文|一葉禪兒
編|一縷墨香
現代成礦作用應該包括最近地質時期內發生的和現在正在進行的各種富集成礦元素的作用。
與大陸上表生作用相聯繫的礦床類型，如風化礦床、砂礦、現代鹽湖礦床等，由於其形成位置較淺，成礦作用在常溫常壓下進行，因此比較容易進行觀察，甚至可以進行長期動態觀察，也比較容易進行實驗驗證，從而有利於取得對成礦地球化學過程的深入了解。
上世紀五六十年代以來，對紅土型風化殼中Fe、Si、Al、Ni、Co等元素的遷移和富集，現代鹽湖中Na、K、Cu、Mg以及Li、Rb、Cs等在反覆溶解、沉澱中富集進行研究的成果早已成為礦床學內容的組成部分。
風化礦床
這些也引起人們對現代成礦作用給予特別關注的原因是，在這一時期中，先後在一些大陸邊緣近代沉積盆地進行深部鑽探時和在海洋考察中發現了含金屬熱水及其沉積物，其中包括多種重金屬硫化物。
顯然，這些成果已經涉及到與深部來源熱液有關的成礦過程，現代成礦作用研究主要集中在以下三個方面。
海底熱液活動及其沉積作用的研究
從1948年發現紅海近海底水溫異常，到1964~1965年英國“發現”號發現熱滷水下沉積物富含金屬，經歷了近20年時間。
測繪海底圖時查明紅海海底有幾個明顯的窪地，其水溫在30℃以上，最大的Atlantis號窪地當時下層水溫達56.5℃。
熱滷水中 Fe、Pb、Zn、Cu、Co、Ni含量比正常海水高一百至數千倍。紅海含金屬沉積物中以鐵的氧化物和氫氧化物分布最廣，在AltantisⅡ號等窪地中有硫化物。
水下沉積物
與金屬沉積物伴生的正常沉積物比例很小，表明沉積作用主要受熱水活動控制。窪地底部斷裂與海底擴張有關。開闊大洋中含金屬沉積物的發現和證實要晚一些。
1966年從12°~16°S太平洋隆起脊上採到最初的含金屬沉積物樣品。1971~1972年在太平洋東部加拉帕戈斯及鮑爾窪地發現含 Fe、Mn沉積物分布在5°~22°S的海底廣大地區。
1977~1978年先後幾次潛艇考察發現加拉帕戈斯裂谷軸部的富錳鐵沉積物丘堆及20℃熱水流出口，觀察到20°N附近的太平洋中脊軸部的含Zn、Cu塊狀硫化物。
錳鐵
1979年美國“Alvin”號載人潛艇上的研究人員發現了在2610-2650m深處枕狀熔岩覆蓋的海底上聳立着的含硫化物和不含硫化物熱水噴口及附近的硫化物丘堆。
上世紀80年代以後，在瓜亞馬斯海盆南裂谷和胡安德富卡海嶺等地繼續發現了塊狀硫化物和熱液噴口。
後來的工作，在東太平洋中隆9°N、21°N、13°N、10°S等處證實有較淺的岩漿房存在。這些地方擴張速度快，有高的地溫梯度。
硫化物
由此可以推知熱液系統是在淺處形成的，流到海底時仍保持高溫和還原性質，所以能形成硫化物。在原來認為擴張速度低、不利於形成硫化物沉積的大西洋中脊上，1985年，在26°08 ′S的中脊裂谷上也發現了活動和凝靜的熱水噴口及塊狀硫化物沉積。
此外，在日本伊豆小笠原海嶺和沖繩也發現了熱液沉積物。洋中脊地區形成的硫化物礦床與塞浦路斯型礦床形成背景相似，日本的伊豆小笠原弧的環境則可能類似黑礦型礦床的形成環境。
大陸邊緣島弧火山地熱區成礦現象
通過火山現象了解與岩漿有關的成礦作用的想法很早就有。許多人收集並分析過火山氣體及升華物質。
有人在聖海倫斯火山口用石英管取了樣，發現樣品在冷凝過程中生成固相的Fe₃O₄、SnO₂2、MoS₂、FeWO₄、CdS、PbS、Pb₃Bi₂S₆等。
在勘察加和千島地區的研究證明，熱水從火山噴發物中可以淋濾出大量金屬。還有人認為勘察加現代火山是古火山長期發育的岩漿活動和成礦作用的結束階段，其中有Au礦化，偶然有Sb、Hg礦化。
岩漿活動
現代火山活動地帶也常常正是伴有溫泉活動的地帶，溫泉的熱水主要來源於大氣水，岩漿活動作為熱源加熱並促使對流體系的形成。
世界各地已有上百個地熱系統有300m或更深的鑽探資料，這些資料可以反映熱水的深部產狀及其運動狀態。
從這些材料推測，有些熱液礦床可能就是過去地熱系統的遺迹。White最早提出某些汞礦床和淺層低溫金銀礦床與熱水系統有關，後來又加進了以賤金屬為主的礦床。
汞礦
根據對加利福尼亞和新西蘭布羅德蘭茲溫泉的研究，知道Hg、Sb、As、Au等常在地熱系統近地表沉澱，而Ag、部分Au和賤金屬則在更高溫度和更深部位沉澱。
通過對加利福尼亞和新西蘭恩加瓦地熱系統的研究，認為俯衝帶大陸邊緣沉積物是金屬的來源。
Hg 在高溫富CO₂蒸氣相和液相共存的體系中搬運，在100℃以下從含HS的溶液中沉澱。適合的滲透通道與有利的儲礦空間是最終導致礦化富集的因素。
淺層低溫貴金屬系統形成位置可能更靠近火山中心，熱液活動可能是在深部岩漿房冷卻期間某些階段出現的。
大陸邊緣
大量出現的孔隙充填脈及硅質泉華是熱液系統在流動通道上和地表的排出物，它們的沉澱溫度較低，金、銀含量也較低，如在近地表有不透水層覆蓋則可能形成高品位金礦化。
以賤金屬為主的地熱系統多是含鹽度高的氯化物滷水。加里福尼亞索爾頓含金屬熱滷水是在鑽井中1500多米深處的上新世三角洲相碎屑沉積物中發現的，水溫達320~370℃，沉積物中有年代為15000年的火山岩。
三角洲相
滷水中Cl的濃度為155000x10⁻⁶。原蘇聯切利肯滷水見於穿過古新世後陸源沉積紅層上部砂岩的鑽孔中，在 600m深處為含 Pb、Zn的氯化物滷水，在300m深處為含有H₂S的熱水。
水的同位素組成表明其為沉積物中的同生水，滷水的活動受新構造活動控制。
各種水盆地沉積物中的金屬聚積作用
現代大洋盆地洋底上的錳結核是一種極為特殊的沉積物，在除極地海洋以外的許多洋區均有發現。
相對集中並作了大量調查研究的洋區是北太平洋。錳結核多在4000~6000m的深水層下散佈於洋底軟泥中。結核的形態大小各異，成分是鐵錳氧化物，Ni、Cu和 Co常可達工業要求。此外還有Pb、Zn、U等20餘種元素。
錳結核的蘊藏量很大，一般超過相應金屬在陸地上的蘊藏量和可用年限，而且每年還在以可觀的速度繼續增長。
大洋盆地
關於錳結核的成因還有很多爭議，也很難肯定是否有對應的古老礦床。
層控礦床研究早期即引用黑海、波羅的海的地質現象來說明靜海還原環境對金屬硫化物沉積的意義。
在屬於靜海相環境的峽灣或深海盆中形成的沉積物中都可以有金屬硫化物出現，但較多的還僅限於鐵硫化物。黑海表層150m以內為含O₂，水層，以下到2000m都是含H₂S水層。
黑海沉積物中廣泛分布有FeS/Fe₃O₄和FeS₂之間的硫化物，黃鐵礦中的Mo和Cu含量高於別的地區，表明海水中痕量的金屬元素可能與鐵硫化物發生了共沉澱。
黃鐵礦
上世紀70年代深海鑽探工作中，研究了黑海沉積物剖面，發現沉積物中痕量金屬元素的富集與有機碳和總硫量的增高一致，這些層位是一些有鹽度較高的海水流入的層位。
這些研究表明，黑海存在的缺氧水層對沉積金屬元素是有利的，但金屬元素富集需要有使海水能夠得到更新、造成異常金屬含量的適當條件。
上世紀70年代在密西西比平原中部廣大地區發現含Zn達370mg/L和Pb達92mg/L的富金屬元素油田滷水，這種滷水有160~340g/L的高含鹽度，化學成分為鈉-鈣-氯型，溫度為100~240℃，與密西西比型鉛鋅礦石礦物包裹體研究獲得的流體成分、性質非常一致。
由此可以認為盆地沉積物成岩岩化過程中可以形成這種含石油和金屬元素的流體。
盆地沉積物
墨西哥灣沿岸盆地中不同滲透率的沉積物快速堆積，封閉的水體在埋藏溫度不斷升高的情況下，出現大的壓力梯度，形成含碳氫化物及含金屬元素滷水從泥質原岩中排出並向盆地上方移動的有利條件。
沉積物中有機碎屑和硅酸鹽礦物碎屑中的鉛、鋅可以成為有效的金屬元素來源。對阿拉伯半島波斯灣南岸國家海岸地帶的薩布哈進行研究後，發現干星帶障壁海岸潮上帶鹽坪沉積物中可以富集Pb、Zn、Cu等金屬。
來自大陸地下水中的金屬元素和通過蒸發泵流作用上升的海水相遇時藉助潮間帶藻席分解產生的HS可形成金屬硫化物。
硅酸鹽礦物
只要蒸發泵吸作用能夠長期保持，這種金屬元素聚積作用就可以繼續進行下去。經過計算，在100000~200000年時間內可以形成一定規模的層狀金屬礦床。
在地質歷史時期中，在不同的地方都可能出現過這樣的環境。
結論
到目前為止，人們已發現和研究了包括沉積同生和後生、岩漿侵入和蒸發作用有關的各種成礦作用的現代成礦實例。
現代成礦作用無疑具有從中新生代演化到目前階段的性質，還繼續保持着各種板塊邊界上的複雜多樣的成礦作用。
顯生宙俯衝邊緣上出現的斑岩銅礦、黑礦型礦床這些典型礦化類型都有現代的代表，這類年輕的活動邊緣也常是Hg、Sb、Au等活潑元素聚積的地帶。
斑岩銅礦
在增生板塊邊緣上與塞浦路斯型含銅黃鐵礦相當的塊狀硫化物礦床的形成看來是現代成礦作用中一種普遍而重要的形式。
現代成礦作用研究是一項帶有基礎性質的研究，但它具有明顯的應用研究意義。
首先，地質歷史時期中的很多重要礦床類型能找到現代成礦實例，有力地說明成礦作用不是過去地質時代異常環境中的特殊事件。
而是可以規律性的再現的地殼正常演化的產物，演化中會有新的發展，甚至也不排除偶然性災變事件的影響。其次，現代成礦作用很多能保存成礦環境和礦化形成時的原始面貌，便於人們能有條件地了解某些成礦過程。
礦床
研究現代成礦作用可以獲得更多成礦環境的數據，從而可以改善已有的和發展新的成礦理論。最後，現代成礦作用研究能夠使人類認識和獲取新的礦產資源。
