矿物岩石地球化学通报  2017, Vol. 36 Issue (6): 1068-1069   PDF    

编者按: 本刊自2017年第2期起,在“科海钩沉”栏目连续刊发了吴凤鸣先生的《矿床学及其成矿理论发展简史》一文的1~5节,受到了广泛好评。本期将刊发该文的最后部分“结语——趋势与展望”,以飨读者。吴凤鸣先生是科学出版社资深编审,是中国著名的地质学史专家,曾在中国科学院研究生院及有关研究所主讲地质学史。本文是他在多年讲稿基础上,近年来又经补充、修订新资料而成。文章系统收集了矿床学发展史的国内外资料,以近似编年史方式较完整地覆盖了自史前远古时期至20世纪的矿床学发展重要事件,并具鲜明的作者观点。

矿床学及其成矿理论发展简史(五)
吴凤鸣     

近年来,人类为可持续地求得更多的金属矿产资源,对金属矿床学及其成矿理论发展趋势与展望的研究,已成为当代地球科学界的热门课题,成矿新理论、新学说如雨后春笋般地涌现,如:动力矿床学、环境矿床学、模式矿床学、海底热液地幔柱大陆成矿学、区域矿床学、隐伏矿床学、纳米矿床学,等等;有关矿床学及其成矿理论的著述日趋繁多,近年,国际科学理事会还制定了《未来地球计划》(Fature Earth,2013-2020),强调以动态地球为中心,将更有力地推动地球科学理论的发展。

综述这些新理论、新学说论点的足有千万篇论文,可以说异彩纷呈,百花争艳,各有特色。笔者选其已读过的几篇著述列举如下:

(1) 刘洪波《矿床成因理论的历史演化》(1992)

(2) 刘家军《矿床学的百年回顾与现代矿床学的发展趋势》(2014)

(3) 罗善国等《矿床学的发展前景和思维方法》

(4) 徐曙光《国外矿产经济学的发展概略》(2007)

(5) 陈毓川等《矿产资源与可持续发展》(1999)

(6) 罗雪等《矿床学研究思路的变化与进展》(2010)

(7) 地质科技情报《矿床学研究的进展与动向》(2015)

(8) 张华《中国矿床学研究的回顾与展望》

(9) 中国矿业报.《矿床学进展与未来趋势》(2015)

笔者列举上述各文,试图以所列各学者的论点作为最后展望的内容;值得提及的是笔者收集与汇编这一章节过程中,涉及20世纪矿床学及其成矿理论的文献繁多,获取的史料难得全面、齐全,甚至有“东鳞西爪”之感,困惑之中幸得翟裕生院士最近赠与的《翟裕生文集》(2010),书中有几篇正是专门论述这一论题,熟读几遍,受益匪浅,列举如下:

(1)《矿床学的研究现状与展望》(1981)

(2)《中国矿床学研究的回顾与展望》(1999)

(3)《矿床学的百年回顾与发展趋势》(2001)

(4)《矿床学研究的思维方法》1998)

(5)《关于矿床学创新问题的讨论》(2006)

同时翟裕生院士还赠与笔者近期在《地球科学进展》(第16卷,第5期)发表的《20世纪矿床学的进展》一文,更是如获至宝。翟院士精辟地概括了整个世纪的发展概貌,内容系统而丰富,笔者认为论文既有代表性与权威性,得到他的同意,汇编于此,以弥朴拙文之不足。

翟老师文中指出,矿床学自19-20世纪之交,从地质学中逐步分出并成为独立分支学科以来,大体经历了资料积累、观点纷争、理论孕育、蓬勃发展等几个阶段,形成了较完整体系,取得了多方面的重大成就,包括:

(1) 矿床成因研究及矿床成因分类。20世纪初期以来,由于工业经济发展,发现与开采的矿床日益增多,矿床地质资料丰富,地质学家用物理化学原理解释成矿现象,概括成矿方式,认识到不同的矿种、不同的成矿要素在不同的成矿环境中发生不同的成矿作用,提出多种矿床成因观点(岩浆分异成矿、热液成、矿浆灌入、火山喷气成、侧分泌成矿、沉积成矿和编织成矿等),在矿床成因的基础上,进行矿床分类。这期间尼格里、施奈德洪,特别是美国著名矿床学家林格伦的《矿床学》(1907,1922,1933)中的矿床学分类法影响较大,他共划分出岩浆、岩石、水体中3类17种矿床。1963年中国著名矿床学家谢家荣提出按地幔、地壳、地表等不同成矿物质来源划分矿床类型的方案对矿床成因研究有促进作用。

20世纪60年代以来,又认识了一些新的成矿作用,如生物成矿作用、热水沉积成矿作用、构造成矿作用、改造成矿作用、叠加成矿作用、陨石冲击成矿作用等,从而扩展了矿床学家对丰富多彩自然成矿作用的认识。

(2) 层控矿床研究。矿床产出受一定地层层位控制的思想由来已久。德国毛赫1903年把一处变质多金属矿床定为层控矿床,20世纪50年代正式提出“层控”概念,奈特、洛弗林、戴维森、邓哈姆等相继提出相同观点;20世纪70年代层控矿床理论有了发展,1976~1983年乌尔夫主编的《层控矿床和层状矿床》14卷本问世,标志着层控矿床理论研究在世界范围内达到了高潮。

这一时期,中国在层控矿床理论研究也得到了发展,如著名矿床地球化学家涂光炽等运用同位素地球化学、矿物包裹体以及微量元素特征等方法对中国层控矿床进行系统研究,获得突破性成果,并出版4卷本的《中国层控矿床地球化学》,以及《层控矿床地质学》等,有力地推动了成矿理论研究。

(3) 板块构造与成矿。自板块构造学形成以来,成矿理论研究与之紧密结合,主要是对板块成矿特征作了深入系统的研究。像Guild对不同板块边界金属矿床成因做过较全面的论证,有力地推动了找矿工作的开展。运用板块构造理论观点分析不同类型金属矿床产出的大地构造背景,开拓了运用活动论观点研究全球成矿背景的新途径,从而把矿床学提高到一个全新的高度。

当前一些学者正试图运用地幔柱(Mantle plume)活动观点来解释大陆板块内前寒武纪时期的大地构造运动和成矿作用。

(4) 矿床模式研究。矿床模式或成矿模式是指对大量矿床进行综合研究的基础上,对某类矿床或某种成矿作用基本特征的概括。用以具体指导找矿工作,在一定程度上深化地质学家对不同类型矿床的认识,为地质类比找矿提供科学依据,提高矿产预测和勘查效果。

(5) 区域成矿学研究。区域矿床分布规律早有学者论及过,像1907年法国洛奈就提出过“metallogeny”概念,其意是从区域构造-岩石时控尺度上研究矿床的成因,编制成区域成矿图、区域矿床分布图,诸如中国著名矿床学家郭文魁1987年主编了《中国金属成矿图》,1999年著名矿床学家翟裕生院士出版了《区域成矿学》。近年来翟欲生等运用系统论的观点,在成矿作用动力学的基础上,将成矿要素、成矿过程和成矿作用等作为系统进行整体性、综合性研究,提出了区域成矿系统观点,并出版《成矿系统论》(2010年)专论。创建了阐明矿床时空分布规律的一门新兴分支学科。

(6) 超大型矿床研究。超大型矿床是指巨大储量规模和极其罕见、而具有经济、社会和科学研究意义矿床。80年代以来,已成为国际矿床学研究的热点,1987年国际3大地学组织(IUGS,IUGG,ILP)发起《超大型矿床全球背景研究》。中国在90年代末,由著名矿床地球化学家涂光炽发起“与寻找超大型矿床有关的基础研究”(《国家科学攀登计划》)项目,探讨了超大型矿床的时空分布规律,取得了对多金属矿床的形成机制、控矿因素、以及深部成矿背景的新认识,取得系统的新成果。

(7) 海底现代热液成矿作用的发现与研究。1966年Miller等在红海拉张海底发现含金属热卤水和沉积物,在南太平洋海隆沉积物中,识别出热液成矿的金属组分,1972~1973年在大西洋发现了温泉和低温热液矿床,1978年在东太平洋海隆发现由高温热液泉形成的块状硫化物矿床,1985~1986年在缓慢扩张的大西洋中脊发现了高温黑烟囱及块状硫化物。

海底现代热液成矿现象的大量发现,不仅为人类提供新的矿产资源类型也开拓了矿床学的崭新的领域,极大地促进了成矿理论的发展。

(8) 成矿年代的测定。成矿年代的测定对认识成矿环境、矿床形成过程及各类矿床在地史上的演化趋势有重要意义。当前,成矿年代学已成为矿床学研究的关键课题之一,它对深入认识区域乃至全球成矿演化,从定性走向定量,提高成矿预测效果,树立新的战略找矿思想极其有益。

以上8大论题,是翟裕生院士从近百年来成矿理论发展历史进程中,以理论和学科为指导思想,以高度概括、系统总结而成,笔者读后受益匪浅,确实是一篇矿床学及其成矿理论发展史经典佳作。更值得提出的,在笔者编汇过程中又得到翟老师在本文的结构及史料上的多次指导,深表谢忱!

笔者附记:本文是在20世纪90年代中,在中国科学院地球化学研究所研究生部讲授地质学史专业课时一次专题讲演的讲稿基础上,经多年搜集和积累汇编成文,充其量是矿床学及其成矿理论的大事记,书名为《矿床学及其成矿理论发展简史[史料汇编]》全书共十章,本文为第一章,笔者借此机会,作为文献史料愿同学友交流请教。2016.10.19.】

参考文献
[1] 中国地质科学院矿床地质研究所. 1989. 中国矿床学(纪念谢家荣诞辰90周年文集), 学术书刊出版社
[2] 孟宪民, 等. 1965. 矿床分类与成矿作用. 科学出版社
[3] 张炳熺, 翟裕生等. 1961. 中国矿床学. 北京地质勘探学院
[4] 陈毓川, 李挺栋, 等. 1999. 矿产资源与可持续发展. 中国科技出版社
[5] 翟裕生, 主编. 1979. 矿床学. 地质出版社
[6] 中国科学院地球化学研究所. 1999. 资源环境与可持续发展——庆贺涂光炽院士从事革命和地质科学工作60年暨80华诞. 科学出版社
[7] 孙殿卿, 等, 编著. 1987. 隐伏矿床预测. 地质出版社
[8] 翟裕生文集. 2010. 地质出版社
[9] 南京大学地质系. 1981. 华南不同时代花岗岩及其与矿床关系. 科学出版社
[10] 翟裕生, 等, 主编. 1993. 矿田构造学(高等学校教材). 地质出版社
[11] 涂光帜, 等. 1984. 中国层控矿床地球化学(第一卷). 科学出版社
[12] 涂光帜, 等. 1987. 中国层控矿床地球化学(第二卷). 科学出版社
[13] 涂光帜, 等. 1988. 中国层控矿床地球化学(第三卷). 科学出版社
[14] 王若华, 等, 主编. 1987. 外国地质名人辞典. 地质出版社
[15] 王恒礼, 等, 编著. 1989. 中国地质人名录. 中国地质大学出版社
[16] 吴凤鸣, 编著. 1996. 世界地质学史(国外部分). 见: 自然科学史丛书. 吉林教育出版社
[17] 吴凤鸣, 编译. 1996. 国际地质大会百年史料(1876-1996). 科学出版社