矿源层(source bed)的概念,最初是由澳大利亚人 C.L. 奈特(C.L.Knight)于 1957 年首先提出来的,其出发点是认为许多重要的矿床与侵入岩之间并不存在成因联系,相反,这种矿床的产出却与某一特殊的沉积岩层显示出重要关系。随着研究工作的不断深入,“矿源层”的概念已经扩大,包括富含成矿物质,并能够为矿床提供成矿物质的所有岩石,都称为“矿源层”。
20 世纪四五十年代及其以前,我国老一代地质学家对成矿的地质理论主要是学习和沿用国外的一些基本理论。这个时期的内生矿床成因研究基本上是从岩浆分异演化的一元论观点,把内生矿床皆作为岩浆热液作用的产物,并分出不同温度和不同深度的成因类型,即“残余岩浆热液”成矿的学说。随着矿床学领域研究的迅速发展,成矿理论有了长足的进步,特别是 20 世纪 80 年代以后,国外矿床成因理论的引进得益于改革开放政策,在学习和引用国外新理论的同时,我国地质学家亦总结了国内主要矿床地质特征,从成矿地质环境、物理化学条件、成矿物质来源、地球化学特征等多方面综合研究,发展成从单一岩浆演化到多源、多期叠加的多种成矿理论和新的矿床成因概念,就金矿而言先后提出了沉积—变质金矿、混合岩化—重熔岩浆热液金矿、地下热卤水溶液金矿等新成矿理论,并引进了“矿源层”的概念,认为成矿物质主要来源于矿体围岩的“矿源层”。
国内一些学者对“矿源层”有两种理解,一种认为一些矿床或矿体的围岩富含与矿床内相同的某种成矿物质,其含量往往高出地壳克拉克值几倍、十几倍,成矿物质主要来源于成矿物质丰度高的围岩。把这些富含成矿物质的地层或岩石称为“矿源层”。另一种认为成矿物质主要来源于成矿物质丰度低的近矿围岩,矿体近矿围岩成矿物质的含量比远离矿体的围岩低得多,其中的成矿物质部分的提供给成矿了。
我国南方泥盆系特别富含Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、Sn、W、Mo等,导致泥盆系中有这类矿床产出。湘黔地区寒武系中Hg含量普遍高于克拉克值数倍至数十倍,因而在其中有一系列主要汞矿床产出。豫南银洞坡金矿位于含金相对其它地层最高的元古界歪头山组Pt2w22段的背斜轴部,破山银矿床位于相对其它地层含银最高的Pt2w32叫段的层间断裂中。歪头山组除了各岩段的含矿性有差别外,组成各段的不同岩石的含矿性也是不一样的。这种含矿性的差异对后期的成矿作用显然起了重要作用。由表1可见,碳质云母石英片岩和变粒岩的含矿性最好。而它们又是组成Pt2w22;和Pt2w32叫的岩段的主体。两个矿床中95%的矿体赋存于碳质云母片岩中,5%的矿体分布于变粒岩中。因此.确定有关地层及其各种岩石中成矿和有关元素的背景值,是判断是否为矿源层的
地球化学方法之一。
(1)成矿物质来源于岩浆溶融体 : 在岩浆结晶过程中,随着岩浆热液的析出,岩浆中的成矿物质多以络合物的形式进入热液,形成含矿热液。由于许多金属元素,如 Fe、Cu、Pb、Zn 等易与 Cl2、CO、H2S、SO2、HF 等岩浆中的挥发组分形成络合物,特别是易与 Cl2形成络合物。这种观点在 20世纪 50 ~ 70 年代一直被广大地质工作者接受,称为“残余岩浆热液”学说。现今许多地质学家仍然认同“残余岩浆热液”学说。
(2)成矿物质来源于上地幔地 : 地幔流体的活动可以把分散在上地幔中的成矿物质活化,迁移到地壳中成矿。由于受技术条件的限制,对参与热液成矿的地幔物质参与成矿的认识,目前尚处在探索之中。
(3)成矿物质来源于地壳岩石 : 不同来源的热液,在其源区或其运移过程中与不同地壳岩石发生反应,称之为水 - 岩反应,从而捕获其中的成矿物质形成含矿热液,进而成矿。这一学说的本质是热液从围岩萃取成矿物质而成矿,即现在广为流行的“矿源层”学说。