国外矿物鉴定研究现状论文

斑岩型钼矿床系指与斑岩体（高位侵入体）有关的单独Mo矿床或以Mo为主的多金属矿床，是热液矿床或岩浆-热液矿床的组成部分（芮宗瑶等，1984，2006）；斑岩型钼矿床可以产出在不同的构造环境（Sillitoe，1972；Cooke et al.，2005；Hou et al.，2003，2004；安三元等，1984；罗照华等，2007），其成因与大规模流体活动和中酸性岩浆活动（Sillitoe，1972；Dilles，1987；Cline et al.，1991）有关，岩体多为复式侵入体，形态多为小岩株，出露面积近于1 km2或小于1 km2，岩石常具有斑状结构（卢欣祥等，1989，2002）；常伴生有萤石或黄玉等矿物（Keith et al.，1992；Kula，2000；Seedorff et al.，2004a，b），低品位、贫F斑岩钼矿床（如Logtung，Endako，Quartz Hill）一般与钙碱性岩浆有关，而高品位、富F斑岩钼矿床（如Climax，Henderson，Questa）与富硅的花岗质组分侵入杂岩体有关（Carten et al.，1993）；斑岩型钼矿床的典型特征是伴随有同心（环）带状蚀变及相应的细脉状和（或）浸染状金属矿化（Lowell et al.，1970），蚀变分带一般自斑岩体中心向外，依次发育钾化带→石英-绢云母化带→泥化带→青磐岩化带；矿体全部或部分产于中酸性（斑）岩体内，矿石具典型的浸染状或细网脉状构造，辉钼矿呈星散浸染状分布于蚀变岩石中或石英、碳酸盐类矿物等组成的微细脉中（罗铭玖等，1991；薛春纪等，2006）；国外斑岩型钼矿床成矿流体以富含子矿物多相包裹体和富气、富液相包裹体为特征，包裹体均一温度、盐度较高，温度主要集中在300～400℃之间，盐度w（NaCl eq）＞30%，流体成分以H2O和CO2为主，还含有少量的H2S，CO，CH4，N2及，成矿过程中早期流体发生过“二次”沸腾作用或不混溶作用，晚期流体又显示出与大气降水混合的特点（Kamilli，1978；Bloom，1981；White et al.，1981；Cline et al.，1994；Kula，2000）。

表1-2 国外已发现的主要巨型钼矿床

有关钼矿床研究取得的进展（以斑岩型钼矿床为主）主要有：

1.成矿年代学取得实质性进展

成矿时代的确定和成矿期次的划分是区域成矿规律研究的基础和主要内容之一。随着同位素测试技术的发展，特别是辉钼矿Re-Os同位素定年技术的不断发展和完善，钼矿床及伴生有钼的矿床成矿时代的确定取得了长足的进步（杜安道等，2009）。由于辉钼矿Re-Os同位素体系的封闭温度较高，不易受到后期热液、变质和构造事件的影响（Stein et al.，2001），所以辉钼矿Re-Os年龄能够精确地代表硫化物的形成时代，其测年方法被广泛应用到如今矿床年代学研究当中。王登红等（2010）报道了2005年6月至2009年7月间“全国重要矿产和区域成矿规律研究项目”完成的145处矿产地同位素年代学测试数据400个，其中，SHRIMP和TIMS锆石U-Pb年龄78个，云母和长石等Ar-Ar年龄161个，Re-Os同位素定年数据86个（辉钼矿Re-Os数据77个），石英Rb-Sr年龄53个，其他年龄（Sm-Nd）22个。U-Pb和Ar-Ar等方法多是对相关岩体形成时代的限定，对矿床成矿年龄限定的数据中辉钼矿Re-Os同位素数据约占50%（矿床为独立钼矿床或者矿床中必须伴生有辉钼矿），凸显了辉钼矿Re-Os同位素定年技术在矿床年代学研究中的地位。

在辉钼矿Re-Os同位素测年技术成熟以前，对矿床形成时代的约束往往通过与成矿有一定关系的亲石矿物的定年来间接推断成矿时代。而辉钼矿Re-Os同位素测年法是基于放射性187Re通过β衰变成为187Os而引起的Os同位素异常来计算地质年龄的，是一种直接测定金属矿床成矿年龄的方法（杜安道等，1994）。Herr等（1955）第一次对辉钼矿的Re-Os同位素体系进行了测定，将其应用到对成矿年代学的研究始于20世纪60年代初（Hirt et al.，1963），但当时辉钼矿的年代学研究较为局限，直到20世纪后期才获得具有地质意义的年龄值（Luck et al.，1982；McCandless et al.，1993）。随着等离子体质谱、负离子热电离质谱等技术的发展，促使辉钼矿Re-Os同位素定年的研究日趋活跃（杜安道等，1994），在20世纪90年代末到21世纪初达到成熟（杜安道等，2001，2003；Stein et al.，1997，2001；屈文俊等，2003；Du et al.，2004；梁树平等，2004；Selby et al.，2004），并进一步将Re-Os同位素测年技术拓展到其他低Re，Os含量硫化物和岩石的定年，甚至难熔岩石矿物和黑色页岩的Re-Os同位素定年（杜安道等，2009；李超等，2011a，b；陈郑辉等，2011）。关于中国钼矿床年代学的详细讨论见第六章。

表1-3 中国钼矿床成因分类及其主要特征

2.矿床成因、成矿构造背景和成岩成矿模式研究进一步充实

由于斑岩型铜钼矿床在世界范围内的广泛分布及其所蕴藏的巨大经济价值，已经被越来越多的学者所重视，关于斑岩型铜钼矿床的理论和研究成果也不断涌现（Nielsen，1968；Lowell et al.，1970；Sillitoe，1972，1993；Burnham et al.，1979，1980；芮宗瑶等，1984；Lowestern，1994；Hedenquist et al.，1998；Harris et al.，2002；Hou et al.，2003，2004；Seedorff et al.，2008；罗照华等，2009；杨志明等，2009；侯增谦等，2010；孙卫东等，2010）。这些成果集中探讨了斑岩型铜钼矿床的定义、时空分布、大地构造背景、矿床成因模式及蚀变分带模式、成矿及蚀变机制、成矿流体及成矿物质来源、斑岩岩浆的性质及起源等问题，前人也对斑岩型铜钼矿床研究的某些方面的新进展进行了评述（高合明，1995；陈文明，2002；Richards，2003，2005，2009；侯增谦，2004；芮宗瑶等，2004，2006；Cooke et al.，2005；姚春亮等，2007；李晓峰等，2009），在成矿过程的精细化研究方面已经取得了一些研究进展（李晓峰等，2009），如石英的单向固结结构（Shannon et al.，1982；杨志明等，2008）。

（1）斑岩型钼矿的构造背景

Sillitoe（1972）认为斑岩型矿床可能形成于俯冲作用引起的挤压环境，因为往往聚集在长而窄的带，并且斑岩型矿床的形成时代与岩石圈板块快速会聚的时间相吻合，并指出在现代的活动消减带上，仍在形成斑岩矿床。Hodder等（1972）则强调了破坏板块边缘张性构造对斑岩型矿床形成的控制作用，即认为典型的斑岩型矿床应该形成于拉张环境。Lowell（1974）和Hollister（1974）进一步论证了区域性拉张环境是斑岩型矿床形成的重要条件。新的研究表明，典型斑岩型矿床不仅仅形成于单纯的挤压或拉张（Richards.，2001），只要符合①上地壳处于较长时期挤压状态后的应力松弛期；②成矿域存在早期深大断裂，而且这些断裂在应力松弛期活化张开（Richards.，2001）就可产生斑岩型矿床，即斑岩型矿床常形成于构造机制的转化阶段，特别是挤压向伸展环境的转变（Mao et al.，2008）。因此，斑岩型矿床不仅产生于岛弧及陆缘弧环境（Hedenquist et al.，1998；Richards，2003），成矿作用与大洋板片的俯冲有关（Sillitoe，1972），也可以产出于碰撞造山环境（Hou et al.，2003，2004）及板内造山环境（安三元等，1984；罗照华等，2007）。后者是我国学者根据中国大陆自身成矿环境的复杂性和特殊性提出的适用于我国斑岩型铜钼矿床的新型矿床构造背景（侯增谦等，2007），具有自己的独特性（罗铭玖等，1991；侯增谦等，2007，2010）。陆陆碰撞造山环境下，更加强调强烈的挤压构造背景（杨志明等，2009）。

（2）斑岩岩浆的性质及成因

与斑岩型钼矿床密切相关的斑岩体一直是斑岩型矿床研究的基本问题之一，有人认为小岩体与大型超大型矿床的形成密切相关（卢欣祥等，1980；马开义，1984；邵克忠等，1986；汤中立等，2002，2006）。近年来，国内与斑岩型铜钼矿床相关岩体的岩石地球化学研究已经取得较多的新成果（如，芮宗瑶等，1984；罗铭玖等，1991；卢欣祥等，2006），研究的重点基本上集中在斑岩体的岩石地球化学特征及在此基础上的岩石成因和构造环境（蒋少涌等，2008；杨泽强，2009；冯京等，2009），这为我们理解斑岩型矿床的成因奠定了岩石学基础。

我国在20世纪七八十年代，在对东秦岭钼成矿带的研究中，就对与钼矿相关小斑岩体的成因进行了大量的探讨，但未能取得统一的认识，主要观点有三种：一是认为斑岩体是大岩体派生或伸向浅部的岩株，向下变大与大岩体相连，为同源岩浆演化的产物（如，郑延力，1983；黄典豪等，1984，1987）；二是认为斑岩体为地幔岩浆同熔地壳物质或直接由地幔派生或大洋地壳在B型俯冲中发生部分熔融而成（如，乔怀栋等，1986）；三是认为斑岩体是地壳深部物质在A型俯冲条件下部分熔融而成（安三元和卢欣祥，1984）。卢欣祥等（1989）进一步明确提出东秦岭地区小岩体和相临大岩基为两种不同的花岗岩类型，可能为不同源岩浆分别侵位而成。根据目前研究现状来看，多数学者接受斑岩体高度结晶分异的观点（如，Lowestern，1994；Richards，2003；叶会寿等，2006；包志伟等，2009）。

不同构造环境下斑岩岩浆的性质和成因不同。Sillitoe（1972）在总结斑岩铜钼矿的分布规律和岩浆岩地球化学特征后认为，俯冲环境下斑岩铜钼矿主要与钙碱性中酸性火成岩有关，岩性变化于石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、花岗岩之间（Misra，2000）。板内造山环境下，主要与高钾钙碱性岩石有关（Hou et al.，2003，2004）。俯冲的大洋板片直接熔融（Sillitoe，1972）或俯冲大洋板片在一定深度发生相变，大规模脱水交代上地幔楔部分熔融（Richards，2003）及板内造山带环境下，区域地质发展末期软流圈上涌诱发新生下地壳的部分熔融（安三元等，1984；杨志明等，2008）可能是斑岩岩浆形成的主要机制。如弧岩浆成因理论在解释俯冲环境下斑岩体的成因方面功不可没（Peacock，1993；Winter，2001；Richards，2003），即热的、含水的、相对氧化的、富硫的镁铁质岩浆（主要是玄武岩浆）产生在俯冲大洋板块之上的交代地幔楔内，由于密度差异，浮力上升，储集在上覆地壳的底部。这些岩浆发生分离并与地壳物质相互作用（如MASH过程，这些岩浆开始结晶释放的热量可以导致地壳岩石的部分熔融），产生更演化的、低密度的岩浆上升到上地壳水平形成原始的斑岩体。陆陆碰撞背景下，斑岩体通常具有埃达克岩的地球化学亲和性（侯增谦等，2004；2005；Hou et al.；2004；杨志明等；2009），岩浆起源于加厚的新生下地壳，板块断离或岩石圈拆沉诱发的软流圈物质上涌，以及斜向碰撞导致的挤压-伸展的构造机制转换通常是引发岩浆源区发生部分熔融的外部条件（杨志明等，2009），区域尺度的构造控制了斑岩体的定位。

近年来，在成矿斑岩中基性深源包体（王晓霞等，1986）或暗色微粒包体（成中梅等，2003；曹殿华等，2009）的发现，为斑岩岩浆起源较深提供了有利的直接证据。即斑岩岩浆可以直接来自下地壳或下地壳底部，甚至发生过与来自幔源基性岩浆的混合作用，因而斑岩型铜钼矿床的相关斑岩岩浆具有深源浅成的特点（卢欣祥等，2002），即与斑岩铜钼矿有关的斑岩体通常被认为是一定构造环境中花岗质岩浆晚阶段的演化产物或是它们高侵位的衍生物（芮宗瑶等，1984）。关于高位侵入体（high-level intrusions）三维形态的研究也已经取得了一定的进展（Johnson，1970；Cruden et al.，2001；Breitkreuz et al.，2004；Corazzato et al.，2004），证实了侵入岩体的出露长度与厚度之间存在有幂律关系（Cruden et al.，2001），这为找寻斑岩型铜钼矿床的成矿宏观标志提供了参考（罗照华等，2009；曾云川等，2011）。随着一些新证据的发现（黄凡等，2009；杨宗锋等，2009），斑岩岩体被赋予了新的成因解释，但是由于资料的有限性，其成因还有待进一步探讨。

（3）成岩成矿及蚀变分带模式

斑岩型矿床的成因模式通常包括斑岩岩浆侵位后所发生的结晶演化与热液（流体）蚀变矿化作用（高合明，1995）。20世纪后半叶至本世纪初，斑岩型矿床的研究在成因理论方面取得了很大的进展（如Titley，1970；Sillitoe，1972，1976；Burnham et al.，1979，1980；芮宗瑶等，1984，2004，2006；Hedenquist et al.，1998；Oyarzun，2001；张旗等，2002；Richards，2003，2005，2009；Hou et al.，2003，2004；Harris et al.，2004；侯增谦，2007，2010；罗照华等，2009；孙卫东等，2010）。各国地质学家主要依据斑岩岩浆形成的深部过程、成矿金属在深部的富集机制、岩浆侵位过程中的构造控制以及斑岩岩浆浅成侵位过程、岩浆-热液过程、水-岩反应过程、成矿矿物质沉淀过程等方面提出了关于斑岩型矿床形成的多种成因模式，存在着较大的认识分歧。目前主要的斑岩型矿床成因模式有正岩浆模式（Nielsen，1968）、对流成因模式（Sheppard，1971）、混合成因模式（Henley，1978）、脉动成因模式、板块构造成矿模式（Sillitoe，1972）、活动转移说（White，1968）、三源表成热液矿说（季克俭等，1982）、变质岩浆成矿说（黎诺，1993）、透岩浆流体成矿模式（罗照华等，2009）、洋脊俯冲模式（孙卫东等，2010）等。其中，正岩浆模式被多数国内外学者所接受（如，Nielsen，1968；Lowell et al.，1970；朱训等，1983；芮宗瑶等，1984；马鸿文，1990；唐仁鲤等，1995；Richards，2003，2005；Harris et al.，2002，2004；叶会寿等，2006 等），认为成矿物质及含矿流体均来源于斑岩岩浆下伏的大花岗岩基岩浆（Lowestern，1994），含矿流体在岩浆期后热液阶段出溶，由斑岩顶部向外运移，由于温度、压力等物理化学条件的改变，成矿元素在有利部位沉淀而成矿。

自板块构造理论问世以后，板块构造就与成矿作用紧密联系起来（Pereira et al.，1971；Wright，1982）。Mitchell等（1969）就根据不同类型的板块边缘环境提出了地槽的分类，并据此做出了重要的成矿推断（Dewey，1969）。Pereira等（1971）在此基础上，给出了主要的金属矿床类型与板块边缘环境联系的不同方式，认为安第斯式板块边缘环境与斑岩型矿床的形成密切相关。Sillitoe（1972）建立了斑岩型矿床成因的板块构造模型，认为斑岩型矿床来自会聚板块边缘安山质和英安质层状火山岩之下磁铁矿系列钙碱性岩浆作用，并被广泛接受成为现今斑岩型矿床的构造基础（Richards，2003）。

Schwartz（1947）较早系统地描述性总结了有关斑岩型矿床的热液蚀变。Lowell等（1970）较早建立了斑岩型矿床的蚀变分带模式，他们在研究美国西南部亚利桑那州的San Manuel-Kalamazoo矿床时提出了一个建立在岛弧-陆缘弧环境下适用于与钙碱性中酸性斑岩（花岗闪长斑岩-二长斑岩）有关的斑岩型矿床的蚀变经验模式。这种分带模式以斑岩体为中心向外依次为连续的钾化带（石英、黑云母、钾长石±绢云母、绿泥石、钠长石、硬石膏、磁铁矿等）、绢云母化带（石英、绢云母、黄铁矿±绿泥石）、泥化带（石英、高岭石、蒙脱石）和青磐岩化带（绿泥石、绿帘石、碳酸盐）。并划分出与之相应的矿化分带，由内向外是：与蚀变带等间距的黄铜矿-辉钼矿-黄铁矿组合到方铅矿-闪锌矿组合。之后，各国学者在此基础上，发展了多个斑岩型矿床的蚀变分带模式（如，Rose，1970；Sheppard et al.，1971；Sillitoe，1972；Hollister，1974；Drummond et al.，1976；芮宗瑶等，1984；Harris et al.，2002，2004，2005；Hou et al.，2003，2004；侯增谦等，2003；孟祥金等，2004），并对蚀变分带机制做了较详细的探讨（Beane et al.，1981；Beane，1994），认为矿物的稳定性在蚀变作用中是最关键的因素，取决于矿物的组成、温压条件、流体组成等。如当岩石更富镁铁质时，钾质蚀变的主要产物为黑云母（Hollister，1978），而绢云母化带和泥化带不发育或弱发育（Hollister et al.，1974；Hollister，1978）。大陆碰撞造山型斑岩型矿床（侯增谦，2010）的蚀变分带模式与岛弧环境类似（Hou et al.，2003；孟祥金等，2004；侯增谦等，2007），出现不连续的环状蚀变分带（Hou et al，2003），由岩体中心向外依次为：强硅化带、含钾硅酸盐蚀变带、云英岩化带、粘土岩化带、角岩化带以及矽卡岩-大理岩化带等，如青藏高原的玉龙斑岩铜（钼）矿床和冈底斯斑岩铜（钼）矿床（Hou et al.，2003，2004）。

（4）蚀变分带机制

Schwartz（1947）较早系统地论述了有关斑岩型铜钼矿床的热液蚀变，但只是描述性的总结。随着研究的深入，开始有学者讨论矿床热液蚀变的形成机理（如，张荣华，1974）。矿物的稳定性关系在蚀变作用中是最关键的因素（如，Beane，1994；Beane et al.，1995），主要取决于矿物的组成、温压条件、流体组成等。我们首先必须清楚矿物的稳定共生关系，特别是蚀变矿物与成岩矿物的共生次序（表1-4）。

多个体系下的矿物稳定性关系已被讨论过，为蚀变分带的机制解释提供了实验依据，如CaO-MgO-SiO2-H2O-HCl体系、K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系、K2O-CaO-Al2O3-SiO2-H2O-HCl 体系、K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系、Na2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系等（Beane，1994）。高合明（1995）曾引用Hemley（1957）K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl 体系（图1-1）来说明斑岩型铜矿的蚀变分带机制。如图1-1可以看出：当温度较高、K/H值较大时，出现钾化带代表矿物钾长石，反映钾化带的形成；当温度和K/H值适中时，出现白云母，代表绢云母化带的形成；当温度和K/H值较低时，出现高岭石，代表泥化带的形成。如果体系中富含Na，Ca，Mg，Fe等组分时，便可以出现黑云母、蒙脱石及青磐岩化带，代表矿物绿泥石和绿帘石的形成。所以斑岩铜钼矿床蚀变分带可以主要受温度控制，即斑岩体侵位后可以形成以近岩体到远离岩体、温度由高到低的温度场，这种温度场导致由岩体到远离岩体依次形成钾化带、绢英岩化带和泥化带的蚀变分带现象；亦可以是因为斑岩体侵位后可以形成由近岩体到远离岩体、温度由高到低的温度场，而从岩浆中逃逸的流体在不同的物理化学条件下不断与岩石发生反应（水-岩反应）而产生由外向内依次出现泥化带、绢英岩化带和钾化带的蚀变分带现象。

表1-4 斑岩型铜（钼）矿蚀变矿物与成岩矿物共生关系

图1-1 K2O-Al2O3-SiO2-H2O-HCl体系矿物共生组合

下面分别简要讨论斑岩型铜钼矿床常见的几种主要蚀变的形成反应过程。

钾质蚀变（potassic alteration）：也称钾硅酸盐化（钾化），是原生铝硅酸盐矿物发生钾质交代的结果，并可能伴随钙和钠的丢失（Beane et al.，1981）。钾质蚀变常发生在斑岩型铜钼矿床的中心，是相对高温（550～640℃，42 wt%NaCl，40 wt%KCl，18wt%H2O，Harris et al.，2002）的蚀变类型。典型的蚀变矿物为钾长石和黑云母，也可伴有一定量的磁铁矿产生。当蚀变矿物主要为黑云母时，反映岩石更富镁铁质（Hollister，1978）。钾化可以发生在岩浆完全固结之前或固结之后，常呈脉状或浸染状产出。主要蚀变反应如下：

中国东部中生代典型钼矿研究

经由以上反应，体系中不断消耗K+，K/H值将减小，体系将逐渐向白云母区域靠近（图1-1）。流体中将更富Ca2+、Na+，相对富集H+。当体系钾质蚀变很强烈时，酸度会变得较大，钾质蚀变将产生绢云母或绿泥石、绢云母、石英、赤铁矿等矿物的叠加，显示中度泥质蚀变的特征。

绢英岩化蚀变（phyllic alteration）：形成石英绢云母化带，主要是成岩硅酸盐矿物大规模被石英、绢云母、黄铁矿或绿泥石以及少量的电气石、黄玉等矿物所取代，常指示酸性环境。这种蚀变在石英闪长岩中缺失或不发育，通常出现在钾质蚀变带的外围，能对钾质蚀变带造成叠加，成脉状或浸染状产出。

一直以来，多数学者根据稳定同位素的研究认为绢英岩化蚀变是岩浆流体和大气流体混合的结果（如，Lowell et al.，1970；Beane et al.，1985；Taylor，1997），但据Harris等（2002）的研究，发现绢英化蚀变可能主要为高温含盐岩浆流体（550～600℃，35 wt%NaCl，38wt%KCl，27 wt%H2O）成因，与传统的认识相冲突。

绢云母主要来自长石的分解：

斜长石→白云母，钾长石→白云母，黑云母→白云母或绿泥石，角闪石→白云母或绿泥石。

中国东部中生代典型钼矿研究

经由上述反应，体系中将消耗更多的H+和少量的K+，K/H值将增大，随体系温度的下降，反应将沿钾长石域和白云母域界线向下进行（图1-1），可能同时出现钾长石和白云母的共生，但是在石英绢云母化带中，很少出现钾长石，可能指示还存在有其他的控制因素（Rose，1970）。

中度泥质蚀变（Intermediate argillic alteration）：中度泥质蚀变带的出现常常指示酸性环境，主要矿物为蒙脱石、伊利石、水云母、绢云母、绿泥石或高岭石、石英等。其中以高岭石和蒙脱石类矿物占优势。它们主要是斜长石的蚀变产物，通常呈带状，向外可过渡为青磐岩化，向内过渡为绢云母化。中度泥质蚀变较难识别，常常叠加在岩体顶部钾硅酸盐矿物组合（钾质蚀变）之上，而出露的斑岩体的顶部往往会被剥蚀掉。

斜长石→粘土矿物，黑云母→绿泥石，角闪石→绿泥石

中国东部中生代典型钼矿研究

青磐岩化蚀变（propylitic alteration）：相对其他蚀变而言，青磐岩化所要求的温度较低，主要产在安山岩、玄武岩、英安岩及部分流纹岩中。主要特征蚀变矿物为绿泥石、绿帘石、钠长石和碳酸盐（方解石、白云石等）等矿物。由于蚀变矿物的颜色多为绿色，导致岩石也常呈绿色。这些蚀变矿物常来自含镁铁矿物的分解，如黑云母、角闪石或辉石，有时它们也取代长石。

中国东部中生代典型钼矿研究

斜长石也可蚀变成绿帘石、方解石、钠长石。

高级泥质蚀变（advanced argillic alteration）：尽管开始的时间不确定（Sillitoe，1993），但通常是热液活动晚期的产物，可以叠加早期的钾质蚀变、绢英化蚀变和青磐岩化蚀变，产于斑岩系统的上部。特征蚀变矿物主要为地开石、高岭石、叶蜡石和石英，常伴有绢云母、明矾石、黄铁矿、电气石、黄玉、氟黄晶和非晶质的粘土矿物。高级泥质蚀变是一种蚀变比较强烈的类型。当岩石中的铝被大量淋出，蚀变就过渡为次生石英岩化；随着绢云母含量的增加，则过渡为绢云母化。

斜长石、钾长石、黑云母和角闪石均可蚀变成粘土或叶蜡石。

中国东部中生代典型钼矿研究

钠长石化（钠长石）：这种蚀变是一种相对高温的蚀变，形成钠长石或钠质斜长石，指示一个富钠的环境。

硅化（石英）：硅化是次生硅的堆积，二氧化硅一般是由热液（流体）带入，也可由长石或其他矿物经蚀变后形成。硅化也是最常见的一种蚀变，几乎在任何岩石中都有发育，发生在一个较宽广的温度范围内。主要表现为岩石中石英或隐晶质二氧化硅含量增加，主要有以下两种形式：岩石被微晶石英完全取代，硅化常在岩体边缘形成硅化壳。由于硅化可以在广泛的环境中由热液作用形成，因此硅化常与其他蚀变，如绢云母化、绿泥石化、泥化、钾长石化等共生。如果硅化十分强烈，蚀变岩全由石英所组成，形成次生石英岩。

3.在成矿流体和成矿物质来源方面的研究取得新进展（争议）

最近的研究表明，辉钼矿可呈副岩浆相（accessory magmatic phase）出现在一些与板内岩浆作用有关的长英质岩石中，形成辉钼矿饱和的岩浆。这些辉钼矿一般很小（<20 μm），呈三角形的或六边形片状被包裹在石英斑晶中。LA-ICP MS熔体包裹体分析显示，Mo含量一般为1～13 ppm（Audétat et al.，2011）。这可能暗示了长英质岩浆可以有较强的携带金属Mo的能力。但是这种发现在世界范围内是很稀少的。而钼矿床广泛的热液蚀变说明热液流体活动在成矿过程中起着决定性作用（芮宗瑶等，1984；罗铭玖等，1991），刘英俊等（1984）给出了由于热液活动而形成的与钼有关的不同交代岩矿化元素和矿物共生组合（表1-5）。因此，成矿流体的来源成为内生金属矿床研究中的最关键问题（季克俭等，1993），但一直以来却又尚未完全解决的问题（高合明，1995）。

就目前的研究成果而言，存在三种主要的成矿流体：①来自岩浆本身（正岩浆模型），包括两种途径，一是传统的观点，流体来自岩浆期后由岩浆本身出溶的热液（Nielsen，1968）；二是直接来自深部的流体（杜乐天，1998；毛景文等，2005）或透岩浆流体（罗照华等，2009）；②来自变质事件中的变质水。随着变质温度压力的增加，早期形成的低温含水矿物将发生脱水反应，当这种水在围岩中循环时有可能萃取围岩的金属组分到特殊的位置成矿。因此，围岩变质水也可作为含矿流体来源之一；③近地表围岩中的地下水或天水。目前矿床学研究中，不同同位素判别方法往往赋予同一矿区成矿流体具多源性（黄凡，2009），未能指示具体的源区，说明一个矿床中成矿流体来源可能是复杂多源的。

表1-5 不同交代岩中钼矿化的元素和矿物组合

碳氢氧同位素判别体系对成矿流体来源的研究功不可没。在斑岩矿床蚀变系统中，钾化带内的黑云母氢氧同位素组成相当稳定，并指示成矿流体主要为岩浆流体；蚀变系统外部的绢英岩化带、泥化带、青磐岩化带内以及晚期叠加的其他蚀变带内含水矿物的氢氧同位素组成指示流体的雨水来源（Sheppard，1971）。但纵观近年来的研究成果，根据氢氧同位素判别，与岩浆活动有关的热液矿床几乎都有大气降水的参与。但不能据此说大气降水是成矿物质的主要来源，更可能是其在成矿晚期或成矿期后对整个成矿体系产生了重要影响，改变了成矿作用的边界条件，更有利于成矿物质的沉淀富集。

一般斑岩型钼矿体的形成温度主要在200～450℃之间（矿床内常出现早期温度较高的矿物组合），而钼矿体的产出部位一般在地表以下浅部，这就要求成矿系统必须有额外的热源供给，以保证成矿流体的活跃性和有利于成矿物质沉淀的环境，因此与斑岩型钼矿密切相关的斑岩浆/下伏岩浆房被看做主要的热源和成矿物质的供给者（Lowestern，1994；Ulrich et al.，1999，2001；Campos et al.，2002），或者由异常富集金属的母岩浆直接产生（Core et al.，2006），并且不同构造环境中成矿流体及成矿物质来源不同（Richards，2003）。

Condela等（1986）曾通过计算指出，形成一个大型斑岩钼矿所需的金属量需要一个几百平方千米的下伏岩浆库才足以提供；陈松乔（1990）通过钼的高温高压实验研究，认为一个上千平方千米的大型花岗质岩浆（含Mo浓度为 ppm）结晶分异流体只有在流体pH＞时才足以形成一个中小型钼矿床，而一个大型钼矿床的形成则需要原始花岗质岩浆中钼要预富集到原来的40倍以上。类似的，Cline等（1991）认为体积为50 km3或更小的小花岗质岩株能含有足够的金属和水来形成一个储量为250百万公吨的典型斑岩铜矿床（平均含铜），如果要形成像Bingham这样的超大型矿床就要求熔体中含有10多倍高的金属量（Hollings et al.，2004）。但是，在岩浆结晶过程最多只有65%的挥发分的丢失（Yang et al.，2005），且硅酸盐熔体中硫的溶解度也极其有限（Wallace et al.，1994；Gerlach et al.，1996；Backnaes et al.，2011），熔体中硫的溶解度除与熔体成分、压力、温度、氧逸度、硫逸度相关外，还与熔体中与水含量呈现反比关系，与FeO含量呈正相关，并且S2-常优先与熔体中的Fe2+结合形成熔体相FeS（朱永峰等，1998；Baker et al.，2011及其引文），而不是铜钼的硫化物。这对目前流行的正岩浆成矿模型提出了挑战，即是何种独特的岩浆-热液循环系统将如此大体积熔体中分散的铜钼等金属萃取并聚集到一起（Cloos，2002），除非岩浆中能异常富集成矿元素。

实际上，更多的地质事实是大型或超大型钼矿床常常与小斑岩体共生，而斑岩浆及大的岩浆房往往不是含金属元素异常高的岩浆（卢欣祥等，2002），并且直接起源于正常的古老下地壳部分熔融的长英质岩浆不具备成矿能力，除非有幔源物质以不同方式参与斑岩浆的形成并贡献成矿物质（侯增谦等，2007）。近年来的研究表明，越来越多的学者接受成矿物质直接来自深源的认识（卢欣祥等，2008；Solomon，1990；Sillitoe，1997；Mungall，2002；Robb，2005）。在原位测定巨型Bingham Canyon Cu-Au-Mo矿床矿脉中流体包裹体Pb同位素和总结Rocky Mountains东部主要斑岩钼矿床的Pb同位素数据基础上，Pettke等（2010）认为这些矿床中的金属Mo起源于古老的交代岩石圈地幔；Mathur等（2000）研究了智利地区斑岩型矿床金属硫化物的Re-Os同位素体系，认为矿床的金属储量与其Os初始比值具有负相关性，这就意味着巨型大型矿床中硫化物具有低的Os初始比值，暗示地幔组分广泛参与了成矿作用。所以，来自深部的流体在成矿作用中扮演着重要角色，并且要求形成大型矿床的流体中有异常高的金属含量（Wilkinson et al.，2009），即大量的深部流体应对金属的运移和沉淀成矿起重要的作用。因此，如何界定成矿流体成为一个关键问题。现阶段，通常对成矿流体的性质和矿石矿物沉淀条件的确定主要是根据共生脉石矿物中圈闭的包裹体的性质来推测的（Wilkinson et al.，2009），而据此给出的结构观察和同位素证据往往不足以说明它们是同时形成的（Wilkinson，2001），这又造成了相关侵入体与成矿过程成因关系的不确定性。近年来，热液矿床脉体中熔融包裹体和气液包裹体中含金属硫化物子晶的发现（Core et al.，2006；吴华英等，2010）或者金属硫化物中包裹体的研究（Wilkinson et al.，2009）似乎为成矿流体和成矿物质来源提供了确凿的证据。但成矿作用本身是一个复杂的非平衡演化过程（张荣华等，1998），包裹体中所能保存的信息仅仅是成矿过程最后阶段的物理化学条件（Wilkinson et al.，2009），不能有效反映成矿流体在成矿之前的性质（陈天虎等，2001）。

溶解度实验表明，在T=300～360℃，P=～ MPa 条件下，水蒸气（流体）中MoO3的溶解度介于1～29 ppm 之间（Rempel et al.，2006）。这个实验结果证明，对于斑岩型钼矿床来说，成矿元素以气相形式迁移可能在成矿过程中，特别是在成矿前的运移过程中占有重要的地位（Canadela，1997；Williams-Jones et al.，2002，2005；Rempel et al.，2006，2008；包志伟等，2007）。Hannah等（2007）从辉钼矿中Mo同位素角度证明了Mo的气相运移和快速沉淀重要性，只有这样才能解释窄范围的Mo同位素分馏。

相对于成矿物质的液相运移而言，气相运移具有以下特点：①气体因黏度比液体小而具有更强的渗透能力，且扩散系数大，在地球深部岩石中可能具有更大的穿透岩石的能力和提取、运移成矿物质的能力；②气体具有更低的密度而受重力制约较小，而液体在地球内部其自身内压力作用较大，必须形成连续流体，才能形成稳定持续的热液成矿系统；③气体具有较大的可压缩性，在突然减压时，会有很大的爆破能力，形成如隐爆角砾岩筒的隐爆构造；④金属成矿物质在液相中的含量均受到溶解度的制约，而金属成矿物质气相迁移则不受溶解度限制，能以较高的质量分数浓度和较稳定的状态迁移（陈天虎等，2001）。所以，成矿前流体以气相迁移成矿元素对钼矿床的形成应具有重要的意义，且气相溶解金属的能力可能比通过计算预测的溶解能力大几个数量级（Williams-Jones et al.，2002），在岩浆-流体侵位演化过程中，气相组分的淋滤很容易将贫Mo岩浆（3ppm）转化成富Mo岩浆（>1000ppm），并最终形成富集Mo的成矿流体（Keith et al.，1998）。

我国春秋战国时代创作的《山海经》，是世界上最早对矿物原料作系统描述的著作，迄今该学科已经历了近2500年的发展。根据研究技术方法的不同，可将矿物学发展史划分为19世纪中叶前的肉眼描述阶段，19世纪中叶后的偏、反光显微镜研究阶段，20世纪初开始的X射线结构分析和矿物成因研究阶段，20世纪30年代兴起的高温高压实验研究阶段，60年代形成的矿物物理学综合研究阶段五个阶段。根据研究的深度和广度，可将矿物学的发展史划分为20世纪前的描述矿物学阶段和20世纪以来深入矿物本质和矿物成因的研究阶段。

矿物学发展到今天，已成为现今岩石学、矿床学、地球化学、地球物理学、矿物材料学、环境地质学最重要的基础学科，甚至也是地层学、构造地质学及采矿、选矿、冶金学和其他有关学科的基础。

1.现代化分析测试技术与多学科新理论已被引入矿物学研究

从2500年前到20世纪初，矿物学研究一直限于简易鉴定、普通光学显微镜下的描述和湿法普通化学分析，只涉及矿物外部形态、宏观物性、主要化学组成、产状、产地、用途和定性分类等基本方面，在整个国际矿物学界，也还处于描述矿物学阶段，或处于19世纪中叶前的肉眼描述阶段和19世纪中叶至20世纪初期的偏、反光显微镜研究阶段。20世纪初，发达国家已开始将X射线分析手段引入矿物研究，进入了矿物X射线结构分析和矿物成因研究的崭新阶段。20世纪30年代，国际矿物学界引进高温高压实验技术和热力学理论，开始了矿物学的高温高压实验研究阶段。此后，在较短时期内又陆续引入了气液包裹体实验技术和温压地球化学理论、微束探测技术（电子探针、离子探针、激光探针、扫描电镜、透射电镜、同步辐射X荧光等）和晶体化学理论、其他高新技术（激光光谱、拉曼光谱、红外光谱、质谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振谱、核磁共振谱等）和谱学理论，以及同位素研究方法和同位素地球化学理论，形成矿物学与多学科交叉融合的综合研究阶段。通过多学科交叉，加以电子计算机技术的配合，矿物学研究已实现了从微粒到微区，从宏观到微观，从现象到本质，从静态到动态，从部分到整体，从零星分散孤立到全面系统互相联系的飞跃。现今对矿物的认识，不仅限于宏观形态性质等外部特征，而且扩展到矿物内部主元素原子或离子的排列，杂质元素的赋存状态，元素不同价态和键性，元素同位素及其比值，矿物色心，矿物中电荷密度的分布，矿物表面性质，矿物的流体包裹体中游离的H和O，矿物的晶格缺陷，矿物的流变特性，矿物对声、光、电、磁、热的相互转换以及矿物与元素之间在吸附、催化、扩散之间的相互作用。此外，矿物形成演化的内外条件的实验、模拟、计算、分析及有关成果在地质理论探讨、矿产资源寻找、宝玉石加工、矿物材料研制、环境监控等多方面的应用研究也逐步得到加强。应当承认，在20世纪早期，半封建半殖民地的社会政治形态严重妨碍了我国矿物学的发展，新中国的诞生和生产力的大发展才使得我国矿物学有可能引入现代化的分析测试技术并与多学科新理论相融合，从而使我国矿物学在20世纪末期进入与国际矿物学基本同步发展的阶段。

2.多学科融合与人类生产生活实践推动矿物学分支学科蓬勃发展

唯物主义最核心的观点是存在决定意识。任何科学门类的发生发展都是与人类社会的生产生活相适应的。20世纪中叶以前，国际社会所面临的一个重要问题是矿产资源匮乏，因此为找矿服务就成为矿物学研究的首要任务。20世纪后半叶，矿物分析测试技术日渐多样化和现代化，矿物学包容了大量其他学科的新思想和新理论，人们对自身生活质量和生活环境的关注日益加强，矿物学的资源属性发生了明显的分化，最引人注目的是派生了或突出了矿物的环境属性和美学属性。在与多学科融合及人类生产生活实践的推动下，矿物学发展到今天，已形成众多学科分支，其中有些分支是20世纪的产物，如成因矿物学、矿物晶体化学、矿物物理学、包裹体矿物学和实验矿物学，而有些则是19世纪的继续与发展；有些已形成系统的、理论和研究技术方法比较完备的学科体系，如矿物形态学、系统矿物学、矿物晶体化学、成因矿物学、矿物物理学、矿床矿物学、包裹体矿物学、找矿矿物学和宝玉石矿物学，而有些则尚无系统的、完备的理论和研究技术方法，但在未来社会发展中将起重大作用，因而具有强劲的生命力，如环境矿物学、表面矿物学、纳米矿物学、矿物材料学、实验矿物学等。因此，当代中国的矿物学是包容众多分支的学科大系，各分支可分属矿物史学、描述矿物学、理论矿物学和应用矿物学四大板块，其中矿物晶体化学、矿物物理学和成因矿物学是现代矿物学的主要理论支柱。

1998年，陈光远先生将俄罗斯学者对矿物与生命起源关系的研究称为生命矿物学。笔者建议将生命物质（包括微生物、宏观动植物、人体）与矿物质相互作用统一纳入生命矿物学的范畴加以研究，因此生命矿物学部分地包括医药矿物学、生物矿物学、农（林）业矿物学和环境矿物学的内容，是国内外很有发展前景的学科。