研究礦床的化學組成、化學作用和化學演化的學科。它為礦產的尋找、評價、開發利用服務，是地球化學的一個分支。
形成與發展 20世紀50年代開始，礦產資源需要量急劇增加，人們期待更有成效的理論與方法以指導找礦與礦產的開發利用。礦床地球化學就從一些基礎學科，如礦床地質學、巖石學、地球化學等脫胎而出、應運而生。1951年，前蘇聯學者А．А．薩烏科夫在他的《地球化學》再版中指出，形成礦礦床的問題，以及後來發生的礦床組分的變化問題都屬於地球化學范疇。1953年，中國學者侯德封指出，錳是地殼中循環元素之一，錳礦床的形成主要是以地表停積及水內沉積為主。將礦床的形成與成礦元素的地球化學行為結合起來，作為統一的成礦過程加以考慮。這就是礦床地球化學的思路。
從50年代後期起，微量元素及穩定同位素、氣液包體、成礦實驗、微區微量分析等先進研究方法大量引入，礦床地球化學得到重大發展。人們提出瞭礦床新類型（如蘇聯學者提出的變花崗巖型稀有元素礦床）、新的含礦建造（如鐵-稀土建造），新的成礦作用（如葉連俊的陸源汲取成礦、塗光熾的改造成礦及西方一些學者的沉積噴流成礦等）。在礦床研究中引入瞭元素共生組合的概念（如卡林型金礦床的金-汞-銻-砷-鉈-鋇組合）。
深入的礦床地球化學研究及其與地質剖析、地球物理手段的密切配合，導致70年代中期之後，在世界范圍內一系列超大型礦床的發現。海底成礦現象的直接觀察及將今論古的引用使對塊狀硫化物礦床、矽鐵建造成因有瞭新的認識。人們逐漸從封閉體系成礦（巖漿熱液、變質熱液）的觀點走向開放體系成礦（海水和大氣降水下滲加熱形成環流成礦等）。
主要成就 隨著礦床地球化學研究的深入開展，在理論指導找礦、合理開發利用礦產資源和對成礦作用的認識等方面取得瞭顯著的進展。
指導找礦 70年代末期，人類找礦史上的突破性成就，南澳大利亞超大型銅-鈾-金奧林匹克壩礦床的發現歸功於玄武巖經環流淋溶可以形成銅礦的理論和重磁地球物理方法的結合。60年代沉積改造理論的提出使南秦嶺從一個鈾礦床擴展成一個重要鈾成礦帶。層控礦床地球化學理論的發展對80年代內蒙古熱水沉積型巨大螢石礦床的發現和秦嶺西成鉛鋅礦帶的擴大都起瞭決定性作用。黔南桂北汞銻砷（雄黃、雌黃）礦帶中一系列金礦床的發現是人們認識瞭在低溫（＜200℃）條件下，金、汞、銻、砷、鉈等元素可以形成穩定的元素共生組合這一重要地球化學規律之後，同一礦帶中獨立鉈礦床的圈出也是掌握瞭這一規律的結果。
地球化學理論結合地質背景的分析還可以得出某些礦床類型不利於在一定環境中發育的結論。這可以避免在找礦工作中走彎路。如在70年代中國尋找富鐵礦高潮中，塗光熾（1974）提出瞭，中國地質環境不利於形成和保存在太古宇－下元古界貧鐵礦基礎上發育風化殼型富鐵礦的看法，有助於開拓合理的找礦思路。80年代，有關塊狀硫化物礦床和斑巖銅礦不同形成環境和機制的深入討論，使某些學者得出瞭同時形成的這兩種礦床類型難於在同一地區並存的觀點，這對找礦有重要參考意義。
合理開發利用礦產資源 元素共生、分配和賦存狀態研究是礦石綜合利用的基礎。這方面的成就是大量的。
煤成氣是天然氣的重要組成部分，某些天然氣田本身就是金屬礦田。70年代從北海到橫貫波羅的海南岸的德國、波蘭的上古生界煤成氣中發現瞭高含量的汞，其儲量相當於若幹個大型汞礦。汞和天然氣在某些方面具有類似的地球化學行為，這決定瞭它們在一定條件下可能同時並存。煤中可含大量鍺、鈾，使煤和金屬都成為工業可利用對象。這些金屬在煤中，至少在早期階段，呈被吸附態。作為巖漿熔離礦床的銅鎳硫化物礦床常含鉑族元素，是後者的重要來源；鎘主要來源於富低溫閃鋅礦礦石等情況已引起礦床地球化學傢和冶煉工作者的註意。
元素共生組合的深入研究導致新礦物、新礦石、新礦床的發現，開拓瞭礦產資源的新領域。如鉑族元素與層狀基性雜巖的密切關系使人們發現瞭兩處經濟價值巨大，獨立於銅鎳硫化物礦床而單獨存在的鉑族元素礦床（南非和美國西部斯蒂爾沃特）。自塗光熾於70年代末提出瞭元古宙時控的稀土-鐵建造這一概念後，已在世界一些地方發現瞭這一特殊建造。
對成礦作用的認識與理解 ①許多礦床是長期、多期、復雜成因的產物。不少礦床的成礦歷史中既包括瞭同生作用，又包括瞭後生作用；既是內生成礦，又是外生成礦。這並非傳統的礦床單一成因論所能解釋。譬如，大廠錫石硫化物礦床長期以來被認為是典型的巖漿熱液礦床，與白堊紀花崗巖有關。近年來不少學者認為它具有長期的、復雜的成礦歷史。在泥盆紀時，桂北、湘中南、粵北的海相沉積物中已相對富汞、銻、砷、鉛、鋅等元素。侏羅紀時受到造山運動影響，這些元素活化運移，並在構造軟弱部位富集成礦，形成單一元素或多元素的汞、銻、砷（雄黃、雌黃為主）、鉛、鋅礦床。之後不久，白堊紀的花崗巖活動在此基礎上疊加瞭錫、鎢、銅礦化，使得大廠礦田物質組成、元素共生異常復雜。
②一些成礦作用本身也是復雜的、多種多樣的。譬如，花崗巖類的成礦作用長期以來局限於巖漿期後氣液的成礦作用。近年的大量工作證明，這種成礦作用隻是花崗巖類多種成礦機能的一個組成部分。其他花崗巖類的成礦作用包括：已固結的花崗巖類經熱水淋溶，某些元素因此而富集成礦，如華南花崗巖型鈾礦；花崗巖類的侵入導致被侵入地質體中的某些元素活化轉移成礦，如相當一部分產於華北太古界綠巖帶中的金礦圍繞顯生宙花崗巖體分佈，後者可能是金的活化因素；某些沉積礦床被後期花崗巖類疊加後，物質組成改觀，如湖南棠甘山原生沉積碳酸鹽錳礦受後期花崗巖影響，局部變成硫化錳礦床；花崗巖型風化殼礦床，如一些高嶺土礦床。又如，層控礦床（不含沉積礦床）的形成至少可以包括5種作用，即改造成礦、熱水沉積成礦、沉積-變質成礦、沉積-巖漿疊加成礦、沉積-風化成礦，以及上述作用的復合。
③成礦流體的多樣性。氫、氧同位素和氣液包裹體研究表明，成礦流體組成復雜，它可以起源於巖漿熱液、變質熱液、海水、大氣降水和地層水（或稱建造水），有時，還不止一個來源。
④成礦物質的搬運形式和配分。已經進行瞭大量有關金屬成礦元素搬運形式的研究，實驗工作多在較高溫度（>300℃）平衡體系中完成。對鎢、錫、鈮、鉭、銅、鋅、鉛、金、銀等元素的鉻合物穩定性作瞭許多測定，特別是含氯、含硫絡合物。目前，很多學者趨向於肯定後兩種絡合物在搬運成礦金屬方面的重要性。成礦金屬在共存的，趨於平衡的不同相態物質中的分配（如熔體、溶液和不同固相），也是地球化學傢實驗和研討的對象。它對於探討金屬在成礦過程中的行為是重要的一個側面。
⑤成礦物質的多源性。60年代以前，人們認為多數沉積礦床的成礦物質來自大陸（如鐵、錳、鉛沉積礦床），部分以化學沉積或生物化學沉積方式形成的礦床（如鹽類礦床），其物源為海水本身。通過海底直接觀察，已證實海水下滲在巖石中形成環流可搬運大量成礦物質，形成熱水沉積礦床。一些塊狀硫化物礦床和條帶狀鐵礦床，其重要物質來源是海下巖石。60年代前，人們對改造成礦作用的理解隻局限於側分泌，因而對礦源層（巖）的概念不太重視。目前，不少學者認為，對某些類型礦床來說，礦源層（巖）提供瞭主要成礦物質，礦源層對改造礦床的重要性正象生油巖對油氣礦床一樣。有些礦床的成礦物質來自深部，但不一定與巖漿活動有關。它們經過深斷裂、熱水環流或通過自身的揮發性能，自深部向淺部成礦位置運移。當然，也有一些深部成礦物質是通過巖漿侵位、結晶分異作用帶到淺部的。
展望 20世紀末21世紀初，下列一些領域將可能是礦床地球化學傢關註的對象。
①低溫地球化學。長期以來，礦床地球化學的實驗工作主要是在高溫區間（即溫度>300℃）進行的。在溫度＜300℃，特別是＜200℃的低溫成礦區間，實驗數據非常稀少；另一方面，一直被認為隻在高溫下才成為活潑組分的若幹成礦元素如金、鉑族元素、稀土元素等實際上在溫度＜200℃時，在一定條件下也相當活潑。因此，可以觀察到金和鉑族元素與活潑元素鈾在同一礦床的共生；加之，一些金屬（如汞、銻、砷、鉈、金、銀、鉛、鋅等）的基本地球化學性質決定，改造成礦也多發生在溫度＜200℃時。因此，人們將會在溫度＜200℃的區間進行大量工作以填補這方面的空白。
②超大型礦床形成的地球化學機理。超大型礦床的尋找與理論研究是各國共同感興趣的問題，一個超大型礦床帶來的經濟和社會效益往往大於成百的中小型礦床。它的形成除應考慮其特殊的地質背景外，地球化學機理及因素也十分重要。
③成礦模式研究。成礦模式研究是礦床學的熱門課題，它涉及到成礦全過程和各個側面，其中，成礦元素的行為是不可缺少的研究對象。譬如，目前討論較多的斑巖銅礦、低溫淺成熱液金礦床等的成礦模式都必須包含探討銅-鉬、銅-金、金-汞-銻-砷-鉈等元素共生組合機制，形成這些元素組合的物質來源和物理化學條件。
④現代海底成礦作用和深部成礦作用。對現代海底成礦作用已進行瞭20多年的直接觀察測試和模擬實驗，但觀察面還不夠寬，研究程度也不夠深。今後這方面的研究工作將會加強。結合一些國傢（如美、俄、德等）大陸超深鉆計劃的執行和地球物理工作，深部成礦研究將會提到日程。
⑤水-巖石作用在成礦中的意義。水-巖石作用的國際會議已召開瞭6次。學者們認為這種作用和水／巖石比值是決定礦床類型的關鍵因素。估計將會從實驗、同位素測定、數字模擬等不同角度對這一方興未艾的領域進行探索。
參考書目
塗光熾等著：《中國層控礦床地球化學》，第一、二、三卷，科學出版社，北京，1984、1987、1988。