斑岩铜矿床的形成条件与分布规律

• 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。
• 德兴铜矿，产于白垩纪中酸性火山岩系不 整合覆盖的前震旦纪绢云母、凝灰质千枚 岩中。
• 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 。
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。
矿床学
中南大学 地质工程专业A方向
第七章 火山成因矿床
7.1 概 述
• 7.1.1 概念
• 火山成因矿床系指与火山岩、次火山 岩有成因联系的金属和非金属矿床。
– 次火山岩指：与火山在分布空间、形成 时间、成因上相关的浅成－超浅成岩。 其形成深度往往在几百米以内。由于形 成深度小，常出现火山岩的某些特征， 如气孔状构造、斑状结构、角砾状构造 等。其中角砾状构造形成于地下发生的 爆发作用，故称隐爆作用，角砾岩称隐 爆角砾岩。
• 含矿侵入岩体的规模变化很大 ,它们既可 呈群或带出现 ,也可作为单独的复式岩体 存在。
• 侵位深度多为 1.5～3 km,最深达 4km, 浅至几百米。
• 岩体出露面积不大，如玉龙斑岩带岩体面 积仅0.1～1km2，德兴铜厂、富家坞、朱 砂红岩体分别为0.7、0.2、0.06km2。
2. 构造条件
–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
• ②石英一绢云母化带（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。
• ⑤次生石英岩化带：矿物成分主要为石英、黄 铁矿、高岭土等，是较低温的热液活动的产物 。
经济意义很大
• 斑岩型铜矿为世界铜矿的最重要的工业类 型，拥有储量占世界铜储量的55.3%，且多 为大型超大型矿床。据统计，目前世界99 个500万吨以上储量的超大型铜矿床中斑岩 型有63个，占其总储量的63.1%，同时也是 世界铜矿的主要开采对象，其产量占世界 铜矿石产量的一半左右。
• 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
• 矿体常受次一级构造控制，即岩体和围岩 中的微裂隙控制（层间裂隙、片理、原生 裂隙等）。
• 典型的斑岩型矿床中角砾岩化或角砾岩体 很发育，它与成矿关系密切。
• 西利托（Sillitoe）首次采用斑岩铜矿 床板块成因模式来说明板块运动与斑岩铜 矿床形成的关系。他认为洋壳俯冲使得富 铜的洋壳和富含碱金属的洋壳沉积物进入 俯冲带深部，并通过熔融进入斑岩岩浆形 成含矿斑岩岩浆。
– ③铜平均含量在原生矿石中比较低0.3%～ 0.8%，而在氧化矿中较高，达1～1.5%,钼 在原生矿和氧化矿中分布都比较均匀，约 0.005%～0.05%；
– ④成矿岩体为中性成分为主的斑岩侵入体 花岗闪长斑岩、石英二长斑岩，少量偏酸 性（花岗斑岩、石英斑岩）和偏基性（闪 长斑岩）；
– ⑤矿化直接或间接发生在斑岩侵入体中或 紧靠侵入体的外接触带围岩――火山岩、 侵入岩和变质岩中；
7.3 斑岩铜矿床的形成条件 和分布规律
7.3.1 形成时代
• 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。
• 碱质类斑岩型铜金或金矿床的形成时代为 早侏罗世 。 （环太平洋、阿－喜带）
• 古老斑岩铜金矿床的形成时代为古生代。 （中亚－蒙古带，包括东疆土乌铜矿）
• 前寒武纪偶有报导。
– 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；
– ⑦矿物（元素）分带：
•Fe3+－Mo(Cu)－Cu(Mo)－Cu(Au)－ Fe2+(Au)－Pb－Zn－(Au、Ag)
• 黑云母、钾长石－绢云母、石英－蒙 脱石、高岭石－青盘岩；
概念的由来
• 经过概念的演变，И.Г.帕夫洛娃1978年提 出可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿 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，有些矿床中有斑铜矿、硫 砷铜矿和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；
• 该矿床的成因类型就是斑岩型。
• 初步勘查结果表明,东天山铜矿田储量十分 丰富,矿体一般长800～1400ｍ,宽50～200ｍ; 经钻探揭示的最大厚度达到380ｍ。矿田的 矿物类型比较单纯,铜回收率可达92%以上; 且伴生有金、银、钼,将有很好的采冶效益 。矿田位于哈密西南80ｋｍ,交通方便,开发 条件好。矿田以北50ｋｍ为南湖煤矿,探明 储量259亿ｔ,可为铜矿提供充足的能源;矿 田北部80ｋｍ为大南湖水库,可为铜矿开发 提供配套水源。专家认为,此铜矿田开发的 经济效益与吐哈油田相当,将在天山东部带 动一个中型重工业城市的兴起。
• 据《中国国土资源报(地矿版)》2000年9月 19日头版报道得知,承担国土资源调查项目 的新疆地调院在新疆东天山地区发现了土 屋延东大型铜矿,这是我国继江西德兴、西 藏玉龙之后发现的又一个资源量可望超过 1000万ｔ的超大型铜矿带。
• 据称该矿的发现是20多年来我国找铜工作 中取得的最大突破,该矿平均品位0.5%～ 0.7%,并伴有金、银、钼等贵金属。
• 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――
7.2 陆相次火山热液矿床―― 斑岩型铜矿床
7.2.1 概念的由来
• A. 帕森斯，1933年提出斑岩型矿床的最初 概念，特征是：矿床规模大，可供露天或 地下大规模、低成本开采，铜矿物在矿体 中分布均匀，可用连续法开采，存在对矿 床成因起重要作用的斑岩侵入体或其同源 岩石，次生富集形成辉铜矿富矿。
7.3.2 成矿条件
1. 岩浆条件
• 大多数斑岩型铜金矿与钙碱性及偏碱性花 岗岩类有关，含矿岩石可以是闪长岩、斜 长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、石 英斑岩等成份，属安第斯型 (Andinotype)(又称 I型、磁铁矿型、壳幔 同熔型)花岗岩类侵入岩。
• 岩性差异影响成矿元素组合，主要是铜与 钼的比例。
经济意义
• 世界上最著名的大矿有： • ①智利安托法加斯塔省东北部，丘基卡马塔
（Chuquicamata）斑岩型铜钼矿，铜储量 5838万吨，品位0.99～1.38%。矿体呈楔形 产于石英二长斑岩内，南北长3000米，东西 宽1100米，富矿体宽200米。具硅化和绢云 母化，次生富集带深700米。成矿时代第三 纪（29Ma）。目前三个矿山露天和地下开 采，日产矿山7万吨，年产精铜50万吨。
• 但是，我国东南省区一些中生代斑岩铜 矿床产于远离俯冲带的大陆板块内部的 古生代构造层中，很难用板块俯冲带模 式来解释。
• 胡受奚等称之为俯冲带的远距离效应。
3. 围岩条件
• 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，
成矿温度可从1000ºC～50ºC。
– 4）矿体受火山机构控制明显。 – 5）矿石物质成分及结构构造复杂多样。
• 主要类型： – 火山矿床类型多，分布广泛，矿产丰富 ，如Fe、Cu、Au、Ag、Pb、Zn、Mn、 Mo、Ni、U、B、Li、Sn、W、Be、稀 土、Nb（Ta）等金属矿产，还有黄铁矿 、金刚石、明矾石、沸石、叶蜡石、石 膏、重晶石、高岭土等非金属矿产，在 国民经济中意义很大。
4. 围岩蚀变
• 矿床的围岩蚀变很发育，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。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。
• 斑岩型矿床典型的蚀变分带是：从岩体中 心向外依次出现
• ①钾化带（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。
• 斑岩铜矿床的形成与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ块构造、大地构 造单元以及深大断裂有密切关系。在空 间上，斑岩铜矿常分布于不同构造单元 的交接部位,特别是大洋板块与古陆块俯 冲带的陆块一侧；或者产在优地槽褶皱 带和陆块内部,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。
• 矿床受区域断裂-构造带控制，故常呈带状 分布。
• 以前我们介绍的矿床类型都是针对侵入岩 而言，实际上火山活动同样伴随着岩浆及 气液成矿作用。如火山岩（熔岩或火山凝 灰岩）本身就是一种非金属矿产（如建筑 材料），可以视为岩浆矿床。不少古火山 凝灰岩中有似层状的贫铁矿。南太平洋的 近代火山灰中央有断续分布的似层状的高 铁层（由细粒赤铁矿一镜铁矿及火山灰组 成），这说明金属组份同样可经过喷发时 碎屑散落沉积成矿。智利拉科铁矿则是由 矿浆经火山口直接喷出地表，形成大面积 的熔岩状磁铁矿层。