斑岩Cu_Mo_Au_矿床的成矿构造环境及勘查意义
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云南普朗超大型斑岩铜矿床含矿斑岩成因及其成矿意义云南普朗超大型斑岩铜矿床是世界上最大的铜矿床之一,规模巨大,资源丰富,约包括铜金矿床、钼矿床和银矿床。
该矿床的成因机制是一个备受关注的领域,也是许多地质学家研究的重点。
经过多年的研究分析,人们逐渐明确了该矿床的成因及其成矿意义。
普朗超大型斑岩铜矿床主要形成于新元古代(25亿至18亿年前)的中酸性条件下,在下地壳深部岩浆的协同作用下产生。
矿床所在的地质区域状况特殊,存在多个岩浆中心,并有强烈的地质变动和多次构造事件,为成矿提供了良好的矿物质基础和复杂的成矿物质来源。
在矿床构造形成期间,尽管经历了多次的岩浆侵入、变质、褶皱、断裂等过程,但矿床更新及维持了其特有的化学与热力条件,有利于矿体的形成及质量的优化。
该矿床的含矿斑岩是普朗维角岩,富含重晶石、方铅矿和黄铜矿等,均含有丰富的铜、银、钼等金属元素。
矿物学研究表明,这些矿物质的形成与岩浆热液作用是密切相关的。
在岩浆热液系统的作用下,矿体中原有的矿物质被改变了特定的热液流体,也从热液中吸收了大量的矿物质。
在构造变动的作用下,含矿斑岩随着矿区中粗粒岩浆体的断层拉张与侵入,形成了裂隙和空腔,并导致矿物的活化和富集,形成了丰富的大块状和管状矿体。
同时,矿区巨大的地应力和热作用也为矿床的形成提供了必要的条件。
普朗超大型斑岩铜矿床的成矿意义非常重要。
首先,它被认为是了解华南岩浆成矿区的代表性矿床之一,能够为华南岩浆成矿地质学提供有力的依据。
其次,矿区内金属资源丰富,储量巨大,能够满足国家的铜、钼、金等金属需求,对于国家的经济建设和发展至关重要。
最后,该矿床的形成过程能够为人们提供有价值的探测方法和理论基础,帮助人们更加深入地探讨铜矿床的成矿机制及其成矿规律,指导矿床勘探和开采实践。
总之,普朗超大型斑岩铜矿床含矿斑岩成因及其成矿意义是一门复杂而重要的领域,在近年来的研究中人们已经取得了丰硕的成果。
未来,随着矿床成因研究技术的不断发展和加强,我们也能更好地认识该矿床,更好地挖掘其潜在的价值。
斑岩CuMoAu矿床新认识与新进展一、本文概述随着地质科学的深入发展,斑岩CuMoAu矿床作为一类重要的金属矿产资源,其研究价值和应用前景日益凸显。
本文旨在全面梳理和总结近年来斑岩CuMoAu矿床研究的新认识和新进展,以期为相关领域的科研工作者和矿产资源开发者提供有益的参考和启示。
本文将围绕斑岩CuMoAu矿床的成矿地质背景、矿床地质特征、成矿机制和找矿勘探技术等方面展开讨论,重点关注新的研究成果、新的理论观点和新的技术手段在斑岩CuMoAu矿床研究中的应用和发展。
通过本文的阐述,我们期望能够加深对斑岩CuMoAu矿床成矿规律的认识,推动相关领域的科技进步,为我国的矿产资源勘查和开发提供科学的支撑和指导。
二、斑岩CuMoAu矿床的地质特征与分类斑岩CuMoAu矿床通常赋存于板块汇聚边界的岛弧或大陆边缘环境,其形成与俯冲带中的岩浆活动密切相关。
这些矿床的地质特征鲜明,主要表现为与侵入岩体的时空关系紧密,矿体多呈脉状、囊状、不规则状产于斑岩体内部及其接触带附近。
矿化类型多样,包括铜、钼、金等多种金属元素的共生或伴生。
矿石矿物组合复杂,常见有黄铜矿、辉钼矿、自然金等。
斑岩CuMoAu矿床的分类主要依据其成矿地质背景、矿床地质特征、成矿时代以及成矿元素组合等因素。
按照成矿元素组合的不同,可分为Cu-Mo型、Cu-Au型和Mo-Au型等。
根据成矿地质背景,可划分为岛弧型、大陆边缘型和板内型等。
这些分类不仅有助于我们理解斑岩CuMoAu矿床的成矿规律,也为找矿勘探提供了重要的指导。
近年来,随着研究手段的不断提升和研究领域的不断拓展,斑岩CuMoAu矿床的分类体系也在逐步完善。
新的分类方法更加注重矿床形成的动力学背景、岩浆演化过程以及成矿系统的整体性研究,为深入探索斑岩CuMoAu矿床的成矿机制和找矿勘探提供了新的思路。
三、斑岩CuMoAu矿床的成矿机制与成矿过程斑岩CuMoAu矿床的成矿机制与成矿过程是一个复杂的地质作用系统,涉及到岩浆活动、热液流体演化、金属元素迁移与富集等多个关键要素。
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。
侯增谦:再论中国大陆斑岩Cu-Mo-Au矿床成矿作用素有“俯冲带工厂”之称的岩浆弧(岛弧和陆缘弧)是产出巨型斑岩铜矿的重要环境(图1),而缺乏活动大洋俯冲的其他构造环境(如大陆碰撞带、陆内造山带、克拉通内部及边缘)也发育众多的大型斑岩铜钼金矿。
迄今为止,人们对岩浆弧环境的斑岩铜矿已有相当深刻的理解,成矿理论模型也在日臻成熟,但新观点和新理念仍在不断涌现。
相比而言,非弧环境斑岩铜矿的研究起步较晚,但已取得长足进展。
近年来,非弧环境特别是碰撞环境斑岩铜矿的成因引起了人们极大兴趣,全方位多视角的深入研究已使得早期的认识不断得到深化,部分观点也在不断被修正。
图1 全球范围超大型斑岩铜矿分布图本文在综述斑岩铜矿最新研究进展基础上,结合最新资料,重点阐释了中国大陆非弧环境斑岩铜矿的地球动力学背景、成矿岩浆起源、岩浆-流体系统演化、成矿金属(Cu,Au,Mo)和H2O来源及富集过程。
中国大型斑岩铜矿除少量产于岩浆弧外,主要产于碰撞造山环境的构造转换和地壳伸展阶段、陆内造山环境的岩石圈伸展和崩塌阶段以及活化克拉通的边缘及内部(图2)。
这些非弧环境成矿斑岩多呈彼此孤立的近等间距分布的岩株或岩瘤产出,以高钾为特征,显示埃达克岩地球化学亲和性。
图2中国大陆非弧环境斑岩型矿床分布图成矿岩浆主要起源于加厚的镁铁质新生下地壳或拆沉的古老下地壳,少数起源于遭受早期俯冲板片流体/熔体交代改造过的富集地幔。
大陆碰撞和陆内俯冲引起的地壳大规模增厚和紧随其后的板片撕裂、断离、岩石圈拆沉和软流圈上涌,是形成这些成矿岩浆的主要动力机制。
a—碰撞造山带晚碰撞走滑阶段形成的斑岩铜矿。
大洋板片流体交代的楔形地幔和弧岩浆底侵形成的新生下地壳在碰撞期发生部分熔融,分别形成含Au-Cu和Cu-Mo岩浆,其侵位受大规模走滑断裂活动控制。
b—碰撞造山后碰撞地壳伸展阶段形成的斑岩铜矿。
碰撞前的弧岩浆在地壳底部底侵形成新生下地壳(含硫化物和含水堆积带),其部分熔融和硫化物分解形成含 Cu-Mo岩浆,其侵位受横切碰撞带的正断层系统控制。
豫西八宝山矿区斑岩型铜钼矿床的发现及其意义导读:豫西八宝山铁矿区是一个以矽卡岩型铁矿而闻名的老矿区,近期勘查在铁矿体侧向边部新发现了斑岩型铜钼矿床,资源量达中型规模,实现了该区域斑岩型矿床的找矿突破。
本文在河南省财政地质勘查项目(豫国土资发〔2018〕22号)资助下,对比典型斑岩型铜钼矿床特征,论证了新发现铜钼矿床的成矿岩体特征、矿体形态、矿石结构特征、矿床热液蚀变及分带特征,确认了斑岩型矿床类型。
作者有近6年矿区勘查工作经历,较详细论述了斑岩型铜钼矿床的发现过程,总结了找矿经验,为类似矿区找矿勘查工作提供了重要参考和借鉴。
0 引言斑岩型铜(钼)矿床是世界上最为重要的铜、钼矿来源,因其巨大的经济价值及重要的学术意义而备受大家重视。
20世纪70年代以来,国内外众多学者已在斑岩铜矿的全球空间分布特征、成矿物质来源、控矿因素等诸多方面进行大量研究,经几十年的系统研究,已建成一套比较完善的成矿理论和成矿模型。
斑岩铜矿床与其他内生矿床相比较,在成矿岩体特征、蚀变特征、矿石特征等方面有其独特特征。
八宝山矿区位于河南省卢氏县潘河乡,是河南省重要的矽卡岩型铁矿床,属老矿区,自20世纪60年代秦岭区测队、豫07队、豫地质四队等多家地勘单位已对本区开展过地质勘查工作(河南省地质局地质四队,1977①),提交了一个中型铁矿床,目前处于开采阶段。
以往勘查工作重点是矽卡岩型铁矿床,未能重视岩体内的勘查工作。
近十几年来,也有不少学者对八宝山岩体成岩年龄、物质来源、矿床成因方面进行过研究,提出矿区深部可能存在斑岩型铜钼矿床,但缺乏直接证据。
近期完成的“河南省卢氏县八宝山矿区深部及外围铁铜多金属矿普查”项目(河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院,2020②),取得了斑岩型铜钼矿床的找矿突破,提交1个中型铜钼矿床(铜金属量10.9万吨,Cu平均品位0.51%;钼金属量4767吨,Mo平均品位0.089%),证实了本矿区斑岩型铜钼矿床的存在。
西藏冲江大型斑岩铜(钼金)矿床的发现及意义西藏冲江大型斑岩铜(钼金)矿床的发现及意义西藏是我国的宝地之一,拥有许多矿产资源。
近年来,西藏冲江大型斑岩铜(钼金)矿床的发现引起了广泛关注。
这个矿床是中国大陆发现的最大的铜(钼金)矿床之一,其储量占据全国的十分之一。
以下将介绍该矿床的发现、矿床类型、资源意义以及未来开发前景。
一、矿床的发现冲江大型斑岩铜(钼金)矿床是在2014年至2017年期间,由中国科学院地质与地球物理研究所和国土资源部西南五省区地质矿产勘查开发局合作队伍,在西藏冲江县亚东镇附近进行地质调查和钻探勘查时发现的。
经过多次实地勘查和审慎评估,该矿床被确认为可开采的大型矿体。
二、矿床类型冲江大型斑岩铜(钼金)矿床属于斑岩型铜矿床,钼金是该矿床的副产物。
斑岩铜矿床是指由地下热液在岩体裂隙和孔洞中分解、转移、富集铜的一种成矿类型。
相较于其他成矿类型,斑岩铜矿床产矿时间较早,矿体规模较大,金属赋存量较高,且品位相对较高。
三、资源意义冲江大型斑岩铜(钼金)矿床储量大、品位高,含有大量铜、钼、金等有价金属,其资源价值和经济价值巨大。
对于西藏自治区和全国经济的发展,该矿床的发现无疑是一个重要的里程碑。
该矿床的开采不仅可以带动当地经济的发展、提高地方财政收入,而且也可以为国家提供重要的金属资源。
四、未来开发前景目前,冲江大型斑岩铜(钼金)矿床处于资源调查、评估与开发的阶段。
由于该矿床储量丰富且品位高,其开发潜力很大。
加上中国政府的大力支持,该矿床未来的发展前景非常乐观。
综上所述,冲江大型斑岩铜(钼金)矿床的发现对于西藏自治区和全国的经济发展具有重要的意义和影响。
相信随着技术和经济条件的不断改进和提高,这个矿床的开发和利用会有更加美好的前景。
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)。
矿床地质壳幔岩浆作用与陆内环境斑岩Cu±Mo±Au矿床成矿*马星华1, 2,陈斌1(1 北京大学地球与空间科学学院,造山带与地壳演化重点实验室,北京100871;2 地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083)斑岩型矿床是Cu、Mo、Au等金属的重要来源,其主要产于两种构造体制:一是与大洋板片俯冲相关的岛弧和陆缘弧环境,以环太平洋斑岩成矿带为典型代表(Sillitoe,1972; Sawkins, 1990; Cooke et al., 2005);二是产于陆内环境(碰撞造山带或大陆板块内部),以特提斯斑岩成矿带为典型代表(芮宗瑶等,1984;2006;Hou et al., 2003; Qu et al., 2004)。
对于产于岛弧或陆缘弧环境的斑岩型铜矿床,前人在岩浆起源和演化、流体来源和出溶、金属矿质迁移和富集机制、构造控制因素及地球动力学背景等方面取得了丰厚成果,其成岩成矿理论趋于成熟,动力学模型的建立亦日臻完善(Sawkins, 1972; Sillitoe, 2010及引文)。
相比之下,产于陆内环境的斑岩型矿床的研究则起步较晚。
近年来中国学者通过对青藏高原碰撞造山带、秦岭-长江中下游等地区的斑岩型矿床进行了探索性研究,初步建立起非弧(non-arc)环境下的斑岩型矿床成矿模式,填补了陆内环境斑岩型矿床成矿理论研究的空白,扩宽了寻找该类矿床的思路,将斑岩型矿床的成因研究和实际勘探推向新的阶段。
然而,相对于典型弧环境斑岩矿床,关于陆内环境斑岩矿床的多个关键科学问题仍然存在争议,归纳起来有以下几个方面:①碰撞造山带或大陆板块内部斑岩型矿床的岩石圈深部动力学过程;②斑岩体adakite地球化学特征的真实成因;③成矿与不成矿斑岩的岩浆起源、性质及作用过程差异;④成矿流体及矿质的源区约束(地幔/地壳/多源);⑤金属元素在晶体-熔体、熔体-流体体系中的分配、迁移和富集机理;⑥岩浆热液过渡阶段流体的出溶、演化及成矿作用;⑦与典型弧环境斑岩矿床成矿条件的详细对比。
第30卷第2期2010年6月 沉积与特提斯地质 Sedi m entary G eo logy and T e t hyan G eo l ogyV o.l 30N o.2Jun .2010文章编号:1009 3850(2010)02 0078 06斑岩Cu (M o Au)矿床的成矿构造环境及勘查意义秦建华,丁 俊,刘才泽,张启明(成都地质矿产研究所,四川成都 610081)收稿日期:2009 06 22;改回日期:2010 06 28摘要:斑岩矿床是重要的矿床勘查目标。
斑岩矿床的成矿构造环境研究有助于确定斑岩矿床的战略勘查方向。
斑岩矿床形成的成矿构造环境包括板块汇聚边缘、大陆转换板块边界、陆内造山环境和非造山环境。
本文重点对斑岩矿床在汇聚边缘和大陆转换板块边界的成矿构造环境及其勘查意义进行初步总结。
构造变化对斑岩矿床的形成起到触发作用。
微弱和中等程度的转换挤压应力最有利于岩浆的集聚、上升和就位。
岩浆侵入可以是在广阔的转换挤压断层带内或在其周围局部呈引张的地区集中出现。
对于斑岩矿床战略勘查方向而言,应注意研究区域走滑断层与侵入体的关系,加强对地表浅部喷气蚀变的识别。
在我国西南地区已勘查发现的5个斑岩成矿带中,应注意沿区域走滑断裂构造方向开展找矿。
从成矿构造环境与哀牢山 红河构造带对比来看,鲜水河 小江断裂带可能是西南地区新的斑岩矿床勘查区。
关 键 词:斑岩矿床;成矿构造环境;区域走滑断层;找矿方向中图分类号:P622文献标识码:A斑岩Cu (M o Au)矿床(下称斑岩矿床)以规模大、品位低而成为矿床主要勘探目标。
当前,在全球斑岩矿床勘查中面临着直接找矿信息越来越少、地表直接找矿难度加大的问题,换句话说,在斑岩矿床勘查中,人们需要解决的第一个问题就是到哪里去寻找斑岩矿床。
据研究,世界上超大型斑岩成矿系统主要集中形成于几个成矿省,在全球25个超大型斑岩铜矿中就有14个集中出现在4个成矿省中,即:智利中部、智利北部、亚利桑那西南和墨西哥。
超大型斑岩矿床在成矿省内成群聚集的趋势,说明在超大型斑岩矿床的定位(l o calizi n g )上,地球动力学环境和地壳格架起到了重要作用[1]。
因此,需要在区域尺度上详细研究斑岩矿床形成的构造环境,在更为广阔的框架下研究斑岩矿床形成的构造-岩浆活动过程[2]。
本文结合近年来国际上对斑岩矿床成矿构造环境的研究进展和我们对我国西南地区斑岩矿床成矿构造环境的研究,重点对斑岩矿床在汇聚边缘和大陆转换板块边界的成矿构造环境及其勘查意义进行初步总结和概述。
1 斑岩矿床与板块构造环境斑岩矿床形成的板块构造环境包括岛弧、板块同碰撞和后碰撞陆内俯冲汇聚及大陆转换板块边界和陆内等构造环境。
岛弧是斑岩矿床产出的主要构造环境。
目前世界上已勘查发现的大型、特大型斑岩矿床,主要发育在太平洋周围第三纪和第四纪陆缘弧和洋内弧中[3]。
在西南地区,云南普朗特大型斑岩铜矿就是产出在与甘孜 理塘结合带有关的晚三叠世俯冲造山岛弧环境。
板块同碰撞陆内俯冲汇聚构造环境形成斑岩矿床,可以班公湖 怒江燕山期斑岩成矿带为代表。
在2010年(2)斑岩Cu (M o A u)矿床的成矿构造环境及勘查意义该成矿带,目前已勘查发现多不杂铜金矿和波龙铜金矿两个大型、特大型斑岩矿床,斑岩成岩成矿时代为早白垩世,斑岩矿床形成于拉萨地体与羌塘地体早白垩世发生初始碰撞后的同碰撞环境[4]。
形成于板块后碰撞陆内俯冲汇聚环境的斑岩矿床,在特提斯成矿带比较发育。
在特提斯西段,伊朗和巴基斯坦中新世超大型斑岩矿床形成于正在发生的陆 陆碰撞构造环境[3]。
在特提斯东段,西藏玉龙和驱龙两个超大型斑岩铜矿形成的构造环境就是后碰撞陆内俯冲汇聚构造环境。
玉龙铜矿形成于金沙江结合带在早第三纪发生活化向西发生持续斜向陆内俯冲环境,驱龙铜矿则是形成于印度板块和亚洲板块在中新世后碰撞期持续发生的斜向陆内汇聚环境[4]。
大陆转换板块边界中形成的斑岩矿床可以西南地区丽江 金平第三纪斑岩成矿带为代表。
该斑岩成矿带为富碱斑岩成矿带,以正长斑岩为主,主要形成斑岩铜金矿。
斑岩矿床形成的构造环境与哀牢山 红河剪切带始新世到中新世发生的左行走滑构造环境有关。
哀牢山-红河剪切断裂带,在渐新世到中新世表现为大陆转换板块边界环境(conti n enta l transfor m plate boundary),是印支陆块与南中国陆块的一级边界(first order boundary)[5,6]陆内环境,可以我国燕山期构造岩浆活化为特征的陆内造山环境以及以构造体制转换为标志的非造山或后造山伸展环境为代表,产出大量的斑岩型矿床,如著名的德兴铜矿[7]。
2 斑岩矿床与区域构造应力斑岩矿床的形成与构造 岩浆活动密切相关。
要研究斑岩矿床形成的构造 岩浆活动就需要研究区域构造应力和应变作用[2]。
2.1 汇聚边缘区域构造应力世界上,斑岩矿床多数都出现在汇聚板块边缘。
在汇聚板块边缘,岛弧岩浆作用与区域构造过程是紧密联系的,所有的岛弧岩浆都是同构造或同造山运动的[8]。
据研究[2],在岛弧上叠板块,不存在单一(unique)的应力状态,其应力状态在三维方向上可从压性变化到张性和剪切应力,即:垂向上可通过岩石圈发生变化,侧向上可沿岛弧变化,横向上可从弧前到弧后。
而据Ja m es和Sacks(1999)研究,在汇聚边缘上叠板块,应力状态是随时间变化的,有时在很短的时间内(<1M a)就发生了变化。
Ra m os等也(2002)指出,洋底的异常特征,如海山和洋脊海岭的俯冲可以造成间歇性的不同时期的应力状态。
压应力或剪切应力传递到上叠板块可通过与下插板块的摩擦耦合来进行,而板块的摩擦耦合又是与许多因数有关,如板块汇聚速度、汇聚方向、汇聚角度和板块浮力等。
板块汇聚速度和汇聚方向变化频率是百万年或更短。
而板块俯冲角度和浮力的变化频率则是几个百万年[9]。
在板块汇聚边缘,板块汇聚方向极少是垂直正向的,普遍发育剪切应力。
Teyssier等[10]和M c Nu lty 等[11]指出,挤压或引张剪切应力可通过摩擦耦合传递到上叠板块。
在上叠板块,应变通常是分段分块表现出挤压、引张和剪切应力。
换句话说,在上叠板块可同时出现地壳缩短和(或)引张和走滑断层的情况。
在剪切或挤压中,也可同时出现呈引张应力状态的区域。
2.2 大陆转换板块边界区域构造应力Leloup等(1995)对大陆转换板块边界环境的区域构造应力和岩浆活动进行了研究,认为在简单剪切 加热模式下可以形成从软流圈到地表连通的岩浆熔融管道或裂隙。
2.3 斑岩矿床形成的应力状态何种应力状态下有利于斑岩矿床的形成,是个非常重要的问题。
在汇聚边缘,斜向构造应力有利于岩浆的分离和在剪切带的集聚。
理论研究、地球物理和野外证据都表明,岩浆上升穿过地壳是以岩墙形式进行的。
在走滑和引张环境下,岩墙等扩容构造是垂直的;在压应力环境下,引张构造将呈水平状态,形成岩席[12]。
因此,与走滑和引张环境相比,压应力状态不利于岩浆垂向流动。
在岛弧,除了在裂谷拉张时期,横切岩石圈的引张或转换引张极少出现。
在裂谷期,发育镁铁质火山作用,不利于斑岩铜矿形成[13];收缩挤压变形,虽然通过地壳加厚,在地壳基底有利于MASH层(见下述)的形成,但它不利于岩浆上升进入到上部地壳。
比较起来,转换挤压变形在断层交叉部位和耸处部位(j o gs)沿着引张通道可为岩浆提供上升和就位的地方。
因此,剪切应力可以获得最有利于岩浆集聚和上升的状态[14],中等程度的(m oderate)转换挤压应变有助于在走滑断层系统中局部的不连续的地方形成垂直的引张空间(拉分),而正是这些垂直的引张空间引导着岩浆上升并停留在上部地壳中(图1、图2)。
岩浆就位和斑岩矿床的形成虽然可以沿着岛弧的任何地方发生,但是大型矿床最有可能形成在由地壳结构格架集中的岩浆上升的地方,特别是在构造交切部位,可79沉积与特提斯地质(2)图1 俯冲带和大陆弧剖面图(据R ichards ,2003)F i g .1C ross secti on t hrough a subduction zone andcon ti nenta l arc (after R ichards ,2003)图2 深切岩石圈剪切带示意图(据R ichards ,2003)F i g .2Sche m atic cross secti on of a transli thophe ric shea rzone (a fter R i cha rds ,2003)以形成垂直的张性的切穿地壳的扩容通道。
Kerr ic h 等[15]认为,斑岩矿床并不是典型的岛弧火山作用的产物,构造变化对斑岩矿床的形成起到触发作用,在主导的构造应力体制下发生的扰动才可能触发形成斑岩成矿系统。
由无震洋脊、海山链和海洋高原引起的俯冲板块的上浮可以为斑岩矿床提供有利的成矿环境。
Cooke 等[3]指出,环太平洋地区的超大型斑岩铜钼和铜金矿床的形成是与无震洋脊、海山链、海洋高原在洋岛或陆缘弧之下的俯冲紧密相关。
在几个重要成矿省,都表现出超大型斑岩和浅成热液矿床与板块扁平俯冲的关系。
在洋内岛弧,洋脊俯冲可以引起板块变平和(或)短暂的岛弧反转;在大陆岛弧,洋脊俯冲可以延长扁平俯冲作用。
这些构造扰动促进板块发生扁平俯冲(flatslab subducti o n)、地壳增厚、抬升和侵蚀、促进埃达克质岩浆作用,同时形成斑岩或(和)浅成热液成矿省。
此外,人们对较古老的构造环境的研究也发现斑岩矿床与扁平俯冲造山作用之间具有成因关系,如在美国西南部发生的Lara m i d e 造山作用就形成了6个超大型斑岩铜钼矿,该造山作用由于缺乏火山作用、广泛的后陆变形和厚皮构造而被认为与扁平俯冲作用有关(M urphy ,2001)。
3 斑岩矿床与构造岩浆演化C li n e 和Bodnar[16]认为,就斑岩铜矿有关的岩浆作用、蚀变作用和成矿作用类型而言,斑岩铜矿具有全球广泛的一致性,斑岩矿床的形成机制是十分清楚并可以再现,无需任何独有的过程和岩浆类型。
据研究[3],在全球25个特大型斑岩铜矿中,大多数都是与钙 碱性侵入体有关,部分与高K 的钙 碱性侵入体有关;而在全球25个特大型富金斑岩矿床中,钙 碱性斑岩和高K 的钙 碱性斑岩侵入体都可以形成超大型富金斑岩矿床。
世界上与碱质斑岩系统有关的最大的金富集区见于澳大利亚C adia 地区。
据芮宗瑶等[17]研究,我国与成矿密切的斑岩主要属于钙碱性和高钾钙碱性系列,少部分属于碱性系列。
R ichards [2]指出,对斑岩铜矿成因的研究不能孤立于源岩浆的构造 岩浆成因来进行,汇聚板块边缘岛弧构造应力与岩浆活动是紧密联系的。