初论矿产勘查系统理论：热液矿床控制-映射勘查系统架构

初论矿产勘查系统理论：热液矿床控制-映射勘查系统架构

摘 要

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随着全球矿产资源需求的持续增长，高效勘查已成为保障资源安全的必然选择。当前，矿产资源需求不断攀升，深地探测和物化探技术快速进步，人工智能与信息技术迅猛发展，亟待建立高效的矿产勘查系统理论，尤其是对于广泛分布却又难以定位的热液型矿床。热液型矿床具有构造控制显著、流体来源多元、成矿过程复杂、矿体形态多样、矿物组合丰富、热液蚀变明显、经济价值突出及找矿难度大等特点，其形成与构造作用、岩浆活动或地热系统密切相关，受构造环境、流体性质及其物理化学条件的严格控制，在本质上是热液运移-沉淀的动力学过程，是构造驱动矿质活化、流体运移及构造“末端”与流体“末端”耦合成矿作用的产物。 数十年来， 矿床模型在找矿实践中发挥着重要作用，但以此驱动的矿产勘查理论和技术在满足深部找矿勘查需求方面仍面临挑战。为此，本研究综合国内外矿产勘查研究成果及团队大量找矿实践，从矿产勘查系统的内涵出发，引入"映射" （Mapping）概念，探讨了成矿构造系统（MTS）、热液成矿系统（HMS）与勘查信息系统（EIS）之间的控制-映射关系，初建了热液矿床三元协同的控制-映射勘查系统论的基本架构（HD-CMSA）。从时间-空间-物质-能量四个维度， 论证了其理论（TFCMS） 和技术框架（MFCMS） 中需解决的关键科技问题及其研究内容，以阐明成矿构造系统对热液成矿系统多层次成矿空间的控制作用，物化探异常信息系统对成矿构造系统、 热液成矿系统的多尺度映射关系，并通过实例验证多尺度（矿集区、 矿田、 矿床） 找矿勘查技术方法组合“三部曲”的有效性。该研究为深部隐伏矿床（体）预测和矿产勘查提供了新的理论视角，有望推动矿产资源高效勘查与评价，助力新一轮找矿突破行动。

关键词： 控制-映射勘查系统论架构；成矿构造系统；热液成矿系统； 勘查信息系统；找矿勘查技术组合“三部曲”

前言

矿产资源是工业化和城镇化的“粮食”， 已成为新一轮全球资源战略的焦点。在矿产资源供需矛盾日益突出、资源控制力博弈日趋激烈的今天，创新矿产资源勘查理论和技术是首要选择。 据科技部资源勘探科技发展规划(2021-2035)，未来战略性优势矿产资源的需求仍将处于高位运行状态，我国仍是全球矿产资源消耗和生产第一大国。未来矿产资源勘查理论和技术的发展趋势主要表现在：矿产勘查对象将从一般价值矿产资源转向高质量资源，勘查范围从浅部走向深部， 勘查技术从经验性的浅部找矿转为定位定量预测与抗干扰的大深度勘查，勘查方式从单一矿种勘查走向多元矿种联合绿色勘查。 在百年大变局和全球发展的新时代，深部战略性矿产资源成为新一轮找矿突破战略行动的部署重点。矿产资源勘查理论向全球化、系统化、精细化和定量化发展，勘查技术向综合化、系统化、三维化和智能化发展，以实现从成矿系统理论向矿产勘查系统理论的转变： 从浅部向深部资源勘查发展；从单一成矿系统向复合成矿系统的矿产勘查过渡；从浅部、半空间域向大深度、全空间域物化探勘查技术拓展创新，进而建立矿产勘查系统理论和技术方法体系，指导矿产勘查过程的高效有序实施并取得找矿突破。 因此，亟待建立矿产资源勘查系统理论，以发现新的资源基地及新增资源储量。 目前，我国浅部易开发资源接近枯竭，矿产勘探深度多在 500~1000 米。据权威部门推测， 2000 米以深金属资源量占 70%。 2016 年 5 月 30 日，习近平总书记在全国科技创新大会上强调，向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题，矿产资源勘查开发事关国计民生和国家安全， 确定了深部资源开发作为深地战略的首选目标。 所以， 向深部要资源是国家资源安全保障的必然选择。在全面实施深地资源勘探与开发计划之际， 亟需研发与应用深部找矿勘查成套技术，以实现深部找矿新突破。

矿产勘查的终极目标，是通过矿床（勘查区）成矿规律研究和勘查技术方法研发及应用，预测、评价和勘查矿产资源， 最终发现矿床（体）。 成矿系统理论是矿床成矿规律研究的理论基石，勘查技术方法是矿床发现的强力引擎。近些年来，以矿床模型为主导的成矿理论和勘查技术在热液矿床研究和矿产勘查中取得了明显进展，但仍不能完全满足深部找矿勘查的需要，面临着矿床模型具局限性（如已有矿床模型尚无法全面反映多期成矿流体叠加的响应机制、不同时期矿床认知差异）、构造-流体耦合机制不完善（如构造控矿/成矿理论多基于静态几何学分析，而热液系统的渗透性结构、流体运移通道的断裂网络却会发生周期性活化、多期次和多阶段成矿过程的复杂性等重要理论问题），隐伏矿床（体）深部探测能力不足（如深部地球物理勘查中分辨率低、信号衰减严重，深部矿致异常与围岩背景差异微弱、数据多解性强，难以识别 1000m 以深的矿体）、多学科数据融合困难（地-物-化-遥异常数据在尺度、精度和异常解释上的差异性导致综合建模效率偏低，常因数据异构性形成“信息孤岛”）、人工智能应用的局限性（因热液矿床的复杂地质特征导致训练数据不足，模型泛化能力差，深部成矿规律动态模拟的 AI 算法还处于探索阶段），绿色勘查技术发展滞后等技术瓶颈，尤其是成矿理论与勘查技术的深度融合面临严峻挑战，热液系统的动态成矿过程与静态或阶段性勘查信息脱节。因此，需要建立基于不同构造背景下（碰撞造山、裂谷、 被动大陆边缘、活动大陆边缘、洋盆、陆块内部等）不同类型矿床的矿产勘查系统理论（尤其是热液矿床）， 高效指导不同阶段的矿产勘查过程。

矿产勘查本质上是一个多系统协同的复杂系统工程，其核心在于阐明成矿构造系统（ MTS） （控制矿床空间定位）、热液成矿系统（ HMS） （ 约束成矿富集机制）与勘查信息系统（ EIS）（反映地-物-化-遥综合信息响应）三者的控制-映射勘查系统。以广泛分布的热液型铜、金、银、铅、锌、钨、锡等多金属矿床（涵盖岩浆热液型、非岩浆后生热液型矿床）为例，其时空分布规律本质上受成矿构造系统主导控制。这决定了热液矿床的矿产勘查必须整合成矿构造系统（解析构造控岩控矿机制）、成矿系统（揭示矿质输运-聚集规律）、与勘查信息系统（提取地-物-化-遥异常信息）三大理论体系，进而构建系统化的热液矿床勘查理论框架。本研究引入"映射"（ Mapping）概念，建立成矿构造系统（ MTS）、热液成矿系统（ HMS）与勘查信息系统（ EIS） 的控制-响应关系，其三大系统层级交互关系的数学表达式为： dX/dt=Φ(MTS)⊗ Ψ(HMS)⊕ Γ(EIS)（ ⊗ 表示张量耦合， ⊕ 代表数据融合算子）。 从找矿勘查的角度， 上述表达式可以理解为： “矿产勘查效率由成矿构造系统（ MTS） —热液成矿系统（ HMS）耦合与勘查信息系统(EIS)的融合驱动”而成。找矿勘查的数学本质为矿床形成与定位， 是构造、流体、信息三者在时空上的耦合与融合的结果：张量耦合（⊗ ）体现构造-流体的多维动态交互（如断裂-流体-围岩反应的协同演化）；数据融合（ ⊕ ）体现地-物-化-遥多源勘查信息对构造-流体耦合成矿模型的动态反馈（如“异常-模型”迭代优化）。dX/dt 的求解目标是通过量化三者的相互作用，实现“从构造-流体耦合过程到找矿勘查指标”的跨尺度预测，从而降低勘查风险、提高矿产勘查效率。

数学意义上的映射（表 1） 指集合间通过函数规则建立的元素对应关系（即∀x∈ A，∃! y ∈ B 满足 y=f(x)）， 而矿产勘查中的映射则具有多维特征：意指地质过程响应关系而非数学函数，研究对象涉及构造-流体-矿化多元要素，输出形式包含地质模型与勘查信息，目标为多尺度找矿预测、 勘查评价及矿床发现（表 1）。基于韩润生等提出的"成矿构造系统控制成矿系统，勘查信息系统映射成矿系统与成矿构造系统"研究思路，本研究基于系统论（整体性分析）、控制论（动态过程模拟）与信息论（数据智能解译） 的基本观点，突破了传统矿产勘查模式的局限性，尝试建立多系统协同分析框架，初建了热液矿床控制-映射系统论的基本架构和理论框架，为深部矿产资源预测研究提供新途径，对实现深部找矿突破具有重要的理论价值和实际意义。

控制-映射勘查系统论的理论基础

1.1 成矿构造系统、控制-映射系统的内涵

叶天竺等指出，成矿构造系统是同一成矿地质作用具有成生联系的不同方向、不同性质、不同级别、不同序次构造组合，按矿床类型可划分为沉积-成岩型、火山型、侵入型（岩浆热液型、岩浆型）、变质型、复合型矿床的成矿构造系统。因此，构造贯穿于这些类型矿床成矿构造系统的形成、发育及其演化过程中。其中，控制沉积-成岩型矿床的断裂、褶皱构造往往具有同生性质，火山型、侵入型、变质型矿床中往往包含同生和次生性质的构造，而复合型矿床包含了不同期复合叠加的构造。 按照成矿构造尺度，可划分为矿集区、矿田、矿床（体）尺度的成矿构造系统。

控制-映射勘查系统， 是指在构造应力场控制下，通过能量（构造作用） -物质（成矿流体） 传输与勘查信息（ 地-物-化-遥异常） 反馈的双向耦合或响应， 实现成岩成矿过程精细刻画和勘查信息解析的复杂系统。 该系统以断裂构造网络为流体输运通道，以成矿作用过程为状态变量，构建多尺度的矿产勘查数据与矿化强度之间的映射关系。其实质是勘查信息系统对构造“末端”与流体“末端”耦合的成矿动力学系统在成矿空间的映射。

1.2 成矿构造系统、热液成矿系统、勘查信息系统的控制-映射关系

构造体系是李四光先生创立的地质力学理论和方法的灵魂。成矿构造体系的研究，在揭示地壳构造和地壳运动的规律、深入探索构造与成岩成矿（藏）关系，以及在指导能源、资源勘查、区域地壳稳定性和重大工程地基稳定性评价等各方面发挥了重要作用。韩润生等论述了成矿构造体系（系统）对热液成矿系统的控制作用，它不仅控制矿床（体）的形成、时空分布规律及其形态和产状，而且控制矿床、矿体或矿化类型及其物质组成与矿床（体）的改造、次生富集作用。同时，不同成矿构造背景下所形成的成矿系统（尤其是热液成矿系统） 映射不同时期（阶段）的成矿构造系统。因此，成矿构造系统对热液成矿系统的控制作用、成矿系统对成矿构造系统的映射关系研究，是揭开热液矿床成岩成矿作用机制和实现矿产勘查过程高效化的关键所在。

矿产勘查过程，不仅是矿产地质勘查工作者运用成矿系统理论与控岩控矿构造系统理论指导每一个勘查阶段的复杂劳动过程，而且还依赖于矿床勘查技术方法（物探、化探、遥感等）及其不断创新应用所构成的勘查信息系统，即矿床的形成和分布的直接或间接的各类找矿信息和参数（物化探异常、地质异常等）及勘查工程技术信息（坑探、钻探等）。可以说，矿产勘查过程决不是“种豆得豆、 种瓜得瓜”那么简单的事情。同时，矿产勘查信息系统研究有助于深化成矿系统理论与构造成矿系统理论。因此，在热液矿床勘查中，要将成矿构造系统、热液成矿系统、勘查信息系统作为有机联系的整体，将成矿理论、勘查技术和找矿实践深度融合，有的放矢地指导找矿预测、 资源评价及矿产勘查工作。

成矿构造系统、热液成矿系统、勘查信息系统的相互关系（图 1）主要体现在五方面：

（1）成矿构造系统控制热液成矿系统： 前者控制后者形成和改造的矿质来源、流体运移、储集、变化、保存全过程，以及矿床时间-空间-物质结构及其控制机制。

（2）热液成矿系统映射成矿构造系统：热液成矿系统中矿床（体）的时间-空间-物质结构反映成矿构造系统的成矿地质作用类型、过程、强度、期次等。

（3）热液成矿系统制约勘查信息系统：热液成矿系统的矿床（体）分布及矿化样式等特征制约地-物-化-遥异常呈现出一定的空间分布特征及其组合方式。

（4）勘查信息系统映射热液成矿系统：基于地-物-化-遥异常的勘查信息系统，可识别热液成矿系统的形成、矿床（体）分布及矿化样式等特征。

（5）勘查信息系统映射成矿构造系统：基于地-物-化-遥异常的勘查信息系统，可映射成矿构造系统的类型、空间分布、控矿构造组合型式及其控制机制。

1.3 控制-映射勘查系统论的基本理论

矿床预测是对发生在地史时期成矿事件的成岩成矿特征和找矿前景或找矿靶区的推断或预测，具体来说，是在成矿地质理论指导下以地质、 物探、化探、遥感勘查等信息为依据，建立矿床成矿模式和找矿模型，并据此建立可行的矿床预测准则，对预测区内的潜在矿产资源做出评价，圈定和优选成矿远景区和重点找矿靶区，厘定定位（定量）靶区。矿床预测贯穿于矿床勘查的全过程（从踏查、普查、勘探到采准阶段等）。

在成矿理论研究和找矿预测中，形成了区域构造控矿理论、矿床成矿系列理论、成矿系统理论、矿床预测基本理论、矿床模型预测理论、综合信息评价理论、勘查区找矿预测理论和方法等。其中，成矿系统理论的核心是将成矿的构造体系、流体系统和化学反应及矿床定位机制有机结合起来，从成矿作用动力学演化的角度来分析控制矿床形成、变化和保存的全部地质要素和成矿作用的过程及所形成的矿床系列、矿化异常系列构成的整体，把整个勘查工作视为一个包含众多子系统的大系统，既强调预测勘查大系统的完整性，又重视勘查子系统（不同勘查阶段、 不同勘查技术方法途径等） 的独立性及相互依赖性； 既重视勘查工作的循序渐进性，又充分考虑到不同找矿阶段在控矿因素、找矿标志、找矿方法上的差异性及特殊性，有效地指导找矿预测和矿产勘查工作。 矿床预测的基本理论包括相似类比理论、地质异常致矿理论（求异理论）及地质条件组合控矿理论，奠定了成矿预测学和矿产勘查学的理论基础。因此，成矿系统理论、构造成矿理论和矿床预测基本理论是支撑控制-映射勘查系统论的重要基础。

1.4 控制-映射勘查系统论的理论基础—“末端-映射效应”

依据成矿构造系统、热液成矿系统、勘查信息系统的控制-映射关系，构建基于成矿构造与成矿流体耦合的“末端效应”和综合勘查信息映射的理论基础。

1.4.1 “末端效应”研究历程

关于“末端效应”研究，可追溯至早期对流体运移、 成矿作用及地球物理勘探中边界现象的观察，随着技术进步与理论深化逐步形成系统认知。

20 世纪中期，在多孔介质流体运移研究和地球物理勘探中形成了“末端效应”的概念，在流体力学研究中最初被提出，指多孔介质中两相流动时，因毛细管端面不连续性导致的流体分布异常。例如，注水驱油过程中，出口端因毛细管力作用出现水相滞后现象，称之为“末端效应”，入口端类似现象称之为“始端效应”。该理论为地质流体运移研究奠定了物理基础。 随着重力、磁法、地震等物探技术的发展， 研究发现测区边缘数据截断会导致频谱泄漏或异常场畸变，进而影响反演结果。

21 世纪初，“末端效应”被引入成矿系统与深部过程研究中，开始关注成矿流体与末端效应耦合研究。2010 年代，我国启动多项国家级科研项目，系统研究成矿系统中末端效应的控制作用。例如，华北东部金成矿系统研究揭示了幔源流体在运移路径末端的聚集机制，阐明断裂性质对矿体定位的控制作用， 提出“克拉通破坏型金矿床”理论框架。该研究与国外一些研究共同将末端效应从物理现象上升为成矿动力学的重要机制。 随着深部探测技术的推动，实施了“华南陆内成矿系统的深部过程与物质响应”（2016） 及“综合地球物理探测与深部动力学过程”（2018） 等国家重点研发计划， 通过深地震反射、电磁测深等技术，揭示了成矿物质在深部运移至浅层时的“末端效应”，提出了矿集区“透明化”探测技术体系。 2010-2020 年代，随着物探数据处理与模拟的深化，通过频谱泄漏抑制与数据优化、数值模拟与参数敏感性分析，研发了镜像扩展、智能外推等算法，结合地质模型约束边界条件，显著降低了数据截断导致的虚假异常。 2020 年代至今，现代交叉学科与技术创新，人工智能与实时处理、多物理场耦合与系统科学不断发展，深度学习技术被应用于修复物探数据边缘畸变， 提升了矿体定位预测效率；多物理场耦合与系统科学研究强调“末端效应”的多因素耦合机制，例如成矿系统中构造-流体协同作用，推动建立“物理机理+数据驱动”的混合模型。

因此，“末端效应”研究已从单一物理现象发展为跨学科的理论工具， 其历史脉络可概括为：从现象到机制：早期关注毛细管效应，后扩展到成矿作用、流体运移等复杂系统；从局部到全局：从单一测线优化到深部三维结构探测，实现矿集区“透明化”；从经验到智能：传统数据外推演变为 AI 驱动的边界预测，推动勘查技术不断创新。

1.4.2 控制-映射系统的“末端-映射效应”

董树文等提出了“成矿末端效应”的核心理论，并有效指导于深部找矿勘查实践。区域地球动力演化、物质和能量为成矿系统的始端，成矿物质排泄和沉淀场所是成矿系统的“末端”，深断裂和高级别或高序次的断裂构造空间（流体运移通道） 将成矿系统的“末端”与“始端”相联系构成构造-流体耦合成矿系统。

笔者认为，成矿"末端"具有多维属性：从时间维度看，成矿"末端"标志着成矿作用过程的终极阶段，表现为成矿物质在封闭-半封闭体系中的沉淀和储集定位过程，是成矿能量耗散与矿质沉淀的时序终端； 从空间维度看，成矿的“末端”对应成矿构造“末端”应力释放区（如中低序次或中低级别断裂带、构造转换带、构造薄弱带、褶皱虚脱空间和倾伏端或扬起端、次级构造裂隙密集带、断裂尖灭端、不整合面或假整合面等）形成的低压扩容带，其低应变特征为矿质卸载沉淀提供"构造圈闭"空间，兼具渗透性与封闭性双重属性；从物质学维度看，作为成矿流体相态演化的终端产物，即矿质“储集”的载体，成矿"末端"表征流体-围岩相互作用（水-岩反应）达到平衡状态，促使成矿流体因 pH-Eh、fo₂、fs₂ 震荡等物理化学障效应发生沉淀和矿物共生分异；从能量驱动维度看，构造作用通过应力-应变能释放过程，主导矿质活化萃取（源区）、驱动流体运移（汇区）及富集成矿（聚区）的全过程能量传输，构成"构造控制-流体输运"的动态耦合系统。因此，构造-流体耦合成矿作用具体体现在：构造作用（能量）驱动成矿流体与成矿构造的时空耦合： ①成矿能量、成矿流体、构造空间与成矿期或成矿事件的耦合； ②成矿能量、成矿流体、成矿期与成矿构造空间的耦合。 同时，地质-地球物理-地球化学-遥感异常（勘查异常信息） 往往与构造破碎带、矿致异常、矿化蚀变体、矿床（体）的展布空间（构造-流体耦合产物） 相对应， 也就是说，勘查信息映射了构造、流体“双末端”耦合产物（图 1）。 因此， 控制-映射勘查系统是构造-流体“双末端"耦合与勘查信息映射系统中物质-能量-信息“三位一体”的耗散系统。

构造与流体的时空-物质-能量协同作用主要表现为三级耦合层次：一级耦合（动力驱动）表现为构造应力场调控流体运移的动力学机制，如应力梯度驱动流体渗流和扩散、构造应力作用诱发超压破裂—扩容， 实现能量-流体运移路径的时空匹配； 二级耦合（物质-空间适配）表现为成矿流体性质和组分及成矿构造空间物化参数（岩石的物理、化学、 力学性质等）耦合， 控制矿质沉淀相态与矿化蚀变空间分带， 形成成矿期次—控矿构造—流体性质的协同响应；三级耦合（成矿定位）表现为构造变形阶段活动与流体脉动式注入的节律耦合，通过多期次构造-流体耦合形成成矿期、成矿阶段、矿物世代叠生（环带、穿插胶结等结构）、矿化蚀变分带、矿体形态（似层状、脉状、等轴状、柱状等） 和产状（空间位置、埋藏及其与构造、地层、岩浆岩的关系等特征）、矿石构造（角砾状、梳状、 条带状等）等"末端"标识结构。 因此，成矿流体“末端”和构造“末端”的耦合作用反映在各类地质作用信息上，如矿体（群）、矿石、矿物组合、构造蚀变岩、流体包裹体及物化探矿致异常等综合信息，因而这些系统信息正是“成矿末端效应”的客观反映。

随着深地探测计划的实施和矿产勘查需求的不断增长，深入研究“末端效应”机理将成为控制-映射勘查系统论的理论基础和发展方向，为成矿构造系统、热液成矿系统、勘查信息系统深度融合、加快矿产勘查进程并取得找矿突破提供理论支撑。

1.5 控制-映射系统的研究意义

为应对资源能源危机局面与满足成矿预测学、矿产勘查学发展需要，尤其是在当今新一轮找矿突破战略行动和保障国家资源安全的大背景下，研究控制-映射勘查系统，不仅是矿产勘查技术发展和矿床发现的关键，而且具有重要的经济、社会、环境和国际战略意义。通过建立矿产勘查系统理论，可以高效开展找矿勘查工作，加快矿产勘查评价进程，缩短勘查周期；提高矿产勘查效率和成功率，加速发现和勘查新的矿产资源基地和新矿床（体）；合理预测矿产资源分布，科学指导资源勘查工作，优化资源配置与勘查投入；为国家提供战略性矿产资源保障，支撑国家资源安全与经济高质量发展；减少过度开发和资源浪费，推动生态环境可持续发展； 推动矿产资源勘查技术进步， 促进学科间交叉融合创新，提升矿产勘查领域的整体科技水平。

因此，开展热液矿床的高效勘查，必须将成矿构造系统、热液成矿系统、勘查信息系统紧密结合， 构建三大系统协同的控制-映射勘查系统理论，深刻理解和揭示热液矿床“成矿末端”的构造控岩控矿规律、 成矿元素富集规律及物化探异常分布规律，阐明构造作用与成岩成矿作用、综合勘查信息的有机联系及其控制机制，并揭示矿床的形成及其演化过程与地-物-化-遥异常分布规律之间的关联性。三大系统的协同作用在构造成岩成矿过程、成矿系统研究与矿产勘查评价中将发挥重要的指导作用。

热液矿床控制-映射勘查系统论

2.1 热液矿床控制-映射勘查系统论的基本架构（Control - MappingSystem Architecture of Hydrothermal Deposits，HD-CMSA）

基于成矿构造系统、热液成矿系统、勘查信息系统的控制-映射关系，现构建热液矿床控制-映射勘查系统论架构（图 2）。该系统基本构架由成矿构造系统（Ⅰ）、 热液成矿系统(Ⅱ)及勘查信息系统(Ⅲ)研究的理论框架与矿集区(A)、 矿田(B)、 矿床（体） (C)尺度的勘查技术框架组成。该理论框架聚焦三大系统研究对象需解决的关键科学技术问题、 主要研发内容和研发目标， 从时间、 空间、 物质、 能量四个维度揭示成矿构造“末端”控矿机制、 流体“末端”成矿机制及综合勘查信息映射机制， 构建多尺度构造控岩控矿模式、多尺度构造-流体耦合成矿模型及不同比例尺综合找矿勘查模型； 其技术架构立足于矿集区(A)、矿田(B)、矿床（体）(C)三个尺度的勘查技术目标， 构建多尺度空间定位勘查技术“三部曲”与所支撑的地-物-化-遥勘查技术方法组合及其流程，实现多尺度勘查信息三维建模与找矿靶区智能圈定的目标。

尽管某成矿期的成岩成矿作用在矿集区、矿田、矿床（体）层次具有统一性或一致性，但是，不同序次的成矿构造系统控制不同尺度的成矿系统和勘查信息系统，勘查信息系统映射不同尺度的成矿构造系统和热液成矿系统。而且，不同的热液成矿系统的矿产勘查技术方法组合具有明显差异。

2.2 热液矿床控制-映射勘查系统论的理论框架（Theoretical Framework of CMS for Hydrothermal Deposits， TFCMS）

2.2.1 成矿构造系统（Metallogenic tectonic system，Ⅰ—MTS）

构造在热液矿床的形成、分布及其演化中扮演了举足轻重的作用， 控制了成岩成矿作用的全过程，它不仅是成矿流体运移的驱动力和通道，也是矿床（体）的赋存场所。成矿构造系统的本质是动力成岩成矿作用与构造驱动成矿流体发生运移且在构造 “末端”定位成矿。同时，矿床的典型地质特征及其成岩成矿作用可以映射成矿构造“末端”特征。据此，成矿构造系统研究，要以矿田构造研究法、矿田地质力学理论与方法等构造控岩控矿理论为指导，从时间-空间-物质-能量四个维度出发，研究不同构造背景（环境）下不同序次构造分级控岩控矿规律，厘定成矿构造体系和控岩控矿构造组合型式，揭示构造控岩控矿作用和动力驱动成矿流体成岩成矿作用机理，以及构造“末端”控制矿床时空分布规律及其机制，为找矿预测评价和矿床勘查提供重要依据。

2.2.1.1 需解决的关键科学问题

Ⅰ-1: 时间维度—成矿构造体系控岩控矿作用；

Ⅰ-2: 空间维度—多层次成矿空间分布规律及其力学机制；

Ⅰ-3: 物质维度—多序次构造分级控岩控矿规律；

Ⅰ-4: 能量维度—构造转换-动力驱动-耗散机制。

2.2.1.2 主要研究内容

2.2.1.2.1 区域成矿构造动力学背景

通过不同构造单元（如克拉通、 板块边缘、陆内造山带、裂谷等）与成矿系统耦合关系、构造演化过程及其成矿响应、深部动力学过程等研究，揭示构造作用对矿床形成和时空分布规律的控制机制，构建成矿构造动力学模型。

（1）构造环境与成矿系统耦合关系：通过构造应力场、应变速率及深部物质循环研究，解析成矿系统的能量-物质传输路径，分析不同构造单元的动力学背景对成矿类型的控制作用。例如，汇聚板块边界常发育斑岩型铜金矿床。

（2）构造演化过程及成矿响应：聚焦区域性断裂、褶皱、剪切带等构造形迹对成矿流体运移、 聚集成矿空间的约束机制，研究构造扩容域形成、流体压裂效应及构造-流体-岩石相互作用，揭示构造变形作用与矿质沉淀的时空耦合规律。例如，韧性剪切带向脆性变形转换带常控制金矿床定位。针对复合型矿床，结合构造年代学与矿床定年技术，重建多期构造事件对成矿的叠加富集或改造过程。例如，碰撞后伸展阶段可能改造早期矿床形成复合型矿床。

（3）深部动力学过程与成矿构造动力学模型： 结合区域地球物理资料与岩石地球化学研究，探讨岩石圈拆沉、地幔柱活动、壳幔相互作用等深部过程对矿质传输的驱动机制，研究构造变形作用、岩浆侵位动力学、变质作用如何释放成矿元素并形成流体系统；结合数值模拟与三维构造解析方法，建立成矿构造动力学模型，为矿产评价提供理论依据。

2.2.1.2.2 不同类型变形构造控岩控矿规律及其机理

通过解析不同尺度构造和不同类型成矿结构面控矿特征，揭示构造对岩浆侵位和矿床（体）空间分布的控制机理，构建构造控岩控矿模式，提出找矿预测方向。

（1）构造控矿特征及其机制： 主要研究控矿构造的几何学、运动学、力学、 物质学（构造岩组成等）、 年代学（构造活动期次）、 热力学（构造物理化学条件）、动力学（多期构造演化过程）等特征。 其中， 成矿构造几何学特征可指示不同维度矿体的分布及形态产状； 其运动学、力学特征决定了矿体的侧伏、斜列及其空间定向特征； 力学特征可指示控矿构造组合型式、矿体形态产状、矿体深部延展格局、矿化蚀变带展布及矿石类型；物质学特征可指示矿化蚀变带组成及其分带特征；构造期次演化可反映成矿前、成矿期和成矿后构造；热力学特征研究可查明成矿物理化学条件及其控矿机理；构造动力学特征研究可揭示控矿构造成生发展过程，进而厘定成矿构造体系。

（2）不同类型变形结构面控矿规律： 按变形构造结构面的力学性质可划分简式结构面（压性、张性、扭性）、序次转化结构面（压扭性、张扭性、扭压性、扭张性）及复合结构面。这些结构面力学性质可从宏观、微观两方面判别，其控矿规律明显不同： ①压性断裂结构面控制的矿体（脉）在平面上呈尖灭再现的串珠状透镜体、分支复合、平行排列，与含矿断裂面大致一致，而在剖面上呈斜列式、 “缓宽陡窄”展布， 其蚀变带较宽、 分带性好，且延深大于延长、厚度和品位较稳定，矿石常呈条带状、透镜状构造； ②张性断裂控制的矿体（脉）形态复杂、 单体短小， 常呈楔形、树枝状或追踪脉状， 常垂直于断裂面，且在剖面上呈“陡宽缓窄”展布，其蚀变带宽度变化较大、分带性差，矿体延深小于走向延长、厚度和品位变化大，矿石多呈网格状、角砾状构造； ③扭性断裂控制的矿体（脉）形态常呈板状、 雁列状、尖灭侧现或 X 型排列， 且与断裂面斜交， 其蚀变带较窄但稳定、分带性好， 矿体延深/延长相当、厚度和品位稳定； ④压扭性断裂控制的矿体（脉）一般延深大于延长、单体规模大且稳定，矿石呈条带状构造、分枝复合明显； ⑤张扭性断裂控制的矿体（脉）一般延长大于延深、单体规模小且变化大； ⑥扭压性、扭张性断裂控制的雁列状矿体（脉） 串联面与单体在平面和剖面上的夹角有所不同。

2.2.1.2.3 成矿构造体系与控岩控矿构造组合型式

成矿构造体系是在一定时空域内控制成矿作用和矿产（矿床）分布的构造体系，是构造变形作用、岩浆活动、沉积-成岩作用、变质作用与成矿作用在时间-空间-物质域具有成生联系的统一体。成矿构造体系具有一致性、阶段性、差异性、多样性和转换性的特点，而控矿构造型式具有普遍性、统一性、重现性特点。据此，该研究聚焦于成矿构造系统对成矿系统控岩控矿作用机制，通过解析同一构造应力场作用下不同方向、不同序次构造形迹的成生联系与典型的控矿构造组合型式，厘定成矿构造体系，为靶区预测提供理论依据。

2.2.1.2.4 构造“末端”的控岩控矿规律及其机制

围绕断裂、褶皱等构造“末端”变形带对岩浆、 流体运移和矿质沉淀富集的控制作用，通过构造“末端”变形带的精细刻画和控岩控矿规律研究，揭示流体在构造“末端”发生的物理-化学耦合过程及矿床（体）空间定位机制，为矿床（体）找矿预测奠定基础。

（1） 构造“末端”的成矿结构面类型：不同类型的构造控制矿床空间展布和矿体形态产状，而且不同类型成矿系统的成矿结构面类型也有明显差异。在岩浆热液成矿系统中，成矿构造“末端”的主要结构面类型包括：岩浆侵入体接触构造与侵入过程中的裂隙带、岩体顶部或边缘的网脉状裂隙带及在外接触带常见的雁列式、 “入”字型、 旋扭式、“多”字型构造等；在非岩浆后生热液成矿系统中，构造作用以变形作用为主，常形成斜冲走滑、斜落走滑、走滑等成矿构造和派生的褶皱构成断褶构造组合[72]。 在川滇黔铅锌多金属成矿区，形成主控断裂及其派生褶皱构成“入”字型构造型式， 如猪拱塘、筲箕湾、 长坪子、 垭都铅锌矿床的成矿构造呈现出正断层-背斜式，猫猫厂、 福来厂铅锌矿床构造呈现双向断层—背斜式构造组合。

(2)多尺度构造“末端”控矿规律：在热液成矿系统中，不同尺度或序次的构造控制多层次成矿空间（矿集区、 矿田、 矿床（体）） 的分布， 尤其是构造“末端”（中低序次成矿构造等），为应力释放区易形成低压扩容带，构造变形作用驱动成矿流体运移、引发渗透率突变和温压骤变， 诱发减压沸腾、相分离和流体-围岩相互作用及矿质沉淀，从而控制了矿床（体）的空间定位。其控矿规律主要表现在： ①统一性： 矿集区、矿田、矿床的形成和分布受控于成矿构造体系，成矿构造“末端”的不同结构面控矿特征虽有所差异，但它们之间是具有密切联系的整体，受统一的构造应力场控制。如滇东北富锗铅锌矿集区，NE 构造带为主要的成矿构造体系。会泽、毛坪、茂租等矿床的矿体主要受 NE 向左行压扭性断裂控制，矿体延深大、“缓宽陡窄”特征突出，矿体厚度大、 品位稳定；乐红铅锌矿床的主矿体受 NW 向张扭性断裂控制，矿体 “陡宽缓窄”特征明显，且品位变化大，但部分矿体受 NE 向压扭性层间断裂控制， 矿体“缓宽陡窄”特征显著。②阶段性：成矿构造体系演化的阶段性控制了成矿作用的多期、多阶段性； ③复合性： 晚期的构造体系对早期成矿构造体系形成的矿床产生破坏或叠加改造，表现出成矿构造“末端”的复合性控矿规律。如滇西北北衙金矿的喜马拉雅中期东西构造带（成矿构造体系）控制斑岩成矿系统，喜马拉雅晚期晚南北构造带改造富集斑岩成矿系统，同时还控制了氧化淋滤成矿系统。

（3） 构造“末端”控岩控矿机制：其可能机制是构造能-流体势-化学势协同驱动下控矿构造对成矿流体“运移—沉淀—储集”动态平衡的圈闭作用（构造圈闭效应）。因此，其控岩控矿机制研究主要集中于圈闭构造类型、分布特征、力学性质与流体性质、物理化学条件。成矿构造“末端”的圈闭作用， 使成矿流体不易散失，同时并影响成矿物理化学参数（P、 T、C、 pH 等） 的变化，进而影响其成矿过程， 导致成矿流体在构造“末端”沉淀成矿。不同尺度的圈闭构造往往控制不同层次的空间分布， 如韩润生等[77]在川滇黔多金属成矿区陆内走滑构造系统控矿机制研究后认为， 富 Pb、 Zn、 Ge 的成矿流体圈闭于安宁河-绿汁江深断裂、 紫云-垭都断裂、弥勒-师宗深断裂围限的三角区内； 断褶构造带控制矿田（床）的空间展布；不同类型结构面（构造“末端”） 控制矿体的形态和产状。如正断层-背斜式、“负花状”圈闭构造，矿体主要赋存于主断裂带及其下盘派生背斜的层间断裂带或次级张扭性断裂带内，如猪拱塘、长坪子、大梁子等铅锌矿床。 不同岩性界面（包括硅/钙面） 与层间断裂带等构造系统形成复合型圈闭构造，矿体常赋存于该类圈闭构造之下的碳酸盐岩或钙镁质岩石一侧，如云南会泽、毛坪富锗铅锌矿床，受斜冲走滑-断褶构造系统控制的“多层位”中的矿体群赋存于不同岩性界面（碎屑岩/蚀变碳酸盐岩）间层间断裂与断褶构造构成的复合圈闭构造之下。

2.2.1.2.5 构造分级控岩控矿规律及其机制

该研究旨在阐明不同序次或级别构造对成矿空间分级规律及其控制机制。

（1） 序次构造与成矿空间耦合：通过分析不同序次或级别控矿构造与不同矿产空间层次的时空分布及成因联系，解析构造序次与成矿定位空间的层级匹配规律。在同一成矿构造体系中，不同序次或级别的构造延深（伸）规模及其形成过程有所不同，而且其分级控岩控矿规律有明显差异：高级序构造（区域构造）常表现为导矿构造，控制矿集区的分布；中高级序构造常表现为配矿构造，控制多个矿化带或多矿床组成矿田的边界； 中低级序构造为容矿构造， 是成矿构造的“末端”，控制矿（体）的空间展布和产状。例如，在川滇黔成矿区，在印支期，区域性安宁河-绿汁江深断裂、小江深断裂及紫云-垭都断裂发生走滑作用，形成了空间分布具广泛性、类型具分区性和多样性的陆内走滑构造系统：在滇东北矿集区形成 NE 向左行斜冲走滑-断褶带；在黔西北矿集区形成 NW 向斜落走滑-断褶带；在川西南矿集区形成 NWW—近 EW 向右行走滑-断褶带。 它们分别控制三个矿集区的形成和分布；东川-镇雄断褶带控制了会泽、雨碌、待补等铅锌矿床组成的铅锌矿田； NE 向矿山厂、 麒麟厂断褶构造控制了会泽超大型铅锌矿床； 矿山厂、 麒麟厂断层上盘的蚀变白云岩内 NE 向左行压扭性层间断裂带直接控制了透镜状、似层状矿体的形态与产状（图 3）。

（2）序次构造控岩控矿机制：主要研究同一构造应力场作用下不同级序构造驱动岩浆或流体运移的路径、能量释放差异对成矿空间层次（矿集区、矿田、矿床（体））和矿化分带的调控影响，分析构造变形强度（孔隙度和渗透率突变）、温压梯度及流体-岩石反应界面（如硅化/绢云母化）与矿质沉淀空间的物理-化学响应，进而揭示构造应力持续作用下序次转化结构面挨次控矿的力学机制及构造-流体-成矿的跨尺度能量传输与物质分配过程。

2.2.1.2.6 多序次构造控制的多层次成矿空间等距性分布规律及其形成机制

不同序次控矿构造的空间等距性特征是热液矿床的常见现象，它们分别控制了矿集区、矿田、矿床（体）多层次空间在平面和垂向上的等间距或等深距的特征。该研究通过不同尺度控矿构造与其控制的不同层次成矿空间关系的综合解析，聚焦矿集区、矿田、矿床（体）空间间隔分布的有序性成因，揭示构造应力场周期性变化的主控因素、多尺度构造-流体耦合机制，并构建等距性定量预测模型。

（1）等距性分布规律： 在区域成矿带尺度，如我国 3 条纬向构造带： 天山－阴山构造成矿带、昆仑－秦岭构造成矿带、南岭构造成矿带的等间距分布； 在矿集区尺度，如冈底斯斑岩铜矿带：驱龙、厅宫、雄村、朱诺等矿集区大致呈等间距分布；在矿田（床）尺度，构造等距性控制了矿田（床） 的等距分布，如滇东北铅锌多金属矿集区内分布 8 条等间距构造-矿化带（矿田）。在豫西卢氏地区，夕卡岩型和热液型 Fe-Cu-Zn-S-Mo-Pb 矿床，受东西向、北东向网格状构造控制，在其构造结点及其附近产出含矿花岗岩类侵入体及相关矿床；矿体（脉） 尺度，如云南毛坪铅锌矿床， Ⅰ-7、 Ⅰ-9、 Ⅰ-10、 Ⅰ-11 号矿体群具有约 300m 等深距离的展布规律。

（2）等距性分布机制：不同序次构造等距分布规律，其力学机制有不同解释。吴淦国和吕承训[76]认为可能受构造变形的不均一性、构造发展的递进性及深部流体向上运移时上构造层发生间断性层间滑动所致。 韩润生等认为等距性成矿的机制与构造应力场作用于较均匀地块所处的应力状态密切相关，可用应力传播的“正弦波”模式给予解释。因此，需要开展如下研究： ①构造应力场周期性变化机制：区域断裂带受控于应力波传播或岩石圈伸展-挤压交替，形成等距断裂网络，约束矿集区间距； ②次级成矿构造规则排列机制：共轭断裂交汇、褶皱波长或节理系等间距控制矿田/矿床分布； ③流体运移与压力梯度的控矿机制：断裂带间流体压力周期性骤降导致矿质沉淀，形成矿体等距分带；④岩性-力学界面耦合机制：能干层与软弱层互层引发应力差异集中，主导成矿间隔；⑤多期构造叠加控制效应：先存等距构造活化对矿化再富集的控制机制。

（3） 等距性定量预测模型及应用：在矿产勘查中，可以依据构造等距性分布规律构建定量预测模型，指导找矿预测工作。如川西南矿集区大梁子铅锌矿床： 矿脉尺度， F5、 F6、F8 等成矿断裂和控制的矿脉群均呈等间距分布；矿体尺度，从 N 到 S， F73、 F15、 F1、 F55等近 EW 向右行扭张性主控断裂控制近 EW 向矿体群呈等间距分布；矿床尺度，近 EW 向右行扭张性主控断裂及其控制的 4 个矿段呈等间距分布。

2.2.1.2.7 矿体群侧伏规律及其力学机制

如何确定热液矿床隐伏矿体空间定位的侧伏方向一直是找矿预测的难题之一。 研究认为，成矿构造的力学、运动学特征是控制矿体（脉）群侧伏的主要原因（图 4），矿体群或矿化带、矿体、矿脉群的侧伏规律有所不同，大梁子铅锌矿床就是其典型实例：单个矿体、矿脉（块）群向 SE 向侧伏；同一矿化带内矿体群呈现 NW 向侧伏（图 4e） 。会泽、毛坪、杉树林、青山等铅锌矿床的矿体群斜列规律也是其典型实例（图 4） 。

2.2.1.2.8 多层次成矿空间斜列规律及其力学机制

矿床（体）的空间斜列规律研究，对矿田勘查部署、矿床深边部找矿评价及勘探工程布置具有重要意义。研究认为，多层次成矿空间斜列式空间分布规律主要受同一成矿构造应力场下不同序次成矿断裂的力学性质和运动学控制， 且不同序次的成矿断裂控制不同成矿空间的斜列方式。如大梁子铅锌矿床：矿脉（块）群的分布均呈左列式空间斜列；一个矿化带内矿体群分布均呈右列式空间斜列；一个矿化带内多矿体群的分布在平面上呈左列式、垂向上呈右侧列式斜列；各矿化带中矿体群均呈右列式空间展布。

2.2.1.2.9 构造体系转换与矿床定位机制

聚焦于构造体系动态演化过程中矿床空间分布规律及成因联系，重点解析构造体系转换对成矿流体运移、矿床定位和保存的控制机理，为成矿系统时空演化研究及深部找矿提供依据。

（1） 构造应力场转换与流体运聚：重点研究构造薄弱带（断裂交汇处、褶皱转折端等）在应力释放过程中形成的低压扩容域及其对流体汇聚、沸腾和矿质沉淀的控制机制，揭示构造应力场转换引起的应力状态突变（挤压→伸展、 剪切→拉张） 如何驱动成矿流体活化与运移规律。如湘南铜锡多金属成矿系统就是燕山早期（T₃-J₁） NE 构造带构造体系（挤压背景）转换为燕山晚期（K₁-K₂） NW 构造带构造体系（伸展背景） 的产物。

（2）岩浆-构造耦合与成矿响应： 研究构造转换期岩浆活动特征（如岩浆源区转变、侵位速率变化）与成矿的关系。例如，碰撞后伸展背景下软流圈上涌诱发壳幔混熔岩浆，形成与 A 型花岗岩相关的稀有金属矿床。

（3）多期构造叠加与矿体定位：基于构造解析与年代学约束，厘定多期构造转换对矿床的叠加改造过程。如早期挤压构造形成矿胚，后期伸展构造导致二次富集成矿。

（4）三维构造建模与矿床定位模型： 结合地球物理勘探与实验模拟，建立构造应力场三维控矿模型，定量表征断裂网络渗透性、流体压力演化与矿化分带规律，指导隐伏矿床（体）定位预测。

2.2.2 热液成矿系统（Hydrothermal metallogenic system, Ⅱ—HMS）

在热液成矿系统中，成矿流体 “末端效应”研究是热液成矿系统内部结构剖析的重点。在成矿系统理论、勘查区找矿预测理论和方法的指导下，从时间、空间、物质、能量四个维度，通过不同成矿期和成矿阶段、不同层次成矿空间定位规律、成矿分带规律与元素共生分异机制、流体运移-沉淀-矿床定位机制等研究，揭示流体“末端效应”成矿机制，构建热液成矿系统矿化结构模型和矿田（勘查区）找矿预测地质模型。其中，成矿系统模型包括成矿流体运移、构造驱动、矿化蚀变分带（垂向分带、 侧向分带）、矿床（体）定位等内容。该研究不仅可确定成矿流体和矿质来源，揭示成矿流体组成及其物理化学条件，精细刻画流体在成矿“末端”的演化过程， 而且可为找矿预测模型构建和矿产勘查提供成矿流体特征标志。

2.2.2.1 解决的关键科学问题

Ⅱ-1: 时间维度—成岩成矿时代与成矿期、 成矿阶段；

Ⅱ-2: 空间维度—多层次成矿空间（矿集区、 矿田、 矿床（体））定位规律；

Ⅱ-3: 物质维度—成矿分带规律与元素共生分异机制；

Ⅱ-4: 能量维度—流体运移-沉淀-矿床定位机制。

2.2.2.2 主要研究内容

2.2.2.2.1 矿床成矿的主要控制因素

通过矿床地球化学研究，结合地球物理勘查手段，主要揭示多层次成矿空间形成的关键地质条件及其相互作用。主要包括构造、 岩浆作用、地层-岩性组合、流体作用、矿床保存控制等地质条件，确定成矿的主要控制因素，为找矿预测和矿产勘查奠定扎实基础。

2.2.2.2.2 多层次成矿空间展布规律和矿化蚀变分带性

除应用矿床学研究方法解剖矿床（体）空间分布规律、元素迁移机制（热液型铅锌矿床中元素迁移机制研究的实验方法之外，矿集区、矿田、矿床（体）展布规律和构造-蚀变岩相分带性研究是热液成矿系统研究的重要内容。通过构造-蚀变岩相学研究，解析构造-蚀变岩相序列、样式及组合，反演成矿的物理化学条件（T、 pH、 Eh 等），分析构造-蚀变岩相分带规律， 阐明控矿构造延展格局与矿化蚀变分带特征，圈定矿化中心及找矿有利部位，进而揭示矿床（体）的空间展布规律。

2.2.2.2.3 成岩成矿时代与成矿期次、成矿阶段

通过成岩成矿时代厘定、成矿期次划分、成矿阶段识别、叠加改造分析及其时空耦合关系等研究，确定不同时代或构造背景下成矿作用期次（如碰撞期、伸展期），划分成矿期内流体的物理化学条件演化阶段，探讨成矿物质再活化与再沉淀机制，阐明成矿阶段变化的控制因素，进而揭示成矿作用的时间序列及演化过程，为矿床成因研究和找矿预测提供关键时序约束。

2.2.2.2.4 多尺度矿化样式及其形成机制

通过解析不同成矿空间层次（矿集区、矿田、矿床）的矿化特征及其成因关联，揭示成矿系统的分级控制规律和矿化样式，为立体找矿提供理论依据。

（1）矿集区尺度： 聚焦区域构造-岩浆体系对矿化集群的宏观控制，如板块俯冲带、裂谷系统或地幔柱活动引发的成矿省（矿集区） 分布规律。研究深大断裂、岩浆弧的空间配置与矿床类型组合（如斑岩-浅成低温-夕卡岩型热液系统），分析地球物理异常（重力、磁法）与地球化学省的空间耦合关系。

（2）矿田尺度： 揭示局部构造（断裂网络、褶皱带）与侵入岩体对矿田定位的控制作用。

重点研究构造交汇区、岩体接触带等成矿有利部位的矿化空间分带规律，以及流体输导系统（断裂分级、渗透率突变界面）对矿质运移的约束机制。

（3）矿床尺度： 精细刻画矿体形态、矿石组构及微观成矿过程，分析构造扩容域（裂隙带、角砾岩筒等）与流体-岩石反应界面（如硅钙面、 岩体接触面）对矿质沉淀的精细控制，探讨流体混合、沸腾或水-岩反应等触发机制。

（4） 跨尺度耦合模型： 综合区域动力学背景→局域构造-流体成矿事件→微观成矿响应的多级递变过程，建立“构造-流体-物质”协同演化模型。

2.2.2.2.5 矿床（体）空间定位机制

该研究聚焦矿床主控因素定量辨识、多过程耦合关系及其定位预测模型构建，旨在揭示矿体在特定位置富集的控制因素及动力学过程。

（1）多级序构造控矿与岩性组合效应：不同级序构造的控矿作用，如深大断裂带或高级序构造（矿集区尺度）提供岩浆-流体通道， 中高级序断裂/褶皱转折端（矿田尺度）形成扩容减压区， 中低级序断裂、 裂隙/节理带（矿床尺度）主导矿体定位；构造应力场转换带（如剪切-伸展转换）通过渗透率突变驱动流体汇聚与矿质沉淀；化学活泼性岩层（灰岩、凝灰岩）或遮挡层（页岩、膏盐层）通过溶解-交代或渗透率差异形成成矿流体“圈闭”，如不整合面控矿或层间破碎带容矿。

（2）岩浆-热液耦合与流体动力学过程：在岩浆热液矿床中，研究岩体形态（如岩枝、岩突）、岩浆侵位深度及其成分分异控制成矿类型（斑岩型、 矽卡岩型）、岩浆分异晚期流体出溶过程与构造扩容带的时空匹配决定矿体垂向分带（如 Cu-Mo-Au 分异）；含矿流体的运移路径（断裂-裂隙网络）与沉淀机制（减压沸腾、混合降温、水-岩反应）受控于温压梯度、 pH/Eh 突变及硫化物饱和度，如硅化-绢云母化蚀变带常常标志成矿界面，阐明流体动力学过程。

（3）多期次叠加成矿与地球物理-化学耦合：构造活化与多期流体贯入作用导致矿体加富成因，如先存矿（化）体受后期剪切改造形成富矿体； 通过地球物理-化学耦合研究，阐明构造变形-流体运移-化学反应协同作用，如构造应力驱动流体定向迁移、应变局部化引发成矿元素选择性富集。

2.2.2.2.6 成矿流体“末端”的分带及矿化蚀变分带机制

於崇文等认为热液成矿分带的本质是单一扰动多重响应的结果。研究认为，不同层次的成矿空间具有不同的成矿流体“末端”分带性：在区域尺度， 如邓军等研究吉林夹皮沟金成矿系统后发现，区域上 Au、 Cu 元素具有侧向分带性，而成矿带内 Cu、 Au、 Bi 具有对称性分带特征；在矿床层次，如黔西北青山铅锌矿床，从矿化中心向外依次发育张裂岩相带→泥化相带→扭裂岩相带→压裂岩相带，其随着矿化蚀变减弱，成矿环境从氧化→还原渐变，成矿温度逐渐降低，呈现出明显的分带特征。

成矿流体“末端”分带（矿化蚀变分带），是构造驱动成矿流体在多孔岩石中流动并与岩石发生水岩作用，受流体渗滤速率、流体相内均相反应速率、流体-岩石间多相反应速率、溶解-沉淀速率等因素综合影响的结果， 导致矿物组合、成矿元素（组合） 在侧向、垂向上发生分带效应。除此之外，成矿流体“末端”的分带性，还受成矿流体的物理化学条件（P、T、 PH、 Eh 等）、成矿元素在成矿流体中的地球化学行为（离子电位、化合物的溶度积等）、成矿作用的期次性、 成矿流体来源、 赋矿围岩等因素的综合影响。因此，通过成矿流体“末端”的分带性研究，可以反映成矿流体运移方向，揭示构造-流体-成矿的耦合联系， 进而推断成矿流体运移方向，为隐伏矿床（体）预测提供重要依据。

2.2.2.2.7 流体”末端”与流体运移-沉淀过程

聚焦成矿流体运移路径末端的矿质卸载机制及动态演化规律，为矿床成矿过程研究及找矿标志识别提供关键依据。

（1）流体运移过程与沉淀触发机制： 分析流体来源（岩浆、变质、大气水）、运移动力（构造应力驱动、热对流）及输导系统（断裂网络、渗透性岩层）的时空配置，揭示流体运移通道的分级结构（主干断裂→次级裂隙） 与成矿元素分带的关联性； 解析流体混合（不同来源流体交汇）、沸腾（压力释放导致气相分离）、冷却（热液与围岩热交换）或水-岩反应（围岩蚀变消耗流体成分）等过程对矿物溶解度的影响，阐明硫化物、氧化物等矿物组合的沉淀序列及微区成矿动力学过程。

（ 2） 流体末端定位机制与多期流体叠加效应： 研究流体运移路径末端（如断裂转折端、岩性界面、构造扩容域）的物理化学条件突变（压力骤降及温度梯度、 pH/Eh 变化）对矿质沉淀的控制作用， 剖析地球化学障（硅化、碳酸盐化）与矿化类型的空间耦合关系； 结合流体包裹体显微测温、同位素示踪（如 H-O-S-Pb），厘定多期流体活动对矿体富集/改造的叠加机制，如早期高温流体形成矿胚，晚期中低温流体引发矿质再活化，发生流体叠加作用。

2.2.2.2.8 构造-流体耦合的“末端成矿效应”

构造作用不仅能引起物理变化，还能引起化学变化，而且实践表明任何构造作用都伴有物质组分迁移。在流体运移过程中，矿质迁移以渗滤、 扩散、“贯入”作用方式，构造作用带入成矿物质和能量，驱动成矿流体从深部向浅部贯入或成矿有利部位（ 成矿“末端”）运移， 使成矿“末端”热液体系平衡遭到破坏，导致成矿作用发生于成矿构造“末端”，并保留矿化或异常等痕迹。 范宏瑞等认为， “末端成矿效应”不仅反映成矿物质“聚”的过程， 而且可限定“运”的过程。 吴淦国和吕承川提出要关注构造应力对成矿的压力、 岩石物理性质、地球化学相平衡及水岩体系的相变参量等影响的科学问题。吕古贤等认为，构造附加静水压力不仅影响岩石体积的变化，还能影响化学平衡。因此， 构造-流体耦合的本质是成矿构造“末端”对成矿流体“末端”的明显控制作用。

在构造驱动流体运移的同时，流体也影响到构造变化和成矿过程。流体可以降低矿物颗粒间的摩擦系数，促使矿物发生溶解而导致岩石物理化学性质发生改变，从而影响构造变形过程；水-岩反应中原矿物溶解和新矿物形成，不仅引起流体成分变化，亦可影响岩石物性的变化，原生矿物的溶解也会增加孔隙的连通性和岩石的渗透率等；流体的运移可以对周围的岩石产生水压致裂、角砾岩带等非应力式的构造破坏。而且，成矿流体作为成矿物质和能量的载体，具有媒介和作用剂的双重属性。

因此，通过构造末端的流体运移通道优势性的定量表征、多过程耦合阈值识别（如临界应力/渗透率）等研究，聚焦断裂、褶皱等构造末端区域因应力-流体协同作用形成的成矿优势空间，揭示构造-流体耦合的“末端效应”成矿机制。

（ 1）构造末端应力-应变场特征：揭示构造末端应力释放区（如断裂尖灭端、褶皱转折带等）形成的低压扩容带，驱动含矿流体汇聚，其渗透率突变与温压梯度变化导致流体运移路径的定向聚焦。

（ 2）流体动力学响应与物理-化学耦合界面：研究减压沸腾、相分离（ CO₂/H₂O 逃逸）及流体混合（大气降水掺入）等过程引发矿质快速沉淀，如硫化物矿物沉淀受控于 pH-Eh突变及氧化-还原界面动态迁移，如砂岩铜矿床的浅紫交互带；分析构造变形-流体活动-围岩蚀变（硅化、绿泥石化）协同效应，阐明裂隙网络增生与矿物沉淀自反馈机制如何形成矿体垂向分带（如浅成低温 Au-Ag 矿化与中深部 Cu-Mo 矿化分带）。

（ 3） 跨尺度能量-矿质传输机制：通过实验模拟，量化构造末端能量耗散（应变能→流体势能）与矿质迁移效率的关系，构建“构造泵吸-流体输运-化学障截获”的动态平衡模型。

2.2.2.2.9 矿床空间定位的地球化学示踪

围绕元素、同位素、矿物化学等特征，解析矿体定位的成因与空间分布规律，解决多期次流体叠加的化学信号解耦、示踪参数定量化阈值等科学问题，构建多尺度地球化学-构造耦合模型。

基于元素分带和组合规律研究，揭示成矿元素（如 Cu、 Au、 Mo）及伴生元素（ As、Sb、 Hg）的垂向/横向分带规律，以及元素比值（ Cu/Mo、 Au/Ag）及组合异常（ As-Sb-Hg前缘晕）特征，指示矿体剥蚀程度或隐伏矿体空间位置；基于同位素示踪体系研究， 揭示流体运移与矿质沉淀的构造-岩性界面； 基于流体包裹体岩相学与温压条件，示踪矿床（体）的赋存空间，结合压力-深度模型推断隐伏矿体赋存高程；通过蚀变矿物地球化学分带研究， 圈定矿体中心；通过地球化学屏障效应（原生晕与次生晕特征） 研究，揭示氧化-还原（如砂岩型铜矿的浅紫交互带）、酸碱（硅化带、 钾化带）或温度梯度界面触发矿物沉淀的机理，这些界面往往控制矿体的边界。

2.2.3 勘查信息系统（ Exploration information system， Ⅲ—EIS） 

2.2.3.1需解决的关键技术问题

Ⅲ-1: 时间维度—不同成矿期成矿类型的地质-地球化学异常表征；

 Ⅲ-2: 空间维度—不同类型矿致异常空间分布规律及其控制机制； 

Ⅲ-3: 物质维度—标识和提取不同成矿类型的矿致异常及其映射的隐伏矿体模型；

Ⅲ-4: 能量维度—矿致异常（组合） 强度和规模及其控制机制。

2.2.3.2 主要研究内容

勘查信息系统是以地-物-化-遥异常等信息为基础，整合坑钻探等工程勘查数据，通过GIS、数据挖掘与三维建模技术，对多源数据通过存储、分析、可视化及找矿标志组合提取，进而实现勘查目标预测、潜力评估与勘查决策支持的综合信息化平台。 其中， 物化探异常提取是矿产勘查工作的核心内容之一，而地质异常研究是矿产勘查的基础。 因此，该信息系统涵盖了地质异常（构造、矿化、蚀变等）、物-化-遥异常等数据采集和异常识别、矿化信息提取与找矿靶区圈定、资源潜力评价等矿产勘查的全过程。所以，热液矿床勘查信息系统研究要以构造-蚀变-矿化耦合为核心，通过多种勘查技术融合， 实现“从面到点”的精准定位，尤其适用于复杂构造区的隐伏矿床（体） 预测，是现代深部找矿勘查的关键技术支撑。聚焦中低序次构造与矿化蚀变-特征，基于专项地质填图（控矿构造解析、 构造-蚀变岩相学填图等）、地球化学勘查、地球物理勘查及遥感技术应用， 揭示物化探信息对矿体的映射机理，分别构建地质找矿模型、地球化学勘查模型、地球物理勘查模型，并融合、分析和可视化矿床勘查过程中涉及的多源异常信息， 构建多尺度多维度地-物-化-遥综合勘查系统模型， 圈定矿化异常和定位定量找矿靶区，并确定隐伏矿床（体）埋深及形态产状，不断提高矿产勘查效率和决策的科学性。

矿产勘查信息系统的研究要以找矿预测地质模型为基础，以多源数据驱动和智能决策为核心，涵盖从数据采集到资源评价的全链条技术创新，推动矿产勘查从“经验模型驱动”向“数据-模型双驱动”的范式转变，未来将进一步融合数字孪生、 AI 大模型等技术， 实现全流程自动化与精准化、绿色勘查技术集成及区块链与数据共享。

2.2.3.2.1 多尺度找矿预测地质模型构建

以勘查区找矿预测理论与方法为指导，查清不同层次成矿空间的成矿地质体、构造系统与成矿结构面、成矿流体作用标志，进而建立矿集区、矿田、矿床（勘查区）的找矿预测地质模型，为勘查信息系统构建与找矿预测、 勘查评价奠定基础。

2.2.3.2.2 物化探异常正反演模型构建

该研究旨在通过地球物理（重力、磁法、电磁等）与地球化学（元素（组合）、同位素）异常数据，通过正演模型构建与反演算法优化、异常分离与特征提取、三维可视化与不确定性评价、多尺度数据融合及动态演化模拟，定量反演深部矿床（体）空间结构与成矿要素分布，解决多解性约束机制、非线性反演算法及多模态数据融合的数学表达， 实现异常场-地质体参数的快速映射， 服务于深部找矿预测与异常解释优化。

2.2.3.2.3 多源数据整合与数据库构建

主要开展异构数据融合与数据库构建。前者是基于整合地质填图、地球物理（重力、磁法、电磁等异常）、地球化学（元素或组合异常）、遥感（多光谱、热红外的蚀变信息）、坑钻探工程等多元数据，统一数据格式与坐标系统，开发数据预处理算法（物探数据去噪、化探背景值校正等），确保数据质量；后者是设计时空一体化数据库架构，支持海量数据的高效存储与动态更新，实现数据关联检索（如按成矿类型快速调取相关物化探异常）。

2.2.3.2.4 找矿标志组合提取、异常协同解释及多元信息联合反演

通过异常信息识别，将物探异常（电阻率、磁化率、 极化率、重力等异常）、化探异常（元素或元素组合异常）、遥感异常（蚀变信息）与已知矿床数据进行空间关联，提取找矿标志组合； 通过多源异常协同解释， 综合分析各类异常等信息， 通过证据权法、模糊逻辑量化异常空间叠加关系，构建地质-地球物理-地球化学异常信息联合反演模型及异常分级评价体系，减少物化探异常解释的多解性，为找矿靶区圈定提供依据。

2.2.3.2.5 多尺度勘查技术方法组合和综合找矿勘查模型构建

以找矿预测地质模型为基础，针对不同类型矿床、不同尺度的矿产勘查，研发并应用相应的构造地质、物化探勘查技术方法， 并聚焦不同尺度有效的勘查技术方法组合及勘查数据的协同集成与动态优化， 通过多尺度勘查技术适配、数据融合与异常解译、动态勘查模型优化、不确定性量化，构建三维地质-地球物理-地球化学耦合模型，服务找矿预测精度与资源评价效率提升及探矿工程布置优化。

2.2.3.2.6 综合信息矿产预测

通过地质、物探、化探、遥感等多元信息集成和多源异构数据融合，构建三维预测模型， 并运用统计学（如证据权法、人工神经网络） 开展综合预测和成矿概率评估，结合GIS 技术， 进行空间数据库管理与找矿靶区圈定。

2.2.3.2.7 找矿靶区智能圈定与勘查优化

人工智能、大数据融合的新科学范式为资源探测带来了新契机。基于 AI 的靶区智能圈定与勘查优化，已成为现代矿产勘查技术发展新方向，利用机器学习分析多源数据，优化异常和找矿靶区的圈定。机器学习是从海量数据中识别成矿规律，如随机森林、支持向量机（SVM）等算法预测找矿靶区；三维建模（构建地质体与矿体的数字孪生，如 Leapfrog、Micromine 软件）及自动化分析（无人机航测、高光谱实时数据处理）。 基于深度学习与专家知识库集成，自动生成靶区分级图（如Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ级找矿远景区），并结合矿产经济参数（矿石价格、 开发成本）动态调整靶区优先级。在此基础上，开发基于强化学习的钻探布设优化算法，最大化信息获取效率，并构建风险-收益评估模型，支持勘查阶段递进式决策（如普查→详查阶段的过渡条件），从而实现勘查路径规划和设计方案优化。

2.2.3.2.8 隐伏多度体矿体映射建模与资源预测

基于坑钻探等工程数据与物探（如 TFEM、 WFEM 等） 异常反演及解释、化探异常解释成果，构建矿体形态模型。 融合成矿地质模型（如斑岩铜矿“中心蚀变分带”模型），约束三维建模过程，构建多度体（板状、杆状、椭球体、柱体等）隐伏矿体形态、产状的映射模型，实现隐伏矿体三维重构；通过地质统计学（克里金法、协同模拟等）与机器学习（随机森林回归）应用，预测品位、厚度分布模式，并评估资源储量的置信区间，进行矿产资源量动态估算。

2.2.3.2.9 不同勘查阶段找矿靶区验证及其信息反馈

基于地-物-化-遥等多源数据交叉验证与动态分析，实现不同勘查阶段找矿靶区的逐步优化和资源精准评价。信息反馈流程包括多元数据整合、模型迭代和勘查方案动态优化，确保各勘查阶段成果科学衔接，降低勘查风险，提升找矿效率。

在预查阶段，开展地质调查、 物化探扫面， 并初步验证异常。信息反馈侧重异常可靠性评估，优化靶区边界；在普查阶段，通过稀疏工程（如浅钻、探槽）验证矿化体，分析矿体规模及品位。 该阶段反馈重点为矿化连续性和经济潜力，决定是否升级至详查阶段；在详查阶段，加密坑钻探工程，系统采样以控制矿体三维形态，研究矿石质量及开采条件，其信息反馈评估资源量估算精度，修正勘查模型，指导勘查网度优化；在勘探阶段，高密度工程验证矿体细节，查明水文-工程-环境地质条件， 其反馈聚焦资源储量可靠性，支撑可行性研究，为调整和优化开发设计提供依据。

热液矿床控制-映射勘查系统论的技术方法框架（Method Framework of CMS for Hydrothermal Deposits， MFCMS）

基于控制-映射勘查系统论的理论框架，构建多尺度（矿集区、矿田、矿床）找矿勘查技术方法组合“三部曲”（图 5a）， 形成从矿集区战略部署→矿田勘查与评价→矿床战术定靶的找矿勘查技术方法组合， 最终实现不同尺度的找矿勘查目标。

3.1 矿集区战略部署（A） —远景区预测

矿集区勘查基本处于预查阶段，主要确定矿集区战略勘查方向。基于区域成矿学研究，应用区域成矿构造背景分析、成矿区（带） 矿床（点）分布规律研究、区域物化探异常解释、遥感解译、综合信息成矿预测等技术手段，优选构造-岩浆活动强烈区，圈定找矿远景区，实现矿集区勘查战略方向部署。在该方面不少专家学者开展了大量研究，不再赘述。

3.2 矿田勘查与评价(B)—勘查区评价

该勘查阶段基本处于普查、详查阶段，主要实现勘查区找矿预测。基于矿田热液成矿系统和矿田地质力学研究，应用矿田找矿预测地质模型、控矿构造填图方法，确定矿田内矿产勘查方向；应用控矿构造实验模拟（数值模拟、物理模拟）、电磁法探测、先存构造识别与隐伏岩体预测等技术方法，确定矿田勘查格局；应用典型构造系统（断褶构造系统、伸展构造系统、韧性剪切带构造系统、核杂岩构造系统等）的找矿靶区圈定方法，确定矿田勘查靶区，评价其资源潜力，进而实现矿田勘查与评价。通过矿田（床）尺度典型的控矿构造延深格局及空间分布的确定方法研究，形成矿田尺度成矿构造系统的技术方法体系。为此，我们团队发明了找矿预测的系列技术方法，并将其应用于川滇黔接壤区会泽、毛坪、大梁子、青山等铅锌矿深部及外围，为深部勘查奠定了基础，且找矿效果显著。

3.2.1 矿田（床）成矿构造专项填图方法

基于矿田（床）控矿构造专项填图方法，构建其找矿预测方法，确定找矿勘查的方位、控岩控矿构造深延格局，圈定成矿岩体和找矿靶区。基于典型热液矿床的主要特征， 以矿田地质力学理论与方法、成矿构造研究法、矿田构造学理论和方法为指导，采用矿田（床）控矿构造专项研究和找矿预测方法流程：在综合分析区域成矿构造背景的基础上，开展矿田（床）构造专项系统研究， 基于面上展开→点上解剖→面中求点→点指导面的找矿程序， 应用断裂网络分析、构造应力场模拟，重建成矿期构造应力场，解析不同尺度（矿田、矿床（体））控矿构造系统，预测矿化集中区。

矿田（床）构造解析包括的主要工作内容为：控矿构造的几何学、运动学、力学、物质学、年代学、动力学等。重点研究结构面的运动学特征、力学性质等，厘定成矿前构造、成矿期构造、成矿后构造，确定成矿构造体系；分析构造岩类型、构造岩（矿物）组合、构造岩组构特征及控岩控矿构造组合型式，结合区域构造演化史研究， 厘定矿田成矿构造体系，揭示构造控岩控矿机理，进而指导找矿勘查工作。 常见的成矿结构面主要有：岩性/岩相界面（硅钙面） 、地下水前锋面、物理化学界面、侵入接触界面、断裂面、褶皱轴面、串联面等。其中，结构面力学性质鉴定是矿田构造研究的基础和先行步骤， 因为不同力学性质的结构面控制不同空间形态的矿体特征，而且对成矿过程中成矿流体运移、富集及成矿物理化学条件等均有重要影响。

在上述研究的基础上，揭示成矿构造“末端”控制机制、构造分级控矿规律及矿体侧伏、斜列的空间分布规律，厘定构造控矿组合型式和成矿构造体系，构建构造控岩控矿模式，进而提出不同尺度的成矿有利构造部位。目前已有的专利技术为： ①应用“控制斑岩成矿系统的先存构造的识别方法” “斑岩成矿系统内先存构造定位隐伏成矿岩体和矿体的方法”， 判定矿床（体） 的存在性； ②应用矿田（床）控岩控矿构造深延格局的方法系列，研判控矿构造和矿床的深部展布格局：“岩浆热液型矿床控岩控矿构造深延格局的研判方法”；“非岩浆热液型矿床控岩控矿构造深延格局的研判方法”。

3.2.2 地球物理勘查技术

地球物理勘探技术（如时频电磁法 TFEM、 广域电磁法 WFEM、 可控源电磁大地电磁法 CSAMT 等） 是研究成矿“末端”结构及深部找矿预测的有效手段。 该类技术是利用物理场差异探测地下目标体（矿床、构造等）。具体来说，重力、磁法勘查是基于位场理论，通过密度或磁性差异圈定构造或矿体；电法、电磁法勘查则基于电场、电磁场理论，通过电场、电磁感应原理探测硫化物矿床；地震勘查是基于地震波理论，分析地层、构造反射波速差异，定位深部构造或矿体；放射性勘查是基于放射性元素的衰变信号来探测铀、钍等放射性有关的矿床。 通过适合的地球物理勘查技术与构造的“末端”协同研究和应用， 可揭示深部地球物理场特征， 为深化研究深部成矿构造“末端效应”提供有力证据。

（1）高精度重磁勘查技术：随着勘查方法和测量仪器的进步，高精度重磁法勘探中可发现 0.3～0.5km² 的深潜山。该技术可用于大地构造单元划分、区域断裂识别、侵入岩体空间展布研判及控矿构造深部延展格局等。如在胶东地区受第四系覆盖严重地区通过高精度重力勘探识别出招平断裂，并结合可控源音频大地电磁测深提出找矿有利部位；湖南香花岭矿根据重力异常建立花岗岩体侵位模型并提出找矿靶区。

（2）高精度磁法勘查技术：该技术可以推断矿田（床）含磁性矿体的空间结构，进而指导找矿勘查。如鞍山式磁铁矿应用该法勘定隐伏矿床。

3.2.3 地球化学勘查技术

该技术是基于元素（组合）在地壳中的分布与迁移规律探测地下矿床、 控矿构造等地质体的方法。其中，原生晕、次生晕理论是通过分析矿床周围岩石、土壤或水体中的元素异常（如 Cu、 Au、 Pb-Zn 的分散模式），推断隐伏矿床（体）位置；地气理论是基于深部矿体释放的微粒或气体通过断裂裂隙迁移至地表，形成可检测的异常信号。

3.3 矿床战术定靶 (C)—靶区预测

针对确定矿床（体） 空间定位的难题，基于大比例尺“四步式”隐伏矿体定位预测方法（图5）、典型控矿构造控制的矿体延深确定方法、勘查工程设计与验证勘查技术的应用，实现矿床深部战术定靶目标，形成矿床尺度控制-映射勘查系统技术方法体系。

3.3.1 控矿构造找矿预测方法系列

应用控矿构造找矿预测方法，可以研判隐伏矿床（体）空间展布方位，圈定找矿靶区。已形成的技术方法为： ①“受断褶构造控制的热液矿床深部找矿靶区圈定方法”，确定矿田（床）找矿勘查靶区；②应用矿床、矿体（群）空间定位和方位确定方法系列，确定隐伏矿体的空间方位，如隐伏矿体斜列规律与深部找矿靶区圈定方法；隐伏矿体侧伏规律与深部找矿靶区圈定方法； ③覆盖条件下地质标志层产状判定原理与确定条带状激电异常场源体产状要素的矢量法，确定覆盖区地质体的产状要素。

3.3.2 构造-蚀变岩相学填图技术

韩润生等提出构造岩-岩相内涵，意指在构造应力场作用或控制下，能反映不同构造地质环境和物理化学条件的地壳物质组构、组成和构造变形与形成的不同类型构造岩石组合、矿物组合和地球化学元素组合及其分带等特征。方维萱等系统提出了大比例尺构造岩相学填图理论和方法。通过构造-蚀变岩相学填图，圈定矿化中心及找矿有利部位。

该填图技术主要分为五个步骤： ①控矿构造解析： 对矿床内构造进行精细解析，确定构造控岩控矿类型、控矿构造组合样式及成矿构造体系； ②热液蚀变测量： 确定热液蚀变（岩）类型及其组合，研究蚀变岩内元素变化规律及特征矿物组合，分析蚀变（矿化）体的空间分布规律与控矿构造的关系。该研究可以客观反映控矿构造特征； ③构造-蚀变岩相分带研究：根据构造岩类型、矿物组合特征、元素组合特征等划分构造-蚀变岩相分带，并确定其形成环境，建立矿化蚀变在平面和垂向的变化特征，构建构造-蚀变岩相分带模型；④隐伏矿体预测：通过研究构造与蚀变岩相的成生联系， 提取“相”指标（构造-矿物组合、 元素组合等综合信息），圈定热液矿化自然边界及找矿有利区段； ⑤找矿靶区验证及反馈。 该方法不仅指示成矿“末端”蚀变分带特征，还可客观反映控矿构造 “末端”特征。 该技术应用于矿床（体）尺度的找矿预测，目前已形成如下技术： 热液矿床大比例尺蚀变岩相学定位预测方法；基于定量化蚀变综合指标（CI）的热液矿床深部盲矿体预测方法。

在条件允许时，利用短波红外（SWIR）光谱进行蚀变填图与分带识别，识别出绢云母、绿泥石、高岭石等特征蚀变矿物组合，并通过蚀变强度梯度和蚀变范围研究，推断矿化中心。

3.3.3 构造地球化学勘查技术系列

构造地球化学勘查技术是热液矿床找矿预测和评价的有效方法，其技术流程包括 5 个步骤。依据构造地球化学异常空间展布特点， 该技术可圈定重点找矿靶区及具体靶位；推断控岩控矿构造的展布特征，勾勒出某些控岩控矿构造组合型式；推断成矿流体流向； 构建特征元素组合异常的数学模型：Cj=F(x)=A₁×exp(-((x-B₁x)/D₁)²)，指示深部隐伏板状矿体倾向的一次导数函数：𝑑𝐶/𝑑𝑥= 𝐹′(𝑥) = -2(1-𝐵1)²𝑥/𝐷₁2 × 𝐴1 × 𝑒-(1-𝐵1)𝑥/𝐷₁₎²（ F(x)为特征元素组合异常，非量纲单位；x 为采样地质点位置 x/m； A1、 B1、 D1 为常数；j 为指示深部矿化信息的特征元素组合），可以表征和判定受断裂构造控制的热液矿床的存在性；通过对比研究已知矿体分布模型与映射隐伏矿体的异常模型，推断深部隐伏矿体的形态和产状特征。

目前已形成的勘查技术系列： ①深部隐伏矿体存在性和圈定其赋存部位的方法（确定矿床（体） 是否存在）；②快速捕获热液矿床深部矿化信息的方法（提出重点找矿靶区）；③确定矿床深部隐伏矿体产状的特征元素组合异常导数法（推断隐伏矿体产状；④判定深部矿体深延的地球化学异常方法；⑤基于流体包裹体温度、盐度垂向变化指标判定多金属矿体深部延展的方法；⑥判别热液型矿床成矿流体活动路径的方法；⑦确定成矿元素组合找矿意义的方法。

3.3.4 坑道重力全空间域定位预测深部矿体技术系列

该勘探技术主要针对矿石和围岩密度相差较大的高密度或低密度矿床深部找矿勘查工作。 Han 等在建立二、三度体坑道重力定位探测理论模型的基础上，提出了大比例尺坑道重力全空间域高密度隐伏矿体的找矿方法，解决了金属矿体在全空间域定位困难和其他物探方法（如电磁法等）受电磁干扰和异常多解性影响的难题，从而实现了深部隐伏矿体的精准定位。 其技术要点为： 基于坑道重力和 X、 Y、 Z 方向重力梯度观测→进行各类改正， 获得重力异常（Vz） 和 X、 Y、 Z 三方向重力异常梯度(Vxz、 Vyz、 Vzz)→依据 Vz、 Vxz、 Vyz、Vzz 值正负组合方式，判定矿体三维空间的具体位置。根据坑道重力二、三度体(矿体)深部延展预测理论模型，预测矿体的深部延展特征， 并应用粒子群算法(PSO 算法)等人工智能最优化算法，准确预测坑道四周的矿体。 在技术应用中，还需解决坑道重力异常梯度采集与地形改正等处理、坑道周围密度分布预测、高低密度矿体区分、复杂形态矿体识别等技术问题。

目前，已应用于隐伏矿定位预测的主要技术为：①坑道重力全空间域定位预测深部高密度矿体技术；②坑道重力定位探测低密度隐伏矿体的方法；③坑道重力全空间域定位预测深部高密度倾斜板状矿体技术； ④坑道重力定位探测低密度直立板状矿体深部延伸的方法； ⑤坑道重力定位探测高密度直立板状矿体深部延伸的方法。 该技术系列填补了大比例尺坑道重力三方向梯度探测技术的空白，弥补了其它物探方法受电磁干扰的缺陷。该技术应用为毛坪铅锌矿深部 I-8~I-10 号矿体、 会泽铅锌矿 I-5 号等隐伏矿体的发现提供了重要依据。

3.3.5 隐伏矿体定位预测和靶位圈定的电磁法技术系列

主要在矿床深部及外围或勘查区内圈定隐伏矿体定位靶区。 已形成的主要技术为： ①基于平行双坑道瞬变电磁勘探的隐伏矿体定位预测方法； ②确定条带状激电异常场源体产状要素的矢量法。截止目前， 国内外研发出全（半）空间、 大深度（1000m 以深）、抗干扰的地-空、地-井立体电磁探测技术， 在现在和未来深部矿产勘查中会逐渐发挥其显著作用。

3.3.6 “四步式”大比例尺定位探测深部热液矿床（体） 的综合勘查技术

本团队发明了大比例尺“四步式”深部矿体定位探测技术， 并构建了综合勘查模型： ①矿床模型和构造找矿模型指导确定找矿方位(定靶区方位)→②蚀变岩相学找矿方法筛选找矿区段(定靶区地段)→③构造地球化学精细勘查圈定靶区(定靶区位置)→④时频、 广域电磁与坑道重力、瞬变电磁综合探深(定靶位及矿体埋深、产状)，实现了 2000m 深部探测及矿体准确定位。通过该技术应用， 逐步解决了深部矿体准确定位难题，圈定了矿区深部及外围的定位靶区，并推断隐伏矿体的大致产状 (图 5a-b) 。

多尺度找矿勘查技术方法组合“三部曲”的应用实例

现以川滇黔铅锌多金属成矿区内的矿集区和典型矿田（床） 为例加以说明。

4.1 矿集区找矿战略部署

通过区域构造背景分析、区域成矿学研究， 川滇黔接壤区 3 个矿集区的控矿构造系统具有明显的分区性和多样性， 在滇东北矿集区展布 8 条构造-成矿亚带、 在黔西北矿集区展布2 条构造-成矿亚带、 在川西南矿集区展布 4 条构造-成矿亚带，分别呈现“多”字型分布，且具有相似的成矿构造背景和成矿地质条件，预示了该区深部还有巨大的找矿潜力。采用区域地质路线剖面测量、 物探异常解释等方法，结合矿集区构造-成矿亚带和典型矿床剖析，建立了找矿预测地质模型（图 6），有效筛选了找矿远景区（找矿部署区）。

4.2 矿田（区）勘查选区评价

通过大量实践研究， 认为“矿田构造解析、 矿田尺度成矿系统剖析、 勘查区找矿预测理论与方法、大深度电磁法探测（广域电磁、 时频电磁法等）”技术方法组合是该区勘查选区的重要手段。结合成矿系统剖析和电磁法探测，厘定了矿田（勘查区）成矿地质体及成矿构造体系，揭示构造控矿规律和成矿系统的时空分布规律。

长期以来，会泽富锗铅锌矿的找矿勘查方向为下石炭统统摆佐组这个重要的赋矿层位，这确实是当时浅部找矿实践的重要经验总结。通过大量深入研究，发现该矿床直接产于矿山厂、麒麟厂压扭性断裂上盘派生背斜翼部的层间断裂带中，受构造和岩性组合两个主要因素组合联合控制而非受地层控制，受地层控制实际上是一种假象。据此， 提出铅锌矿体可以赋存于满足有利岩性组合条件中形成的有利成矿构造空间的任何层位，因此提出其重点勘查区为石炭系中的富锗铅锌矿化带深部存在的新矿化中心和震旦系中的铅锌矿化带。 2014 年编录新竖井工勘 ZK81 钻孔岩心时发现，在震旦系灯影组白云岩中赋存 10 余米的铅锌矿化蚀变带，铅锌矿化、黄铁矿化沿密集的节理裂隙分布(图 7)，证实了灯影组白云岩和发育的裂隙带具备成矿的主控因素， 进而提出在深部勘查中开展“多层位”找矿工作。 此后， 在新竖井连道的灯影组白云岩中有利的构造部位发现了约 20 余米的富厚铅锌矿体，铅锌品位达20%~30%， 随后采用坑钻结合方式对圈定的重点靶区进行验证及勘探， 取得了“新层位”找矿的新突破(图 8)。截止目前， 已发现一批富厚矿体，铅锌金属资源储量超 100 万吨（图 9）。昭通毛坪铅锌矿等矿床也是典型实例。

在滇东北毛坪矿区近外围， 认为除存在Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ号铅锌矿化带外， 还存在 D3zg3-1 中的第Ⅵ矿化带及水炉、 千层硐、 红尖山深部找矿勘查区，6 条铅锌矿化带构成的矿体群具有“梁—柱”模式的展布格局（图 4），从而拓展了猫猫山倒转背斜核部及其 NW 翼部（河西地区）的深部勘查空间。 经勘查新发现河东深部Ⅵ矿体群及河西矿段的矿体群， 并预测其深部及外围具有资源量大幅增加的找矿潜力；在川西南矿集区大梁子矿区深边部及外围、 猪拱塘铅锌矿区外围西南部、富乐铅锌矿外围矿区南部均具有找矿潜力。

4.3 矿床深部战术定靶

对于深埋藏矿体定位探测问题，应用大比例尺“四步式”矿体定位预测方法： 矿床模型+矿床构造解析+构造-蚀变岩相学填图+构造地球化学精细勘查+地球物理探测（时频电磁、 瞬变电磁、坑道重力等方法） +工程勘探技术配合，取得了一系列重大找矿突破。 该技术被广泛应用推广，不仅在滇东北会泽铅锌矿（图 10）、毛坪铅锌矿，而且在黔西北青山铅锌矿、川西南大梁子（图 4e）铅锌矿等矿床深部及外围，均实现了找矿突破和新进展。

结论