斑岩型铜矿床地质特征及成矿条件

《斑岩型铜矿床地质特征及成矿条件》读书报告姓名：马卓妮学号：20141003347 班级：015141 指导老师：杨振一．基本内容介绍1.基本概念斑岩型矿床（porphyry deposits）指矿化在时间上和空间上与中-酸性斑岩体有关，成因上与火山-侵入活动有一定内在联系，具有一定蚀变和矿化分带性，矿石呈细脉浸染状的热液矿床。

其中以斑岩型铜矿最有意义，研究程度最高。

斑岩型铜矿，过去又称为“细脉浸染型铜矿床”，具有埋藏浅，品位低，规模大，矿化均匀，易采易选的特点，也因此成为最重要的矿床类型。

斑岩型铜矿，最早是二十世纪初，美国西南部亚利桑那州和新墨西哥州开采石英二长斑岩和花岗闪长斑岩中巨大铜矿时，矿山工人叫出来的。

我国王之田将斑岩铜矿定义为：与钙碱性，碱性，中-酸性火成岩的浅成-超浅成侵位斑岩有关，斑岩和围岩破裂裂隙强烈，并具 K+、Si+、OH-蚀变矿物晕和 Cu、Au、Ag、Pb、zn、S等地球化学晕、岩浆晚期中温热液阶段、细脉浸染状硫化物铜矿。

铜平均品位一般0.4%，少数可达0.8%，单个矿床的铜储量可达几百万吨，以Cu,Mo为主，其次为W,Sn,Au,Ag,Pb,Zn,Pt,Pd等等。

斑岩型铜矿床占世界已探明铜矿储量的一半，钼矿储量的三分之二。

2.产出环境2.1 时间分布斑岩型铜矿形成时代集中于中，新生代，其次是古生代，前寒武纪斑岩型铜矿床目前发现很少。

据芮宗瑶(2004)统计，世界上超过 500万吨的斑岩铜矿集中分布于新生代，大约占59.9%，中生代约占35%。

斑岩铜矿形成时代不均一，但随时代变新，矿床数目增多矿化强度加大。

形成原因有两种观点：一是认为斑岩铜矿主要行成在板块汇聚区，而在前寒武纪全球板块活动机制尚未完善。

中新生代是板块活动最强烈的时期，也是斑岩型铜矿形成的高峰期；二是，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，成为主要剥蚀区，加上其多形成于浅成-超浅成侵入岩中，岩体及围岩节理，裂隙发育，有利于剥蚀作用形成，随着时间推移古老的斑岩铜矿很难保存。

2.2 空间分布全球斑岩铜矿主要集中在三大成矿带:一是环太平洋成矿带。

分东西两带：东带包括阿拉斯加、北美西部、墨西哥、玻利维亚、秘鲁、智利等。

西带分内带和外带：内带包括俄罗斯鄂霍茨克北缘，我国东北东部、长江中下游及华南地区；外带包括日本列岛、我国台湾、菲律宾、亚所罗门群岛等。

二是特提斯-喜马拉雅成矿带。

分布于罗马尼亚、南斯拉夫、伊朗、巴基斯坦和我国西藏等。

三是古亚洲成矿带(中亚成矿带)，分布于乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦及中国新疆、内蒙古一带。

此外，还有少量斑岩铜矿床形成于各地块边缘活动带。

值得注意的是，我国中、新生代斑岩铜矿床有相当数量形成于大陆内部。

3.地质特征3.1 成矿岩浆岩上世纪20年代，矿床学家就已经意识到，一定特征的斑岩体是形成斑岩铜矿最重要的条件之一。

Sillitoe（1972）在总结斑岩铜矿分布规律和岩浆岩地球化学特征后认为，斑岩铜矿主要与俯冲背景下产出的钙碱性中酸性火成岩有关。

Misra(2000)认为与Cu矿化有关的斑岩主要为中酸性中酸性钙碱性岩浆，岩性变化于石英闪长岩-花岗岩之间，其中陆缘弧环境含矿斑岩主要为钙碱性系列，少量为高钾钙碱性系列，岩性以石英闪长岩为主，少数为花岗闪长岩，石英二长岩。

碰撞造山环境斑岩铜矿，尽管因矿化类型不同，其含矿斑岩岩性略有差异外，主要为中酸性岩浆，为高钾钙碱性系列-钾玄武岩系列，岩性以花岗闪长岩-二长闪长岩-花岗岩为主，与陆缘弧环境含矿斑岩较为类似。

总体上，岛弧环境的成矿斑岩成分偏中性，而陆缘弧和大陆环境成矿斑岩偏酸性，反映穿过厚陆壳的长英质岩浆经历更充分的结晶分异作用。

除中酸性的钙碱性岩浆外，一些富金的斑岩铜矿床，其形成还常有与钙碱性有关，如正长岩等。

3.2 地层斑岩型铜矿形成时代集中于中，新生代，其次是古生代，前寒武纪斑岩型铜矿床目前发现很少。

据芮宗瑶(2004)统计，世界上超过 500万吨的斑岩铜矿集中分布于新生代，大约占59.9%，中生代约占35%。

斑岩铜矿形成时代不均一，但随时代变新，矿床数目增多矿化强度加大。

（此段在上文中已经叙述过，具体地层情况应该就不同地点的矿山有异）3.3 构造前人的大量研究资料表明，板块构造对全球斑岩型铜矿床的形成有重要影响，不同的大地构造单元及其火山-深成岩建造对斑岩铜矿床的成矿具有明显的控制作用。

主要有两种构造环境，一种是与大洋板片俯冲作用无关的大陆环境，另一种是由大洋板片俯冲产生陆缘弧和岛弧环境。

Sillitoe（1972）建立了经典的斑岩铜矿板块构造模型，提出斑岩铜矿主要在板块俯冲背景下的主动陆缘钙碱性火山岩带中形成，金属来源与板块俯冲作用导致的岩浆活动有关，并在后来环太平洋成矿带斑岩型矿床的勘察中取得重大突破，成为科学理论指导矿床勘察的典范。

Sillitoe（1997）最早提出汇聚板块边缘的挤压构造背景对斑岩铜矿的形成有重要作用。

并识别出挤压环境有利于斑岩型矿床行成的一些关键因素：①挤压环境能形成比伸展环境更大的浅部岩浆房；②挤压环境能够促进岩浆房的结晶分异，进一步导致挥发分饱和及形成大规模岩浆热液；③挤压环境下很难发育陡立张性断裂，有利于岩浆热液的聚集。

大陆环境斑岩型铜矿研究起步比较晚，随着近年来大陆环境斑岩铜矿的大量发现，研究程度在逐渐加深。

Hollister(1974)首次开展碰撞造山环境斑岩型铜矿床的研究。

拓展了经典斑岩铜矿的成矿模型。

近年来，中国矿床学家也发现斑岩型铜矿不止产于岛弧和陆缘弧环境中，还可以形成于碰撞造山带中（如青藏高原），甚至还可以形成于陆内环境中（如江西德兴）。

苪宗瑶(2002)研究认为，有些斑岩型铜矿的形成于板块的俯冲作用没有明显的成因联系，可能是由板内构造岩浆活化作用或走滑断裂带作用导致深渊花岗质岩浆作用上侵形成。

侯增谦等（2007）认为中国大陆内部斑岩型铜矿床产出的背景与大洋板块俯冲无关。

3.4围岩蚀变斑岩型铜矿床的蚀变具有明显的分带性，也是斑岩型铜矿床中最引人注目和最重要的成果之一。

围岩岩性对斑岩铜矿床的成矿有重要影响：①当围岩为硅铝质岩石时，矿化主要集中在岩体顶部，很少进入围岩；只有当围岩裂隙特别发育时，含矿热液不仅在岩体中富集，还可沿裂隙进入围岩形成矿化。

②当围岩为碳酸盐岩岩石时，在接触带还可形成矽卡岩型矿床，构成斑岩铜矿床和矽卡岩型矿床成矿系列。

围岩以中心式面型蚀变为特征。

这类蚀变围绕侵入体中心呈同心圆或椭圆状产出，范围可达几百米至几公里。

各蚀变带的矿物组合常成有规律分布。

Lowell等（1979）根据（克拉马祖）矿床的蚀变，参照美洲27个斑岩矿床，提出了斑岩型铜，钼矿床的蚀变分带模式，自岩体中心向外依次出现四个蚀变带。

1.核心带2.钾质蚀变带3.似千枚岩化蚀变带（石英-绢云母化带）4.泥质蚀变带5.青磐岩化带6.边缘带以石英，绢云母构成的似千枚岩化蚀变带，几乎在所有斑岩型铜矿中均广泛发育，其强度，范围和矿化的规模有直接关系。

少数矿床的面型蚀变是以接触带为中心，向岩体和围岩两侧呈对称的环状分布，为接触式面型蚀变，其分带特点与中心式类似。

斑岩型铜矿床围岩蚀变是寻找斑岩型铜矿床的主要标志，为找矿勘查提供有益的线索和明确的方向。

美国的克拉马祖矿床的发现可以用来帮助判断矿床的剥蚀程度。

提供成矿热液的性质，成矿温度，盐度以及热液来源等成矿理论信息。

我国斑岩型铜矿围岩蚀变特点：①可分为面型和线型两种面型-岩体为中心（玉龙，城门山）接触带为中心（德兴）线型-受构造控制，沿一定方向延伸（多宝山）②具有较强的石英化作用③似千枚岩化最重要，最普遍④泥化带一般不发育，矿化不好（玉龙除外）钾硅酸盐化通常为最早的蚀变类型，其形成tong'shi与出溶的高温岩浆热液有关。

（>450摄氏度；Gustafson et al.,1975)。

青磐岩化同时或略晚于钾硅酸盐化蚀变，其形成通常也与岩浆热液有关，只是同钾硅酸盐蚀变相比，水/岩比小得多。

不过，有时青磐岩化的形成也可因加热的雨水所致（Proffett,2003)。

绢英岩化通常认为是由低温，高盐度岩浆热液与雨水混合后的流体蚀变所致（Reynolds et al.,1985)，其成因一直争论不休，最近人们发现，绢英岩化也可直接由高温，高盐度的岩浆热液引起。

（Harris et al.,2002）。

引起泥化蚀变的流体与引起绢英岩化蚀变的流体类似，只是该流体温度更低，混入的雨水更多。

不过，特别需要注意的是，引起高级泥化的流体要复杂的多，既可以是由晚期因SO2水解反应加剧而形成的酸性混合流体，也可以是由超临界流体相分离后形成的低盐度富气相形成（如Hedenquist et al.,)。

上述四个蚀变带在同一个矿床中不一定都存在，可以是其中一两个带较发育，最重要的是钾化带和石英-绢云母化带，矿体一般出现在这两个带之间。

3.5 矿石矿石品位比较低（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。

伴生有多种有用组分，可回收元素多。

矿物组成：主要金属矿物：黄铜矿，黄铁矿，辉钼矿。

次要金属矿物：斑铜矿，黝铜矿等。

伴生金属矿物：磁铁矿，磁黄铁矿，方铅矿，闪锌矿，金，银等。

非金属矿物：石英，绢云母，绿泥石，重晶石等。

矿石构造：浸染状构造，细脉状构造，细脉浸染状构造，角砾状构造。

矿石的典型构造为细脉状和浸染状构造，二者往往相伴产出或有规律地过渡，从矿化中心往外：浸染状-细脉浸染状-细脉状-脉状的变化趋势矿化细脉长数厘米，宽数毫米，有的为硫化物，有的为含硫化物的石英细脉；也有呈致密块状构造和角砾状构造的矿石。

3.6 矿体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。

含矿斑岩体的形态多位岩株，岩筒或岩钟状。

矿化集中在斑岩体上部或顶部的内外接触带中，出露面积一般比较小。

（多<1km^2）3.7 成矿流体与物质来源总而言之，斑岩型铜矿床的成因，目前有以下观点。

（1）岩浆热液说，也称为正岩浆成因模式，，是目前国内外多数学者所认同的学说，以C.M.伯纳姆，R.L.尼尔森及J.D.劳维尔为代表。

该学说认为斑岩铜矿的物质，成矿热液及其相伴生的中酸性岩浆都来自上地幔（或下地壳）。

矿质和成矿热液是由中酸性岩浆在上侵过程及侵位后的结晶过程中，依次出现钾化带，石英-绢云母化带，泥化带和青磐岩化带。

由于温度压力等物理化学条件的改变而析出，并在有利部位富集成矿。

（2）板块构造成矿说，也称为洋壳重熔成矿，国外以R.H.西利托为代表。

该学说认为斑岩铜矿是含铜的大洋壳沿消亡带带俯冲到地幔中发生局部熔融，在熔化过程中析出金属，并同钙碱性岩浆一起上升，然后在岩体的顶部富含氯化物的液相中富集成矿。