中国地质学家创立的成矿系列理论(程裕淇等, 1979, 1983; 陈毓川, 1994; 陈毓川等，2006)，是国内地学界开展区域成矿规律研究的重要指导思想之一。矿床成矿系列是该理论的核心部分，以岩浆、沉积、变质、表生和流体(非岩浆-非变质成因流体)5种成矿作用为基本原则(陈毓川等, 2015, 2016)，根据构造空间、成矿时间、地质成矿作用、元素或矿种这4要素厘定，研究同一期地质成矿作用下的有成因联系的一组矿床。近几十年来，“全国第二轮成矿区划(1992~1995)”“中国成矿体系和区域成矿评价(1999~2004)”和“全国重要矿产资源潜力评价(2006~2013)”，都以成矿系列概念作为区域成矿规律研究和成矿预测的重要地质理论基础，并取得了较好的应用效果(陈毓川等, 2016)。在此基础上，提出了成矿系列缺位找矿的思路和方法，根据成矿空间、成矿时代、矿床类型和成矿元素(矿种)这4种缺位类型，对每一个矿床成矿系列可能还存在的、未发现的矿产指出了找矿方向，在找矿实践中发挥出重要指导作用(陈毓川等, 2006, 2007; 毕伏科等, 2006; 王登红等, 2006, 2007, 2011; 唐菊兴等, 2014)。

然而，在一个地区除了成矿系列内矿床之间的“四要素”成因联系外，不同成矿系列之间有时还存在继承演变关系。陈毓川等(2006)指出：“在同一地区先后形成的矿床成矿系列具有一定的继承性及演变性，并可出现对早期矿床成矿系列的叠加、改造”。近年来，西安地质矿产研究所成矿规律与矿产预测科研团队从成矿系列与地质建造的关联方面，研究了成矿系列的继承性及演变性, 将与地质建造有关的成矿系列分为同生、准同生、后生、表生风化等4大类(杨合群等, 2012, 2015)，并对祁连、东天山-北山、阿尔泰、准噶尔、喀喇昆仑和阿尔金等地区开展了区域成矿规律研究(谭文娟等, 2013; 姜寒冰等, 2014, 2015; 彭素霞等, 2014a, 2004b; 乔耿彪等, 2014, 2015)。在找矿实践中，很多矿床都是根据地表表生风化产物在深部找到了原生矿，而它们并非同一地质成矿作用形成的，不属于同一成矿系列，但却与同一地质建造有关。本文以北祁连肃南县石居里一带与奥陶系基性火山-沉积岩系有关铜矿为例，探讨如何运用成矿系列的继承演变规律指导跨系列找矿实践。

1 成矿系列的继承演变

矿床成矿系列是指在一定的地质构造单元和一定的地质历史发展阶段，与一定的成矿作用有关、在不同成矿阶段(期)和不同地质构造部位形成的不同矿种和不同类型，但具有成因联系的一组矿床的自然组合(陈毓川等, 2006)。即对于每一个具体的矿床成矿系列而言，构造空间、成矿时间、地质成矿作用、元素或矿种的这“四个一”是厘定成矿系列的四要素。成矿系列一般有两种表述格式：第一种为“……地区……时段……地质成矿作用有关……成矿系列”；第二种为“……地区……时段……地质建造有关……成矿系列”。例如，“星星峡与石炭-二叠纪岩浆作用有关的铬铁矿、钒钛、铁矿床成矿系列”等名称属于前一种形式，反映了经典的建立在成矿作用基础上的成矿系列概念，表达了4种要素，即成矿空间、时间、作用与成矿矿种；“柯坪与二叠纪非造山辉长岩-正长岩建造有关钒钛磁铁矿矿床成矿系列”等名称属于后一种形式(陈毓川等, 2008)。

为了将成矿理论转化为找矿思维，进而指导找矿实践，笔者选择第二种表达格式，因为“地质建造”为客观实体，宏观特征在野外可直接观察，微观特征也容易采样鉴定。一般情况下，在建造构造图、成矿要素图、预测要素图或矿区地质图等各类图件中，地质建造都有表示。物化探、遥感、重砂等异常信息也常常需要结合地质建造进行研究分析，才能在矿产预测中更好地发挥作用。

“……地区……时段……地质建造有关……成矿系列”这种表达格式中的“有关”二字，可解析为“同生”“准同生”“后生”和“表生风化”4种关系。用这些词替换“有关”二字，便出现了同生成矿系列、准同生成矿系列、后生成矿系列和表生风化成矿系列(杨合群等, 2012)。同生成矿系列指与地质建造同时生成的成矿系列；准同生成矿系列指与地质建造接近同时或略晚生成的成矿系列；后生成矿系列指比地质建造明显晚得多生成的成矿系列；表生风化成矿系列指各类地质建造剥蚀出露地表经长期风化生成的矿床成矿系列，实际上属于后生成矿系列的一种特殊情况。

同一套地质建造有关的几个世代的成矿系列自然地构成一个成矿系列家族(杨合群等, 2012)，类似于人类一个家族中存在着具有继承和繁衍关系的几代人。例如，北祁连早古生代镁质超基性岩有关成矿系列家族，包括：①同生Cr-Os-Ir-Ru成矿系列(如青海玉石沟铬铁矿床)；②后生Au-石棉成矿系列(如青海双岔沟石棉矿床、黑刺沟石棉矿床、川刺沟金矿床、红土沟金矿床、羊肠子沟金矿床、甘肃鹰嘴山金矿床)。

不是同一地质构造旋回、同一地质时段、同一地质成矿作用形成，但却以某种地质建造为纽带，形成了几个世代的成矿系列，这种家族式的成矿系列组合，正是成矿系列继承演变规律的一种表现，这就为跨系列找矿提供了理论基础。

2 跨系列找矿思维

在自然界，同一套地质建造的形成及后续演化，可以形成几个世代的成矿系列。根据其中某一个世代的成矿(矿化)系列，寻找其它世代生成的成矿系列，这就是跨系列找矿。

王世称和陈永清(1994)在成矿系列的亚类划分中提出同生成矿系列和后生成矿系列，同时将矿床成矿系列扩充到矿化系列。杨合群等(2003)研究北祁连山大岔达坂蛇绿岩含矿性时，划分出同生矿化系列和后生矿化系列。为了便于成矿系列研究成果应用于矿产预测工作，对于那些仅仅由矿点、矿化点构筑的成矿系列，名称中一般使用矿化系列。因为在一般情况下，矿化常常是矿的外围部分，许多矿点后来经过评价成为了矿产地。

本次找矿过程，根据需要，笔者将成矿系列拓展到矿化系列，构成了地质建造有关成矿系列和矿化系列(表 1)。

在找矿过程中，首先根据成矿物质的地球化学异常，圈定找矿靶区，然后通过野外踏勘检查，在成矿有利地质建造中追索表生风化成矿系列(或矿化系列)，最后依次寻找后生成矿系列、准同生成矿系列和同生成矿系列(图 1)。

3 找矿实例剖析

西安地质调查中心对北祁连肃南县石居里一带奥陶系基性火山-沉积岩系有关铜矿进行了研究，发现其经历了多期成矿(矿化)作用(图 2)：(1)中晚奥陶世岛弧扩张背景和弧后扩张背景下，在基性火山喷发间歇期，海底热液喷流作用形成的铜矿，为同生-准同生成矿作用产物；(2)后期由于构造作用和变质作用，早期形成的铜矿体形态发生变化，部分成矿物质向构造破碎带迁移，发生了后生成矿(矿化)作用；(3)同生-准同生、后生成矿(矿化)作用形成的矿(化)体经剥蚀裸露地表，在长期的风化作用中，发生表生风化成矿(矿化)作用，在地表形成氧化矿。同时，风化剥蚀物迁移在沟系和水系沉积物中，导致成矿元素出现地球化学异常。

3.1 同生-准同生成矿作用

中晚奥陶世，北祁连石居里-长干峡地区处于弧后扩张背景(冯益民和何世平, 1996)，海底火山活动强烈，沿北西方向形成了一套蛇绿岩，主要包括镁质超基性岩、辉长岩、基性火山岩、硅质岩和火山碎屑岩等。在火山活动间歇期间，海水下渗，被深部的岩浆房加热后形成热卤水，从围岩中萃取Cu、Zn等成矿元素(戴宝章等，2004)。含矿热卤水沿火山通道向上运动，最终形成蘑菇状铜(锌)矿床。蘑菇茎状矿体沿着热液通道呈柱状，上部和中心主要为块状矿石及角砾状矿石，下部和边部为网脉状矿石及浸染状矿石；铜含量远高于锌含量，是典型的富铜矿石。蘑菇伞状矿体在海底喷口周围展开，以块状矿石为主，边缘出现似层状矿石；近喷口铜含量高于锌含量，远离喷口锌含量逐渐高于铜含量；伞翼状矿体之下为基性火山岩，伞翼状矿体之上常覆盖碧玉岩；当成矿环境不稳定时则缺失碧玉岩(杨合群等, 2002; 李文渊等, 2005)。例如，石居里Ⅷ号沟铜矿体形态为典型的蘑菇状，主要见富铜块状、角砾状矿石，角砾为基性火山岩；石居里Ⅴ号沟目前仅发现远热液喷口的薄层板状铜矿体，矿石呈块状构造，锌含量高于铜含量；九个泉铜矿床矿体形态呈重叠的伞翼状，蘑菇茎状矿体已被剥蚀，伞翼状铜矿体上方未见碧玉岩，直接被基性火山岩覆盖。这些矿体，相对于火山-沉积建造是同生的，相对于下伏火山岩而言是准同生的。

3.2 后生成矿作用

早志留世-晚泥盆世，北祁连地区进入碰撞造山阶段。早石炭世-现代，又经历了碰撞后陆内造山阶段(冯益民和何世平，1996)。由于构造作用和变质作用，北祁连奥陶系基性火山-沉积岩系有关的块状硫化物矿床发生了后生改造成矿作用，主要表现在以下3个方面：①矿体形态发生变化，例如石居里Ⅵ号沟1号矿体，顶部的碧玉岩褶皱后包于矿体周围(图 3)；②早期矿体受到破坏，例如石居里Ⅰ号沟，矿体呈小的透镜状赋存于断层破碎带中，增加了开采难度；③硫化物迁移到破碎带、裂隙、岩石片理等构造有利部位之中，硫化物呈团块状和细脉浸染状，形成破碎带蚀变岩型铜矿和石英脉型铜矿，扩大了铜矿化范围。该类型铜矿(化)在石居里Ⅰ号沟、Ⅵ号沟、Ⅶ号沟、长干峡铜矿区都有发现。例如, 石居里Ⅵ号沟1号矿体，北西侧碧玉岩破碎十分强烈，改造热液活化部分矿质迁移，充填到碧玉岩的网状裂隙中，形成网脉浸染状矿石，碧玉岩也重结晶形成次生石英岩，局部仍有碧玉岩残块(图 3)。

3.3 表生风化成矿作用

同生-准同生成矿作用和后生成矿作用形成的各类铜矿体经剥蚀裸露地表，在长期的风化作用中，发生表生风化成矿作用(图 4)。风化物残留在原地或附近，形成褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿等矿物。风化剥蚀物迁移分散在沟系、水系沉积物中，导致Cu、Zn等成矿元素出现地球化学异常。如石居里Ⅰ号沟、Ⅵ号沟、Ⅷ号沟南、大岔东山顶、长干峡等铜矿区地表均可见到表生风化成矿作用形成的氧化矿，并且矿区均有Cu、Zn元素地球化学异常(图 5)，且套合性好，表明表生风化成矿作用具有重要的找矿指示意义。

3.4 石居里铜矿床找矿实践

石居里铜矿床找矿过程与成矿过程正好相反。首先，根据矿区水系分散流测量结果(图 5)，开展了1:1万地质草测及1:2千地质简测。尽管地表未发现块状硫化物矿体露头，但在奥陶系基性火山岩中发现褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿等矿物，属于表生风化成矿(矿化)作用产物。经过进一步工作，在该套基性火山岩中的断层破碎带中发现铜矿化体，属后生成矿(矿化)作用产物(图 4)。随后，利用可控源音频大地电磁测深及硐探工程，在石居里Ⅵ号沟、Ⅷ号沟、Ⅴ号沟深部发现块状硫化物矿体，属同生成矿作用产物。经过对已发现的主要矿体资源量估算，探获铜333+334₁资源量12.22×10⁴吨，提交了1个中型铜矿床(李文渊等，2005)。

通过石居里铜矿床找矿实践可以看出，根据表生风化成矿(矿化)系列依次寻找后生成矿(矿化)系列、准同生-同生矿(矿化)系列的这种跨系列找矿思维在该矿床勘查过程中中发挥了重要作用，并在区域找矿上有推广价值。

4 新的找矿探索

按照上述找矿思维，笔者在承担中国地质调查局地质矿产调查评价专项“北山-祁连成矿带勘查部署与选区研究(2010~2012)”项目期间，在北祁连肃南县科博沟、小白泉地区开展了找矿实践，新提交了2处与奥陶系基性火山-沉积岩系有关的铜矿找矿靶区。

4.1 小白泉找矿靶区

肃南县小白泉与基性火山岩有关铜矿找矿靶区在奥陶纪地处北祁连弧后扩张背景，区内基性火山岩十分发育，并发现大量碧玉岩滚石，说明该地区在奥陶纪海底喷流活动普遍存在。

据前人1:20万化探资料，北祁连肃南县长干河-小白泉一带存在Cu、Au、Zn异常(图 6)。该异常元素组合为Cu、Au、Zn、Sb，以Cu为主，按Cu含量50×10^-6圈定异常面积84 km²，最高强度119×10^-6，平均约68×10^-6，衬度值为2.4。异常区主要出露奥陶系基性火山岩。该异常规模大，强度较高，不但形态规则，而且有明显的浓集中心。

西安地质调查中心2000年对长干河-小白泉1:20万异常区进行了1:5水系沉积物测量，圈定综合异常15个，并认为小白泉地区的HS-6异常和长干河一带的HS-12、HS-13异常为有找矿价值的重点异常(图 7)。2008~2009年甘肃省民营企业对分布于HS-13异常的铜矿点进行勘查，发现了长干峡块状硫化物型铜金矿床。其余两个异常尚待检查评价。

2011~2012年，笔者对小白泉地区的HS-6异常进行了野外踏勘，在小白泉蚀变基性火山中新发现4处铜矿(化)露头。其中，有3处铜矿(化)露头中的矿石矿物主要为孔雀石和褐铁矿，采样分析Cu品位0.32%~0.43%，认为其属于北祁连奥陶系基性火山-沉积岩系表生风化铜矿成矿系列(图 8a)；有1处露头中铜矿化受节理裂隙控制，矿石矿物以稠密浸染状硫化物为主，伴有孔雀石和褐铁矿，Cu品位1.38%，光片中可见大量网脉浸染状黄铜矿，认为属于北祁连奥陶系基性火山-沉积岩系后生铜矿成矿系列(图 8b)。分析认为，小白泉铜矿找矿靶区深部很可能存在奥陶纪海底热液喷流成矿作用形成的块状硫化物矿床。

4.2 科博沟找矿靶区

在北祁连肃南县石居里-科博沟一带奥陶系蛇绿岩中，发育一处强烈的1:20万铜地球化学异常。石居里铜矿床和九个泉铜矿床就位于该异常区的西半部，科博沟位于异常区东半部。2011年，笔者踏勘检查该异常东部，在科博沟片理化凝灰质砂岩中发现2处铜矿(化)露头，宽2.5~15 m，铜品位1.86%~1.96%，矿石矿物主要为孔雀石，认为其属于北祁连奥陶系基性火山-沉积岩系表生风化铜矿成矿系列(图 9a)。经过进一步工作，在片理化凝灰质砂岩中发现网脉浸染状黄铜矿，认为其属于北祁连奥陶系基性火山-沉积岩系后生铜矿成矿系列(图 9b)。建议对该找矿靶区开展深部找矿工作，寻找奥陶系基性火山-沉积岩系同生铜矿成矿系列。

5 讨论和结论

随着露头矿越来越少、找矿难度不断加大，寻找隐伏矿成为国内外急待解决的问题(施俊法等, 2008; 彭省临等, 2011)。按照地质工作程度，中国西北地区许多成矿带在当前找矿工作中，应将浅隐伏矿作为主要找矿目标之一。所谓浅隐伏矿，是指矿床的矿体隐藏于地下，但是其矿化线索和地球化学晕在地表仍有一定显示的这类矿床。例如，北祁连错沟-石居里-长干峡一带，20世纪中期发现的错沟、九个泉、大岔牧场东山顶等块状硫化物型铜矿床地表均有硫化物矿体氧化带；20世纪晚期发现的石居里Ⅵ号沟、Ⅷ号沟、Ⅴ号沟及近年新发现的长干峡和纳木桥等块状硫化物型铜矿床均为浅隐伏矿，地表仅有少量褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿、黄钾铁矾，部分有碧玉岩等喷流岩显示，为寻找隐伏的块状硫化物型铜矿提供了重要线索。

成矿系列继承演变规律指导“跨系列找矿”的重要作用近年再次在北祁连肃南县长干峡和纳木桥等浅隐伏铜矿床的发现过程中得到证明。2000~2001年，西安地质矿产研究所在开展国土资源大调查“北祁连错沟-寺大隆一带铜矿预测与评价”项目过程中，通过地质填图、化探、电法等方法，并结合地表矿化线索，在奥陶系基性火山岩中圈定出长干峡和纳木桥2个浅隐伏铜矿找矿靶区。这2个找矿靶区地表的褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿等矿化，正是奥陶系基性火山岩后生成矿作用形成的硫化物遭受表生风化作用的产物。2008~2009年，甘肃民营矿业公司在长干峡浅隐伏铜矿找矿靶区进行硐探，在深部多个中段见到数十米厚的块状硫化物型富铜矿体。2014年，在纳木桥浅隐伏铜矿找矿靶区进行硐探，也新发现了块状硫化物型富铜矿体。这2个浅隐伏矿找矿靶区深部新发现的块状硫化物型富铜矿体均为奥陶系基性火山岩同生成矿作用形成。

在今后的找矿工作中，成矿系列的继承演变规律仍可指导“跨系列找矿”。首先应在开展地质填图和物化探工作基础上，根据物化探异常和矿化线索圈定找矿靶区，然后结合探矿工程依次追寻表生风化成矿(矿化)系列、后生(矿化)成矿系列及同生-准同生成矿(矿化)系列。