斑岩铜矿的含义及特征

斑岩铜矿的含义及特征斑岩铜矿床(porphyry copper deposits)通常是指与具有斑状结构的花岗岩类侵入体共生的浸染状、细脉浸染状和细脉状铜和钼—铜组分的富集体。

И．Г．帕夫洛娃提出了可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿床10大特征：(1)具网状细脉浸染成矿特征；(2)主要金属矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿，在有些矿床中为斑铜矿、硫砷铜矿和挥铜矿)和与其伴生的非金属矿物(石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等)的成分稳定；(3)铜的平均含量在原生矿石中比较低(0.3—0.8%)，而在氧化矿石中明显较高(达1—1.5%)，而钼在原生氧化矿石中的分布都比较均匀(0.005—0.05%)，在这种情况下，矿石中铜与钥的比值变化很大，形成一系列重要的铜、铜—铜和铜—钼矿床；(4)矿化与以中性成分为主的斑岩侵入体（花岗闪长斑岩、石英二长斑岩)，以及少数偏酸性(花岗斑岩、和偏基性(闪长斑岩)的侵人体有空间联系；(5)矿化或直接发生在斑岩侵入体中，或发生在紧靠侵入体的外接触带围岩——火山岩、侵入岩和变质岩中；(6)矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地带，蚀变岩石为绢云母—石英质、黑云母—钾长石质、泥质以及青磐岩型交代岩，(7)根据金属元素出现最大值①和主要共生的非金属矿物②，可用如下顺序写出矿体和热液岩中稳定分带性；① Fe3+一Mo(Cu)一Cu(Mo)一Cu(Ag)一Fe2+(Au)一Pb一Zn一(Au、Ag)；②黑云母—钾长石，绢云母、石英，蒙脱石，高岭土，青磐岩(8)矿床储量巨大，可保障矿石的大规模采挖，成本低廉并有露天采矿的可能性，(9)与氧化作用有关的富矿的出现，形成了覆盖较贫原生矿的次生硫化物富集带(10)斑岩铜矿床形成于地槽褶皱区的不同发育阶段．既可随着地槽的岩浆作用在褶皱主期之前(在岛弧阶段)形成，又可在其后与造山阶段和活化阶段的斑岩侵入体和火山岩有关。

在许多斑岩铜矿床的现代分类中，利用了如下一些特征，不仅要考虑单个特征，而且还要考虑各种特征的组合：(1)所处大地构造和古构造的位置；(2)含矿岩浆建造及其所形成的含矿斑岩相的成分(3)含矿岩浆建造所侵入的地壳厚度和成分；(4)由R．H．西利托所划分的斑岩铜矿系统中矿体的产状(5)含矿岩浆岩体形成的深度，(6)是否存在角砾岩简；(7)主要矿石和台有掺入组分的矿石的成分；(8)金属矿的分带特征，(9))热液蚀变岩的成分及其分带性，(10)含矿侵入体及矿体体的形态特征。

斑岩铜矿的时空分布斑岩铜矿在时间上集中分布于新生代，大约占59.5%，其次为中生代，大约占35%，中生代之前的超大型斑岩铜矿仅限于中亚-蒙古的古生代造山带和某些前寒武纪的克拉通造山带(表1)。

世界上90%的超大型斑岩铜矿集中在环太平洋带，特别是在东太平洋带的被动大陆边缘(如表2)，太平洋西岸，作为超大型斑岩铜矿的仅有中国的德兴铜厂和印尼的格拉斯贝格。

斑岩铜矿的岩石学以及地球化学岩石学：斑岩铜矿在空间上、时间上和成因上，主要与钙碱系列的斑岩侵入体密切相关，即与闪长玢岩-花岗闪长斑岩-石英二长斑岩-花岗斑岩-石英斑岩有关，特别是花岗闪长斑岩和石英二长斑岩占绝大多数。

斑岩体一般与安山岩和英安岩等钙碱性系列火山喷发活动有关。

侵入体主要是浅成、超浅成相，极少数为中深成相。

与斑岩铜矿有关的斑岩体，是受构造控制的被动侵位，而且斑岩体的出露面颊不大，一般不超过10平方公里。

地球化学：斑岩体在地球化学方面的特点是：一般CaO+Na2O+K2O>Al2O3>Na2O+K2O(摩尔数)，通常k2O>Na2O，锶的初始比值较小，一般为0.703~0.706，少数可到0.709(Sillitoe,1987;芮宗瑶等，1984；2004)，而上地幔的现今的比值为0.704±0.002；富铂族元素(唐仁理等,1995),矿石硫化物的值变化范围窄(-0.5~5.5)；平均值为0，地幔硫同位素虽然具有不均一性，但它的变化范围为-3~3(Chaussidon and Lorand, 1990)；稀土模式为轻稀土富集型，铕异常不明显，总量多数较高，含矿斑岩的REE特征介于大洋玄武岩与地壳花岗质岩石，接近大洋玄武岩。

总的来说，斑岩铜矿的源区应该是以洋壳或上地幔的物质为主，并有地壳物质的混染。

与斑岩铜矿有关的围岩与斑岩铜矿有关的围岩主要有两类：一类为硅铝质岩—主要为千枚岩、片岩、片麻岩、中-酸性侵入岩或喷出岩、火山碎屑岩、泥质粉砂岩以及各种角砾岩等；另一类为碳酸盐岩—有石灰岩、白云岩及泥灰岩等。

共同的特点是硬、脆和碎，有利于矿液的运移和沉淀。

斑岩铜矿的蚀变斑岩铜矿有其特征的蚀变组合及其分带形，俗称“大白菜模式”，由内到外是：钾化带(黑云母-钾长石带)→绢英带(绢云母-石英带) →泥化带→青磐岩带。

黑云母-钾长石带：钾长石的交代现象是一种阳离子交换反应石英-绢云母带：此带围绕和部分叠加与钾化带上，由于它与泥化带往往赋存在内部钾化带和外部青磐岩带之间，故也称之为中间带。

其特点是钾长石和斜长石均绢云母化。

角闪石和部分黑云母也变成了绢云母、黄铁矿和白钛矿、金红石。

泥化带(高岭石-蒙脱石化)：斜长石变化最为特征，靠近矿体的斜长石多蚀变成高岭石，斑岩铜矿的成矿构造背景从已有的资料来看，控制斑岩铜矿的主要地质因素是断裂—岩浆作用。

也就是说，斑岩铜矿是在张性构造环境下，成矿岩浆沿断裂通道上升形成的。

并且含矿岩体一般赋存在深断裂带的次级断裂或背(向)斜之中。

芮宗瑶等(1984)对中国40个斑岩铜矿进行了统计，发现57.5%受多组断裂交汇的控制，22.5%受两组断裂交切及褶皱的控制，12.5%受断裂旁侧的配套构造的控制。

斑岩型铜矿床模式地质构造背景构造位置大陆板块钙碱性岩浆活动强烈的边缘火山岩浆深成弧及岛弧，深大断裂带附近。

成矿环境矿床的形成与板块俯冲过程中钙碱质中酸性岩浆的高侵位斑状侵入体有关，矿床形成于地壳浅部，成矿温度属高-中温。

含矿岩体为钙碱系列的小型（多＜1km2)中性及中酸性复式岩体。

岩石类型多为花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、石英闪长岩，可见闪长岩、石英斑岩、花岗斑岩。

岩体形状为岩株状、岩筒状，可见岩墙状、脉状。

成矿时代可形成于不同地质时代的板块俯冲时期，但目前发现的矿床多为中、新生代。

伴生矿床矽卡岩型铜（钼）矿床、脉状铅锌矿床及金矿床。

矿床特征矿体特征矿体产于斑岩体上部、边部及内外接触带附近。

常见的矿体形态有柱状、筒状、板状（全岩矿化）分布于斑岩体的上部，呈环状产于岩体的边部或成脉状、凸镜状沿裂隙带分布。

矿石矿物组合常见金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、黝铜矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿及金银矿物等。

常见脉石矿物为石英、长石、重晶石、绢云母及粘土矿物等。

从中心向上向外矿化从钼（铜）矿化→铜（钼）矿化→铅锌矿化→金矿化矿石结构构造常见他形及半自形粒状结构、交代结构，浸染状构造、细脉-浸染状构造、条带状构造和角砾状构造等。

从斑岩体中心向上、向外，矿石及矿化类型从浸染状→ 细脉浸染状→ 细脉状→ 脉状围岩蚀变从岩体中心向上、向外，蚀变类型从钾（钾长石、黑云母）化带→石英绢云母化带→泥化带→青盘岩化带，铜的矿化位于石英绢云母化带。

（图28）图28 斑岩铜矿主要蚀变分带及国内外斑岩铜矿形成相对深度示意图（翟裕生等，1979）矿床规模此类矿床往往有重要工业意义，在世界铜的探明储量中居首位，具有规模大，品位低的特征。

对世界各地208个矿床的统计结果见图29。

矿床实例（江西）德兴、（内蒙）白乃庙、（黑龙江）多宝山、（西藏）玉龙、（智利）El Salvador、（美）Bingham。

图29 斑岩型铜矿床的吨位（A）和品位（B）（据Donad A.singer等人，1986）矿床成因斑岩型铜矿床与板块俯冲作用有关。

富含金属组分和封存了海水的洋底沉积物随洋壳板块俯冲于大陆板块边缘之下时发生部分熔融形成富含成矿物质和挥发组分的钙碱性岩浆。

当此种岩浆侵位于俯冲带上方大陆边缘地壳浅部时快速冷凝结晶而形成斑状中酸性次火山岩体。

随后，深部岩浆房中析出的含矿流体迅速上升至次火山岩体的上部，并因减压沸腾形成细脉浸染状矿化或发生隐爆形成角砾岩筒。

在有化学性质活泼的围岩时也可形成矽卡岩型矿化。

岩浆和气液流体的上升可引发地下水的对流循环，使围岩中的矿质及硫活化和参与成矿（图30）。

图30 斑岩型铜（钼）矿床的成矿模式（据芮宗瑶等人，1995）①基底岩石；②火山岩；③泥沙质岩；④碳酸盐岩；⑤泥质岩；⑥深成岩基；⑦浅成斑岩体；⑧爆破角砾岩筒；⑨带黑点的范围表示斑岩型铜钼矿化；⑩矽卡岩型矿化；⑾钾化带底界；⑿绢英岩化带底界；⒀青盘盐化带底界；⒁青盘盐化带顶界；⒂上升岩浆流体；⒃循环天水找矿方向及标志（1）不同地质时期钙碱质中酸性岩浆活动强烈的大陆边缘弧及岛弧，（2）深大断裂带附近（尤其是上升盘一侧）的次级断裂，（3）小型斑状复式岩体和典型的蚀变类型及分带，（4）外围常伴有Pb、Zn、Au、As、Sb、Se、Te、Mn、Co、Ba等元素异常的Cu、Mo、Ag、（W、B、Sr）等元素的综合异常，（5）地表红褐色的氧化带。

斑岩铜矿第一节斑岩铜矿的含义及特征斑岩铜矿床(porphyry copper deposits)通常是指与具有斑状结构的花岗岩类侵入体共生的浸染状、细脉浸染状和细脉状铜和钼—铜组分的富集体。

И．Г．帕夫洛娃提出了可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿床10大特征：(1)具网状细脉浸染成矿特征；(2)主要金属矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿，在有些矿床中为斑铜矿、硫砷铜矿和挥铜矿)和与其伴生的非金属矿物(石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等)的成分稳定；(3)铜的平均含量在原生矿石中比较低(0.3—0.8%)，而在氧化矿石中明显较高(达1—1.5%)，而钼在原生氧化矿石中的分布都比较均匀(0.005—0.05%)，在这种情况下，矿石中铜与钥的比值变化很大，形成一系列重要的铜、铜—铜和铜—钼矿床；(4)矿化与以中性成分为主的斑岩侵入体（花岗闪长斑岩、石英二长斑岩)，以及少数偏酸性(花岗斑岩、和偏基性(闪长斑岩)的侵人体有空间联系；(5)矿化或直接发生在斑岩侵入体中，或发生在紧靠侵入体的外接触带围岩——火山岩、侵入岩和变质岩中；(6)矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地带，蚀变岩石为绢云母—石英质、黑云母—钾长石质、泥质以及青磐岩型交代岩，(7)根据金属元素出现最大值①和主要共生的非金属矿物②，可用如下顺序写出矿体和热液岩中稳定分带性；① Fe3+一Mo(Cu)一Cu(Mo)一Cu(Ag)一Fe2+(Au)一Pb一Zn一(Au、Ag)；②黑云母—钾长石，绢云母、石英，蒙脱石，高岭土，青磐岩(8)矿床储量巨大，可保障矿石的大规模采挖，成本低廉并有露天采矿的可能性，(9)与氧化作用有关的富矿的出现，形成了覆盖较贫原生矿的次生硫化物富集带(10)斑岩铜矿床形成于地槽褶皱区的不同发育阶段．既可随着地槽的岩浆作用在褶皱主期之前(在岛弧阶段)形成，又可在其后与造山阶段和活化阶段的斑岩侵入体和火山岩有关。