斑巖型銅礦研究現(xiàn)狀

楊鵬

摘 要： 斑巖型銅礦是國內(nèi)重要銅礦礦床類型，探明儲量可觀，分布較集中。因此，系統(tǒng)研究斑巖型銅礦礦床，對找礦具有重要的找礦意義。本文通過對斑巖型銅礦礦床資料的收集整理，總結(jié)了斑巖型銅礦的成礦地質(zhì)特征、巖漿巖條件、圍巖條件、圍巖蝕變和礦化分帶特征，同時對礦床的物質(zhì)來源、成礦過程及成因作了相關(guān)介紹和總結(jié)。

關(guān)鍵詞： 斑巖型銅礦床； 地質(zhì)特征； 礦床成因

Abstract： Porphyry copper deposit is the important type in the China. And its proven reserves is considerable. Its distribution is more concentrated. So system research skarn type gold deposits will get important prospecting significance. This article collects Porphyry copper deposits datas and does some reasearch on it. The author summarized the metallogenic geological characteristics， magmatic rock conditions， wall rock alteration and the characteristics of mineralization zoning. As the same time， The author introduced and summaried the deposit of material source， mineralization process and the cause of deposit.

Key words： Porphyry copper deposit； Geological characteristics； Deposit genetic

銅是國民經(jīng)濟運行中不可或缺的一種自然資源，鑒于不同的成礦地質(zhì)背景和圍巖類型，銅礦可以分為斑巖型銅礦（或者網(wǎng)脈型銅鉬礦床）、沉積巖（砂巖）型銅礦床、海相火山巖塊狀硫化物型銅礦（黃鐵礦型）、鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖銅鎳型礦床、脈型銅礦床、玄武巖自然和銅型礦床、矽卡巖型和碳酸鹽型等8種[1]。其中，斑巖型銅礦床的儲量占到了全球總儲量的55.3%，是目前世界上最常見的銅礦床類型。系統(tǒng)的了解斑巖型銅礦床的成礦地質(zhì)條件和成因方面特點，為礦產(chǎn)地質(zhì)行業(yè)的野外勘查和研究提供了借鑒作用。

1. 斑巖型銅礦的成礦地質(zhì)條件

從全球的區(qū)域分布來看，斑巖型礦床廣泛分布在環(huán)太平洋、特提斯和中亞三大成礦域上，如環(huán)太平洋成礦域的江西德興斑巖銅礦、特提斯域的玉龍銅礦、中亞成礦域的哈薩克斯坦阿克圖蓋銅礦等[2]。斑巖型銅礦多集中在大型板塊或者次級的小型板塊的邊緣帶或者俯沖消亡帶上，迎沖板塊的一側(cè)，受到構(gòu)造體系的控制。含礦巖體經(jīng)常賦存在深斷裂帶的一側(cè)與它相交的次一級斷裂或者背斜、向斜之中。

斑巖型銅礦無論在空間分布、形成時間以及成因上都與鈣堿型或堿型淺成巖漿侵入體有關(guān)，常見的侵入體有閃長玢巖—花崗閃長玢巖—石英二長斑巖—花崗斑巖—石英斑巖等，含礦侵入巖體大都為復(fù)式侵入雜巖體，礦化與其中的某一期侵入巖有關(guān)，主要含礦侵入體為花崗巖閃長斑巖和石英二長斑巖為主要含礦巖侵入巖如表1所示。

對大多數(shù)鈣堿性斑巖侵入體主要侵位時代為中生代，最古老斑巖銅礦形成時代為古生代。主要為淺成、超淺成相等巖相，極少數(shù)為中深成相，其中與斑巖型銅礦關(guān)系尤為密切的是淺成、超淺成相，礦化往往同最年輕的一期侵入巖相有關(guān)，即它們常為多期多階段復(fù)合雜巖體的晚期產(chǎn)物，形成時間常滯后于侵入巖體。含銅礦的斑巖巖體通常形態(tài)特點比較復(fù)雜，一般受構(gòu)造控制，因此形態(tài)上常為蘑菇狀、筒狀、喇叭狀、蝌蚪狀以及不規(guī)則脈狀，也常見上部為脈群，下部為不規(guī)則的巖株體。

斑巖型銅礦的圍巖都有硬、脆、碎的特性，有利于礦液的運移和沉淀。常見的有硅鋁質(zhì)巖石和碳酸鹽巖。硅鋁質(zhì)巖石即為千枚巖、片巖、片麻巖、中酸性的侵入巖或者噴出巖、火山碎屑巖、泥質(zhì)粉砂巖、砂巖以及各種角礫巖，形成斑巖型和熱液脈型組合，成分上以Cu-Pb-Zn，甚至Cu-Sn-W及Cu-Au組合[2]，并常伴有較多的銀及分散元素。碳酸鹽巖主要是石灰?guī)r、白云巖及泥灰?guī)r等，常因由于巖石化學性質(zhì)較為活潑而易被交代，往往在接觸帶形成矽卡巖型銅鐵礦礦床，而在巖體內(nèi)部出現(xiàn)斑巖型銅礦床，即形成矽卡巖型和斑巖型的組合，成分上為Cu-Pb-Zn組合或者Cu-Fe組合[3]。

斑巖型礦床熱液蝕變是一種直接的找礦標志，熱液體系中金屬/氫離子的比值決定了其類型和強度，同時也受壓力、溫度、水/巖比值、流體與圍巖組份的影響[5]。蝕變分帶由內(nèi)向外依次是鉀化帶、黃鐵絹英巖化帶、泥化帶、青盤巖化帶等。鉀化帶即鉀長石化和黑云母化，一般分布在蝕變帶內(nèi)部，隱伏在地下深部，鉀質(zhì)交代的產(chǎn)物，因此稱作鉀化帶，礦物組合為石英—鉀長石—黑云母—絹云母—硬石膏，有些斑巖型銅礦無鉀化帶出現(xiàn)。黃鐵絹英巖化帶，斑巖型銅礦主要的賦存部位，又稱為千枚巖化帶，礦物組合為石英—絹云母—黃鐵礦，它圍繞和部分疊加在鉀化帶之上。泥化帶，多呈斷續(xù)狀分布于石英—絹云母化帶的外側(cè)，這個帶相對于其他幾個較窄，巖石為白色土狀，礦物組合常為石英—高嶺土—綠泥石，經(jīng)風化常較松散。青盤巖化帶，分布在最外面的一個帶，礦物組合為綠泥石—綠簾石—石英碳酸鹽—冰長石—鈉長石，其寬度大于其他帶，常超出斑巖型銅礦范圍之外，因此青盤巖化帶是尋找隱伏斑巖型銅礦的易見標志[6，7]。

2. 斑巖型銅礦的成因模式

斑巖型的成因分析一直都是中外學者研究的熱點，其物質(zhì)來源問題十分復(fù)雜而且區(qū)域異質(zhì)性強，不同的學者根據(jù)自己的認識，提出了多種不同的成因模式例如正巖漿成因模式、水不飽和熔融體侵入成因模式、洋殼重融式成因模式、熱源附近鹵水多層和循環(huán)模式等[3]。

正巖漿成因模式是博納姆和尼爾森于1967年前后提出的，他們認為，來自地殼深處的熔融體運移到接近上部地表時被水所飽和，在內(nèi)部蒸氣壓力超過巖石靜壓力條件下，或者在外部盈利影響下，包括水在內(nèi)的揮發(fā)物質(zhì)通過冷凝邊向外運移，相應(yīng)的從巖株中部接近巖漿溫度的蝕變和礦化逐漸過渡到圍巖較低的溫度蝕變和礦化。洛厄爾等人支持上述觀點，并且明確地提出了斑巖銅礦是從低溫巖漿到正常熱液條件的一種物理和地球化學的連續(xù)作用過程。

水不飽和熔融體侵入成因模式是福尼埃于1968年提出的，他認為深部原始含銅熔融體中的水并未飽和，斷裂作用引起水大量的散失和熔融體的過冷卻而終止上侵，礦床所具有的廣泛泥巖化，可能就是由于雨水和原生水的循環(huán)引起的。

西里托等提出了洋殼重熔模式，他認為大部分成礦金屬是在大洋地殼沿消亡帶俯沖到地幔中時，發(fā)生部分熔化而從洋殼中浸取出來的，在部分熔化過程中浸出的金屬作為鈣堿性巖漿的一部分而上升，并集中在某些侵入體頂部的富含氯化物的液相中，當巖漿固結(jié)時，這種含礦溶液被擠壓向上運移成礦。

熱源附近鹵水多層和循環(huán)模式是懷特于1968年提出的，他認為在下伏巖漿巖熱源附近造成的熱梯度影響下，巖漿后期富含金屬的或雨水的貧硫含金屬鹵水溶液倒流循環(huán)而產(chǎn)生蝕變—礦化帶，該模式所認為的溶液或者金屬來源對巖漿系統(tǒng)來說，幾乎完全是外來的。

日本學者平田洋和大谷勝裕認為，來自地殼深部的巖漿，同化混染了上地殼含銅巖石或者礦床，當這種混染巖漿內(nèi)部發(fā)生分異時，便在這類侵入體頂部附近形成典型斑巖型礦化。

國內(nèi)從事斑巖型銅礦床研究的學者[8，9]，有的認為成礦物質(zhì)來源于地幔源巖漿，也有部分學者認為成礦與被巖體侵位的富銅礦源層有關(guān)。

參考文獻：

[1] 施俊法. 找礦模型與礦產(chǎn)勘查[M]. 地質(zhì)出版社， 2010.

[2] 陳毓川， 朱裕生等. 中國礦床成礦模式[M]. 地質(zhì)出版社， 1993.

[3] 王之田等. 大型銅礦地質(zhì)與找礦[M]. 冶金工業(yè)出版社， 1994.

[4] 冶金工業(yè)部地質(zhì)研究所. 中國斑巖銅礦[M]. 科學出版社， 1984.

[5] 北京大學地質(zhì)系. 斑巖銅礦及其找礦[M]. 冶金工業(yè)出版社， 1978.

[6] 張洪濤， 陳仁義， 舒思齊. 中國大陸斑巖銅礦若干問題[J]. 礦床地質(zhì)， 2013， 32（4）：672-684.

[7] 朱訓(xùn). 德興斑巖銅礦[M]. 地質(zhì)出版社， 1983.

[8] 陳軍強， 張超， 李志丹. 斑巖型銅礦床研究現(xiàn)狀與進展[J]. 中國礦業(yè)， 2012， 21（12）：67-69.

[9] 宮以棟. 西藏斑巖型銅礦成礦模式[D]. 成都理工大學， 2013.

[10] 梁玉偉， 曹曉冬， 李長才，等. 內(nèi)蒙古克什克騰旗天太永鉬銅多金屬礦礦床成因及找礦標志探討[J]. 西部資源， 2015（1）：200-204.

[11] 楊秋玲. 2013年中國礦業(yè)十大新聞揭曉[J]. 礦業(yè)研究與開發(fā)， 2014（1）：60-60.