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斑岩铜矿

  	      	      	    	    	      	    

目录

什么是斑岩铜矿[1]

  斑岩铜矿是指产于强烈绢云母和石英化中酸性斑岩里的细脉浸染型铜矿。由于该类矿床的矿化并非都产于斑岩体内,考虑其矿床名字的连贯性、完整性,将全部或部分矿体产于中酸性(斑)岩体(部分矿体产于围岩中)的铜矿床称之为斑岩型铜矿。

斑岩铜矿成矿的构造条件[1]

  板块构造对全球斑岩铜矿床(尤其是中、新生代斑岩铜矿床)的形成具有十分重要的影响,不同的大地构造单元及其火山一深成岩建造对斑岩铜矿床的成矿专属性具有明显的控制作用,而区域性的引张环境、深大断裂和地下深部的热点则直接制约着含矿斑岩岩浆的形成与侵位。矿床受区域断裂一构造控制,常呈带状分布,而矿体常受次一级构造控制(岩体和围岩中的裂隙),致使矿体形状多呈柱状、筒状、似层状、细脉浸染状等。

  总之,我国的斑岩铜矿产出的大地构造单元多种多样,主要表现在:

  (1)大多数斑岩铜矿都产于两大构造单元的交换部位,尤其是位于隆拗交接隆起区一侧;

  (2)产于褶皱区的斑岩铜矿主要集中分布于优地槽褶皱带,其矿化与造山期或造山期晚的大规模的钙碱性中酸性岩浆岩活动有关;

  (3)地台区的斑岩铜矿分布于地台活化区。

  据我国对斑岩铜矿成矿带和斑岩铜矿床的分析,它们都与深断裂有或多或少的联系:斑岩铜矿带的展布方向和延伸直接受深大断裂控制。另外斑岩铜矿与构造复合、区域火山活动及区域侵入活动都有十分明显的关系。

斑岩铜矿的成因[2]

  1.岩浆热液说

  岩浆热液说是目前国内外多数学者所认同的学说。该学说认为斑岩铜矿的矿质、成矿热液及其相伴生的中酸性岩体都是来自上地幔(或下地壳)。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。提出该模式的主要地质事实(依据)是:(1)矿化体与中酸性(斑)岩体紧密共生,矿化呈细脉浸染状产于岩体及其围岩中,有的甚至整个岩体矿化,且分布较均匀;(2)矿化体及周围岩石具一定的热液蚀变,并具有一定的分布;(3)矿床常产于深大断裂附近,在空间上常呈带状分布,并与一定的构造一岩浆带相一致(古亚洲带、古地中海带及环太平洋带);(4)矿化岩体的产状常与围岩不一致;(5)同位素资料,如硫化物的δ34S值及容矿岩石的锶同位素的初始比值(87Sr/86Sr),多接近于陨石与玄武岩。

  2.板块构造成矿模式

  板块构造成矿说认为斑岩铜矿是含铜的大洋壳沿消亡带俯冲到地幔中发生局部熔融,在熔化过程中析出金属,并同钙碱性岩浆一起上升,然后在岩体的顶部富含氯化物的液相中富集成矿。提出该“成矿假说”的地质事实有:(1)很多斑岩铜矿,特别是形成于中、新生代的斑岩铜矿主要分布在板块的会聚边界(俯冲消亡带)上;(2)大洋壳中各层均富含金属,如第一层(远海页岩)中的金属含量一般都高于沉积岩中的金属含量(在太平洋的某些页岩中含铜为323×10 − 6,含钼为18×10 − 6,海底锰结核中含铜最高可达215%);(3)斑岩铜矿常与钙碱系列的火山岩伴生,而钙碱系列火山岩被看作是幔源的。

  3.活动转移说

  “活动转移说”该学说认为高侵位的中酸性斑岩体含水量甚小,在温度下降、岩浆结晶过程中不会析出流体,矿质与成矿热液主要来自围岩,岩浆岩主要起热动力源的作用。即由于岩浆的活动,使原赋存于地层中的地下水或层间隙裂隙水活化(怀特认为是卤水),并携取围岩中的有用组分成为含矿热液,在岩浆热动力源的带动下,沿着一定的构造系统循环,并在有利部位富集成矿。提出该成矿假说的主要地质事实(依据)有:(1)斑岩铜矿具层控特点,即矿床的产出受一定层位的控制;(2)很多斑岩铜矿中的矿体呈似层状产于围岩中,产状与地层的基本一致;(3)某些斑岩铜矿中的氧、氢同位素资料表明成矿热液具地表水的特点;(4)在斑岩铜矿赋存的地层,有铜等元素的异常值(有的有沉积型铜矿床的产出)或有膏盐层的存在;(5)地壳中有地下水环流热液及变质、超变质的热液存在;(6)在斑岩铜矿与同一矿田中Cu含量的降低场与增高场相伴出现,降低场常出现在增高场与正常场之间,同一层位同种岩石的铜含量由岩体向外不是逐渐降低而是从高降至最低,然后又回至中等。

  4.变质岩浆成矿说

  变质岩浆成矿说认为斑岩铜矿也具“层控”的特点,它保留了原“层状铜矿”的很多特征,如矿床在一定区域内产于一定时代地层一定的含Cu岩石建造中,矿体主要产于含Cu建造中二种岩相的过渡部位。矿床的产出还受岩相古地理(指含矿斑岩体赋存的最老围岩时代的古地理)的控制,即矿床产于含Cu古陆周围沉积盆地的边缘。

  以上各种学说,都是前人从各自研究的角度,存在相对的局限性,并不能全面概括斑岩铜矿的成因,有以偏概全的嫌疑。只有通过对斑岩铜矿的成矿条件分析,继而得出其成矿的要素,总结出矿床成因,认为斑岩铜矿源于强烈的岩浆活动,加上深源富碱(Na、K)、富硅流体,交代或部分熔融富Cu上地壳岩石,进而上侵,形成细脉浸染型斑岩铜矿。

斑岩铜矿矿床的分类[3]

  随着斑岩型矿床的不断发现,斑岩矿床分类问题越来越受到重视。全世界存在数以千计的特点不同的斑岩矿床,产于不同构造环境,具有多样的矿化主岩,呈现形形色色矿化形式,构成各种矿化组合,拥有不等的矿床规模。要建立一种包罗万象的分类十分困难。但是,可以从不同的角度划分为不同类型组合:

  ①根据有用金属元素成分分为:斑岩铜矿、斑岩铜钼矿和斑岩铜金矿。

  ②耶夫斯特拉欣和依茨克松(1980)根据大地构造环境划分为四类:产于克拉通的斑岩矿床,产于次冒地槽的斑岩矿床,产于次优地槽的斑岩矿床和产于岛弧带的斑岩矿床。

  ③布朗(1976)根据加拿大科迪勒拉地区的斑岩矿床特点划分为三类:茎状斑岩矿床,火山斑岩矿床,侵人斑岩矿床。

  ④北京大学地质系(1978)根据矿体产状和形态划分为三类:产于陆相火山岩破碎带的矿床,产于斑岩和围岩中的矿床,产于斑岩体内的矿床。

  ⑤芮宗瑶等(1984)根据岩浆定位深度和矿化深度,将我国斑岩铜矿划分为三大类,再根据矿化特征分为8亚类:火山斑岩矿床(海相和陆相),浅成斑岩矿床(角砾岩筒式、全岩筒式、接触交代式和复合式)和中深成斑岩矿床(网脉带式和大脉一网脉式)。

  ⑥邹国富等(2011)依据斑岩矿产的形成与大洋板片俯冲作用的关系,划分为:大洋板片俯冲作用有关的弧岩浆环境型斑岩铜矿(包括陆缘弧型和岛弧型)和大洋板片俯冲作用无关大陆环境型斑岩铜矿(碰撞造山型和大陆裂谷型)二大类。

我国斑岩铜矿的找矿[4]

  在市场经济条件下,建设矿山,矿业开发必需按市场规律运作,没有利润,甚至亏损生产矿山是没有出路的,也不可能维持下去。因而,作者认为斑岩铜矿找出路在哪里?关键是富矿问题,不艇决斑岩铜矿富矿的找矿问题,找出的贫矿,不能露采的斑岩铜矿只能是呆矿。国内外学者曾对斑岩铜矿分类、构造环境、成矿岩体岩石地球化学特征、围岩蚀变及矿化分带特征、成矿物质来源、矿床成固和成矿模式等地质问题进行了详细研究和专门论述。遗憾的对斑岩型铜矿富矿的研究方面的论文极为鲜见。因此,斑岩型铜矿今后的研究应着重富矿形成条件:

  (1)斑岩型铜矿与矽卡岩型铜矿、喷流一沉积型铜矿、次火山岩型铜矿伴生的地质背景和地质条件的研究。自程裕淇等人l979年提出矿床成矿系列问题以来,引起地质界同仁的关注,在一些已知矿床和矿区内,又发现了很多新的矿种和新的矿化类型,这不仅在成矿理论有了新的发展,在开拓找矿思路,扩大找矿远景,提高矿山经济效益都具有重大意义 事实表明,一个成矿带中,每个矿床由于自然界的复杂性,地质条件的差异,成矿系列,矿化组合也有不同,上述四种铜矿类型,在长江中下游成矿带中,如城门山、武山铜矿为喷流一沉积型铜矿、矽卡岩铜矿、斑岩铜矿三位一体成矿系列;丰山洞铜矿则为矽卡岩型铜矿、斑岩型铜矿成矿系列;铜录山铜矿则仅以矽卡岩铜矿为主,并无其它伴生的铜矿。又如大兴安岭东坡铜矿带,连花山铜矿、布敦花铜矿、闹牛山铜矿、好力宝铜矿都可见斑岩型铜矿和次火山岩铜矿在一个矿区共存,构成一个成矿系列。上述矿区斑岩型铜矿仅是矿化,无工业意义。因而研究不同地区不同成矿系列主导因素是十分必要的,包括区域成矿物质来源,多期岩浆成矿作用,多种的富集成矿作用等地质条件,以期达到什么地质情况下,可能形成什么矿化组合的成矿系列,从而有效地指导找矿实践。

  (2)加强斑岩型铜矿形成后次生氧化带特征.次生富集带发育主要因素研究。由前述国外某些斑岩型铜矿氧化带次生富集带发育的主要因素有:气候条件:南美洲智利北部和南部年降雨量都在250mm以下,气候干燥,有的甚至为沙漠一半沙漠性气候,因为降雨量少,不易造成铜在地表大量流失。适度的新构造运动一抬升,如秘鲁,智利等斑岩铜矿区,自晚第三世至第四纪,区内经历了断块运动,形成了地垒式山脉及地堑式盆地,位于上升断块中的铜矿床即受剥蚀、氧化、淋滤及富集作用,如果氧化速度与上升剥蚀速度大体保持平衡时,潜水面不断下降,从而形成厚大的次生富集带。次生富集作用即能得到反复进行,哈萨克斯坦科翁腊德铜矿田潜水面等高线、岩体地形等高线和次生富集带的辉铜矿界线一致,辉铜矿矿石厚度较大的地段明显为潜水面凹下去的地方,潜水面像辉铜矿矿带顶板一样,也是普遍向东南倾斜。我们发现很有意义的是,智利、秘鲁的一些次生富集带发育的斑岩铜矿矿区海拔标高大约皆在2500~3500m之间的高山地区。智利丘基卡马塔矿区标高2830m;特尼恩特矿区标高2600~3000m;萨尔瓦多矿区标高2900m;秘鲁塞罗维德矿区标高2600~2800m;托克帕拉矿区标高3100~3600m。此外某些局部的因素,如硫化矿石的矿物组合;矿体产状}矿区断裂裂隙发育程度,围岩性质等因素,都可引起氧化带发育程度。

参考文献

  1. 1.0 1.1 欧阳京,邓焰平,孙岩岩.论斑岩铜矿的成因及成矿构造条件[J].城市建设理论研究(电子版),2012(8)
  2. 樊黎明.斑岩铜矿的构造环境与成因研究浅析[J].四川有色金属,2012(4)
  3. 邹国富,坚润堂.斑岩铜矿矿床研究综述[J].云南地质,2011(4)
  4. 姚金炎.关于斑岩铜矿的找矿[J].矿产与地质,1999(2)