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成矿系统是指在一定的地质时空域中控制矿床形成和保存的所有地质要素、成矿作用的全部过程以及所形成的矿床系列和相关异常构成的整体, 是具有成矿功能的一个自然系统。
成矿系统是由相互作用和相互依存的若干部分(要素) 结合成的有机整体。系统中各要素间的相互关联和相互作用即成矿系统的结构。科学地分析一个成矿系统的结构有着重要的理论和实际意义。概括地说,一个成矿系统的内部结构一般包括以下四个部分:
①控制成矿因素:有风化、沉积、构造、岩浆、变质、流体、生物、大气、地貌、热动力等作用因素;
②成矿要素:有矿源、流体、能量、空间、时间等;
③成矿作用过程:包括成矿发生、持续、终结以及成矿后的变化和保存等;
④成矿产物包括矿床系列和异常系列。
成矿系统的基本要素:成矿物质、成矿流体、成矿能量、输运通道、矿石堆积场地。
(1)成矿物质是成矿的主要物质基础, 包括金属元素、非金属元素、有机质和它们的化合物。地幔、地壳和水圈是成矿物质的总仓库, 能源源不断地供应成矿物质。成矿物质既可直接来源于一般岩石,也可来源于已初步富集某些矿质的矿源层(岩) 。矿床中的矿质可是单组分的,如单一的铜矿,也可以是多组分的, 如Cu 、Au 矿床,Pb 、Zn 、Ag 矿床, 它们或来自同一个矿源场, 或来自不同矿源场而在运动汇集过程中通过多组分耦合而形成多矿种矿床。
(2)成矿流体指各类地质流体经过一定的地质演化而成为包含和搬运成矿物质的那一部分流体,包括来源于大气降水、海水、地层水、岩浆水、变质水和幔源的流体等,一些矿化剂如F、Cl 、S 、P 等也以多种形式被溶于水中参与对矿质的搬运和沉淀作用。成矿流体的功能是萃取、溶解、搬运和沉淀、聚集成矿物质,是沟通矿源场、运移场和储矿场的纽带和媒介,是成矿系统中最为活跃的要素。
(3)成矿能量成矿作用动力学的核心是成矿作用的发生。即矿化向成矿的转变,这就需要自然力的驱动,促使成矿的动力是广义的,有热梯度、压力梯度、浓度梯度、速度梯度和化学反应亲合力等。在这些作用力的驱动下,成矿系统这部“机器”得以发动和运行,包括流体的萃取、运移、流体输运过程中的水—岩反应(也即系统与环境的耗散作用等)以及流体中有用物质的沉淀堆积等。
(4)成矿流体通道指矿质及成矿流体在地质体中输运井趋向富集的渠道和路径,它是联系矿源场和储矿场的构造—岩石网络,也被称为运移场或中介场,通道包括岩石中的孔隙、裂隙、断层、空洞等形式,具有连通性、方向性和局域性。运移的主干通道一般是由构造作用形成,如断裂带。具有一定规模的透水层也可以作为流体的主干通道。
(5)矿石堆积场地是由岩石—构造因素耦合形成的,形成矿石堆积场地有三个条件:一是有足够的矿石堆积空间(可以是原已存在,也可以是在成矿过程中逐步扩展) :二是有利于矿石沉淀的物理化学条件,常称为地球化学障、地球物理障或构造物理化学障。指物理化学性质的突变带;三是有封闭矿液使之汇聚而不致分散流失的圈闭(封闭) 条件,包括岩性圈闭和构造圈闭或二者的复合。
成矿系统基本的研究内容包括：
①通过区域地质历史演化研究，了解成矿系统发生的地球动力学背景；
②分析成矿控制因素的多因耦合、临界转换对成矿作用的控制， 阐明成矿系统发生的主要机制；
③通过成矿系统产物——矿化－异常网络的研究， 查明成矿系统结构特征；
④研究成矿系统形成后的变化保存情况， 反演成矿系统形成—变化—保存的历史过程； ⑤综合分析成矿系统的资源—环境效应。成矿系统时间演化和空间分布特征是成矿系统研究的重要内容之一。