对斑岩铜矿的认识

《论文天地』　从这里了解西部资源　从这里了解西部经济　１　８２　对斑岩铜矿的认识　何永东张善明　内蒙古第八地质矿产勘查开发院乌海０１６０００　摘要：从区域和矿床尺度两方面论述斑岩铜矿系统的特点。区域尺度：斑岩铜矿多呈矿带或成矿域出现；其形成　是岩浆侵入作用为成矿提供了物质来源；围岩的理化组成对矿床规模、品位及矿化类型具有极强的控制作用。矿床尺　度：含矿斑岩与斑岩型矿床时空相依，成因相联，是斑岩铜矿重要的含矿母岩和金属Ｓ的可能载体；斑岩铜矿系统中　的热液蚀变互相套合，矿化互相叠加，研究蚀变对找矿勘探具有重要意义。　关键词：斑岩铜矿蚀变分带系统结构角砾岩　斑岩型矿床作为铜、金、钼的重要矿床类型，为世界提供了　专家较早运用氢氧同位素示踪斑岩铜矿流体来源和演化时发　现，斑岩铜矿成矿作用早期，成矿流体主要由岩浆水组成，而　成矿作用晚期，大气降水参与了成矿。一般而言，侵入体中金　５０％以上的铜资源量，鉴于其在科学和经济上的重要性，对其　成矿作用认识对找矿实践具有重要指导意义，加速了理论预　测与科学找矿进程。　１．区域尺度特征　属含量、氧化态、成分演化过程及ＳｉＯ　含量控制着与之相关的　斑岩型矿床的金属总量。　１．４围岩与成矿　１．１产状　区域上斑岩铜矿多呈带状产出，成矿带与造山带平行，一　般带内还可细分出与主成矿带平行的次级矿集区。很少有单　斑岩型铜矿可赋存在多种三大岩类中。越来越多的研究表　明，特定的围岩对形成高品位斑岩型矿床以及与之有关的矿　床尤其有利。围岩对成矿的作用主要体现在以下三方面：①在　岩浆活动全过程中，流体对流现象普遍存在，这种对流作用往　往会导致一些矿化剂融人流体或引起成矿元素的迁移；②如　果岩浆水不是来自上地幔或地壳深处，就必须来自围岩，既然　围岩中的热水向岩浆源运动，就必然对围岩中的某些金属进　个矿床独立产出的例子。矿田尺度上，斑岩铜矿以及伴生矿床　多呈簇、线状产出，簇宽一般５ｋｉｎ左右，线长一般３０ｋｍ左右。　簇表现在具有一定三维结构的矿床聚集在一起呈群组产出，　而呈线状分布的矿床则表现在众多的矿床沿一维延展排布，　具有排列上的定向性，这种线或平行或横切岩浆弧，与岩浆弧　平行的线状矿集区可能沿弧内断裂产出，而横切岩浆弧的线　状矿集区则多沿横切岩浆弧的断裂产出，可见断裂构造对斑　岩铜矿的产出具很强的控制作用。　１．２构造背景与成矿环境　统计了较多斑岩铜矿床产出的构造背景，主要有陆缘弧、　岛弧、碰撞带及不明类型弧这么四种，有利的地球动力学环境　行搬运。如果有相当数量的岩浆水通过围岩提供，围岩中的成　矿金属也应与水一起进入岩浆源；③块状碳酸盐岩系列，尤其　是产出在侵入体接触带附近的大理岩，当断裂不发育时，这种　细粒的岩石对形成高品位斑岩型矿床具有很好的封盖作用。　２．矿床尺度特征　２．１斑岩体　斑岩型矿床在空间上与钙碱性的浅成或超浅成相的中酸　为板块俯冲、挤压碰撞和中等强度的拉张，其中以板块俯冲环　境下形成的斑岩铜矿数量最多，而强拉张环境多形成双峰玄　性斑岩体有关，斑岩体近似直立状产出，形如钟状。赋矿的斑　岩体规模一般都比较小，面积小于ｌｋｍｚ，超深钻探表明，斑岩　武质——流纹质岩浆岩组合，少有大规模斑岩型铜矿产出。　１．３侵入作用与斑岩型铜矿　从目前大量的报道来看，前驱侵入作用对成矿的最大贡献　是提供了金属来源。在早期金属来源于岩浆的观点主要基于　斑岩铜矿与钙碱性火成岩的紧密时空联系、成矿作用早期流　体在垂向上的延伸一般大于２ｋｍ。然而大量的勘查评价表明，　斑岩体的规模与斑岩型矿床的规模和品位间似乎没有什么联　系。　与斑岩型铜矿有关的侵入体一般具多期成因特征，在成矿　前，成矿中，成矿晚期，甚至成矿后都有形成。一般是成矿前形　成的斑岩体对成矿最为重要，然而太早形成和成矿期形成的　体的氢氧同位素特征和金属在岩浆活动过程中的化学特性三　个方面的证据，近年来的流体包裹体研究工作又提供了新的　证据。另一方面，前驱侵入作用为成矿提供了流体来源，有关　斑岩体似乎对成矿的贡献又比较有限。一般而言，晚期侵人体　《论文天地』　贯入早期侵入体中，在二者接触带靠近晚期岩体一则发育冷凝　边，靠近早期岩体一则发育烘烤边，晚期侵入体中可见早期侵入　２．３热液蚀变与矿化　热液蚀变是斑岩铜矿最重要的特征之一，几乎所有的斑岩铜　体之捕掳体，而早期侵入体中可见晚期侵入体岩脉，很多情况是　早期侵入体之捕掳体多被晚期侵入作用同化改造，难以辨识。除　此之外，侵入体内还可能见到围岩捕掳体，局部位置含围岩破碎　捕掳体如此之丰富以致形成侵入角砾岩。斑岩体的表层一般可见　独特的单向固结结构，一般由梳状石英与细晶（斑岩）岩交互生长　而成，少数产于斑岩与围岩接触带部位，其所含原生包裹体被认　为是初始流体出溶的可靠记录。　斑岩铜矿系统中的斑岩多属Ｉ型岩浆岩，富含磁铁矿及其他　成矿元素，钙碱性或富　钙碱性或碱性，统计了全球斑岩型矿床　的岩浆种类，发现８５％的矿床赋存在钙碱性岩石系列中。岩基块　体野外观察和地质年代学研究表明，在簇或线状分布的斑岩铜矿　系统内部，所有相关斑岩侵入作用爆发在短短的０．０８Ｍａ间，但是　整个侵入作用周期却要长的多。尽管如此，似乎侵入作用周期长短　和斑岩型矿床规模间并没有必然联系，然而侵入作用周期长短却决　定了热液作用时间长短，斑岩铜矿系统中富ｓ部分的年代学研究也　说明了这一问题，年代学研究反映的热液作用时间比理论上计算得　到的斑岩体固结时间（＜０．０４Ｍａ）、斑岩矿床形成时间（＜０．１Ｍａ）或钾化　蚀变所需时间（＜０．００２Ｍａ）要长的多。　２．２斑岩成矿系统中的角砾岩　斑岩成矿系统中的角砾岩的主要成因类别有火山角砾岩、构　造角砾岩、坡积角砾岩，与矿化有关的角砾岩主要有爆发角砾岩、　侵入角砾岩、爆发侵入角砾岩、热液角砾岩、热液卵石脉等。①在　斑岩体边缘或近边部由岩浆胶结形成的侵入角砾岩大量出现于　岩体边部，表明岩浆侵位于较浅部位，处于以拉张为主的构造环　境下，呈被动式侵入；②爆发侵入角砾岩、爆发角砾岩均以角砾成　分复杂，出现微细的岩屑及类凝灰结构为特征，其成因与短暂的　热水气液爆发作用有关。它曾堆积在地表，实际上是一种短暂的　水气爆发火山现象。这类角砾岩是矿化形成于次火山环境的标　志，爆发角砾岩可形成于成矿前或成矿后，很少形成于矿化期的，　因为爆发作用可导致含矿流体的逸散，对工业矿体的生成不利；　③岩浆一热液角砾岩由岩浆热液从正在结晶的岩浆中爆发性地　释放而形成，角砾碎屑可能镶嵌在粉粒级岩石基质中、热液胶结　物中、以及更细粒的侵人体中，岩浆——热液角砾岩与火山角砾岩最　大的区别是缺少凝灰质物质。岩浆——热液角砾岩往往在成矿作用　中期形成，因此多被含矿硫化物胶结，同时对早期形成的矿体也有一　定的改造作用。多见具高温蚀变边角砾碎屑以及蚀变基质，这种蚀变　早期以钾化为主，胶结物多为黑云母、磁铁矿、黄铜矿。晚期一般是绢　云母化，胶结物主要为石英、电气石、镜铁矿、黄铜矿、黄铁矿，浅部的　绢云母化向深部可能转变为钾化。含矿岩浆热液角砾的矿石品位可　能比周围网脉状矿体矿石品位还高，可能是其自身高渗透性所致。④　热液卵石脉呈脉状产出（宽度为数米至数毫米），角砾成分复杂，胶结　物疏松，从无热液矿物发现于胶结物中，为此认为热液卵石脉形成于　成矿后，是矿化终止标志。　矿都发育类似的热液蚀变系统和典型的蚀变分带，对蚀变特征的　深入研究在判断斑岩体剥蚀程度和工程勘查方面发挥了巨大作　用。热液蚀变是一个长期的过程，不同期热液蚀变作用互相套合　而导致蚀变系统复杂化，并伴随出现矿化叠加现象。一般，热液蚀　变可分为①岩浆后；②早期岩浆热液期；③晚期岩浆热液期；④热　泉期。矿化叠加主要指斑岩型矿化被后期浅成低温热液矿化的叠　加，这种叠加既可以处于同一空间，也可以近距离分离，从时间上　来看，早期斑岩型热液系统与后期浅成低温热液系统的相隔时限　通常是比较短暂的。　①钠质——钙质蚀变：这是一种在斑岩铜矿系统中非常普遍　的蚀变类型，在围岩和斑岩体的中部区段中比较常见，它的存在　标定了岩株的中央位置。钠质——钙质蚀变带一般贫硫和金属元　素（除开以磁铁矿形式存在的Ｆｅ元素）。　②钾化蚀变：这个蚀变带存在于斑岩铜矿系统的最中央和最　深部位置，只有遭到深度剥蚀的矿床才可能出露这个蚀变带，蚀　变规模变化比较大，从严格限定在岩体接触带处的薄带状到上千　米规模均可见及。在整个蚀变作用过程中，钾质蚀变强度逐渐减　弱，蚀变温度约６００℃。钾化蚀变带以次生钾长石——黑云母的发　育为标志，这些次生矿物取代了侵入体中原来的钾长石、斜长石　和镁铁质矿物。黑云母在相对偏镁铁质的斑岩体或围岩中是占主　导的蚀变矿物，而在偏长英质岩石以及花岗闪长岩到石英二长岩　中，次生钾长石矿物含量增加。通常情况下，次生钾长石比原生钾　长石钠质含量高，不论是生成黑云母，还是次生钾长石，钠质斜长　石都作为伴生蚀变矿物产出。　③绿泥石化——绢云母化：在斑岩铜矿的浅部广泛发育，并形　成独特的灰白——绿色岩石，在一些富金的斑岩铜矿床中，该蚀　变套合在早期形成的钾化蚀变矿物组合上，由于天水／地下水加　入，ｓ逸度增加，流体富酸性，发生反应：３ＫＡ１Ｓｉ，０　＋２Ｈ　＝ＫＡ１３Ｓｉ　０　（ＯＨ）　＋６Ｓｉ０２＋２Ｋ　，钾长石转变成绢云母。除此之外，镁铁质矿物向　绿泥石转变，斜长石向绢云母（细粒白云母）或伊利石转变，岩浆　热液或其他热液磁铁矿向赤铁矿（假象赤铁矿或镜铁矿）转变，并　伴随着黄铁矿和黄铜矿的沉淀堆积。尽管早期钾化蚀变带内的矿　体可能在后期绿泥石化——绢云母化叠加蚀变过程中被消耗，但　金属的带入现象也普遍存在，一些情况下这种带人相当可观并被　认为是形成铜矿体的主要机理。　④高级泥化蚀变：高级泥化蚀变是浅成低温热液矿床的典型　产物，标志着斑岩成矿系统之上浅成热液矿床的发育，是蚀变叠　加的产物。蚀变温度在１００～１５０℃ｐＨ　１－２，发生的化学反应主　要有：绢云母／钾长石＋Ｈ＋一地开石／叶腊石＋ＳｉＯ　；地开石／叶腊　石＋Ｋ＋一明矾石（浅肉红色）＋ＳｉＯ　。蚀变受构造控制作用明显，主　要蚀变矿物有高岭石、地开石、明矾石、蒙脱石及叶腊石等，由矿　体向外，粘土矿物由高岭石占主导逐渐转变为蒙脱石占主导。除　构造带外，该蚀变一般都叠加在斑岩铜矿系统上部早先的蚀变矿　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ／１８３　《论文天地ｌ　蔷毒啭渔　从这里了解西都资源　从这里了解西部经济　１　８４　化带内，常见绢云母蚀变矿物组合向上逐渐转变为石英——　叶腊石组合，同时，低温石英——高岭石组合也是一种常见的　叠加蚀变矿物组合。在泥蚀变岩帽底部的高级泥蚀变具缝合　线构造，表现在蠕虫状叶腊石呈缝合线充填在硅化岩石中，然　而这种具缝合线构造的蚀变矿物还可能包括明矾石或高岭　石，这种结构的形成可能是因为高级泥质矿物成核作用的非　均质性所致，或是高级泥蚀变叠加在早期具非均质成核作用　的钾质蚀变或绿泥石——绢云母蚀变矿物上所致。斑岩铜矿　系统中垂向上的热液蚀变与矿化分布取决于后期叠加蚀变作　用的强度或蚀变弥漫的广度。在广泛弥漫的系统中，高级泥蚀　变盖层覆盖在斑岩铜矿的上部区段，但是它的根部可能向下　延伸至深度大于ｌｋｍ的地段，高级泥蚀变可能要比被叠加的　钾化蚀变晚ｌ到２Ｍａ，反映了弥漫过程所需要的时间。但是在　整个斑岩铜矿系统中，这种弥漫作用比较局限。通常在这种具　高级泥蚀变的盖层与具钾化蚀变的斑岩体之间存在０．５到　ｌｋｍ的空档，这个空档往往发育含硫化铁矿的绿泥石化——　绢云母化蚀变。　的斑岩铜矿体往往被外围大理岩所包绕，在碳酸盐岩岩　赋　矿的斑岩铜矿系统末端，沉积型金矿往往发育在由于远矽卡　岩脱钙而导致的岩石渗透性增强的地段，如白云岩的砂岩化。　⑥青磐岩化：最外部的这个蚀变带一般不缺失，由于次生　钾长石化消耗了Ｋ、ＡＩ，而ｃａ、Ｎａ、ｃｌ元素向』二迁移形成的蚀　变，蚀变温度在３００～４００￣Ｃ间，ｐＨ　４　５。蚀变矿物组合主要　有绿帘石、方解石、石英、绿泥石、绢云母等，金属矿物有黄铁　矿、磁铁矿、少量闪锌矿或黄铜矿。原生的镁铁质矿物部分或　完全蚀变为绿泥石和碳酸盐矿物，该带一般向围岩过渡数　米后即消失。　⑦硅帽：以发育多孔状石英为特征，早期形成的ＳｉＯ　到晚　期在顶部富集形成石英，经过长期的淋滤洗刷，石英中夹杂的　一些泥质矿物被淋滤掉，只剩下这种多孔状的石英，岩石多孑Ｌ　总体来看，成矿主要集中在钾化带和青磐岩化带、钾化带　结构反映了最初的岩石结构特征。　与绢英岩化带接触部位，矿化分带为贫黄铁矿、富Ｃｕ—Ａｕ内　核一富钼带一黄铁矿晕。原生成矿作用矿石矿物包括黄铜矿、　斑铜矿、金、辉钼矿，但一般会形成原生矿床的次生富集带（曳ｕ　⑤矽卡岩：在碳酸盐岩赋矿而不是侵入岩或硅化碎屑岩　赋矿的斑岩铜矿系统中，钙质或氧化镁外矽卡岩在靠近斑岩　体的位置产生，而大理岩则在矽卡岩前缘的外围产出。蚀变作　用过程中，早期不含水的，进变质的各种硅酸盐矿物如钙铝榴　石、铁钙榴石、透辉石、钙铁辉石、硅灰石、方柱石等与非碳酸　斑岩铜矿上的富黄铁矿含Ａｇ—Ａｕ浅成热液矿床），这个次生富　集带可以存在于任何一个蚀变带中，待其被剥蚀后，又会形成　新的次生富集带（如黄钾铁钒淋滤层）。　３．结论　一盐岩岩石的钾化蚀变矿物几乎同时形成，晚期含水的，退变质　硅酸盐矿物如磁铁矿、阳起石、透闪石、普通角闪石、绿帘石、　绿泥石、蒙脱石、石英、碳酸盐岩以及硫化铁等，与绿泥石——　绢云母化以及绢云母化矿物几乎同时形成。相对于近矽卡岩　个完整的成矿系统包括很多方面，如大地构造背景、赋　存环境、围岩、矿体的产状和形式、矿石结构、矿石化学特征、　围岩和矿石年龄、流体来源及成分带、热液蚀变带、构造控制　特征、成矿后的改变、矿体和围岩的地球物理特征等，而本文　仅对斑岩铜矿系统中的部分方面作＿『介绍。　而言，富金的远矽卡岩（含辉石）还原性更强。与外矽卡岩有关　参考文献：　【１】江迎飞．富金斑岩铜矿床研究进展【Ｊ】．地质学报，２００９　８３（１２）：１９９７—２０１７　【２】李德威．理论预测与科学找矿——以西藏冈底斯斑岩铜矿为例【Ｊ】．地质科技情报，２００５，２４（３）：４８—５４　【３】侯增谦．斑岩Ｃｕ—Ｍｏ—Ａｕ矿床：新认识与新进展【Ｊｌ＿地学前缘（中国地质大学，北京），２００４．１１（Ｉ）：１３１—１４４　【４】郑有业，多吉，王瑞江。等．西藏冈底斯巨型斑岩铜矿带勘查研究最新进展叭中国地质，２００７，３４（２）：３２４—３３４　ｌ８】吴开兴，胡瑞中，彭建堂，等．新生代构造拾升与斑岩型铜、金矿床的次生富集作用【Ｊ】．地质科技情报，２００５，２４（４）：５０—５４　Ｉ９】李万伦．斑岩铜矿浅部富矿岩浆房研究进展Ｕｌｌ矿床地质，２１００，３０（１）：１４９—１５５．　【１１１姚春亮，陆建军，郭维民，等斑岩铜矿若千问题的最新研究进展　．矿床地质，２００７，２６（２）：２２１—２２９．　［１２１张善明，吕新彪，邓国祥，等．地质界面控矿原理及其运用要点Ｕ１．地质科技情报，２００９，２８（６）：５１—５６．　［１４】赵文津．大型斑岩铜矿成矿的深部构造岩浆活动背景Ｕｌｌ中国地质，２００７．３４（２）：１７９—２０５　【１９】杜琦．以我国一些斑岩铜矿为例试论斑岩矿床成矿与地层（围岩）的关系Ｕ１．矿床地质，１９８４，３（２）：２１—２７．　［２０１张寿庭，赵鹏大斑岩型矿床——非传统矿产资源研究的重要对象Ｕ】．地球科学——中国地质大学学报，２０１１，３６（２）：２４７—２５４　１２１］杨志明，侯增谦，李振清，等．西藏驱龙斑岩铜钼矿床中ＵＳＴ石英的发现：初始岩浆流体的直接记录ｕｌ＿矿床地质，２００８，２７（２）：１８８—１９９　【２８】任启江．据角砾岩体的类型和特征寻找斑岩铜矿【Ｊ】ｌ有色金属矿产与勘查，１９９４，３ｌ６Ｉ：３４２—３４３．