热液成因有色金属矿多维异常体系——以马头斑岩型钼铜矿为例

马生明，朱立新

1．中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北 廊坊 065000 2．中国地质科学院，北京 100037

热液成因有色金属矿多维异常体系
——以马头斑岩型钼铜矿为例

马生明1，朱立新2

1．中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北 廊坊 065000 2．中国地质科学院，北京 100037

从深部矿地球化学勘查实际需求出发，根据近年来20余个矿床研究结果，总结提出了热液成因有色金属矿床矿致异常规律-多维异常体系。多维异常体系是指产出在特定成矿地质时期地质体中，空间有序共存、形成机理各异、成矿指向递进的多属性地球化学异常体系，将在斑岩型、矽卡岩型、热液型以及沉积改造型等与热液作用有关的有色金属矿产深部矿预测和评价中发挥重要作用。以安徽马头斑岩型钼铜矿为例，对该矿床多维异常体系进行了探讨。结果表明: 在该矿床中，存在着以Na2O为代表的负异常体系、以S为代表的矿化剂元素异常体系、矿化剂元素S与Fe和成矿元素间协同平衡体系、成矿及其伴生元素异常体系等，这些异常体系对成矿的指示作用是递进的，从而证实了多维异常体系的存在。对应用多维异常体系思路预测和评价深部矿进行了说明。

热液成因；有色金属矿床；矿致异常；多维异常体系;马头斑岩型钼铜矿

当前，找矿目标体从浅表转向深部[1]，致使某些已有找矿方法不再适用，需要创新和发展。就地球化学勘查方法而言，需要研发指标类型丰富、成矿信息量大的新方法以适应地质找矿工作的现实需求。笔者在梳理、集成近年来20余个试验区研究结果基础上，总结提出了热液成因有色金属矿床矿致异常规律-多维异常体系。在多维异常体系中，既包括微量元素，也包括常量元素，既有成矿及其伴生元素，又有矿化剂元素、亲石分散元素，既有正异常，又有负异常，指标及异常类型丰富、示矿信息多样。试验研究结果证实，多维异常体系将在深部矿体预测或地表隐伏矿体定位等方面发挥积极作用。

1 多维异常体系涵义

多维异常体系是指产出在特定成矿地质时期地质体中空间有序共存、形成机理各异、成矿指向递进的多属性地球化学异常体系，具体包括元素负异常体系、矿化剂元素异常体系、矿化剂元素与Fe和成矿元素间协同平衡体系、成矿及其伴生元素异常体系、惰性元素质量守恒体系等。多维一词既表征特定地质时期形成的矿致异常空间产出状态，又表征矿致异常由多种异常体系构成。之所以称作异常体系，是因为在每种异常体系中，出现异常的通常都不是某单个元素，而是一系列具有内在联系的多种元素。

在多维异常体系中，元素负异常体系、矿化剂元素异常体系、成矿元素异常体系是形成矿床的必要条件，矿化剂元素与Fe和成矿元素间协同平衡体系是限制和决定有色金属矿床形成的关键因素，惰性元素质量守恒体系则是成矿地球化学系统中元素迁移定量计算的基础和标准。多维异常体系从不同侧面系统、全面地剖析成矿地球化学系统中元素地球化学行为和分布分配规律，可以更加客观、准确地指导深部矿预测和评价。笔者以安徽池州马头斑岩型钼铜矿床为例，对多维异常体系进行介绍，同时对应用多维异常体系预测和评价深部矿的程序和思路进行说明。

2 马头试验区地质概况

马头试验区位于安徽池州地区，该地区是长江中下游成矿带的重要组成部分，铁、铜、硫矿产资源丰富[2]。大地构造位置位于下扬子断裂拗陷带与皖南加里东造山带的衔接部位[3]，作为这2个构造带界线的东至-宁国断裂从矿区附近通过。在池州-七都一带，下古生界至三叠系构成了一个复向斜，马头斑岩型钼铜矿位于该复向斜之灌口向斜的北东段南东翼(图1)。

1.第四系；2.白垩系；3.泥盆系-三叠系；4.志留系；5.寒武系-志留系；6.震旦系-志留系；7.元古宇；8.燕山期花岗岩；9.平移断层；10.正断层；11.逆断层；12.深大断裂；13.背斜轴；14.向斜轴。图1 安徽池州区域地质图(据文献[4]修改)Fig. 1 Geological map of the Chizhou area, southern Auhui Province(modefied from reference[4])

区内出露地层主要有志留系下统高家边组(S1g)、中统坟头组(S2f)、上统茅山组(S3m)，泥盆系上统五通组(D3w)，以及第四系覆盖层(图2)。各时代地层在本区表现为走向北东、倾向北西-北的单斜构造，倾角21°～54°。同时，由于受后期热液活动的影响，各组地层普遍受到硅化，局部地段硅化强烈且发育黄铁矿化；在矿化较强地段，粉砂岩地层普遍发生绢云母化、绿泥石化蚀变。区内构造较发育，主要有褶皱、断裂以及节理裂隙构造。节理大量发育，大部分以剪节理为主，对本区的矿(化)体具有明显的控制作用。岩浆岩主要为花岗闪长斑岩，岩脉主要有辉绿岩。矿化方式以细脉状为主。由此形成的矿石自然类型主要为脉型，其中包括辉钼矿-石英脉型矿石、黄铜矿-石英脉型矿石、薄膜状辉钼矿矿石和浸染型矿石。

3 马头斑岩型钼铜矿多维异常体系

马头试验区多维异常体系研究选择在9号勘探线上ZK901、ZK902、ZK904和ZK909 4个钻孔进行(图2)。其中：ZK901钻孔位于坟头组粉砂岩分布区，进尺431 m，上部约130 m为钼含矿体，下部约300 m为青磐岩化粉砂岩。ZK902钻孔总进尺957 m，钻孔上部岩性为坟头组粉砂岩，普遍青磐岩化，中下部粉砂岩、花岗闪长斑岩间隔产出，出现石英-绢云母化蚀变，下部岩性是花岗闪长斑岩，出现钾化蚀变; 该钻孔控制两层矿体，上层矿体产出在钻孔上部粉砂岩中，厚度约130 m，下层矿体位于钻孔的中下部，厚度接近100 m，产出在粉砂岩与花岗闪长斑岩交互出现区段。ZK904钻孔总进尺550 m，整体位于花岗闪长斑岩中，上部处在青磐岩化花岗闪长斑岩中，下部位于石英-绢云母化带边缘；整个钻孔中基本上都有矿化显示，以Mo矿化为主，局部块段出现Cu矿化。ZK909钻孔总进尺449 m，整体位于青磐岩化粉砂岩中。在4个钻孔中采用连续捡块的方式共采集岩心样品243件，平均采样间距10 m。

1.第四系；2.泥盆系上统五通组；3.志留系上统茅山组；4.志留系中统坟头组；5.志留系下统高家边组；6.花岗闪长斑岩；7.花岗斑岩；8.地层界线；9.实测、推测断层；10.试验钻孔位置及编号。图2 马头试验区地质简图Fig. 2 Geological map of Matou deposit study area

3.1 元素负异常体系

与热液活动有关的矿床中由元素带出形成的负异常较早就引起研究者的关注[5-10]，矿床中元素的负异常是成矿作用过程中化学元素带出的结果。近年来系统的试验研究结果证实，虽然异常元素因矿床类型、矿种类型以及矿化强度、规模等有所差异，但是元素负异常普遍存在，而且出现异常的元素通常远不止一个，既有常量元素，也有微量元素[11-12]，负异常的分布范围大于成矿及其伴生元素异常，也就是说，矿床或成矿及其伴生元素异常产出在负异常体系之内。在成矿地球化学系统中，是否存在由元素带出形成的负异常体系是判断系统中成矿与否的先决条件[13]，而且负异常反映的是整个成矿地球化学环境范围，其异常规模通常大于成矿及其伴生元素异常，因此易于发现，其矿化指示作用甚至大于由成矿及其伴生元素形成的正异常。

1. 第四系；2. 志留系中统坟头组粉砂岩；3. 花岗闪长斑岩；4. 地层界线；5. 蚀变带界线；6. 钼含矿体(333)；7. 钼含矿体(332)；8. 铜含矿体；9. 竣工钻孔编号及孔口标高；10. w(Na2O)<0.12%，w(MgO)<0.40%，w(CaO)<0.30%；11. w(Na2O)<0.20%，w(MgO)<1.20%，w(CaO)<0.50%；12. w(Na2O)<1.00%。图3 马头试验区9号勘探线地质剖面及常量元素负异常Fig. 3 Geological section and major elements negative anomalies of No.9 exploratory line of Matou deposit study area

马头试验区9号勘探线剖面上主要元素负异常如图3所示。与粉砂岩平均化学组成相比[14]，ZK901钻孔岩心中出现显著贫化的元素有Na2O、CaO、MgO等常量元素和Sr、Ba等微量元素。其中以Na2O的贫化幅度和范围最大，钼矿化体区段w(Na2O)仅为其丰度的1/13，青磐岩化区段w(Na2O)略有增加，但也仅为其平均化学组成的1/8(表1)。与粉砂岩、花岗闪长斑岩平均化学组成相比，ZK902钻孔中出现显著贫化的元素同样有Na2O、CaO、MgO和Sr、Ba等，这些元素的贫化程度总体呈现从青磐岩化、石英-绢云母化到钾化逐渐降低的趋势，表现在元素平均质量分数上逐次增高。例如Na2O，w(Na2O)从青磐岩化中的0.08%依次增大到花岗闪长斑岩中的2.77%，规律性明显。在ZK902钻孔中出现Na2O等元素负异常的上部和中下部地段，Mo发生极大富集形成矿床。ZK904钻孔总进尺550 m，整体位于花岗闪长斑岩中，上部处在青磐岩化花岗闪长斑岩中，下部位于石英-绢云母化带边缘。整个钻孔中基本上都有矿化显示，以Mo矿化为主，局部块段出现Cu矿化。在这个钻孔中，常量元素Na2O显著贫化，w(Na2O)只有0.60%，相当于花岗闪长斑岩中Na2O平均化学组成的1/6。w(MgO)略低于花岗闪长长斑岩中的丰度，w(CaO)高于其丰度。微量元素中Ba、Sr负异常明显，平均质量分数只有花岗闪长斑岩平均化学组成的一半。ZK909钻孔总进尺449 m，整体位于青磐岩化粉砂岩中。对比粉砂岩中元素平均化学组成发现，发生贫化的常量元素有Na2O、CaO，微量元素主要是Sr。Na2O、CaO和Sr质量分数分别是粉砂岩中各自平均化学组成的1/5、1/2和1/3。元素的富集虽然也存在，但以Ag、As、Sb等成矿伴生元素为主，主成矿元素Mo略有富集，Cu基本与粉砂岩中平均化学组成持平。

从上述试验结果中可以看出，以Na2O、MgO、CaO、Ba、Sr等元素为代表的负异常体系涵盖了整个矿化蚀变带，表明负异常对成矿地球化学系统的反映较富集元素更加敏感，主要表现在异常强度大、范围更广。马头试验区MoCu矿化产在元素负异常体系中，但是并不是整个负异常体系中都有矿化体产出，说明负异常体系只是指示矿化体存在的必要条件，是否存在矿化还需要结合其他条件进一步判断，其中首要条件就是矿化剂元素异常体系是否存在。

3.2 矿化剂元素异常体系

据刘英俊等[15]的元素地球化学分类，矿化剂元素包括S、B、C、Cl、F等。对有色金属矿床而言成矿矿物主要是金属硫化物，因此这里就以S为代表来探讨矿化剂元素异常体系。正是由于有色金属矿床成矿矿物主要是金属硫化物，因此S的富集和由此形成的S异常是判断是否存在有色金属矿床的必要条件。如果系统中S极大富集即S异常显著，那么就说明具备形成有色金属矿床的必要条件，否则形成有色金属矿床的可能性就很小。

试验钻孔中S质量分数及其分布特征如图4-图7和表1所示。可以看到，在马头试验区ZK901钻孔Mo矿体和粉砂岩围岩、ZK902钻孔Mo矿体和粉砂岩及花岗闪长斑岩围岩、ZK904钻孔MoCu矿体中，S都发生了很大程度的富集，平均质量分数至少是粉砂岩或花岗闪长斑岩中丰度的10倍以上。而在ZK909钻孔的粉砂岩中，S虽然也有富集，但是平均质量分数远不如其他3个钻孔，在这个钻孔中Mo、Cu等成矿元素质量分数都不高，没有出现具有工业价值的矿体，只有成矿伴生元素Ag、As、Sb等的微弱富集。由此充分说明，只有存在显著的S异常才可能形成MoCu矿床，如果没有S异常就不可能形成MoCu矿床。

在出现显著S异常的3个钻孔中，ZK904钻孔中MoCu矿化普遍存在，ZK901钻孔、ZK902钻孔中矿化只存在于部分地段。在ZK901钻孔的中下部、ZK902钻孔的中上部和下部，虽然出现了显著的S异常，在ZK901钻孔中下部粉砂岩、ZK902钻孔中上部粉砂岩中w(S)甚至高于矿化地段，但是却没有MoCu矿体产出。由此表明，以S为代表的矿化剂元素异常体系与负异常体系一样，只是指示成矿的必要条件，而不是充分必要条件。当系统中存在S异常时，能否成矿还要取决于系统中矿化剂元素S与Fe和成矿元素间的协同平衡关系。

表1 马头试验区9号勘探线钻孔中部分元素质量分数统计

注：平均化学组成据文献[14]；n为参加统计样品数。

图4 马头试验区ZK901钻孔元素质量分数分布示意图Fig. 4 Elements distribution schematic diagram of drill ZK901 of Matou deposit study area

图5 马头试验区ZK902钻孔元素质量分数分布示意图Fig. 5 Elements distribution schematic diagram of drill ZK902 of Matou deposit study area

3.3 S与Fe和成矿元素Mo、Cu间协同平衡体系

地质系统中的常量元素Fe以及有色金属成矿元素(Cu、Mo、Pb、Zn等)、成矿伴生元素(Ag、As、Sb、Bi、Cd等)，都可以与S结合形成金属硫化物矿物，因此有色金属成矿元素Cu、Mo、Pb、Zn等能否成矿，一方面取决于系统中这些元素本身的浓度，另一方面还受控于系统中Fe元素以及成矿伴生元素的浓度。如果地质系统中出现了S的显著异常，那么对应的可能出现以下几种情况： 1)金属成矿元素发生富集； 2)成矿伴生元素发生富集； 3)Fe富集； 4)上述几种情况共存。很显然，Cu、Mo、Pb、Zn等成矿元素和Fe元素浓度比例是决定出现哪种情况，也即能否成矿的重要条件。能够形成矿床的成矿地球化学系统，应该是矿化剂元素S与Fe和成矿元素，包括成矿伴生元素之间的协同平衡体系。

图6 马头试验区ZK904钻孔元素质量分数分布示意图Fig.6 Elements distribution schematic diagram of drill ZK904 of Matou deposit study area

对比马头试验区ZK901、ZK902、ZK904、ZK909钻孔中矿化，蚀变岩石中Fe2O3与成矿元素Mo、Cu的质量分数关系(图4-图7)可以发现：除个别高值点以外，两者之间基本呈现出负相关关系，即在矿体部位w(Mo)、w(Cu)高，而w(Fe2O3)相对非矿部位低；相反，在非矿蚀变岩产出地段，w(Fe2O3)相对矿体地段高，w(Mo)、w(Cu)低。这说明Fe与金属成矿元素之间存在着协同竞争机制，竞争的对象就是矿化剂元素S。在S异常地段是否能够形成矿床，取决于系统中S与Fe和金属成矿元素之间的协同平衡关系。很显然，在这个体系中如果Fe占据主导地位，成矿的可能性就会大大降低，因为此时体系中大部分S会与Fe结合，生成黄铁矿等Fe的硫化物矿物，这样就会减少S与金属成矿元素结合形成成矿矿物乃至矿床的机会。

3.4 成矿及其伴生元素异常体系

顾名思义，成矿及其伴生元素异常体系由成矿元素及其伴生元素构成，实质上这些元素就是以往地球化学勘查中广泛应用的地球化学指标；通常情况下它们在空间上具有分带特性，即形成原生异常分带。容易理解，原生异常分带是多维异常体系中一个有机组成部分。

由于马头斑岩型钼铜矿化类型及空间分布受围岩岩性控制明显，而且矿体已经出露地表，因此无法在剖面图上统一展示各钻孔中元素异常及其分布特征。针对这种情况，以钻孔为单位，分别编制了成矿及其伴生元素异常图。

从图4中可以看到，在ZK901钻孔中，成矿元素Mo在150 m深度以浅部位异常显著，与已知的Mo矿体对应，在150 m深度以下w(Mo)显著降低，但是与围岩中元素平均化学组成相比异常仍然存在。Cu在整个钻孔中异常明显，w(Cu)多在300×10-6以下。与围岩中元素平均化学组成相比主要伴生元素Ag、As、Sb、Cd等异常明显，不过与Mo异常空间吻合较好的只有Cd异常，Ag、As、Sb异常在Mo矿体产出部位甚至还有所降低。

在ZK902钻孔中，成矿元素Mo异常主要出现在2个地段(图5)，总体与已知Mo矿体产出位置吻合。出现在0～150 m地段的Mo异常，w(Mo)为(150～300)×10-6；出现在500～700 m地段的Mo异常变化很大，多呈单峰的形式产出。Cu异常分上下2段: 上段异常位于40～340 m，w(Cu)为(50～500)×10-6，个别单峰异常w(Cu)接近3 000×10-6；下段异常从孔深750 m直到孔底，除少数单峰异常外，w(Cu)一般为(60～500)×10-6。伴生元素中，Ag、Cd异常分布形态相似，与Cu异常大体相同。w(As)在700 m孔深以上地段总体较高，在700 m孔深以下逐渐变低，以致低于花岗闪长斑岩中的丰度。在ZK902钻孔中，w(Sb)绝大多数大于2×10-6，为砂岩中丰度的4倍、花岗闪长斑岩中的15倍以上，此外还出现一些单峰异常。

从钻孔剖面图上看，位于花岗闪长斑岩中的ZK904钻孔基本上是全孔矿化，矿化以Mo为主。从元素异常图上看(图6)，Mo、Cu异常明显，与矿化情况相符，只是异常强度差异很大，多为单峰异常，尤以Mo异常更为典型。与花岗闪长斑岩中平均化学组成相比，Ag、As、Sb、Cd等元素异常明显，w(Ag)、w(Cd)基本均大于500×10-9，w(As)一般大于6×10-6，w(Sb)总体大于2×10-6。在整体异常较强的情况下，每个元素还有质量分数更高的不连续单峰异常出现，表明在斑岩型钼铜矿化过程中，这几个元素是典型的伴生元素。

与ZK904钻孔紧邻的ZK909钻孔位于坟头组粉砂岩中，该钻孔中没有Mo、Cu矿化体，甚至没有Mo、Cu异常产出(图7)。伴生元素中As、Sb异常显著且稳定，质量分数变化幅度总体不大。Ag、Cd两元素基本没有异常显示。

从上述钻孔中成矿及其伴生元素异常介绍中不难看出，在每个钻孔中，无论是有无矿化体或成矿元素异常存在，均有成矿伴生元素异常，只是异常元素组合有所差异。综合分析4个钻孔中成矿伴生元素异常发现，如果以矿化体为核心，成矿伴生元素异常的空间分布规律以及浓度分带、组分分带等均不明显。由此表明，虽然马头斑岩型钼铜矿中存在着成矿及其伴生元素异常体系，但是对矿化作用或矿体赋存部位的指示作用并不明确，这也正是以往应用矿床原生异常分带理论和方法判断深部矿化或矿体赋存部位中经常遇到的问题。

3.5 惰性元素质量守恒体系

惰性元素是指在矿化过程中基本没有发生带出或带入作用的元素。惰性元素质量守恒体系是指在成矿前后，原岩和矿化蚀变岩中惰性元素质量没有发生明显变化，质量守恒。质量守恒体系中的元素虽然在矿产勘查中不是直接的找矿标志，但却是地球化学开放系统中计算元素带出、带入迁移量的标准，在深部矿产勘查地球化学理论与方法研究中起着至关重要的作用。成矿地球化学系统中元素迁移是成矿机制不可或缺的过程，元素迁移总体可表现为带出、带入和惰性等特征。因为成矿系统是开放的地球化学系统，因此直接利用矿床中元素质量分数无法确定元素在成矿过程中带出、带入的性状及其具体的迁移量。在这种情况下，一种可行的手段就是利用系统中惰性元素质量守恒特性，将系统质量变化转变为系统中惰性元素浓度变化，进而为估算其他元素迁移量提供度量标准[16-17]。变换过程简述如下。

(1)

由(1)式可得

(2)

式(2)表示的意义是系统的质量变化与惰性元素浓度变化成反比，由此就可以通过系统中惰性元素的浓度变化将系统质量变化反映出来，这就为成矿过程中元素迁移定量计算奠定了基础，为定量评估系统中元素带出、带入量以及富集、贫化特征提供了有效手段，使得深部成矿前景评估向定量化方向迈出了重要一步。

4 讨论

到目前为止，相关研究的试验区已经多达20余个，涉及的矿床成因类型有斑岩型、矽卡岩型、热液型以及沉积改造型等，矿种类型有铜钼矿、铅锌矿、银铅锌多金属矿等。以上仅以安徽马头试验区为例，介绍了多维异常体系及其在成矿前景评价、深部矿体预测中的基本程序和方法。实际上，除贫化、富集的具体元素种类因矿床而异以外，多维异常体系在20多个试验区都得到了很好的印证，这充分说明多维异常体系具有广泛的试验基础，同时也就具有广阔的应用前景。

多维异常体系是对矿产勘查地球化学应用基础理论的创新和发展，对地球化学勘查方法技术将产生直接且深远的影响，以往单纯以成矿及其伴生元素分带为基础的地球化学勘查方法技术将被极大丰富甚至是根本改变。纵观马头斑岩型钼铜矿多维异常体系不难看出，除成矿及其伴生元素异常体系以外，元素负异常体系、矿化剂元素异常体系，以及矿化剂元素与Fe和成矿元素间协调平衡体系等在以往地球化学勘查工作中并没有受到应有的关注，而从马头试验区研究结果来看，这些异常信息在深部矿体预测中的作用较成矿及其伴生元素异常更加直接和有效。元素负异常体系反映成矿环境、矿化剂元素(S)异常体系代表总矿化强度、S与Fe和成矿元素异常体系可以指示或解释成矿的可能性、成矿及其伴生元素异常体系直接指示金属矿化程度，各异常体系环环相扣，递进地为成矿前景预测评价提供证据。

多维异常体系以异常结构模式的形式展示出来，在地球化学勘查中的作用和价值将逐渐显现并被认同，有望逐步改进以往的元素分带方法，为矿产勘查提供更加全面和准确的信息。然而客观地讲，目前有关多维异常体系及受此控制的异常结构模式系统、深入的试验研究工作正在进行。

在多维异常体系中，惰性元素质量守恒体系是实现地球化学指标定量化的基础。地球化学开放系统中元素迁移定量估算方面已有研究者进行了大量探讨，思路和方法基本完备，这使得成矿地球化学系统中元素迁移定量计算成为可能，也为成矿前景地球化学定量化评价指标的研究提供了手段。根据化学元素迁移定量估算结果，可以更直观地展现成矿过程中化学元素带出、带入特征及其量值关系，为探讨地球化学作用过程及演化机理提供参考。利用成矿矿物中化学元素间的化学计量比例可以推算形成成矿矿物的可能性，同时为矿化剂元素与Fe和成矿元素间协调平衡体系的建立提供量化依据，这些都将极大地提高成矿预测的可靠性和准确性。根据矿种、矿床成因、矿床规模、矿床产状等特征，在元素迁移定量计算基础上系统探讨地球化学定量评价指标及方法，不仅将极大促进勘查地球化学学科的发展和进步，还可以在地质找矿突破战略行动中切实发挥作用。

5 结论

1)成矿地球化学系统中多维异常体系揭示了成矿地质环境中客观存在的固有规律，对多维异常体系的认知和厘定，理清了开展成矿前景评价、深部矿体勘查中地球化学理论和方法研究的思路。这是勘查地球化学应用基础理论研究上的突破，将对矿产地球化学勘查产生广泛而深远的影响。

2)马头斑岩型钼铜矿中存在着以常量元素Na2O、CaO、MgO以及亲石分散元素Ba、Sr等的负异常，已知矿体产出在上述元素负异常体系之内。在已知矿体产出地段均出现明显矿化剂元素S的异常，这与试验区出现的主要成矿矿物辉钼矿、黄铁矿相吻合，但是在出现S异常地段并非均有矿体产出，由此表明矿化剂元素异常体系只能代表总体矿化强度，并不能明确指示矿化类型；S与Fe和Mo、Cu 间协同平衡体系研究结果证实，成矿系统中同为亲硫元素的Fe和成矿元素(Mo、Cu)对S存在竞争机制，竞争的结果决定系统中是形成成矿矿物还是黄铁矿。成矿及其伴生元素分带特征研究结果显示，马头斑岩型钼铜矿床元素分带规律不明显。

3)通过惰性元素质量守恒体系，可以将系统质量变化通过原岩和蚀变岩中惰性元素的浓度表示出来；在此基础上通过原岩和蚀变岩中活性元素的浓度计算出这些元素的迁移量，这样就可以定量探讨成矿过程中元素的地球化学行为及其量值关系，为构建定量化地球化学指标提供基础。马头斑岩型钼铜矿系统质量变化计算结果表明，矿床整体产出在元素质量净带出的系统中，计算结果与矿床周边存在的元素负异常相吻合，为认识和利用负异常指导矿产勘查提供了理论依据。

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Multidimensional Anomaly System for Hydrothermal Nonferrous Metal Deposits: Taking the Matou Porphyry Molybdenum Copper Mine in Anhui Province as an Example

Ma Shengming1, Zhu Lixin2

1.InstituteofGeophysicalandGeochemicalExploration,ChineseAcademyofGeologicalScience,Langfang065000,Hebei,China2.ChineseAcademyofGeologicalScience,Beijing100037,China

In order to serve the geochemical exploration for deep ore bodies, the authors put forward a new law of anomalies related to the hydrothermal nonferrous metal mineralization, multidimensional anomaly system, on the basis of studies on over twenty deposits. The multidimensional anomaly system refers to the anomalies which are orderly coexisting spatially, of different formation mechanisms and indicative of further multilevel geochemical anomalies observed in specific geological bodies of geological periods. The new theory will play an important role in prospecting deep-seated nonferrous metal deposits related to hydrothermal activities, such as porphyry, skarn, hydrothermal and sedimentary-reformed type deposits. We take the Matou porphyry molybdenum copper mine in Anhui Province as an example to discuss this theory. The result shows that there are negative anomalies system dominated by Na2O, mineralizer elements anomalies system dominated by S, equilibrium system among mineralizer elements, Fe and ore-forming elements, as well as ore-forming and accompanying elements anomalies system in Matou porphyry molybdenum copper mine. The ore-forming indicative significance of these systems goes forward one by one. The study verifies the existence of the multidimensional anomaly system and illuminates the application of this system to the prospecting of deep-seated ore bodies.

hydrothermal deposit; nonferrous metal deposit; anomaly related to mineralization; multidimensional anomaly system;Matou porphyry molybdenum copper mine

10.13278/j.cnki.jjuese.201401111.

2013-05-05

国土资源部公益性行业科研专项项目(201111008)

马生明(1963-)，男，教授级高级工程师，主要从事矿产勘查地球化学方法技术研究，E-mail:MSMIGGE@163.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201401111

P618.4

A

马生明，朱立新.热液成因有色金属矿多维异常体系:以马头斑岩型钼铜矿为例.吉林大学学报:地球科学版,2014,44(1):134-144.

Ma Shengming, Zhu Lixin.Multidimensional Anomaly System for Hydrothermal Nonferrous Metal Deposits: Taking the Matou Porphyry Molybdenum Copper Mine in Anhui Province as an Example.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(1):134-144.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201401111.