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斑巖銅礦的含義及特征

斑巖銅礦床(porphyrycopperdeposits)通常是指與具有斑狀結

構的花崗巖類侵入體共生的浸染狀、細脈浸染狀和細脈狀銅和鉬一銅組

分的富集體。n.r.帕夫洛娃提出了可以與其它內(nèi)生礦床相區(qū)別的斑

巖銅礦床10大特征:

具網(wǎng)狀細脈浸染成礦特征;

主要金屬礦物(黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、輝銅礦,在有些礦床中為

斑銅礦、硫砷銅礦和揮銅礦)和與其伴生的非金屬礦物(石英、絹云母、

鉀長石、黑云母、高嶺石類礦物等)的成分穩(wěn)定;

銅的平均含量在原生礦石中比較低(0.3—0.8%),而在氧化礦石中明顯

較高(達1—1.5%),而鉬在原生氧化礦石中的分布都比較均勻

(0.005—0.05%),在這種情況下,礦石中銅與鑰的比值變化很大,形成

一系列重要的銅、銅一銅和銅一鉬礦床;

礦化與以中性成分為主的斑巖侵入體(花崗閃長斑巖、石英二長斑

巖),以及少數(shù)偏酸性(花崗斑巖、

和偏基性(閃長斑巖)的侵人體有空間聯(lián)系;

礦化或直接發(fā)生在斑巖侵入體中,或發(fā)生在緊靠侵入體的外接觸帶圍

巖 火山巖、侵入巖和變質(zhì)巖中;

礦體發(fā)育在廣泛出現(xiàn)熱液蝕變巖的地帶,蝕變巖石為絹云母一石英

質(zhì)、黑云母一鉀長石質(zhì)、泥質(zhì)以及青磐巖型交代巖,

根據(jù)金屬元素出現(xiàn)最大值①和主要共生的非金屬礦物②,可用如下順

序?qū)懗龅V體和熱液巖中穩(wěn)定分帶性;①Fe3+—Mo(Cu)—Cu(Mo)一

Cu(Ag)一Fe2+(Au)—Pb一Zn一(Au、Ag);

②黑云母一鉀長石,絹云母、石英,蒙脫石,高嶺土,青磐巖

(8) 礦床儲量巨大,可保障礦石的大規(guī)模采挖,成本低廉并有露天采礦的

可能性,

(9) 與氧化作用有關的富礦的出現(xiàn),形成了覆蓋較貧原生礦的次生硫化物

富集帶

(10) 斑巖銅礦床形成于地槽褶皺區(qū)的不同發(fā)育階段.既可隨著地槽的巖漿作用在褶皺主期之前(在島弧階段)形成,又可在其后與造山階段和活

化階段的斑巖侵入體和火山巖有關。

在許多斑巖銅礦床的現(xiàn)代分類中,利用了如下一些特征,不僅要考慮單個特征,而且還要考慮各種特征的組合:(1)所處大地構造和古構造的位置;(2)含礦巖漿建造及其所形成的含礦斑巖相的成分(3)含礦巖漿建造所侵入的地殼厚度和成分;(4)由R.H.西利托所劃分的斑巖銅礦系統(tǒng)中礦體的產(chǎn)狀(5)含礦巖漿巖體形成的深度,(6)是否存在角礫巖簡;(7)主要礦石和臺有摻入組分的礦石的成分;(8)金屬礦的分帶特征,(9))熱液蝕變巖的成分及其分帶性,(10)含礦侵入體及礦體體的形態(tài)特征。

斑巖銅礦的時空分布

斑巖銅礦在時間上集中分布于新生代,大約占59.5%,其次為中生代,大約占35%,中生代之前的超大型斑巖銅礦僅限于中亞-蒙古的古生代造山帶和某些前寒武紀的克拉通造山帶(表1)。世界上90%的超大型斑巖銅礦集中在環(huán)太平洋帶,特別是在東太平洋帶的被動大陸邊緣

(如表2),太平洋西岸,作為超大型斑巖銅礦的僅有中國的德興銅廠和

印尼的格拉斯貝格。

斑巖銅礦的巖石學以及地球化學

巖石學:斑巖銅礦在空間上、時間上和成因上,主要與鈣堿系列的斑巖侵入體密切相關,即與閃長玢巖-花崗閃長斑巖-石英二長斑巖-花崗斑巖-石英斑巖有關,特別是花崗閃長斑巖和石英二長斑巖占絕大多數(shù)。斑巖體一般與安山巖和英安巖等鈣堿性系列火山噴發(fā)活動有關。侵入體主要是淺成、超淺成相,極少數(shù)為中深成相。與斑巖銅礦有關的斑巖體,是受構造控制的被動侵位,而且斑巖體的出露面頰不大,一般不超過10平方公里。

地球化學:斑巖體在地球化學方面的特點是:一般

CaO+Na2O+K2O>Al2O3>Na2O+K2O(摩爾數(shù)),通常k2O>Na2O,鍶的初始比值較小,一般為0.703?0.706,少數(shù)可到0.709(Sillitoe,1987;芮宗瑤等,1984;2004),而上地幔的現(xiàn)今的比值為0.704+0.002;富鉑族元素(唐仁理等,1995),礦石硫化物的值變化范圍窄(-0.5?5.5);平均值為0,地幔硫同位素雖然具有不均一性,但它的變化范圍為-3?3(ChaussidonandLorand,1990);稀土模式為輕稀土富集型,銪異常不明顯,總量多數(shù)較高,含礦斑巖的REE特征介于大洋玄武巖與地殼花崗質(zhì)巖石,接近大洋玄武巖。

總的來說,斑巖銅礦的源區(qū)應該是以洋殼或上地幔的物質(zhì)為主,并有地

殼物質(zhì)的混染。

與斑巖

銅礦有關的圍巖

與斑巖銅礦有關的圍巖主要有兩類:一類為硅鋁質(zhì)巖一主要為千枚巖、片巖、片麻巖、中-酸性侵入巖或噴出巖、火山碎屑巖、泥質(zhì)粉砂巖以及各種角礫巖等;另一類為碳酸鹽巖一有石灰?guī)r、白云巖及泥灰?guī)r等。共同的特點是硬、脆和碎,有利于礦液的運移和沉淀。

斑巖銅礦的蝕變

斑巖銅礦有其特征的蝕變組合及其分帶形,俗稱“大白菜模式”,由內(nèi)到外是:鉀化帶(黑云母-鉀長石帶)f絹英帶(絹云母-石英帶)f泥化帶一青磐巖帶。

黑云母-鉀長石帶:鉀長石的交代現(xiàn)象是一種陽離子交換反應

石英-絹云母帶:此帶圍繞和部分疊加與鉀化帶上,由于它與泥化帶往往賦存在內(nèi)部鉀化帶和外部青磐巖帶之間,故也稱之為中間帶。其特點是鉀長石和斜長石均絹云母化。角閃石和部分黑云母也變成了絹云母、黃鐵礦和白鈦礦、金紅石。

泥化帶(高嶺石-蒙脫石化):斜長石變化最為特征,靠近礦體的斜長石多蝕變成高嶺石,

斑巖銅礦

的成礦構造背景

從已有的資料來看,控制斑巖銅礦的主要地質(zhì)因素是斷裂一巖漿作用。也就是說,斑巖銅礦是在張性構造環(huán)境下,成礦巖漿沿斷裂通道上升形成的。并且含礦巖體一般賦存在深斷裂帶的次級斷裂或背(向)斜之中。芮宗瑤等(1984)對中國40個斑巖銅礦進行了統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)57.5%受多組斷裂交匯的控制,22.5%受兩組斷裂交切及褶皺的控制,12.5%受斷裂旁側的配套構造的控制。

斑巖型銅礦床模式

地質(zhì)構造背景

構造位置

大陸板塊鈣堿性巖漿活動強烈的邊緣火山巖漿深成弧及島弧,深大斷裂帶附近。

成礦環(huán)境

礦床的形成與板塊俯沖過程中鈣堿質(zhì)中酸性巖漿的高侵位斑狀侵入體有關,礦床形成于地殼淺部,成礦溫度屬高-中溫。

含礦巖體

為鈣堿系列的小型(多V1km2)中性及中酸性復式巖體。巖石類型多為花崗閃長斑巖、石英二長斑巖、石英閃長巖,可見閃長巖、石英斑巖、花崗斑巖。巖體形狀為巖株狀、巖筒狀,可見巖墻狀、脈狀。

成礦時代

可形成于不同地質(zhì)時代的板塊俯沖時期,但目前發(fā)現(xiàn)的礦床多為中、新生代。

伴生礦床

矽卡巖型銅(鉬)礦床、脈狀鉛鋅礦床及金礦床。

礦床特征

礦體特征礦體產(chǎn)于斑巖體上部、邊部及內(nèi)外接觸帶附近。常見的礦體形態(tài)有柱狀、筒狀、板狀(全巖礦化)分布于斑巖體的上部,呈環(huán)狀產(chǎn)于巖體的邊部或成脈狀、凸鏡狀沿裂隙帶分布。

礦石礦物組合

常見金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦及金銀礦物等。常見脈石礦物為石英、長石、重晶石、絹云母及粘土礦物等。

從中心向上向外礦化從鉬(銅)礦化f銅(鉬)礦化f鉛鋅礦化f金礦化

礦石結構構造常見他形及半自形粒狀結構、交代結構,浸染狀構造、細脈-浸染狀構造、條帶狀構造和角礫狀構造等。從斑巖體中心向上、向外,礦石及礦化類型從浸染狀f細脈浸染狀f細脈狀f脈狀

圍巖蝕變

從巖體中心向上、向外,蝕變類型從鉀(鉀長石、黑云母)化帶f石英絹云母化帶f泥化帶f青盤巖化帶,銅的礦化位于石英絹云母化帶。(圖28)

圖28斑巖銅礦主要蝕變分帶及國內(nèi)外斑巖銅礦形成相對深度示意圖(翟裕生等,1979)

礦床規(guī)模

此類礦床往往有重要工業(yè)意義,在世界銅的探明儲量中居首位,具有規(guī)模大,品位低的特征。對世界各地208個礦床的統(tǒng)計結果見圖29。

礦床實例

(江西)德興、(內(nèi)蒙)白乃廟、(黑龍江)多寶山、(西藏)玉龍、(智利)ElSalvador、(美)Bingham。

圖29斑巖型銅礦床的噸位(A)和品位(B)(據(jù)DonadA.singer等人,1986)

礦床成因

斑巖型銅礦床與板塊俯沖作用有關。富含金屬組分和封存了海水的洋底沉積物隨洋殼板塊俯沖于大陸板塊邊緣之下時發(fā)生部分熔融形成富含成礦物質(zhì)和揮發(fā)組分的鈣堿性巖漿。當此種巖漿侵位于俯沖帶上方大陸邊緣地殼淺部時快速冷凝結晶而形成斑狀中酸性次火山巖體。隨后,深部巖漿房中析出的含礦流體迅速上升至次火山巖體的上部,并因減壓沸騰形成細脈浸染狀礦化或發(fā)生隱爆形成角礫巖筒。在有化學性質(zhì)活潑的圍巖時也可形成矽卡巖型礦化。巖漿和氣液流體的上升可引發(fā)地下水的對流循環(huán),使圍巖中的礦質(zhì)及硫活化和參與成礦(圖30)。

圖30斑巖型銅(鉬)礦床的成礦模式(據(jù)芮宗瑤等人,1995)

①基底巖石;②火山巖;③泥沙質(zhì)巖;④碳酸鹽巖;⑤泥質(zhì)巖;⑥深成巖基;⑦淺成斑巖體;⑧爆破角礫巖筒;⑨帶黑點的范圍表示斑巖型銅鉬礦化;⑩矽卡巖型礦化;(11)鉀化帶底界;(12)絹英巖化帶底界;(13)青盤鹽化帶底界;(14)青盤鹽化帶頂界;(15)上升巖漿流體;(16)循環(huán)天水

找礦方向及標志

(1)不同地質(zhì)時期鈣堿質(zhì)中酸性巖漿活動強烈的大陸邊緣弧及島弧,(2)深大斷裂帶附近(尤其是上升盤一側)的次級斷裂,(3)小型斑狀復式巖體和典型的蝕變類型及分帶,(4)外圍常伴有Pb、Zn、Au、As、Sb、Se、Te、Mn、Co、

Ba等元素異常的Cu、Mo、Ag、(W、B、Sr)等元素的綜合異常,(5)地表紅褐色的氧化帶。

斑巖銅礦

第一節(jié)斑巖銅礦的含義及特征

斑巖銅礦床(porphyrycopperdeposits)通常是指與具有斑狀結構的花崗巖類侵入體共生的浸

染狀、細脈浸染狀和細脈狀銅和鉬一銅組分的富集體。H.「.帕夫洛娃提出了可以與其它

內(nèi)生礦床相區(qū)別的斑巖銅礦床10大特征:

(1)具網(wǎng)狀細脈浸染成礦特征;

(2)主要金屬礦物(黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、輝銅礦,在有些礦床中為斑銅礦、硫砷銅礦和揮銅礦)和與其伴生的非金屬礦物(石英、絹云母、鉀長石、黑云母、高嶺石類礦物等)的成分穩(wěn)定;

⑶銅的平均含量在原生礦石中比較低(0.3—0.8%),而在氧化礦石中明顯較高(達1—1.5%),

而鉬在原生氧化礦石中的分布都比較均勻(0.005—0.05%),在這種情況下,礦石中銅與鑰的

比值變化很大,形成一系列重要的銅、銅一銅和銅一鉬礦床;

礦化與以中性成分為主的斑巖侵入體(花崗閃長斑巖、石英二長斑巖),以及少數(shù)偏酸性(花

崗斑巖、

和偏基性(閃長斑巖)的侵人體有空間聯(lián)系;

礦化或直接發(fā)生在斑巖侵入體中,或發(fā)生在緊靠侵入體的外接觸帶圍巖一一火山巖、侵

入巖和變質(zhì)巖中;

礦體發(fā)育在廣泛出現(xiàn)熱液蝕變巖的地帶,蝕變巖石為絹云母一石英質(zhì)、黑云母一鉀長石

質(zhì)、泥質(zhì)以及青磐巖型交代巖,

根據(jù)金屬元素出現(xiàn)最大值①和主要共生的非金屬礦物②,可用如下順序?qū)懗龅V體和熱液

巖中穩(wěn)定分帶性;①Fe3+—Mo(Cu)—Cu(Mo)—Cu(Ag)—Fe2+(Au)—Pb一Zn一(Au、Ag);

②黑云母一鉀長石,絹云母、石英,蒙脫石,高嶺土,青磐巖

礦床儲量巨大,可保障礦石的大規(guī)模采挖,成本低廉并有露天采礦的可能性,

與氧化作用有關的富礦的出現(xiàn),形成了覆蓋較貧原生礦的次生硫化物富集帶

斑巖銅礦床形成于地槽褶皺區(qū)的不同發(fā)育階段.既可隨著地槽的巖漿作用在褶皺主期之前(在島弧階段)形成,又可在其后與造山階段和活化階段的斑巖侵入體和火山巖有關。

在許多斑巖銅礦床的現(xiàn)代分類中,利用了如下一些特征,不僅要考慮單個特征,而且還要考

慮各種特征的組合:(1)所處大地構造和古構造的位置;(2)含礦巖漿建造及其所形成的含礦

斑巖相的成分(3)含礦巖漿建造所侵入的地殼厚度和成分;(4)由R.H.西利托所劃分的斑巖

銅礦系統(tǒng)中礦體的產(chǎn)狀(5)含礦巖漿巖體形成的深度,(6)是否存在角礫巖簡;(7)主要礦石和

臺有摻入組分的礦石的成分;(8)金屬礦的分帶特征,(9))熱液蝕變巖的成分及其分帶性,(10)

含礦侵入體及礦體體的形態(tài)特征。

第二節(jié):斑巖銅礦的時空分布

斑巖銅礦在時間上集中分布于新生代,大約占59.5%,其次為中生代,大約占35%,中生代

之前的超大型斑巖銅礦僅限于中亞-蒙古的古生代造山帶和某些前寒武紀的克拉通造山帶

(表1)。世界上90%的超大型斑巖銅礦集中在環(huán)太平洋帶,特別是在東太平洋帶的被動大陸

邊緣(如表2),太平洋西岸,作為超大型斑巖銅礦的僅有中國的德興銅廠和印尼的格拉斯貝

格。

表1,世界超大型斑巖銅礦(銅儲量500萬噸以上)時間分布(據(jù),芮宗瑤,2004)

時代

構造運動

礦床個數(shù)

銅金屬儲量

百分比

第三紀(65?2Ma)

喜馬拉雅構造階段

20

26118

57.7

第三紀-白堊紀

(65?137)

喜馬拉雅一燕山構造階段

4

8825

19.5

白堊紀

燕山構造階段

4

4608

10.2

侏羅紀-三疊紀

(137?230Ma)

燕山-印支構造階段

3

3192

7.1

二疊紀-石炭紀

(230?350)

海西構造階段

2

1790

4.0

中元古代

1

655

1.5

表2,世界超大型斑巖銅礦(銅儲量500萬噸以上)空間分布(據(jù),芮宗瑤,2004)

空間

礦床個數(shù)

銅儲量(萬噸)

百分比

中亞-蒙古礦帶

2

1790

4.0

環(huán)太平洋礦帶智利-秘魯?shù)V集區(qū)

12

24960

55.2

環(huán)太平洋礦帶巴拿馬-哥倫比亞礦集區(qū)

2

2425

5.3

環(huán)太平洋礦帶美國西南部-墨西哥集區(qū)

9

7028

15.5

環(huán)太平洋礦帶美國西部-加拿大西部礦

1 集區(qū)

3

4821

10.7

環(huán)太平洋礦帶西太平洋礦集區(qū)

2

1452

3.2

特提斯礦帶

3

2064

4.6

印度克拉通

1

655

1.5

第三節(jié)斑巖銅礦的巖石學以及地球化學

巖石學:斑巖銅礦在空間上、時間上和成因上,主要與鈣堿系列的斑巖侵入體密切相關,即與閃長玢巖-花崗閃長斑巖-石英二長斑巖-花崗斑巖-石英斑巖有關,特別是花崗閃長斑巖和石英二長斑巖占絕大多數(shù)。斑巖體一般與安山巖和英安巖等鈣堿性系列火山噴發(fā)活動有關。

侵入體主要是淺成、超淺成相,極少數(shù)為中深成相。與斑巖銅礦有關的斑巖體,是受構造控

制的被動侵位,而且斑巖體的出露面頰不大,一般不超過10平方公里。

地球化學:斑巖體在地球化學方面的特點是:一般CaO+Na2O+K2O>Al2O3>Na2O+K2O(摩

爾數(shù)),通常k2O>Na2O,鍶的初始比值較小,一般為0.703?0.706,少數(shù)可到0.709(Sillitoe,1987;

芮宗瑤等,1984;2004),而上地幔的現(xiàn)今的比值為0.704±0.002;富伯族元素(唐仁理等,1995),

礦石硫化物的值變化范圍窄(-0.5?5.5);平均值為0,地幔硫同位素雖然具有不均一性,但

它的變化范圍為-3?3(ChaussidonandLorand,1990);稀土模式為輕稀土富集型,銪異常不明

顯,總量多數(shù)較高,含礦斑巖的REE特征介于大洋玄武巖與地殼花崗質(zhì)巖石,接近大洋玄

武巖。

總的來說,斑巖銅礦的源區(qū)應該是以洋殼或上地幔的物質(zhì)為主,并有地殼物質(zhì)的混染。

第四節(jié)與斑巖銅礦有關的圍巖

與斑巖銅礦有關的圍巖主要有兩類:一類為硅鋁質(zhì)巖一主要為千枚巖、片巖、片麻巖、中■

酸性侵入巖或噴出巖、火山碎屑巖、泥質(zhì)粉砂巖以及各種角礫巖等;另一類為碳酸鹽巖一有

石灰?guī)r、白云巖及泥灰?guī)r等。共同的特點是硬、脆和碎,有利于礦液的運移和沉淀。

第五節(jié)斑巖銅礦的蝕變斑巖銅礦有其特征的蝕變組合及其分帶形,俗稱“大白菜模式”,由內(nèi)到外是:鉀化做黑云母-鉀長石帶)f絹英帶(絹云母-石英帶)f泥化帶一青磐巖帶。

黑云母-鉀長石帶:鉀長石的交代現(xiàn)象是一種陽離子交換反應

石英-絹云母帶:此帶圍繞和部分疊加與鉀化帶上,由于它與泥化帶往往賦存在內(nèi)部鉀化帶和外部青磐巖帶之間,故也稱之為中間帶。其特點是鉀長石和斜長石均絹云母化。角閃石和部分黑云母也變成了絹云母、黃鐵礦和白鈦礦、金紅石。

泥化帶(高嶺石-蒙脫石化):斜長石變化最為特征,靠近礦體的斜長石多蝕變成高嶺石,

第七節(jié)斑巖銅礦的成礦構造背景

從已有的資料來看,控制斑巖銅礦的主要地質(zhì)因素是斷裂一巖漿作用。也就是說,斑巖銅礦是在張性構造環(huán)境下,成礦巖漿沿斷裂通道上升形成的。并且含礦巖體一般賦存在深斷裂帶的次級斷裂或背(向)斜之中。芮宗瑤等(1984)對中國40個斑巖銅礦進行了統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)57.5%受多組斷裂交匯的控制,22.5%受兩組斷裂交切及褶皺的控制,12.5%受斷裂旁側的配套構造的控制。

第八節(jié)斑巖銅礦的成礦模式

關于斑巖銅礦的成因,應該是眾說紛紜,還沒有一個定論,目前大致有以下幾種:一,巖漿熱液說(正巖漿模式):巖漿熱液模式是目前國內(nèi)外學者所認同的學說,持此觀點的學者們認為,斑巖銅礦的礦質(zhì)、成礦熱液及其伴生的中酸性巖體都是來之上地幔(或下地殼)。礦質(zhì)和成礦熱液是由中酸性巖漿在上侵過程及侵位后的結晶過程中,由于溫壓條件的變化而出溶,并在有利位置富集成礦。依據(jù):

1,礦化體(斑)巖體緊密共生,礦化呈細脈浸染狀產(chǎn)于巖體及其圍巖中,有的甚至整個巖體礦化,且分布較均勻;

礦化體及周圍巖石具一定的熱液蝕變,并具有一定的分布;

礦床常產(chǎn)于深大斷裂附近,在空間上常呈帶狀分布,并與一定的構造,巖漿帶相一致(古亞洲帶、古地中海帶及環(huán)太平洋帶);

礦化巖體的產(chǎn)狀常與圍巖不一致;

同位素資料,如硫化物的值及容礦巖石的鍶同位素的初始比值(87Sr/86Sr),多接近于隕石與玄武巖

但是該成礦模式的難點在于難以解釋以下基本地質(zhì)事實:

1,眾所周知,中酸性巖漿巖的活動,在各個時期和不同地區(qū)都有廣泛的分布。據(jù)統(tǒng)計,目前中國出露的中酸性巖漿巖的面積為859248Km2,而全國與銅礦相伴生的中酸性巖漿巖(包括斑巖型與夕卡巖型)的出露面積最多也不會超過其中的1%。即有99%以上的中酸性巖漿巖在其形成的過程中沒有使銅等金屬元素富集,銅的克拉克值只有20X10-6-35X10-6,它比基性巖漿巖要低一倍而與沉積巖相當。上述資料表明,在中酸性巖漿巖的形成過程中(至少是絕大部分),銅等金屬元素并沒有得到富集。那么為什么在某些中酸性(斑)巖體中有銅礦產(chǎn)出呢?用巖漿分異熱液成礦說很難解釋。

實驗資料表明,巖漿中水的含量是有限的,它與壓力成正比,與溫度成反比[35](圖1)。因此對淺成、超淺成(小于3Km)的中酸性(斑)巖體來說,巖漿中水的含量是很有限的,一般其含水量小于3%,含礦的中酸性(斑)巖體中水的含量一般為1%?2%,同時,含礦斑巖的規(guī)模又往往很小。中國一些規(guī)模較大的銅礦床其含礦巖體的面積不到1Km2,如玉龍二長花崗斑巖的出露面積為0.73Km2。因此如果巖漿結晶時有水的析出,也是非常有限的,不可能形成目前在斑巖銅礦中所觀察到的蝕變和礦床規(guī)模。

含礦中酸性斑巖體含大量的流體包裹體,缺乏或極少見熔融包裹體。流體包裹體的均一溫度主要為150?550°C,斑巖銅礦中的流體包裹體常具沸騰流體包裹體組合的特征。那么流體包裹體的均一溫度就可以相當于當時的捕獲溫度,大量的實驗資料表明,中酸性巖漿巖的固相線為650?925C,而石英在巖漿中的結晶溫度又高于固相線,所以石英斑晶中捕獲的流體包裹體的溫度應該在>650C到石英結晶的溫度范圍內(nèi)。同時,按巖漿結晶的觀點,斑巖體中的斑晶是巖漿在深部溫壓條件比較穩(wěn)定、冷卻速度較慢的相對較封閉的環(huán)境中形成的,而這種環(huán)境不可能產(chǎn)生飽和及過飽和鹽水-蒸氣的沸騰流體,因為這種沸騰流體形成于溫壓條件突然下降的開放、半開放的環(huán)境。因此含礦巖體(斑巖)中流體包裹體的流體來自中酸性巖漿巖本身的結晶分異作用或二次沸騰的論點是不成立的。

斑巖銅礦含礦斑巖體的斑晶(石英、長石、黑云圖母、角閃石)具明顯的包含、篩狀、間隙、聚合、次生加大及變余碎屑等變晶結構,它是熱液交代作用的產(chǎn)物

中國幾個主要斑巖銅礦的同位素值具殼幔混合的特征,如鍶同位素的初始值為07044?07105,硫化物的634S值為+13.8%。?-21.4%。,石英中6180值為6.56%。?15.01%。,石英中包裹體水的6D值為-46.8%o?-102.1%o

斑巖銅礦的產(chǎn)出具層控的特點,即在一定的區(qū)域內(nèi)斑巖銅礦產(chǎn)于一定時代的地層中,如中國西南部(三江地區(qū))的斑巖(或夕卡巖型)銅礦(西藏的玉龍、莽總、扎拉尕、多霞松多、馬拉松多、青海的尕龍格馬,云南的紅山、雪雞坪及個舊等)主要賦存于三疊系的地層中。玉龍地區(qū)有16個喜馬拉雅期的中酸性斑巖體,其成分及結構相似,其中的3個為含礦斑巖體,均產(chǎn)于上三疊統(tǒng)甲不拉組的上部與玉卡組的底部,而其他13個非含礦斑巖體均產(chǎn)于上部阿都拉組及玉卡組的中上部;中國北部地區(qū)的斑巖(夕卡巖)銅礦主要產(chǎn)于古生界地層,其中西北部以石炭系地層為主,如卡拉先格爾及土屋一延東;東北部地區(qū)以奧陶系地層為主,如多寶山、銅山;而中國中東部地區(qū)的斑巖(夕卡巖)主要產(chǎn)于元古宇的地層中的,如銅礦峪、德興、小寺溝、壽王墳、秋樹灣,八寶山、華銅等。長江中下游一帶的斑巖夕卡巖銅礦主要賦存于上石炭統(tǒng)及下三疊統(tǒng)的地層。

很多斑巖銅礦(銅峪峪、白乃廟、多寶山、雪雞坪及土屋一延東等)中的斑巖體及礦體呈似層狀、透鏡狀及似板狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀與圍巖地層基本一致,同時還有很多斑巖銅礦中大部分的礦體產(chǎn)于圍巖中,如玉龍銅礦與德興銅礦均有2/3的礦體產(chǎn)于圍巖中。另外,中酸性斑巖體中K的來源及侵位的空間問題仍是“巖漿論”(幔源)的疑難點。

二:“板塊構造成礦模式”(洋殼重熔成礦):“板塊構造成礦說”以國外R.H.Silltoe為代表,他們認為斑巖銅礦是含銅的大洋殼沿消亡帶俯沖到地幔中發(fā)生局部熔融,在熔化過程中析出金屬,并同鈣堿性巖漿一起上升,然后在巖體的頂部富含氯化物的液相中富集成礦。提出該“成礦假說”的地質(zhì)事實有:

很多斑巖銅礦,特別是形成于中、新生代的斑巖銅礦主要分布在板塊的會聚邊界(俯沖消亡帶)上;

大洋殼中各層均富含金屬,如第一層(遠海頁巖)中的金屬含量一般都高于沉積巖中的金屬含量(在太平洋的某些頁巖中含銅為323X10-6,含鉬為18X10-6,海底錳結核中含銅最高可達25%);

斑巖銅礦常與鈣堿系列的火山巖伴生,而鈣堿系列火山巖被看作是幔源的。

但是該成礦假說目前尚有不少問題有待解決,如洋殼俯沖、熔化、上侵等機制至今還缺乏事實依據(jù)。正如R.H.Sillt匪己所說的,該成礦假說目前還是一種抽象的理論。另外還有很多產(chǎn)于陸內(nèi)的斑巖銅礦并非產(chǎn)于板塊俯沖帶的上盤,而是遠離俯沖帶。如中國的玉龍斑巖成礦帶距喜馬拉雅期的雅魯藏布江的“板塊俯沖帶”500余公里,中國的德興、金堆城、八寶山以及城門山、銅山口、封山洞等長江中下游的斑巖銅礦帶也都遠離燕山期最近的板塊俯沖帶上千公里等。它們用含銅洋殼的俯沖、熔化、上侵、富集的機制難以解釋。同樣巖體的侵位空間問題仍是該學說的疑難點。

三,“活動轉移說”在國外“活動轉移說”以D.H懷特為代表,他在1968年提出了“多層對流循環(huán)模式”。中國學者季克儉(1989)年提出“三源”成礦說,該學說認為高侵位的中酸性斑巖體含水量甚小,在溫度下降、巖漿結晶過程中不會析出流體,礦質(zhì)與成礦熱液主要來自圍巖,巖漿巖主要起熱動力源的作用。即由于巖漿的活動,使原賦存于地層中的地下水或?qū)娱g隙裂隙水活化(懷特認為是鹵水),并攜取圍巖中的有用組分成為含礦熱液,在巖漿熱動力源的帶動下,沿著一定的構造系統(tǒng)循環(huán),并在有利部位富集成礦。提出該成礦假說的主要地質(zhì)事實(依據(jù))有:

1,斑巖銅礦具層控特點,即礦床的產(chǎn)出受一定層位的控制;

很多斑巖銅礦中的礦體呈似層狀產(chǎn)于圍巖中,產(chǎn)狀與地層的基本一致;

某些斑巖銅礦中的氧、氫同位素資料表明成礦熱液具地表水的特點;在斑巖銅礦賦存的地層,有銅等元素的異常值(有的有沉積型銅礦床的產(chǎn)出)或有膏鹽層的存在;地殼中有地下水環(huán)流熱液及變質(zhì)、超變質(zhì)的熱液存在;

在斑巖銅礦與同一礦田中Cu含量的降低場與增高場相伴出現(xiàn),降低場常出現(xiàn)在增高場與正常場之間,同一層位同種巖石的銅含量由巖體向外不是逐漸降低而是從高降至最低,然后又回至中等。

這一成礦學說較前二種模式擁有較多的地質(zhì)事實,但仍有些地質(zhì)事實難于解釋,如怎樣解釋巖體內(nèi)部的礦體,特別是那些呈細脈浸染狀均勻分布的全巖礦化斑巖體,因圍巖中的水(成礦流體)無法進入已經(jīng)處于飽和狀態(tài)的巖漿熔融體。同時由于該“成礦模式”認為中酸性斑巖體是巖漿侵位的,因此仍存在巖體的空間問題。

四,“變質(zhì)巖漿成礦說”:該成礦說應追溯到19世紀60年代美國的享特(Huut)提出的“花崗巖的變質(zhì)成因說”,他認為金屬富集成礦是含金屬的沉積物轉變?yōu)榛◢弾r的伴生現(xiàn)象。

1963年史奈德提出內(nèi)生礦床的“再生說”,他指出所有內(nèi)生礦床(包括斑巖銅礦)都是再生礦床。1957年謝家榮與孟憲民認為中條山銅礦中的變質(zhì)花崗閃長(斑)巖是區(qū)域變質(zhì)和原火山一沉積巖石中的長石砂巖或硬砂巖花崗巖化而成,巖體中的銅礦則是沉積變質(zhì)銅礦在花崗巖化過程中活化和富集的產(chǎn)物。黎諾在1978年提出了高溫氣態(tài)變巖漿與地液成礦論。陳文明于1980年、1984年通過對中國斑巖銅礦的研究得出,斑巖銅礦也具“層控”的特點,它保留了原“層狀銅礦”的很多特征,如礦床在一定區(qū)域內(nèi)產(chǎn)于一定時代地層一定的含Cu巖石建造中,礦體主要產(chǎn)于含Cu建造中二種巖相的過渡部位。礦床的產(chǎn)出還受巖相古地理(指含礦斑巖體賦存的最老圍巖時代的古地理)的控制,即礦床產(chǎn)于含Cu古陸周圍沉積盆地的邊緣,如玉龍斑巖銅礦帶中的礦床、礦點均產(chǎn)于藏北滇西古陸東部昌都察隅古隆起與金沙江古隆起之間的昌都海灣西緣。很多斑巖銅礦中的含礦斑巖體及礦體均呈似層狀產(chǎn)出,產(chǎn)狀與圍巖一致,有的含礦斑巖體與圍巖斜交,但賦存其中的礦體及圍巖殘留體的產(chǎn)狀與圍巖一致(城門山、德興、八寶山、沙溪及封山洞等)。含礦斑巖體的各種斑晶具明顯的變晶結構;礦石中的成礦元素、微量元素與圍巖的一致性及某些礦床中的同位素、稀土元素組成均具殼源等特征,明確提出斑巖銅礦(至少一部分)的前身是外生砂頁巖層狀銅礦或含Cu砂頁巖,即斑巖銅礦是由砂頁巖層狀銅礦或含Cu的砂頁巖經(jīng)“變巖漿”作用而成。該“成礦模式”顯然比前幾種成礦模式具有更多的地質(zhì)事實(前幾種成礦模式所列舉的地質(zhì)事實用該模式均能解釋),同時解決了巖體的侵位空間及礦質(zhì)來源問題。但仍存在某些疑點,如變巖漿巖的形成機理,熱及K、Na的來源,特別是Na的來源。對含礦的中酸性斑巖體來說多數(shù)是淺成的小巖體,其圍巖的變質(zhì)程度也較低,有的僅發(fā)生角巖化,賦存巖體的地層中K、Na的含量,特別是Na的含量明顯的低于中酸性巖體中的Na含量。同時大量的同位素資料表明,大部分礦床中的各種同位素組成(O、S、H、C、Sr等)具殼?;旌系奶卣?,不具單一的“殼源”特征。因此,假如沒有外來的物質(zhì)及熱的加入,單靠區(qū)域變質(zhì)作用要形成“中酸性變

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