本专辑重点从元素地球化学性质入手，结合地质过程和区域地质及一些具体矿床实例的研究，探讨关键金属的成矿规律。包括22篇文章，内容涵盖钨、锡、铌、钽、钛、锑、铀、铼、硼、钼、铜等多种关键金属的成矿规律。

矿床是元素异常富集的地质体，因此，元素在不同地质过程中的地球化学性质是揭示成矿规律，指导找矿的关键。本专辑的主要内容是板块俯冲(段留安等, 2020; 李聪颖和廖仁强, 2020; 林秋婷等, 2020; 吴凯等, 2020; 张丽鹏等, 2020)、岩浆过程(隋清霖等, 2020; 孙赛军等, 2020; 王锦荣等, 2020)、热液过程(严海波等, 2020)、表生过程(廖仁强等, 2020; 林秋婷等, 2020; 王鲲等, 2020; 张天羽等, 2020)中元素的地球化学行为与成矿。其中，氧逸度与成矿是一个重点。

铜是亲硫元素，在岩浆演化过程中属于中度不相容元素。斑岩铜矿床成矿的关键是高氧逸度和俯冲洋壳部分熔融。全球90%以上的斑岩铜金矿床与年轻洋壳俯冲，特别是洋脊俯冲有关(Liu et al., 2019a; Sun et al., 2015, 2017; Zhang et al., 2017a, b)。在长江中下游地区，洋脊俯冲形成的往往是矽卡岩型矿床(Sun et al., 2010; 汪海等, 2020)。值得指出的是，新特提斯构造域主要的斑岩铜矿形成于后碰撞阶段(Hou et al., 2015a, b; Hou and Wang, 2019; Hu et al., 2015, 2017; Sun et al., 2018)，其成因目前仍存在争议。一个可能的原因是新特提斯构造域油气资源丰富，导致俯冲过程的氧逸度偏低，无法满足斑岩铜矿的成矿条件。在后碰撞期，随着俯冲下去的有机物分解释放，氧逸度逐渐升高，俯冲阶段积累的成矿物质得以活化富集，形成斑岩矿床(Sun et al., 2017; 张丽鹏等, 2020)。

金也是一个亲铜亲铁元素。在岩浆演化过程中，金表现为中度不相容的特点，随岩浆演化而富集。但是，金最重要的富集过程是变质过程。在绿片岩相向角闪岩相转变的过程中，黄铁矿转变为磁黄铁矿，释放出硫。高度亲硫的金元素被硫萃取到变质热液中，在适当的构造环境下形成造山型金矿，如胶东金矿(Sun et al., 2007, 2013)。最新的研究表明，胶东金矿中有明显幔源物质参与(李杰等, 2020)，此外还发现少量同期的幔源岩浆岩(宋明春等, 2020)。这些研究结果表明，胶东金矿可能不是简单的造山型金矿，岩浆作用有可能对金的富集成矿起到了一定的作用，类似皖南的金矿(段留安等, 2020)。这可能与同时期的洋脊俯冲有关(Li et al., 2014)。

铂族元素通常与地幔柱等基性、超基性岩浆活动有关。最近研究发现铂族元素可以在热液过程中活动。在硫体系中，铂族元素活动性低，而在氯体系中，铂族元素可以形成氯络合物，具有较高的活动性(严海波等, 2020)。

钨在高度还原环境下是亲铁元素，在岩浆演化过程中是高度不相容元素。钨矿通常与A₂型花岗岩有关(Chen et al., 2016)。华南是全球最大的钨成矿区，探明储量占全球储量的50%以上。华南钨矿主要集中在侏罗纪的高演化花岗岩(Mao et al., 2013; 毛景文等, 2007, 2005; Wu et al., 2019a, b; Zhang et al., 2017d; 吴胜华等, 2020; 祝红丽等, 2020)。这些高演化花岗岩的突出特点是锂氟含量高，其成因可能与太平洋板块俯冲板片后撤过程中多硅白云母分解有关(Li et al., 2012)。

锡为中度不相容元素。钨锡矿常常共生，但是锡矿往往与还原性岩浆有关，而钨矿则对氧逸度不敏感。锡矿床通常与A₂型花岗岩有关(Chen et al., 2016; Zhang et al., 2017c, 2018)。这类花岗岩与板块俯冲有密切的关系。新特提斯构造域是全球有名的锡矿带，探明储量占全球储量的70%以上。这些锡矿主要与白垩纪花岗岩有关(Guo et al., 2018a, b; 郭佳等, 2020)，是新特提斯闭合的产物，与新特提斯俯冲带的低氧逸度有关(隋清霖等, 2020; 孙卫东等, 2018)。少量的矽卡岩型锡矿有磁铁矿产出，指示氧逸度较高(牛浩斌等, 2020)。这种高氧逸度是热液过程形成的，还是源区特征，有待进一步研究。

钛矿主要是与地幔柱有关的钒钛磁铁矿和与俯冲有关的金红石矿(孙赛军等, 2020)。研究表明钒钛磁铁矿主要与地幔柱有关，是岩浆演化后期，富铁熔体与富硅熔体熔离的产物。金红石矿则是在板块俯冲早期，蓝片岩向角闪岩转变的过程中，钛元素活动(Ding et al., 2009, 2013; Liang et al., 2009)，进入板块俯冲释放的流体中，在局部富集而成矿。

铌钽是高度不相容高场强元素，在板块俯冲过程中，其活动性受到金红石的控制(Ding et al., 2009)。因此，相对于其他不相容元素，铌钽在陆壳中亏损。在岩浆演化过程中，铌钽倾向于在岩浆中富集。华南是铌钽成矿的重要区域，多数铌钽矿与高演化A型花岗岩密切相关，可能是侏罗纪太平洋南西向俯冲的产物(Wang et al., 2011)。南岭最东端的大坪铌钽矿，形成于早侏罗世，很可能与裂谷环境有关(王锦荣等, 2020)。

硼是高度不相容亲石元素，易富集于蚀变洋壳及蛇纹岩中。在板块俯冲过程中，硼具有很强的流体活动性，往往在弧前环境即可释放出来。因此，超大型硼矿床主要位于聚合型板块边缘(林秋婷等, 2020)。由于弧前地区很难形成盐湖，因此沉积型硼矿往往产出于多次拼合的复合型造山带。

锑属亲铜元素，是典型的低温成矿元素。全球探明储量的60%产出于我国华南地区。锑是一个氧化还原敏感元素。新元古代大气氧升高以后(Liu et al., 2019b)，锑易于在表生过程中被氧化，进而在还原水体中沉淀富集。因此，锑在黑色页岩中含量较高。作为低温成矿元素，锑可以在岩浆热液和变质热液中进一步富集。华南寒武纪黑色页岩锑含量高，可能是华南锑矿异常富集的原因之一(张天羽等, 2020)。

铀是高度不相容元素，在陆壳中富集。同时，铀是氧化还原敏感元素，在新元古代大气氧升高后，铀可以在风化过程中被氧化成易溶于水的正六价(Liu et al., 2019b)，在合适的氧化还原界面富集，砂岩型铀矿多受控于此类过程。黑色页岩是表生过程中铀富集的主要载体。在有黑色页岩参与的S-型花岗岩形成演化过程中，铀可以进一步富集成矿(王鲲等, 2020)。

钼是中度不相容的亲铜元素。在地球上的丰度很低。超过90%的钼产自斑岩矿床，包括斑岩铜钼矿床、高氟型斑岩钼矿床和低氟型斑岩钼矿床。钼也是氧化还原敏感元素，在新元古代大气氧上升后在黑色页岩中明显富集(Liu et al., 2019b)。大多数斑岩钼矿与黑色页岩的参与有关(Sun et al., 2016; 李聪颖和廖仁强, 2020)。

铼是中度不相容的亲铜亲铁元素，在硅酸盐地球上的丰度在n×10^-9量级，需要富集数万倍才能成矿。铼对氧逸度敏感，在前寒武纪大气氧大幅度上升后(Liu et al., 2019b)，铼可以在风化过程中进入地表经流，进而富集于黑色页岩中。黑色页岩随板块俯冲进入岩浆，或者在变质过程中硫化物局部富集，均可以形成铼矿。华南寒武纪黑色页岩中铼资源量很大，是否有局部铼的富集值得关注(廖仁强等, 2020)。