斑岩型铜金矿床研究新进展_聂凤军
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斑岩型铜矿床成矿过程中铜的迁移与沉淀机制研究新进展
1998年第2期 第12卷1998年4月M I NER AL R ESO U R CES A N D G EO L O GY总第64期斑岩型铜矿床成矿过程中铜的迁移与沉淀机制研究新进展¹金章东 李福春(南京大学地球科学系,南京 210093)摘 要 作为主要铜源的斑岩型铜矿床一直是研究、生产部门关注的热点。
依据多年研究成果和大量文献资料,并以德兴斑岩铜矿研究新成果为实例,综述了斑岩铜矿矿质迁移沉淀机制研究的新进展,包括铜的迁移形式和演化,流体演化对铜络合物作用,铜在熔体相、流体相和晶体相配分以及铜居留场所和形式等。
关键词 斑岩铜矿,铜及络合物,流体,元素配分,江西德兴在全球范围内,斑岩铜矿化均与浅成硅质小岩体(<1km2)有关,并且集中于第三系和较老的火山岩造山带(包括环太平洋、加勒比海、阿尔卑斯—喜马拉雅等造山带)。
矿床与侵入斑岩体之间的同源性是很明显的,并且近来的研究认为此类型矿床并不是异常金属含量小岩体侵入后结晶的结果,而只要在地壳浅处斑岩体内能产生广泛的热液流体对流循环作用就可以将岩浆中的铜聚集起来,最后形成斑岩铜矿床[1-3]。
1 铜来源岩浆体系的证据自然界岩浆体系中铜的硫化物、氯化物广泛存在于火山气体和喷气孔升华物中已有越来越多的报道[3-4]。
铜的硫化物富集在熔融包裹体含CO2、Cl-的气相部分,比共存的熔体高几十倍,最高可达170×10-6[5]。
大量矿石矿物和脉石矿物中流体包裹体资料均表明:岩浆熔体在结晶分异过程中能分离出大量有利于铜、钼等金属迁移富集的饱含H2O、Cl-和溶解性离子,如Na+、K+、Ca2+、H+等的高盐度流体相[4]。
矿化斑岩体中铜丰度明显地高于维氏值几倍至几十倍,矿化蚀变黑云母中铜的含量也比未矿化斑岩体中黑云母至少高一个数量级[6]。
更多的岩石元素组合、氢氧稳定同位素、硫同位素及流体包裹体等资料均表明铜等成矿物质主要来自上侵岩浆。
蒙古国欧玉陶勒盖斑岩型铜(金)矿田的找矿新进展
摘
, 平均品位分别为 0. 另有推测的 1 平均品 9 8 3% 和0. 3 5ˑ1 0-6的铜和金的金属资源量分别为 36 8 7 万t和 13 1 4t 1 万t钼资源量 ( , 位1 最新发现了荷茹嘎北部矿点和乌兰乎德北部矿点 , 其资源量仍有待突破 ㊂ 欧玉陶勒盖地区的泥盆纪和石炭纪的 4 2ˑ1 0-6) 岩石记录了多期岛弧 ㊁ 大型斑岩铜 ( 金) 系统 ㊁ 喷发和多相变形的演化框架 ㊂ 成矿围岩是泥盆系阿拉嘎巴彦群的玄武质火山岩和次 ( ) ) 和花岗闪长岩 ( 的侵入体相关 , 表明欧玉陶勒盖铜 ( 金) 矿田产出于泥盆纪 - 石炭纪火山岛弧环境 ㊂ 3 7 2M a 3 6 6M a 关键词 : 欧玉陶勒盖 ;斑岩型铜 ( 金) 矿田 ;火山岛弧 ; 找矿新进展 ; 蒙古 中图分类号 : P 6 1 8. 2
90°E 96°E 102°E 108°E
为是超大型欧玉陶勒盖斑岩型铜 ( 金) 矿田的围岩 ㊂ 岩和火山碎屑岩组 成 , 侵入体主要是泥盆纪-二叠 ) ㊂ 欧玉陶勒盖铜 ( 纪花岗岩类岩体 ( 图2 金) 矿田位 于泥盆系基性 - 中 性 火 山 岩 ㊁ 火山碎屑岩和沉积岩 的极少露头范围内 , 晚泥盆世侵入岩被石炭纪火山 岩和沉积岩所环绕 ㊂
第3 2卷 第5期 2 0 1 3年 8月
G e o l o i c a lS c i e n c ea n dT e c h n o l o n f o r m a t i o n g g yI
地 质 科 技 情 报
V o l . 3 2 N o. 5 A u 0 1 3 g. 2
蒙古国欧玉陶勒盖斑岩型铜 ( 金) 矿田的找矿新进展
限分别被北北东向 的 倾 滑 断 裂 所 隔 开 , 并且把矿化 和未矿化的泥盆系或者更老的地层与上盘的石炭系 分开 ㊂ 此外 , 雨果杜 梅 特 地 区 与 南 部 欧 玉 陶 勒 盖 矿 床之间 , 被一条 弓 形 的 东 西 向 北 倾 断 层 所 隔 开 ㊂ 在 矿化带的南部 , 北北 东 向 的 泥 盆 纪 岩 石 与 一 系 列 从 西到北东向的上泥 盆 统 - 石 炭 系公司网站发布的最新
斑岩型铜矿床研究现状与进展
2.2在岩浆侵位和热液演化过程中导致金属铜富集的关键因素是岩浆的结晶分异作用还是岩浆（长英质岩浆和铁镁质岩浆）的混合作用?金属铜是如何从岩浆中进入流体，从而发生大规模沉淀?其过程与岛弧环境斑岩铜矿金属铜的沉淀机制有何差异?
2.3在大陆内部的演化过程中，岩石圈的持续性阶段伸展或者伸展-挤压-伸展交替的背景对陆内斑岩铜矿的形成有何制约因素?大陆内部不同的构造-岩浆演化方式和不同演化阶段，斑岩型矿床的成矿元素组合类型有何差异?阶段性的隆升和剥蚀能否是陆内伸展环境斑岩铜矿形成的重要因素?
2.6 Houetal.（2015源自）对华北中生代伸展背景下木吉村斑岩铜矿角闪岩的结果表明角闪石中Cu的含量为Cu含量17×10－6～60×10－6，与原始弧岩浆中Cu的含量基本一致，从而得出木吉村斑岩铜矿形成于正常的岩浆-热液演化过程；Piqueretal.（2017）认为伸展环境下斑岩铜矿的规模可能较小，但是可以形成大型的浅成低温热液型Cu-Au矿床，但是，从华南地区德兴斑岩矿床的规模和品位来看，陆内伸展背景形成大型斑岩铜矿的可能性还是存在的。因此，从已有的研究成果来看，陆内伸展型斑岩铜矿具有形成大矿、高品位矿床的潜力，那么什么条件下可以形成高品位的大型矿床?陆内伸展背景高品位大型斑岩铜矿的形成与岩浆源区是否富含金属物质的关系如何?
2我国斑岩铜矿研究的关键科学问题
本文以我国华南陆内伸展型斑岩铜矿为例，作者认为，陆内伸展型斑岩铜矿的研究可能有以下一些关键的科学问题值得进一步深入研究。
2.1与俯冲以及后俯冲伸展型斑岩铜矿相比，陆内伸展型斑岩铜矿岩浆起源的诱导机制是什么?金属铜的来源是哪里?大规模铜矿的形成是受控于富铜的岩浆源区还是受控于岩浆-热液过程?在岩浆上升过程中，地壳物质的混染（包括早期侵位的岩浆岩及其上升通道中围岩）对形成大型斑岩铜矿有何影响?何种作用导致了陆内伸展环境形成不同金属组合的矿床?新生地壳?古老地壳?还是古老的岩石圈地幔和新生的岩石圈地幔?
2.3在大陆内部的演化过程中，岩石圈的持续性阶段伸展或者伸展-挤压-伸展交替的背景对陆内斑岩铜矿的形成有何制约因素?大陆内部不同的构造-岩浆演化方式和不同演化阶段，斑岩型矿床的成矿元素组合类型有何差异?阶段性的隆升和剥蚀能否是陆内伸展环境斑岩铜矿形成的重要因素?
2.6 Houetal.（2015源自）对华北中生代伸展背景下木吉村斑岩铜矿角闪岩的结果表明角闪石中Cu的含量为Cu含量17×10－6～60×10－6，与原始弧岩浆中Cu的含量基本一致，从而得出木吉村斑岩铜矿形成于正常的岩浆-热液演化过程；Piqueretal.（2017）认为伸展环境下斑岩铜矿的规模可能较小，但是可以形成大型的浅成低温热液型Cu-Au矿床，但是，从华南地区德兴斑岩矿床的规模和品位来看，陆内伸展背景形成大型斑岩铜矿的可能性还是存在的。因此，从已有的研究成果来看，陆内伸展型斑岩铜矿具有形成大矿、高品位矿床的潜力，那么什么条件下可以形成高品位的大型矿床?陆内伸展背景高品位大型斑岩铜矿的形成与岩浆源区是否富含金属物质的关系如何?
2我国斑岩铜矿研究的关键科学问题
本文以我国华南陆内伸展型斑岩铜矿为例，作者认为，陆内伸展型斑岩铜矿的研究可能有以下一些关键的科学问题值得进一步深入研究。
2.1与俯冲以及后俯冲伸展型斑岩铜矿相比，陆内伸展型斑岩铜矿岩浆起源的诱导机制是什么?金属铜的来源是哪里?大规模铜矿的形成是受控于富铜的岩浆源区还是受控于岩浆-热液过程?在岩浆上升过程中，地壳物质的混染（包括早期侵位的岩浆岩及其上升通道中围岩）对形成大型斑岩铜矿有何影响?何种作用导致了陆内伸展环境形成不同金属组合的矿床?新生地壳?古老地壳?还是古老的岩石圈地幔和新生的岩石圈地幔?
浅谈斑岩铜矿床的研究进展
铜 是 一 种 重 要 的 战 略 金 属，其 具 有 导 热、导 电、耐 磨 损、易铸造、延展性及机械性能良好等诸多特征，已被广泛 应用于军工、能源、建筑、电子信息、电器及化工等多个与 国家安全和经济命脉息息相关的工业领域，在用量上仅次 于铁和铝 [1]。在世界上，铜矿类型主要有斑岩型、砂页岩型、 火山成因块状硫化物型、岩浆铜镍硫化物型及铁氧化物铜 金型等 [1]。其中，斑岩型铜矿提供了世界上近 75% 的 Cu、 50% 的 Mo、20% 的 Au 及大部分的 Re[2]，是矿床研究和找 矿勘查的重点之一。
近 20 年来，随着人们对青藏高原地区研究的深入，一 大批大型、超大型斑岩铜矿已被发现，构成了特提斯 ~ 喜马 拉雅成矿带，该带中斑岩铜矿主要形成于中 ~ 新生代，产出 有 Sar Cheshmeh、玉龙等世界级斑岩铜矿。不同的是，环 太平洋成矿带、中亚成矿带中的斑岩铜矿主要为俯冲型 ； 而在特提斯 ~ 喜马拉雅成矿带中，中生代的斑岩铜矿主要
1 斑岩铜矿的提出及早期发展 斑 岩 铜 矿 的 研 究 始 于 20 世 纪 初，Ransome 对 美 国
Bisbee 矿床进行野外研究时，首次提出了“浸染状铜矿”与 斑岩体间可能存在的成因关系，而斑岩铜矿的概念则是由 Emmons 在 1918 年首次提出。
在此后的半个世纪中，斑岩铜矿的发展主要以观察和描 述为主，在斑岩铜矿蚀变和矿化特征、斑岩与成矿的关系等 方面有了突破性进展，极大的促进了斑岩矿床的找矿勘查， 并发现了一大批大 ~ 中型斑岩铜矿。其中，最著名的例子是 学者们通过对美国西南部 San Manuel 矿床进行热液填图 及构造恢复，从而成功的发现了 Kalamazoo 矿床，Lowell and Guibert 通过总结以后的研究结果，提出了斑岩铜矿蚀 变和矿化的经验模式。在该模式中，蚀变以岩体为中心向外 依次为钾化蚀变带、绢英岩化蚀变带、泥化蚀变带和青磐岩 化蚀变带 ；矿化同样由岩体为中心，向外依次可以划分为黄
中蒙边境欧玉陶勒盖大型铜-金矿床的发现及对找矿勘查工作的启示
! 资料来源： WWW5Q?;=O37PQ=7:5V3P
第 !! 卷 第 " 期
张义等： 中蒙边境欧玉陶勒盖大型铜 : 金矿床的发现及对找矿勘查工作的启示
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中蒙边境及邻区铜、 金和银矿产地分布略图
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走向为北西西向， 一般含有薄层状和团块状硫化物， 其基质含有浸染状硫化物，这是这种角砾岩筒较为 常见的特征。 成矿期后的岩墙有长石斑岩岩墙、 正长 岩墙和辉绿岩墙。 多数岩墙沿走向一般延伸几百米。 长石斑岩墙的形态不规则，其走向主要是北西向 （!"CGE=#CG ） ， 往往在几米范围内收缩、 膨胀或突然 尖灭。辉绿岩墙的产状更加不规则，从穿插关系上 看， 正长岩墙和辉绿岩墙是晚期侵入相。 在西伯利亚板块和华北陆块过渡带内， 铜、 金、 钼、 铅锌矿床 （点） 分布非常广泛， 矿床类型众多。西 从甘肃的公婆泉斑岩型铜矿床［!］ 、 白山堂斑 岩 型 铜 金矿床， 经过内蒙古霍各乞沉积岩型铜多金属矿床、 炭窑口沉积型铜矿床，到蒙古国欧玉陶勒盖斑岩铜 金矿床、 查干苏布尔加斑岩铜钼矿床， 再延伸到小坝
C
成矿背景，重新审视中蒙边境中国一侧存在的成矿 条件， 对扩大中国矿产资源量具有重要意义。
A
欧玉陶勒盖矿床成矿地质环境
从大地构造上讲，欧玉陶勒盖铜 9 金矿床位于
西伯利亚板块与华北陆块之间古生代造山带东蒙古 地幔异常区 （构造隆起带） 南缘， 属南蒙古后贝加尔
内蒙古小东沟斑岩型钼矿床辉钼矿铼_锇同位素年龄及地质意义_聂凤军
第81卷 第7期2007年7月地 质 学 报 ACT A GEOLOGICA SINICAV ol.81 N o.7July 2007注:本文为国家自然科学基金项目(编号40573025)资助的成果。
收稿日期:2007 05 18;改回日期:2007 06 22;责任编辑:郝梓国。
作者简介:聂凤军,男,1956年生。
研究员,博士生导师,从事金属矿床地球化学研究。
通讯地址:100037,北京西城百万庄大街26号;电话:010 ********;Em ail:nfjj@ 。
内蒙古小东沟斑岩型钼矿床辉钼矿铼 锇同位素年龄及地质意义聂凤军1),张万益1),杜安道2),江思宏1),刘妍1)1)中国地质科学院矿产资源研究所,北京,100037; 2)国家地质实验测试中心,北京,100037内容提要:为了进一步查明小东沟斑岩型钼矿床的形成时间,对主要钼矿体6件辉钼矿样品进行了铼 锇同位素分析,所获同位素等时线年龄为135.5 1.5M a(2 ),其M SWD 值为1.4。
鉴于辉钼矿呈浸染状和团块状分布于斑状花岗岩株中,并且与石英和钾长石呈共生结构关系,可以推测小东沟地区钼矿床和斑状花岗岩株的形成时间均为早白垩纪,属燕山期构造 岩浆活动的产物。
关键词:铼 锇同位素年龄;辉钼矿;成矿时代;斑岩型钼矿床;小东沟;内蒙古小东沟是华北地质勘查总院燕郊综合勘查院(以下简称综合勘查院)和内蒙古兴业集团公司地质人员近两年来在内蒙古中东部发现的一处中型钼矿床。
该矿床位于内蒙古克什克腾旗广兴元镇,西北距离克什克腾旗政府所在地 经棚镇30km,南距赤峰市220km,地理坐标为东经117 42 30 ~117 45 00 ,北纬43 00 15 ~43 04 15 。
该矿床地处大兴安岭南段北坡近主脊部位,属于中高山区,为典型的半农半牧区,同时,也是内蒙古中东部经济和社会发展相对滞后地区之一。
小东沟钼矿床及外围的区域地质调查和找矿勘查工作始于20世纪70年代初期,1971年至1982年间,原辽宁省第二区域地质测量队在该区开展过1:20万区域地质调查和矿产普查,并且提交有相应的文字报告;1980年至1983年间,原治金工业部第一地质勘查公司综合普查大队(综合勘查院前身)与第二地球物理探矿大队合作在该区进行过1:5万普查找矿工作,并且圈定出一大批铜、钼、铅、锌和银异常;1982年至1983年间,综合普查大队对小东沟地区重要元素地球化学异常进行系统野外地质调查、物化探测量和钻(坑、槽)探工作,先后发现和圈定19条钼矿体;2004年,内蒙古兴业集团公司获取小东沟钼矿化区探矿权后,委托综合勘查院对前人所圈定的钼矿化体进行了系统地质勘查工作,获钼矿石量4153万吨,钼金属量3.3万吨,整个矿床钼含量变化范围为0.037%~0.112%,平均含量为0.09%。
内蒙古加快推进煤田自燃灭火
全 区减少二 氧化碳 排放 减少二 氧化 硫排放 ７ ０多
衡 ；二是火区治理效果有好 有差 ， 对
比悬殊 ； 三是 回填 、 复垦 、 绿化任 务艰
巨。
，
多斯 市是 内蒙古 煤火 治理 域 ，全市共有火 区 １ ０处 ， ４ 区总数 的 ５ ． 鄂尔多斯 ９６ ％。
治理 中制定 了严格 的土地
内蒙 古 自治 区经信 委有关 负责
人对 记者表示 ：火 区治理 的终极 目 “ 标是把火灭掉和恢 复生 态环境 。 火灭 不 了 ， 源得不到保 护 ， 资 安全 得不 到
沉积 岩型铜多 金属 和铀 矿床 （ ） 砂金和铂 矿床 点 ，
（ ） 点 。
二是首次圈定 了 １ 个金属矿化集中区。分别 ０ 是阿斯嘎特一呼 阿达尔 、 布尔吉一苏海特 、 萨拉乌
将全 面完成火 区治理任务
建立各 级政府 和企业在 火 区治 理生 态环境恢 复建设 的长效责任机制 ， 做 到生态环 保 内容不符合 要求 的不审 批 ，生态环保措施未落实 的不验收 ， 保 证火 区治理与生 态环境 治理 同步
规划 ， 同步竣工。 文 ，内蒙古 自治 区煤 田局
圈定 了 １ 个金属矿化集 中区 Ｏ
中国地质科 学院矿产资源研究所聂凤军研究 团队在 中蒙边 境 地 区地质 找矿 基 础研 究获新 进 展 ， 究区金属矿床 （ ） 为 ６ 将研 点 划分 种类 型 ， 首次
圈定 了 １ ０个金属矿化集中区。 蒙古 国位 于亚 洲腹 地地 区，与 中国和俄罗斯
内蒙古煤 田煤矿火 区治 理
艰巨 。
绍， 今年是 内蒙古煤 田 煤矿
三年攻坚的第二年 ， 到今年
地壳特定演化阶段构造一岩浆活动的产物 。
斑岩铜矿若干问题的最新研究进展
ｔ ｅｒｓａ ｃ ｅ ｎ ｓ ｃ ｓ ｅ ｔ ８ｔｃｏ ｉ ａ ｄｍａ ｍａｉ ｏ ｄ ｔ ｎ ，ｏ ｉｉｓ ｆｏ ｅｆ ｒ ｉｇｆ ｉｓａ ｄｍｅａｓ ｎ ｈ ｅｅ ｒｈ ｓｏ ｕ ｈａ ｐ ｃｓ３ ｅ ｔ ｎｃ ｎ ｇ ｔ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｒ ｎ ｒ— ｍ ｎ ｕｄ ｎ ｔｌ，ａ ｄ ｃ ｉ ｇ ｏ ｏ ｌ ｆｃｏ ｓｃ ｎ ｒ ｌｎ ｓ ｃ ｔｄｍ ｅａｌ ｏ ｐ ｎ ｎｓｉ ｏ ｐ ｙ ｙｃ ｐ ｅ ｅ ｏ ｉ ．Ｓ ｕ ｉｓｉ ｅ ｅ ｔｙ ｒ ｈ ｗ ｈ ｔ ａ ｔｒ ｏ ｔ ｌ ｇａ ｓ ｉ ｅ ｔｌｃｃ ｍ ｏ ｅ ｔ ｎｐ ｒ ｈ ｒ ｏ ｐ ｒｄ ｐ ｓｔ ｏｉ ｏ ａ ｉ ｓ ｔ ｄｅ ｒｃｎ ｅ ｓｓ ｏ ｔ ａ ｎ ａ
等多个方面。部分研究成果应作为找矿标志在实践 中运 用。
关键词
地质学 ； 岩铜 矿 ； 斑 构造背景 ； 岩浆 活动 ； 矿金属 ； 成 成矿流体 ； 伴生 元素 ； 综述
文献标识码 ： Ａ
中图 分 类 号 ： ６ ８４ Ｐ １ ．１
Ｔｈ ａ ｅ ｔ ａ ｖ ｎ ｅ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｓｏ ｒ ｙ ｙ ｃ ｐｐ ｒ ｄ ｐ ｓｔ ｅ ｌ ｔ ｓ ｄ ａ ｃ ｓ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈｅ ｎ ｐｏ ｐｈ ｒ ｏ ｅ ｅ ｏ ｉｓ
斑 铜 若 干 问题 的最 新 研 究 进展 岩 矿
姚春 亮 陆建 军 郭 维民 袁 林２李 伟３ ， ， ， ，
（ 南京大学地球科学 系 ， １ 江苏 南京 ２０９ ； １０ ３ ２四川省地质矿产勘查开 发局 攀西地质队资源所 ， 四川 西 昌 ６ ５ ０ ； １０ ０
３５０ ） ２ ０６ ３浙江省第十一地 质大 队地 质调查院 ， 浙江 温州 摘 要
Ｚ ｅａｇＰ ｏｉｃ， ｅｚｏ ２ ０ ６ ｈｊ ｎ ，Ｃ ｉａ ｈｊ ｎ ｒｖ ｅ Ｗ ｎｈｕ３ ５０ ，Ｚ ｅａｇ ｈ ） ｉ ｎ ｉ ｎ
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3 斑岩型铜金矿床基本地质特征
根据不同的分类原则 ,可将斑岩金属矿床划分为若干类型 ,最常见的分类方法有: ( 1)根 据含矿斑岩体的形态、岩性组合和形成深度 ,可将斑岩矿床划分为经典型、火山岩型和深成 岩型 ; ( 2)依据成矿主岩化学性质 ,可将其划分为钙碱质和碱质类矿床 ; ( 3)根据金属元素组 合 ,可将其划分为斑岩铜矿床、斑岩铜钼矿床、斑岩钼矿床、斑岩铜金矿床、斑岩金矿床、斑岩 铜钼矿床和斑岩钼金矿床。 限于篇幅 ,这里我们仅对第一种分类方案、富金斑岩金属矿床和 碱质类斑岩铜金矿床进行介绍。 3. 1 经典型斑岩铜金矿床
N ew Advances on Porphyry
Copper and Gold Deposits
N IE Feng jun, JIAN G Sihong , ZHAO Xing min
( Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing , 100037, P RC )
2000年第 2期
内蒙古地质
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( 2)部分斑岩型铜金矿床在优地槽褶皱带和陆块内部产出 ,它们要么同造山期或造山晚 期钙碱性岩浆活动有关 ,要么受基底深大断裂控制。
( 3)西利托 ( 1987)认为 ,大约有 85% 的斑岩型铜金矿床与俯冲板块的张性构造活动有 关 ,低角度和快速的板块俯冲是超大型斑岩铜金矿床形成的关键所在。 部分地质学家也指 出 ,斑岩铜金矿床是局部岩浆活动的产物 ,与板块俯冲的角度和速率毫不相干。 2. 2 含矿侵入岩特征
在岩石化学方面 ,含矿斑岩体的 SiO2、 TiO2含量相对较高 ,并且见有斜方辉石或刚玉标 准矿物分子。 另外 ,含矿侵入岩的 87 Sr /86 Sr初始比值变化范围为 0. 704 0. 706,属幔源或深 源岩浆上侵定位的产物。 2. 3 形成时代
尽管一些前寒武纪金属矿床也被划分为斑岩型矿床 ,但是具有确凿证据的最古老斑岩 铜金矿床的形成时代为古生代。对于绝大多数钙碱性斑岩铜金矿床来讲 ,其形成时代为中生 代 ,第三纪或更年轻。相比之下 ,许多碱质类斑岩型铜金或金矿床的形成时代为早侏罗世。需 要指出的是 ,在斑岩型铜金矿床集中区 ,不同期次和各种规模岩浆岩分布广泛 ,极为发育 ,铜 金矿化往往同最年轻一期的侵入岩相有关。 另外 ,铜金矿床的形成时间往往滞后于侵入岩 体 ,时间差变化范围为 0. 5Ma～ 3Ma。
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斑岩型铜金矿床研究新进展
总第 95期
此类矿床主要在深成岩体 (岩基 )内产出 ,局部地段发育有大量的岩脉和角砾岩。具有工 业价值金属矿床的元素组合主要为铜钼 ,金含量相对较低 (通常 < 1g / t)。 在热液蚀变方面 , 矿体的核心部位为硅化带 ,向外依次为钾化带、泥化带、千枚岩化带和青盘岩化带。最典型的 实例为加拿大海兰德谷和澳大利亚凯蒂亚大型铜钼或铜金矿床矿集区。 深成岩型斑岩铜金 矿床基本地质特征列于表 1,代表性平面和剖面地质简图见图 3。 3. 4 富金斑岩金属矿床
近几年来 ,随着黄金采、选、冶技术的飞速发展 ,与侵入岩有关的各类低品位、大吨位金 矿床的找矿勘查与理论研究工作正在倍受人们的关注 ,其情景如同七十年代中期地质学界 关 注斑岩型金属矿床一样。 西利托 ( 1989)曾指出 ,如若某一斑岩金属矿床的金含量大于 0. 4g /t ,那么 ,这一矿床可称为富金斑岩矿床。实际上 ,许多富金斑岩矿床的平均黄金含量大 都在 2g /t 以上。
1 斑岩型金属矿床的定义
斑岩型金属矿床是“与侵入岩有关金属矿床”家族的重要成员之一 ,其形成作用与岩浆 活动具密切时空分布关系。鉴于地壳演化与金属成矿作用的复杂性 ,在一些矿集区 (或带 )很 难将斑岩型和其他侵入岩类金属矿床划分开来。到目前为止 ,尽管尚未找到一种较为简单的 分类判别准则 ,但是矿床地质学家均认为 ,斑岩型金属矿床应具下述地质特征:
2 斑岩型铜金矿床成矿地质环境
2. 1 构造环境 尽管斑岩型铜金矿床产出的大地构造单元多种多样 ,但是大地构造对斑岩型铜金矿床
的控制作用是显而易见的 ,这主要表现在以下几个方面: ( 1)大多数斑岩型铜金矿床都产在不同构造单元的交接部位 ,特别是大洋板块与古陆块
俯冲带的陆块一侧。 这些交接部位通常发育有深断裂 ,其切割深度可达岩石圈。
( 1)金属矿化在斑状侵入岩及围岩中呈浸染状或细网脉状产出 ; ( 2)无论在空间分布上 ,还是在形成时间上 ,金属矿化与浅成侵入岩具密切关系 ; ( 3)大多数含矿侵入岩为钙碱性或碱性岩浆岩系列 ; ( 4)典型的含矿斑状岩浆岩组合为花岗闪长岩 花岗岩或闪长岩 正长岩 ; ( 5)与钼矿床有关的侵入岩大都为钙碱性长英质火成岩 ; ( 6)含矿侵入岩体大都为复式侵入杂岩 ,金属矿化仅与其中某一期侵入岩有关 ; ( 7)金属矿化与岩脉群和角砾岩管伴生 ,角砾组份复杂 ,磨圆度高 ; ( 8)含矿侵入岩体及围岩均遭受到普遍的和强烈的断裂与破碎作用 ; ( 9)尽管大多数矿化地段受断裂控制 ,但是在一些矿床中 ,浸染状金属矿石占有很高的 比例 ; ( 10)尽管各金属矿床在热液蚀变类型、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 ,并具一定的分带性 ; ( 11)在部分矿区 ,风化淋滤可以造成金属元素次生富集 ; ( 12)绝大多数斑岩型铜金矿床以规模巨大和品位偏低为特征 ,一般来讲 ,铜矿石储量至 少为 2000万吨 ,铜的品位为 0. 1% 或更高 ; ( 13)主要斑岩型金属矿床类型为 ,斑岩型铜矿床、斑岩型铜钼矿床、斑岩型铜金钼矿床、 斑岩型金矿床和斑岩型钼矿床。
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斑岩型铜 in po rphyry deposi ts. T oday , ex plo ratio n fo r copper g old porphyries i s i n high g ear. T his paper a tt empts t o m ake a summa ry o f the majo r prog resses on theo reti cal st udi es and ex plo ra tio n o f the porphy ry copper and gold deposi ts. T he defi ni tio n of the term“ po rphy ry deposi t” wi ll be consi dered first , t hen classifi cati on. T he distribution, ag es, geological set ti ng , relat ed i ntrusive rocks a nd deposi t f eat ures w ill be described. T he genesi s a nd ex plorati on cri teria w ill al so be di scussed. Key words: Porphy ry copper g old deposi t; Mi neral ex plo ratio n; Ore fo rming m echa nism; Geological features
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斑岩型铜金矿床研究新进展
总第 95期
图 1 经典型斑岩铜金矿床模式 3. 2 火山岩型斑岩铜金矿床
此类矿床主要在古火山喷口的根部带内产出 ,含矿火山岩既可以是钙碱系列的 ,也可是 碱质系列。二者在空间分布上大都伴生有浅成 超浅成侵入岩株、墙、枝和脉群。铜金矿化一 般在各类火山岩、角砾岩和岩脉内部及旁侧产出 ,青盘岩化可从矿体中心地带一直延伸到围 岩中。 火山岩型斑岩铜金矿床基本地质特征列于表 1,代表性平面和剖面地质简图见图 2。 3. 3 深成岩型斑岩铜金矿床
富 金斑岩体多为一些超浅成的 I型 (或磁铁矿系列 )花岗岩类 ,代表性岩体多为直径 1km 2km的筒状复式岩株 ,成岩时代为第三纪。 在西南太平洋和南美洲一些国家 ,含金斑 岩株侵位于同期层状火山岩地层中 ,其岩石化学组份多为钙质、高钾钙碱质或富钾碱质 ,钙 碱质含金斑岩体较为少见。 大量统计数据资料表明 ,多数含金斑岩株以富磁铁矿为特征 ,
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图 2 典型火山岩型斑岩铜金矿床模式
图 3 典型深成岩型斑岩铜金矿床模式 FeO / Fe2O3 比值 > 0. 5,另外 ,磁铁矿 /黄铁矿比值也远高于其他类型金矿床。 富金斑岩矿床 多以发育有中等程度泥岩化 (绢云母— 粘土— 绿泥石 )和钾硅酸盐蚀变以及缺失千枚岩化为
本文拟对近年来斑岩型铜金矿床研究的新进展进行简要总结 ,对斑 岩型金属矿床的定义、产出环境、地质与地球化学特征进行讨论 ,进而提 出斑岩型铜金矿床成因模式与找矿标志。 关键词: 斑岩型铜金矿床 ;找矿勘查 ;成矿机理 ; 地质特征 中图分类号: P618. 41; P618. 55 文献标识码: A
Abstract: W orldwide, po rphyry copper and go ld depo sit s occur i n o rogenic bel t, and m any a re relat ed to subducti on g enerat ed plut oni sm and vo lcani sm a t plate ma rgi ns. Studies show that mo re than half t he wo rld 's go ldreserves and 80% o f the w o rld 's copper
大量统计数据表明: 斑岩型铜金矿床是铜或金矿床最重要的工业类 型之一 ,在北美科第勒拉造山带 ,斑岩型铜矿床约占各类铜矿总储量的 80% ,斑岩型金矿床约占各类金矿床总储量的 60% ,此外 ,从斑岩型铜金 矿床回收的银约占全部银产量的 30% 。斑岩型铜金矿床在金属矿产资源 开发利用过程中占有举足轻重的地位。
根据不同的分类原则 ,可将斑岩金属矿床划分为若干类型 ,最常见的分类方法有: ( 1)根 据含矿斑岩体的形态、岩性组合和形成深度 ,可将斑岩矿床划分为经典型、火山岩型和深成 岩型 ; ( 2)依据成矿主岩化学性质 ,可将其划分为钙碱质和碱质类矿床 ; ( 3)根据金属元素组 合 ,可将其划分为斑岩铜矿床、斑岩铜钼矿床、斑岩钼矿床、斑岩铜金矿床、斑岩金矿床、斑岩 铜钼矿床和斑岩钼金矿床。 限于篇幅 ,这里我们仅对第一种分类方案、富金斑岩金属矿床和 碱质类斑岩铜金矿床进行介绍。 3. 1 经典型斑岩铜金矿床
N ew Advances on Porphyry
Copper and Gold Deposits
N IE Feng jun, JIAN G Sihong , ZHAO Xing min
( Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing , 100037, P RC )
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( 2)部分斑岩型铜金矿床在优地槽褶皱带和陆块内部产出 ,它们要么同造山期或造山晚 期钙碱性岩浆活动有关 ,要么受基底深大断裂控制。
( 3)西利托 ( 1987)认为 ,大约有 85% 的斑岩型铜金矿床与俯冲板块的张性构造活动有 关 ,低角度和快速的板块俯冲是超大型斑岩铜金矿床形成的关键所在。 部分地质学家也指 出 ,斑岩铜金矿床是局部岩浆活动的产物 ,与板块俯冲的角度和速率毫不相干。 2. 2 含矿侵入岩特征
在岩石化学方面 ,含矿斑岩体的 SiO2、 TiO2含量相对较高 ,并且见有斜方辉石或刚玉标 准矿物分子。 另外 ,含矿侵入岩的 87 Sr /86 Sr初始比值变化范围为 0. 704 0. 706,属幔源或深 源岩浆上侵定位的产物。 2. 3 形成时代
尽管一些前寒武纪金属矿床也被划分为斑岩型矿床 ,但是具有确凿证据的最古老斑岩 铜金矿床的形成时代为古生代。对于绝大多数钙碱性斑岩铜金矿床来讲 ,其形成时代为中生 代 ,第三纪或更年轻。相比之下 ,许多碱质类斑岩型铜金或金矿床的形成时代为早侏罗世。需 要指出的是 ,在斑岩型铜金矿床集中区 ,不同期次和各种规模岩浆岩分布广泛 ,极为发育 ,铜 金矿化往往同最年轻一期的侵入岩相有关。 另外 ,铜金矿床的形成时间往往滞后于侵入岩 体 ,时间差变化范围为 0. 5Ma～ 3Ma。
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此类矿床主要在深成岩体 (岩基 )内产出 ,局部地段发育有大量的岩脉和角砾岩。具有工 业价值金属矿床的元素组合主要为铜钼 ,金含量相对较低 (通常 < 1g / t)。 在热液蚀变方面 , 矿体的核心部位为硅化带 ,向外依次为钾化带、泥化带、千枚岩化带和青盘岩化带。最典型的 实例为加拿大海兰德谷和澳大利亚凯蒂亚大型铜钼或铜金矿床矿集区。 深成岩型斑岩铜金 矿床基本地质特征列于表 1,代表性平面和剖面地质简图见图 3。 3. 4 富金斑岩金属矿床
近几年来 ,随着黄金采、选、冶技术的飞速发展 ,与侵入岩有关的各类低品位、大吨位金 矿床的找矿勘查与理论研究工作正在倍受人们的关注 ,其情景如同七十年代中期地质学界 关 注斑岩型金属矿床一样。 西利托 ( 1989)曾指出 ,如若某一斑岩金属矿床的金含量大于 0. 4g /t ,那么 ,这一矿床可称为富金斑岩矿床。实际上 ,许多富金斑岩矿床的平均黄金含量大 都在 2g /t 以上。
1 斑岩型金属矿床的定义
斑岩型金属矿床是“与侵入岩有关金属矿床”家族的重要成员之一 ,其形成作用与岩浆 活动具密切时空分布关系。鉴于地壳演化与金属成矿作用的复杂性 ,在一些矿集区 (或带 )很 难将斑岩型和其他侵入岩类金属矿床划分开来。到目前为止 ,尽管尚未找到一种较为简单的 分类判别准则 ,但是矿床地质学家均认为 ,斑岩型金属矿床应具下述地质特征:
2 斑岩型铜金矿床成矿地质环境
2. 1 构造环境 尽管斑岩型铜金矿床产出的大地构造单元多种多样 ,但是大地构造对斑岩型铜金矿床
的控制作用是显而易见的 ,这主要表现在以下几个方面: ( 1)大多数斑岩型铜金矿床都产在不同构造单元的交接部位 ,特别是大洋板块与古陆块
俯冲带的陆块一侧。 这些交接部位通常发育有深断裂 ,其切割深度可达岩石圈。
( 1)金属矿化在斑状侵入岩及围岩中呈浸染状或细网脉状产出 ; ( 2)无论在空间分布上 ,还是在形成时间上 ,金属矿化与浅成侵入岩具密切关系 ; ( 3)大多数含矿侵入岩为钙碱性或碱性岩浆岩系列 ; ( 4)典型的含矿斑状岩浆岩组合为花岗闪长岩 花岗岩或闪长岩 正长岩 ; ( 5)与钼矿床有关的侵入岩大都为钙碱性长英质火成岩 ; ( 6)含矿侵入岩体大都为复式侵入杂岩 ,金属矿化仅与其中某一期侵入岩有关 ; ( 7)金属矿化与岩脉群和角砾岩管伴生 ,角砾组份复杂 ,磨圆度高 ; ( 8)含矿侵入岩体及围岩均遭受到普遍的和强烈的断裂与破碎作用 ; ( 9)尽管大多数矿化地段受断裂控制 ,但是在一些矿床中 ,浸染状金属矿石占有很高的 比例 ; ( 10)尽管各金属矿床在热液蚀变类型、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 ,并具一定的分带性 ; ( 11)在部分矿区 ,风化淋滤可以造成金属元素次生富集 ; ( 12)绝大多数斑岩型铜金矿床以规模巨大和品位偏低为特征 ,一般来讲 ,铜矿石储量至 少为 2000万吨 ,铜的品位为 0. 1% 或更高 ; ( 13)主要斑岩型金属矿床类型为 ,斑岩型铜矿床、斑岩型铜钼矿床、斑岩型铜金钼矿床、 斑岩型金矿床和斑岩型钼矿床。
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图 1 经典型斑岩铜金矿床模式 3. 2 火山岩型斑岩铜金矿床
此类矿床主要在古火山喷口的根部带内产出 ,含矿火山岩既可以是钙碱系列的 ,也可是 碱质系列。二者在空间分布上大都伴生有浅成 超浅成侵入岩株、墙、枝和脉群。铜金矿化一 般在各类火山岩、角砾岩和岩脉内部及旁侧产出 ,青盘岩化可从矿体中心地带一直延伸到围 岩中。 火山岩型斑岩铜金矿床基本地质特征列于表 1,代表性平面和剖面地质简图见图 2。 3. 3 深成岩型斑岩铜金矿床
富 金斑岩体多为一些超浅成的 I型 (或磁铁矿系列 )花岗岩类 ,代表性岩体多为直径 1km 2km的筒状复式岩株 ,成岩时代为第三纪。 在西南太平洋和南美洲一些国家 ,含金斑 岩株侵位于同期层状火山岩地层中 ,其岩石化学组份多为钙质、高钾钙碱质或富钾碱质 ,钙 碱质含金斑岩体较为少见。 大量统计数据资料表明 ,多数含金斑岩株以富磁铁矿为特征 ,
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图 2 典型火山岩型斑岩铜金矿床模式
图 3 典型深成岩型斑岩铜金矿床模式 FeO / Fe2O3 比值 > 0. 5,另外 ,磁铁矿 /黄铁矿比值也远高于其他类型金矿床。 富金斑岩矿床 多以发育有中等程度泥岩化 (绢云母— 粘土— 绿泥石 )和钾硅酸盐蚀变以及缺失千枚岩化为
本文拟对近年来斑岩型铜金矿床研究的新进展进行简要总结 ,对斑 岩型金属矿床的定义、产出环境、地质与地球化学特征进行讨论 ,进而提 出斑岩型铜金矿床成因模式与找矿标志。 关键词: 斑岩型铜金矿床 ;找矿勘查 ;成矿机理 ; 地质特征 中图分类号: P618. 41; P618. 55 文献标识码: A
Abstract: W orldwide, po rphyry copper and go ld depo sit s occur i n o rogenic bel t, and m any a re relat ed to subducti on g enerat ed plut oni sm and vo lcani sm a t plate ma rgi ns. Studies show that mo re than half t he wo rld 's go ldreserves and 80% o f the w o rld 's copper
大量统计数据表明: 斑岩型铜金矿床是铜或金矿床最重要的工业类 型之一 ,在北美科第勒拉造山带 ,斑岩型铜矿床约占各类铜矿总储量的 80% ,斑岩型金矿床约占各类金矿床总储量的 60% ,此外 ,从斑岩型铜金 矿床回收的银约占全部银产量的 30% 。斑岩型铜金矿床在金属矿产资源 开发利用过程中占有举足轻重的地位。