斑岩型铜矿床成因与岩石地球化学特征

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斑岩型矿床研究进展

作者：邱辉

来源：《地球》2013年第10期

[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

[中图分类号] P611 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-10-77-3

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<

第２５卷第２期　Ｖｂ１．２５　ＮＯ．２　新疆地质　

ＸＩＮＪＩＡＮＧ　ＧＥＯＬＯＧＹ　２００７年６月　Ｊｕｎ．２０ｏ７　

文童编号：１０００—８８４５（２０ｏ７）０２—１９９—０５　中图分类号：Ｐ６１８．４１；Ｐ６１８．６５　文献标识码：Ａ　

青海纳日贡玛斑岩铜（钼）矿地质　

地球化学特征及成因探讨　

．　南征兵　，　唐菊兴¨，李葆华　

（１：ｄｐ国科学院广州地球化学研究所，广东广州　５１０６４０；２．中国科学院研究生院，北京　１０００４９；　

３冲国地质科学院，北京　１０００３７；４．成都理＿２－－大学，四川　成都６１００５９）　

摘要：纳日贡玛斑岩铜矿，矿体主要赋存在喜山期花岗斑岩体中．笔者通过野外观察和室内研究，从矿床地质特征，岩　

石地球化学特征等方面对矿床的成因进行了探讨，初步认为它是一个典型的斑岩型铜（钼）矿床．　

关键词：纳日贡玛；斑岩铜（钼）矿；矿床地质特征；岩石化学特征；矿床成因　

纳日贡玛斑岩铜矿床是三江成矿带中的重要组　

成部分，与著名的玉龙超大型斑岩铜矿同属一个成矿　

带．一直以来，对该矿床的成因认识存在争议．笔者通　

过对该矿床地质特征及岩石地球化学特征分析，初步　

确定该矿床为一典型的斑岩铜矿．　

１区域地质特征　

研究区大地构造属唐古拉准地台的次级构造单　

元，乌丽一囊谦台隆中段，处于三江成矿带的囊谦一昌都　

一兰坪一思茅成矿带的纳日贡玛一妥坝斑岩铜成矿带的　

西北端，与玉龙斑岩铜矿床同属一个成矿带ＩＬ　．　

区内地层主要为下石炭统杂多群灰色岩屑砂　

岩、粉砂岩、碳质页岩夹灰岩、煤层及中酸性火山　

岩；上石炭统加麦弄群灰色、灰绿色变砂岩、板岩、　

粉砂岩夹灰岩、结晶灰岩：下二叠统开心岭群灰绿色、　

紫红色及杂色火山碎屑岩、火山岩夹灰岩，底部为砂　

岩、砾岩；上二叠统乌丽群灰色、灰黑色砂岩、页岩　

夹灰岩及煤层；上三叠统巴颜喀拉山群灰色、灰黑色　

变砂岩与板岩互层，局部地段为板岩、变砂岩、碱玄　

岩、安山岩；巴塘群灰色变砂岩夹板岩、硅质板岩：结　

斑岩铜矿的含义及特征

斑岩铜矿床(porphyry copper deposits)通常是指与具有斑状结构的花岗岩类侵入体共生的浸染状、细脉浸染状和细脉状铜和钼—铜组分的富集体。И．Г．帕夫洛娃提出了可以与其它内生矿床相区别的斑岩铜矿床10大特征：

(1)具网状细脉浸染成矿特征；

(2)主要金属矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、辉铜矿，在有些矿床中为斑铜矿、硫砷铜矿和挥铜矿)和与其伴生的非金属矿物(石英、绢云母、钾长石、黑云母、高岭石类矿物等)的成分稳定；

(3)铜的平均含量在原生矿石中比较低(0.3—0.8%)，而在氧化矿石中明显较高(达1—1.5%)，而钼在原生氧化矿石中的分布都比较均匀(0.005—0.05%)，在这种情况下，矿石中铜与钥的比值变化很大，形成一系列重要的铜、铜—铜和铜—钼矿床；

(4)矿化与以中性成分为主的斑岩侵入体（花岗闪长斑岩、石英二长斑岩)，以及少数偏酸性(花岗斑岩、

和偏基性(闪长斑岩)的侵人体有空间联系；

(5)矿化或直接发生在斑岩侵入体中，或发生在紧靠侵入体的外接触带围岩——火山岩、侵入岩和变质岩中；

(6)矿体发育在广泛出现热液蚀变岩的地带，蚀变岩石为绢云母—石英质、黑云母—钾长石质、泥质以及青磐岩型交代岩，

(7)根据金属元素出现最大值①和主要共生的非金属矿物②，可用如下顺序写出矿体和热液岩中稳定分带性；① Fe3+一Mo(Cu)一Cu(Mo)一Cu(Ag)一Fe2+(Au)一Pb一Zn一(Au、Ag)；

②黑云母—钾长石，绢云母、石英，蒙脱石，高岭土，青磐岩

(8)矿床储量巨大，可保障矿石的大规模采挖，成本低廉并有露天采矿的可能性，

(9)与氧化作用有关的富矿的出现，形成了覆盖较贫原生矿的次生硫化物富集带

(10)斑岩铜矿床形成于地槽褶皱区的不同发育阶段．既可随着地槽的岩浆作用在褶皱主期之前(在岛弧阶段)形成，又可在其后与造山阶段和活化阶段的斑岩侵入体和火山岩有关。

第47卷摇第5期2011年9月摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇地质与勘探GEOLOGYANDEXPLORATION摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇Vol.47摇No.5September,2011

[收稿日期]2011-02-24;[修改日期]2011-05-08;[责任编辑]郝情情。[基金项目]本文为国家重点基础研究发展计划“973冶项目(编号2007CB411304,2002CB409806)资助成果。[第一作者]邹摇滔(1983年-),男,在读博士研究生,矿产普查与勘探专业。E-mail:zoutaotao2003@。内蒙古敖仑花斑岩型钼铜矿床地质特征及成因探讨邹摇滔1,2,摇王京彬2,3,摇王玉往2,3,摇袁继明3,摇林龙军3,窦金龙3,摇蒋摇炜3,摇李摇伟3,摇马星华4(1郾昆明理工大学国土资源工程学院,云南昆明摇650093;2郾北京矿产地质研究院,北京摇100012;3郾有色金属矿产地质调查中心,北京摇100012;4郾北京大学地球与空间科学学院,北京摇100871)[摘摇要]敖仑花钼铜矿床是近年来新发现的大型斑岩型钼铜矿床,该矿床钼铜矿化多产于敖仑花岩体内及外接触带的角岩中,矿化类型主要为细脉浸染状。矿石矿物为辉钼矿、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等。敖仑花岩体为中酸性的花岗闪长斑岩体,岩石SiO2、Al2O3、K、Na含量较高,Na2O/K2O比值在1郾1~2郾1之间,滓值在3~3郾7之间,A/CNK值小于1,0郾68~0郾82,属于偏钠质的高钾钙碱性玉型花岗岩。矿床的围岩蚀变类型从中心向外依次为石英-钾硅酸化、石英-绢云母化、角岩化,其中钾硅酸盐化和绢云母化叠加带与钼矿化空间分布关系密切;据包裹体测温结果显示,该矿床成矿温度和盐度较高,属于中高温热液斑岩型钼矿床。矿区硫化物的啄34S值变化范围较小,介于-1郾2译~3郾5译,平均为1郾78译,结合岩浆岩演化等特征表明,成矿作用与中酸性含矿斑岩关系密切,并可能受幔源岩浆混合作用的影响。[关键词]斑岩型钼铜矿床摇地质特征摇敖仑花摇内蒙古[中图分类号]P618.65摇[文献标识码]A摇[文章编号]0495-5331(2011)05-737-11ZouTao,WangJing-bin,WangYu-wang,YuanJi-ming,LinLong-jun,DouJin-long,JiangWei,LiWei,MaXing-hua郾GeologicalcharacteristicsandgenesisoftheAolunhuaporphyryMo-Cudeposit,InnerMongolia[J]郾GeologyandExploration,2011,47(5):737-747摇摇内蒙古敖仑花斑岩型钼铜矿床是近年来新发现的大型斑岩型钼铜矿床,该矿床位于大兴安岭山脉南段内蒙古阿鲁科尔沁旗西北约80km的陶海营子村,地理坐标为东经120毅12忆00义~120毅15忆30义,北纬44毅31忆00义~44毅34忆00义。20世纪60~90年代,在该区域内进行了大量的地物化遥等方面的工作,积累了丰富的资料,80年代末在陶海营子村发现了敖仑花铜钼矿化点。2006年,受赤峰敖仑花矿业有限责任公司委托,北京中色地科矿产勘查研究院有限公司于2006-2007年对阿鲁科尔沁旗敖仑花钼铜矿进行了找矿勘探工作,取得了重大的找矿成果,并于2008年开始投入矿山建设。本文主要根据找矿勘探成果及野外地质观察,结合室内研究资料对该矿床的矿床地质特征进行总结,并初步探讨矿床的成因。1摇区域地质背景敖仑花斑岩型钼铜矿床位于蒙古-兴安褶皱带的东部,大兴安岭岩浆岩带的南段,处于近EW向西拉木伦河深断裂和NNE向嫩江深断裂交汇部位的北东侧。区域内古生界地层最为发育,主要为二叠系一套浅变质的含炭碎屑岩-碳酸盐岩和中基性-酸性火山岩建造。区内构造以断裂为主,其中近东西向西拉沐伦河断裂是重要的构造分界线。NE向大兴安岭主脊断裂、嫩江断裂是区内最重要的区域性构造(图1)。区域内岩浆活动极为频繁,从加里东期、华力西期、印支期、燕山期到新生代各个时期均有岩浆活动,其中燕山期岩浆活动最强烈,而且与成矿关系密切,其岩浆活动具有多期多阶段的特点,以晚侏罗世-早白垩世最为强烈(孙兴国等,2008)。737