斑岩型矿床：热液蚀变和矿化
斑岩铜矿矿床研究综述
１ 时 空 分 布
１ １ 时代 分布 ． ．
斑岩铜矿形成时代集 中在 中、新生代 ，其次是古生代 ，前寒武纪斑岩铜矿床 目前发现较少。据芮宗瑶 （０４ ２０ ）统计 ， 世界上超过 ５０ ｔ ０ 万 的斑岩铜矿集中分布于新生代 ，大约 占 ５． ％，中生代约 占 ３％…。 ９５ ５ 斑岩铜矿形成时代极不均一 ，有随时代变新、矿床数 目增多、矿化强度加大等特征。形成原 因有两种观 点 ：一是认为斑岩铜矿主要形成于板块汇聚区，而在前寒武纪全球板块活动机制尚未完善 ，大规模板块活 动尚未形成 ，斑岩铜矿化 自然很少 。而中新生代是板块活动最强烈时期 ，也是斑岩铜矿形成的高峰期 ；另 种观点则认为，由于斑岩铜矿形成于板块俯 冲、碰撞带 ，这些带的后期发育往往形成造山带 ，成为主要
造 山带 的断裂系统 和基底 线性 断裂 构造 控制 。 总结 以上研究 成果 ，会 聚板块 边缘是 斑 岩铜矿形 成最 重要 的成矿 地质 背景 ，无论 是 岩浆 弧环境 还是 大 陆环境 。 同时 ，某些 大陆 环境 中的斑 岩铜 矿 （ ：西 藏 冈底 斯斑 岩 铜矿 带 ） 如 ，成 矿作 用 是在 洋 陆俯 冲基 础
上实现的陆陆碰撞条件下形成的，二种作用之间的相关性和继承性如何？应加以分析和研究 。
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妻位比变也小且较稳定 铅 素值化较 同
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等２），矿质来源比＿ ，匀 石 ‘ ，０ ０ 主 １ 牧 间早
５） ０％０
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ｌｔ 等 （９ ４ ｉｅ ｓｒ １７ ）首次开展碰撞造山环境斑岩铜矿 的研究 ，拓展 了经典斑岩铜矿成矿模 型 。近年来 ，中 ］ 国矿床学家的研究也发现 ：斑岩铜矿不仅可产于成矿模型所记录的岛弧及陆缘弧环境中，还可以产于碰撞 造 山带中 （ 如青藏高原） 甚至形成于陆内环境中 （ ， 如德兴） 。形成于碰撞造山带及陆内环境 的斑岩铜矿 ，
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）。
斑岩型铜矿的特征及研究进展
斑岩型铜矿的特征及研究进展摘要本文简要介绍了斑岩型铜矿的基本地质特征以及近年来对斑岩型铜矿研究的一些进展。
主要包括斑岩型铜矿产出的大地构造环境；成矿物质和成矿流体的来源；与成矿有关的岩浆及岩浆岩在成矿过程中的演化以及过渡岩浆的作用；最后介绍了多数人比较认可的一般成矿模式。
关键词斑岩型铜矿成矿物质成矿流体成矿模式岩浆演化斑岩型铜矿是世界上最重要的矿床类型之一，约占世界铜总储量的50%以上。
这类矿床存在4个特点：一大二贫三易选四露天。
尽管其品味低，但其规模巨大，全岩均匀矿化，埋藏浅，适于露采，选矿回收率高，并且常伴有Mo、Au、Ag等有益元素可综合利用等特点，成为世界上最重要的铜矿类型。
一、斑岩型铜矿的地质特征1.基本地质特征斑岩型铜矿是与陆相次火山热液作用有关的矿床。
在时间上、空间上、成因上斑岩型铜矿均与斑状结构的中酸性浅成或超浅成的小侵入体有关。
斑岩铜矿形成的时代主要集中在中、新生代，其次是古生代，前寒武纪斑岩铜矿床目前发现较少。
斑岩铜矿矿床具有明显的线性分布特征，绝大多数超大型斑岩铜矿床分布都不是独立的，在一定区域范围内常与同一类型的几个矿床共生。
2.围岩蚀变特征斑岩铜矿在热液蚀变类型、强度和规模等方面变化很大，但是代表性的蚀变带普遍存在，并具明显的分带性。
斑岩铜矿有其特征的蚀变组合及其分带模式，俗称“大白菜模式”，由内到外依次为: 石英内核→钾化带( 黑云母—钾长石带) →似千枚岩化带( 绢云母—石英带) →泥化带→青磐岩化带。
石英内核是早期岩浆结晶的产物；黑云母—钾长石的交代现象是一种阳离子交换反应；石英—绢云母带围绕和部分叠加在钾化带上，由于它与泥化带往往赋存在内部钾化带和外部青磐岩带之间，故也称之为中间带，其特点是钾长石和斜长石均绢云母化，角闪石和部分黑云母也变成了绢云母、黄铁矿、金红石等；泥化带（高岭石—蒙脱石化）的斜长石变化最为明显，靠近矿体的斜长石多蚀变成为高岭石。
二、全球分布特征及大地构造环境从世界已知斑岩铜矿分布情况看，大致分为环太平洋、特提斯－喜马拉雅、古亚洲（中亚成矿带）3个全球性成矿域。
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
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word版
斑（玢）岩型矿床姓名：班级：学号：日期：斑岩型矿床一、斑岩型矿床的概念空间分布和成因上与一些弱酸性的斑岩类小侵入体有关，规模巨大，低品位的细脉浸染型矿床其矿体可以产在斑岩体内部，也可以产在围岩中。
二、斑岩型矿床的特点1、矿化在时间上、空间上、成因上与斑状结构的中酸性浅成、超浅成的小侵入体有关，如花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、石英斑岩等。
2、具有一定的面型矿化蚀变分带性，硫化物大量出现，富含黄铁矿。
3、矿石具细脉浸染状构造三、斑岩型矿床的形成条件1、成矿地质环境条件：位于活动大陆边缘、岛弧和板块内部构造岩浆活动带内2、成矿时代：有重要意义的斑岩型矿床均出现于显生宙，特别是中、新生代，其次是晚古生代。
四、矿床实例斑岩铜（钼）矿床1、斑岩铜矿床的概念及特征斑岩型矿床以斑岩型铜（钼）矿床为主，又称细脉浸染型铜（钼）矿床，是目前最重要的铜矿床和钼矿床类型，约占世界已探明铜矿储量的一半，钼矿储量的三分之二。
美国、智利、秘鲁三个主要产铜国家的铜矿储量的80~90%来自斑岩型铜矿床。
近年来，我国江西、云南、黑龙江、西藏、河南等地也相继有所发现，斑岩型铜矿床已成为我国的主要铜矿床类型。
斑岩型铜矿床以其埋藏浅、品位低、规模大为特征。
铜品位一般在0.4%左右，少数可达0.8%，单个矿床的铜储量可达百万吨，矿石中除伴生钼外，还有金、银等元素可综合利用斑岩型铜（钼）矿床常成群成带出现，构成成矿区或成矿带。
有时斑岩铜矿床还和其它矿床类型相伴产出，构成一个成矿系列。
2、成矿地质条件（1）、岩浆岩条件中酸性、钙碱性、浅成或超浅成、小型斑岩侵入体(花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩等)，岩体规模较小(<1-2km2) 个别达10余km2，岩体的形成时代以中―新生代为主，化学成分以富钾为特征（K2O>Na2O），岩体的酸性程度影响矿化类型。
SiO2 62-68%的斑岩---以铜为主的矿床；SiO2＞68%的斑岩---以钼为主的矿床（2）、构造条件、含矿斑岩的侵入大多和深大断裂有关，矿床常呈带状分布，分布于深断裂两侧的次级断裂构造系统中。
斑岩型矿床：热液蚀变和矿化
Potassic Alteration 钾化蚀变
钾长石蚀变和石英网脉
Orthoclase alteration and quartz vein stockwork, Cerro Casale, Chile
Potassic alteration associated with ‘stockwork’ vein arrays
• Weakly to moderately developed secondary alteration assemblage that typically preserves primary rock textures 微弱到中等发育的次生蚀变，一 般保留原岩结构
• Can occur as pervasive or selectively pervasive replacements, or as vein halos可以呈弥漫状、选择性 弥漫状或脉的晕
200 m
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• Understanding their spatial distributions is vital for exploration
理解他们的空间分布是找矿勘探的 关键
Stockwork quartz veins overprinted by advanced argillic alteration, Caspiche, Chile
Moderate
Selectively pervasive Kf (chl)
Strong
Pervasive Kf
Intense
Pervasive Kf
Vein types (Gustafson and Hunt, 1975)
脉的类型
A veins: Granular quartz‐K‐feldspar‐anhydrite‐sulfide veins • Generally lack internal symmetry • Irregular and discontinuous
绢英岩化
• Intermediate argillic 中级泥化
• Advanced argillic 高级泥化
• These assemblages form at discrete points in space and time during the formation of porphyry deposits
Alteration + mineralisation
蚀变和矿化
• Porphyry deposits are characterized
by several alteration assemblages:
斑岩矿床具有以下蚀变组合特征
• Potassic
钾化
• Propylitic
青盘岩化
• Phyllic (QSP)
交代碳酸盐型Zn‐ Pb‐Ag±Au矿化
远端Au/Zn‐Pb矽卡岩
中硫型浅成低温 热液Au‐Ag矿化
Porphyry deposits: Hydrothermal alteration and mineralisation
斑岩型矿床：热液蚀变和矿化
Quartz‐magnetite‐chalcopyrite veins in potassic‐altered monzodiorite, Grasberg
D veins: Late pyrite veins • May contain minor bornite, chalcopyrite, enargite, tennantite, sphalerite and/or galena • tion halos
脉体两侧的晕
Vein (quartz stockwork)
脉
Rio Blanco
Alteration intensity
蚀变强度
蚀变强度增加
Increasing alteration intensity
decreasing textural preservation
Weak
Selevtively pervasive Chl
这个具有巨大影响力的模型是在对亚利桑 那Kalamazoo斑岩铜矿床的研究基础上建立 起来的
Alteration and sulfide zonation
蚀变分带
蚀变分带 青盘岩化
矿化分带 边缘带
矿壳
黄铁绢英岩化
钾化
低黄铁矿壳
黄铁矿壳
低品位矿
边缘带
The porphyry Cu model – 1975
蚀变叠加
岩浆后
早期热液
晚期热液
热泉
Modified after Gustafson and Hunt 1975
The porphyry Cu model ‐ 2010
斑岩铜矿地质模型
高硫型浅成低温热液 Au±Ag±Cu矿化
岩盖的底部
次浅成低温脉状 Zn‐Cu‐Pb±Ag±Au 矿化
高硫型浅脉状Cu‐ Au±Ag矿化
后期硫化物脉，含黄铁矿，较少的斑铜矿、黄 铜矿、硫砷铜矿、砷黝铜矿、闪锌矿和方铅矿， 脉石为石英和硬石膏，有绢英岩化蚀变晕
“A” veins “B” veins “D” veins
Relative temporal relationships
相对时间关系
stage 1 vein cut by stage 2 vein sericite – pyrite – quartz vein
biotite – magnetite – albite
1a
1
Quartz – albite – K‐feldspar ± pyrite
2
– chalcopyrite – molybdenite vein
成因序列建立于对穿插关系的仔细观察
2
Paragenesis constructed from careful observation of cross cutting relationships
石英网脉叠加了高级泥化蚀变
Alteration and vein textures
蚀变和脉体的结构
Pervasive (Strong K‐feldspar alt)
弥散状
Selective (chl‐alt mafics, ser‐chl alt fsp)
选择性
Vein Halo (Kf selvage to tm vein)
脉由等粒状石英、钾长石、硬石膏‐硫化物组成， 内部不对称，边界不规则，不连续
B veins: Continuous planar quartz veins • Contain molybdenite • Lack K‐feldspar and obvious alteration halos
过渡石英脉，连续，边界平直，含辉钼矿，缺 少钾长石和相关蚀变晕
The porphyry Cu model – 1970
(Lowell and Guilbert, 1970)
斑岩铜矿模型建立于1970年
• This hugely influential model developed from studies of the Kalamazoo porphyry copper mine, Arizona