩系列;Cu-Zn多金属矿一般为双峰式(或连续分异式)的钙碱性系列;Pb-Zn矿一般为钙碱性系列中的中-酸性火山岩组合(叶天竺等,2017)。深部岩浆房是成矿体系的热驱动体并可能提供部分成矿金属和岩浆流体,冷却结晶后变为次火山岩/浅成侵入岩体,也是直接的矿源体,常位于火山机构中的浅成岩体附近(边侧或深部隐伏)。
成矿系统中的蚀变岩筒是成矿流体的运输通道。蚀变岩筒内发育了不规则网脉状、角砾状矿化,主要受同生断裂控制(如四川呷村,叶庆同,1991;甘肃白银厂,李文渊,2006;新疆阿舍勒,邓震等,2025)。VMS型矿床的蚀变岩筒常围绕火山机构分布,形成的同生断裂继承了早先的环状、放射状等火山断裂。蚀变岩筒是热液流体的上升通道,其向上延伸与层状矿底部半整合蚀变带相接、相切或叠加,自中心向边缘有硅化→绢云母化-绿泥石化→绢云母化或碳酸盐化→绿泥石化的分带。
VMS成矿系统的储矿场所通常是局部海底洼地。加热的、酸性流体喷流-汇聚到海底洼地与冷的海水混合,因温度、pH值等骤变,金属硫化物快速沉淀,形成块状-条带状矿化,并形成由内向外的Fe-Cu→Cu-Zn→Cu-Pb-Zn→Pb-Zn矿化分带性;“远源型”矿床(如新疆可可塔勒铅锌矿,王京彬等,1998)以层状、纹层状为主,矿物组合闪锌矿、方铅矿更富集,反映出低温、长距离迁移的流体特征。卤水池边缘在相对氧化环境下,形成铁碧玉岩、重晶石和硬石膏等热液沉积岩,赋存在块状、层状硫化物矿体的外缘,构成喷流相矿化的圈闭岩石,是重要的找矿评价标志。
4.2砂岩型矿床成矿系统的特征砂岩型矿床可分为海相砂(页)岩型和陆相砂砾型2类。其中,前者赋矿岩石为海相细碎屑岩(粉砂岩、页岩、砂岩等),以及白云岩、灰岩等碳酸盐岩,下伏基底通常为氧化性陆相红层(含赤铁矿的粗粒碎屑岩),主要形成铜(-钴)矿、铜矿等;后者赋矿岩石为陆相的红色砂岩、砂砾岩,矿体通常产于浅-紫交互带的浅色砂岩一侧,主要矿种是铅锌矿、铜矿,铅锌矿矿床以低品位、高Pb/Zn比值、黄铁矿含量低、不含Ag为特征,矿体规模大,并可伴生铜矿、天青石矿等,规模较小。尽管2类砂岩型矿床分属不同的成矿系列,但它们在成矿机制和成矿系统结构上十分相似(图6),为叙述方便,本文将二者一起讨论。
砂岩型矿床成矿系统的“源”目前仍存在争议。综合多数学者研究,笔者认为成矿金属来自下伏的基底地层(抑或来自直接容矿地层)。穿过(上覆)膏岩地层的流体淋滤萃取矿源层中的成矿金属形成2类成矿流体:海相砂岩地区的流体为酸性的、偏氧化性流体(Hoy et al., 1989; Brown 2005; Hitzman et al., 2005),沿运矿断裂运移致海相砂页岩(流体被还原)或碳酸盐岩(酸-碱中和)而成矿;陆相砂岩地区则需要发育有煤系、生烃层等有机质地层,因此流体性质为还原性的(薛春纪等,2006;刘增仁等,2022),沿断裂运移致陆相红色砂砾岩(地层被还原)而成矿。
人们对砂岩型矿床成矿系统运矿要素的认识仍不清晰。“运”是成矿流体运输到储矿层的通道,一般认为受运矿断裂控制(Hitzman et al., 2005;方维萱等,2019;曾瑞垠等,2021),但因成矿系统尺度较大,许多矿区很难见到(和识别出)大规模的运矿断裂,一些矿区的切层角砾岩(如刚果(金)的Kamoa、Kolwezi,孙培周等,2020)或可视为运矿断裂的一部分。因此,运矿断裂的识别是该类矿床成矿系统构建的关键。
该成矿系统的储矿构造即为容矿地层,如前所述,主要包括海相砂页岩±碳酸盐岩和陆相砂砾岩。成矿流体沿运矿通道到达容矿地层后发生氧化-还原或酸-碱中和反应形成地球化学障,形成相应的蚀变组合与分带,如陆相砂砾岩地区的红层褪色化(去赤铁矿化,并伴随绢云母化、黏土化等),海相砂页岩的“漂白”(碳质地层的去石墨化,并伴随方解石化、黏土化等)、碳酸盐地层的白云石化等;变价元素Cu的矿物组合可表现出辉铜矿→斑铜矿→黄铜矿的分带。
4.3层控类矿床的找矿预测要点(1) 新延伸找矿
层控类矿床的主矿体多为层状矿,层位找矿标志明显。首先,需要研究矿体在原始走向上的空间变化规律或分带,判别原始中心(热液通道等)和边缘的位置/方向;在此基础上开展成矿后构造研究,除断层错断外,褶皱拉断和对称翼找矿是层状矿体延伸找矿最重要研究内容:首先是建立已知矿体准确、详细的岩性地层柱和相应的矿体分带;其次是排除蚀变干扰,根据岩性对比来恢复、识别出变形、变位前的含矿层序。
对于脉状/筒状矿体的延伸找矿,主要通过编图等,首先厘定矿体和蚀变带的形态,其次才是矿化与蚀变的分带性,由此判别矿体的可能延伸范围;并根据矿化系统层-脉/筒互为找矿标志寻找新的矿化类型(见下)。
(2) 新区段找矿
新区段找矿是成矿系统内的找矿,主要是层-脉/筒互标,包括层-层互标(同一系统/同一层位中不同的洼地可形成主盆地/主矿体和次要盆地/次要矿体和矿化)、脉-脉互标和脉-筒互标(同一系统可以同时发育岩筒和未与层状矿沟通的脉状矿体);其次是砂岩型成矿系统的穿层性和多层位找矿(如中非成矿带Roan群和Nguba群多层位含矿,曾瑞垠等,2021;乌拉根矿区N1a中的杨叶等铜矿化与K1kz中的乌拉根等铅锌矿)。主要研究工作包括:首先是构建成矿系统模型,主要是梳理出可能的矿化类型、可能的含矿层序类型、可能的空间结构样式;其次是通过蚀变岩筒/流体通道的蚀变类型,结合区内成矿期构造厘定,推测筒状/脉状矿的空间定位;之后是根据断裂+有利容矿层位,在有相关褪色化、漂白、白云石化等情况下定位预测矿体空间位置;套合相应的物化探信息圈定找矿靶区。
(3) 新中心找矿
层控类矿床的多系统、多中心找矿主要是寻找新的流体通道。在海相火山岩区,首先是海相火山岩研究,构建详细的火山喷发旋回,注意多旋回可能存在多喷发中心和多层位、多矿种(不同岩性旋回具有不同的成矿专属性)找矿;其次是通过岩性岩相填图,识别火山机构,流体通道/同生断裂往往受火山机构控制;第三是注意Na2O、CaO亏损带的圈定。在其他非火山层控矿床地区,导矿/运矿断裂主要是区域断裂,主要根据已知矿床运矿断裂的厘定,结合区域断裂构造规律(平行、分支、交汇等)和物-化-遥解译信息推测可能的断裂位置,继而根据运矿断裂的蚀变和矿化特征厘定新的流体通道,实现新中心找矿。
(4) 新系统找矿
层控类矿床矿区地层成矿元素背景值高、氧化性或还原性地层发育、同生断裂多期复活等条件有利,因此,最容易被后期构造、岩浆作用叠加形成新的成矿系统,如VMS成矿系统被区域剪切带叠加形成金矿(新疆铁木尔特VMS矿集区的萨热阔布金矿,王琳琳等,2010)、被岩浆作用叠加形成斑岩型铜钼矿(云南澜沧老厂深部的斑岩型钼矿,李峰等,2009)或矽卡岩型矿床(如陕西铜厂热液-矽卡岩型铁铜多金属矿,韩润生等,2000)等。新系统找矿是层控类矿床找矿预测研究的重要内容,尤其在矿区外围找矿工作中需要高度重视。
5 结 论成矿系统是矿集区找矿预测研究的理论基础。矿集区的成矿系统研究内容主要是在矿集区矿化类型厘定基础上,进一步研究成矿系统源、运、储成矿要素,构建成矿系统模型。矿集区的找矿预测主要包括子系统、单系统、多系统和新系统找矿4个方面,分别对应新延伸、新区段、新中心、新系统“四新”找矿方向。
热液类重要金属矿床的成矿系统主要由矿源体、成矿构造系统和矿化-蚀变系统构成。从找矿预测方法与研究内容考虑,对热液类重要金属矿床按岩浆热液类、热液脉型金矿类和层控类3大类进行了成矿系统研究与找矿预测分析。
岩浆热液类矿床的矿源体为成矿岩体,运矿构造常与储矿构造重叠,表现为围绕成矿岩体的大规模矿化蚀变特征,成矿系统内各种矿化类型之间可以互为找矿标志;找矿预测主要是围绕成矿岩体开展工作。
热液脉型金矿以造山型金矿成矿系统为代表,矿源体可能为岩浆岩,运矿构造为低序次的主干断裂,储矿构造主要是断裂裂隙结构面以及其他成矿结构面,矿集区尺度的蚀变-矿化分带多不十分明显;该成矿系统尺度巨大,一般矿集区仅为成矿系统的一部分;找矿预测工作的核心是成矿构造研究。
层控类矿床的矿源体为矿源层,其类型复杂多变、因不同类型矿床而异,运矿断裂是这类矿床的主要运矿构造,储矿构造是层间构造与地球化学障,矿化蚀变表现为沿层方向具有明显的地球化学分带性;找矿预测核心要点是层位+通道找矿。
图1矿集区“四新”找矿预测示意图
Fig. 1 Schematic map showing the “Four New” prospecting prediction for ore concentration area
图2斑岩铜多金属成矿系统结构(a)及蚀变分带模式(b)示意图(据王京彬等,2025;原图引自Sillitoe, 2010)
Fig. 2 Schematic maps showing the porphyry copper-polymetallic metallogenic system structure(a) and alteration zoning model(b) (from Wang et al., 2025 and originally from Sillitoe, 2010)
图3中高温岩浆热液型钨锡稀有多金属矿成矿系统结构示意图
Fig. 3 Sketch map showing the mineral system of medium and high temperature magmatic hydrothermal tungsten-tin rare polymetallic deposit
图5 VMS成矿系统矿化类型关系示意图(修改自叶天竺等,2017)
Fig. 5 Sketch map showing mineralization type relate to VMS mineral system (modified from Ye et al., 2017)
图6砂岩型成矿系统模式示意图
Fig. 6 Sketch map showing sandstone-hosted mineral system model
图4造山型金矿的成矿模式图(A,据王京彬等,2024)与中低温岩浆热液型金矿找矿预测地质模型图(B,据薛建玲等,2025)1—碳酸盐岩;2—页岩、千枚岩、砂岩;3—花岗岩;4—花岗斑岩;5—石英闪长岩;6—金矿体;7—中酸性脉岩;8—断层;9—爆破角砾岩;10—细脉浸染型矿体;11—岩浆水;12—脆-韧性剪切带;13—大气降水;14—建造水;15—成矿结构面类型及编号:a.岩性圈闭构造;b.硅钙面(岩性界面);c.断裂裂隙构造;d.断裂+层间构造;e.岩脉+断裂构造;f.脆-韧性断裂带;g.接触带构造;h.岩株顶部细脉浸染状;i.爆破角砾岩;16—蚀变矿物分布及相对含量;17—蚀变矿物代号:Ja—似碧玉;Q—石英;Se—绢云母;Kln—高岭石;Ill—伊利石;K—钾长石;SK—矽卡岩
Fig. 4 Metallogenic model of orogenic gold deposits (A, after Wang et al., 2024), and geological prospecting model of medium-low temperature magmatic hydrothermal gold deposits (B, after Xue et al., 2025)Legend of figure B is: 1—Carbonate rock; 2—Shale, phyllite and sandstone; 3—Granite; 4—Granite porphyry; 5—Quartz diorite; 6—Gold ore body;7—Intermediate-acid dikes; 8—Fault; 9—Explosive breccia; 10—Veinlet disseminated ore body; 11—Magmatic water; 12—Brittle-ductile shear zone; 13—Meteoric water; 14—Formation water; 15—Type and number of metallogenic structural plane: a. Lithologic trap structure; b. Calcium-silicate interface (lithologic interface); c. Fault and fracture; d. Fault+interlayer fracture; e. Dike+fault structure; f. Brittle-ductile fault zone; g. Contact zone; h. Veinlets disseminated zone at the top of rock stock; i. Explosive breccia; 16—Distribution and relative content of altered minerals;17—Altered mineral abbreviation: Ja—Jasper; Q—Quartz; Se—Sericite; Kln—Kaolinite; Ill—Illite; K—Potassium feldspar; SK—Skarn
表1两类岩浆热液成矿系统主要特征对比一览表
Table 1 Comparison of the main characteristics of two types of magmatic hydrothermal mineral systems成矿系统要素 中高温岩浆热液型钨锡多金属矿成矿系统 斑岩铜多金属矿成矿系统 主要矿化类型 成矿类型:花岗岩体-似斑岩型、云英岩型、矽卡岩型、中高温热液脉型、伟晶岩型、层状矽卡岩-Manto型、中低温-低温热液型成矿元素:W、Sn、PbZn、Cu、Mo、Bi、NbTa、Li、Au、Sb、Hg 成矿类型:斑岩型、矽卡岩型、浅成低温热液型、热液脉型、层控矽卡岩-Manto型、微细浸染型成矿元素:Cu、Mo、Au、Ag、PbZn 矿源体特征 成矿岩套:S型花岗岩成矿岩体特征:复式岩体,一般为细粒碱长花岗岩小岩体、岩凸,具有富Si、富Na、过铝性和高度富Li、F、B挥发分为特征 成矿岩套:I型系列的中-酸性侵入岩、陆相火山岩成矿岩体特征:岩套中晚期相对偏酸性的斑状复式小岩体或岩株 成矿构造系统 岩体侵入+区域断裂形成运-储矿构造体系主要成矿结构面:岩相带、岩体内外接触带、断裂裂隙面、层间构造带、地球化学障、硅-钙界面 斑岩体侵入±区域性断裂形成运-储矿构造体系主要成矿结构面:斑岩内外接触带、断裂裂隙面、地球化学障、硅-钙界面 矿化-蚀变系统 成矿系统内成矿元素组合以W-Sn-Bi-Mo±Cu为主,向根部可出现稀有金属(Nb-Ta-Be-Li等),向外可出现Pb-Zn-Ag,以及Au-Sb-Hg等以岩体为中心向外形成花岗岩(-内云英岩)-似斑岩型稀有金属→矽卡岩-外云英岩(-伟晶岩)稀有金属→岩浆期后高中温WSn→中低温PbZn→低温层控型AuSbHg的分带,外围可出现网脉状电气石、黄玉“晕” 围绕斑岩体向外形成斑岩型Mo-Cu→矽卡岩型Cu-Mo→热液脉型Cu-PbZn、层控矽卡岩-Manto型PbZn→微细浸染型Au等,斑岩体上部为HS-IS型浅成低温热液Au(-Cu)-Ag矿从底部向上的热液蚀变包括钙-钠硅酸盐化→钾化(石英-钾长石化、黑云母-磁铁矿化)→石英-绢云母化→中级-高级泥化和青磐岩化 -
参考文献
摘要
成矿系统是在一定时空域中由控制成矿诸要素结合成的、具有成矿功能的统一整体,它包括成矿物质由分散到富集的制约因素、作用过程及各种地质矿化产物,成矿系统是成矿带、矿集区找矿预测研究的理论基础。矿集区的成矿系统研究主要是在对矿集区矿化类型精细厘定基础上,进一步研究成矿系统的源、运、储,以及成矿期后抬升剥蚀与改造,构建成矿系统模型。文章从成矿系统理论角度出发,系统讨论了热液类重要金属矿床的成矿系统构成与特征,指出热液类重要金属矿床的成矿系统主要由矿源体、成矿构造系统和矿化-蚀变系统构成;并从找矿预测方法与研究内容考虑,对热液类重要金属矿床按岩浆热液类、热液脉型金矿类和层控类3大类矿床进行了成矿系统研究与找矿预测分析。提出了岩浆热液类矿床的找矿预测主要是围绕成矿岩体开展工作,热液脉型金矿的找矿预测工作的核心是成矿构造研究,层控类矿床找矿预测核心是层位+通道找矿。矿集区找矿预测是在基本探明已知矿床基础上的矿山深边部和外围找矿,找矿方向主要是新延伸、新区段、新中心、新系统(简称“四新”),对应的成矿系统研究为子系统、单系统、多系统和新系统找矿4个方面。以斑岩铜多金属成矿系统、中高温岩浆热液型钨锡-多金属成矿系统、造山型金矿成矿系统、VMS型成矿系统、砂岩型矿床成矿系统为例,讨论了它们各自的成矿系统组成、特征,以及相应的“四新”找矿预测工作内容和方法。
Abstract
The mineral system is a unified whole with metallogenic function, which is composed of various factors controlling mineralization in a certain time and space. It includes the restrictive factors, action processes and various geological mineralization products of ore-forming materials from dispersion to enrichment. The mineral system is the theoretical basis for the study of metallogenic belts and ore-concentrated areas. The study of the mineral system in ore-concentrated areas is mainly based on the fine determination of mineralization types in ore-concentrated areas, and further studies the ore-forming elements of the mineral system, as well as uplift, denudation and transformation after the metallogenic period, and constructs a mineral system model. The composition and characteristics of the mineral system of hydrothermal deposits are discussed in this paper, and it is pointed out that the mineral system of hydrothermal deposits is mainly composed of ore source body, ore-forming structural system and mineralization alteration sub-system. Considering the method of prospecting prediction, the mineral systems of hydrothermal deposits may be analyzed as three types, including magmatic hydrothermal type, hydrothermal vein type (gold deposit) and stratabound type as follows. Ore-forming rock bodies should be the main research object for prospecting and prediction of magmatic hydrothermal deposits; the key to vein gold deposits is the study of ore-forming structure, and the core of stratabound deposits is the study of horizon + channel. Ore-prospecting prediction in ore concentration area is based on the known ore deposits, and the prospecting direction is mainly new extension, new section, new center and new system (referred to as “Four New” for short). The corresponding study of mineral system is in four aspects: subsystem, single system, multi-system and new system. Taking porphyry copper polymetallic mineral system, medium-high temperature magmatic hydrothermal tungsten-tin polymetallic mineral system, orogenic gold mineral system, VMS mineral system and sandstone mineral system as examples, this paper discusses the constitution and characteristics of their respective mineral systems and the corresponding “Four New” prospecting prediction contents and methods.
