斑岩型铜矿研究现状

2017-05-22杨鹏

西部资源 2017年2期

杨鹏

摘要：斑岩型铜矿是国内重要铜矿矿床类型，探明储量可观，分布较集中。因此，系统研究斑岩型铜矿矿床，对找矿具有重要的找矿意义。本文通过对斑岩型铜矿矿床资料的收集整理，总结了斑岩型铜矿的成矿地质特征、岩浆岩条件、围岩条件、围岩蚀变和矿化分带特征，同时对矿床的物质来源、成矿过程及成因作了相关介绍和总结。

关键词：斑岩型铜矿床；地质特征；矿床成因

Abstract： Porphyry copper deposit is the important type in the China. And its proven reserves is considerable. Its distribution is more concentrated. So system research skarn type gold deposits will get important prospecting significance. This article collects Porphyry copper deposits datas and does some reasearch on it. The author summarized the metallogenic geological characteristics， magmatic rock conditions， wall rock alteration and the characteristics of mineralization zoning. As the same time， The author introduced and summaried the deposit of material source， mineralization process and the cause of deposit.

Key words： Porphyry copper deposit； Geological characteristics； Deposit genetic

铜是国民经济运行中不可或缺的一种自然资源，鉴于不同的成矿地质背景和围岩类型，铜矿可以分为斑岩型铜矿（或者网脉型铜钼矿床）、沉积岩（砂岩）型铜矿床、海相火山岩块状硫化物型铜矿（黄铁矿型）、镁铁质—超镁铁质岩铜镍型矿床、脉型铜矿床、玄武岩自然和铜型矿床、矽卡岩型和碳酸盐型等8种[1]。其中，斑岩型铜矿床的储量占到了全球总储量的55.3%，是目前世界上最常见的铜矿床类型。系统的了解斑岩型铜矿床的成矿地质条件和成因方面特点，为矿产地质行业的野外勘查和研究提供了借鉴作用。

1. 斑岩型銅矿的成矿地质条件

从全球的区域分布来看，斑岩型矿床广泛分布在环太平洋、特提斯和中亚三大成矿域上，如环太平洋成矿域的江西德兴斑岩铜矿、特提斯域的玉龙铜矿、中亚成矿域的哈萨克斯坦阿克图盖铜矿等[2]。斑岩型铜矿多集中在大型板块或者次级的小型板块的边缘带或者俯冲消亡带上，迎冲板块的一侧，受到构造体系的控制。含矿岩体经常赋存在深断裂带的一侧与它相交的次一级断裂或者背斜、向斜之中。

斑岩型铜矿无论在空间分布、形成时间以及成因上都与钙碱型或碱型浅成岩浆侵入体有关，常见的侵入体有闪长玢岩—花岗闪长玢岩—石英二长斑岩—花岗斑岩—石英斑岩等，含矿侵入岩体大都为复式侵入杂岩体，矿化与其中的某一期侵入岩有关，主要含矿侵入体为花岗岩闪长斑岩和石英二长斑岩为主要含矿岩侵入岩如表1所示。

对大多数钙碱性斑岩侵入体主要侵位时代为中生代，最古老斑岩铜矿形成时代为古生代。主要为浅成、超浅成相等岩相，极少数为中深成相，其中与斑岩型铜矿关系尤为密切的是浅成、超浅成相，矿化往往同最年轻的一期侵入岩相有关，即它们常为多期多阶段复合杂岩体的晚期产物，形成时间常滞后于侵入岩体。含铜矿的斑岩岩体通常形态特点比较复杂，一般受构造控制，因此形态上常为蘑菇状、筒状、喇叭状、蝌蚪状以及不规则脉状，也常见上部为脉群，下部为不规则的岩株体。

斑岩型铜矿的围岩都有硬、脆、碎的特性，有利于矿液的运移和沉淀。常见的有硅铝质岩石和碳酸盐岩。硅铝质岩石即为千枚岩、片岩、片麻岩、中酸性的侵入岩或者喷出岩、火山碎屑岩、泥质粉砂岩、砂岩以及各种角砾岩，形成斑岩型和热液脉型组合，成分上以Cu-Pb-Zn，甚至Cu-Sn-W及Cu-Au组合[2]，并常伴有较多的银及分散元素。碳酸盐岩主要是石灰岩、白云岩及泥灰岩等，常因由于岩石化学性质较为活泼而易被交代，往往在接触带形成矽卡岩型铜铁矿矿床，而在岩体内部出现斑岩型铜矿床，即形成矽卡岩型和斑岩型的组合，成分上为Cu-Pb-Zn组合或者Cu-Fe组合[3]。

斑岩型矿床热液蚀变是一种直接的找矿标志，热液体系中金属/氢离子的比值决定了其类型和强度，同时也受压力、温度、水/岩比值、流体与围岩组份的影响[5]。蚀变分带由内向外依次是钾化带、黄铁绢英岩化带、泥化带、青盘岩化带等。钾化带即钾长石化和黑云母化，一般分布在蚀变带内部，隐伏在地下深部，钾质交代的产物，因此称作钾化带，矿物组合为石英—钾长石—黑云母—绢云母—硬石膏，有些斑岩型铜矿无钾化带出现。黄铁绢英岩化带，斑岩型铜矿主要的赋存部位，又称为千枚岩化带，矿物组合为石英—绢云母—黄铁矿，它围绕和部分叠加在钾化带之上。泥化带，多呈断续状分布于石英—绢云母化带的外侧，这个带相对于其他几个较窄，岩石为白色土状，矿物组合常为石英—高岭土—绿泥石，经风化常较松散。青盘岩化带，分布在最外面的一个带，矿物组合为绿泥石—绿帘石—石英碳酸盐—冰长石—钠长石，其宽度大于其他带，常超出斑岩型铜矿范围之外，因此青盘岩化带是寻找隐伏斑岩型铜矿的易见标志[6，7]。

2. 斑岩型铜矿的成因模式

斑岩型的成因分析一直都是中外学者研究的热点，其物质来源问题十分复杂而且区域异质性强，不同的学者根据自己的认识，提出了多种不同的成因模式例如正岩浆成因模式、水不饱和熔融体侵入成因模式、洋壳重融式成因模式、热源附近卤水多层和循环模式等[3]。

正岩浆成因模式是博纳姆和尼尔森于1967年前后提出的，他们认为，来自地壳深处的熔融体运移到接近上部地表时被水所饱和，在内部蒸气压力超过岩石静压力条件下，或者在外部盈利影响下，包括水在内的挥发物质通过冷凝边向外运移，相应的从岩株中部接近岩浆温度的蚀变和矿化逐渐过渡到围岩较低的温度蚀变和矿化。洛厄尔等人支持上述观点，并且明确地提出了斑岩铜矿是从低温岩浆到正常热液条件的一种物理和地球化学的连续作用过程。

水不饱和熔融体侵入成因模式是福尼埃于1968年提出的，他认为深部原始含铜熔融体中的水并未饱和，断裂作用引起水大量的散失和熔融体的过冷却而终止上侵，矿床所具有的广泛泥岩化，可能就是由于雨水和原生水的循环引起的。

西里托等提出了洋壳重熔模式，他认为大部分成矿金属是在大洋地壳沿消亡带俯冲到地幔中时，发生部分熔化而从洋壳中浸取出来的，在部分熔化过程中浸出的金属作为钙碱性岩浆的一部分而上升，并集中在某些侵入体顶部的富含氯化物的液相中，当岩浆固结时，这种含矿溶液被挤压向上运移成矿。

热源附近卤水多层和循环模式是怀特于1968年提出的，他认为在下伏岩浆岩热源附近造成的热梯度影响下，岩浆后期富含金属的或雨水的贫硫含金属卤水溶液倒流循环而产生蚀变—矿化带，该模式所认为的溶液或者金属来源对岩浆系统来说，几乎完全是外来的。

日本学者平田洋和大谷胜裕认为，来自地壳深部的巖浆，同化混染了上地壳含铜岩石或者矿床，当这种混染岩浆内部发生分异时，便在这类侵入体顶部附近形成典型斑岩型矿化。

国内从事斑岩型铜矿床研究的学者[8，9]，有的认为成矿物质来源于地幔源岩浆，也有部分学者认为成矿与被岩体侵位的富铜矿源层有关。

参考文献：

[1] 施俊法. 找矿模型与矿产勘查[M]. 地质出版社， 2010.

[2] 陈毓川，朱裕生等. 中国矿床成矿模式[M]. 地质出版社， 1993.

[3] 王之田等. 大型铜矿地质与找矿[M]. 冶金工业出版社， 1994.

[4] 冶金工业部地质研究所. 中国斑岩铜矿[M]. 科学出版社， 1984.

[5] 北京大学地质系. 斑岩铜矿及其找矿[M]. 冶金工业出版社， 1978.

[6] 张洪涛，陈仁义，舒思齐. 中国大陆斑岩铜矿若干问题[J]. 矿床地质， 2013， 32（4）：672-684.