斑岩型矿床
斑岩型矿床
1.1 斑岩型矿床研究现状斑岩型矿床最早源于“斑岩铜矿”一词，由于上世纪初美国西南部亚利桑那州和新墨西哥州斑岩铜矿带的发现而得名，原意是指产于强烈绢云母化和石英化中酸性斑岩中的细脉浸染型铜矿（芮宗瑶等，1984）。
因为斑岩型矿床在共生火成岩组合、蚀变特征、矿化类型等方面具有全球性的广泛一致性，所以具有相似特征的钼矿床被称之为斑岩型钼矿床。
经过一个多世纪的发展演化，斑岩型矿床的概念业已逐步得到完善。
综合前人研究成果，可对斑岩型矿床作如下定义：斑岩型矿床系指与斑岩体（高位侵入体）有关的、以Cu、Mo、Au为主的多金属矿床，是热液矿床或岩浆－热液矿床的组成部分（芮宗瑶等，1984，2006）；斑岩型矿床可以产出在不同的构造环境（Sillitoe, 1972；安三元等，1984；Hou et al., 2003，2004；Cooke et al., 2005），其成因与大规模流体活动和钙碱性岩浆活动（Sillitoe, 1972；Dilles, 1987；Cline et al., 1991）有关；斑岩型矿床的典型特征是伴随有同心（环）带状蚀变及相应的细脉状和（或）浸染状金属矿化（Lowell and Guilbert，1970），矿体全部或部分产于中酸性（斑）岩体内。
典型的斑岩型矿床产出于岩浆弧环境（Hedenquist et al.，1998；Richards，2003），板片俯冲作用及其相关的地质过程被认为具有决定性的意义。
但这并不是说，斑岩型矿床产出的构造环境就只是单纯的俯冲和挤压。
以下构造条件也是斑岩型矿床的形成前提：（1）上地壳处于较长时期挤压状态后的应力松驰期；（2）成矿域存在早期深大断裂，而且这些断裂在应力松驰期活化张开（Richards, 2001），即斑岩型矿床常形成于构造机制的转化阶段，特别是挤压向伸展环境的转变。
由此，近年来研究认为斑岩型矿床不仅产生于岛弧及陆缘弧环境，成矿作用与大洋板片的俯冲有关（Sillitoe, 1972），也可以产出于碰撞造山环境（Hou et al., 2003，2004）及板内造山环境（安三元等，1984；罗照华等，2007a）。
宝山矿区斑岩型矿床地质特征与找矿思路
宝山矿区斑岩型矿床地质特征与找矿思路宝山矿区是我国重要的矿产资源区之一，位于江苏南部的宝应县境内，是一处以斑岩型矿床为主的矿区。
本文将分析宝山矿区斑岩型矿床的地质特征与找矿思路。
一、地质背景宝山矿区位于扬子板块东缘中段，是长江与淮河之间，由华南岩体与华北岩体相互交错的地带。
该地区早生代时期经历了岛弧的形成和消失，从而形成了岩浆-热液成矿作用的良好条件。
随着板块构造演化，该地区先后发生了多期活动的岩浆侵入和断裂变形作用，形成了一系列的斑岩型矿床。
二、矿床类型宝山矿区主要矿化类型为铜、钼、铅、锌、金、银等多金属矿床。
其中，铜、钼矿床主要分布在宝山南部和西南部，以斑岩型矿床为主，富含铜、钼等元素。
铅、锌矿床则主要分布在矿区东部和北部，以层控型矿床为主。
金、银矿床则分布广泛，主要是以层控型、脉状型和胶体型为主。
三、地质特征1. 斑岩体：宝山矿区的斑岩体主要是花岗斑岩、斑岩和正长岩等，都是岩浆热液作用的产物。
这些斑岩体与区域断裂和构造破碎带密切相关，形成了多个矿化中心。
2. 矿化类型：宝山矿区的矿化类型多样，主要包括硫化物型、氧化物型、碳酸盐型和含钼型矿床。
这些矿床的矿物组成、成矿物质来源和成矿环境各异。
3. 矿化特征：宝山矿区的铜、钼矿床主要由斑岩体内嵌的硫化物矿物组成，包括黄铜矿、黄铜母矿、闪锌矿、黝黑铜矿等。
这些矿物形成了复杂的矿物粒度和组成结构，有些还具有显微孪生现象。
另外，钼矿床中还含有蓝鸟石、黄钾石、鸟石石等常见的硅酸盐矿物。
4. 控矿因素：宝山矿区斑岩型矿床控矿因素主要是构造和岩体特征。
区域性断裂和构造破碎带是矿床形成的重要地质背景，是矿床形成的重要条件。
而岩体特征主要是指斑岩体的形状、构造和化学成因等，这些因素都对矿床的形成、成矿物质的来源和矿床特征产生了影响。
四、找矿思路1. 选址：在找矿前需要对区域的地形、地质、地球物理等方面进行综合分析，选择可能具有矿化条件和找矿潜力的区域。
2. 实施地质调查：在选定的矿区内进行实地地质调查，主要包括岩石、地形、地貌、断层、岩浆岩、热液交代等方面的调查和分析。
热液矿床类型及特征(斑岩型矿床)
斑岩型矿床
--特点
• 经济特点
矿床埋藏深度浅，适合于大规模、机械化露天开采。
矿石品位较低（ Cu 一般为 0 .4 - 1 % ) ，但矿化分布均匀， 矿石工艺性能稳定，可选性好。
矿床常成群、成带分布，规模巨大;
矿石中常伴生有多种有用组份可供综合利用，除 Cu 、 Mo 、Au 、W 、Sn 、Pb 、Zn 外，尚可综合回收 Ag 、 Re(铼)、 Co 、S 、Se(硒)、Te(碲)等元素。
本节内容
斑 斑岩型矿床的概念 岩 斑岩型矿床的形成条件
斑岩型矿床的特点
型 斑岩型矿床的成因 矿 斑岩型矿床的类型 床
斑岩型矿床
① 物理化学条件 ② 岩浆岩条件 ③ 地层条件 ④ 构造条件
--形成条件
斑岩型矿床 形成条件——物理化学条件
• 温度 • ——斑岩型矿床的形成经历了高、中温热液阶段 • ——黑云母化和钾长石化形成于 700 ~ 600 ℃ • ——石英-绢云母化形成于 420 ℃ 左右 • ——泥化蚀变形成于300 ~ 100 ℃ • ——硫化物形成于 350 ~ 250 ℃ • 深度 • ——中深到浅成的范围（2 ~ 5公里） • （次火山环境的产物）
非金属矿物主要为石英，次为绢云母、绿泥石、重晶石等。
斑岩型矿床
--特点
• 地质特点-矿石组构
矿石构造以细脉浸染状为主； 由矿化中心向外依次为：浸染状→细脉浸染状→细脉状、脉状。
斑岩型矿床
--特点
斑岩型矿床典型矿化及其分带
斑岩型矿床典型矿石构造及其分带
斑岩型矿床
--特点
• 地质特点-矿床的氧化和次生富集作用
这是当前世界上最大的人为挖掘矿坑
斑岩型矿床
--概念
高级矿床学8找矿案例斑岩矿床
高级矿床学-斑岩型矿床
斑岩铜矿
h
1
斑岩铜矿(Porphyry copper deposits)为世界提供了 50% 以上的 铜金属(over 100 producing mines)。 Their close relatives the porphyry moly deposits produce 70% of the world's moly. Both deposit types will be discussed separately, but they share many characteristics and are formed in somewhat similar manners.
The deposit occurs in a triangular zone of disseminated and veinlet copper
sulfide mineralization 1.5 x 2.5 km in plan and at least 500 meters in thickness.
典型斑岩铜矿床呈圆筒状，产于岩株状岩体中，出露面 积为1.5 x 2 km （椭圆状），核部为斑岩质，向外到边 部为中—粗粒等粒的成分相似的岩石。
主岩岩石学
一般地，容矿主岩为长英质侵入体，成分为石英正长岩、 石英二长岩、花岗闪长岩系列；闪长岩—正长岩系列
h
4
热液蚀变
Lowell and Guilbert 总结的斑岩铜矿蚀变模式，围绕斑岩株依次出现4个蚀 变晕
斑岩型矿床
◆蚀变分带
• 斑岩型矿床具有特征的热液蚀变 分带(Beane1981), 通常呈环带 状绕含矿岩体分布, -早期的K硅酸盐 -石英绢云母化 -青磐化带 -泥化蚀变, • 蚀变分带为判断斑岩体剥蚀程度 和工程勘查提供了重要的指示性 标志 • 矿化(矿质沉淀)发生于钾化带化 带与绢英岩化带的过渡部位
蚀变套合
• • •
在岛弧造山环境,如在菲律宾LepantoFSE矿区,类似的高级泥化蚀变也大量发 育 这种主要由石英和明矾石构成的高级泥 化蚀变带产于斑岩铜矿体的侧翼,并叠加 于斑岩型热液蚀变系统的顶部, 严格受近水平的断裂控制高级泥化蚀变 岩呈平卧的透镜状,包裹典型的浅成低温 热液硫砷铜矿金矿体(图3),反映高级泥化 蚀变是浅成低温热液系统的典型产物“
• 埃达克岩多数产于岛弧环境，并与弧火山岩伴生 的重要事实使人相信,埃达克岩是俯冲到一定深度 的洋壳板片(MORB)发生部分熔融的产物
• 在安第斯陆缘弧(智利北部),产出 巨型斑岩铜矿的钙碱性含矿斑岩 也具有埃达克岩岩浆亲合性，这 些晚中新世-早上新世斑岩的Sr变 化于(230~1950)X10-6,变化于 (5~16)X10-6间,Sr/Y比值变化于 20~130之间,处于埃达克岩区内, 显示典型的埃达克岩地球化学特 征； • 根据区域构造分析,Oyarzun等 (2001)提出,大洋板片俯冲角度变 缓是形成这些埃达克质含矿岩浆 的主要动力学机制
智利北部 (ａ)和青藏高原 (ｂ)斑岩铜矿带含矿斑岩的Ｙ ＿Ｓｒ/Ｙ点图埃达克岩与典 型弧岩浆岩的分区界线据Ｄ ｅｆａｎｔｅｔａｌ.,1990
•
青藏高原的两条斑岩铜矿带的喜山期含矿斑岩也具有埃达克岩岩浆亲合性.然 而,这些岩石相对富钾(K2O:3.02%~8.56%),属高钾钙碱性系列和钾玄岩系列,
第六章3 斑岩型矿床及玢岩型矿床
Stockwork of wolframite-bearing fractures cutting intensely altered breccia
Mineralized breccia containing granite clasts with wolframite-bearing fractures that are truncated at the margins of the clasts, indicating that the granite was mineralized prior to the incorporation of the clasts in the breccia; wolframite (wf) also occurs as disseminated grains in breccia matrix
中国斑岩型矿床
陆内环境
陆内环境
大陆碰撞带
大陆碰撞带
陆内环境
From:侯增谦
中国东部燕山期陆内斑岩型矿床
德兴Cu-Au
冷水坑Pb-Zn-Ag
From:侯增谦
东秦岭斑岩Mo矿带
From:侯增谦
岩浆岩
在时间上、空间上和成因上均与斑状结构的中酸性浅成 − 超浅成侵入体有关，如花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、二长 斑岩、石英斑岩、粗安斑岩、英安斑岩等，它们常与玄武岩
Chalcopyrite disseminated along foliation planes and in a crosscutting quartz vein in deformed biotite-rich mafic breccia
From:gsc.nrcan.gc.ca
矿体形态产状
受侵入体和接触 面的形态产状、裂 隙构造等因素控制， 主要有柱状、筒状、 环状、似层状等
斑岩型矿床：分类、分布、动力学背景和侵入体
斑岩型矿床：分类、分布、动力学背景和侵入体Porphyry Deposits –Characteristics斑岩矿床的特征Large tonnage and low grade bulk mineable deposits大吨位低品位适于规模开采Large volumes of hydrothermal alteration大规模的热液蚀变Stockwork and breccia-hosted ore网脉状和角砾状矿石Related to porphyritic intrusions与斑状侵入体相关Supergene enrichment表生富集E27 Cu-Au porphyry, NSWCuMo (*10)Au (*10,000)钙碱性碱性高K 钙碱性岩浆中SiO2增加•早期形成的矿脉和蚀变矿物组合中磁铁矿含量递增•侵位深度的递减陆缘弧环境根据金属含量的分类Modified from Kesler (1973) and Thompson (1994)Modified from Blevin, 2003Magma Chemistry岩浆化学Cu -AuSn ±WMoWW -MoCu -MoSnIncreasing Fractionation结晶分异作用增强Increasing Oxidation氧化性增加Rb/SrFe 2O 3 /FeO10110010-110-110-210-3102101100103Metal endowment of intrusion-related deposits controlled by the magma’s:•oxidation state•compositional evolution •silica contentAnhydrite phenocryst with apatite inclusions, North Parkes, NSW与侵入岩有关矿床中金属总量受岩浆以下条件的控制•氧化态•成分演化•SiO 2含量Aktogay-Aiderly Cerro Colorado La Granja Radomiro Tomic Resolution Pima Cuajone Lone Star Morenci-Metcalf Rio Blanco –Los BroncesEl Teniente102030405060708090C o n t a i n e d c o p p e r m e t a l (M t )BehemothianSuper-giantOyu Tolgoi Grasberg Los Pelambres Cu-Mo deposits Chuquicamata Collahuasi Bingham Escondida El Salvador Cu-Au depositsButte Cananea Ray Cu-Au-Mo deposits204.3 Mt CuPebble Reko Diq Largest 25 PCDs -based on contained Cu (Mt)最大的25个PCD －根据Cu 金属量（Mt ）Location: Porphyry Cu-Mo Deposits位置：斑岩型Cu-Mo 矿床Porphyry Cu-MoNorthern ChileAktogay-AiderlySouthern PeruLa Granja ButteSW Arizona /SonoraCentral Chile Map source: 40080012001600200024002800GrasbergBingham Oyu Tolgoi Cadia district Kal'makyr Dalneye FSE/Lepanto Cerro Casale Panguna Ok Tedi Batu Hijau Minas Conga Tampakan Escondida El Teniente Galore Creek Alumbrera Frieda River Atlas Sar Cheshmeh Chuquicamata Sipilay G o l d (t o n n e s )Cu-Mo depositsCu-Au depositsCu-Au-Mo depositsPebble Reko Diq Kerr-S-M Largest 25 Au-rich PCD -contained Au (t)最大的25个富Au PCD –含Au （t ）Map source: Gold-rich porphyry copper districts富金斑岩铜矿地区Batu HijauAlmalyk Porphyry Cu-Au 斑岩型Cu-Au 矿床Oyu Tolgoi Cerro Colorado Bajo de la Alumbrera Minas CongaReko DiqCadiaPangunaPhilippinesPNG –Irian JayaGalore CreekDalneyeCerro CasaleLa EscondidaPorphyry Cu-Au-Mo斑岩型Cu-Au-Mo 矿床Bingham CanyonSar ChesmehPebbleEpochs of porphyry deposit formation斑岩型矿床的形成时期Calc-alkalic（钙碱性）High-K calc-alkalic（高K钙碱性）Alkalic（碱性）Magmatic affinity Tectonic Setting岩浆种类构造背景0100200300400500Age (Ma)Age (Ma)01002003004005001020Continental arc（陆缘弧）Island arc（岛弧）Collision zone（碰撞带）Arc of unknown type（不明类型弧）Data source: Kirkham & Dunne, 1999Compressional arc settings 05 km5 km PhilippineSeaBoholSeaL. MainitNImage courtesy of David Braxton and Anglo AmericanBoyongan/Bayugo Porphyry ComplexFore Arc 有利的地球动力学环境•Porphyry deposits emplaced within a narrow time interval斑岩型铜矿就位于一个很短的时间区间•Similar magma suites in each event在每期事件中呈现相近的岩浆组合•Similar metal suite in each event在每期事件中具有相似的金属组合•General relationship to subduction environment通常与俯冲环境有联系•Specific relationship to tectonic change与构造环境转变具有特定关系Porphyry Provinces斑岩省NazcaRidgeJuan Fernandez Ridge150 km BenioffcontourPeruChileTrenchLa Granja(10 Ma)Yanacocha (11 Ma)Minas Conga (20 Ma)Pierina(14.5 Ma)El Teniente (5 Ma)Cerro Casale(13.5 Ma)400 kmBajo de laAlumbrera(8-7 Ma)Río B lanco (6 Ma)Los Pelambres(10 Ma)7.8 cm/yrIncaPlateauNSouthAmericanPlateNazcaPlate Pascua-Lama(9–8 Ma)El Indio (8–5 Ma)80°W70°W60°W0°10°S20°N30°S40°S Ridge Subduction 海岭俯冲Triggered Miocene porphyry & HSmineralisation -central & northern Peru触发了中新世的斑岩和HS矿化—秘鲁中北部Triggered Late Miocene –Pliocene porphyry& HS mineralisation -Central Chile触发了晚中新世－上新世的斑岩和HS矿化－智利中部Source:/mgg/image/2minrelief.html菲律宾PhilippinesSource:/mgg/image /2minrelief.html200 km200 kmPhilippine PlateEurasian PlateMankayan district (2 –1 Ma)~8 Mt Cu & 37 Moz AuBaguio district (3 –1 Ma)~3 Mt Cu & 35 Moz AuMankayan district(2 –1 Ma)8 Mt Cu & 37 Moz AuaseismicScarborough RidgeImage courtesy of Paddy Waters, AngloAmerican (Philippines)Northern Luzon Tectonic Setting 吕宋岛北部构造背景Baguio district (3 –1 Ma)3 Mt Cu & 35 Moz AuSubducted part of Scarborough RidgeScarborough山岭的俯冲部分•Shallowing subduction angle使俯冲角度变小•Cessation of voluminous andesitic volcanism使大规模安山质火山作用停止•Thrust stacking & crustal thickening逆冲堆叠和地壳加厚•Giant earthquakes and propogation of deformation fronts强烈地震和变形前缘扩展•Formation of porphyry and epithermal deposits斑岩和浅成热液矿床的形成•Rapid uplift & exhumation快速隆升和剥蚀Cerro Aconcagua, ArgentinaRidge Subduction -Side Effects?海岭俯冲的副作用？Post-orogenic porphyry depositsCollision commenced ~65 MaPorphyries cluster at ~40, ~35, ~25 MaHabo造山后斑岩矿床碰撞起始于~65百万年斑岩集中形成于~40, ~35, ~25 MaXenolith of biotite quartz monzonitein QMP, North Parkes, NSW碱性PCD Intrusions侵入岩碱性PCD钙碱性PCD石英闪长斑岩,Far South East, Philippines石英二长斑岩North Parkes, NSW石英二长斑岩中有黑云母石英二长岩包体Intrusion Geometries侵入体形态QMP pipe, E27 Cu-Au PCD,North Parkes, NSWQMP 石英二长斑岩Biotite-altered trachyandesite 粗安岩被次生黑云母交代E27 open pit,North Parkes, NSWIntrusion Geometries侵入体形态Multi-phase intrusions多相侵入体•Multiple pipes, dykes or sills typicallycomprise mineralised intrusive complexes矿化侵入杂岩体通常由多个岩筒、岩墙或岩席组成•Only one or two intrusive phases createsignificant mineralisation只有一到两个侵入相产生重要矿化•A number of factors may affect anintrusion’s capacity to exsolve abundantvolatiles and metals, including:影响岩浆分出挥发份和金属能力的因素包括：•depth of emplacement侵位深度•volatile content挥发份含量•crystallisation history结晶史•seismic activity地震活动Early, high grade quartz monzonite porphyry cut by later, lower grade crystal-rich Quartz monzonite porphyry, North Parkes porphyry Cu-Au deposit, NSW3-D geology block modelDinkidi Stock (Wolfe, 2001)Multi-phase Intrusions多相侵入体侵入杂岩闪长岩二长闪长岩Dinkidi 岩珠二长岩二长岩脉岩Quan 斑岩正长岩石英碎屑角砾岩Biotite quartz monzonite xenolith in quartzmonzonite porphyry, NorthParkes, NSW 石英二长斑岩中的黑云母石英二长岩捕虏体NorthParkes, NSWMulti-phase intrusions多相侵入体黑云母蚀变粗面安山岩中的石英黄铜矿脉，被QMP 侵入体截断Truncated Veins被截断的矿脉Intrusion Geometries侵入体形态Laramide volcanic edificeLaramide Intrusive complexPC intrusionsArizona Cu-Mo PCDsOrdovician VolcanicsOrdovician Intrusive complexNorth Parkes Cu-Au PCDs•Plutons (deep) 岩体PCDPCD•Pipes 岩筒•Dykes (shallow) 岩墙EarlyLate •Stocks 岩株SubeconomicPCDSubeconomicPCDSections from Lang and Titley (1998) and Lickfold et al. (2003)E26E37E31E27E48E22E28Deposit Clusters矿床群Endeavour porphyry Cu-Au deposits, North Parkes, NSWYerington cross-section from Dilles et al. (2000)Batholithic Roots -Yerington, Nevada根部岩基Ann-Mason PCDMcArthur PCDMagmatic-Hydrothermal Transition Comb quartz layers (USTs) in intra-mineral monzonite,Ridgeway porphyry Cu-Au deposit, NSWVolatile accumulation -magmatic-hydrothermal transition挥发份聚集：岩浆－热液过渡成矿期二长岩中的梳状石英层二长岩中的梳状石英层3 cmUnidirectional solidification textures (USTs)单向固结结构（USTs ）Magmatic-Hydrothermal Transition岩浆－热液过渡Quartz USTs, North Parkes, NSW •Buoyant hydrothermal fluid migrates upwards through the melt and accumulates in the roof of the inwardly-crystallizing magma 热液流体向上运移，穿过熔体，聚集在向内结晶的岩浆房的顶部•Bands of distinctly prismatic crystals (e.g., qz, mt) grow downwards from the roof of the volatile pocket柱状晶体（如石英、磁铁矿）从挥发份囊的顶部向下生长；多批次形成多个带Volatile accumulationand UST growth挥发份聚积和UST结构的生长North Parkes, NSW (Lickfold et al. 2003)USTs Vein-dykesMagmatic-Hydrothermal Transition岩浆－热液过渡Felsic magma Volatile migration •Tectonic trigger (e.g., ridge subduction)大地构造引发•Multiple phases of intrusive activity –one or more of which efficientlyconcentrates and releases metals 多相侵入活动–其中的一或多期有效聚集和释放金属•Incompatible behaviour of metals and volatiles allows magmatictransport of metals and sulfur 金属和挥发份的不兼容性使得岩浆能搬运金属和硫•Cycles of volatile accumulation and release at the apex of the mineralizing intrusion (multipleseismic events)多周期挥发份聚积和释放发生在成矿岩体的顶部(多次地震)•Fluid exsolution may be triggered by mafic magma underplating of felsicmagma chamber 流体分离可以由长英质岩浆房下的镁铁质岩浆垫托诱发Porphyry ore genesis 斑岩矿床成因Mafic magma (?)Outflow and mineralisation Episodic fluid accumulation and releaseS e v e r a l k m s。
6-斑岩型矿床
二、斑岩型矿床 o 大地构造背景
1. 概念及特点
— 斑岩型矿床主要产于汇聚板块的边界，包括 大洋板片俯冲产生的岛弧和陆缘弧环境 （滨 太平洋带） ，以及陆 − 陆碰撞造山 （特提斯 − 喜马拉雅带，中亚−蒙古带）环境。
z 岛弧环境的斑岩型矿床： 主要环绕西太平洋广泛分布 （印尼、菲律宾、巴布亚新 几内亚、澳大利亚等国）
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
Hale Waihona Puke z 陆缘弧环境的斑岩型矿床：广泛分布于太平洋东海 岸，经典成矿省包括安第斯中部（智利、阿根廷、秘 鲁）和美国西部
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
z 碰撞造山环境的斑岩型矿床： 主要分布于特提斯 − 喜马拉雅带（西起西班牙，经克罗地亚、罗马尼亚、 保加利亚、土耳其、亚美尼亚、伊朗、巴基斯坦，东 到中国西藏和缅甸等地）和中亚 − 蒙古带（西起乌兹 别克斯坦和哈萨克斯坦，经中国新疆、甘肃和内蒙， 东到黑龙江）
Phyllic zone
ne zo
fresh intrusion
二、斑岩型矿床 t 矿体形态产状
1. 概念及特点
—受侵入体和接触面的形态产状、裂隙构造等因素控 制，主要有柱状、筒状、环状、似层状等 Simplified geologic map of the Yulong Cu (Mo) deposit
中亚−蒙古带
1. 概念及特点
特提斯−喜马拉雅带
滨太平洋带
Distribution of porphyry Cu-Mo deposits worldwide
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
德兴 玉龙
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
世界超大型斑岩铜矿(Cu储量>500万t)时代分布
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中国大陆环境斑岩型矿床包括斑岩型Cu（-Mo、-Au）、斑岩型Mo、斑岩型Au和斑岩型Pb-Zn 等矿床类型,主要产出于青藏高原大陆碰撞带、东秦岭大陆碰撞带和中国东中部燕山期陆内环境,在地球动力学背景、深部作用过程、岩浆起源演化、流体与金属来源等方面与岩浆弧环境斑岩型矿床存在重要差异。
在大洋板块俯冲形成的岩浆弧,主要发育斑岩Cu-Au矿床或富金斑岩Cu矿（岛弧）和斑岩Cu-Mo及斑岩Mo矿床（陆缘弧）。
相比,在大陆碰撞带,晚碰撞构造转换环境发育斑岩Cu、Cu-Mo和Cu-Au矿床,矿床受斜交碰撞带的走滑断裂系统控制,后碰撞地壳伸展环境则主要发育斑岩Cu-Mo矿床,矿床受垂直于碰撞带的正断层系统控制;在陆内造山环境,早期发育斑岩Cu-Au矿床,晚期发育斑岩Pb-Zn矿床,它们主要沿古老的但再活化的岩石圈不连续带分布,受网格状断裂系统控制;在后造山（或非造山）伸展环境,则大量发育斑岩Mo矿和斑岩Au矿,它们则主要围绕大陆基底—克拉通（或地块）边缘分布,受再活化的岩石圈不连续带控制。
大陆环境斑岩Cu（-Mo,-Au）矿床的含矿斑岩多为高钾钙碱性和钾玄质,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学特性。
岩浆通常起源于加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳。
上地幔通过三种可能的方式向岩浆系统供给金属Cu（和Au）：①提供大批量的幔源岩浆并底垫于加厚下地壳底部,构成含Cu岩浆的源岩;②提供小批量的软流圈熔体交代和改造下地壳,并诱发其熔融;③与拆沉的下地壳岩浆熔体发生反应。
大陆环境含Mo岩浆系统高SiO2、高K2O,岩相以花岗斑岩为主,花岗闪长斑岩次之,既不同于Climax 型,又有别于石英二长斑岩型Mo矿床,岩浆起源于古老的下地壳。
金属Mo主要为就地熔出,部分萃取于上部地壳。
大陆环境含Pb-Zn花岗斑岩多属铝过饱和型,与S型花岗岩相当,以高δ18O（〉10‰）和高放射性Pb为特征,Sr-Nd-Pb同位素组成反映其来源于中下地壳的深熔作用,金属Pb-Zn主要来源于深融的壳层。
大陆环境含Au岩浆系统以富B花岗闪长斑岩为主,常与矿前闪长岩密切共生。
Sr-Nd-Pb同位素显示,含Au岩浆主要来源于上部地壳,但曾与幔源岩浆发生相互作用。
金属Au部分来源于上地壳,部分来源于地幔岩浆。
大陆环境斑岩型矿床显示各具特色的蚀变类型和蚀变分带,其中,斑岩型Cu（-Mo,-Au）矿热液蚀变遵循Lowell and Guilbert模式;斑岩型Mo矿主要发育钙硅酸盐化、钾硅酸盐化和石英-绢云母化;斑岩型Pb-Zn矿主要发育绿泥石-绢云母化和绢云母-碳酸盐化,缺乏钾硅酸盐化;斑岩型Au矿强烈发育中度泥化。
斑岩型矿床的成矿流体初始为高温、高fO2、高S、富金属的岩浆水,由浅成侵位的长英质岩浆房在应力松弛环境下出溶而来,晚期有天水不同程度地混入。
Cu、Mo、Pb-Zn 通常沉淀于流体分相和流体沸腾过程中,而Au则主要沉淀于岩浆-热液过渡阶段。
斑岩型矿床过去又称为“细脉浸染型”矿床，主要以铜、钼为主。
近年来，又发现了斑岩钨矿（据统计有1／3的斑岩钼矿中均含钨，而所有斑岩钨矿中均含钼）、斑岩锡矿（玻俐维亚一个锡矿床，五十年代集中开采脉状富锡矿体，1979年发现斑岩中有蚀变和角砾岩化，普遍含Sn 0.2-0.3％，紧接此成矿带的秘鲁也发现了巨型的斑岩锡矿，矿石品位Sn0 .05-0 .08％，储量约180 x106t）、斑岩金矿以及斑岩铅、锌矿床等。
上述矿床在我国南岭等地区也有分布。
它们的特点如下：①矿床规模大，如斑岩铜矿是当前世界铜矿床的主要类型，占世界已探明铜储量的一半；②埋藏浅，易于开采；③矿床常呈带状分布，这和斑岩体受一定构造带控制有关；④矿石品位较低，但矿化分布均匀；⑥矿石成分简单，易选；⑥可供综合利用的矿产多，除Cu、MO、W、Sn、Pb、Zn外，尚可综合利用Au、Ag、Se、Te、Re等元素。
下面以斑岩铜矿为例说明其地质特征和成因。
斑岩铜矿床（又称细脉浸染型铜矿）的主要地质特征如下。
在时间上、空间上，成因上矿床均与斑状结构的中酸性浅成或超前成的小侵入体有关，如花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、石英斑岩。
这些斑岩虽不完全分布于火山岩地区。
但常和玄武岩一安山岩一英安岩一流纹岩等钙碱性系列的喷出岩有联系，而这些火山岩往往构成断续相连长达几千公里甚至几万公里的“安山岩带”（它们绝大部分属陆相建造），受断裂凹陷带或凹陷盆地控制。
而斑岩体以小侵入体或次火山岩体产出，出露面积不大，一般小于1 km2（如江西德兴朱砂红岩体仅0.02km2），也有达十余平方公里的（如黑龙江多宝山岩体）。
据我国34个斑岩铜矿床及矿化点的统计，岩体出露的面积如下：出露面积岩体数所占数量比有关矿床所占储量比（平方公里）（个）（％）（％）＜1 25 73 86.31-2 3 9 0.9＞2 6 18 12.8矿化多集中在岩体顶部，岩体形态复杂，以岩株、岩筒状对成矿较有利。
岩体时代一般较年轻，我国在早元古代地槽凹陷期，随海底火山喷发，伴随有中酸性次火山岩小侵入体，形成山西铜矿峪式矿床，而典型的斑岩铜矿床从晚古生代到中新生代，尤以中新生代占绝对优势。
在中生代主要是燕山期，发育有与陆相火山一次火山岩有关的一系列斑岩型矿床（Cu、Mo、Sn、W、Pb、Zn等），直到喜山期仍有矿化。
国外已知斑岩铜（钼）矿床的成矿时代，主要集中在中一新生代褶皱带中，属侏罗一第三纪。
矿床受区域断裂一构造带控制，故常呈带状分布。
矿体常受次一级构造控制，即岩体和围岩中的微断裂控制（层间裂隙、片理、原生裂隙等）。
另外有的斑岩中角砾岩化或角砾岩体很发育，它与成矿关系密切，常构成斑岩铜一钼矿床的一种类型。
据研究这类角砾岩体的成因有爆发型、崩塌型及热液侵入型三类，它们都与剧烈的气液活动有关。
它们的形成深度一般不超过2-3km，崩塌型角砾岩相对更浅些。
角砾岩体常在断裂构造交叉地段，在一个地区常成群出现，且沿一定构造方向分布，这种角砾岩体常呈筒状分布于斑岩体中及其附近，直径几十-几百米。
角砾成分随围岩不同而有变化，角砾大小不一，小者呈碎屑状，大者可达1-2m，互相混杂。
矿体由细脉浸染状矿石组成，赋存于岩筒内。
据统计：南北美洲58个斑岩铜矿床，产在角砾岩筒中的占70%，且富含Gu、Mo、Au、Ag。
我国河南、江西、海南岛等地也有发现。
它是寻找斑岩型矿床的重要标志之一。
矿体的围岩岩性对成矿有一定影响，如为硅铝质岩石，裂隙又不发育，岩石致密，可作为岩体顶盖的“隔挡层”，使矿液不易流通和散失，有利于矿液在岩体内部特别是顶部和接触带成矿，如多宝山矿床，岩体顶部为奥陶纪安山玢岩覆盖，岩体内矿化富集。
如围岩为碳酸盐岩石，因其化学性质活泼，易于交代而形成品位较富的脉状或似层状矿体，或沿接触带或其附近形成矽卡岩型矿体。
这时岩体内为细脉浸染型矿石，接触带及围岩中则为致密块状硫化物矿石。
由于围岩性质的复杂多样，导致矿化类型的多样性，因此斑岩型矿床常与其它类型矿床，如脉状铜矿或矽卡岩铜矿床相伴生。
例如美国大型的比尤特铜矿，过去一直开采脉状铜矿，在开采九十年之后，即到本世纪五十年代初，才开采大矿脉旁的细脉浸染型矿石。
到1964年露天采场生产的铜已占全矿山铜产量的56％。
我国江西城门山、湖北封山洞及西藏玉龙矿区，除有矽卡岩铜矿、块状硫化物铜矿外，还有细脉浸染型铜矿床。
可见，在一定的地质条件下，在已知有矽卡岩铜矿床或脉状铜矿床的地区及其附近，应注意找寻斑岩型铜矿床，反之亦然。
矿床的围岩时便很发育，蚀变范围可达几百米到几千米。
常具明显的，有规律的水平和垂直的分带现象。
多数情况自岩体中心向外可分为：①甲化带（钾质蚀变带）：包括钾长石化和黑云母化。
主要矿物为钾长石、黑云母、石英。
②石英-绢云母化带（似千枚岩化带）：主要矿物成分有石英、绢云母、少量黄铁矿。
③泥化带（粘土化带）：矿物成分有高岭土、绢云母、石英、绿泥石。
④青盘岩化带：矿物成分为绿帘石、绿泥石、绢云母、石英、黄铁矿。
上述四个带在一个矿床中不一定都存在，可以是其中某一两个带特别发育。
据研究我国大部分斑岩铜（钼）矿床泥化带不发育。
最重要的是钾化带和石英一绢云母化带。
其蚀变强度和范围直接影响到矿化的规模。
所以围岩蚀变呈带状分布的特点，可作为寻找斑岩铜矿的有效标志。
矿体形态主要受各种复杂地质条件控制，如侵入体的形态、接触面的形状和产状、成矿前的裂隙构造及围岩蚀变等。
如果整个岩体都矿化（全岩矿化），则矿体形状多呈柱状、筒状，如沿接触带矿化，矿体则多呈环状、似层状，如围岩为裂隙发育的硅铝质碎屑岩，则以细脉浸染体为主，沿裂隙矿液集中，矿化强烈，如德兴斑岩铜矿，矿石储量约2／3产在围岩中。
如沿岩体内外构造破碎带成矿，则多呈脉状、条带状等。
如岩墙或岩床状侵入体，全岩矿化，则矿体多呈板状。
矿石重金属矿物有黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、辉铋矿、津、银等矿物，常伴有黄铁矿。
非金属矿物多为石英、重晶石等。
矿石构造以细脉侵染状为主，也有呈致密块状、角砾状的等等。
矿石品位一般较低，但矿化均匀。
矿化分带明显；自矿化中心向外为：Mo-Mo、Cu-Cu-Cu、S（黄铁矿）-Au、Ag。
斑岩铜矿的成因认识过去一直被认为是中温热液矿床，但经矿物包裹体测温和实验证明，斑岩蚀变的开始温度为600-700℃，金属硫化物大多数形成于350-2500C，并一直延续到低温阶段，在成矿过程中曾有沸腾现象。
以上说明矿床的形成经历了从高温到低温的过程。
矿床形成的深度介于中深到浅成的范围。
与矿化有关的斑岩，多数是在钙碱系列火山喷发末期或间歇期侵入的，是次火山环境的产物。
它们与火山岩浆同源，与相应的火山岩密切共生，故认为是典型的次火山-热液矿床。
矿化系统（包括矿床顶、底板的无经济价值部分）实际上跨在火山环境与侵入环境之间的分界线上下，垂直延深约数公里，顶部为一成层火山岩，底部由含网状矿脉和钾化的侵入岩株过渡到未蚀变的较大的深成岩体。
关于斑岩及铜、铂等金属来源，多数人根据同位素分析和岩石中金属含量对比等资料，认为含矿斑岩体和大部分矿质是来自地壳深处-上地慢和地壳分界面附近分异出来的中-中酸性岩浆。
它们通过深大断裂，上侵到1.5-3 km或更浅部，由于温度、压力骤然降低，岩浆迅速冷却成斑状岩石，随即开始钾长石化（450-600t）、石英一绢云母化，（300-450℃）以及各阶段的矿化作用，形成一个统一的连续的过程。
又据氢、氧同位素资料，含矿热液可能部分地来自大气降水，少部分铜可能来自围岩。
因此有人认为，斑岩铜矿的形成是由深部上升岩浆热液与围岩地下水对流循环相互作用的结果。
被烤热的地下水中富含Na、Ca、Cl 等并含有金属元素，既能提供部分成矿物质，又对矿石的沉淀起到重要作用。
近年来，不少学者试图以板块构造理论为基础，建立斑岩铜矿的成因模式，R．H．西里托提出的模式就是一例。