斑岩铜矿及其最新研究进展.docx

1、斑岩铜矿及其最新研究进展 斑岩铜矿及其最新研究进展 1、定义 斑岩Cu（-Mo-Au）矿床简称为斑岩铜矿床，产于斑岩体内部及其内外接触带的细脉浸染型矿床，具有品位低规模大的特点。斑岩型铜矿是最早，也是最主要的斑岩型矿床，其资源量占全世界铜的50%以上。2、特点 以斑岩型铜矿床为代表的斑岩型矿床有以下几个重要的特征：1、形成环境：斑岩铜矿的形成环境主要以活动大陆边缘为主的陆缘弧（如：安第斯陆缘弧），其次为岛弧（如：菲律宾、印度尼西亚岛弧带），与板块俯冲作用有关；还有大陆碰撞造山带（如玉龙成矿带和冈底斯成矿带）。2、形成年代：有重要意义的矿床均产于显生宙，特别是中生代和新生代，其次为晚古生代；（年

2、代老，易被剥蚀） 3、岩浆岩：成矿有关的岩浆岩为钙碱性花岗岩类，如花岗闪长岩（紫金山）、斜长花岗岩（土屋-延东）等，有些与成分相当的火山岩共生；岩体多为小型岩体，形态多为岩株状，岩石常具斑状结构；岩体内常具有角砾岩带，有的矿化角砾岩筒是主要的开采对象；（流体演化后期发生爆破）4、围岩蚀变：普遍具有强烈的围岩蚀变，典型的有从内向外（从早到晚）的钾长石化（斑岩体内部）、石英绢云母化（斑岩体边部）、泥化（斑岩体外部）、青磐岩化。蚀变跨越岩浆晚期和热液期。 高温（400）高盐度岩浆流体与斑岩发生水岩反应形成钾化；随后温度和盐度降低，并加入大气水，形成绢云母化；而泥化在某些斑岩矿床并不发育，（也可能是剥

3、蚀掉了）是乎泥化不属于斑岩系统，而是指示浅成低温热液系统的发育，因为泥化是浅成低温热液热液矿床的典型产物，而且许多斑岩铜矿都叠加有浅成低温热液矿床。（菲律宾Lepanto-FSE）当与碳酸盐围岩或含钙、镁较高的火山岩发生反应时，则形成矽卡岩。因此斑岩型和矽卡岩型矿床也可共生。 5、矿化：石英绢云母化带是最主要的矿化带；但矿化强烈时所有的蚀变带都有矿化（安第斯斑岩铜矿带） 6、矿石构造：矿石具有典型的细脉浸染状或细网脉状构造；7、次生富集：在气候和地形条件适合的地区，原生低品位矿石有可能经氧化和次生富集提高矿床的经济价值。如安第斯地区的铜矿普遍发生次生富集，形成辉铜矿和铜蓝；（但在中国，次生富集

4、不发育，明显的先天不足） 8、品位低、规模大、矿化均匀、埋藏浅、易选、易开采，适合于大规模的露采。9、大范围的岩浆-热液区域，除了斑岩铜矿，还可能形成其它类型的矿床，如矽卡岩矿床，高硫型矿床，低流型矿床。（西藏玉龙、菲律宾Lepanto等）3、对比世界与中国主要斑岩铜矿成矿带和矿床规模 世界主要的两大斑岩铜矿带：一是环太平洋大陆边缘和岛弧及阿尔卑斯；另一个是喜马拉雅地区（中新生代）。还有亚洲大陆中北部。中国斑岩铜矿集中分布于三大成矿域，即北部的古亚洲成矿域，成矿区为燕山期，如黑龙江多宝山铜矿；东部的滨太平洋成矿域，成矿区为海西期和燕山期，如德兴典型的超大型斑岩铜矿；西南的特提斯-喜马拉雅成矿域

5、（也是目前中国斑岩成矿远景最好的成矿带），如西藏玉龙超大型铜矿（其实是矽卡岩矿床、热液脉型矿床、斑岩矿床“三位一体”）。但是中国大型铜矿的规模和数量与国外一些国家比起来还是有很大的距离。如下表：对比世界与中国主要斑岩铜矿床储量（官方数字）国家 矿床或矿区储量（万吨）品位（%）智利 丘基卡马塔(Chuquicamata) 6935 0.56 智利 埃尔特尼恩特(El Teniente) 6776 0.68 美国 宾厄姆(Bingham) 2121 0.9 巴拿马 塞罗科罗拉多(Cerro Colorado) 1800 1.5美国 比尤特(Butte)18000.8 墨西哥 卡纳内阿(Canane

6、a) 1340 0.7智利 拉埃斯康迪达(La Escondida) 11772.16(氧化富集)中国 玉龙6500.9中国 德兴 800 0.5诺大的中国，并且世界三个最主要的成矿带都经过中国，但作为中国最大的铜矿，在世界上连50名都排不上。WHY ?我认为：1、古亚洲成矿域在中国不具备形成大规模的铜矿带；2、虽说中国位于太平洋成矿域西岸，但是却没有典型的岛弧带，和陆缘弧，因此不具备形成像菲律宾、印尼和智利境内的斑岩成矿带;3、喜山成矿带勘查工作比较困难，中国地质工作起步晚、脱节严重，所以这一成矿带研究不足可能是原因之一。可以说，喜山成矿带是今后工作的重点。4、斑岩铜矿最新研究进展1、斑岩铜

7、矿的构造环境可分为大地构造背景和区域背景：对于大地构造背景，主要的观点有（1）大地构造背景决定能否成矿；（2）主要形成于构造一岩浆旋回的晚期阶段；（3）弧环境下的快速隆升是形成超大型斑岩铜矿的前兆；（4）压缩构造背景、快速隆升以及基底断裂的重新活动以及由于地壳增厚而造成的火山作用的间歇，是形成斑岩铜矿的有利环境； (5）不同类型的板块俯冲，影响不同的矿床类型； （6）中国大陆内部斑岩铜矿产出的背景与大洋板块俯冲无关，其产出至少有4类环境：晚碰撞走滑环境、后碰撞伸展环境、后造山伸展环境和非造山崩塌环境； （7）无论是岩浆弧环境还是大陆环境，斑岩Cu-Mo-Au系统的发育均有3个关键的过程，即岩浆

8、起源的深部过程（源，与板片俯冲作用有关）；岩浆浅成侵位的输导系统（运，与地壳的加厚抬升有关）；流体排放-金属淀积的伸展环境（储，与断裂有关）；（8）形成大型的斑岩铜矿，至少需要6个基本条件：有上地幔来源的高温岩浆热液的大量供给；有区域性铜的萃取来源；有上地壳的部分熔融层或者岩浆房；地壳上层构造体系中的张性断裂；围岩的化学性质对矿质沉淀是重要的；构造的相对稳态期。（9）斑岩铜矿的大规模成矿作用与洋壳高浮力块体的俯冲有关。 对于矿田尺度的结构和构造则是制约在何时何地形成斑岩铜矿的重要因素。斑岩铜矿形成于低差异应力、近均质水平应力的特定环境中，而伸展环境则往往不利于斑岩铜矿的形成。2、关于成矿斑岩岩

9、浆的源区和侵位问题 对于成矿斑岩岩浆的源区主要有以下观点：（1）关于斑岩铜矿成矿斑岩的源岩有人认为是加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳的石榴石角闪岩和角闪岩；也有人认为是洋壳或上地幔部分熔融的产物；（2）高氧逸度的岩浆活动有利于斑岩型铜矿化的发生；（3）埃达克质岩浆为成矿提供主要物质和流体来源；据冷成彪等(2007) 最新的统计,大约95 %的与铜矿有关的斑岩是埃达克岩(他们的统计包括了产于岛弧和陆块内部的两类埃达克岩)。因此说明找到了斑岩铜矿就等于找到埃达克岩，但反过来是否成立？（3）对于能否形成特大型斑岩铜矿的原因有两点争议：一是认为在岩浆的源区含大量的富铜的硫化物；另一个认为岩浆的

10、源区含大量的富硫的岩浆。关于斑岩成矿岩浆侵入的观点：（1）岩浆的起源、分离、上升和侵位不是MASH模式，而是MSAE模式；压实作用和剪切作用是岩浆从岩浆房分离出来的主要原因；（2）侵入体中的矿物分带不是岩浆分异的结果，而是岩浆不连续侵入的结果，不连续侵入有助于金属元素的富集。3、关于岩浆热液转换的观点岩浆-热液转换的重要性：只有岩浆携带的大量的金属元素进入到流体中才能形成有经济意义的矿床脉状岩墙、单向固结结构、晶洞构造和环状构造是岩浆阶段向热液流体阶段转换的岩石结构证据。单向固结结构（石英定向生长）代表了热液流体从岩浆中出溶及热液流体与含水岩浆界面的物理化学状态。晶洞构造代表了岩浆内部的含水溶

11、液状态。脉状岩墙通常包括自形的石英、黑云母和辉钼矿，由脉壁向细晶的斑岩辉钼矿中心生长。随着流体的演化，从早期高温阶段到晚期的低温阶段，形成一系列与蚀变有关的脉体。4、关于石英硫化物脉体的研究 脉体和热液角砾矿物、岩石结构、流体包裹体、所处的位置以及密度和排列方向提供了岩浆一热液转换过程及其之后成矿流体的组成成和运移的时空演化的重要信息。斑岩铜矿主成矿阶段可鉴别出A、B、C、D、M不同类型的脉体。分别代表了不同蚀变和矿化阶段及铜钼硫化物的沉淀。A脉：岩浆处于半固结状态，形成的脉塑性强，弯曲，缺乏对称性，主要形成钾长石；B脉：岩浆固结结晶，裂隙发育，脉直，形成典型的梳妆石英；C脉：？D脉：黄铁矿脉

12、发育，周围绢云母化带M脉：？5、关于成矿的“三源”金属来源：大多数人认为Cu、Au、Mo来自地幔，但也有部分来自地壳或对围岩的萃取作用。但是Mo得来源可能和Cu、Au的来源不同，因为两者的相容性有较大的区别。流体来源：主要有岩浆水和大气水，早期以岩浆水为主，晚期以大气水为主。热源：岩浆6、关于成矿过程的精细解析近年来，人们在研究矿脉的基础上，开始运用SEMCL、LAICPMS等技术（网上查不到这些技术的相关资料），对斑岩铜矿成矿过程进行精细解析研究。五、问题1、阅读完文章后，我有一个深刻的感受,文章题为“最新研究进展”， 引用了63个文献，但只有6个来自中国。 WHY ?2、电气石角砾岩是正宗

13、的隐爆角砾岩，为什么？（查不到相关资料）3、在课堂上从王乾杰老师那了解到斑岩铜矿一般在陆缘弧(Continental volcanic arc)形成Cu、Mo组合，而岛弧（Volcanic island arc）形成Cu、Au组合。为什么会有这样的区别，为什么在斑岩铜矿的Cu、Au、Mo成矿体系中没有Au、Mo组合？ 以前我们的邱老师说Au、Mo同时大量出现在斑岩铜矿中说明与不同期次的侵入作用有关。祁老师说Cu、Au组合形成于高碱条件，Mo矿化形成于低碱条件。并且随着温度的降低（距离斑岩侵入体越远），发生Cu、MoCu、Au、AgAg、Pb、Zn的演化。朱训前辈主编的中国矿情中提到，随着岩浆岩

14、从中性中酸性酸性的演化和岩浆氧逸度的降低，相应出现CuCu、AuCu、MoCu、Sn矿化。姚凤良主编的矿床学教程书中提到富Au斑岩型矿床的控矿岩浆岩为富钾钙碱性岩或中酸性钙碱性岩；斑岩型Mo矿的控矿岩浆岩为富硅高碱花岗岩流纹岩。明显与祈老师讲的不一样。WHY侯增谦在斑岩Cu-Au-Mo矿床：新认识与新进展一文中提到，岛弧环境的斑岩为钙碱性、中性；而陆缘弧环境的斑岩为酸性、高钾钙碱性即高碱性。这样一来，是乎与祁祈老师还有王乾杰老师说的有一些矛盾。WHY我想，这主要与Cu、Au、Mo的地球化学特性和形成的大地构造环境有关。通过查找资料对Cu、Au、Mo成矿体系作如下总结，但我对此问题的认识还不是很

15、清晰。CuCu、Au组合Cu、Mo组合Cu、Au、Mo组合地球化学特征（1）Cu、Au相容性大于Mo；（2）Cu、Au亲铜元素，与硫亲和力强；（3）Mo亲铁元素，与硫亲和力弱形成环境大多形成于岛弧（菲律宾斑岩铜矿省）大多形成于陆缘弧（安第斯型）其实是浅成低温热液系统的叠加成矿温度在高温条件下，Au以固溶体形式存在于黄铜矿和斑铜矿中;温度降低后，因Au在硫化物中的溶解度降低而析出自然金岩浆源区地慢演化在板块俯冲背景下，洋壳发生脱水或熔融的深度相对固定，来自洋壳的挥发分或岩浆不断改造地慢楔岩石，使其亲铜金属元素的含量不断降低火成岩岩石类型偏基性，花岗闪长岩偏碱性斑岩体容易发生Au矿化中性偏酸性斑岩体则易发生Mo矿化，花岗岩岩浆侵位深度 有些文章说Cu、Au矿的源岩侵位深度比Cu、Mo浅侵位较深( 5 km)的岩体形成富Mo矿床，侵位较浅( 5 km)的岩体形成富Cu和Au的矿床(Robb,2005)，但有的说更深（姚凤良矿床学教程）WHY只有斑岩型MoAu矿床产于碱性（有斑岩型金钼矿吗？）火山成岩中心，与钙碱性岩石相比，碱性岩石虽然体积相对较小，但是由于其有独特的成分和矿化作用，是联系斑岩型和低温热液型矿床的关键，同时那些产于岩浆弧中的超大型矿床的形成，部分也与碱性岩有关