斑岩铜金矿床形成机制及找矿标志(梁华英PPT课件

非成矿岩浆
Cu-Au-Mo岩浆
Sn-W-Be-REE岩浆
高氧逸度
富水及出溶挥
发相；富成矿
元素
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二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征
中酸性岩浆成矿系统可分为两阶段
（1）岩浆演化阶段
（2）成矿元素堆积阶段
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三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模 堆积机制
目前流行的观点是： 温度降低； 压力降低； 水岩反应； 流体混合。
（2）罗卜岭斑岩型铜钼与紫金铜金关系？ （3）紫金下部是否发育斑岩型铜金钼矿床？
成矿系统中 S2-、HS-
岩浆演化晚期 磁铁矿蚀变
9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S 8KFe3AlSi3O10(OH)2+2H2SO4 =8KAlSi3O8+8Fe3O4+8H2O+2H2S 12FeCl2+12H2O+H2SO4=4Fe3O4+24HCl+H2S
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（4）斑晶中富挥发相
斑岩铜金矿床成矿岩体在岩浆演化中晚 期出溶大量挥发相，因此，在岩浆演化 期出形成的斑晶中会含有流体包裹体， 我们在西藏玉龙斑岩铜矿带中发现，含 矿岩体斑晶中多含流体包裹体，非矿岩 体石英中很少发现流体包裹体
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斑岩矿床区域找矿潜力评估
成矿岩体指标 岩浆成矿事件
成矿后剥蚀 保存
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Cu（Au）在岩浆熔体—流体行为
DCu流体/硅酸盐熔体≤2700-316， 流体中含S时，DCu流体/硅酸盐熔体值增大 2-5倍, Cu也易进入低Cl低密度的气相 中 D (Mo)流体/熔体=20, D (Mo)流体/熔体=5.5（高Cl流体）
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二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征 中酸性岩浆
成矿岩浆
(钾化-磁铁矿化）
12FeCl2+12H2O+H2SO4=4Fe3O4+24HCl+H2S 形成块状磁铁矿
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成矿 早期： S4+和 S2共存
斑岩矿床矿化早期石英 包裹体中石膏及硫化物子矿物
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主 成 矿 期 S2为 主
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斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制
氧化岩浆 S6+（SO3）
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（3）矿化中心：高磁化率带中的低磁化率区
磁铁矿化可使成岩成矿系统中的硫从氧 化态还原成还原态，为硫化物沉淀析出提供 物质基础，因此，成矿岩体多富磁铁矿，磁 化率较高；
但随着矿化增强，在绢云母化的酸性环 境时，在矿化中心部位大量磁铁矿会被黄铁 矿交代，因而强矿化部位磁化率降低。
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绢云母化阶段黄铁矿交代磁黄 铁矿
区域找矿潜力
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紫金矿田
（1）多种类型矿床共生； （2）成矿元素组合有一定的分带性； （3）矿物组合复杂，成矿元素组合相对简单； （4）发育高硫型浅成低温热液矿床，也可能
发育低硫型（？）银多金属矿床；
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问题：
（1）元素分带原因是什么？ 同一成矿系统？ 控制因素是什么？ 不同成矿系统？ 在地质上是否可能在同一地方相近时 间内发育两种不同特征成矿系统？
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为什么斑岩铜金钼矿床成矿早期 多发育磁铁矿化？其在成矿中起 着何种作用？
磁铁矿分子式：
Fe3O4=Fe2O3+FeO 因此磁铁矿中：
2/3Fe3+ 1/3Fe2+
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三、斑岩铜金 矿床成矿元素 大规模堆积机
制
岩浆阶段S为 SO2或SO3 石英斑晶中石 膏子矿物：
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含矿岩体早期蚀变：磁铁矿+钾硅化
表明：Fe Fe 2+
3+ （ 9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S ）
成矿早 期： 发生
氧化还 原反应
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斑岩铜金矿床中三种类型磁铁矿化蚀变
9FeO (in silicates) + SO2(g) +H2O3Fe3O4 +H2S 磁铁矿化
8KFe3AlSi3O10(OH)2+2H2SO4 =8KAlSi3O8+8Fe3O4+8H2O+2H2S
硫化 物大 规模 堆积
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四、斑岩矿床成矿岩体找矿标志
矿化岩体 识别标志
（1）锆石Ce4+/Ce3+ （2）发育热液蚀变磁铁矿 （3）矿化中心：高磁化率带中的低磁化率区 （4）斑晶中富挥发相
Байду номын сангаас
成矿岩体 出溶挥发相
挥发相与副矿
物作用指纹标
志？
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（1）玉龙斑岩铜矿带含矿岩体与非矿岩体锆石Ce4+/Ce3+
岩浆中的硫： 还原硫（S2-） 氧化硫（SO2-4 ）。
S2-：还原岩浆中溶解度低，易饱和，硫化物 结晶 析出，铜进入早期结晶硫化物中，不 易成矿。
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氧化态硫（SO2，SO3，H2SO4）
氧化态硫在岩浆中溶解度大，不易饱和， 即使达硫饱和，也只形成石膏等，因此， Cu在岩浆中具不相容性，结晶分异作用可 使Cu(Au)在残余相中富集
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（2）斑岩型铜（金钼）矿床成 矿早期（钾化阶段）多发育钾 化—磁铁矿化！
Island Copper; Santa Rita (in Mexico) Yerington Batholith; Butte Cu-Mo El Salvador Cu; Bajo de la Alumbrera Cu-Au 冈底斯矿带雄村Cu-Au 玉龙Cu-(Mo-Au)
我们增加了一种新模型：
成岩成矿系统氧化态变化
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三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模 堆积机制
岩 浆 氧化态硫 期
氧化岩浆 S6+（SO3）
?
成 矿 还原态硫 期
大量硫化析出 形成矿床
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地质现象与问题提出
（1）矿床学教科书：与中酸性岩浆作 用有关的矽卡岩矿床早期多发育 磁铁矿化。
问题： 为什么发生磁铁矿化？ 磁铁矿化在成矿中过程起着何种作用？
斑岩型铜金矿床形成机制及找 矿标志
梁华英
中国科学院广州地球化学研究所 2009-08-7
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主要内容
一、铜、金元素在岩浆中的行为 二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征 三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制 四、斑岩铜金矿床找矿标志
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一、 铜、金元素在岩浆中的行为
（1）Cu在岩浆中地球化学行为 DCu硫化物/硅酸盐熔体=550-10000。
玉龙斑岩铜矿 带含矿岩体与 非矿岩体岩浆 氧逸度不同， 成矿岩体岩浆 氧逸度较高， 非矿岩体氧逸 度相对较低。
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玉龙矿带含矿岩体与非矿岩体岩浆氧逸度参数
含矿岩体
非矿岩体
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（2）发育热液蚀变磁铁矿
据我们的研究成果，磁铁矿化可使成岩成矿 系统中的硫从氧化态还原成还原态，为硫化 物沉淀析出提供物质基础，因此富热液蚀变 磁铁矿斑岩体是重要成矿标志。