浅论成矿理论与成矿预测之间的关系

廖园园

（东华理工大学，江西 南昌 330000）

改革开放以来，我国社会生产力得到快速发展，矿产资源（90%）都为工业生产提供了生产的原材料，撑起了70%国民经济GDP的运转，是人类生活不可或缺的重要物质基础。在能源领域，矿产资源是供需的基础；在钢铁领域，矿产资源是生产的支柱；在核电领域，矿产资源是电力主要来源[1]。成矿理论是利用地质和地理知识来对矿床进行的分析和研究，它具有时间长、不可逆、流体改造及地质活动作用叠加等特点，从各自区域出发难以用单一的理论分析解释勘查工作。故本文从野外勘探实际出发，在参考了大量参考文献的基础上，系统阐述了成矿理论和成矿预测之间的关系，有利于应用到实践找矿当中去。

1 研究现状

党的十八大以来，找矿突破战略行动随着经济发展而持续推进，为了实现我国两个百年奋斗目标，矿产资源不仅仅是物质生产和材料加工的基础，也是评判国民经济的一个标准，在此背景下，矿产资源的不可再生大大限制了工业经济发展。那么我国首先就需要弄清矿产资源的供需情况，并结合新兴领域使产业转型、升级、可持续发展，依据我国的资源储量、贸易、生产和消费等情况，去主动参与世界市场资源竞争，从而系统的制定不同的资源分配政策并提出相应措施。其次是资源勘查问题，矿业开发的先行准备工作是勘查与勘探，想实现可持续发展战略，除了保护环境，还需要不断增加矿产资源供给，因此成矿理论及成矿预测在找矿探勘中占有十分重要的地位[2]，但最终目的都是为了挖掘可利用的矿床，而勘探本身具有危险性和不确定性，也因此勘查与勘探工作越来越依赖于成矿理论和成矿预测，因为成矿理论是成矿预测的基础，成矿预测也可反向证实成矿理论[3]。

2 成矿理论的分类和方法

成矿理论主要是来源于基础的地质知识,工作流程大致是将物化探、遥感和地学理论，经研究、分析、提取并将其转化为各种可能发现矿床的概念，并建立相应模型去探索潜在矿床和成矿地质条件之间关系[4]。成矿理论可分为全球成矿理论、区域成矿理论、矿区成矿理论和矿种成矿理[5]。目前区域成矿理论研究应用是最多的，像海洋区域成矿理论、岩浆区、地台区、褶皱区等[6]。而成矿理论的研究方法则是沿用、融合、提取地质和地理学中的所有研究方法，像归纳总结法、数值模拟法、实验法等。

3 成矿预测的分类和方法

3.1 成矿预测的分类

成矿预测种类广义上可分为全球、区域、矿区局部和专门矿种等四种。进一步可在划分为2种：一种是定性预测;指依据地质特征、工作范围（较大）、理论选区、成矿条件和找矿潜力，规避勘查风险，遵循战略决策，最终挖掘出具有含矿潜力的地区，该方法主要用于预测潜在矿床。另一种是定量预测：指研究程度高、工作范围较小的矿区局部或专门的矿种预测，为实现对工业矿体分布地段的圈定是至关重要的，该方法主要用于矿床预测几何或空间形态[7]。

3.2 成矿预测的方法

成矿预测方法主要包括类比法和内插外推法两大类，它是建立在惯性、相似、相关的基础上,要求承担风险、遵循预测尺度水平对等及最大含矿率，以此来作出相应的评价并选出最佳靶区来获得勘查状况[8]。具体可分为四种[9，10]，第一种是地质类比法或就矿找矿法：矿田和矿床本身就有很多控矿因素的存在，依据典型矿床控矿因素和地质环境，来推断类比未知地区成矿的潜力，该方法尤其对外围找矿和开拓新区成效显著。第二种是矿床成因模式研究：它是在典型矿床的基础上将矿床的来源、背景、运移途径等关键性因素加以综合形成的一个预测模式，该预测方法不仅能客观表征矿物的富集地段，还能规划出相应的远景区。第三种是统计分析法：它是一种利用数字化和定量化建立数学模型的一种地质统计方法，不仅可以定量各种找矿信息，圈定最有利的数值范围，还能理清矿化和找矿之间的函数关系，常用的有概率统计和多元统计。第四种是矿石建造分析：在相同类型矿石建造下所形成的矿床具有相似的环境和成矿机制，其矿物共生组合是稳定的且具有地质建造的自然组成部分，弄清其相对应的地质背景有利于实践预测，特别是对于火山建造、火山沉积建造或基性-超基性岩建造的预测。

4 成矿理论和成矿预测的关系

4.1 是矿产勘查不可缺少的先行步骤

工业矿床是具有经济意义、特殊的地质体，一切事物都存在于事物整体的联系之中，勘查工作也是建立在理论基础之上的，因此可用成矿理论带动找矿工作的积极性、创新性，从而深入研究地质理论去实现找矿工作的新突破，其次，也可利用成矿理论建立各种模型，使勘查工作有目的去实践，最后，通过理论也可不断验证工作的可行性，从而减少风险提高。利用已经取得的地质资料,对工作矿区进行勘查工作，是将理论转化为预测勘查的必经桥梁[11]，它不仅能让理论研究和勘查实践相结合，也可以建立潜在矿床与各类地质数据之间的关系，还能作为证实潜在矿床的依据并运用到实践找矿当中去。因此说成矿理论和成矿预测是矿产勘查不可缺少的先行步骤。

4.2 是贯穿于勘查全过程的一项工作

依据地质理论、地质特征对地质数据筛选出勘查区是重要的预测项目之一，为了确定找矿标志和预测准则，减少成果的多解性和不确定性，从而转换矿床影像信息，对成矿理论认识和识别找矿信息处理是选中找矿靶区的关键[12]。矿产勘查就是对矿床形成的理论反复进行预测验证的一个过程，在此过程中采用统计分析方法来不断获取信息，亦或是对各种间接信息进行归纳总结，在不丢掉矿的前提下分阶段循序渐进的缩小勘查范围，从而判断勘探的全过程。

无论是全球性的勘探决策，还是小到一个钻孔设计，均需要通过搜集已有资料，用地质理论进行分析、判断、预测。其过程大致可分为2步；①在工作开始前对前一轮预测进行验证；②用新资料进行新一轮的预测。在该过程中始终遵循“实践-理论-实践”的原则，所以说成矿理论和成矿预测贯穿于勘查阶段的全过程[13]。

4.3 对矿产勘查具有重要指导意义

成矿理论的研究和成矿预测的实践在矿产勘查中具有极其重要的指导意义是不容置疑的。在20世纪中期我国李四光等用地质学理论，分析了大陆的构造体系、特征、沉降带等部分，反映出其具有生、聚、储油气的地质条件，从而相继发现了大庆油田、胜利油田，使我国能源得到了充分开发[14]。国外也有许多例子可证明成矿理论和预测对勘查具有重要指导意义[15]，如在20世纪奥林匹克坝发现了Cu-U-Au矿床，苏联在东西伯利亚聂伯盆地找到了钾盐矿床，美国田纳西洲的铅锌矿，加拿大的赫姆洛金矿等。

但目前国内对成矿理论和成矿预测在指导勘查中的作用存在一些争议。有学者认为理论是找矿的基础，勘查潜在矿床和难于识别矿床时,成矿理论和成矿预测研究的重要作用当然是不可置疑的；但有的学者认为找矿经验是主要的，像地质理论、成矿信息建立成矿模型和找矿模型，然后进行科学预测从而发现矿产这只是锦上添[16]。本文认为理论和经验是相辅相成的，因为成矿理论是经验的基础，经验也可反向证实成矿理论。

5 发展趋势

5.1 从矿产勘查形势和矿业发展看发展趋势

在上个世纪70年代末，由于各国对产业结构进行调整，导致矿业在国民经济中的地位大大下降，勘查形势也逐渐开始萎靡，矿产需求量下降，投资锐减。另一方面由于环境保护和可持续发展战略实施,加速了矿业领域萎缩的趋势。我国目前是世界上最大的有色金属和化肥的进出口国,未来十年是对矿产资源量需求的高峰期，因此需要的不仅仅是治理环境，还需要改革矿产勘查工作，矿产领域面临着十分艰巨的任务[17]。

5.2 从研究方法改变看发展趋势

以往成矿理论和成矿预测都是从小比例尺开始，因其工作范围大、侧重于地质基础，对战略选区起决定性作用，它的比例尺一般在1∶20万之下。在上世纪70年代，有学者用远景区预测和局部预测代替中小比例尺的测量方法，由于它具有更精确的特点而备受到人们的关注，大比例尺侧重于工业床圈定，工作范围有限，对勘查工作有较好效果，一般在1;5万之上。我国在大比例尺预测方面,不仅研究了成矿机制和制约矿床规模的因素,还进行定量评价[18]。同时在典型矿区还进行了专门研究,也取得了相应的成果。

5.3 从区域性成矿理论的研究看发展趋势

成矿理论和成矿预测学是区城性特别明显的学科,它也是经济地质学中理论与实际紧密联系的一个重要分支，有个明显特点就是它以马列主义辩证唯物主义理论作指导,最基本的指导思想就是从区域实际出发,实事求是。随着时代的发展成矿理论研究的核心归结于成矿物质运动的理论,成矿物质运动理论是指成矿物质时刻处于周围事物有机联系之中，并始终存在于发生、发展、演化运动之中[3]。从我国特殊地质背景出发,利用近50年来系统区域地质调查和矿床勘查成果，在几轮区划成果基础上,结合我国特色的成矿理论和成矿理论,促进了我国近年来地学理论的新进展[19]。

5.4 从科学技术与学科融合看发展趋势

随着科学技术和经济的不断发展，跨学科的研究越来越成为人们关注的一个焦点。成矿理论和成矿预测研究本身就带有跨学科的特点，一方面沿着先前学科结构进一步分化和深入；另一方面将迈向综合、系统、层次化的方向发展，体现学科综合交叉融合的特色[20]。跨学科发展要先立足于整个地质学，其次是要打破常规，创新技术方法和冲破学科界限，也由于地学的相关性、多样性和统一性，像地球各圈层的结构、岩石圈动力学等理论都已经涉及整个地学领域[21]。

5.5 从大型、超大型矿床形成理论看发展趋势

大型、超大型矿床从上世纪80年代开始一直发展到今天，因其效益高、储量大成为了地质科学家热门研究的课题之一，特别是在1987年由IUGG、IUGS、IGL提出的以全球作为研究背景的超大型矿床的课题。涂光炽院土认为大型、超大型矿床理论不能仅仅只用几个简单形成和分布模式进行概括；翟裕生院士认为大型、超大型矿床形成过程中像伸展构造、推覆构造、变形构造及碰撞构造等运动也起了一定的作用；裴荣富院士用动力学系统分析了成矿物质，并指出它受到像地质、地球化学及地球物理等多种成矿因素控制；陈毓川院士认为地壳结构的不均匀性、深部过渡带构造单元的不同交接部位和基本的地质环境条件，都会影响大型、超大型矿床的形成。

6 结论

（1）成矿理论可分为全球成矿理论、区域成矿理论、矿区成矿理论和矿种成矿理论，目前区域成矿理论研究应用是最多的，像海洋区域成矿理论、岩浆区、地台区、褶皱区等。而成矿理论的研究方法则是沿用、融合、提取地质和地理学中的所有研究方法，像归纳总结法、数值模拟法、实验法等。

（2）成矿预测种类可分为全球、区域、矿区局部和专门矿种等四种，预测方法是建立在惯性、相似、相关的基础上的,要求承担风险、遵循预测尺度水平对等及最大含矿率，以此来作出相应的评价并选出最佳勘查地区，主要包括类比法和内插外推法两大类。

（3）目前国内对成矿理论和成矿预测在指导勘查中的重要作用在认识上存在一定的争议，二者是不相互矛盾的。成矿理论和成矿规律是矿产勘查不可缺少的先行步骤、是贯穿于勘查全过程的一项工作、对矿产勘查具有重要指导意义；成矿理论的理论研究与预测勘查实践的关系是相互依存,预测勘查离不开成矿理论的理论指导,通过勘查工作的验证使成矿理论不断得到提高。勘查实践是成矿理论研究的归宿，最终服务于生产实践。