斑岩型矿床概述

195管理及其他M anagement and other斑岩型矿床成矿模式分析王建平（铜陵有色金属集团股份有限公司，安徽 铜陵 244000）摘 要：对于斑岩铜矿床而言，是一种广泛应用于工业类型的铜矿资源，现阶段社会上的一般以上的铜矿资源供给，都是由斑岩铜矿提供。

这种矿床，具有着明显的特征性，例如低品位、吨位大以及在开发过程中较为容易等特点。

并且在矿石成分上较为简单，比较容易进行选择。

为此，本文为了能够更好的发现以及开发斑岩型矿床，就需要对其矿床的成矿模式进行相应的分析。

关键词：斑岩型；矿床；构造环境；成矿模型；经济价值中图分类号：P618.41 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）24-0195-2 收稿日期：2020-12作者简介：王建平，男，生于1978年，汉族，安徽铜陵人，大专，助理工程师，研究方向：地质找矿。

伴随着人们对于铜资源的需求量提升，使得人们对其斑岩矿床进行了更加深入的研究和分析，以此明确出其成矿的实际特征，通常情况下，预期火成岩成分的变化，有着密切的关联，同时其岩石的种类比较丰富，在进行开采的过程中，更加需要对其成矿的模式，进行细致的了解。

1 区域地质概况区域地质成矿背景。

在本文的分析过程中，以庐江县沙溪铜矿为例，该勘查的区域，位于杨子准地台、华北地台以及大别山造山带，与其郯（城）～庐（江）断裂带等，是山脉的复合部位，在地质条件上，构造独特。

在该区域当中，由于构造上的特殊性，使得岩浆活动的十分频繁，同时在西侧位置，受到北西西向的构造控制的影响，因此出现了粗面岩的火山岩带。

而在南东侧，则受到了北东向构造的影响。

在长期的地质环境变迁的过程中，其陆相的火山岩构造，都是形成与侏罗纪到白垩纪之间的时期，同时一定程度上，也与我国东部地区的燕山期岩浆的喷发，有着一定的关联性。

由于在该区域当中，岩浆的活动较为频繁，同时在燕山旋回区域当中，是以岩浆喷发为主要的表现形式，或者进行侵入的活动，不仅仅有着侵入的，沙溪山长杂岩体，同时还需要流纹质，以及粗面质的火山喷发岩石组合。

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。

对斑岩型铜矿成因及找矿前景分析斑岩型铜矿床是重要的铜矿类型，具有规模大、埋藏浅、成群成带出现，矿石易选，可综合利用元素多等特点，在已探明的铜储量中斑岩型铜矿居首位。

近年来斑岩铜矿的发现与有关找矿实践与研究说明，斑岩铜矿在国内是一种比较重要的成矿类型，具有较好的找矿前景。

本文通过对斑岩型铜矿形成的主要地质特征及矿床成因进行探讨，并对斑岩型铜矿的找矿方向和前景进行了相关分析。

标签：斑岩型铜矿地质特征找矿方向前景1斑岩铜矿床主要地质特征（1）斑岩铜矿形成主要与钙碱性花岗岩类有关，成矿斑岩源于地幔、下地壳或洋壳物质的参与。

在时间上、空间上、成因上矿床均与斑状结构的中酸性浅成或超浅成的小侵入体有关，含矿岩性成分范围较宽，可以是花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、石英斑岩。

斑岩体以小侵入体或次火山岩体产出，出露面积不大，一般小于1km2。

矿化多集中在岩体顶部，岩体形态复杂，以岩株、岩筒状对成矿有利。

（2）斑岩铜矿形成环境主要以活动大陆边缘为主，其次为岛弧，与板块俯冲作用有关，两板块接触缝合带是矿床形成的有利地区。

矿床受区域断裂-构造带控制，故常呈带状分布。

矿体常受次一级构造控制，即岩体和围岩中的微裂隙控制（层间裂隙、片理、原生裂隙等）。

（3）矿床的围岩蚀变很明显，蚀变范围可达几百米到几千米。

常具明显的、有规律的水平和垂直的分带现象。

多数情况自岩体中心向外可分为钾化带、石英-绢云母化带、泥化带、青盘岩化带。

（4）矿体形态主要受各种复杂地质条件控制，如侵入体的形态、接触面的形状和产状、成矿前的裂隙构造及围岩蚀变等。

斑岩型铜矿床一般矿化品位较低，形成深度较浅。

但矿化均匀，矿化分带明显，矿石构造以细脉侵染状为主，也有致密块状、角砾状等。

矿石选、冶性能好，矿床工业利用价值高。

2斑岩铜矿矿床成因目前国内外大多数学者都赞同斑岩型矿床矿质和成矿热液是由中酸性岩浆在上侵过程及侵位后的结晶过程中，由于温度、压力等物理化学条件的改变而析出，并在有利的部位富集成矿。

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。

浅析斑岩型铜矿作者：李勤勤来源：《卷宗》2020年第17期摘要：斑岩铜矿又称细脉浸染型铜矿床，占世界已探明铜矿储量的一半。

矿床一般特征为埋藏浅、品味低、规模大、矿化均匀、易采易选。

本文主要论述斑岩型铜矿的主要特征及矿床成因，以及结合它的特征及形成条件预测找矿方向。

关键词：斑岩型铜矿;矿床成因;找矿方向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[1]。

该类型矿床具有重要的经济学和地质学意义，尤其是它的研究有助于解决矿床成因理论中的一些关键问题，因此一直作为成岩成矿理论的典型矿床加以研究，并在70年代至80年代取得了许多重大成果。

斑岩型铜矿床是世界最主要的铜矿床，占世界已探明铜矿储量的一半，也是我国最主要的铜矿床类型之一。

随着我国铜矿资源的需求量的持续增加，铜金属消费量的缺口的增大，发现并探明更多的铜矿资源，尤其是斑岩型铜矿，对我们有重要的经济和战略意义。

而且世界三大主要斑岩型铜矿带都贯通我国地域，因此，在我国找寻斑岩型铜矿具有广阔的前景。

1 斑岩型铜矿简介1.1 斑岩型铜矿概述斑岩铜矿床又称细脉浸染型铜矿床是指与中、酸性斑岩体相关，并具有钾、氢蚀变矿物晕和铜钼银铅锌硫地球化学晕的岩浆期后中-高温热液形成的细脉浸染状硫化物铜（钼）矿床[2]。

在时间分布上，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[3]。

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、银等可综合利用。

斑岩型铜矿常成群成带出现，构成成矿区或成矿带;有时斑岩铜矿还和其他矿床类型相伴产出，构成一个成矿系列。

1.2 大地构造环境研究资料表明，板块构造对全球斑岩型铜矿床的形成有重要影响。

在大地构造背景上，国内外学者认为斑岩铜矿应具有以下大地构造特征：1）斑岩铜矿主要形成于两种构造环境，一种是由大洋板片俯冲产生的陆缘弧和岛弧环境，另一种是与大洋板片俯冲作用无关的大陆环境;2）斑岩铜矿常成群成带出现，构成成矿区和成矿带，有时还和其他矿床类型相伴产出，构成一个成矿系列;3）斑岩铜矿的形成往往与深大断裂有直接关系，但直接分布在深断裂带上的斑岩铜矿很少，矿体受更次一级的构造控制[4]。

斑岩型钼矿床模式地质构造背景构造位置 活动大陆板块边缘弧内侧的构造岩浆活动带、亲弧裂谷及大陆裂谷。

成矿环境成矿区域有较厚的陆壳，张性构造发育。

矿床与钙碱质及次碱质酸性及中酸性岩浆活动有关。

成矿于地壳浅部，成矿温度属高温（可高达500-600℃，晚阶段可降至240-250℃）。

含矿岩体 为具斑状结构的浅成-超浅成酸性小型（多＜1km 2)侵入体。

其岩石类型多为花岗斑岩、二长花岗斑岩及花岗闪长斑岩，多具有高硅、高碱的特征。

岩体多呈岩株状及岩筒状。

成矿时代 可形成于不同地质时代，但目前发现的矿床多为中、新生代。

伴生矿床 同类型铜矿床及钼钨矿床、矽卡岩型钼钨及钼铁矿床。

矿床特征矿体特征钼的矿体多成环状、锅状、筒状、似层状、凸镜状、脉状产于岩体的上部、顶部、爆破角砾岩筒、接触带及裂隙带中。

矿石矿物组合主要金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿，常可见黄铜矿、黑钨矿、白钨矿、锡石、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿等。

常见脉石矿物有石英、长石、萤石、云母、黄玉等。

矿石结构构造常见片状、自形-半自形粒状结构、交代结构，浸染状、细脉浸染状、细脉及网脉状构造。

围岩蚀变常见钾化、硅化、绢云母化、青盘岩化等，并且有从中心向外依次分带规律，但因岩浆的多次侵入和多期次矿化、蚀变的叠加使蚀变分带复杂化。

矿床规模此类矿床往往有重要工业意义，具有品位低、规模大的特征，在世界钼的探明储量中居首位。

矿床实例 （陕西）金堆城、（吉林）大黑山、（辽宁）蓝家沟、（北京）大庄科、（河南）南泥湖-三道庄、（美）Climax 、Henderson 、Redwell Basin 、（格陵兰）Malmbjerg 。

矿床成因斑岩型钼矿床的成因与板块俯冲作用和裂谷活动有关。

当洋壳以较低的角度俯冲于有较厚陆壳的大陆板块边缘之下因俯冲减速或拆沉作用，或在大陆裂谷早期因镁铁质岩浆上升并释放热能，导致下地壳发生小规模的部分熔融形成富含成矿元素的流纹质岩浆（一般高硅富碱）。

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。

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 enrichmentCuMo (*10)Au (*10,000)钙碱性碱性高钾钙碱性岩浆中SiO 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 Magma 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与侵入岩有关矿床中金属组成端元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个斑岩矿床－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: Largest deposits:Rio Blanco –Los Bronces:29.9 Gt @ 0.65 Cu (195.9 Mt Cu + 8.5 Mt pastproduction)El Teniente:>16 Gt @ 0.554% Cu (93.6 Mt Cu) + 7.8 Gt @ 0.018% Mo (1.4 Mt Mo)Porphyry Cu ‐Mo deposits 斑岩Cu ‐Mo 矿床(Au << 0.1 g/t)Chuquicamata:7,521 Mt @ 0.55 wt % Cu, 0.024 wt % Mo, 0.04 g/t Au, (301 t Au)Ok Tedi Batu Hijau Minas Conga Tampakan Escondida El Teniente Galore Creek Alumbrera Frieda River AtlasKal'makyr Dalneye FSE/Lepanto Kerr ‐S ‐M 040080012001600200024002800G o l d (t o n n e s )Cu ‐Mo deposits Cu ‐Au depositsCu ‐Au ‐Mo depositsGrasbergBingham Oyu Tolgoi Cadia district Pebble Reko Diq Wafi ‐Golpu Tujuh Bukit Cerro Casale Panguna Elang Largest 25 Au ‐rich PCD ‐contained Au (t)最大的25个富Au 斑岩矿床–含Au （t ）Map source: Gold‐rich porphyry districts富金斑岩铜矿地区EastSundaAlmalyk Porphyry Cu‐AuOyu TolgoiCerroColoradoBajo de laAlumbreraMinas CongaReko Diq CadiaPangunaPhilippinesPNG –Irian JayaGaloreCreek DalneyeCerroCasaleLa EscondidaPorphyry Cu‐Au‐MoBingham CanyonSar ChesmehPebbleGold‐rich porphyry deposits 富金的斑岩矿床> 0.4 g/t AuLargest deposits:Cadia Hill, October 2010 Grasberg:3.37 Gt @ 0.87% Cu, 0.89 g/t Au (2,999 t Au)Bingham Canyon:3,865 Mt @ 0.79 wt% Cu, 0.461 g/t Au (1,783 t Au)Metallogenic belts: NE Pacific vs NW Pacific 成矿带：太平洋东北岸 vs 太平洋西北岸Metallogenic beltSource: Sillitoe (2013)Epochs of porphyry deposit formation斑岩型矿床的形成时期Magmatic affinity Tectonic setting岩浆种类20构造背景100 0 100 200 300 Age (Ma) 400 500 0 100 200 300 Age (Ma) 400 500Calc‐alkaline（钙碱性） High‐K calc‐alkaline（高K钙碱性） Alkalic（碱性）Data source: Kirkham and Dunne (1999)Continental arc（陆缘弧） Island arc（岛弧） Collision zone（碰撞带） Arc of unknown type（不明类型弧）Environments of formation 形成环境• Shallow crustal (<3 km) magmatic‐ hydrothermal ore deposits  地壳浅部（<3km）岩浆‐热液矿床 • Compressional arc settings with  active cross‐arc and/or arc‐parallel  structures  挤压弧环境并具有活动的交叉弧和/ 或平行弧构造 • Genetically associated with skarns,  HS and IS/LS epithermal deposits  (telescoping)  成因上与矽卡岩，高硫型，中硫或 低硫型矿床相关（远景区） • Rapid uplift and exhumation – difficult to preserve supergene  enrichment zones 迅速抬升剥蚀‐次生富集带很难保存 L. MainitBohol  SeaPhilippine  SeaBoyongan/Bayugo  Porphyry Complex 0 5 kmNImage courtesy of David  Braxton and Anglo AmericanFavourable geodynamic settings有利的地球动力学环境Margin Normal Shortening Retro Arc Thrusts Localised Strike-Slip Margin Normal Shortening Fore Arc Basin Retro Wedge Intra Accretionary Complex Strike-Slip Faults? Fore WedgeFore Arc BasinOblique Subduction VectorOCEANIC PLATE CONTINENTAL CRUST+ +CONTINENTAL MANTLE WEDGEVolatile Melting+ +Diagram courtesy   of  Jorge Skarmeta, CODELCO Island arc   岛弧  Andean arc 安底斯弧 Accreted arc 增生弧  Post orogenic belt  后造山带  Behind‐belt magmatic centres    带后岩浆中心 (shoshonitic)   钾玄岩Porphyry provinces斑岩省• 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Ridge subduction      洋脊俯冲Triggered Miocene porphyry and HS mineralisation ‐ central and northern Peru80°W70°W N60°W 0°触发了中新世的斑岩和HS矿化 — 秘鲁中北部La  Granja (10 Ma)Inca PlateauMinas  Conga (20 Ma) Yanacocha  (11 Ma)PeruPierina (14.5 Ma)10°S150  km Benioff contour7.8  cm/yrNazca RidgeSouth American PlateChile20°NTrenchCerro  Casale (13.5 Ma)Nazca PlateBajo  de la Alumbrera (8‐7 Ma) Pascua‐Lama (9–8 Ma) El  Indio (8–5 Ma) Los  Pelambres (10 Ma) Río  Blanco (6 Ma) El Teniente (5 Ma)30°STriggered Late Miocene – Pliocene porphyry and HS  mineralisation ‐ Central ChileJuan Fernandez Ridge触发了晚中新世－上新世的斑岩 和HS矿化－智利中部400 km40°S菲律宾Philippines200 km Mankayan   district  (2 – 1 Ma) ~8 Mt Cu,        37 Moz AuBaguio district  (3 – 1 Ma) ~3 Mt Cu,       35 Moz AuPhilippine PlateEurasian Plate200 km Source:  /mgg/image/2 minrelief.html Source:  /mgg/image/2 minrelief.htmlMankayan district  (2 – 1 Ma) 8 Mt Cu & 37 Moz Au Baguio district  (3 – 1 Ma) 3 Mt Cu & 35 Moz AuAseismic Scarborough  Ridge Northern Luzon,  Philippines 吕宋岛北部构造背景Subducted part of  Scarborough Ridge 部分洋脊俯冲Image courtesy of Paddy Waters, AngloAmerican (Philippines)Ridge subduction – side effects?洋脊俯冲的副作用？• 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 and crustal thickening逆冲堆叠和地壳加厚• Giant earthquakes and propagation 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 and exhumation快速隆升和剥蚀Cerro Aconcagua, ArgentinaPost‐orogenic porphyry depositsCollision commenced ~65 Ma Porphyries cluster at ~40, ~35, ~25 Ma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 MaHaboIntrusive complexes 侵入岩Porphyritic intrusions斑状侵入岩石英闪长斑岩, 石英二长斑岩Multi‐phase intrusions 多相侵入体Intrusion geometries侵入体形态Biotite‐alteredtrachyandesite粗安岩被次生黑云母交代QMP石英二长斑岩E27 open pit,Multi‐phase intrusions多相侵入体•Multiple pipes, dykes or sills typically comprise 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 create significant mineralisation•只有一到两个侵入相产生重要矿化•A number of factors may affect an intrusion’scapacity to exsolve abundant volatiles 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‐rich3‐D geology block model 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Multi‐phase intrusions多相侵入体Biotite quartz monzonite xenolith in quartz monzonite 石英二长斑岩中的黑云母石英二长岩捕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Intrusive contact between two phases of quartz0.5 cmRidgeway, NSW: Quartz monzonite porphyry Abrupt grade changes –intrusive contacts品位突然变化‐侵入体接触界限E26E37E31E27E48E22E28Deposit clusters矿床群Endeavour porphyry Cu ‐AuBatholithic roots –Yerington, Nevada根部岩基Ann‐Mason PCD McArthur PCDMagmatic ‐Hydrothermal Transition Comb quartz layers (USTs) in intra ‐mineral monzonite, RidgewayVolatile accumulation ‐magmatic ‐hydrothermal transition挥发份聚集：岩浆－热液过渡Magmatic‐hydrothermal transition岩浆－热液过渡3 cmUnidirectional solidification textures (USTs)单向固结结构（USTs）Quartz USTs, North •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., quartz, magnetite) grow downwards from the roof of the volatile pocketVolatile accumulation and UST growth挥发份聚积和UST 结构的生长•Fracturing of the carapace allows metal ‐bearing fluids and melt to escape壳层的破裂使得含矿流体和熔体逃逸•Rapid under ‐cooling and magma devolatilisation causes aplite crystallisation下部岩浆在迅速冷却和挥发分分离的条件下结晶出细晶岩•Sealing of fractures –growth of the next UST layerMagnetite USTs cut by qz ‐Fluid release during brittle failure脆性断裂过程中流体得到释放Magmatic‐hydrothermal transition岩浆－热液过渡USTs Vein‐dykesFelsic magmaVolatile migration •Tectonic trigger (e.g., ridge subduction)大地构造引发•Multiple phases of intrusive activity –one or more of which efficiently concentrates 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 magmatic transport 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 atthe apex of the mineralizing intrusion (multiple seismic 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 felsic magma 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。

斑岩型矿床的成矿研究进展摘要：本文阐述了斑岩型矿床的主要特征，并比较全面的概括了当前该领域研究对于斑岩型矿床的构造背景以及矿物来源的前沿成果。

一、引言斑岩型矿床具有品位低、规模大、便于机械化开采特点，由于其经济意义巨大，其找矿勘查与理论研究工作一直是矿床学界的研究热点。

现在斑岩型铜矿已是世界铜矿最重要的工业类型，储量占世界铜储量的55.3%，且多集中在超大型斑岩矿床中。

目前世界99个200万吨以上的超大型铜矿中.斑岩型有63个。

在中国，已查明30个矿床为斑岩铜矿，累计铜储量3274万吨，约占总储量的44.01%。

以下对当前斑岩型矿床领域研究的重点问题进行逐一总结与分析。

二、斑岩型矿床的含义与特征斑岩型矿床的研究历史可概略的分为3个阶段：①20 世纪七八十年代，注重于矿床特征、蚀变系统和矿床成因研究；②20 世纪90年代，聚焦于成矿环境和构造控制研究；③本世纪初，更加关注于成矿地球动力学背景研究。

最近十多年来，在斑岩型矿床的斑岩起源、热液系统、成矿系统、构造控制和动力学背景等研究方面，均取得了诸多新认识和新进展。

斑岩型矿床的名称是从斑岩铜矿床演变而来的，近20年来，除斑岩型铜矿外，人们发现许多金、钼、钨、锡、铀等矿床在地质特征、含矿性、形成条件和分布规律方面与斑岩型铜矿具有某些相似性，因此将斑岩铜矿的概念扩大到除铜以外的其他金属矿床中，称之为“斑岩型矿床”，泛指产在斑岩类岩体及附近大范围分布的浸染状和细网脉状矿床。

斑岩型矿床的一般特点为：(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。