斑岩铜矿及其最新研究进展
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斑岩型铜矿勘查地球化学研究现状及进展胡树起;马生明;刘崇民【摘要】斑岩型铜矿是我国最重要的铜矿床类型,随着矿业开发的不断深入,勘查地球化学在矿产勘查中的作用变得愈来愈重要.为此,在收集整理有关文献的基础上,对过去斑岩型铜矿勘查地球化学研究的成果进行了总结,包括地球化学特征、勘查方法、异常评价及找矿标志等方面.以富家坞铜矿为例,介绍斑岩型铜矿的最新研究进展.%Porphyry copper deposit is the most important copper deposit type in China. With the deepening of mineral exploitation, exploration geochemistry in mineral exploration has become increasingly important. Based on related literature, this paper sums up the exploration geochemical research results of porphyry copper deposits, which include such aspects as geochemical characteristics, exploration methods, anomaly evaluation and prospecting indicators. Exemplified by the Fujiawu copper deposit, this paper reports the latest advances in the study of porphyry copper deposits.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2011(035)004【总页数】7页(P431-437)【关键词】斑岩型铜矿;地球化学特征;异常评价;勘杳方法;找矿标志【作者】胡树起;马生明;刘崇民【作者单位】中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】P632斑岩型铜矿床是世界最主要的铜矿床,占世界铜矿总探明储量的55%左右[1],也是我国最主要的铜矿床类型之一,其探明铜金属储量占我国铜储量的35.53%[2],在各类型的资源储量中居第一位,是我国铜金属生产中最主要的开采对象。
斑岩型铜矿的特征及研究进展摘要本文简要介绍了斑岩型铜矿的基本地质特征以及近年来对斑岩型铜矿研究的一些进展。
主要包括斑岩型铜矿产出的大地构造环境;成矿物质和成矿流体的来源;与成矿有关的岩浆及岩浆岩在成矿过程中的演化以及过渡岩浆的作用;最后介绍了多数人比较认可的一般成矿模式。
关键词斑岩型铜矿成矿物质成矿流体成矿模式岩浆演化斑岩型铜矿是世界上最重要的矿床类型之一,约占世界铜总储量的50%以上。
这类矿床存在4个特点:一大二贫三易选四露天。
尽管其品味低,但其规模巨大,全岩均匀矿化,埋藏浅,适于露采,选矿回收率高,并且常伴有Mo、Au、Ag等有益元素可综合利用等特点,成为世界上最重要的铜矿类型。
一、斑岩型铜矿的地质特征1.基本地质特征斑岩型铜矿是与陆相次火山热液作用有关的矿床。
在时间上、空间上、成因上斑岩型铜矿均与斑状结构的中酸性浅成或超浅成的小侵入体有关。
斑岩铜矿形成的时代主要集中在中、新生代,其次是古生代,前寒武纪斑岩铜矿床目前发现较少。
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。
2.围岩蚀变特征斑岩铜矿在热液蚀变类型、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,并具明显的分带性。
斑岩铜矿有其特征的蚀变组合及其分带模式,俗称“大白菜模式”,由内到外依次为: 石英内核→钾化带( 黑云母—钾长石带) →似千枚岩化带( 绢云母—石英带) →泥化带→青磐岩化带。
石英内核是早期岩浆结晶的产物;黑云母—钾长石的交代现象是一种阳离子交换反应;石英—绢云母带围绕和部分叠加在钾化带上,由于它与泥化带往往赋存在内部钾化带和外部青磐岩带之间,故也称之为中间带,其特点是钾长石和斜长石均绢云母化,角闪石和部分黑云母也变成了绢云母、黄铁矿、金红石等;泥化带(高岭石—蒙脱石化)的斜长石变化最为明显,靠近矿体的斜长石多蚀变成为高岭石。
二、全球分布特征及大地构造环境从世界已知斑岩铜矿分布情况看,大致分为环太平洋、特提斯-喜马拉雅、古亚洲(中亚成矿带)3个全球性成矿域。
務❺他傅第38卷第2期GEOLOGY OF SHAANXI2020年12月文章编号:1001—6996(2020)02—0025—14斑岩铜矿研究进展兼论中国斑岩铜矿勘查现状及潜力杨超,陈星辉,赵晓波(西安地质矿产勘査开发院有限公司,西安710100)摘要:斑岩型矿床作为世界铜金钳的重要来源,一直成矿学研究和找矿勘查的热点。
人们对斑岩型矿床的理解已逐步由单个矿床向整个岩浆热液系统转变。
本文从 大地构造背景、岩浆源区及侵入岩体特征、矿床的分类、成因、成矿系列及其与其它类型矿床的关系5个方面总结归纳斑岩型矿床的基本特征和近年来的主要进展,同时分析了我国斑岩铜矿的勘查现状和研究进展,并对我国该类矿床的找矿勘查提出了建议。
关键词:斑岩铜矿;地质特征;研究进展;资源潜力中图分类号:P61&410.8文献标识码:A斑岩型矿床作为铜的最主要来源,金和铝的重要来源,以其规模巨大、埋藏浅、矿石成分简单、容易开采等特点长期以来是成矿理论研究和金属勘查的重点从全球分布来看(图1),斑岩铜矿主要产于环太平洋、特提斯一喜马拉雅和古亚洲成矿域,特别是环太平洋中一新生代成矿域,仅太平洋东岸的智力就产出El Teniente,Chuquicamata,Rio Blanco-Los Bronces,La Escondida等10个超大型的斑岩型铜矿,世界最大的斑岩铜矿El Teniente 铜储量达9千万吨図。
矿床学家多年来的研究积累形成了一套经典斑岩铜模式⑷,如具有浅成一超浅成相的中酸性岩体是成矿有利母岩,成矿母岩一般为钙碱性系列岛弧岩浆,成矿岩体面积小,发育由中心向外分布的钾化带、石英绢云母化带、泥化带及青磐岩化蚀变分带,石英绢云母化是主要赋矿带,矿石以细脉浸染状矿石为主等。
中国处于欧亚板块东南部,处于三大斑岩铜成矿域交汇部位⑷,但斑岩铜矿床的找矿工作进展缓慢,特别是大型一超大型矿床少。
本文在综述斑岩型铜矿成矿学特征的基础上,结合几个国内外典型斑岩铜矿床地质特征比对,及斑岩型矿床与其它类型金属矿床的关系分析,拟对近年来斑岩铜矿的研究进展进行简要总结,对斑岩型铜矿的地质地球化学特征进行讨论,并对我国斑岩铜矿的勘查现状和资源潜力进行介绍。
新疆斑岩型铜矿床分布、时代及成矿规律探究[摘要] 新疆地处欧亚大陆中心,横跨中亚和特提斯两大构造域,地质构造复杂,壳幔作用强烈,形成大批金属矿床,近年来,新疆斑岩型铜矿找矿勘探取得了重大突破,本文就对新疆斑岩型铜矿床的分布、时代及成矿规律进行一下探究。
[关键字] 新疆斑岩型铜矿床分布成矿时代成矿特点1 新疆斑岩型铜矿床分布特点新疆斑岩型铜矿床主要集中在新疆北部,包括额尔齐斯河斑岩铜矿成矿带、北天山斑岩铜钼矿成矿带、北山斑岩铜矿成矿带、祁连走廊斑岩铜多金属矿成矿带等4 个成矿带。
近年,新疆准噶尔北缘及东西准噶尔、东西天山和西昆仑等地发现一批斑岩型铜(钼、金)矿床,使新疆成为我国又一个斑岩型铜矿床集中分布区。
这些矿床在天山北部区域,主要围绕准噶尔周遍呈面状环状分布,在西昆仑以南区域,沿康西瓦断裂呈带状分布。
1.1 新疆北部斑岩铜矿床环状分布特点新疆北部斑岩型铜矿床主要分布于以下几个地区:①准噶尔北缘萨吾尔-二台一带,包括额尔齐斯断裂以南、萨吾尔-阿尔曼太断裂以北地区,是哈萨克斯坦扎尔玛-萨吾尔成矿带的东延部分,发育玉勒肯哈腊苏、哈腊苏、卡拉先格尔、索尔库都克、希勒库都克等斑岩型铜(金)矿床和罕哲尕能、西亚克斯套等斑岩型铜金矿点。
②准噶尔盆地西北缘塔尔巴哈台-谢米斯台一带,包括萨吾尔断裂以南、巴音布拉克断裂以北地区,向西与哈萨克斯坦成吉思-塔尔巴哈台成矿带相连,发育谢米斯台铜矿和洪古勒楞铜矿等。
③准噶尔盆地西缘巴尔鲁克-达尔布特一带,包括塔城盆地及和什托洛盖盆地以南、准噶尔盆地西北地区,发育加曼铁列克德等斑岩型铜矿点、苏云河斑岩型钨钼矿点、包古图斑岩型铜-钼-金矿床。
④准噶尔盆地东北缘北塔山-三塘湖一带,包括阿尔曼太断裂以南、卡拉麦里断裂以北地区,发育琼河坝、蒙西、和尔赛等斑岩型铜钼矿床和绿石沟等矽卡岩铜矿床。
⑤准噶尔盆地西南部赛里木-博罗科努一带,赛里木地区发育喇嘛苏斑岩-矽卡岩铜(锌)矿床.该矿床是海西早期花岗斑岩侵入中元古界灰岩所致,博罗科努一带发育有斑岩型(莱历思高尔钼矿床、3571 铜钼矿床、肯登高尔铜钼矿床)、矽卡岩斑岩型(哈尔尕提铜铁矿)和矽卡岩型(东都津等多金属矿床)3 类矿床.从上述各地区斑岩型铜矿床分布情况,认为新疆北部地区斑岩型铜矿床具环绕准噶尔盆地呈面状环状分布特点。
斑岩铜矿及其最新研究进展一、定义斑岩Cu(-Mo-Au)矿床简称为斑岩铜矿床,产于斑岩体内部及其内外接触带的细脉浸染型矿床,具有品位低规模大的特点。
斑岩型铜矿是最早,也是最主要的斑岩型矿床,其资源量占全世界铜的50%以上。
二、特点以斑岩型铜矿床为代表的斑岩型矿床有以下几个重要的特征:1、形成环境:斑岩铜矿的形成环境主要以活动大陆边缘为主的陆缘弧(如:安第斯陆缘弧),其次为岛弧(如:菲律宾、印度尼西亚岛弧带),与板块俯冲作用有关;还有大陆碰撞造山带(如玉龙成矿带和冈底斯成矿带)。
2、形成年代:有重要意义的矿床均产于显生宙,特别是中生代和新生代,其次为晚古生代;(年代老,易被剥蚀)3、岩浆岩:成矿有关的岩浆岩为钙碱性花岗岩类,如花岗闪长岩(紫金山)、斜长花岗岩(土屋-延东)等,有些与成分相当的火山岩共生;岩体多为小型岩体,形态多为岩株状,岩石常具斑状结构;岩体内常具有角砾岩带,有的矿化角砾岩筒是主要的开采对象;(流体演化后期发生爆破)4、围岩蚀变:普遍具有强烈的围岩蚀变,典型的有从内向外(从早到晚)的钾长石化(斑岩体内部)、石英绢云母化(斑岩体边部)、泥化(斑岩体外部)、青磐岩化。
蚀变跨越岩浆晚期和热液期。
高温(>400℃)高盐度岩浆流体与斑岩发生水岩反应形成钾化;随后温度和盐度降低,并加入大气水,形成绢云母化;而泥化在某些斑岩矿床并不发育,(也可能是剥蚀掉了)是乎泥化不属于斑岩系统,而是指示浅成低温热液系统的发育,因为泥化是浅成低温热液热液矿床的典型产物,而且许多斑岩铜矿都叠加有浅成低温热液矿床。
(菲律宾Lepanto-FSE)当与碳酸盐围岩或含钙、镁较高的火山岩发生反应时,则形成矽卡岩。
因此斑岩型和矽卡岩型矿床也可共生。
5、矿化:石英绢云母化带是最主要的矿化带;但矿化强烈时所有的蚀变带都有矿化(安第斯斑岩铜矿带)6、矿石构造:矿石具有典型的细脉浸染状或细网脉状构造;7、次生富集:在气候和地形条件适合的地区,原生低品位矿石有可能经氧化和次生富集提高矿床的经济价值。
如安第斯地区的铜矿普遍发生次生富集,形成辉铜矿和铜蓝;(但在中国,次生富集不发育,明显的先天不足)8、品位低、规模大、矿化均匀、埋藏浅、易选、易开采,适合于大规模的露采。
9、大范围的岩浆-热液区域,除了斑岩铜矿,还可能形成其它类型的矿床,如矽卡岩矿床,高硫型矿床,低流型矿床。
(西藏玉龙、菲律宾Lepanto等)三、对比世界与中国主要斑岩铜矿成矿带和矿床规模世界主要的两大斑岩铜矿带:一是环太平洋大陆边缘和岛弧及阿尔卑斯;另一个是喜马拉雅地区(中新生代)。
还有亚洲大陆中北部。
中国斑岩铜矿集中分布于三大成矿域,即北部的古亚洲成矿域,成矿区为燕山期,如黑龙江多宝山铜矿;东部的滨太平洋成矿域,成矿区为海西期和燕山期,如德兴典型的超大型斑岩铜矿;西南的特提斯-喜马拉雅成矿域(也是目前中国斑岩成矿远景最好的成矿带),如西藏玉龙超大型铜矿(其实是矽卡岩矿床、热液脉型矿床、斑岩矿床“三位一体”)。
但是中国大型铜矿的规模和数量与国外一些国家比起来还是有很大的距离。
如下表:对比世界与中国主要斑岩铜矿床储量(官方数字)诺大的中国,并且世界三个最主要的成矿带都经过中国,但作为中国最大的铜矿,在世界上连50名都排不上。
WHY ?我认为:1、古亚洲成矿域在中国不具备形成大规模的铜矿带;2、虽说中国位于太平洋成矿域西岸,但是却没有典型的岛弧带,和陆缘弧,因此不具备形成像菲律宾、印尼和智利境内的斑岩成矿带;3、喜山成矿带勘查工作比较困难,中国地质工作起步晚、脱节严重,所以这一成矿带研究不足可能是原因之一。
可以说,喜山成矿带是今后工作的重点。
四、斑岩铜矿最新研究进展1、斑岩铜矿的构造环境可分为大地构造背景和区域背景:对于大地构造背景,主要的观点有(1)大地构造背景决定能否成矿;(2)主要形成于构造一岩浆旋回的晚期阶段;(3)弧环境下的快速隆升是形成超大型斑岩铜矿的前兆;(4)压缩构造背景、快速隆升以及基底断裂的重新活动以及由于地壳增厚而造成的火山作用的间歇,是形成斑岩铜矿的有利环境;(5)不同类型的板块俯冲,影响不同的矿床类型;(6)中国大陆内部斑岩铜矿产出的背景与大洋板块俯冲无关,其产出至少有4类环境:晚碰撞走滑环境、后碰撞伸展环境、后造山伸展环境和非造山崩塌环境;(7)无论是岩浆弧环境还是大陆环境,斑岩Cu-Mo-Au系统的发育均有3个关键的过程,即①岩浆起源的深部过程(源,与板片俯冲作用有关);②岩浆浅成侵位的输导系统(运,与地壳的加厚抬升有关);③流体排放-金属淀积的伸展环境(储,与断裂有关);(8)形成大型的斑岩铜矿,至少需要6个基本条件:①有上地幔来源的高温岩浆热液的大量供给;②有区域性铜的萃取来源;③有上地壳的部分熔融层或者岩浆房;④地壳上层构造体系中的张性断裂;⑤围岩的化学性质对矿质沉淀是重要的;⑥构造的相对稳态期。
(9)斑岩铜矿的大规模成矿作用与洋壳高浮力块体的俯冲有关。
对于矿田尺度的结构和构造则是制约在何时何地形成斑岩铜矿的重要因素。
斑岩铜矿形成于低差异应力、近均质水平应力的特定环境中,而伸展环境则往往不利于斑岩铜矿的形成。
2、关于成矿斑岩岩浆的源区和侵位问题对于成矿斑岩岩浆的源区主要有以下观点:(1)关于斑岩铜矿成矿斑岩的源岩有人认为是加厚的新生镁铁质下地壳或拆沉的古老下地壳的石榴石角闪岩和角闪岩;也有人认为是洋壳或上地幔部分熔融的产物;(2)高氧逸度的岩浆活动有利于斑岩型铜矿化的发生;(3)埃达克质岩浆为成矿提供主要物质和流体来源;据冷成彪等(2007) 最新的统计,大约95 %的与铜矿有关的斑岩是埃达克岩(他们的统计包括了产于岛弧和陆块内部的两类埃达克岩)。
因此说明找到了斑岩铜矿就等于找到埃达克岩,但反过来是否成立?(3)对于能否形成特大型斑岩铜矿的原因有两点争议:一是认为在岩浆的源区含大量的富铜的硫化物;另一个认为岩浆的源区含大量的富硫的岩浆。
关于斑岩成矿岩浆侵入的观点:(1)岩浆的起源、分离、上升和侵位不是MASH模式,而是MSAE 模式;压实作用和剪切作用是岩浆从岩浆房分离出来的主要原因;(2)侵入体中的矿物分带不是岩浆分异的结果,而是岩浆不连续侵入的结果,不连续侵入有助于金属元素的富集。
3、关于岩浆—热液转换的观点岩浆-热液转换的重要性:只有岩浆携带的大量的金属元素进入到流体中才能形成有经济意义的矿床脉状岩墙、单向固结结构、晶洞构造和环状构造是岩浆阶段向热液流体阶段转换的岩石结构证据。
单向固结结构(石英定向生长)代表了热液流体从岩浆中出溶及热液流体与含水岩浆界面的物理化学状态。
晶洞构造代表了岩浆内部的含水溶液状态。
脉状岩墙通常包括自形的石英、黑云母和辉钼矿,由脉壁向细晶的斑岩±辉钼矿中心生长。
随着流体的演化,从早期高温阶段到晚期的低温阶段,形成一系列与蚀变有关的脉体。
4、关于石英—硫化物脉体的研究脉体和热液角砾矿物、岩石结构、流体包裹体、所处的位置以及密度和排列方向提供了岩浆一热液转换过程及其之后成矿流体的组成成和运移的时空演化的重要信息。
斑岩铜矿主成矿阶段可鉴别出A、B、C、D、M不同类型的脉体。
分别代表了不同蚀变和矿化阶段及铜钼硫化物的沉淀。
A脉:岩浆处于半固结状态,形成的脉塑性强,弯曲,缺乏对称性,主要形成钾长石;B脉:岩浆固结结晶,裂隙发育,脉直,形成典型的梳妆石英;C脉:?D脉:黄铁矿脉发育,周围绢云母化带M脉:?5、关于成矿的“三源”金属来源:大多数人认为Cu、Au、Mo来自地幔,但也有部分来自地壳或对围岩的萃取作用。
但是Mo得来源可能和Cu、Au的来源不同,因为两者的相容性有较大的区别。
流体来源:主要有岩浆水和大气水,早期以岩浆水为主,晚期以大气水为主。
热源:岩浆6、关于成矿过程的精细解析近年来,人们在研究矿脉的基础上,开始运用SEM—CL、LA—ICP —MS等技术(网上查不到这些技术的相关资料),对斑岩铜矿成矿过程进行精细解析研究。
五、问题1、阅读完文章后,我有一个深刻的感受,文章题为“最新研究进展”,引用了63个文献,但只有6个来自中国。
WHY ?2、电气石角砾岩是正宗的隐爆角砾岩,为什么?(查不到相关资料)3、在课堂上从王乾杰老师那了解到斑岩铜矿一般在陆缘弧(Continental volcanic arc)形成Cu、Mo组合,而岛弧(Volcanic island arc)形成Cu、Au组合。
为什么会有这样的区别,为什么在斑岩铜矿的Cu、Au、Mo成矿体系中没有Au、Mo组合?以前我们的邱老师说Au、Mo同时大量出现在斑岩铜矿中说明与不同期次的侵入作用有关。
祁老师说Cu、Au组合形成于高碱条件,Mo矿化形成于低碱条件。
并且随着温度的降低(距离斑岩侵入体越远),发生Cu、Mo→Cu、Au、Ag→Ag、Pb、Zn的演化。
朱训前辈主编的《中国矿情》中提到,随着岩浆岩从中性→中酸性→酸性的演化和岩浆氧逸度的降低,相应出现Cu→Cu、Au→Cu、Mo→Cu、Sn矿化。
姚凤良主编的《矿床学教程》书中提到富Au斑岩型矿床的控矿岩浆岩为富钾钙碱性岩或中酸性钙碱性岩;斑岩型Mo矿的控矿岩浆岩为富硅高碱花岗岩—流纹岩。
明显与祈老师讲的不一样。
WHY侯增谦在《斑岩Cu-Au-Mo矿床:新认识与新进展》一文中提到,岛弧环境的斑岩为钙碱性、中性;而陆缘弧环境的斑岩为酸性、高钾钙碱性即高碱性。
这样一来,是乎与祁祈老师还有王乾杰老师说的有一些矛盾。
WHY 我想,这主要与Cu、Au、Mo的地球化学特性和形成的大地构造环境有关。
通过查找资料对Cu、Au、Mo成矿体系作如下总结,但我对此问题的认识还不是很清晰。
只有斑岩型Mo—Au矿床产于碱性(有斑岩型金钼矿吗?)火山成岩中心,与钙碱性岩石相比,碱性岩石虽然体积相对较小,但是由于其有独特的成分和矿化作用,是联系斑岩型和低温热液型矿床的关键,同时那些产于岩浆弧中的超大型矿床的形成,部分也与碱性岩有关。