与花岗岩类有关成矿系统的结构特征 成矿系统的时间结构
翟裕生等(1996)研究了长江中下游燕山期I型花岗岩类有关的成矿系统的内部结构及其与沉积成矿系统的相互关系，发现有几种基本特性，即在成矿时间结构上具有时限性和阶段性，空间分布上具有共生性、过渡性、重叠性和分带性，在物质结构上具有矿质组合的多样性、继承性和矿量分布的互补性等，简述如下。
1.时间结构上的时限性和阶段性
长江中下游区域成矿系统在时间分布上具有明显的时限性和阶段性，主要表现在:
1)不同成矿系统形成的时间有显著的差别。沉积成矿系统各类矿床形成较早，时间跨度也较大，但主要形成于晚古生代和中生代早期。其中，规模较大的沉积矿床(层)和矿源层集中发育于中石炭世至二叠纪，如沉积黄铁矿矿床和菱铁矿矿床等。与I型花岗岩类有关的铁、铜、金等成矿系统则主要形成于中生代，集中发育于170～90Ma。这一时期是燕山期构造-岩浆活动的高峰期，也是区域成矿的鼎盛时期，该区绝大部分矿床是这一时期的产物。风化成矿系统则形成于90Ma之后，特别是古近纪以来，它们是沉积成矿系统及内生成矿系统的矿床或矿化岩石长期风化作用的产物。
2)燕山期与I型花岗岩类有关的成矿系统中，各成矿亚系统形成的时间有一定的差异。矽卡岩-斑岩型铜、钼、金成矿亚系统形成较早，为170～130Ma;矽卡岩、矿浆-矽卡岩复合型铁及铁-铜成矿亚系统形成稍晚，为160～120Ma;玢岩铁矿成矿亚系统形成最晚，为130～90Ma。三个亚系统在形成时间上又有一定的重叠。这一成矿的演化史，与区域构造、岩浆演化密切相关。从J3末到K1中晚期(150～90Ma)，本区的构造演化有断块加剧、深断裂及裂陷程度逐步增强的趋势，与此相应，岩浆来源的深度也逐渐增加，幔源物质所占比例增大，从而使成矿岩浆岩也由高碱富钾中酸性岩亚系列向富钠偏基中性岩亚系列演化，导致铁铜等成矿时间在总体上具有“铜(钼)及铜铁较早，铁较晚”的趋势。
3)矿床和矿田形成具有多阶段性。对于多数金属矿床来说，基本上都经历了硅酸盐阶段、氧化物阶段、石英-硫化物阶段或硫化物阶段、碳酸盐阶段四个成矿阶段。各阶段的矿化程度不同，依矿床类型而异，铁矿床以氧化物阶段最重要，而对铜多金属矿床来说，则以石英硫化物阶段最为重要。
在一些复合型矿床中，成矿受较多因素控制，矿化时间较长，并可划分出若干期次，如气化热液期(包括上述四个阶段)、矿浆贯入期等。很多大型矿田(床)具有岩浆多期次侵入、多次成矿的特点，这就造成更为复杂的成矿历史，如铜录山、铁山、城门山、铜陵狮子山等的成岩成矿都是多期次的。
2.空间结构的共生性、过渡性、重叠性和分带性
1)共生性。指在一个成矿系统中，不同成因类型矿床(体)间的紧密共生关系。例如斑岩型铜矿与矽卡岩型铜矿的共生颇为多见，如铜山口、丰山洞等矿床。矿床类型间共生性的出现，是与矿质供应充足、成矿条件多样、成矿以后保存条件较好等因素有关。
2)过渡性。指在一个成矿系统中，各端员矿床类型间的过渡，即出现在地质矿化特征上具有“亦此亦彼”性质的矿床类型。例如，安徽当涂的白象山铁矿床，就是介于玢岩型铁矿与矽卡岩型铁矿之间的过渡类型。再有，两亚系列之间的矿床类型的过渡，亦属此类。例如铜录山铜-铁矿床即兼有矽卡岩型铜矿和矽卡岩型铁矿的过渡性特征。过渡性的产生，或是由于地质-成矿作用在发展演化过程中由一种性质的作用转化为另一种性质的作用时，转化的时间持续较长;或是控矿条件具有“亦此亦彼”的性质;或是成矿介质具有连续演化的特征。前面介绍的矿浆-热液过渡性流体就是形成矿浆-热液过渡型铁矿的基本原因。
3)重叠性。指在同一成矿系统中，形成时间上有先有后的不同矿床类型在同一空间出现，具有空间重叠关系。重叠性的产生根源在于成矿系统长期在同一成矿空间范围内演化，对于内生矿床来说，即矿化作用沿着同一构造-岩浆脉动中心多次反复地进行。例如，城门山矿床，早期花岗闪长斑岩侵位，形成矽卡岩型和斑岩型铜(铁)矿化，稍晚石英斑岩爆发就位，形成铜(铁)矿化，两者重叠，构成城门山铜矿的主体。此外，不同成矿系统之间，也可具有空间重叠关系。例如，铜官山等矿床中矽卡岩型矿体与层控含铜黄铁矿型矿体(沉积-改造型)就有叠加关系，也即与I型花岗岩有关的成矿系统与沉积成矿系统之间重叠的表现。再如铁帽型金矿(如马山、吴家金矿)的出现也是不同成矿系统(作用)重叠的表现。长江中下游复合型矿床大量出现，正是重叠性的充分表现。有时，在同一矿床中既有不同成矿系统之间的重叠，又有同一成矿系统不同类型矿体的重叠，形成多位一体的复合型矿床，以城门山矿床最为典型。
4)分带性。指同一成矿系统中，由于地质构造环境和成矿条件不同，矿床类型和矿种组合在空间分布上表现出差异性，主要表现在以下两个方面:
一是不同成矿亚系统分布在不同的构造单元中，构成不同的矿带(图4-17)。矽卡岩-斑岩型铜、钼、金成矿亚系统分布于断块褶皱隆起区，沿NWW或EW向深断裂产出，形成五个以铜为主的矿带，它们是大冶-九瑞铜、钼、金矿带，月山-贵池铜、铅、锌矿带，铜陵-沙滩角铜、金、硫矿带，宁镇铜、铅、锌、铁、钼矿带;滁县铜、铁矿带等。矽卡岩型、矿浆-矽卡岩复合型铁、铁-铜成矿亚系统产于断块褶皱隆起区向断坳火山岩盆地过渡部位，并受NNE向深断裂控制，构成鄂城-灵乡铁矿带。玢岩铁矿亚系统则形成于受NNE或NE向深断裂控制的火山岩盆地中及其边缘，成矿与富钠偏基的中性次火山岩密切相关，形成宁芜-繁昌、庐枞-安庆两个重要的铁矿带。上述矿带也有一定的交叉和过渡，使区域矿化分带复杂化。根据初步研究，可分为三种情况;①铁矿带和铜矿带在平面上交接，为鄂城-灵乡铁矿带与大冶-九瑞铜矿带在大冶地区交接重叠呈“T”字形，产生出铁-铜-金等过渡类型，如铜录山铁-铜矿床。②铁矿带和铜矿带呈“立体交接”。庐枞盆地铁矿带与铜陵矿带的交接可能同此种情况。盆地的上部即火山岩系中产出玢岩铁矿以及一些脉型铜(金)矿。但在盆地底盘岩层中即上侏罗统以下地层中，如在三叠系膏盐层中则有可能产出类似于月山矿田的矽卡岩型铜-铁矿床或铜矿床，包括斑岩型铜矿。如经进一步深部查探，确存在这种情况，则这种铁带、铜带的连接将是“立体交叉”(借用交通方面的词汇)。铁矿在上，铜-铁矿或铜矿在下。③铁带与铜带逐步过渡。宁芜矿带与宁镇矿带的交接可能属于此种情况。在宁芜矿带东北端有南京梅山铁矿，向东和北东则有蒋庙等基性岩中的铁矿，向东则逐步变为斑岩型矿床为主，总体上呈渐变趋势，既非立体交叉，又不同于平面上叠接。详细情况还有待深入研究。
二是同一成矿亚系统中各类型矿床空间分布的差异表现出的分带性。这种分带性往往是由于成矿构造-岩石环境或含矿岩体类型变化引起的，往往在矿带或矿田范围内有明显的表现。如宁芜-繁昌铁矿带中的宁芜火山岩盆地中，可见到下列矿床自下而上依次出现:①产于次火山岩体与前火山岩系断裂-接触带上的火山热液-接触交代过渡型铁矿床;②产于次火山岩顶缘及内部冷缩裂隙带及角砾岩体中的玢岩型铁矿床;③产于突出岩瘤和岩钟顶缘钟状构造及塌陷角砾岩体中的矿浆贯入型及伟晶型铁矿床(体);④岩体外围岩层间裂隙和断裂裂隙控制的中低温热液型黄铁矿矿床(体)及石英镜铁矿矿床，有时有火山-沉积改造型铁矿床(体);⑤受火山口、破火山口及断裂裂隙控制的热液脉型铜(金)矿、铁矿床。在阳新-九瑞矿带的丰山-东雷湾铜、钼、金矿田中，矿床类型空间上的分带性表现十分明显，从SE到NW依次出现矽卡岩型铜、铁矿床(东雷湾)、矽卡岩型-斑岩型铜、钼矿床(丰山洞)、矽卡岩型金、铜矿床(鸡笼山)。此外，铜陵狮子山矿田“五层楼”式矿化模式也是较典型的实例。
图4-17 长江中下游区铁、铜矿带分布图
3.物质结构的多样性、继承性和矿量分布的互补性
1)矿质组合的多样性。指同一成矿系统中，各类矿床成矿元素(形成工业富集的元素)组合具有多样性的特点。如矽卡岩-斑岩型铜、钼、金成矿亚系统中，按照成矿金属元素组合可分为:铜-钼矿床(铜山口)、铜-铁-(金)矿床(铜录山)、铜-钼-铁矿床(城门山)、铜矿床(武山)、金-铜矿床(鸡笼山、洋鸡山)等。矽卡岩型、矿浆-矽卡岩复合型成矿亚系统则可分为铁矿床(张福山、程潮)、铁-铜-(金)矿床(铁山)等，它们的Co含量也较高。玢岩铁矿亚系列较简单，多为铁或铁-磷矿床，矿石中V，Ti的含量较高。
形成矿质组合多样性的原因是本区复杂的地质构造环境，可能与含矿岩浆的不同来源深度有关，也可能与基底地球化学背景的差异性有关。此外，同源岩浆分异演化、不同期次异地侵位成矿也是引起矿质组合差异性的原因，导致同一矿田内出现不同的元素组合的矿床。如在铜录山矿田中，铜录山矿床为铜、铁、金矿床，鸡冠嘴矿床为金、铜矿床，前者与燕山中期石英二长闪长玢岩有关，后者与燕山期晚期正长闪长玢岩侵位有关。
2)矿质组合的继承性。指同一个矿带内，不同时期形成的各类矿床系列的主要成矿物质具有一致性;即成矿物质具有明显的继承性。如九瑞地区变质基底中富含Cu，Au的双桥山群，晚古生代形成海底热水沉积型含Cu，Au的层状硫化物矿(胚)层，燕山期形成的斑岩-矽卡岩型铜、钼、金矿床系列，新生代又形成具工业意义的以Au，Cu为主的风化矿床系列。而鄂东南地区灵乡到鄂城一带为贫Cu，Au相对富Fe的变质基底，晚古生代形成沉积型赤铁矿矿床，燕山期以产出矽卡岩型(广义)Fe矿为主。这种在长期成矿演化过程中，主成矿元素组合显示的继承性，反映出各个地球化学区(省)持续演化的特点。
3)矿量分布的互补性。指成矿物质在一个成矿系统的各矿床类型之间的数量(储量)分配关系及主要成矿元素间数量的消长关系。已有的勘探结果表明，成矿物质在各有关矿床类型中具有“此多彼少”或“此少彼多”的关系，亦即成矿物质的分配在不同类型矿床之间是不均衡的。例如铜陵地区，矽卡岩型铜矿和层控铜矿的Cu储量占有主导地位，斑岩型和石英脉型等铜矿的储量则属次要地位。而鄂东南地区铜录山矿田的Cu，Au储量主要集中在矽卡岩型矿床中，其他类型矿床的Cu，Au储量则很少。
互补性的另一种表现是一个矿带内同一成矿系统主成矿元素数量是一个常量，而在各矿床中的数量分配则呈现此消彼长的关系。表现在同一矿田中不同矿床的主成矿元素金属储量所占的比例有很大差别，如在鄂东南的丰山矿田中，丰山洞矿床Cu(万吨)∶Au(吨)为1∶0.33，鸡笼山矿床则为1∶1，即丰山洞铜占主导地位，而鸡笼山则金占的比例明显增大，铜相对较少，表现出明显的互补性，即铜与金储量的此消彼长的关系。
互补性体现了在同一成矿系统中各类矿床类型之间的物质结构关系，是具有普遍意义的一种现象。产生互补性的根本原因，在于一个成矿系统中的成矿物质都具有常量性质，由于围岩、地热梯度、运矿介质等条件有差异，同时内生成矿过程又是一个开放体系，从而造成成矿物质在各矿床类型，乃至各成矿阶段之间的分配是不均衡的(翟裕生等，1992)。
与花岗岩类有关成矿系统的结构特征~
翟裕生等（1996）研究了长江中下游燕山期I型花岗岩类有关的成矿系统的内部结构及其与沉积成矿系统的相互关系，发现有几种基本特性，即在成矿时间结构上具有时限性和阶段性，空间分布上具有共生性、过渡性、重叠性和分带性，在物质结构上具有矿质组合的多样性、继承性和矿量分布的互补性等，简述如下。
1.时间结构上的时限性和阶段性
长江中下游区域成矿系统在时间分布上具有明显的时限性和阶段性，主要表现在：
1）不同成矿系统形成的时间有显著的差别。沉积成矿系统各类矿床形成较早，时间跨度也较大，但主要形成于晚古生代和中生代早期。其中，规模较大的沉积矿床（层）和矿源层集中发育于中石炭世至二叠纪，如沉积黄铁矿矿床和菱铁矿矿床等。与I型花岗岩类有关的铁、铜、金等成矿系统则主要形成于中生代，集中发育于170～90Ma。这一时期是燕山期构造-岩浆活动的高峰期，也是区域成矿的鼎盛时期，该区绝大部分矿床是这一时期的产物。风化成矿系统则形成于90Ma之后，特别是古近纪以来，它们是沉积成矿系统及内生成矿系统的矿床或矿化岩石长期风化作用的产物。
2）燕山期与I型花岗岩类有关的成矿系统中，各成矿亚系统形成的时间有一定的差异。矽卡岩-斑岩型铜、钼、金成矿亚系统形成较早，为170～130Ma；矽卡岩、矿浆-矽卡岩复合型铁及铁-铜成矿亚系统形成稍晚，为160～120Ma；玢岩铁矿成矿亚系统形成最晚，为130～90Ma。三个亚系统在形成时间上又有一定的重叠。这一成矿的演化史，与区域构造、岩浆演化密切相关。从J3末到K1中晚期（150～90Ma），本区的构造演化有断块加剧、深断裂及裂陷程度逐步增强的趋势，与此相应，岩浆来源的深度也逐渐增加，幔源物质所占比例增大，从而使成矿岩浆岩也由高碱富钾中酸性岩亚系列向富钠偏基中性岩亚系列演化，导致铁铜等成矿时间在总体上具有“铜（钼）及铜铁较早，铁较晚”的趋势。
3）矿床和矿田形成具有多阶段性。对于多数金属矿床来说，基本上都经历了硅酸盐阶段、氧化物阶段、石英-硫化物阶段或硫化物阶段、碳酸盐阶段四个成矿阶段。各阶段的矿化程度不同，依矿床类型而异，铁矿床以氧化物阶段最重要，而对铜多金属矿床来说，则以石英硫化物阶段最为重要。
在一些复合型矿床中，成矿受较多因素控制，矿化时间较长，并可划分出若干期次，如气化热液期（包括上述四个阶段）、矿浆贯入期等。很多大型矿田（床）具有岩浆多期次侵入、多次成矿的特点，这就造成更为复杂的成矿历史，如铜录山、铁山、城门山、铜陵狮子山等的成岩成矿都是多期次的。
2.空间结构的共生性、过渡性、重叠性和分带性
1）共生性。指在一个成矿系统中，不同成因类型矿床（体）间的紧密共生关系。例如斑岩型铜矿与矽卡岩型铜矿的共生颇为多见，如铜山口、丰山洞等矿床。矿床类型间共生性的出现，是与矿质供应充足、成矿条件多样、成矿以后保存条件较好等因素有关。
2）过渡性。指在一个成矿系统中，各端员矿床类型间的过渡，即出现在地质矿化特征上具有“亦此亦彼”性质的矿床类型。例如，安徽当涂的白象山铁矿床，就是介于玢岩型铁矿与矽卡岩型铁矿之间的过渡类型。再有，两亚系列之间的矿床类型的过渡，亦属此类。例如铜录山铜-铁矿床即兼有矽卡岩型铜矿和矽卡岩型铁矿的过渡性特征。过渡性的产生，或是由于地质-成矿作用在发展演化过程中由一种性质的作用转化为另一种性质的作用时，转化的时间持续较长；或是控矿条件具有“亦此亦彼”的性质；或是成矿介质具有连续演化的特征。前面介绍的矿浆-热液过渡性流体就是形成矿浆-热液过渡型铁矿的基本原因。
3）重叠性。指在同一成矿系统中，形成时间上有先有后的不同矿床类型在同一空间出现，具有空间重叠关系。重叠性的产生根源在于成矿系统长期在同一成矿空间范围内演化，对于内生矿床来说，即矿化作用沿着同一构造-岩浆脉动中心多次反复地进行。例如，城门山矿床，早期花岗闪长斑岩侵位，形成矽卡岩型和斑岩型铜（铁）矿化，稍晚石英斑岩爆发就位，形成铜（铁）矿化，两者重叠，构成城门山铜矿的主体。此外，不同成矿系统之间，也可具有空间重叠关系。例如，铜官山等矿床中矽卡岩型矿体与层控含铜黄铁矿型矿体（沉积-改造型）就有叠加关系，也即与I型花岗岩有关的成矿系统与沉积成矿系统之间重叠的表现。再如铁帽型金矿（如马山、吴家金矿）的出现也是不同成矿系统（作用）重叠的表现。长江中下游复合型矿床大量出现，正是重叠性的充分表现。有时，在同一矿床中既有不同成矿系统之间的重叠，又有同一成矿系统不同类型矿体的重叠，形成多位一体的复合型矿床，以城门山矿床最为典型。
4）分带性。指同一成矿系统中，由于地质构造环境和成矿条件不同，矿床类型和矿种组合在空间分布上表现出差异性，主要表现在以下两个方面：
一是不同成矿亚系统分布在不同的构造单元中，构成不同的矿带（图4-17）。矽卡岩-斑岩型铜、钼、金成矿亚系统分布于断块褶皱隆起区，沿NWW或EW向深断裂产出，形成五个以铜为主的矿带，它们是大冶-九瑞铜、钼、金矿带，月山-贵池铜、铅、锌矿带，铜陵-沙滩角铜、金、硫矿带，宁镇铜、铅、锌、铁、钼矿带；滁县铜、铁矿带等。矽卡岩型、矿浆-矽卡岩复合型铁、铁-铜成矿亚系统产于断块褶皱隆起区向断坳火山岩盆地过渡部位，并受NNE向深断裂控制，构成鄂城-灵乡铁矿带。玢岩铁矿亚系统则形成于受NNE或NE向深断裂控制的火山岩盆地中及其边缘，成矿与富钠偏基的中性次火山岩密切相关，形成宁芜-繁昌、庐枞-安庆两个重要的铁矿带。上述矿带也有一定的交叉和过渡，使区域矿化分带复杂化。根据初步研究，可分为三种情况；①铁矿带和铜矿带在平面上交接，为鄂城-灵乡铁矿带与大冶-九瑞铜矿带在大冶地区交接重叠呈“T”字形，产生出铁-铜-金等过渡类型，如铜录山铁-铜矿床。②铁矿带和铜矿带呈“立体交接”。庐枞盆地铁矿带与铜陵矿带的交接可能同此种情况。盆地的上部即火山岩系中产出玢岩铁矿以及一些脉型铜（金）矿。但在盆地底盘岩层中即上侏罗统以下地层中，如在三叠系膏盐层中则有可能产出类似于月山矿田的矽卡岩型铜-铁矿床或铜矿床，包括斑岩型铜矿。如经进一步深部查探，确存在这种情况，则这种铁带、铜带的连接将是“立体交叉”（借用交通方面的词汇）。铁矿在上，铜-铁矿或铜矿在下。③铁带与铜带逐步过渡。宁芜矿带与宁镇矿带的交接可能属于此种情况。在宁芜矿带东北端有南京梅山铁矿，向东和北东则有蒋庙等基性岩中的铁矿，向东则逐步变为斑岩型矿床为主，总体上呈渐变趋势，既非立体交叉，又不同于平面上叠接。详细情况还有待深入研究。
二是同一成矿亚系统中各类型矿床空间分布的差异表现出的分带性。这种分带性往往是由于成矿构造-岩石环境或含矿岩体类型变化引起的，往往在矿带或矿田范围内有明显的表现。如宁芜-繁昌铁矿带中的宁芜火山岩盆地中，可见到下列矿床自下而上依次出现：①产于次火山岩体与前火山岩系断裂-接触带上的火山热液-接触交代过渡型铁矿床；②产于次火山岩顶缘及内部冷缩裂隙带及角砾岩体中的玢岩型铁矿床；③产于突出岩瘤和岩钟顶缘钟状构造及塌陷角砾岩体中的矿浆贯入型及伟晶型铁矿床（体）；④岩体外围岩层间裂隙和断裂裂隙控制的中低温热液型黄铁矿矿床（体）及石英镜铁矿矿床，有时有火山-沉积改造型铁矿床（体）；⑤受火山口、破火山口及断裂裂隙控制的热液脉型铜（金）矿、铁矿床。在阳新-九瑞矿带的丰山-东雷湾铜、钼、金矿田中，矿床类型空间上的分带性表现十分明显，从SE到NW依次出现矽卡岩型铜、铁矿床（东雷湾）、矽卡岩型-斑岩型铜、钼矿床（丰山洞）、矽卡岩型金、铜矿床（鸡笼山）。此外，铜陵狮子山矿田“五层楼”式矿化模式也是较典型的实例。
图4-17 长江中下游区铁、铜矿带分布图
1—深断裂；2—盖层断裂；3—火山岩盆地；4—铁矿带；5—铜矿带；6—铁-铜矿带
3.物质结构的多样性、继承性和矿量分布的互补性
1）矿质组合的多样性。指同一成矿系统中，各类矿床成矿元素（形成工业富集的元素）组合具有多样性的特点。如矽卡岩-斑岩型铜、钼、金成矿亚系统中，按照成矿金属元素组合可分为：铜-钼矿床（铜山口）、铜-铁-（金）矿床（铜录山）、铜-钼-铁矿床（城门山）、铜矿床（武山）、金-铜矿床（鸡笼山、洋鸡山）等。矽卡岩型、矿浆-矽卡岩复合型成矿亚系统则可分为铁矿床（张福山、程潮）、铁-铜-（金）矿床（铁山）等，它们的Co含量也较高。玢岩铁矿亚系列较简单，多为铁或铁-磷矿床，矿石中V，Ti的含量较高。
形成矿质组合多样性的原因是本区复杂的地质构造环境，可能与含矿岩浆的不同来源深度有关，也可能与基底地球化学背景的差异性有关。此外，同源岩浆分异演化、不同期次异地侵位成矿也是引起矿质组合差异性的原因，导致同一矿田内出现不同的元素组合的矿床。如在铜录山矿田中，铜录山矿床为铜、铁、金矿床，鸡冠嘴矿床为金、铜矿床，前者与燕山中期石英二长闪长玢岩有关，后者与燕山期晚期正长闪长玢岩侵位有关。
2）矿质组合的继承性。指同一个矿带内，不同时期形成的各类矿床系列的主要成矿物质具有一致性；即成矿物质具有明显的继承性。如九瑞地区变质基底中富含Cu，Au的双桥山群，晚古生代形成海底热水沉积型含Cu，Au的层状硫化物矿（胚）层，燕山期形成的斑岩-矽卡岩型铜、钼、金矿床系列，新生代又形成具工业意义的以Au，Cu为主的风化矿床系列。而鄂东南地区灵乡到鄂城一带为贫Cu，Au相对富Fe的变质基底，晚古生代形成沉积型赤铁矿矿床，燕山期以产出矽卡岩型（广义）Fe矿为主。这种在长期成矿演化过程中，主成矿元素组合显示的继承性，反映出各个地球化学区（省）持续演化的特点。
3）矿量分布的互补性。指成矿物质在一个成矿系统的各矿床类型之间的数量（储量）分配关系及主要成矿元素间数量的消长关系。已有的勘探结果表明，成矿物质在各有关矿床类型中具有“此多彼少”或“此少彼多”的关系，亦即成矿物质的分配在不同类型矿床之间是不均衡的。例如铜陵地区，矽卡岩型铜矿和层控铜矿的Cu储量占有主导地位，斑岩型和石英脉型等铜矿的储量则属次要地位。而鄂东南地区铜录山矿田的Cu，Au储量主要集中在矽卡岩型矿床中，其他类型矿床的Cu，Au储量则很少。
互补性的另一种表现是一个矿带内同一成矿系统主成矿元素数量是一个常量，而在各矿床中的数量分配则呈现此消彼长的关系。表现在同一矿田中不同矿床的主成矿元素金属储量所占的比例有很大差别，如在鄂东南的丰山矿田中，丰山洞矿床Cu（万吨）∶Au（吨）为1∶0.33，鸡笼山矿床则为1∶1，即丰山洞铜占主导地位，而鸡笼山则金占的比例明显增大，铜相对较少，表现出明显的互补性，即铜与金储量的此消彼长的关系。
互补性体现了在同一成矿系统中各类矿床类型之间的物质结构关系，是具有普遍意义的一种现象。产生互补性的根本原因，在于一个成矿系统中的成矿物质都具有常量性质，由于围岩、地热梯度、运矿介质等条件有差异，同时内生成矿过程又是一个开放体系，从而造成成矿物质在各矿床类型，乃至各成矿阶段之间的分配是不均衡的（翟裕生等，1992）。
成矿作用从孕育、发生到终结有一个比较长的过程。在这个过程中，成矿物质、成矿作用方式和矿化强度随时间进程而变化，表现为成矿系统的时间结构。
研究表明，成矿在时间分布上是不均匀的，有些时段矿化强烈，有些时段则成矿微弱或没有矿化，在不同时段，成矿的矿种也不尽相同，因此，可划分出若干成矿期和成矿阶段。在每一成矿期中，均有特定的成矿要素和控矿因素在起作用。因此，研究成矿系统的时间结构，要以具体成矿区域中的地质构造条件和地质演化过程研究为基础，进行深入的综合分析。
成矿系统的时间进程包括：①矿源供应阶段；②流体运移阶段；③矿床定位阶段；④成矿后变化改造阶段。对不同的成矿系统来说，成矿地质时间过程（Geological Interval of a Metallogenic Series）有长有短，成矿发生的地质年龄（Geological Age）有早有晚，应该作具体的研究。成矿系统时间结构的内涵包括以下内容。
（一）成矿强度的变化
在一个区域成矿系统中，成矿作用过程有长有短，可以根据直接定年法与地质推断法相结合获得的各个矿化阶段的年龄进行排序，提出成矿过程的时间表。现以研究工作较系统的安徽沿江地区铜、金、铁、硫矿床为例，说明其成矿强度和成矿物质组成随时间的变化情况。据唐永成等（1998）分析，该区与岩浆活动有关的铜、金、铁、硫成矿作用集中在中生代燕山期（170～90Ma）的构造-岩浆-热事件中。区内铜-金成矿系统集中于137Ma±5Ma，为主要成矿期；在晚白垩世初期约100～90Ma，仅形成个别铜-金矿床，代表金-铜成矿的尾声。铁-硫成矿系统的成矿起止时间与铜-金系列大体相同，但成矿高峰期偏晚，主要集中在135～120Ma时段，形成了著名的产于中生代火山岩盆地内的“玢岩铁（硫）矿”，是该区铁-硫矿床最主要的成矿期（图4-10、11）。从图中可以看出，铜-金系列和铁-硫系列虽都有150～90Ma的较长形成过程，但主成矿期的间隔是狭窄而短暂的。
图4-10 矿化强度随时间变化
图4-11 不同地质环境中矿化强度与时间分布
成矿强度随时间的变化，与系统内部各要素耦合状况和外部环境的扰动程度有关。当各种成矿要素开始耦合形成造矿功能时，多是微量、渐变的成矿过程，表现为较轻微或一般强度的变化。当系统内部成矿的持续涨落发展到进入混沌状态边缘时，成矿功能突然进入最强烈状态，形成成矿的高峰，也即大型矿床甚至超大型矿床形成阶段（於崇文，1999）。所以，成矿过程中成矿强度的变化与各成矿要素耦合状态的变化、系统自组织能力的变化以及外界环境干扰状态的变化等因素都有一定关系。
（二）成矿组分的变化
除成矿作用过程中成矿强度随时间的变化外，成矿物质组分也有随时间变化的趋势。仍以安徽沿江地区为例（唐永成等，1998），在不同的矿床系列中，主要成矿元素和伴生成矿元素（组合）也呈现出一定的演变趋势（图4-12）。例如，在铁-硫系列中，Fe为主要成矿元素，早期伴生V、Ti、P，中期主要伴生S，到晚期主成矿元素则转化为Cu、Au，间有Pb、Zn和Ag。从安徽沿江地区控矿要素分析，可以认为成矿组分随时间的变化与该区岩浆-热液的成分变化及流体的温度、压力、浓度等的变化有密切关系。
（三）矿床类型随时间的变化
成矿系统的形成过程中，成矿方式和矿床类型并非一成不变。如前述的安徽沿江地区铜-金矿床系列形成早期，有层控矽卡岩型、矿浆熔离-贯入型、矽卡岩型等矿床，而其后形成的矿床类型有斑岩型、热液充填-交代型等，最后为单一的脉型。在铁-硫矿床系列中，形成较早的矿床类型有矿浆贯入型、气液伟晶型、玢岩型等，其后为热液交代-充填型和沉积-热液叠加改造型，最后为单一的脉型。上述两个成矿系统中，矿床类型由早到晚有由复杂到较简单，再到单一的变化趋势。
（四）控矿要素随时间的演变
上述成矿强度、成矿组分和矿床类型随时间前进而发生的种种变化，都与成矿系统中的成矿要素和控矿条件随时间的变化有关。前已说明，成矿系统是一个动态的开放系统，系统与环境之间一直进行着物质和能量的交换作用，这个作用时而强烈、时而轻微，视各成矿要素间的耦合程度而变化。成矿过程中，如矿源场的组成和供应数量、供应速度发生变化，或流体中加入某些成矿物质，或溶液中压力、温度、Eh、pH等参量变化导致某些伴生组分的相对浓集等，都可能使成矿物质组分发生变化。成矿过程中，成矿流体的状态或赋矿围岩发生明显变化，如由较高温，密度较大的富矿熔浆（宁芜地区的铁矿浆等）转变为温度较低、密度较小、挥发分增多的富铁气液时，则形成的矿床类型相应由矿浆型铁矿转化为热液交代—充填型铁矿。当围岩为碳酸盐岩时易被含矿流体交代而形成矽卡岩型矿床，而后来的矿液再上升在碎屑岩中就位时，则易形成裂隙充填型矿脉。
图4-12 铁-硫矿床系列成矿元素组合随时间变化示意图
总之，由于成矿组分，成矿方式和成矿强度以及控矿因素随时间的显著变化，一个统一的成矿过程显示出阶段性，下一节专门讨论这一问题。
（五）成矿过程的阶段性
在成矿的时间维上，可划分为3个基本层次或尺度，即成矿事件、成矿期和成矿阶段。一个成矿系统的形成过程，相当于一个成矿事件。在一个事件过程中，因上述的成矿强度、成矿组分、矿床类型及控矿条件的显著变化而划分出成矿期。在一个成矿期中，因成矿微过程，即具体成矿方式的变化，可划分出若干个成矿阶段。在成矿系统研究中经常用不同成矿期来表示成矿作用过程中的几次显著变化。每一个成矿期都产有一定的矿种（组合）和矿床类型（组合）。这些矿床类型组合或矿床系列则各有其一定的空间位置，产于成矿区（带）中的某一构造-岩石部位，有的构成成矿亚区或亚带。例如，在长江中下游与燕山期同熔花岗岩有关的Fe-Cu-Mo-Au成矿系统中，矽卡岩-斑岩型Cu-Mo-Au亚系列形成于早期，为1700～130Ma；矽卡岩、矿浆-矽卡岩复合型Fe及Fe-Cu亚系列形成稍晚，为160～120Ma；玢岩铁矿亚系列形成最晚，为130～90Ma。这一成矿过程与区域构造、岩浆和流体的演化密切相关（翟裕生等，1992）。
（六）成矿系统的时间结构类型
1.各矿种、矿床类型的时间关联
成矿作用的精细研究包括年代学研究还处在初始阶段，现阶段对成矿系统的时间结构认识还多是经验性的和定性的。现据已有研究成果将成矿系统的时间结构类型列为表4-5。
2.按时间因素划分的矿床系列类型
总的认为，区域成矿过程是复杂的，受多种因素制约，主要是受成矿条件和成矿作用机制的影响，可分为5种情况：
（1）一般的沉积或生物沉积成矿作用是缓慢渐进的，成矿的孕育时间长，就位时间也长，其所形成的矿床系列属渐近式的漫长成矿型。
表4-5 成矿系统的时间结构（各矿种、矿床类型的时间关联）
（2）火山喷溢型矿床有较长的孕育时间，但火山喷发、矿质溢流堆积即矿床就位时间是突发式的，时间短暂，其所形成的矿床系列可称为短暂成矿型，也可称为突发成矿型。
（3）有些特殊的成矿作用，如巨大陨石冲击诱发的成矿作用（加拿大的肖德贝里Ni-Cu矿床），就是偶然性的，孕育时间很短，就位时间也很短，其所形成的矿床系列属突发成矿型。
（4）矿床经过多重富集作用，多次的孕育和多次的富集和最终就位，如绿岩型金矿，其所形成的矿床系列属多重富集成矿型。
（5）在南非一些金刚伯利岩筒型金刚石矿床中，如Finsch和Kimberly矿床的金刚石形成于31亿年前的地幔环境（Kirkley，1991），而矿床就位则是在约1.2亿年前侵位的火山管道型金伯利岩岩筒中（Lynn M D，1998），作者将这一漫长的成矿过程称之为先成后储型成矿系统。对一些幔源成因的矿床，如铬铁矿、金红石等部分矿床具有先成后储的可能性
成矿系统的结构是非常复杂的，现以冀北—辽西地区燕山期金属成矿系统为例（依据石准立等资料，1996，1999），说明其不同矿床系列间的复杂的时-空结构。
冀北—辽西地区经历了太古宙—古元古代克拉通基底形成，中-新元古代克拉通基底上裂陷槽沉积和古生代稳定大陆环境下的陆表海沉积，印支—燕山期陆内造山作用和新生代伸展体制下的盆岭构造演化等阶段，形成大型山系及盆地。本区燕山期造山作用对岩浆活动及与之有关的矿床形成起了极为重要的作用。石准立等（1996）厘定了燕辽地区中生代构造岩浆活动的时-空序列，提出了中生代花岗岩类单元-超单元-岩基段划分方案。将区域中的内生金属矿床划分为斑岩型、矽卡岩型、岩浆热液脉型、次火山热液型及热泉型等8种类型。总的构成一个成矿系统，即燕山期花岗岩类有关的成矿系统，再依据矿化与岩浆岩的关系划分出4个矿床系列，即：
Ⅰ.与钙碱性中酸性侵入岩有关的钼-铁-铜-铅-锌-铀矿床系列；
Ⅱ.与铝过饱和酸性侵入岩有关的蚀变岩型铌-钽矿床系列；
Ⅲ.与中酸性火山—次火山岩有关的热液及热泉型银-金-锰矿床系列；
Ⅳ.太古宙变质岩及中酸性侵入体中的热液金矿床系列。
其中，第Ⅰ成矿系列又可根据成矿环境和热液蚀变岩特征分出3个矿床亚系列：Ⅰ1——与中浅成中酸性岩有关的矽卡岩成矿亚系列；Ⅰ2——与浅成中酸性岩有关的斑岩型成矿亚系列；Ⅰ3——岩浆热液脉状、网脉状成矿亚系列。
各成矿系列的矿床具有多期性，期与期的划分是以构造应力场的转换为界限的。依据构造-岩浆-成矿作用的差异，将研究区的燕山期花岗岩有关的成矿系统划分为3个成矿期，即：①印支末一燕山早中期（T1—J2），本区以东西向挤压、拉张构造控制为主，形成沉积带边缘的矽卡岩型钼、铅、锌矿床（杨家杖子）和隆起带的热液型金矿（小营盘）；②燕山中期（J3）以北东向走滑断层为主，形成斑岩型和热液脉型钼、铁、铜、铅、锌、金矿床（大湾、兰家沟等）；③燕山晚期（K1）为北西向拉张期，伸展构造遍布全区，发育有火山-次火山热液型银-金-铅-锌矿床（蔡家营子），其中冀北隆起区的北西向断裂是主要控矿构造。
在上述工作基础上，石准立等提出了区域中生代成矿系统的内部结构及时-空分布规律图——区域成矿模式图（图4-13）。
图4-13 冀北—辽西地区中生代成矿系统内部结构及时-空分布规律图
成矿系统模式
答：根据区内矿床形成时间、成矿构造机制、成矿物质来源、成矿流体、矿床类型、矿液 运移通道等综合研究分析,我们总结并建立了山南走滑型陆缘构造成矿系统的成因模式(图 4-9)。模式要点:一是统一于冈底斯地区陆缘断裂走滑构造体系;二是先后形成于冈底 斯成矿带的层矽卡岩型、斑岩型矿床,分别受控于拉分型和推闭型...
花岗岩含矿专属性分析
答：本期花岗岩与Pb、Zn、W、Mo、Fe矿化关系密切,构成了伊春-延寿有色金属及铁矿成矿亚带的第一期成矿期,是小兴安岭—张广才岭有色金属成矿中接触交代型和热液型矿床的重要热源。 西林(超)大型铅锌矿床、铁多金属矿床是与加里东期花岗岩有关典型矿床,矿床的Pb同位素组成具有较高的均一性,并与加里东期花岗岩类的...
成矿系统的物质结构
答：成矿系统中，有的只有1～2种矿床类型，如砂矿床；有的则有多个矿床类型，如岩浆热液型矿床系列中常有矽卡岩型、斑岩型、脉型、层控型等多种类型。在一个成矿系统中矿床成因类型的多寡，涉及找矿工作部署，应加以研究。以铜矿为例，同是由于燕山期花岗岩类的热液成矿作用，铜陵地区的矿床类型就比较...
钠长岩-云英岩型矿床
答：强烈褶皱了的元古界—古生界变质岩系中有加里东期、印支期,燕山期多个时代的花岗岩类侵入体,成矿的雅山岩体出露面积9.5km2,时代属燕山早期,岩体主要岩石类型为中粗粒黑云母和二云母花岗岩,分布在剥蚀较深的岩体中西部,其上为细粒白云母花岗岩,其中发生了程度不同的交代蚀变,形成从弱到中等再到强的钠长石化和锂...
深部找矿的成矿系统分析
答：与花岗岩类有关成矿系统多在上地壳、距地表5～15 km的范围内,而产在陆上和海底的火山-次火山活动有关的浅表热液矿床也可延伸至地下3 km左右。 海陆盆地中的沉积矿床一般是产在水底的近水平、延伸大的矿层,当其受到区域构造作用时可下降到地壳深处并受到明显的热动力变质改造。 不同成矿系统的发育深度参见图...
控制大型、超大型矿床形成的大型构造特点
答：它是特定的地球化学省背景下,成矿因素的最佳匹配、成矿系统的复合与叠加的场所。正如翟裕生等(1997)所指出,大型构造在超大型矿床形成中,具有“覆盖”、“驱动”、“传输”、“纽带”、“聚矿”、“催(活)化”、“热动力源”和“多发性促成多重富集”等功能。 根据中国前寒武纪的大型、超大型矿床的地质特征(见...
控矿地质条件及控矿地质模型
答：在ACF图解中,矿区岩体岩石化学表现为I型花岗岩特征(图6.8)。在P.Bowden等(1985)提出的I,S、A型花岗岩区分图解中,区内含矿花岗闪长斑岩-二长花岗斑岩体位于A型花岗岩的范畴(图6.9)。在R1-R2图解中,数据投影点位于5区和6区之间(图6.9),指示岩体为深熔碱性-偏碱性花岗岩,形成的大地构造环境可能为同造山期深部热...
喷流( 气) -沉积成因矿床成矿模式
答：地分为两类,一类呈层状和透镜状产出,具细粒结构,条带状构造,紧密共生于银铅锌矿体和含金(钴)磁黄铁矿两侧或直接为矿化岩石,产出部位矿体厚度大、品位亦较高,显然为与喷流沉积成矿作用有关的热水沉积类矽卡岩;另一类为热接触交代变质形成的角岩和矽卡岩,主要产于花岗岩体(脉)外接触带,具中粗粒结构,块状构造...
华北地台前寒武花岗岩类、陆壳演化与克拉通岩石圈根的形成
答：Brown(1982)从弧成熟度系统地讨论了岩浆弧花岗岩类随时间的组成演化趋势。就现代弧的演化而言,他指出:①不成熟岛弧无前寒武纪基底,发育贫钾的钙性闪长岩-二长岩组合;②成熟的“大陆化”(continentalized)的弧由①演化而来,当它堆积在洋壳上的火山喷发堆积加厚到一定程度时,就可以产生深成作用,逐渐演变为成熟的“...
造山带花岗岩构造类型研究进展
答：马昌前、杨坤光、唐仲华等（1994）开展造山花岗岩热动力状态和岩浆分异的演化程式的研究，重点探讨了花岗岩类岩浆动力学过程与造山带构造演化，以桐柏－大别造山带为例，总结了造山带构造发展中花岗岩类起源、演化机制和热动态的变化规律。侯增谦、杨育清等（2003）对三江义敦岛弧碰撞造山过程与成矿系统进行...
