斑岩型铜矿床成因研究进展

饶世成+高智

摘要：斑岩型铜矿床是非常重要的铜矿床类型，也是世界上最重要的矿床类型之一。该类型矿床铜的储量约占世界铜总储量的一半以上。在我国，其探明的储量约占铜总储量的1/3。前人对斑岩型矿床的成因解释有：岩浆热液说、板块构造成矿说、活动转移说、变质岩浆成矿说。各种假说都是以一定的地质事实为依据，但都存在一定的片面性。本文综合前人的研究，提出了今后的一些研究思路与方向：1、重视一级构造单元在其历史上形成的次级、更次级地质单元边界成矿的可能性。2、抓住“主成矿幕”的主导地质事件，是寻找斑岩铜矿最关键的基础性工作。

关键词：斑岩型铜矿床；成因；研究进展

1.概况

斑岩型铜矿是指与具斑状结构的中酸性侵入岩伴生，蚀变与矿化受流体、构造控制且分带明显，矿石以细脉浸染状为主的铜矿床，是非常重要的铜矿床类型。这类矿床的形成，与斑岩体有一定关系。矿床常赋存于小型的侵入体中，也有的赋存在围岩中，甚至在非斑状的岩浆岩体中也有。最早发现于美国的宾厄姆铜矿。该类矿床具有埋藏浅、品位低、规模大等特征。大多数矿床铜的品位在0.4%左右，少数的矿床可达0.8%，单个矿床的铜金属储量可达百万吨级，矿石中还伴生有钼、金、银等金属，可进行综合利用。其主要形成于在新生代（60%）、中生代（35%），其次是在古生代，前寒武纪的斑岩型铜矿床较少。主要分布于环太平洋成矿带（90%），还有少部分在特提斯—喜马拉雅成矿带（5%）和古亚洲成矿带（4%）。从斑岩型铜矿在全球的分布来看，其最重要的成矿构造部位是汇聚板块边缘，包括大洋板块俯冲产生的岛弧和陆缘弧环境（滨太平洋带1，以及陆？陆碰撞造山环境（特提斯一喜马拉雅带，中亚一蒙古带），但值得关注的是，我国有部分斑岩型铜矿床形成于大陆环境（中、新生代）。在美国、秘鲁、智利是三个世界上主要产铜国家中，斑岩型铜矿床的铜矿储量占铜矿总储量的80%-90%。

2.成因假说

斑岩型铜矿作为世界上产铜量最大的一类矿床，其矿床成因受到很多学者的关注，自该矿床发现以来，在其成因方面就存在许多争议，以下为现今认可度较高的几类成因假说。

2.1岩浆热液说。该学说可以从两步上解释：第一步为中酸性岩浆岩的形成，岩浆主要来源于上地幔，在结晶的过程中形成蚀变分带，依次为：钾质蚀变带、似千枚岩化带、黏土带、青磐岩化带。第二为成矿：在中酸性岩体形成的过程中，由于物理化学条件的改变，析出了矿质和成矿热液，在有利部位富集成矿。该学说目前被大多数学者所认同。又叫正岩浆演化模式。

基于的地质事实（依据）有：（1）在空间上，矿化体与中酸性（斑）岩体密切共生并呈细脉浸染状均匀分布于岩体及其围岩中；在围岩和矿化体中可见热液蚀变；矿化岩体的产状常与围岩不一致；（2）从宏观分布上讲，矿床常产于岩浆活动带和构造一岩浆带，且呈带状分布。

2.2板块构造成矿说。以国外R.H.西利托为代表。该学说主要与板块运动有关，其成矿模式可以总结为：含铜洋壳俯冲一>重熔析出矿质一>随岩浆上升成矿（主要为钙碱性岩浆）。该学说与岩浆热液学说不同之处在于成矿物质来源与成矿的构造背景。该学说认为矿质来源于重熔的洋壳，主要形成于板块的汇聚边界。该学说又叫洋壳重熔成矿说。

基于的地质事实有：（1）从矿床的分布来看，很多斑岩铜矿都分布在板块的汇聚边界（俯冲消亡带）上（特别是形成于中、新生代的斑岩型铜矿）；（2）大洋壳中总体的金属含量较沉积岩中的高；（3）与斑岩型铜矿相伴生的钙碱系列火山岩通常被认为是幔源的。

2.3活动转移说。该学说由D.E.怀特在1968年提出。其与前两种学说最大的不同之处在于岩体或形成岩体的岩浆并不提供矿质和成矿热液，只是作为热源去活化地下水或裂隙水。这些水通过活化之后能够溶解围岩中的有用组分从而形成含矿热液，最终在岩浆热源的驱动下在一定的构造部位成矿。

基于的地质事实（依据）有：（1）斑岩型铜矿床产出具有一定的层控特点；矿体产状与地层基本一致，呈似层状产出；且在地层中发现了铜等元素异常或有盐层的存在；（2）在研究某些斑岩铜矿中成矿热液时，发现其具地表水的特征（通过氧、氢同位素資料分析）。

2.4变质岩浆成矿说。该假说源于美国享特（Hunt）在19世纪60年代提出的“花岗岩的变质成因说”，他认为金属富集成矿是含金属的沉积物转变为花岗岩的一种伴生现象。在花岗岩化过程中，原先的沉积变质铜矿被活化和富集而形成岩体中的铜矿。该假说相比于前几种假说来说，它具有更多的地质事实，并且前几种假说所基于的地质事实都可以用该模式来解释，同时该假说还解决了岩体的侵位空间及矿质来源问题。但还是存在着不足的地方，如变岩浆岩的形成演化机制，K、Na及热由谁提供，特别是对Na的来源问题等等，仍然没有给出合理的答案。

通过对这几种成因假说的对比可以发现，斑岩型铜矿的形成与热液、岩浆和构造活动之间具有密切的关系。虽然每一种假说都列举了相关的地质事实为证据，但是在具体的地质现象和地质问题时还是存在一定的片面性。

3.研究展望

斑岩型铜矿是世界范围内的一个经典的研究对象，近年来，通过对大量的斑岩型铜矿床的研究，前人累积了大量的资料，总结了斑岩型铜矿的矿床地质特征，基于地质事实，建立起了相应的成矿模型，分析了矿床的成因模式，反映了矿床的形成过程，并且形成了假说。这些假说从不同的角度和方面解释了这一类矿床的形成和发展历程。

但是，在漫长的地质历史中，人类所见不过沧海一粟。在分析成因时，不可避免需要考虑到矿床形成的构造环境、地球动力学背景、物质来源、蚀变特征及时空分布等各方面的问题和地质事实，前文所提及的几种成因假说已经比较完善的解决了这些问题。但是仍然存在着缺陷，如从大地构造的角度来解释，很多斑岩型铜矿都产于远离俯冲带的陆内，而并非是板块俯冲带的上盘，这与成因假说之间相背离。同样，对于岩体的侵位空间问题仍然没有给出具体的答案。搞清楚这些问题对于地壳演化与岩浆动力学的研究也具有极为重要的意义。总结之前的研究，未来关于斑岩型铜矿矿床成因可以重视以下几个方面的研究：

（1）重视一级构造单元在其历史上形成的次级、更次级地质单元边界成矿的可能性。中国大陆经历过复杂的、多期次、多阶段的地质演化过程，对于斑岩铜（金）矿床的形成十分有利。但目前的工作重心仍然是在一级构造单元的边界，对于那些在地质历史上形成的次级、更次级地质单元边界的研究程度远远不够，也并没有得到足够的重视。所以重新审视各级构造单元边界的相互关系，是今后研究斑岩型铜矿床的一个突破点。

（2）抓住“主成矿幕”的主导地质事件，是寻找斑岩铜矿最关键的基础性工作。我们观察到的野外现象都是经过多次地质作用而形成的终极地质现象，而在大陆的构造一岩浆演化过程中，有可能是以某种地质事件为“载体”（即与某个地质事件的关系很密切），并且该事件会留下各种矿化元素痕迹，从这些痕迹和地质表象中寻找出成矿作用（地质事件）的主导因素，对于寻找斑岩型铜矿有着重要的意义。endprint