斑岩铜矿介绍
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概念:空间分布和成因上与一些弱酸性的斑岩类小侵入体有关,规模巨大,低品位的细脉浸染型矿床。主要以铜、钼为主,也有斑岩钨矿(含钼)、斑岩锡矿。其矿体可以产在斑岩体内部,也可以产在围岩中。
成矿地质环境:位于活动大陆边缘、岛弧和板块内部构造岩浆活动带内。
成矿时代:岩体时代一般较年轻,有重要意义的斑岩型矿床均出现于显生宙,特别是中、新生代,其次是晚古生代。
共同特征:
①矿化在时间上、空间上、成因上与斑状结构的中酸性浅成、超浅成的小侵入体有关,如花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、石英斑岩等
②具有一定的面型矿化蚀变分带性,硫化物大量出现,富含黄铁矿。
③矿石具细脉浸染状构造。
工业意义及经济意义:Cu、Mo为主,其次为W、Sn、Au、Ag、Pb、Zn等。规模大、品位低、矿化均匀。埋藏浅,易开采,矿石成分简单,易选,可供综合利用的矿种多。
斑岩型矿床以斑岩型铜矿床为主,又称细脉浸染型铜矿床,是目前最重要的铜矿床和钼矿床类型,约占世界已探明铜矿储量的一半,钼矿储量的三分之二。美国、智利、秘鲁三个主要产铜国家的铜矿储量的80~90%来自斑岩
型铜矿床。近年来,我国江西、云南、黑龙江、西藏、河南等地也相继有所发现,斑岩型铜矿床已成为我国的主要铜矿床类型。
斑岩型铜矿床以其全岩均匀矿化、埋藏浅、适于露采、规模大、选矿回收率高为特征。铜品位一般在0.4%左右,少数可达0.8%,单个矿床的铜储量可达百万吨,矿石中除伴生钼外,还有金、银等元素可综合利用等特点,成为世界上最重要的铜矿类型。
斑岩型铜矿床常成群成带出现,构成成矿区或成矿带。有时斑岩铜矿床还和其它矿床类型相伴产出,构成一个成矿系列。
一、成矿地质条件
1.岩浆岩条件
中酸性、钙碱性、浅成或超浅成、小型斑岩侵入体。(花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩等)。岩体规模较小(<1-2km2) 个别达10余km2。岩体的形成时代以中―新生代为主。化学成分以富钾为特征(K2O>Na2O)。
岩体的酸性程度影响矿化类型:SiO262-68%的斑岩---以铜为主的矿床,SiO2>68%的斑岩---以钼为主的矿床。
研究表明,最具成矿潜力的含矿斑岩,通常具有埃达克质岩浆亲合性,显示埃达克岩的地球化学特征,如高SiO2,高Al2O3,极度富集Sr,极度亏损Y和轻稀土。
2.构造条件
岛弧(陆缘弧)环境、碰撞造山带及板内深断裂带是形成斑岩铜矿带的最重要构造环境。
含矿斑岩的侵入大多和深大断裂有关,矿床常呈带状分布,分布于深断裂两侧的次级断裂构造系统中。矿体常受次一级构造控制,即岩体和围岩中的微裂隙控制。
含矿侵入体及其附近常具含矿的爆发角砾岩体。据北美58个斑岩型铜矿床统计,含角砾岩的占70%,我国赣西北、豫西等地的斑岩型矿床中也发现有角砾岩体,它是寻找斑岩型矿床的重要标志之一。
角砾岩常呈筒状或脉状分布于斑岩体内或其附近,下限可能为2~3公里。角砾岩中常具金属矿化,甚至形成富矿。角砾岩由于挥发份从岩浆中逸出而引起的膨胀造成的。
3.地层条件
围岩岩性对斑岩铜矿床的成矿有重要影响:
当围岩为硅铝质岩石时,矿化主要在岩体顶部集中,很少进入围岩;只有当围岩裂隙特别发育时,含矿热液不仅在岩体中聚集,还可沿裂隙进入围岩形成矿化。德兴斑岩型铜矿床的矿化主要分布在围岩中
当围岩为碳酸盐岩石时,在接触带还可形成矽卡岩型矿床,构成斑岩铜矿床和矽卡岩型矿床的矿床成矿系列。这时岩体内为细脉浸染型矿石,接触带及围岩中则为致密块状硫化物矿石。
二、围岩蚀变及分带
矿床的围岩蚀变很发育,蚀变范围可达几百米到几千米。常具明显的、有规律的水平和垂直分带现象。多数情况自岩体中心向外可分为:1.钾化带(钾质蚀变带)2.石英-绢云母化带(似千枚岩化蚀变带)3.泥化带(粘土化带)4.青磐岩化带
上述四个带在一个矿床中不一定都存在,可以是其中某一两个带特别发育。
据研究我国大部分斑岩铜矿床泥化带不发育,最重要的是钾化带和石英绢云母化带,其强度、范围和矿化的规模有直接关系。
斑岩型铜矿床围岩蚀变的研究意义:它是寻找斑岩型铜矿床的主要标志,为找矿勘探提供有益的线索和明确的方向,可以用来帮助判断矿床的剥蚀深度。提供成矿热液的性质、成矿温度、盐度以及热液来源等成矿理论信息。
三、矿化特点
与上述蚀变带相对应,出现一定的矿化分带,如下图。。
图1斑岩型矿床典型矿化及其分带
图2斑岩型矿床典型矿石构造及其分带
主要工业矿体位于钾质蚀变带的外侧或石英-绢云母化带内。矿石品位一般较低,但矿化均匀,铜品位一般为千分之几,钼品位为万分之几。
四、矿石特征
矿物组成:主要金属矿物:黄铜矿、辉铜矿。次要金属矿物:斑铜矿、黝铜矿等。伴生金属矿物:辉钼矿、黄铁矿、辉铋矿、磁铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉铋矿、金、银矿物等。非金属矿物:石英和重晶石等元素组成:Cu 、Mo、S、Au、Ag 、Pb、Zn等
矿石构造:浸染状构造、细脉状构造、细脉浸染状、角砾状构造
矿石的典型构造为细脉状和浸染状构造,二者往往相伴产出或有规律地过渡,从矿化中心往外:浸染状→细脉浸染状→细脉状→脉状的变化趋势
矿化细脉长数厘米、宽数毫米,有的为硫化物,有的
为含硫化物的石英细脉;也有呈致密块状构造和角砾状构造的矿石。
五、矿化类型及矿体特征
矿化多集中在岩体的顶部或附近围岩中,矿体多受岩体和围岩中的微细裂隙控制或受斑岩体中角砾岩筒控制。同一矿区,由于围岩岩性不同,可出现不同的矿化类型。
(1)斑岩体内部的细脉浸染型矿化:柱状矿体、筒状矿体
(2)与碳酸盐岩或凝灰岩接触带附近的矽卡岩型矿化:透镜状矿体、似层状矿体
(3)围岩断裂中的次火山热液脉型矿化:脉状矿体
六、矿床成因
主要特征:
(1)巨大的斑岩型铜矿床主要分布在环太平洋地区;(2)与矿床有关的斑岩都与深大断裂有关;(3)气液包裹体测定,斑岩型矿床中黑云母和钾长石化的形成温度为600-700℃;石英-绢云母化的形成温度为420℃;泥化蚀变为300-100℃;硫化物形成于350-250℃,斑岩型铜矿的形成经历了高、中温热液阶段;成矿深度大多介于2~5km,成矿流体盐度高,工业矿体内可达
40~76wt%NaCl(4)矿石中硫同位素组成为δ34S(‰)-6.3~+3.6‰,接近于陨石硫,成矿物质主要来自深部地壳或上地幔(5)氢--氧同位素:成矿热液除来自岩浆外,部分可能来自下降的天水;认为斑岩型铜矿的形成,