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斑岩型矿床：分类、分布、动力学背景和侵入体

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高级矿床学8找矿案例斑岩矿床

高级矿床学8找矿案例斑岩矿床

找矿过程中遇到的问题及解决方案
01
地质条件复杂
针对复杂的地质条件，采用多种地质勘探手段（如地质填图、钻探、坑
探等）进行综合分析，提高找矿准确率。
02 03
隐伏矿床识别难
对于隐伏的斑岩型矿床，运用地球物理勘探（如磁法、电法、重力勘探 等）和地球化学勘探（如土壤地球化学测量、岩石地球化学测量等）手 段进行有效识别。
02 斑岩矿床地质特征
矿区地质背景
01
02
03
构造背景
斑岩矿床通常形成于板块 俯冲带、碰撞造山带等构 造活动强烈的地区，与区 域构造演化密切相关。
地层与岩浆岩
矿区内地层发育，岩浆活 动频繁，为成矿提供了丰 富的物质来源和热能。
地球化学特征
矿区地球化学异常明显， 表现为元素组合复杂、异 常强度高、规模大等特点。
在有利成矿区域加强地质调查，查 明区域构造、岩浆活动和地层岩性
条件，为找矿提供基础资料。
深化综合找矿方法
运用地质、地球物理、地球化 学和遥感等综合找矿方法，提 高找矿效果和精度。
重视成矿预测研究
在成矿规律研究的基础上，开展 成矿预测研究，圈定找矿远景区 和靶区，为找矿提供科学依据。
加强国际合作与交流
战略意义
斑岩型矿床是当今世界铜、钼、金等有 色金属和贵金属的重要来源，对国家的 经济建设和国防安全具有战略意义。
研究背景与目的
研究背景
随着全球经济的持续发展和资源需求的不断增加，寻找新的斑岩矿床成为地质学 领域的重要任务。
研究目的
通过对斑岩矿床的深入研究，旨在揭示其成矿规律、控矿因素和找矿标志，为地 质找矿工作提供理论指导和技术支持。同时，通过对斑岩矿床的地球化学、地球 物理和遥感等勘探方法的研究，提高找矿效率和准确性。

斑岩型矿床

斑岩型矿床

1.1 斑岩型矿床研究现状斑岩型矿床最早源于“斑岩铜矿”一词，由于上世纪初美国西南部亚利桑那州和新墨西哥州斑岩铜矿带的发现而得名，原意是指产于强烈绢云母化和石英化中酸性斑岩中的细脉浸染型铜矿（芮宗瑶等，1984）。

因为斑岩型矿床在共生火成岩组合、蚀变特征、矿化类型等方面具有全球性的广泛一致性，所以具有相似特征的钼矿床被称之为斑岩型钼矿床。

经过一个多世纪的发展演化，斑岩型矿床的概念业已逐步得到完善。

综合前人研究成果，可对斑岩型矿床作如下定义：斑岩型矿床系指与斑岩体（高位侵入体）有关的、以Cu、Mo、Au为主的多金属矿床，是热液矿床或岩浆－热液矿床的组成部分（芮宗瑶等，1984，2006）；斑岩型矿床可以产出在不同的构造环境（Sillitoe, 1972；安三元等，1984；Hou et al., 2003，2004；Cooke et al., 2005），其成因与大规模流体活动和钙碱性岩浆活动（Sillitoe, 1972；Dilles, 1987；Cline et al., 1991）有关；斑岩型矿床的典型特征是伴随有同心（环）带状蚀变及相应的细脉状和（或）浸染状金属矿化（Lowell and Guilbert，1970），矿体全部或部分产于中酸性（斑）岩体内。

典型的斑岩型矿床产出于岩浆弧环境（Hedenquist et al.，1998；Richards，2003），板片俯冲作用及其相关的地质过程被认为具有决定性的意义。

但这并不是说，斑岩型矿床产出的构造环境就只是单纯的俯冲和挤压。

以下构造条件也是斑岩型矿床的形成前提：（1）上地壳处于较长时期挤压状态后的应力松驰期；（2）成矿域存在早期深大断裂，而且这些断裂在应力松驰期活化张开（Richards, 2001），即斑岩型矿床常形成于构造机制的转化阶段，特别是挤压向伸展环境的转变。

由此，近年来研究认为斑岩型矿床不仅产生于岛弧及陆缘弧环境，成矿作用与大洋板片的俯冲有关（Sillitoe, 1972），也可以产出于碰撞造山环境（Hou et al., 2003，2004）及板内造山环境（安三元等，1984；罗照华等，2007a）。

热液矿床类型及特征(斑岩型矿床)

热液矿床类型及特征(斑岩型矿床)

斑岩型矿床
--特点
• 经济特点
矿床埋藏深度浅，适合于大规模、机械化露天开采。
矿石品位较低（ Cu 一般为 0 .4 - 1 % ) ，但矿化分布均匀， 矿石工艺性能稳定，可选性好。
矿床常成群、成带分布，规模巨大;
矿石中常伴生有多种有用组份可供综合利用，除 Cu 、 Mo 、Au 、W 、Sn 、Pb 、Zn 外，尚可综合回收 Ag 、 Re(铼)、 Co 、S 、Se(硒)、Te(碲)等元素。
本节内容
斑 斑岩型矿床的概念 岩 斑岩型矿床的形成条件
斑岩型矿床的特点
型 斑岩型矿床的成因 矿 斑岩型矿床的类型 床
斑岩型矿床
① 物理化学条件 ② 岩浆岩条件 ③ 地层条件 ④ 构造条件
--形成条件
斑岩型矿床 形成条件——物理化学条件
• 温度 • ——斑岩型矿床的形成经历了高、中温热液阶段 • ——黑云母化和钾长石化形成于 700 ~ 600 ℃ • ——石英-绢云母化形成于 420 ℃ 左右 • ——泥化蚀变形成于300 ~ 100 ℃ • ——硫化物形成于 350 ~ 250 ℃ • 深度 • ——中深到浅成的范围（2 ~ 5公里） • （次火山环境的产物）
非金属矿物主要为石英，次为绢云母、绿泥石、重晶石等。
斑岩型矿床
--特点
• 地质特点-矿石组构
矿石构造以细脉浸染状为主； 由矿化中心向外依次为：浸染状→细脉浸染状→细脉状、脉状。
斑岩型矿床
--特点
斑岩型矿床典型矿化及其分带
斑岩型矿床典型矿石构造及其分带
斑岩型矿床
--特点
• 地质特点-矿床的氧化和次生富集作用
这是当前世界上最大的人为挖掘矿坑
斑岩型矿床
--概念

斑岩型矿床

斑岩型矿床

◆蚀变分带
• 斑岩型矿床具有特征的热液蚀变 分带(Beane1981), 通常呈环带 状绕含矿岩体分布, -早期的K硅酸盐 -石英绢云母化 -青磐化带 -泥化蚀变, • 蚀变分带为判断斑岩体剥蚀程度 和工程勘查提供了重要的指示性 标志 • 矿化(矿质沉淀)发生于钾化带化 带与绢英岩化带的过渡部位
蚀变套合
• • •
在岛弧造山环境,如在菲律宾LepantoFSE矿区,类似的高级泥化蚀变也大量发 育 这种主要由石英和明矾石构成的高级泥 化蚀变带产于斑岩铜矿体的侧翼,并叠加 于斑岩型热液蚀变系统的顶部, 严格受近水平的断裂控制高级泥化蚀变 岩呈平卧的透镜状,包裹典型的浅成低温 热液硫砷铜矿金矿体(图3),反映高级泥化 蚀变是浅成低温热液系统的典型产物“
• 埃达克岩多数产于岛弧环境，并与弧火山岩伴生 的重要事实使人相信,埃达克岩是俯冲到一定深度 的洋壳板片(MORB)发生部分熔融的产物
• 在安第斯陆缘弧(智利北部),产出 巨型斑岩铜矿的钙碱性含矿斑岩 也具有埃达克岩岩浆亲合性，这 些晚中新世-早上新世斑岩的Sr变 化于(230~1950)X10-6,变化于 (5~16)X10-6间,Sr/Y比值变化于 20~130之间,处于埃达克岩区内, 显示典型的埃达克岩地球化学特 征； • 根据区域构造分析,Oyarzun等 (2001)提出,大洋板片俯冲角度变 缓是形成这些埃达克质含矿岩浆 的主要动力学机制
智利北部 (ａ)和青藏高原 (ｂ)斑岩铜矿带含矿斑岩的Ｙ ＿Ｓｒ/Ｙ点图埃达克岩与典 型弧岩浆岩的分区界线据Ｄ ｅｆａｎｔｅｔａｌ.,1990
•
青藏高原的两条斑岩铜矿带的喜山期含矿斑岩也具有埃达克岩岩浆亲合性.然 而,这些岩石相对富钾(K2O:3.02%~8.56%),属高钾钙碱性系列和钾玄岩系列,

斑岩型矿床

斑岩型矿床

中国大陆环境斑岩型矿床包括斑岩型Cu（-Mo、-Au）、斑岩型Mo、斑岩型Au和斑岩型Pb-Zn 等矿床类型,主要产出于青藏高原大陆碰撞带、东秦岭大陆碰撞带和中国东中部燕山期陆内环境,在地球动力学背景、深部作用过程、岩浆起源演化、流体与金属来源等方面与岩浆弧环境斑岩型矿床存在重要差异。

在大洋板块俯冲形成的岩浆弧,主要发育斑岩Cu-Au矿床或富金斑岩Cu矿（岛弧）和斑岩Cu-Mo及斑岩Mo矿床（陆缘弧）。

相比,在大陆碰撞带,晚碰撞构造转换环境发育斑岩Cu、Cu-Mo和Cu-Au矿床,矿床受斜交碰撞带的走滑断裂系统控制,后碰撞地壳伸展环境则主要发育斑岩Cu-Mo矿床,矿床受垂直于碰撞带的正断层系统控制;在陆内造山环境,早期发育斑岩Cu-Au矿床,晚期发育斑岩Pb-Zn矿床,它们主要沿古老的但再活化的岩石圈不连续带分布,受网格状断裂系统控制;在后造山（或非造山）伸展环境,则大量发育斑岩Mo矿和斑岩Au矿,它们则主要围绕大陆基底—克拉通（或地块）边缘分布,受再活化的岩石圈不连续带控制。

大陆环境斑岩Cu（-Mo,-Au）矿床的含矿斑岩多为高钾钙碱性和钾玄质,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学特性。

岩浆通常起源于加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳。

上地幔通过三种可能的方式向岩浆系统供给金属Cu（和Au）：①提供大批量的幔源岩浆并底垫于加厚下地壳底部,构成含Cu岩浆的源岩;②提供小批量的软流圈熔体交代和改造下地壳,并诱发其熔融;③与拆沉的下地壳岩浆熔体发生反应。

大陆环境含Mo岩浆系统高SiO2、高K2O,岩相以花岗斑岩为主,花岗闪长斑岩次之,既不同于Climax 型,又有别于石英二长斑岩型Mo矿床,岩浆起源于古老的下地壳。

金属Mo主要为就地熔出,部分萃取于上部地壳。

大陆环境含Pb-Zn花岗斑岩多属铝过饱和型,与S型花岗岩相当,以高δ18O（〉10‰）和高放射性Pb为特征,Sr-Nd-Pb同位素组成反映其来源于中下地壳的深熔作用,金属Pb-Zn主要来源于深融的壳层。

斑岩型铜矿床模式

斑岩型铜矿床模式

斑岩型铜矿床模式蒙殿朝发表于2010年03月05日 11:10 阅读(2) 评论(0) 分类：地质与勘探举报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。

斑岩型矿床研究进展

斑岩型矿床研究进展

斑岩型矿床研究进展[摘要]斑岩型矿床是铜矿床的主要工业类型之一，为世界提供了50%的铜金属量。

随着国内外学者对斑岩型矿床研究的逐步深入，人们认识到巨大经济价值的斑岩型Cu矿床、Cu-Mo矿床、Cu-Au矿床矿床及浅成低温热液型Au-Ag 矿床对埃达克岩有着明显的偏在性和选择性。

斑岩型矿床形成的大地构造环境存在岛弧带、大陆边缘岩浆弧以及造山带等三种基本构造环境。

空间尺度上，斑岩型矿床的分布与埃达克岩的产出位置基本一致；时间坐标上，斑岩型矿床从前寒武纪到中新生代都有形成，且以中新生代时期形成的矿床最为广泛。

与斑岩型矿床有关的火成岩成分变化较大，岩石类型多样（闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩），主要是一些中酸斑岩体（普遍具有埃达克岩特征），以次火山斑岩体较常见。

不同组份的斑岩其所含的工业矿种也存在明显差异。

含矿斑岩体均有明显的蚀变分带。

本文就近年来前人的研究成果，总结斑岩型矿床的基本特征、成因机制与形成的构造环境以及成矿过程。

[关键词]斑岩型矿床埃达克岩矿床成因构造环境1前言斑岩型铜矿床是铜矿床的主要工业类型之一，为世界提供了50%的铜金属量。

该类矿床以低品位、大吨位、易开采、矿化均匀，矿石成分简单、易选等特征而备受广大地质学家所关注。

从全球范围来看，斑岩型矿床常发育次生富集带，形成高品位的矿石，是开采的主要对象（黄崇轲等，1995）。

Thieblemont（1997）等统计了全球43个Au、Cu和Mo斑岩矿床，其中的38个矿床与埃达克岩有成因联系。

Adakite（埃达克岩）最早由Defant和Drummon（1978）提出的一个岩石学术语，意旨与年轻大洋岩石圈俯冲作用有关的高SiO2≥56%、富Ai2O3（≥15%）、低MgO（< 3% ，高于6%的少见）、低Y和HREE、高Sr （< 400 ppm很少）、贫HFSE、低87Sr/87Sr（通常< 0.7040）的中酸性火山岩-侵入岩。

6-斑岩型矿床

6-斑岩型矿床

二、斑岩型矿床 o 大地构造背景
1. 概念及特点
— 斑岩型矿床主要产于汇聚板块的边界，包括 大洋板片俯冲产生的岛弧和陆缘弧环境 （滨 太平洋带） ，以及陆 − 陆碰撞造山 （特提斯 − 喜马拉雅带，中亚−蒙古带）环境。
z 岛弧环境的斑岩型矿床： 主要环绕西太平洋广泛分布 （印尼、菲律宾、巴布亚新 几内亚、澳大利亚等国）
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
Hale Waihona Puke z 陆缘弧环境的斑岩型矿床：广泛分布于太平洋东海 岸，经典成矿省包括安第斯中部（智利、阿根廷、秘 鲁）和美国西部
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
z 碰撞造山环境的斑岩型矿床： 主要分布于特提斯 − 喜马拉雅带（西起西班牙，经克罗地亚、罗马尼亚、 保加利亚、土耳其、亚美尼亚、伊朗、巴基斯坦，东 到中国西藏和缅甸等地）和中亚 − 蒙古带（西起乌兹 别克斯坦和哈萨克斯坦，经中国新疆、甘肃和内蒙， 东到黑龙江）
Phyllic zone
ne zo
fresh intrusion
二、斑岩型矿床 t 矿体形态产状
1. 概念及特点
—受侵入体和接触面的形态产状、裂隙构造等因素控 制，主要有柱状、筒状、环状、似层状等 Simplified geologic map of the Yulong Cu (Mo) deposit
中亚−蒙古带
1. 概念及特点
特提斯−喜马拉雅带
滨太平洋带
Distribution of porphyry Cu-Mo deposits worldwide
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
德兴 玉龙
二、斑岩型矿床
1. 概念及特点
世界超大型斑岩铜矿(Cu储量>500万t)时代分布

斑岩型铜金矿床

斑岩型铜金矿床

斑岩型铜(金)矿床大都在造山带构造环境内产出,其中许多矿床与消减板块边缘的深成岩浆活动或火山作用具密切的成因联系。

具经济价值的斑岩型铜金矿床既可在岛弧环境中,也可在大陆边缘产出。

尽管其成矿时代多集中在中新生代,但是古生代和前寒武纪斑岩型铜金矿床实例也偶见有报道。

斑岩型金属矿床是“与侵入岩有关金属矿床”家族的重要成员之一,其形成作用与岩浆活动具密切时空分布关系。

鉴于地壳演化与金属成矿作用的复杂性,在一些矿集区(或带)很难将斑岩型和其他侵入岩类金属矿床划分开来。

到目前为止,尽管尚未找到一种较为简单的分类判别准则,但是矿床地质学家均认为,斑岩型金属矿床应具下述地质特征:(1)金属矿化在斑状侵入岩及围岩中呈浸染状或细网脉状产出;(2)无论在空间分布上,还是在形成时间上,金属矿化与浅成侵入岩具密切关系;(3)大多数含矿侵入岩为钙碱性或碱性岩浆岩系列;(4)典型的含矿斑状岩浆岩组合为花岗闪长岩花岗岩或闪长岩正长岩;(5)与钼矿床有关的侵入岩大都为钙碱性长英质火成岩;(6)含矿侵入岩体大都为复式侵入杂岩,金属矿化仅与其中某一期侵入岩有关;(7)金属矿化与岩脉群和角砾岩管伴生,角砾组份复杂,磨圆度高;(8)含矿侵入岩体及围岩均遭受到普遍的和强烈的断裂— 1 —与破碎作用;(9)尽管大多数矿化地段受断裂控制,但是在一些矿床中,浸染状金属矿石占有很高的比例;(10)尽管各金属矿床在热液蚀变类型、强度和规模等方面变化很大,但是代表性的蚀变带普遍存在,并具一定的分带性;(11)在部分矿区,风化淋滤可以造成金属元素次生富集;(12)绝大多数斑岩型铜金矿床以规模巨大和品位偏低为特征,一般来讲,铜矿石储量至少为2000万吨,铜的品位为0.1%或更高;(13)主要斑岩型金属矿床类型为,斑岩型铜矿床、斑岩型铜钼矿床、斑岩型铜金钼矿床、斑岩型金矿床和斑岩型钼矿床。

根据不同的分类原则,可将斑岩金属矿床划分为若干类型,最常见的分类方法有: (1)根据含矿斑岩体的形态、岩性组合和形成深度,可将斑岩矿床划分为经典型、火山岩型和深成岩型;(2)依据成矿主岩化学性质,可将其划分为钙碱质和碱质类矿床;(3)根据金属元素组合,可将其划分为斑岩铜矿床、斑岩铜钼矿床、斑岩钼矿床、斑岩铜金矿床、斑岩金矿床、岩铜钼矿床和斑岩钼金矿床。

矿床学-4 斑岩矿床

矿床学-4 斑岩矿床

DCu fluid / melt
9.1 Cl -
DMo crystal/ melt
0.02
D Mo fluid / melt
2.5
Cu在岩浆早期出溶的流体中富集
Mo在岩浆晚期出溶的流体中富集
W在晚期残余岩浆中富集
熔体-流体的分离机制 • 岩浆的first boiling： 减压沸腾 • 岩浆的second boiling： 结晶分异
Schematic model for the origin and formation of porphyry-type Cu, Mo, and W deposits. (modified after the models of Candela and Holland, 1984; 1986; Strong, 1988; Candela, 1992).
２．矿床的围岩蚀变发育，常具明显的水平和垂直 方向上的分带。
３．矿床受构造控制，常呈带状分布。
４．矿种以铜、钼为主，此外，还有锡矿、钨矿及 铅锌矿。
工业意义巨大：占世界已探明的铜矿储量的一半， 钼矿储量的三分之二。
世界铜矿类型分为斑岩型、砂页岩型、铜镍硫化物型、 黄铁矿型、铜-铀-金型、自然铜型等、脉型、碳酸岩 型、矽卡岩型共九类。最重要的是前四类，占世界铜 总储量的96%，其中斑岩型和砂页岩型矿各占55%和29%。
平均推进速度
1.7cm/a
1、杨家杖子，2、兰家沟，3、新台 门，4、大黑山，5、福安堡，6、肖 家营子，7、鸡冠山，8、碾子沟，9、 后峪，10、寿王坟，11、大庄科， 12、小寺沟，13、大湾，14、大草 坪，15、岗子，16、羊场，17、小 东沟，18、柳条沟， 19、海苏沟， 20、半拉山，21、沙布台，22、黄 岗，23、乌兰德勒，24、新账房， 25、太平沟，26、红山子，27、敖 仑花

斑岩型矿床概述

斑岩型矿床概述

矿石构造
细脉状
细脉状、脉状
矿 化 特 点
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
斑 岩 型 矿 床
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
­ Ä Í ø ò Á » ¯ Î ï ¿ ó ² 8% ´ £ Ï º à ð » É ½ Ñ Ò Ð Í 10%
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：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
斑 岩 型 矿 床
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
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

第九章 斑岩型矿床-2012

第九章 斑岩型矿床-2012
• （5）大陆基底的结构及含矿性对矿床形成
具有控制作用。 • 在硅铝质地壳中Mo、W、Sn均较富集的大 陆基底已存在的条件下，形成斑岩钼矿、 钨矿、锡矿的可能性较形成斑岩型铜矿要 大得多。 • 夹有富含铜的蛇绿岩套和火山—沉积岩系 的陆壳向下俯冲，并由此分溶出来的富铜 中—酸性岩浆又穿过富铜的陆壳或在其中 定位，是斑岩型铜矿形成的有利条件。
3、斑岩型矿床类型
• （1）斑岩型铜矿床 • （2）斑岩型钼矿床 • （3）斑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型钨、锡矿床
（1）斑岩型铜矿床
• 与斑岩型铜矿床关的火成岩主要为花
属钙碱系列；
岗闪长岩、石英二长岩、二长花岗岩，
• 出露面积小，与矿化有关的岩体面积
小于1km2者占大多数；具多期多阶段活
动特征。
斑岩型铜矿床—围岩蚀变和金属矿化
2、斑岩型矿床成矿地质条件
• （1）斑岩型矿床产出的构造背景：大洋板块与
大陆板块俯冲碰撞带。部分斑岩型矿床位于活动 大陆边缘、陆内构造岩浆活动带。 • 世界上该类矿床主要集中于环太平洋带和地中 海—喜马拉雅特提斯带，成矿时代集中于中—新 生代。 • 我国大陆上许多斑岩型矿床发生在中生代大陆内 部古板块复活构造带中，其复活造成板内挤压、 碰撞和下部地壳的俯冲，在上地幔—下地壳引起 分熔产生中—酸性岩浆侵入到陆壳得以成矿。
石； • (2) 似千板岩化蚀变带：蚀变矿物主要为石英、 绢云母； • (3) 泥质蚀变带：蚀变矿物主要为高岭石、蒙脱 石、石英； • (4) 青盘岩化带：蚀变矿物主要为绿泥石、绿帘 石、方解石。 • 上述四个蚀变带不是每个矿床都发育齐全，但以 石英、绢云母构成的似千枚岩蚀变带，几乎在所 有斑岩铜矿中均广泛发育，其强度、范围和矿化 有直接关系。
• 斑岩铜矿床围岩以中心式面型蚀变为最常

斑岩型矿床成矿模式研究分析

斑岩型矿床成矿模式研究分析

斑岩型矿床成矿模式研究分析摘要：世界主要铜矿床类型有斑岩铜矿、沉积型铜矿、火山岩型铜矿以及矽卡岩型铜矿床，其中斑岩型铜矿因其分布广、产量高成为矿床学家研究的首要目标，全球大多数矿业巨头也都致力于斑岩铜矿床的开发。

本文通过搜集国内外相关资料，对斑岩铜矿的成因及矿床地质特征进行了阐述。

关键词：斑岩铜矿；地质特征；成因一般来说，斑岩铜矿是指具有浸染状、细脉状并且与花岗岩侵入体（具有斑状结构）共生的含铜和钼 - 铜组分的岩相组合。

据统计，全球所含金属铜资源的 50% 来自于斑岩型铜矿床。

全球有 3 大铜资源大国，分别为美国、智利、秘鲁，斑岩型铜矿占铜矿总资源量的 80% 以上。

按照地质年代划分，斑岩铜矿主要在中生代及新生代期间形成，部分形成于古生代[1]。

通过近些年的地质勘查，在我国云南、江西、河南、西藏、黑龙江等地均发现不同规模的斑岩型铜矿床。

斑岩型铜矿具有矿床埋藏深度浅，适合于大规模、机械化的露天开采。

斑岩铜矿的矿石品位普遍较低，矿床整体矿化分布较均匀，其矿石工艺性能稳定，可选性较好，伴生有用元素多，可综合回收利用的特点，因此斑岩型铜矿床成为了工业界开发及科学界研究的主要对象 [2]。

1时空分布及地质背景1.1时空分布中新生代形成如今大对数的斑岩型矿床（87.5%），而只占 12.5% 的斑岩型矿床形成于古生代。

斑岩型矿床三个主要的成矿峰期：晚泥盆世- 中二叠世（D3-P2）、晚白垩世中新世（K2-N1）、晚三叠世- 晚侏罗世（T3-J3）。

且前寒武纪也发现斑岩型矿床的成矿作用。

1.2地质背景按照时间分析，世界上已发现的大量斑岩型矿床多形成于中新生代，这与埃达克岩形成时代是相似的，也隐含着斑岩型矿床和埃达克岩的成矿原因之间的联系。

在古老的克拉通内部，也发现有着斑岩矿床，如加拿大和西澳大利亚。

我们可以看到，斑岩型矿床分布与埃达克岩有相似的特点：对空间分析，均产于板块褶皱带及边缘带；按时间分析，虽然前寒武纪形成的斑岩型矿床在西澳大利亚等地区被发现，中新生代依然是斑岩型矿床形成的最主要的地质时期。

斑岩型铜矿

斑岩型铜矿
三分之二；美国、智利、秘鲁铜矿储量的 80~90% ； 我国江西、云南、黑龙江、西藏、河南等地。
­ Ä Í ø ò Á » ¯ Î ï ¿ ó ² 8% ´ £ Ï º à ð » É ½ Ñ Ò Ð Í 10%
È º Ò Â ö Ð Í 4%
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矿
床
成
因
R.H.Sillitoe（1972）提出了板块构造成因模式
图 斑岩铜矿床成因的板块构造模式（据西里托，1Hale Waihona Puke 72）斑岩型矿床的成矿系列
斑岩型矿床常与矽卡岩型、热液脉型及浅成低温热液型金、 银、铜、铅、锌等矿床构成火山岩地区矿床成矿系列，成矿系 列的最大延深可达5~7km。
斑岩型矿床的成矿系列
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
SiO2 62-68%的斑岩---以铜为主的矿床 SiO2＞68%的斑岩---以钼为主的矿床
成矿地质条件—构造条件
全球范围内三个重要的斑岩型铜矿成矿域
环太平洋成矿域 、特提斯成矿域、中亚成矿域
我国斑岩型铜矿床类型分布大地构造位置
多 宝 山 铜 矿 围 岩 蚀 变 带 线 型 分 布
矿 化 特 点
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、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

斑岩型矿床

斑岩型矿床

斑岩型矿床概念：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。

其矿体可以产在斑岩体内部，也可以产在围岩中。

成矿时代：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：1、Cu、Mo为主，其次为W、Sn、Au、Ag、Pb、Zn等2、规模大、品位低、矿化均匀3、埋藏浅，易开采4、矿石成分简单，易选5、可供综合利用的矿种多我国主要铜矿床类型分布概况斑岩型45%、矽卡岩型21%、沉积型12%、海相火山岩型10%、铜镍硫化物矿床8%、热液型4%以斑岩型铜矿床为例介绍斑岩型矿床其它特征斑岩型矿床以斑岩型铜（钼）矿床为主，又称细脉浸染型铜（钼）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。

斑岩型铜矿床以其埋藏浅、品位低、规模大为特征。

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。

斑岩型铜（钼）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。

成矿地质条件（1）岩浆岩条件（2）构造条件（3）地层条件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SiO2 62-68%的斑岩---以铜为主的矿床SiO2＞68%的斑岩---以钼为主的矿床构造条件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。

斑岩型矿床

斑岩型矿床
有关斑岩铜矿的成因，除上述看法外，还有人提出“双层结构”成矿模式。根据是： 岩体小但蚀变范围很广。故认为深部有大型岩体作为矿质来源，此大岩体称为“深部矿源岩 体”，而矿化主要是富集在浅部小岩体中，则此小岩体称为“浅部含矿岩体”，故叫做“深 部矿源岩体”和“浅部含矿岩体的“双层结构”模式。
T i 100
Zr
80
Th 1
3
4
12
D
A5
2
11 1
B
6
10 C
7
98
H f/3
16 2
3
25
A
4
15 36
H f/T a= 1
14 50
H f/T h= 3 6
B1352源自D 57H f/Ta= 2.152
8
C
11
10 9
Y3
T i(10-6)
T i(i0-6)
5
1000
4
D
3
18 16 B
7
14 17 15
2
a)、从全球超大型矿床的分布看，它 们更多的不是受控于某一断裂带， 而是受宏观的全球背景控制
与花岗岩有关的钨锡矿床： （中国、马来西亚、英国、加拿大）
华南中生代以来以伸展体制为主，或发生过多期伸展事件
第 I 阶段（180-170 Ma）： 主要是陆续分布于湘南-赣南-闽西南的双峰式火山岩、赣南地区的铝质 A-型花岗岩
由于围岩性质的复杂多样，导致矿化类型的多样性，因此斑岩型矿床常与其它类型 矿床，如脉状铜矿或矽卡岩铜矿床相伴生。例如美国大型的比尤特铜矿，过去一直开采脉状 铜矿，在开采九十年之后，即到本世纪五十年代初，才开采大矿脉旁的细脉浸染型矿石。到 1964 年露天采场生产的铜已占全矿山铜产量的 56％。我国江西城门山、湖北封山洞及西藏 玉龙矿区，除有矽卡岩铜矿、块状硫化物铜矿外，还有细脉浸染型铜矿床。可见，在一定的 地质条件下，在已知有矽卡岩铜矿床或脉状铜矿床的地区及其附近，应注意找寻斑岩型铜矿 床，反之亦然。
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斑岩型矿床：分类、分布、动力学背景和侵入体Porphyry Deposits –Characteristics斑岩矿床的特征Large tonnage and low grade bulk mineable deposits大吨位低品位适于规模开采Large volumes of hydrothermal alteration大规模的热液蚀变Stockwork and breccia-hosted ore网脉状和角砾状矿石Related to porphyritic intrusions与斑状侵入体相关Supergene enrichment表生富集E27 Cu-Au porphyry, NSWCuMo (*10)Au (*10,000)钙碱性碱性高K 钙碱性岩浆中SiO2增加•早期形成的矿脉和蚀变矿物组合中磁铁矿含量递增•侵位深度的递减陆缘弧环境根据金属含量的分类Modified from Kesler (1973) and Thompson (1994)Modified from Blevin, 2003Magma Chemistry岩浆化学Cu -AuSn ±WMoWW -MoCu -MoSnIncreasing Fractionation结晶分异作用增强Increasing Oxidation氧化性增加Rb/SrFe 2O 3 /FeO10110010-110-110-210-3102101100103Metal endowment of intrusion-related deposits controlled by the magma’s:•oxidation state•compositional evolution •silica contentAnhydrite phenocryst with apatite inclusions, North Parkes, NSW与侵入岩有关矿床中金属总量受岩浆以下条件的控制•氧化态•成分演化•SiO 2含量Aktogay-Aiderly Cerro Colorado La Granja Radomiro Tomic Resolution Pima Cuajone Lone Star Morenci-Metcalf Rio Blanco –Los BroncesEl Teniente102030405060708090C o n t a i n e d c o p p e r m e t a l (M t )BehemothianSuper-giantOyu Tolgoi Grasberg Los Pelambres Cu-Mo deposits Chuquicamata Collahuasi Bingham Escondida El Salvador Cu-Au depositsButte Cananea Ray Cu-Au-Mo deposits204.3 Mt CuPebble Reko Diq Largest 25 PCDs -based on contained Cu (Mt)最大的25个PCD －根据Cu 金属量（Mt ）Location: Porphyry Cu-Mo Deposits位置：斑岩型Cu-Mo 矿床Porphyry Cu-MoNorthern ChileAktogay-AiderlySouthern PeruLa Granja ButteSW Arizona /SonoraCentral Chile Map source: 40080012001600200024002800GrasbergBingham Oyu Tolgoi Cadia district Kal'makyr Dalneye FSE/Lepanto Cerro Casale Panguna Ok Tedi Batu Hijau Minas Conga Tampakan Escondida El Teniente Galore Creek Alumbrera Frieda River Atlas Sar Cheshmeh Chuquicamata Sipilay G o l d (t o n n e s )Cu-Mo depositsCu-Au depositsCu-Au-Mo depositsPebble Reko Diq Kerr-S-M Largest 25 Au-rich PCD -contained Au (t)最大的25个富Au PCD –含Au （t ）Map source: Gold-rich porphyry copper districts富金斑岩铜矿地区Batu HijauAlmalyk Porphyry Cu-Au 斑岩型Cu-Au 矿床Oyu Tolgoi Cerro Colorado Bajo de la Alumbrera Minas CongaReko DiqCadiaPangunaPhilippinesPNG –Irian JayaGalore CreekDalneyeCerro CasaleLa EscondidaPorphyry Cu-Au-Mo斑岩型Cu-Au-Mo 矿床Bingham CanyonSar ChesmehPebbleEpochs of porphyry deposit formation斑岩型矿床的形成时期Calc-alkalic（钙碱性）High-K calc-alkalic（高K钙碱性）Alkalic（碱性）Magmatic affinity Tectonic Setting岩浆种类构造背景0100200300400500Age (Ma)Age (Ma)01002003004005001020Continental arc（陆缘弧）Island arc（岛弧）Collision zone（碰撞带）Arc of unknown type（不明类型弧）Data source: Kirkham & Dunne, 1999Compressional arc settings 05 km5 km PhilippineSeaBoholSeaL. MainitNImage courtesy of David Braxton and Anglo AmericanBoyongan/Bayugo Porphyry ComplexFore Arc 有利的地球动力学环境•Porphyry deposits emplaced within a narrow time interval斑岩型铜矿就位于一个很短的时间区间•Similar magma suites in each event在每期事件中呈现相近的岩浆组合•Similar metal suite in each event在每期事件中具有相似的金属组合•General relationship to subduction environment通常与俯冲环境有联系•Specific relationship to tectonic change与构造环境转变具有特定关系Porphyry Provinces斑岩省NazcaRidgeJuan Fernandez Ridge150 km BenioffcontourPeruChileTrenchLa Granja(10 Ma)Yanacocha (11 Ma)Minas Conga (20 Ma)Pierina(14.5 Ma)El Teniente (5 Ma)Cerro Casale(13.5 Ma)400 kmBajo de laAlumbrera(8-7 Ma)Río B lanco (6 Ma)Los Pelambres(10 Ma)7.8 cm/yrIncaPlateauNSouthAmericanPlateNazcaPlate Pascua-Lama(9–8 Ma)El Indio (8–5 Ma)80°W70°W60°W0°10°S20°N30°S40°S Ridge Subduction 海岭俯冲Triggered Miocene porphyry & HSmineralisation -central & northern Peru触发了中新世的斑岩和HS矿化—秘鲁中北部Triggered Late Miocene –Pliocene porphyry& HS mineralisation -Central Chile触发了晚中新世－上新世的斑岩和HS矿化－智利中部Source:/mgg/image/2minrelief.html菲律宾PhilippinesSource:/mgg/image /2minrelief.html200 km200 kmPhilippine PlateEurasian PlateMankayan district (2 –1 Ma)~8 Mt Cu & 37 Moz AuBaguio district (3 –1 Ma)~3 Mt Cu & 35 Moz AuMankayan district(2 –1 Ma)8 Mt Cu & 37 Moz AuaseismicScarborough RidgeImage courtesy of Paddy Waters, AngloAmerican (Philippines)Northern Luzon Tectonic Setting 吕宋岛北部构造背景Baguio district (3 –1 Ma)3 Mt Cu & 35 Moz AuSubducted part of Scarborough RidgeScarborough山岭的俯冲部分•Shallowing subduction angle使俯冲角度变小•Cessation of voluminous andesitic volcanism使大规模安山质火山作用停止•Thrust stacking & crustal thickening逆冲堆叠和地壳加厚•Giant earthquakes and propogation of deformation fronts强烈地震和变形前缘扩展•Formation of porphyry and epithermal deposits斑岩和浅成热液矿床的形成•Rapid uplift & exhumation快速隆升和剥蚀Cerro Aconcagua, ArgentinaRidge Subduction -Side Effects?海岭俯冲的副作用？Post-orogenic porphyry depositsCollision commenced ~65 MaPorphyries cluster at ~40, ~35, ~25 MaHabo造山后斑岩矿床碰撞起始于~65百万年斑岩集中形成于~40, ~35, ~25 MaXenolith of biotite quartz monzonitein QMP, North Parkes, NSW碱性PCD Intrusions侵入岩碱性PCD钙碱性PCD石英闪长斑岩,Far South East, Philippines石英二长斑岩North Parkes, NSW石英二长斑岩中有黑云母石英二长岩包体Intrusion Geometries侵入体形态QMP pipe, E27 Cu-Au PCD,North Parkes, NSWQMP 石英二长斑岩Biotite-altered trachyandesite 粗安岩被次生黑云母交代E27 open pit,North Parkes, NSWIntrusion Geometries侵入体形态Multi-phase intrusions多相侵入体•Multiple pipes, dykes or sills typicallycomprise mineralised intrusive complexes矿化侵入杂岩体通常由多个岩筒、岩墙或岩席组成•Only one or two intrusive phases createsignificant mineralisation只有一到两个侵入相产生重要矿化•A number of factors may affect anintrusion’s capacity to exsolve abundantvolatiles and metals, including:影响岩浆分出挥发份和金属能力的因素包括：•depth of emplacement侵位深度•volatile content挥发份含量•crystallisation history结晶史•seismic activity地震活动Early, high grade quartz monzonite porphyry cut by later, lower grade crystal-rich Quartz monzonite porphyry, North Parkes porphyry Cu-Au deposit, NSW3-D geology block modelDinkidi Stock (Wolfe, 2001)Multi-phase Intrusions多相侵入体侵入杂岩闪长岩二长闪长岩Dinkidi 岩珠二长岩二长岩脉岩Quan 斑岩正长岩石英碎屑角砾岩Biotite quartz monzonite xenolith in quartzmonzonite porphyry, NorthParkes, NSW 石英二长斑岩中的黑云母石英二长岩捕虏体NorthParkes, NSWMulti-phase intrusions多相侵入体黑云母蚀变粗面安山岩中的石英黄铜矿脉，被QMP 侵入体截断Truncated Veins被截断的矿脉Intrusion Geometries侵入体形态Laramide volcanic edificeLaramide Intrusive complexPC intrusionsArizona Cu-Mo PCDsOrdovician VolcanicsOrdovician Intrusive complexNorth Parkes Cu-Au PCDs•Plutons (deep) 岩体PCDPCD•Pipes 岩筒•Dykes (shallow) 岩墙EarlyLate •Stocks 岩株SubeconomicPCDSubeconomicPCDSections from Lang and Titley (1998) and Lickfold et al. (2003)E26E37E31E27E48E22E28Deposit Clusters矿床群Endeavour porphyry Cu-Au deposits, North Parkes, NSWYerington cross-section from Dilles et al. (2000)Batholithic Roots -Yerington, Nevada根部岩基Ann-Mason PCDMcArthur PCDMagmatic-Hydrothermal Transition Comb quartz layers (USTs) in intra-mineral monzonite,Ridgeway porphyry Cu-Au deposit, NSWVolatile accumulation -magmatic-hydrothermal transition挥发份聚集：岩浆－热液过渡成矿期二长岩中的梳状石英层二长岩中的梳状石英层3 cmUnidirectional solidification textures (USTs)单向固结结构（USTs ）Magmatic-Hydrothermal Transition岩浆－热液过渡Quartz USTs, North Parkes, NSW •Buoyant hydrothermal fluid migrates upwards through the melt and accumulates in the roof of the inwardly-crystallizing magma 热液流体向上运移，穿过熔体，聚集在向内结晶的岩浆房的顶部•Bands of distinctly prismatic crystals (e.g., qz, mt) grow downwards from the roof of the volatile pocket柱状晶体（如石英、磁铁矿）从挥发份囊的顶部向下生长；多批次形成多个带Volatile accumulationand UST growth挥发份聚积和UST结构的生长North Parkes, NSW (Lickfold et al. 2003)USTs Vein-dykesMagmatic-Hydrothermal Transition岩浆－热液过渡Felsic magma Volatile migration •Tectonic trigger (e.g., ridge subduction)大地构造引发•Multiple phases of intrusive activity –one or more of which efficientlyconcentrates and releases metals 多相侵入活动–其中的一或多期有效聚集和释放金属•Incompatible behaviour of metals and volatiles allows magmatictransport of metals and sulfur 金属和挥发份的不兼容性使得岩浆能搬运金属和硫•Cycles of volatile accumulation and release at the apex of the mineralizing intrusion (multipleseismic events)多周期挥发份聚积和释放发生在成矿岩体的顶部(多次地震)•Fluid exsolution may be triggered by mafic magma underplating of felsicmagma chamber 流体分离可以由长英质岩浆房下的镁铁质岩浆垫托诱发Porphyry ore genesis 斑岩矿床成因Mafic magma (?)Outflow and mineralisation Episodic fluid accumulation and releaseS e v e r a l k m s。