1、2022-8-12斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及斑岩型铜矿研究进展及找矿找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿 斑岩型矿床（斑岩型矿床（porphyry deposits）是指品）是指品位低但规模大，且主要产于斑岩中及其位低但规模大，且主要产于斑岩中及其内外接触带附近的细脉浸染型矿床。内外接触带附近的细脉浸染型矿床。以斑岩性型铜矿最有意义。以斑岩性型铜矿最有意义。二十世纪初，在美国发现了第一个斑岩二十世纪初，在美国发现了第一个斑岩型铜矿，即至今仍负盛名的宾厄姆型铜矿，即至今仍负盛名的宾厄姆（Bingham）铜矿。）铜矿。以斑岩型铜矿为例。以斑岩型铜矿为例。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿
2、床研究的重要性斑岩型铜矿床研究的重要性 斑岩型铜矿是一种储量大、品位低、可大规模机械化开斑岩型铜矿是一种储量大、品位低、可大规模机械化开采的矿床。世界铜金属量超过采的矿床。世界铜金属量超过5Mt5Mt和和5858个超大型以上规个超大型以上规模铜矿（包括我国的玉龙和德兴）中有模铜矿（包括我国的玉龙和德兴）中有3636个为斑岩铜矿。个为斑岩铜矿。该类型储量占世界铜储量比例，由该类型储量占世界铜储量比例，由6060年代的三分之一增年代的三分之一增长到目前的一半以上，世界铜产量的一半来自斑岩型铜长到目前的一半以上，世界铜产量的一半来自斑岩型铜矿。据世界矿。据世界103103个大型矿床统计，单个矿床矿石
3、储量平个大型矿床统计，单个矿床矿石储量平均可达均可达550Mt550Mt，CuCu平均品位平均品位0.40.4，高可达，高可达0.80.8,并能综并能综合回收多种金属，如合回收多种金属，如MoMo、ReRe、AuAu、AgAg、PtPt、PdPd等，具有等，具有巨大经济价值。在我国，斑岩型铜矿储量占全国铜矿总巨大经济价值。在我国，斑岩型铜矿储量占全国铜矿总储量比例，由储量比例，由6060年代的年代的3434增长到目前的增长到目前的4545。我国。我国4 4个特大型铜矿中有个特大型铜矿中有3 3个为斑岩型，个为斑岩型，2 2个超大型铜矿均为斑个超大型铜矿均为斑岩型。岩型。斑岩型铜矿研究进展及找矿
4、我国斑岩型铜矿床（含浅成低温我国斑岩型铜矿床（含浅成低温热液型）分布热液型）分布 斑岩型矿床、块状硫化物矿床、浅成低温热液矿床的斑岩型矿床、块状硫化物矿床、浅成低温热液矿床的广泛分布是环太平洋、特提斯和中亚三大巨型成矿域广泛分布是环太平洋、特提斯和中亚三大巨型成矿域的共同之处，它们提供了贵金属与有色金属的重要来的共同之处，它们提供了贵金属与有色金属的重要来源，均跨入我国部分省区。源，均跨入我国部分省区。环太平洋成矿域：华南德兴、紫金山，东北团结沟、环太平洋成矿域：华南德兴、紫金山，东北团结沟、东安、小西南岔等；东安、小西南岔等；特提斯成矿域：藏东江达地区，有玉龙、多霞松多、特提斯成矿域：藏东江
5、达地区，有玉龙、多霞松多、莽总、马拉松多等铜矿床等；莽总、马拉松多等铜矿床等；中亚成矿域：中亚东部满洲里乌奴格吐山大型铜矿床、中亚成矿域：中亚东部满洲里乌奴格吐山大型铜矿床、多宝山，额仁陶勒盖、四五牧场铜矿多宝山，额仁陶勒盖、四五牧场铜矿(浅成低温浅成低温)，中亚，中亚西部哈萨克斯坦阿克图盖等超大型斑岩铜矿床、新疆西部哈萨克斯坦阿克图盖等超大型斑岩铜矿床、新疆土屋、蒙古额仁陶勒盖等；土屋、蒙古额仁陶勒盖等；斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿我国主要铜矿床类型分布概况我国主要铜矿床类型分布概况斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩铜矿床理论研究现状斑岩铜矿床理论研究现
6、状 是近是近50年来国内外地质学界讨论最多的热门矿床年来国内外地质学界讨论最多的热门矿床类型之一。由于这一时期国内外大量斑岩型铜矿类型之一。由于这一时期国内外大量斑岩型铜矿的发现与开发实践，全球板块构造与斑岩型铜矿的发现与开发实践，全球板块构造与斑岩型铜矿形成的联系，以及新技术新方法的应用，使人们形成的联系，以及新技术新方法的应用，使人们对斑岩铜矿的分布、成因、定位、蚀变和物质来对斑岩铜矿的分布、成因、定位、蚀变和物质来源等有了比以前更深入的认识。在这一时期国内源等有了比以前更深入的认识。在这一时期国内外发表了大量文献和专著。斑岩型铜矿是一个研外发表了大量文献和专著。斑岩型铜矿是一个研究程度较
7、高的矿床类型，然而还有许多问题没有究程度较高的矿床类型，然而还有许多问题没有开清楚，有待进一步实践、总结提高。开清楚，有待进一步实践、总结提高。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型金属矿床的特征斑岩型金属矿床的特征(1)斑岩型金属矿床是斑岩型金属矿床是“与侵入岩有关金属矿与侵入岩有关金属矿床床”家族的重要成员之一，其形成作用与家族的重要成员之一，其形成作用与岩浆活动具密切时空分布关系。鉴于地壳岩浆活动具密切时空分布关系。鉴于地壳演化与金属成矿作用的复杂性，在一些矿演化与金属成矿作用的复杂性，在一些矿集区（或带）很难将斑岩型和其它侵入岩集区（或带）很难将斑岩型和其它侵入岩类金属矿床划分开来。到目前为止
8、，尽管类金属矿床划分开来。到目前为止，尽管尚未找到一种较为简单的分类判别准则，尚未找到一种较为简单的分类判别准则，但是矿床地质学家趋同认为，斑岩型金属但是矿床地质学家趋同认为，斑岩型金属矿床应具下述地质特征。矿床应具下述地质特征。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型金属矿床的特征斑岩型金属矿床的特征(2)(2)矿化在斑状侵入岩及围岩中呈浸染状或细网脉状产出；矿化在斑状侵入岩及围岩中呈浸染状或细网脉状产出；无论在空间分布上，还是在形成时间上，金属矿化与浅无论在空间分布上，还是在形成时间上，金属矿化与浅成侵入岩具密切关系；成侵入岩具密切关系；大多数含矿侵入岩为钙碱或碱性岩浆岩系列；大多数含矿侵入岩为钙碱
9、或碱性岩浆岩系列；岩浆岩组合为斑状花岗闪长岩岩浆岩组合为斑状花岗闪长岩-花岗岩或闪长岩花岗岩或闪长岩-正长岩；正长岩；与钼矿床有关的侵入岩大都为钙与钼矿床有关的侵入岩大都为钙-碱性长英质火成岩；碱性长英质火成岩；含矿侵入岩体大都为复式侵入杂岩，金属矿化仅与其中含矿侵入岩体大都为复式侵入杂岩，金属矿化仅与其中某一期侵入岩有关；某一期侵入岩有关；矿化与岩脉群和角砾岩管伴生，角砾组份复杂；矿化与岩脉群和角砾岩管伴生，角砾组份复杂；含矿侵入岩体及围岩均遭受到强烈的断裂与破碎作用含矿侵入岩体及围岩均遭受到强烈的断裂与破碎作用斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型金属矿床的特征斑岩型金属矿床的特征(3)(3)尽管
10、大多数矿化地段受断裂控制，但是在一些矿床中，尽管大多数矿化地段受断裂控制，但是在一些矿床中，浸染状金属矿石占有很高的比例；浸染状金属矿石占有很高的比例；尽管各金属矿床在热液蚀变类型、强度和规模等方面变尽管各金属矿床在热液蚀变类型、强度和规模等方面变化很大，但是代表性的蚀变带普遍存在，并具一定的分化很大，但是代表性的蚀变带普遍存在，并具一定的分带性；带性；在部分矿区，风化淋滤可以造成金属元素次生富集；在部分矿区，风化淋滤可以造成金属元素次生富集；绝大多数斑岩型铜矿床以规模巨大和品位偏低为特征，绝大多数斑岩型铜矿床以规模巨大和品位偏低为特征，一般来讲，铜矿石储量至少为一般来讲，铜矿石储量至少为20
11、002000万吨，铜的品位为万吨，铜的品位为0.1%0.1%或更高；或更高；主要斑岩金属矿床类型为，斑岩铜矿床、斑岩铜钼矿床、主要斑岩金属矿床类型为，斑岩铜矿床、斑岩铜钼矿床、斑岩铜金钼矿床、斑岩金矿床和斑岩钼矿床斑岩铜金钼矿床、斑岩金矿床和斑岩钼矿床斑岩型铜矿研究进展及找矿 可分为面型和线型两种可分为面型和线型两种 面型面型岩体为中心岩体为中心 (玉龙、城门山、玉龙、城门山、乌奴格吐山乌奴格吐山)接触带为中心接触带为中心 (德兴德兴)线型线型受构造控制，沿一定方向延伸受构造控制，沿一定方向延伸 (多宝山、东多宝山、东昆仑卡尔却卡、乌兰乌珠尔昆仑卡尔却卡、乌兰乌珠尔)具有较强的石英化作用具有较
12、强的石英化作用 似千枚岩化带最重要、最普遍似千枚岩化带最重要、最普遍 泥化带一般不发育泥化带一般不发育(玉龙除外玉龙除外)斑岩型铜矿研究进展及找矿乌奴格吐山铜乌奴格吐山铜(钼钼)矿床地质略图矿床地质略图Q 4-第四系；Clm-古生代安山岩、结晶灰岩；NiP-次英安质角砾熔岩；CiP-二长花岗斑岩；KiP-次流纹质晶屑凝灰熔岩；CB-黑云母花岗岩；ALDL-安山玢岩、闪长玢岩；KP-流纹斑岩；I-H-水云母化带；Q-S-H-石英绢云母化带；Q-Kf-石英-钾长石化带；1-断层；2-环状断裂系统3-火山管道构造4-爆发角砾岩筒；5-地质界线；6-蚀变带界线；7-铜矿化；8-钼矿化斑岩型铜矿研究进展
13、及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿多宝山铜矿围岩蚀变带线型分布多宝山铜矿围岩蚀变带线型分布斑岩型铜矿研究进展及找矿构造环境构造环境 大多数斑岩铜矿床都产在不同构造单元的交接部大多数斑岩铜矿床都产在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。位，特别是大洋板块与古陆块俯冲带的陆块一侧。这些交接部位通常发育有深断裂，其切割深度可这些交接部位通常发育有深断裂，其切割深度可达岩石圈。达岩石圈。大约有大约有85%85%的斑岩铜金矿床与俯冲板块的张性构的斑岩铜金矿床与俯冲板块的张性构造活动有关，低角度和快速的板块俯冲是超大型造活动有关，低角度和快速的板块俯冲是超大型斑岩铜金矿床形成的关键所
14、在。部分地质学家也斑岩铜金矿床形成的关键所在。部分地质学家也指出，斑岩铜矿床是局部岩浆活动的产物，与板指出，斑岩铜矿床是局部岩浆活动的产物，与板块俯冲的角度和速率毫不相干块俯冲的角度和速率毫不相干。斑岩型铜矿研究进展及找矿构造环境构造环境全球范围内三个重要的斑岩型铜矿成矿域全球范围内三个重要的斑岩型铜矿成矿域环太平洋成矿域环太平洋成矿域、特提斯成矿域、中亚成矿域、特提斯成矿域、中亚成矿域斑岩型铜矿研究进展及找矿含矿侵入岩特征含矿侵入岩特征 大多数含铜金斑岩属安第斯型（大多数含铜金斑岩属安第斯型（AndinotypeAndinotype）（又可称）（又可称I I型或磁铁矿型）花岗岩类侵入岩。型或
15、磁铁矿型）花岗岩类侵入岩。含矿侵入岩体的规模变化很大，它们既可呈群或带出现，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，其侵位深度多为也可作为单独的复式岩体存在，其侵位深度多为2km2km，最深达最深达4 46km6km。从矿物组份上看，含矿侵入岩多为中。从矿物组份上看，含矿侵入岩多为中-偏偏酸性火成岩，从岩体的边部到中心，长英质矿物组份明酸性火成岩，从岩体的边部到中心，长英质矿物组份明显增高，镁铁质组份相对减少，其中最常见的镁铁矿物显增高，镁铁质组份相对减少，其中最常见的镁铁矿物为角闪石和黑云母，副矿物主要为磁铁矿、磷灰石、锆为角闪石和黑云母，副矿物主要为磁
16、铁矿、磷灰石、锆石和褐帘石。石和褐帘石。在岩石化学方面，含矿斑岩体的在岩石化学方面，含矿斑岩体的SiOSiO2 2，TiOTiO2 2含量相对较含量相对较高，并且见有斜方辉石或刚玉标准矿物分子。含矿侵入高，并且见有斜方辉石或刚玉标准矿物分子。含矿侵入岩的岩的8787Sr/Sr/8686SrSr初始比值变化范围为初始比值变化范围为0.704-0.7060.704-0.706，属幔，属幔源或深源岩浆上侵定位的产物。源或深源岩浆上侵定位的产物。斑岩型铜矿研究进展及找矿形成时代形成时代 尽管一些前寒武纪金属矿床也被划分为斑岩型矿尽管一些前寒武纪金属矿床也被划分为斑岩型矿床，但是具有确凿证据的最古老斑岩
17、铜金矿床的床，但是具有确凿证据的最古老斑岩铜金矿床的形成时代为古生代。对于绝大多数钙形成时代为古生代。对于绝大多数钙-碱性斑岩碱性斑岩铜矿床来讲，其形成时代为中生代，第三纪或更铜矿床来讲，其形成时代为中生代，第三纪或更年轻，相比之下，许多碱质类斑岩铜金或金矿床年轻，相比之下，许多碱质类斑岩铜金或金矿床的形成时代为早侏罗纪。的形成时代为早侏罗纪。在斑岩铜矿床集中区，不同期次和各种规模岩浆在斑岩铜矿床集中区，不同期次和各种规模岩浆岩分布广泛，极为发育，铜金矿化往往同最年轻岩分布广泛，极为发育，铜金矿化往往同最年轻一期的侵入岩相有关。另外，铜金矿床的形成时一期的侵入岩相有关。另外，铜金矿床的形成时间
18、滞后于侵入岩体。间滞后于侵入岩体。斑岩型铜矿研究进展及找矿热液蚀变热液蚀变(1)一般来讲，斑岩铜金矿床热液蚀变的类型一般来讲，斑岩铜金矿床热液蚀变的类型和强度主要取决于热液体系中金属和强度主要取决于热液体系中金属/氢离子氢离子的比值，其它影响因素包括有压力、温度、的比值，其它影响因素包括有压力、温度、水水/岩比值，流体与围岩的组份。岩比值，流体与围岩的组份。例如，如果热流体中的例如，如果热流体中的K K+Na+Na+/H/H+的比值偏的比值偏低，那么钾、钠和钙低，那么钾、钠和钙-铝硅酸盐矿物（如长铝硅酸盐矿物（如长石、云母等）就会变得不稳定；石、云母等）就会变得不稳定；岩浆蒸气的饱和可导致酸性
19、热流体的形成，岩浆蒸气的饱和可导致酸性热流体的形成，进而产生泥岩化蚀变。蚀变矿物流体包裹进而产生泥岩化蚀变。蚀变矿物流体包裹体研究结果表明，含矿流体多以富硫和氯体研究结果表明，含矿流体多以富硫和氯为特征。为特征。斑岩型铜矿研究进展及找矿热液蚀变热液蚀变(2)(2)钙钙-碱质和碱质斑岩铜矿床在热液蚀变类型碱质和碱质斑岩铜矿床在热液蚀变类型与分带方面存在较明显的差别。前者代表与分带方面存在较明显的差别。前者代表性蚀变分带为中心钾化带（次生黑云母或性蚀变分带为中心钾化带（次生黑云母或钾长石），向外为似千枚岩化（绢云母和钾长石），向外为似千枚岩化（绢云母和石英），然后是青盘岩化（绿帘石、绿泥石英），然
20、后是青盘岩化（绿帘石、绿泥石和钠长石），最外侧为未蚀变岩石。碱石和钠长石），最外侧为未蚀变岩石。碱质类金矿床的蚀变岩多呈补丁状分布，中质类金矿床的蚀变岩多呈补丁状分布，中心地带为钾长石或钠长石蚀变，外侧广泛心地带为钾长石或钠长石蚀变，外侧广泛分布有青盘岩化。分布有青盘岩化。斑岩型铜矿研究进展及找矿热液蚀变（热液蚀变（3）青盘岩化是在弱水化条件下形成的，中性斜长石青盘岩化是在弱水化条件下形成的，中性斜长石多蚀变为钠长石、绿帘石、碳酸盐和蒙脱石，镁多蚀变为钠长石、绿帘石、碳酸盐和蒙脱石，镁铁质矿物多为绿泥石、绿帘石、阳起石或透闪石铁质矿物多为绿泥石、绿帘石、阳起石或透闪石所取代，相比之下，石英和钾
21、长石较为稳定；所取代，相比之下，石英和钾长石较为稳定；随着水化作用的增强，石英、高岭石、绿泥石和随着水化作用的增强，石英、高岭石、绿泥石和少量粘土矿物的出现标志着泥化的存在。在许多少量粘土矿物的出现标志着泥化的存在。在许多情况下，泥化可向千枚岩化过渡，千枚岩化蚀变情况下，泥化可向千枚岩化过渡，千枚岩化蚀变矿物组合为石英、绢云母、伊利石和黄铁矿；矿物组合为石英、绢云母、伊利石和黄铁矿；在含矿斑岩体或矿床的中心地带，水化强度达到在含矿斑岩体或矿床的中心地带，水化强度达到极大值，此时所有的原生矿物组份均变得不稳定，极大值，此时所有的原生矿物组份均变得不稳定，进而出现次生石英、黑云母、中性斜长石和钾长
22、进而出现次生石英、黑云母、中性斜长石和钾长石，构成钾化带。石，构成钾化带。斑岩型铜矿研究进展及找矿热液蚀变（热液蚀变（4）如果我们用一个理想的模型来描述斑岩铜金矿床如果我们用一个理想的模型来描述斑岩铜金矿床的热液蚀变作用，那么每一个蚀变带就如同环绕的热液蚀变作用，那么每一个蚀变带就如同环绕在斑岩侵入体的一壳层，实际上，热液蚀变是一在斑岩侵入体的一壳层，实际上，热液蚀变是一个动态过程。当热液蚀变体系发生冷却时，原有个动态过程。当热液蚀变体系发生冷却时，原有岩层的岩层的“塌陷塌陷”和年轻热液蚀变的叠加效应可以和年轻热液蚀变的叠加效应可以将早期形成的蚀变带部分或完全破坏掉。如果同将早期形成的蚀变带部
23、分或完全破坏掉。如果同一矿集区范围内存在有年轻岩体和热液流体的侵一矿集区范围内存在有年轻岩体和热液流体的侵位活动，那么，多期热液蚀变带相互叠加，致使位活动，那么，多期热液蚀变带相互叠加，致使矿床、矿田或矿集区范围内的热液蚀变变得极为矿床、矿田或矿集区范围内的热液蚀变变得极为复杂，各蚀变带的原始空间分布位置极难恢复。复杂，各蚀变带的原始空间分布位置极难恢复。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿矿矿 化化 特特 点点 图图 斑岩型矿床典型矿化及其分带斑岩型矿床典型矿化及其分带 图图 斑岩型矿床典型矿石构造及其分斑岩型矿床典型矿石构造及其分带带斑岩型铜矿研究进展及
24、找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿成矿作用成矿作用 （1 1）一般来讲，斑岩型金属矿床多与一般来讲，斑岩型金属矿床多与I I型黑云母或角闪石花型黑云母或角闪石花岗岩类浅成侵入岩体有关，是深位岩浆结晶分异的产物。岗岩类浅成侵入岩体有关，是深位岩浆结晶分异的产物。相比之下，花岗岩类金属矿床（如部分钨、锡和钼矿床）相比之下，花岗岩类金属矿床（如部分钨、锡和钼矿床）多与多与S-S-型白云母花岗岩有关，它们是地壳物质深熔作用型白云母花岗岩有关，它们是地壳物质深熔作用的产物。的产物。在岩浆分异演化过程中，金属元素的富集与分散除了取在岩浆分异演化过程中，金属元素的富
25、集与分散除了取决于元素自身地球化学行为外，也同岩浆结晶分异时的决于元素自身地球化学行为外，也同岩浆结晶分异时的物化条件有关。物化条件有关。就铜来讲，由于其在岩浆活动中很难参予硅酸盐矿物的就铜来讲，由于其在岩浆活动中很难参予硅酸盐矿物的结晶，那么它将滞留在残余熔体中，并且发生初步富集结晶，那么它将滞留在残余熔体中，并且发生初步富集作用。有人推测，若熔体中初始水含量大于作用。有人推测，若熔体中初始水含量大于2.5%2.5%和和Cl/HCl/H2 2O O比值为比值为0.030.03，那么，那么3030立方公里的岩浆房将有可能立方公里的岩浆房将有可能形成金属量大于形成金属量大于100100万吨的铜。
26、万吨的铜。斑岩型铜矿研究进展及找矿成矿作用成矿作用 （2 2）硫是斑岩型铜矿的重要矿化剂硫是斑岩型铜矿的重要矿化剂,因此岩浆中硫的溶解度因此岩浆中硫的溶解度及硫含量是重要的控矿因素之一。实验研究表明及硫含量是重要的控矿因素之一。实验研究表明,未经未经演化的玄武质岩浆中硫的溶解度为演化的玄武质岩浆中硫的溶解度为100010001010-6-6。中。中-酸酸性岩浆中硫的溶解度为性岩浆中硫的溶解度为2002001010-6-6-300-3001010-6-6,而产出斑而产出斑岩铜矿的氧化型钙碱性岩浆中硫的溶解度较高岩铜矿的氧化型钙碱性岩浆中硫的溶解度较高,可以达可以达到到5005001010-6-6
27、。实验研究还表明岩浆中硫的溶解度与温度、压力、氧化实验研究还表明岩浆中硫的溶解度与温度、压力、氧化状态以及状态以及FeOt(FeOt(全铁全铁)的含量有关。岩浆的温度及铁含的含量有关。岩浆的温度及铁含量越高量越高,硫的溶解度也越高。压力越高硫的溶解度也越高。压力越高,硫的溶解度也越硫的溶解度也越高。有些研究者认为与斑岩铜矿有关的岩浆中的硫除来高。有些研究者认为与斑岩铜矿有关的岩浆中的硫除来自地幔深处外自地幔深处外,尚有一部分尚有一部分“额外额外”来源。即认为来自来源。即认为来自海水硫酸盐及海底岩石中的硫化物，来自岩浆通道附近海水硫酸盐及海底岩石中的硫化物，来自岩浆通道附近的蒸发岩层；或者由岩浆
28、混合作用所带来。的蒸发岩层；或者由岩浆混合作用所带来。斑岩型铜矿研究进展及找矿成矿作用成矿作用 （3 3）氯对成矿的重要性首先体现在它在铜迁移中的重要性。业已证明氯对成矿的重要性首先体现在它在铜迁移中的重要性。业已证明,在岩浆结晶过程中在岩浆结晶过程中,当水达到过饱和后会出现三个相当水达到过饱和后会出现三个相,即结晶相、即结晶相、熔体相和以水为主的流体相。由于铜在高温熔体相和以水为主的流体相。由于铜在高温(400)下呈氯络下呈氯络合物形式迁移合物形式迁移,因此当流体相出现后因此当流体相出现后,铜在流体及熔体相之间的分铜在流体及熔体相之间的分配配,主要取决于氯在这两个相中的分配系数及岩浆中氯的初
29、始含主要取决于氯在这两个相中的分配系数及岩浆中氯的初始含量。分配到流体相中的氯越多量。分配到流体相中的氯越多,则进入到流体相中的铜也越多则进入到流体相中的铜也越多,成成矿的可能性也就越大。矿的可能性也就越大。Cline 等利用数值模拟方法研究了典型钙碱性岩浆形成斑岩铜矿等利用数值模拟方法研究了典型钙碱性岩浆形成斑岩铜矿的可能性。熔体中初始氯含量对成矿有重要影响的可能性。熔体中初始氯含量对成矿有重要影响,如果岩浆的如果岩浆的Cl/H2O 比值从比值从0.03 提高到提高到0.1,则其成矿能力提高则其成矿能力提高5 倍多。含矿斑岩倍多。含矿斑岩中黑云母的氯含量普遍比不含矿斑岩中黑云母的高的事实中黑
30、云母的氯含量普遍比不含矿斑岩中黑云母的高的事实,也证也证明了氯在矿床形成中的作用。其次氯的存在可以增加流体相的出明了氯在矿床形成中的作用。其次氯的存在可以增加流体相的出溶能力。如在溶能力。如在0.2 GPa 和和800 条件下条件下,不含氯的花岗岩浆中水的不含氯的花岗岩浆中水的出溶出溶,必须要等到必须要等到H2O 的含量达到的含量达到5%-6%时才会发生时才会发生;而如果岩浆而如果岩浆含含0.26%的氯的氯,那么当水的含量达到那么当水的含量达到1%时就会发生出溶作用。一时就会发生出溶作用。一般情况下般情况下,出溶作用越早对成矿越有利。因此出溶作用越早对成矿越有利。因此,岩浆中氯的含量越岩浆中氯
31、的含量越高高,其成矿的可能性越大。其成矿的可能性越大。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿研究进展及找矿成岩成矿物质来源成岩成矿物质来源（1）关于斑岩铜金矿床成矿矿物质来源问题，关于斑岩铜金矿床成矿矿物质来源问题，特别是金来自何处，一直是矿床地质学家特别是金来自何处，一直是矿床地质学家争论不休的争论不休的“热点热点”。西利托（。西利托（19871987）曾）曾强调指出，富金斑岩体大都沿板块会聚带强调指出，富金斑岩体大都沿板块会聚带产出，并且与不连续的线性构造带具密切产出，并且与不连续的线性构造带具密切空间分布关系。他认为，板块快速和低角空间分布关系。他认为，板块快速和低角度的俯冲作用有利于金的富
32、集成矿，铜、度的俯冲作用有利于金的富集成矿，铜、钼和金起源于地球软流圈或地幔，上述金钼和金起源于地球软流圈或地幔，上述金属元素的成矿作用与地壳的厚度和混染程属元素的成矿作用与地壳的厚度和混染程度无关。度无关。斑岩型铜矿研究进展及找矿成岩成矿物质来源成岩成矿物质来源（2 2）麦克米兰（麦克米兰（19761976）通过对加拿大不列颠哥伦比亚）通过对加拿大不列颠哥伦比亚省大型斑岩铜矿床的研究，认为铜主要来自花岗省大型斑岩铜矿床的研究，认为铜主要来自花岗岩类岩基。蒂特利（岩类岩基。蒂特利（19871987）截然反对上述观点，）截然反对上述观点，他认为北美众多大型他认为北美众多大型-超大型斑岩铜金矿床中
33、的超大型斑岩铜金矿床中的金银主要起源于成矿区范围内的基底岩层。热液金银主要起源于成矿区范围内的基底岩层。热液流体（大气降水、变质流体、岩浆热液或者混合流体（大气降水、变质流体、岩浆热液或者混合热液）对斑岩体和围岩的淋滤萃取，可形成富矿热液）对斑岩体和围岩的淋滤萃取，可形成富矿热液流体，然后沉淀富集成矿，浅成侵入岩体是热液流体，然后沉淀富集成矿，浅成侵入岩体是导致热液对流循环的导致热液对流循环的“热发动机热发动机”。斑岩型铜矿研究进展及找矿成岩成矿物质来源（成岩成矿物质来源（3 3）Bouse等详细研究了美国亚丽桑那州晚白垩等详细研究了美国亚丽桑那州晚白垩早第三纪火成岩及早第三纪火成岩及相关的斑
34、岩铜矿床的物质来源。他们认为成矿岩浆是由该地区前相关的斑岩铜矿床的物质来源。他们认为成矿岩浆是由该地区前寒武纪结晶基底的部分熔融形成的寒武纪结晶基底的部分熔融形成的,在岩浆形成过程中在岩浆形成过程中,来自地幔来自地幔深处的玄武质岩浆的底托作用深处的玄武质岩浆的底托作用(interaplate)所带来的热量对部分所带来的热量对部分熔融的发生有重要意义熔融的发生有重要意义,但地幔物质的加入却很微弱但地幔物质的加入却很微弱,因此由这种因此由这种方式形成的岩浆以及相应矿床的物质主要来自地壳。方式形成的岩浆以及相应矿床的物质主要来自地壳。Lang 等根据对亚丽桑那州南部拉拉米期和侏罗纪斑岩的地球化等根据
35、对亚丽桑那州南部拉拉米期和侏罗纪斑岩的地球化学的研究结果认为学的研究结果认为,产斑岩铜矿的岩浆经历了两个形成阶段。第产斑岩铜矿的岩浆经历了两个形成阶段。第一阶段是来自下伏俯冲板片释放出的流体交代以角闪质岩石为主一阶段是来自下伏俯冲板片释放出的流体交代以角闪质岩石为主的下部地壳的下部地壳,第二阶段由玄武质岩浆的底托作用引起部分熔融第二阶段由玄武质岩浆的底托作用引起部分熔融,形形成岩浆。由于在流体交代过程中成岩浆。由于在流体交代过程中,可以使大范围内岩石中的硫化可以使大范围内岩石中的硫化物不稳定而发生分解物不稳定而发生分解,同时将其中的铜等金属释放到熔体中。因同时将其中的铜等金属释放到熔体中。因而
36、以这种方式形成的岩浆往往富含铜等成矿金属。能否形成含矿而以这种方式形成的岩浆往往富含铜等成矿金属。能否形成含矿岩浆岩浆,主要取决于地幔交代作用的强度主要取决于地幔交代作用的强度,而不在于地幔物质的加入而不在于地幔物质的加入与否。与否。斑岩型铜矿研究进展及找矿 Solomon等提出等提出,岛弧地区的斑岩铜矿床可能系由早先岛弧地区的斑岩铜矿床可能系由早先经历过部分熔融的地幔经历过部分熔融的地幔,再次发生部分熔融所形成的岩再次发生部分熔融所形成的岩浆而形成的浆而形成的,即所谓的两阶段熔融模式。由上述可见在即所谓的两阶段熔融模式。由上述可见在有关成矿岩浆的物质来源以及形成机制方面还存在很有关成矿岩浆的
37、物质来源以及形成机制方面还存在很大分歧大分歧,还有许多问题有待进一步研究。地幔交代作用还有许多问题有待进一步研究。地幔交代作用与成矿岩浆之间的关系将是这方面的主要研究方向。与成矿岩浆之间的关系将是这方面的主要研究方向。一般认为斑岩铜矿的成矿物质主要由岩浆从深处带来。一般认为斑岩铜矿的成矿物质主要由岩浆从深处带来。但是但是,最近最近Force根据美国滴泉山地区斑岩铜矿的空间分根据美国滴泉山地区斑岩铜矿的空间分布特征布特征,以及区内元古代辉绿岩以及区内元古代辉绿岩(总厚达总厚达450 m)在受到在受到与岩浆作用有关的热液蚀变时有铜的迁出等事实与岩浆作用有关的热液蚀变时有铜的迁出等事实,提出提出斑岩
38、铜矿床中斑岩铜矿床中36%的铜的铜,是在蚀变过程中从辉绿岩中淋是在蚀变过程中从辉绿岩中淋滤出来的。滤出来的。Dilles等也提出等也提出,Ann-Masson 斑岩铜矿中约斑岩铜矿中约1/3 的铜是由热液从早已冷凝了的石英二长岩岩基中淋的铜是由热液从早已冷凝了的石英二长岩岩基中淋滤出来的这些新的认识也应该引起我们的重视。滤出来的这些新的认识也应该引起我们的重视。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型铜矿中富含铂族元素斑岩型铜矿中富含铂族元素 大多数分析结果显示大多数分析结果显示,Pt,Pd 和和Au 在斑岩铜矿中具明显在斑岩铜矿中具明显富集现象富集现象,而其他元素而其他元素(Os,Ir,Rh,Ru)含
39、量含量(wB,下同下同)低于检测限低于检测限(810-9)。铂族元素含量只是与硫化物有。铂族元素含量只是与硫化物有关关(Tarkin et al.,1995)。侵入岩的地质年代、化学成。侵入岩的地质年代、化学成分和岩浆类型似乎对铂族元素的含量没有影响分和岩浆类型似乎对铂族元素的含量没有影响(Tarkian et al.,1999)。Tarkian 等等(1999)对比了世界对比了世界33 个重要斑岩铜矿中的铂族元素个重要斑岩铜矿中的铂族元素,其中其中23 个矿床个矿床Pd含含量高于检测限量高于检测限(810-9),变化范围在变化范围在2410-9 190010-9；10 个矿床个矿床Pt 含量
40、高于检测限含量高于检测限(810-9),变变化范围在化范围在2410-949010-9；所有矿床中；所有矿床中Au 含量均含量均大于大于13010-9。并且。并且Pd,Pt 的含量和的含量和Au 的含量呈正相的含量呈正相关的趋势明显关的趋势明显,Au 与与Pd 的相关系数的相关系数=0.72,Pd 与与Pt=0.61。斑岩型铜矿研究进展及找矿 表明斑岩铜矿中Pt,Pd 和Au 具有共同成因。他们认为富金的斑岩铜矿是Pd 和Pt的有望勘查目标。Sotnikov 等(2001)对俄罗斯和蒙古北部不同大地构造背景火成岩系列中的铂族元素研究表明,在所有矿床中wAu/wPd的值一般都在13 之间;除So
41、ra 矿床外,Aksug,Erdenetuin-Obo 和Zhireken 矿床的wAu/wPd值都小于1,而且Cu-Pd 和Mo-Pt 之间有明显的正相关关系。斑岩型铜矿研究进展及找矿 斑岩铜矿中铂族元素矿化机理斑岩铜矿中铂族元素矿化机理 斑岩铜矿中铂族元素的富集与岩浆-热液流体系统的演化具有明显的关系。Tarkian 等(1999)认为硅酸盐熔融体中硫的不饱和现象及由于硅酸盐的分馏作用使硫有较高溶解度的高氧化电位是斑岩铜矿中金和铂族元素富集的可能因素,并且岩浆演化后期阶段热液搬运对铂族元素的富集同样具有重要的意义。Eliopoulos 等(1991)认为希腊北部的Skouries 斑岩铜矿
42、中金和铂族元素的富集对岩石蚀变类型没有选择性;Au,Ag,Pd 和Te 具有相同的成因,它们与硅的富集有关,而与钾质交代无关。斑岩铜矿中Pd 和Pt 的高含量与Na 质高钙碱性岩浆作用有关;而与高K 钙碱性的岩浆作用有关的则具有低含量的Pd 和Pt,这种差异与在岩浆最终侵位前地壳物质对它们的贡献有关。斑岩型铜矿研究进展及找矿 Rubin 等(1997)对印度尼西亚Erstberg 地区斑岩型、夕卡岩型和交代型矿床的贵金属矿物学研究后,指出不同矿体间Cu,Pd 和Au 含量的高低与岩浆的侵位过程、热液系统的演化和贵金属的迁移机制有关。高Cu 含Pd 的自然金在高温阶段沉淀,而低Cu 不含Pd 的
43、自然金在低温阶段沉淀。Economou-Eliopoulos 等(2000)认为Pd 在黄铜矿中的分布受岩浆-热液系统演化的影响。斑岩型铜矿研究进展及找矿矿 床 成 因 气液包裹体测定，黑云母和钾长石化温度为气液包裹体测定，黑云母和钾长石化温度为350350500500以上；石英绢云母化温度为以上；石英绢云母化温度为300-420300-420；泥；泥化蚀变为化蚀变为300-100300-100；硫化物；硫化物400400250250，高、中高、中温热液阶段温热液阶段；成矿深度；成矿深度25km25km，成矿流体，成矿流体盐度高盐度高，工，工业矿体内可达业矿体内可达4076wt%NaCl407
44、6wt%NaCl 矿石矿石 3434S S（）-6.3-6.3+3.6+3.6，接近，接近陨石硫陨石硫 氢氢-氧同位素：成矿热液除来自氧同位素：成矿热液除来自岩浆岩浆外，部分可能外，部分可能来自下降的来自下降的天水天水；上升岩浆热液和地下水发生；上升岩浆热液和地下水发生对流循对流循环环的结果，地下水提供部分矿质，其富含的结果，地下水提供部分矿质，其富含NaNa+、ClCl-、CaCa2+2+等，促进矿石沉淀等，促进矿石沉淀斑岩型铜矿研究进展及找矿岩浆热液和地下水发生对流循环形成斑岩型铜矿床示意岩浆热液和地下水发生对流循环形成斑岩型铜矿床示意图图1-大气降水；大气降水；2-壳状矿化带；壳状矿化带
45、；3-岩浆热液（据岩浆热液（据Jensen，1981）斑岩型铜矿研究进展及找矿R.H.Sillitoe（1972）提出了板块构造）提出了板块构造成因模式成因模式 大洋板块俯冲于大陆板块之下，大洋板块在贝尼奥夫带发生了局部熔融，沿裂隙上升到地壳浅部，形成斑岩型铜矿床，铜元素来自原始大洋板块。目前大西洋和太平洋的玄武岩中富含铜。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列 20世纪80年代初期，英国矿床学家R.H.西里托根据美国、菲律宾、巴布亚新几内亚、前南斯拉夫、匈牙利等地斑岩铜矿的研究后指出，在火山岩区许多斑岩铜矿系统高部位多发育有浅成热液贵金属矿脉，这是斑岩系统上部火山岩
46、段的一个组成部分，金属矿脉与下面的斑岩铜矿呈套叠状产出，菲律宾吕宋岛北部曼卡廷(Mankayan)矿区的勒班陀(Lepanto)低温热液铜金矿脉和1987 年发现的位于其南部下方的巨大斑岩铜金矿床就是一个极好的这种矿床套叠模式的实例；我国福建紫金山上金下铜也属于这一模式。20 世纪90 年代西利托又进一步论述了环太平洋火山岩区一些浅成热液金矿床与富金斑岩铜矿床之间在时间上、空间上和成因上的联系。显然这种模式为在中生代陆相火山岩区以浅成低温热液型金矿为线素，寻找深部隐伏的斑岩铜矿提供了重要的思路。斑岩型矿床常与矽卡岩型及浅成低温热液型金、银、铜、铅、锌等矿床构成火山岩地区矿床成矿系列，成矿系列的
47、最大延深可达57km。斑岩型铜矿研究进展及找矿斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列斑岩型铜矿研究进展及找矿找矿方法及模式找矿方法及模式 (1)(1)地质标志及方法地质标志及方法地质标志地质标志铁帽铁帽铁的次生矿物、铜的次生矿物铁的次生矿物、铜的次生矿物蚀变特征蚀变特征副矿物特征副矿物特征 热液金红石：很普遍，为交代榍石或交代黑云母、角闪石形成；磷灰石的溶蚀热液金红石：很普遍，为交代榍石或交代黑云母、角闪石形成；磷灰石的溶蚀含矿角砾岩带含矿角砾岩带伴生的卫星矿伴生的卫星矿地质测量地质测量1/20万基础上，万基础上，1/5万和万和1/2.5万地质测量，圈定远景区域，进行更大比例尺填图万地质测量
48、，圈定远景区域，进行更大比例尺填图地质类比法地质类比法剥蚀深度的判别剥蚀深度的判别斑岩型铜矿研究进展及找矿找矿方法及模式找矿方法及模式 (2)(2)在大比例尺找矿勘查活动中，最常用的在大比例尺找矿勘查活动中，最常用的地球物理方法有：激发极化法（地球物理方法有：激发极化法（IPIP）、）、磁法和放射性法；勘查方面，一般要开磁法和放射性法；勘查方面，一般要开展不同比例尺土壤和岩石地球化学，此展不同比例尺土壤和岩石地球化学，此外，详细收集勘查区范围内的遥感和航外，详细收集勘查区范围内的遥感和航片资料，并且对其开展系统地质解译片资料，并且对其开展系统地质解译（遥感：环形、放射状、大型线性构造，遥感：环
49、形、放射状、大型线性构造，蚀变带的识别等蚀变带的识别等）。）。斑岩型铜矿研究进展及找矿 开展地球化学扫面。次生晕中指示元素开展地球化学扫面。次生晕中指示元素CuCu、MoMo，其，其次是次是PbPb、ZnZn、AgAg、MnMn等。元素异常在平面上通常同心等。元素异常在平面上通常同心环状分布，也可呈线性对称分布。一般环状分布，也可呈线性对称分布。一般MoMo在最内带，在最内带，CuCu与基本重叠，但范围比与基本重叠，但范围比MoMo大；大；PbPb、ZnZn、AgAg在在CuCu异常异常外侧，外侧，MnMn有时与有时与PbPb、ZnZn带重叠，有时分布于其外侧。带重叠，有时分布于其外侧。西藏达
50、孜县羌堆铜矿的发现是以西藏达孜县羌堆铜矿的发现是以1/20 1/20 万区域地球化万区域地球化学测量和驱龙铜矿的找矿实例学测量和驱龙铜矿的找矿实例(含矿岩体呈群出现含矿岩体呈群出现)为为工作依据。工作依据。进行进行1/2.5 1/2.5 万的路线土壤测量万的路线土壤测量(40(40 kmkm2 2)，采用路线，采用路线(即非网格即非网格)形式。路线土壤测量省形式。路线土壤测量省力经济力经济,适用于地形复杂、植被发育的通行困难地区适用于地形复杂、植被发育的通行困难地区;根据土壤测量的地化异常特征推断了根据土壤测量的地化异常特征推断了3 3 条断裂、条断裂、3 3 个个半隐伏半隐伏-隐伏的斑岩体隐
