斑岩铜金矿床形成机制及找矿标志(梁华英PPT课件
高级矿床学8找矿案例斑岩矿床
•泥化带（Argillic ） - 可存在。特征：高岭石、蒙脱石等粘土矿物及微量
浸染黄铁矿。斜长石强烈蚀变、钾长石不受影响，黑云母绿泥石化。
•青盘岩化带（Propylitic ） - 都存在。特征：绿泥石、方解石、微量绿帘
石。镁铁质矿物强烈蚀变，斜长石消失。
•在深部，上述各带融为一体，构成石英-钾长石-绢云母-绿泥石组合。
•Lies about 30 km southwest of Salt Lake City, Utah at an altitude of 2000 meters. From a historic perspective one of
the most famous mines in the United States.
•Pyrite Zone – 包括phyllic and argillic (若存在) 的大部。黄铁矿相当高，可 达 10-15， py/cp 比约 15:1。矿化即有浸染状又有脉状。许多附加的外来 硫化物相开始出现在上部。
•Outer Zone – 与 propylitic zone吻合。黄铁矿微量，铜矿物稀有。闪锌矿 和方铅矿常见，但常为边界品位级。 矿化为脉状。
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高级矿床学8找矿案例斑岩矿床
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高级矿床学8找矿案例斑岩矿床
•Breccia Zones - Often major ore carriers in the porphyry system. Have very high grades (2-5% Cu) and can occur both in the porphyry or the country rock. May be formed by hydrothermal activity, gravitational collapse or later explosive volcanism.
[2017年整理]德兴斑岩铜矿床找矿标志研究报告
![[2017年整理]德兴斑岩铜矿床找矿标志研究报告](https://img.taocdn.com/s3/m/71942244f11dc281e53a580216fc700abb685233.png)
德兴斑岩铜矿床找矿标志研究报告——以德兴斑岩Cu-Au矿床为例课程：矿产勘查学班级：10011133学号：**********姓名：***日期：2014年3月17号1、成矿地质背景铜厂矿床位于江西省东北部的乐华—德兴成矿带的东段，处在华南板块扬子古陆江南地体的东南缘德兴地体内，是江南地体边缘多金属成矿带的重要组成部分。
区域内独特的大地构造背景，多期次构造变动和岩浆活动蕴育3 大成矿系列，即动力变质Au 成矿系列、海底火山喷流－热水沉积Mn -Pb － Zn － Ag － Cu 成矿系列、火山－次火山Cu － Au多金属成矿系列，为区域成矿提供了条件; 赣东北碰撞混杂岩带的形成和演化控制了乐－德矿带铜多金属矿床的时空定位。
区域成矿分带表现为Mo( Cu、Au) 、Cu ( Au) 、Mo － Cu － Au －Pb － Zn － Ag、Mn － Pb － Zn、Ag( Au) 、Ag － Au( Sb) ，显示出基底制约、同位多期、多源多因复成的成矿特征，具备超大型铜多金属汇聚成矿的地质条件和巨的找矿潜力。
德兴地区金属矿床主要产于赣东北深大断裂的北西侧。
赣东北深大断裂带是九岭地体与怀玉地体于新元古代时期的碰撞拼合带（舒良树等，1995；汪新和马瑞士，1989；朱训等，1983），其构造演化制约着德兴地区的地质构造特征及其矿产资源的形成。
（图Ⅱ一1）在新元古代九岭地体和怀玉地体的碰撞拼贴之后，德兴地区所经历的主要是板内的构造活动（华仁民等，2000）。
古生代华南地体拼贴造山事件导致在该地区晚泥盆世发生区域性沉积角度不整合，以及赣东北断裂带两侧古老构造单元内部先压后张，先升隆后裂陷（舒良树等，1995），而赣东北“网结状”结的变形构造可能形成于更晚的海西期末或印支早期（崔学军，1998）。
自南华纪至二叠纪以来，该地区基本没有大规模的岩浆侵入—火山喷溢活动［除德兴铜矿附近见到很小规模的闪长岩（328Ma）和辉长岩（283Ma）岩株］（舒良树等，1995），因此，该区也不能完全排除二叠纪地质热事件的叠加（李晓峰等，2002）。
斑岩铜矿床的形成条件与分布规律(PPT72张)
–⑧矿床储量巨大，成本低廉， 并有露天采矿的可能性；
–⑨氧化造成覆盖较贫原生矿的 次生硫化物富集带，导致富矿 的形成；
–⑩斑岩型铜矿形成于地槽褶皱 区的不同发育时期。
概念的由来
• 目前，斑岩铜矿的概念有所扩大，除了 经典的斑岩铜矿外，还拓展到火山岩型 斑岩铜矿和深成岩型斑岩铜矿。
7.2.2 斑岩铜矿床的意义
火山来源，沉积形成
• 7.1.2 火山成因矿床的特点
• 火山成因矿床的主要特点如下：
– 1）矿床位于同构造旋回的火山岩浆一构 造活动带中。在矿区内或其附近有同期 的火山岩、次火山岩或侵入体的分布。
– 2）含矿介质比较复杂。有岩浆、喷气、 热液及火山烤热的海水或湖水。
– 3）矿床产生在地表（陆面、水下），或 地下浅处（0~1.5km）。
地位。
• 在我国，斑岩型铜矿的探明储量占35.53 ％，居第一位，也是我国铜金属生产中最 主要的开采对象。
• 我国这类矿床主要有西藏玉龙、多霞松多、 莽总 ,江西德兴 ,安徽沙溪 ,福建钟腾 , 黑龙江多宝山、八大关 ,吉林小西南岔 , 山西铜矿峪 ,甘肃公婆泉 ,河北小寺沟 , 江苏安基山 ,台湾奇美等。其中较为典型 者有德兴、玉龙、多宝山、铜矿峪等斑岩 型铜矿床。
• 在水下（特别是海底），由于水介质的存 在，火山物质（尤其是热水、热气）不容 易飘散，通过水体的作用而成矿，形成火 山沉积矿床或火山喷流矿床。
• 总之，与火山有关的矿床主要包括： • 1．火山岩浆矿床――
矿浆（晚期岩浆、熔离岩浆）喷溢、贯 入成矿 • 2．火山-次火山气液矿床――
陆相、海相，火山、次火山 • 3．火山沉积矿床――
– ⑥矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地 带，蚀变岩石为绢云母－石英质、黑云 母－钾长石质、泥质以及青盘岩型交代 岩；
斑岩铜矿
斑岩铜矿第一节斑岩铜矿的含义及特征斑岩铜矿床(porphyry copper deposits)通常是指与具有斑状结构的花岗岩类侵入体共生的浸染状、细脉浸染状和细脉状铜和钼—铜组分的富集体。
И．Г．帕夫洛娃提出了可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿床10大特征：(1)具网状细脉浸染成矿特征；(2)主要金属矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿，在有些矿床中为斑铜矿、硫砷铜矿和挥铜矿)和与其伴生的非金属矿物(石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等)的成分稳定；(3)铜的平均含量在原生矿石中比较低(0.3—0.8%)，而在氧化矿石中明显较高(达1—1.5%)，而钼在原生氧化矿石中的分布都比较均匀(0.005—0.05%)，在这种情况下，矿石中铜与钥的比值变化很大，形成一系列重要的铜、铜—铜和铜—钼矿床；(4)矿化与以中性成分为主的斑岩侵入体（花岗闪长斑岩、石英二长斑岩)，以及少数偏酸性(花岗斑岩、和偏基性(闪长斑岩)的侵人体有空间联系；(5)矿化或直接发生在斑岩侵入体中，或发生在紧靠侵入体的外接触带围岩——火山岩、侵入岩和变质岩中；(6)矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地带，蚀变岩石为绢云母—石英质、黑云母—钾长石质、泥质以及青磐岩型交代岩，(7)根据金属元素出现最大值①和主要共生的非金属矿物②，可用如下顺序写出矿体和热液岩中稳定分带性；① Fe3+一Mo(Cu)一Cu(Mo)一Cu(Ag)一Fe2+(Au)一Pb一Zn一(Au、Ag)；②黑云母—钾长石，绢云母、石英，蒙脱石，高岭土，青磐岩(8)矿床储量巨大，可保障矿石的大规模采挖，成本低廉并有露天采矿的可能性，(9)与氧化作用有关的富矿的出现，形成了覆盖较贫原生矿的次生硫化物富集带(10)斑岩铜矿床形成于地槽褶皱区的不同发育阶段．既可随着地槽的岩浆作用在褶皱主期之前(在岛弧阶段)形成，又可在其后与造山阶段和活化阶段的斑岩侵入体和火山岩有关。
在许多斑岩铜矿床的现代分类中，利用了如下一些特征，不仅要考虑单个特征，而且还要考虑各种特征的组合：(1)所处大地构造和古构造的位置；(2)含矿岩浆建造及其所形成的含矿斑岩相的成分(3)含矿岩浆建造所侵入的地壳厚度和成分；(4)由R．H．西利托所划分的斑岩铜矿系统中矿体的产状(5)含矿岩浆岩体形成的深度，(6)是否存在角砾岩简；(7)主要矿石和台有掺入组分的矿石的成分；(8)金属矿的分带特征，(9))热液蚀变岩的成分及其分带性，(10)含矿侵入体及矿体体的形态特征。
江西德兴铜厂斑岩铜矿床成矿金属物质的正岩浆来源
江西德兴铜厂斑岩铜矿床成矿金属物质的正岩浆来源在讨论了目前对德兴铜厂斑岩铜矿床外围炯含址降低场的过分强调而忽略对引发成矿作用的斑岩体的研究之后，作者论述了Rb/Sr比值和Sr同位素组成自斑岩体中心至接触带的变化规律、铜品位空间分布分形结构以及流体包裹体研究等对Cu，Mo等金属成矿物质正岩浆模式来源的支持。
标签：斑岩铜矿成矿元素正岩浆来源江西德兴关于江西德兴特大型斑岩铜矿床的成矿金属物质的来源问题一直存在分歧，并且近几年来已由正岩浆模式逐渐偏向于围岩提供主要成矿物质的观点，其中后者是以矿床外围2--5 km范围内围岩中铜含量降低场的存在为重要依据的。
在矿工作几年来对斑岩铜矿和德兴铜厂矿床的了解在与外界的地质专家的指导，觉得目前有关对该矿床成矿金属来源研究存在一些误区，而有些误区也是矿床成因研究中经常存在的。
同时，结合近来的一些研究新成果认为，铜厂斑岩铜矿床符合正岩浆成因模式。
1目前研究误区1.1关子降低场元素地球化学异常场的存在表明在一定地质作用下某些元素发生了活化迁移，于是德兴斑岩铜矿外围2-5 km铜含量降低场的存在成了成矿物质来自围岩论点的最直接证据。
然而，如果降低场的存在是由于浅成岩浆侵人和热液活动引起一定范围内成矿物质发生迁移变化的结果，那么，对于岩石层位和岩性完全相同的正常场和降低场之间铜的含量应是渐变的，而不应该象断层一样的突变。
同时，作为铜含量降低场和正常场划分依据的围岩样品主要采自地表或近地表，而矿体周围则由于勘探生产控矿的需要可得到大量深部钻孔样品、于此，对围岩铜含量降低场分布是否只是一个（近）地表的、片面的评估是值得怀疑的。
而要系统地评价外围地层目前尚不可能，因此该降低场至多只能限制地描述为“（近）地表降低场”。
结合矿田范围内广泛存在的、由赣东北深大断裂衍生的北东一北北东向和北西向区域性9级断裂体系的产状特征，该降低场极可能与断裂体系有关，因为Q级断裂体系不仅控制了铜矿化岩体的定位也控制了区域Cu，ma等成矿元素地球化学异常的分布形态，并且区域断裂体系骨架与降低场形态基本吻合。
斑岩铜金矿床形成机制及找矿标志
Cu（Au）在岩浆熔体—流体行为
DCu流体/硅酸盐熔体≤2700-316， 流体中含S时，DCu流体/硅酸盐熔体值增大 2-5倍, Cu也易进入低Cl低密度的气相 中 D (Mo)流体/熔体=20, D (Mo)流体/熔体=5.5（高Cl流体）
二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征 中酸性岩浆
成矿岩浆
非成矿岩浆
斑岩矿床区域找矿潜力评估
成矿岩体指标 岩浆成矿事件
成矿后剥蚀 保存
区域找矿潜力
紫金矿田
（1）多种类型矿床共生； （2）成矿元素组合有一定的分带性； （3）矿物组合复杂，成矿元素组合相对简单； （4）发育高硫型浅成低温热液矿床，也可能
发育低硫型（？）银多金属矿床；
问题：
（1）元素分带原因是什么？ 同一成矿系统？ 控制因素是什么？ 不同成矿系统？ 在地质上是否可能在同一地方相近时 间内发育两种不同特征成矿系统？
3+ （ 9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S ）
成矿早 期： 发生
氧化还 原反应
斑岩铜金矿床中三种类型磁铁矿化蚀变
9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S 磁铁矿化
8KFe3AlSi3O10(OH)2+2H2SO4 =8KAlSi3O8+8Fe3O4+8H2O+2H2S
Cu-Au-Mo岩浆
Sn-W-Be-REE岩浆
高氧逸度
富水及出溶挥 发相；富成矿
元素
二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征
中酸性岩浆成矿系统可分为两阶段
（1）岩浆演化阶段
（2）成矿元素堆积阶段
斑岩铜矿
斑岩矿床
莫国培
斑岩矿床
莫国培
斑岩矿床
莫国培
斑岩矿床勘查
• 对成矿系统范围进行系统勘查。 • 开展系统地质填图 • 应用地球物理、地球化学进行勘查 • 开展岩体地球化学和年代学研究 • 进行岩体蚀变带填图 • 寻找角砾岩筒 • 在以上工作基础上进行钻探
莫国培
斑岩矿床(岩浆岩侵位深度及其特征)
莫国培
莫国培
斑岩矿床矿体分带
德兴斑岩铜矿 蚀变矿化分带.
H. 未蚀变千枚岩; H1.弱蚀变千枚岩; H2.中等蚀变千枚岩; H3.强蚀变花岗闪长斑岩; H4.中等蚀变绢云母-绿泥石
化花岗闪长斑岩; H5.弱蚀变钾化花岗闪长斑
岩 H6.低品位矿石.
莫国培
斑岩矿床
莫国培
美国西部克莱梅克斯斑岩钼矿的矿化蚀变分带
莫国培
斑岩矿床生成环境
z 对与贱金属成矿有关花岗岩结晶作用的认识已 取得很大进展(Candela and Holland,1984,1986; Candela,1989,1991,1994;Candela and Piccoli,1995).
z 斑岩铜钼矿与临近安第斯消减带的岛弧“钙碱 性”或I型岩浆共生. Sn-W矿床与源自部分变沉 积岩有关的大陆地壳部分熔融而成的S型花岗 岩有关. 后一类也被认为是“斑岩型”矿床, 即 使地质特征与Cu-Mo矿床有很大不同.
莫国培
斑岩矿床
低围压下侵入的 岩浆饱和水含量 可能与初始水量 无明显不同.结晶 早期“一次沸腾” 气体饱和.作为相 容元素的Cu(D晶体/ 熔体Cu>1),在硫化 物和黑云母中富 集.缺乏结晶表明 饱和水出现时从 熔体中移出的金 属量少.气相Cl-高 将有效从熔体中 萃取Cu.沸腾对于 Cu的富集成矿非 莫国培 常重要
斑岩铜矿培训课件
分布与成因
分布
主要分布在环太平洋成矿带和欧亚大 陆内部的某些地区，全球约有70%的 铜产量来自斑岩铜矿。
成因
斑岩铜矿的形成与板块构造活动密切 相关，岩浆在板块俯冲带或地幔柱上 涌过程中形成。
矿床类型与特点
矿床类型
绿色采矿技术与实践
绿色采矿技术
采用先进的采矿技术和设备，降 低采矿对环境的破坏和污染，提
高资源利用效率。
循环经济
实现资源的循环利用，减少废弃 物的产生，推动经济社会的可持
续发展。
社会责任
采矿企业应承担社会责任，积极 参与环境保护和社区发展，实现
经济效益和社会效益的统一。
05 斑岩铜矿的未来发展与挑 战
可持续发展理念的贯彻
可持续发展已经成为全球经济发展的共识，斑岩 铜矿企业需要贯彻可持续发展理念，实现经济、 社会和环境的协调发展。
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数字化和智能化技术正在逐渐应用于斑岩铜矿的各个环节 ，包括地质勘探、采矿设计、生产管理等，这些技术将进 一步提高生产效率和资源利用率。
市场前景与竞争格局
市场需求的变化
随着全球经济的发展，市场对斑岩铜矿的需求也在不断变化，企 业需要密切关注市场动态，及时调整生产和销售策略。
竞争格局的演变
随着全球斑岩铜矿市场的竞争日益激烈，企业需要不断提高自身的 竞争力，包括提高产品质量、降低生产成本等。
资源量估算模型
根据矿体的形态、规模、 品位等信息，建立资源量 估算模型，计算斑岩铜矿 的资源量。
矿床经济评价
成本分析
分析斑岩铜矿的采矿、选矿、运输等 成本，确定矿床的开发成本。
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（3）矿化中心：高磁化率带中的低磁化率区
磁铁矿化可使成岩成矿系统中的硫从氧 化态还原成还原态，为硫化物沉淀析出提供 物质基础，因此，成矿岩体多富磁铁矿，磁 化率较高；
但随着矿化增强，在绢云母化的酸性环 境时，在矿化中心部位大量磁铁矿会被黄铁 矿交代，因而强矿化部位磁化率降低。
24
绢云母化阶段黄铁矿交代磁黄 铁矿
硫化 物大 规模 堆积
19
四、斑岩矿床成矿岩体找矿标志
矿化岩体 识别标志
（1）锆石Ce4+/Ce3+ （2）发育热液蚀变磁铁矿 （3）矿化中心：高磁化率带中的低磁化率区 （4）斑晶中富挥发相
成矿岩体 出溶挥发相
挥发相与副矿
物作用指纹标
志？
20
（1）玉龙斑岩铜矿带含矿岩体与非矿岩体锆石Ce4+/Ce3+
11
为什么斑岩铜金钼矿床成矿早期 多发育磁铁矿化？其在成矿中起 着何种作用？
磁铁矿分子式：
Fe3O4=Fe2O3+FeO 因此磁铁矿中：
2/3Fe3+ 1/3Fe2+
12
三、斑岩铜金 矿床成矿元素 大规模堆积机
制
岩浆阶段S为 SO2或SO3 石英斑晶中石 膏子矿物：
13
含矿岩体早期蚀变：磁铁矿+钾硅化
斑岩型铜金矿床形成机制及找 矿标志
梁华英
中国科学院广州地球化学研究所 2009-08-7
1
主要内容
一、铜、金元素在岩浆中的行为 二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征 三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制 四、斑岩铜金矿床找矿标志
2
一、 铜、金元素在岩浆中的行为
（1）Cu在岩浆中地球化学行为 DCu硫化物/硅酸盐熔体=550-10000。
10
（2）斑岩型铜（金钼）矿床成 矿早期（钾化阶段）多发育钾 化—磁铁矿化！
Island Copper; Santa Rita (in Mexico) Yerington Batholith; Butte Cu-Mo El Salvador Cu; Bajo de la Alumbrera Cu-Au 冈底斯矿带雄村Cu-Au 玉龙Cu-(Mo-Au)
(钾化-磁铁矿化）
12FeCl2+12H2O+H2SO4=4Fe3O4+Cl+H2S 形成块状磁铁矿
15
成矿 早期： S4+和 S2共存
斑岩矿床矿化早期石英 包裹体中石膏及硫化物子矿物
16
主 成 矿 期 S2为 主
17
18
斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制
氧化岩浆 S6+（SO3）
?？？？？
（2）罗卜岭斑岩型铜钼与紫金铜金关系？ （3）紫金下部是否发育斑岩型铜金钼矿床？
表明：Fe Fe 2+
3+ （ 9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S ）
成矿早 期： 发生
氧化还 原反应
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斑岩铜金矿床中三种类型磁铁矿化蚀变
9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S 磁铁矿化
8KFe3AlSi3O10(OH)2+2H2SO4 =8KAlSi3O8+8Fe3O4+8H2O+2H2S
非成矿岩浆
Cu-Au-Mo岩浆
Sn-W-Be-REE岩浆
高氧逸度
富水及出溶挥
发相；富成矿
元素
6
二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征
中酸性岩浆成矿系统可分为两阶段
（1）岩浆演化阶段
（2）成矿元素堆积阶段
7
三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模 堆积机制
目前流行的观点是： 温度降低； 压力降低； 水岩反应； 流体混合。
区域找矿潜力
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紫金矿田
（1）多种类型矿床共生； （2）成矿元素组合有一定的分带性； （3）矿物组合复杂，成矿元素组合相对简单； （4）发育高硫型浅成低温热液矿床，也可能
发育低硫型（？）银多金属矿床；
28
问题：
（1）元素分带原因是什么？ 同一成矿系统？ 控制因素是什么？ 不同成矿系统？ 在地质上是否可能在同一地方相近时 间内发育两种不同特征成矿系统？
玉龙斑岩铜矿 带含矿岩体与 非矿岩体岩浆 氧逸度不同， 成矿岩体岩浆 氧逸度较高， 非矿岩体氧逸 度相对较低。
21
玉龙矿带含矿岩体与非矿岩体岩浆氧逸度参数
含矿岩体
非矿岩体
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（2）发育热液蚀变磁铁矿
据我们的研究成果，磁铁矿化可使成岩成矿 系统中的硫从氧化态还原成还原态，为硫化 物沉淀析出提供物质基础，因此富热液蚀变 磁铁矿斑岩体是重要成矿标志。
4
Cu（Au）在岩浆熔体—流体行为
DCu流体/硅酸盐熔体≤2700-316， 流体中含S时，DCu流体/硅酸盐熔体值增大 2-5倍, Cu也易进入低Cl低密度的气相 中 D (Mo)流体/熔体=20, D (Mo)流体/熔体=5.5（高Cl流体）
5
二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征 中酸性岩浆
成矿岩浆
25
（4）斑晶中富挥发相
斑岩铜金矿床成矿岩体在岩浆演化中晚 期出溶大量挥发相，因此，在岩浆演化 期出形成的斑晶中会含有流体包裹体， 我们在西藏玉龙斑岩铜矿带中发现，含 矿岩体斑晶中多含流体包裹体，非矿岩 体石英中很少发现流体包裹体
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斑岩矿床区域找矿潜力评估
成矿岩体指标 岩浆成矿事件
成矿后剥蚀 保存
成矿系统中 S2-、HS-
岩浆演化晚期 磁铁矿蚀变
9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S 8KFe3AlSi3O10(OH)2+2H2SO4 =8KAlSi3O8+8Fe3O4+8H2O+2H2S 12FeCl2+12H2O+H2SO4=4Fe3O4+24HCl+H2S
岩浆中的硫： 还原硫（S2-） 氧化硫（SO2-4 ）。
S2-：还原岩浆中溶解度低，易饱和，硫化物 结晶 析出，铜进入早期结晶硫化物中，不 易成矿。
3
氧化态硫（SO2，SO3，H2SO4）
氧化态硫在岩浆中溶解度大，不易饱和， 即使达硫饱和，也只形成石膏等，因此， Cu在岩浆中具不相容性，结晶分异作用可 使Cu(Au)在残余相中富集
我们增加了一种新模型：
成岩成矿系统氧化态变化
8
三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模 堆积机制
岩 浆 氧化态硫 期
氧化岩浆 S6+（SO3）
?
成 矿 还原态硫 期
大量硫化析出 形成矿床
9
地质现象与问题提出
（1）矿床学教科书：与中酸性岩浆作 用有关的矽卡岩矿床早期多发育 磁铁矿化。
问题： 为什么发生磁铁矿化？ 磁铁矿化在成矿中过程起着何种作用？