斑岩铜矿床成因类型及其成矿模式

少。斑岩铜矿矿床具有明显的线性分布特征 ， 绝大多数超大型斑岩铜矿床分布都不是独立的， 在一定 区域 范围内常与同一类型的几个矿床共生。 关键 词 ： 斑岩铜 矿 ； 成矿模 式 ； 因类型 成 中图分类 号 ：６ 文献标 识 码 ： 文章编 号 ：Ｏ４ ５１ （０２０一 Ｏ ７一Ｏ Ｐ１ Ａ １ ０— ７６２ １） ２ １１ ４ 斑岩型铜矿床是世界上最重要的铜钼成矿类型 ， 矿 床规模巨大 ， 易采选冶 ， 属全球矿业界最重要 的矿产勘 查 目标 之一 。这 些 大 型一 巨型 斑 岩铜 矿 通 常 产 于 岩 浆 弧环境 ， 与大洋板块俯冲产生的弧岩浆密切相关 。过去 几十年建立起来的成矿模型也仅 限于岩浆弧环境 。大 陆环境能否形成和寻找到大型一巨型斑岩铜矿 ， 是制约 我国铜矿资源勘查评价和找矿突破的重大科技问题 。 斑岩 Ｃ （ ｕ 一Ｍｏ ｕ 矿床简称为斑岩铜矿 ， —Ａ ） 这类 矿床实际上为热液矿床 ， 它们的成矿作用跨岩浆晚期和 热液期 ， 因此探讨过渡岩浆有其特别 的地质意义。这类 矿床存在 ４ 个特点 ： 一大二贫三易选 四露采 。因为露 采， 成本低， 产量高 ， 经济效益好。这类矿床的岩浆系统 通常为长英质至中酸性 一中性钙一碱性或高钾钙 一碱 性花岗质岩 ， 只有少部分属于碱性系列。这些花岗质斑 岩虽 然起 源于 上地 壳花 岗质岩基 ， 这些 岩基 起源 于上 但 地幔的部分熔融。正如 Ｓｌｔｅ １７ ） ｉｉ （９２ 推测 ， ｌｏ 当大洋沉 积物 、 大洋玄武岩 和辉 长岩沿毕 尼奥夫俯 冲带俯 冲至 １０ １０ｍ 深 度 时 ， 变 质 为 榴 辉 岩 ， 由 大 洋 板 块 ０ ￣ ５ｋ 先 再 与 大陆板 块交 界面上 榴 辉 岩部 分 熔 融 形 成钙 一碱 性 花 岗质 岩浆 ， 即火 山 岛弧 带 的岩 浆 岩 。Ｓ ｗ ｉｓ１ ７ ） ａ ｋｎ （９ ２ 也 认 为俯 冲 板 块 到 达 ４ ｋ 时 ， 质 为 蓝 片 岩 相 ， 达 ０ｍ 变 到 ７ ｋ 时 变质为 角 闪岩相 ， ０ｍ 到达 １ ０ ｍ 时变质 为榴 辉 岩 ０ｋ 相 ， 辉岩 在 ｌ０ １０ ｍ 时 于毕 尼奥 夫 带产 生部 分 熔 榴 Ｏ￣ ５ｋ 融， 透过玄 武岩 底垫 形成 上 升 安 山 质 岩浆 ， 即火 山 岛弧 带 的岩浆 岩 。重点放 在 斑 岩铜 矿 的岩 浆 岩 的源 岩 和 特 征 、 ｓ 的地 质意 义 、 达克 岩 与 斑岩 铜 矿 的 关 系 、 Ｍａｈ带 埃 过渡 性岩浆 的地 质意 义 、 国斑 岩铜及 一般 矿床样 式 等 中
一
地 幔 中发 生局 部熔融 ， 在熔 化 过 程 中析 出金属 ， 同钙 并
碱性岩浆一起上升 ， 然后在岩体的顶部富含氯化物的液
作者简介 ： 董超阁（９２）男 （ １８一， 汉族）河南开封人 ， ， 新疆大学地勘学院在读硕士研究生 ， 研究方向 ： 造山带， 火成岩与成矿 。
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相 中富集成矿 。提 出该 “ 成矿 假说 ” 的地质 事实有 ： ①很 多斑岩 铜矿 ， 特别是形 成 于 中、 新生 代 的斑 岩铜 矿 主要
机制和分布规律等的高度综合 和理论概括。这一概念 提出之前， 在地质学或矿床学领域早 已有 了模式 的萌 芽， 如早期葛朗特的岩浆一金属成矿树和艾蒙斯的围绕 岩基 的金属 成矿分带 等 。在成矿模 式提 出之后 ， 利用模 式来研 究 和说 明问 题 ， 已成 为 地 质 学 界 比较 流行 的方 法 。不 同矿种 、 同类 型 的矿 床成 矿 模式 相 继 提 出 ， 不 极 大地推动了成矿模式研究的发展 ， 使其内容不断扩大 ， 建立的方法千变万化， 建立 的依据 、 使用的参数也越来 越多， 表现形 式也 多种多样 。就 其 内容 和表现形 式概 述
脉浸染状产于岩体及其 围岩 中， 有的甚 至整个岩体矿 化 ， 分布较 均匀 ； 且 （） ２矿化体及周围岩石具一定 的热液蚀变， 并具有 定 的分布 ； （） ３矿床常产于深大断裂 附近 ， 在空间上常呈带状 分布 ， 与一定 的构造 一岩浆 带相一 致 （ 并 古亚 洲带 、 古地 中海带及 环太 平洋 带） ； （） ４ 矿化岩体的产状常与围岩不一致 ； （） ５同位 素资料 ， 如硫 化 物 的 。Ｓ值 及 容矿 岩石 的 锶 同位 素 的初 始 比值 （ Ｓ／ ｒ， 。 ｒ Ｓ） 多接 近于 陨石 与玄 武 岩。 １２ “ ． 板块构造成矿模式”洋壳重熔成矿） （ “ 块构 造 成 矿 说 ” 国外 Ｒ Ｈ． 利 托 ［ 板 以 ． 西 １ 代 四为 表， 他们认为斑岩铜矿是含铜的大洋壳沿消亡带俯冲到
如下 ： ２ ２ 成 矿模式研 究的 内容 ．
分布在板块的会聚边界（ 俯冲消亡带） ； 上 ②大洋壳中各 层均 富含金 属 ， 如第 一层 （ 远海页 岩） 中的金属含 量一 般 都高 于沉积 岩 中的金属含 量 （ 在太 平洋 的某些 页岩 中含
铜 为 ３ ３ ０ ， 钼 为 １ ×１一 ， ２ ×１一 含 ８ Ｏ 海底 锰 结核 中含 铜 最高 可达 ２ ５ ） ③斑 岩 铜 矿 常 与钙 碱 系 列 的 火 山岩 １ ；
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斑 Fra Baidu bibliotek 铜 矿床 成 因类 型及 其成 矿 模 式
董超 阁
（ 新疆大学地勘学院， 新疆 乌鲁木齐 ８０４ ） ３０ ７
摘 要： 斑岩铜 矿 形成 的 时代 主要 集 中在 中 、 生代 ， 次是 古 生代 ， 新 其 前寒武 纪斑岩 铜矿床 目前发现较
２ １ 成矿 模式 的概 念 ．
（） 床 （ ） １矿 体 的主 要 地质 特 征 ， 如形 态 、 状 、 产 围岩
蚀变、 矿物共生组合 、 成矿地质背景和大地构造环境等； （） ２ 矿床形 成的机 理及 过 程 ， 括矿 质 来源 及 预 富 包 集、 成矿方式、 矿质的搬运沉淀及叠加改造、 成矿的物理 化学环境 、 成矿期 、 成矿阶段、 水热系统及成矿流体的形 成与演 化等 ； （） ３ 矿床的时空分布特征 、 同矿床之间的关系， 不 包 括成矿时代、 空间组合及配置形式、 成矿作用 、 成矿物质 来源等方面的联系等 ； （） ４与矿床特别是与成矿有关 的构造， 岩石 、 矿床 、 元素地 球化学 和地球 物理特 征等 ； （） ５模式中所应用的参数的定量化标定 ， 从一般 的 假说模式到精确 的数学和实验模拟的探讨等。 尽 管成矿模 式研究 的 内容相 当广泛 ， 在实 际研究 但 过程中， 对具体的研究对象而言， 不一定要面面俱到， 而 是要从实际情况出发 ， 或抓住众多研究客体 的共性 ， 或 抓住 某个研究 对象 的特殊 性进行 重点分 析或解 剖 ， 而后 进行 高度综 合和概 括 。所 以 ， 据 不 同 的侧 重点 （ 时 依 有 只就其某一小小的方面） 建立起 的成矿模式 ， 有很大的
伴生 ， 而钙碱系列火山岩被看作是幔源的。 １３ “ ． 活动转移 说” 在国外“ 活动转移说” Ｄ Ｅ ． 以 ． １ 怀特为代表 ， 他在 １６ ９８年提 出 了“ 多层 对流循 环 模式 ” 。中 国学 者 季 克俭 １８ 年提出“ ９９ 三源” 成矿说［ ， １ 该学说认为高侵位的中 酸性斑岩体含水量甚小， 在温度下降、 岩浆结晶过程 中 不会析出流体 ， 矿质与成矿热液主要来 自围岩， 岩浆岩 主要起热动力源的作用 。即由于岩浆的活动， 使原赋存 于地层中的地下水或层间隙裂隙水活化（ 怀特认为是卤 水）并 携取围岩中的有用组分成为含矿热液， ， ‘ 在岩浆热 动力源 的带动 下 ， 沿着 一 定 的构 造 系 统循 环 ， 在 有利 并 部位富集成矿。提出该成矿假说 的主要地质 事实 （ 依 据） ： 有 ①斑岩铜矿具层控特点， 即矿床的产出受一定层 位的控制 ； ②很多斑岩铜矿 中的矿体呈似层状产于围岩 中， 产状 与地层基本 一致 ； ③某些 斑岩铜 矿 中的氧 、 同 氢 位 素资料 表 明成矿 热液具 地表水 的特点 ； ④在 斑岩 铜矿 赋存 的地层 ， 有铜等元素的异常值 （ 的有沉积型铜矿 有 床的产出） 或有膏盐层的存在 ； ⑤地壳 中有地下水环流 热 液及变 质 、 变质 的热液 存 在 ； 在斑 岩 铜矿 与 同一 超 ⑥ 矿 田中 Ｃ 含量的降低场与增高场相伴出现 ， ｕ 降低场常 出现在增高场与正常场之 间， 同一层位 同种岩石的铜含 量由岩体 向外不是逐渐降低而是从高或极惯降至最低 ， 然后 又 回至 中等 。 １４ “ ． 变质岩 浆成矿说 ” 该成 矿 说 应 追 溯 到 １ ９世 纪 ６ Ｏ年 代 美 国 的 享 特 （ ｕ） 出的“ 岗岩 的变 质 成 因说 ” 他 认 为金 属 富 Ｈｕ ｔ提 花 ， 集成矿 是 含金 属 的沉 积 物转 变为 花 岗岩 的伴 生 现 象 。 １６ ９３年史奈 德 提 出 内生矿 床 的“ 生 说 ” 他 指 出所 有 再 ，
问题 Ｅ。
＊ 收稿 日期 ：０ １０－９ ２ １－４２
１ 斑岩 铜矿床 的成 因类 型
关 于斑岩 铜矿 的成 因 ， 目前 大致有 以下几 种 。 １ １ 岩 浆热液 说 （ 岩浆模 式 ） ． 正
岩浆热液说是 目前 国内外 多数 学者所认 同的学 说［ 。Ｃ Ｍ． 伯纳姆 、 ． Ｒ Ｌ尼尔森 及 Ｊ Ｄ劳维尔 ．
为代表， 他们认为斑岩铜矿的矿质 、 成矿热液及其相伴 生的中酸性岩体都是来 自上地幔 （ 或下地壳） 。矿质和 成矿热液是 由中酸性岩浆在上侵过程及侵位后 的结晶 过程 中， 由于温度 、 压力等物理化学条件的改变而析出， 并在有利的部位富集成矿。提 出该模式的主要地质事 实（ 依据） ： 是 （） 化体与 中酸 性 （ ） １矿 斑 岩体 紧 密共 生 ， 化呈 细 矿
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Ｓｌｔｅ１ ７） 先提 出斑岩铜 矿 的板块 构造 成矿模 式 ， ｉｉ （９ ２首 ｌｏ 即斑 岩铜矿 是地 幔与地 壳 物质交 换作用 的产 物 ， 矿母 成
斑 岩铜矿成 矿 的基 本 前 提是 富含 挥发 分 的 花 岗质
成矿摸式 （ ｅ ｌ ｇｎ ｏ ｅ 又称矿床模式 ， ｍ ｔ ｌ ｅｉ ｍ ｄ１ ａｏ ｃ ） 是 用简明的文字或图表形式对 矿床地质特征 、 成因、 成矿
岩浆侵位 至浅 成 一超 浅成环 境形 成小 型 的斑 岩体 。
内生 矿床 （ 包括 斑岩铜 矿 ） 都是 再生 矿 床 。１５ 谢家 ９７年 荣与孟 宪 民认 为 中条 山铜 矿 中的变 质 花 岗闪 长 （ ） 斑 岩 是 区域 变质 和原火 山 一沉积 岩 石 中 的长 石砂 岩 或 硬砂 岩花 岗岩化 而 成［ 岩体 中 的铜矿 则 是 沉 积变 质 铜矿 １ ， 在花 岗岩化 过程 中活化和 富集 的产 物 。 ２ 成 矿模 式的概 念、 内容 和表现 形式
差异 。 ２ ３ 成矿 模式 的表现形 式 ． （） １ 图解式 ； （） ２ 流程 图式 ；
（） ３ 概念化表 格式 ；
（） ４ 公式式 ； （） ５ 简明 的文 字叙述 式 ；
（） ６ 以上某几种形式的综合式等。 同一个矿床 ， 从不 同角度建立的模式 ， 可有不 同的 表现形式 ， 以能形象、 生动、 明扼要地说明问题为标 简 准， 选用 方便 的形 式进行 表达 。 ３ 斑岩 铜矿床 成矿模 式