白银厂铜矿床的成矿模型

1. 白银厂铜矿床的成矿模型

一、矿床成矿模式
矿床成矿模式是矿床赋存的地质环境、内外部特征、控制因素、矿化的时空演化规律、矿化标志、成矿物质来源、成因机制和找矿标志的系统描述和解释，是当代成矿理论的表达式，对发展矿床学理论和指导找矿预测工作有着重要的意义和作用，受到矿床学家的高度重视（D.P考克斯、D.A.辛格，1986；朱裕生，1992；陈毓川、朱裕生，1993；彭礼贵、任有祥等，1995；彭礼贵、李向民等，1998），近些年来有着重要的发展。
白银厂矿田矿床成矿模式的研究始于80年代初（万冠儒，1982；宋志高，1982；陈文森，1982；边千韬，1989；邬介人等，1991），由于受研究程度、矿床成矿条件及控矿因素等认识所限，多数仅属成因模式的简略概述，缺少建模所需的实际依据，很难达到建立成矿模式的目的，特别是在指导找矿预测上显得苍白无力。
“八五”以来，通过对白银厂矿田古火山机构与成矿关系和热液对流循环成矿作用的重点研究，尤其是控矿因素及矿体在空间产出规律的研究，建立了白银厂矿田黑矿型白银厂式矿床成矿模式和折腰山矿床三维空间鼎式成矿模式，在指导找矿预测中发挥了重要作用，使找矿取得了重大进展。
在重点研究了白银厂矿田东部地区成矿地质背景，东部火山中心喷发口周边成矿，火山喷口型和火山喷口斜坡型矿床，成矿断裂系统，已知工业矿体空间产出特征与成矿蚀变作用的基础上，建立了白银厂矿田东部地区矿床成矿模式。现列述如下。
白银厂矿田东部地区矿床成矿模式显示，白银厂矿田东部地区矿床含矿火山-沉积岩系是前寒武基底在加里东早期的早中寒武世大陆边缘裂谷早期的产物。矿床主要产于具“双峰式”细碧角斑岩系的石英角斑岩类的火山碎屑岩中，其上覆盖有酸性细火山碎屑岩-沉积岩和角斑岩。矿床受白银厂矿田东部火山中心喷发口构造及其呈NW向链式排列的火山喷口及斜坡继承性断裂系统控制，具火山中心喷发口周边成矿特征。矿床可分为火山喷口型及火山喷口斜坡型矿床；矿床是海底热液对流循环成矿作用的产物，矿床矿体成群产出，分段集中，主金属元素具由下向上富集成矿模式；成矿作用发生于酸性火山作用晚期次火山相石英钠长斑岩侵入和管道相石英角斑碎斑熔岩侵出之后，中性火山岩作用开始之前相对宁静期；矿床矿体主要定位于海底水岩界面之下，剥蚀较浅，多为隐伏矿床。浅部岩浆房（1800～1900 m深，包括酸性火山岩）不仅提供了成矿热源，也是成矿物质主要来源和汇聚库。其特征列于表4-2。
白银厂矿田东部地区成矿模式和白银厂矿田东部地区矿床成矿模式表（表4-2）显示，白银厂矿田东部地区矿床成矿地质环境，矿床特征、成矿作用及成矿机理与世界上产于海相酸性火山岩中的黑矿型矿床一样同属黑矿型矿床，是业已建立的白银厂矿田黑矿型白银厂式矿床模式（彭礼贵、任有祥等，1995）在东部地区矿床的补充和深化。
研究显示，白银厂矿田东部地区矿床是在酸性火山作用的晚期，随着浅成或超浅成次火山相石英钠长斑岩的侵入和管道相石英角斑碎斑熔岩沿火山通道缓慢侵出，下渗海水因火山喷发后的浅部岩浆房（1800～1900 m深处）的降温减压作用而被抽吸进入岩浆房，汇聚岩浆房的已含成矿物质热流体，经加热与晚期富含成矿物质的岩浆热液混合（部分不混溶）平衡，在高温高压下与岩浆房中的岩浆反应，萃取成矿物质形成成矿热流体，并被泵送沿着火山喷口通道继承性成岩断裂系统，及其受东部火山中心喷发口周边断裂影响的火山喷口斜坡继承性成岩断裂系统交汇部位（具开放性或半开放性）为中心，形成多个主次喷流通道向上喷流，沿途继续萃取交代喷流系统周围火山岩中的成矿物质，并发生有关物质的代入代出，当喷流至喷流口或浅部时，随着成矿热流体的降温减压作用，于低氧逸度的碱性或弱碱性还原环境中，在水岩界面附近或其下部沉淀出大量成矿金属形成矿体，并对周围火山岩进行热液蚀变作用，形成成矿蚀变岩筒；由于断裂系统随深度不同围岩压应力的变化，其张性程度和开放性也不同，以及沿火山喷发通道继承性成岩断裂系统喷流的热流体的温度、盐度和水岩比值（粗火山碎屑岩）比沿火山喷口斜坡继承性成岩断裂系统（细火山碎屑岩）的热流体高和大，从而形成矿床浅部或上部因断裂贯通性好，矿体（群）相互交接连成一体，深部则只在交汇部位成矿的空间产出，分别形成Cu-Zn型或 Zn-Pb-Cu和 Pb-Zn-Cu型系列矿床，从而形成白银厂矿田东部地区矿床与西部地区矿床既具一致性，又具差异性的特征。它们的共性是均产于白银厂矿田古火山穹隆中心的酸性火山岩中，都与火山机构有密切关系，都是海底热液对流循环成矿作用的产物，有着基本一致的矿床特征和成矿机理，从而共同构筑了白银厂矿田矿床的黑矿型白银厂式矿床模式（彭礼贵、任有祥，1995）。它们的差异性主要表现在与成矿密切相关的火山中心喷发口构造上，尤其是中心喷发口内的火山喷口构造，构成东部火山中心喷发口的呈NW向链式排列的中小型火山喷口构造与由大中型火山喷口构成的西部火山中心喷发口有着明显的差别，从而形成白银厂矿田东部地区矿床以火山喷口斜坡 Pb-Zn-Cu型矿床为主，火山喷口 Zn-Pb-Cu型矿床为辅的成矿模式。
表4-2 白银厂矿田系部地区矿床模式综合表


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二、矿床找矿模式
随着找矿主体对象由地表、浅部、易识别矿向隐伏矿、深部矿、难识别矿的转移，隐伏矿和矿床深部矿体定位预测理论与方法研究已成为当前成矿学与成矿预测学领域的前沿与热点，从而引起国内外学者对找矿模式研究的重视（张均等，1998）。
（一）白银厂矿田东区矿床找矿模式
白银厂矿田东部地区矿床成矿模式为建立该地区矿床地质找矿模式奠定了基础。矿床地质找矿模式是矿床地质学家以该类矿床的最新成矿理论为指导，在一定阶段研究该类矿床形成的主要控制因素和特征所获得的认识，在应用于找矿预测时的概括反映，也是在研究矿床赋存条件、成矿规律、产出特征和物化探异常过程中提炼出的行之有效的找矿标志的综合表达。白银厂矿田东部地区矿床找矿模式综合表达如下。
（1）白银厂矿田东部地区矿床的形成与具“双峰式”特征的海相细碧角斑岩系发育有关，矿床产于火山岩系下部的酸性火山岩-石英角斑岩类的火山碎屑岩中。这是白银厂矿田东部地区矿床生成的首要岩石组合控制条件。
（2）矿床及其赋存的岩石组合形成于张性的大陆边缘裂谷-岛弧环境的裂谷早期阶段，是矿床形成的板块构造条件。
（3）矿床产于白银厂矿田古火山穹隆东部火山中心喷发口内，卫片具复合环状构造交切的微形环状构造，矿床受火山中心喷发口周边及其内部呈NW向链状排列的铜厂沟小型火山口、拉牌沟中型火山口、四个圈小型火山口通道和斜坡继承性成岩断裂系统控制，形成火山中心喷发口周边成矿和火山喷口型及火山喷口斜坡型矿床。这是矿床形成的重要构造条件。
（4）火山喷口型矿床含矿围岩以粗碎屑火山岩为主，直接含矿围岩主要为石英角斑碎斑熔岩和石英角斑晶屑凝灰岩；火山喷口斜坡型矿床含矿围岩为细碎屑岩，大型矿床相伴有规模大的次火山岩-石英钠长斑岩墙产出，是找矿的特殊岩相标志。
（5）火山喷口型矿床蚀变岩筒在平面上呈面状产出，空间上呈筒状体延深，且绿泥石化带居中，绢云母硅化带分布在外，表现为明显的水平分带；火山喷口斜坡型矿床蚀变岩筒在平面上呈带状产出，垂深上呈板柱体延深，重晶石化和绢云母硅化产于浅部和上部，绿泥石化体在深部增强变大，尤其是含钛磁铁矿绿泥石化是深部找寻富铜矿体的标型蚀变矿物组合，是矿床深部找矿的重要标志。
（6）矿床矿体成群产出，分段集中，矿体（群）在浅部和上部相互交接连为一体，在深部矿体产于喷流中心，矿群间有“马鞍形”贫矿或无矿地段，是矿床深部找矿的最直接依据。
（7）矿床成矿主金属元素 Cu、Pb、Zn趋势面分析（火山喷口斜坡型小铁山矿床）显示，矿床东部具漩涡状富集中心，并有正异常与之重叠，是主喷流富集中心；西部具港湾状富集中心，在东、西两富集中心之间深部有一丘状贫化区，在丘状贫化区之上和两富集中心间，呈NW-SE和 NE-SW向的交汇等值区将东、西两富集中心连为一体，显示出主金属元素由下向上富集模式，为深部找矿提供了依据。
（8）热水沉积岩——（含）铁硅质岩的出现是找矿的重要标志。
（9）白银厂矿田东部地区具Zn-Pb-Cu型（或Cu-Zn型）→Pb-Zn-Cu型系列成矿，其热水沉积岩铁锰硅质岩和铁锰结核是其系列成矿的延伸，是新区缺位找矿的重要依据。
（10）火山岩中的Cu、Pb、Zn、Au、Ag等金属元素原生晕异常是找寻铜多金属矿床的地球化学标志。
（11）可控源音频大地电磁测深（CSAMT）、高精度重力测量、大极距激发极化法及大功率充电法测量所获的低电阻、高极化、高密度和深部成矿区低电阻相互重叠、相互印证的综合异常体，是白银厂矿田深部找矿的重要物探依据，尤其是深部找矿目标定位预测。
综上所述，白银厂矿田东部地区矿床成矿模式显示，矿床是受白银厂矿田古火山穹隆东部火山中心喷发口及其中呈NW向链式排列的火山口构造和继承性成岩断裂系统控制，形成火山中心喷发口周边成矿，且以火山喷口斜坡型矿床为主，火山喷口型矿床为辅，与矿田西部地区以火山喷口型矿床为主体有明显不同的成矿格局，反映白银厂矿田东、西两个火山中心喷发口构造的不同和差异。通过矿田东、西两地区矿床成矿的差异性研究，不仅是对白银厂矿田矿床成矿模式的深化，更为重要的是为本地区找矿预测提供了更为实际的指导，具有重要的实际应用价值。
在成矿模式研究的基础上建立的白银厂矿田东部地区矿床找矿模式，主要针对该地区找矿目标为隐伏矿和已知矿床深部（400～500 m以下）找矿，在重视成矿地质环境的同时，重点对成矿控制因素、矿床矿体空间产出特征、找矿标志和有效物化综合异常进行研究和提炼，为实现找寻隐伏矿床和深部矿体目标定位预测这一难度极大的目标服务。
（二）黑石山地区找矿模式
1.黑石山地区矿化类型及特征
尽管黑石山地区尚未发现具有工业意义的块状硫化物矿床，但此类矿化点并不少见。此外，热液型Cu、Pb、Zn、Au和次生Cu矿化点也较多。
主要矿化点简要特征见表4-3。
表4-3 黑石山地区金属矿（化）点特征


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成矿预测的目标是第二类与海相火山岩有关的块状硫化物矿床，分析比较其成矿条件最为有利，是最有希望实现找矿突破的研究方向。
2.典型矿床模型
石青硐-白银厂区域火山岩带产出与酸性火山岩有关的黑矿型块状硫化物矿床。目前发现的矿床有折腰山、火焰山、小铁山、四个圈、铜厂沟、石青硐等6个矿床。按照矿石成矿元素组成分类，折腰山、火焰山为Cu-Zn 型；小铁山、四个圈为 Zn-Pb-Cu 型；铜厂沟为 Zn-Cu-Pb 型；石青硐为 Pb-Zn-Cu型。在 Cu-Pb-Zn 三角图上，折、铜、小、石矿床位置有所区别（图4-5）。随着与火山喷口距离的加大，矿床主元素成分呈有规律性的变化。折腰山及火焰山火山喷口型矿床以 Cu为主，含少量 Zn；小铁山和四个圈火山喷口斜坡型矿床以 Zn、Pb 为主，Zn 大于Pb，含少量 Cu；而石青硐火山穹隆斜坡型矿床为 Pb-Zn-Cu型，Pb大于 Zn。大体上看，随着与火山喷口距离的加大，出现 Cu减少，Pb增多的趋势。

图4-5 白银厂-石青硐矿床Cu、Pb、Zn吨位三元图

针对黑石山地区具体成矿地质条件，选择火山喷口型的折腰山矿床及火山穹隆斜坡型石青硐矿床为代表，研究其特征并借鉴彭礼贵等（1995）对白银厂矿床模式的研究结果，分别建立两个典型矿床模型（表4-4）。
表4-4 折腰山、石青硐成矿模型


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折腰山、石青硐矿床均产于寒武纪裂谷海相火山-沉积岩系中，它们的矿体形态、矿石类型和矿物组合、矿石结构和构造、矿物分带、蚀变体、伴生铁镁硅质岩和主元素富集模式等特征都显示它们具海底热液对流循环喷流沉积成矿特征。两者的主要区别为以下几点。①产出的火山构造部位。折腰山矿床产于古火山喷口内，石青硐矿床（图4-6）产于古火山穹隆斜坡上。关于火山构造部位与黑矿型矿床的关系，Colley（1976）和 Larqe（1997）的研究表明：折腰山、石青硐矿床都归入其“近侧的”矿床，但具体来说，折腰山矿床属类型Ⅲ（喷流中心侧喷口黑矿），而石青硐矿床则属类型Ⅳ（喷流中心内海底上的黑矿），考虑到火山穹隆中心至沉积盆地是逐渐降低的，因此，这种“近侧的”海底实际上是火山穹隆斜坡。②岩石组合。折腰山矿床为以酸性火山岩为主的火山-沉积岩组合，而石青硐矿床是以酸性火山岩（主要是碎屑岩）和以沉积岩为主的酸性火山岩-基性火山岩-中性火山岩-沉积岩组合，它们之间常以互层产出。③含矿围岩。折腰山矿体不受单一火山岩地层控制，但含矿围岩主要是石英角斑质碎斑熔岩，石英斑晶粒度大且数量多。而石青硐矿床受层位控制明显，矿体产于大理岩层下部的石英角斑凝灰岩中，石英晶屑粒度小且数量少。④矿体形态。折腰山矿床的矿体有扁豆状、透镜状、筒状、脉状等复杂形态，而石青硐矿床为扁豆状、似层状等。⑤矿石成分。折腰山以 Cu为主，含少量 Zn，无独立Pb矿体及探明储量。石青硐矿床为Pb—Zn—Cu矿床，Pb＞Zn＞Cu。⑥矿石结构、构造。折腰山矿床以含大量块状构造的矿石为特征，而石青硐以浸染状、条带状构造矿石为主，仅局部见块状矿石。折腰山矿石结构复杂，有胶状结构、交代结构、碎裂结构、粒状结构等。而石青硐矿床相对简单主要是粒状结构和交代结构。⑦成矿物化条件。折腰山矿床成矿温度为中高温，石青硐矿床为中低温。⑧蚀变体形态。折腰山矿床为椭圆形筒状体，而石青硐呈带状。⑨伴生硅质岩。折腰山矿床为含锰铁硅质岩，石青硐为锰硅质岩。

图4-6 石青硐矿床地质略图

由两矿床模型决定的找矿标志有所不同（表4-4）。
3.综合信息找矿模型
模型是按照实物的形状和结构比例制成的仿真品。上述折腰山、石青硐两矿床模型即是将两个矿床复杂特征简化描述的结果。将其用于找矿还必须以矿床模型为依托转化为找矿模型。综合信息找矿模型则是从早期（20 世纪60 年代末）的地质-磁法模型、地质-电法模型、地质-地球物理模型、地质-地球化学模型发展起来的，它最为全面系统，又具最强的客观性和实用性，可有效地用于白银厂这样的老矿区及周围的二轮找矿工作。
综合信息找矿模型的基本内容应包括地质模型、地球化学模型、地球物理模型和综合标志集合以及综合数据集的观测和分析系统的优化组合。
（1）折腰山火山喷口型矿床综合信息找矿模型的地质模型参见表4-4；地球化学异常模型的成矿元素组合为 Cu、Pb、Zn、Co、Au、Ag、Sb、Hg、As等。在主矿体上形成由强-弱的内、中、外带异常，在矿体的上盘围岩更富集 Pb、Zn、Ag、Hg 等，下部围岩富集Cu、As。由于 F、C1、Ⅰ等以络合物形式参与成矿物质的搬运，Hg 为高挥发元素，它们能形成更广泛的分散晕，F、C1、Ⅰ、Hg等元素可离开矿化围岩，进入盖层及土壤，而成为远程找矿指示元素；
地球物理模型是以酸性火山岩为主要围岩的白银厂矿床，其矿体与围岩存在明显的密度、电性差异（表4-5），因此具备利用地球物理异常找矿的基本条件。
块状矿体与围岩存在较大的密度差。通过荣克量板进行正演计算（据上表①资料），在折腰山V行矿体上部可产生Δgmax为4.5 mGal异常。若上述矿体埋深加大200 m，只产生Δgmax为1.83mGal的异常。浸染状矿体与酸性火山岩密度差为0.6g／ cm3。因此也可直接利用重力法寻找埋藏很浅的矿体。但铁锰矿石与其密度相当，是其干扰因素。
块状矿石与浸染状矿石电阻率很低、极化率很高，可产生低电阻率、高极化率异常。但黄铁矿化的岩石、含水破碎带、碳质千枚岩等也可产生低电阻率异常；碳质千枚岩、铁锰硅质岩、铁锰矿石等则可产生高极化率异常。可见电法测量存在诸多干扰因素。
由上可知，可以利用常规电法寻找埋藏较浅的矿体。但仍然需要其他方法如重力、化探配合，才可确定电法获得的异常是否为矿致异常，进而综合分析引起异常的矿体空间位置、结构和规模。对于埋藏较深（300 m以下）的隐伏矿体，常规物探基本无效。必须使用分辨力强、探测深度大的高技术、新方法及其组合才能取得找矿成效。本专题研究成果显示，可控源音频大地电磁法（CSAMT）、高精度重力+（钻探验证）大功率充电法组合对于寻找隐伏矿床（体）是行之有效的。

图4-7 折腰山火山喷口型矿床综合信息找矿模型

表4-5 白银矿区及小外围岩、矿石物理参数统计表



图4-8 石青硐火山穹隆斜坡型矿床综合信息找矿模型

综合上述地质-地球化学-地球物理模型的研究结果，建立折腰山火山喷口型矿床综合信息找矿模型，该模型有两套方法组合即埋藏浅的常规方法组合和埋藏深的新技术、新方法组合（图4-7）。
（2）石青硐火山穹隆斜坡型矿床综合信息找矿模型，石青硐矿床成矿元素与折腰山矿床基本相同，只是 Co富集不明显而含较高的 Ba。矿体以浸染状矿为主，矿化引起范围较大的 Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Ba、As等异常。但大而完整的异常分带并不明显，这是由于矿体数量多、单个矿体小而分散所致。
石青硐矿床主要由浸染状矿体组成，其地球物理参数如表4-5。浸染状矿体密度较低，与围岩密度差仅为0.6 g/cm3。通过荣克量板进行正演计算，铜厂沟Ⅱ行主矿体（浸染矿）上部可产生（Δg max为1.76 mGal异常，其异常1 mGal幅宽为150 m左右。可见用重力法寻找一定规模的浸染矿还是有效的。但石青硐矿床的矿体一般长100～200 m，厚度只有1～4 m，因此还必须利用高精度重力才可能奏效。浸染状矿体可产生高极化、低电阻异常，同样规模较小的浸染状矿体，也只能用高密度电法来寻找矿体或矿体群位置。
浸染状矿体若埋深较大（300 m以下），上述高精度重力或高密度电法找矿效果不明显。只能利用钻探及井中物探法直接寻找矿体。
综上所述，建立针对石青硐型矿床的综合信息找矿模型（图4-8）。

2. 西南三江成矿带

1.西南三江南段
东接滇西地区，北至藏滇、川滇省（区）界，西、南分别与缅甸、老挝、越南毗邻，面积约18.6×104km2。本区地质构造属于特提斯构造带的一部分。已有工作发现德钦羊拉铜矿、维西白秧坪银铅锌矿、思茅大平掌铜矿、中甸普朗铜矿、金平长安金矿等大型、超大型矿床。发现铜、铅、锌、银等矿床（点）数百处，其中部分探明了储量，奠定了该区作为中国有色金属重要成矿带之一的地位。
本区主攻铜、铅锌，兼顾银、金等大型矿床的综合评价，以斑岩（玢岩）-矽卡岩型铜多金属矿、喷流-沉积型铜多金属矿、沉积改造型铅锌矿、热液（火山热液）型银铅锌矿为主攻矿床类型。滇西北地区，重点加强普朗斑岩铜矿及其外围、德钦羊拉铜矿外围、红山-雪鸡坪地区外围的铜多金属矿勘查，进一步扩大找矿成果，率先发展成为我国西部地区最大的铜业基地。澜沧江南段地区，重点加强腾冲-梁河地区铜多金属矿、大平掌外围以及大红山地区铜多金属矿、核桃坪铅锌矿等勘查。
2.西南三江中段
包括川西和藏东两部分，面积约22×104km2。已发现一大批银、铅、锌、铜、锡、金、汞、钨等矿产地。本区位于东西向特提斯构造域东段向南转折的板块结合碰撞造山带东侧。
本区主攻铜、铅锌、银，以斑岩型、海底喷流型以及热液型为主攻矿床类型。加强川西地区义敦岛弧带斑岩铜矿和海底喷流型铜铅锌多金属矿的找矿工作，优先加强新发现的竹鸡顶铜矿的勘查，带动区域斑岩铜矿勘查。加快推进对玉龙铜矿带已有的和新发现的矿产地勘查，争取找矿突破。
3.西南三江北段
位于青海南部，总面积约10×104km2。本区工作程度较低。发现各类矿产地或矿（化）点百余处，涉及矿种有金、汞、铁、铜、铅、锌、锑等。本区大地构造位置属于青藏北特提斯华力西-印支期造山系，主体为唐古拉陆块。
本区主攻铜、铅锌多金属矿，以寻找大型、超大型矿床为目标，加快推进区域矿产远景调查，评价区域矿产资源潜力，重点对然者涌、东莫扎抓、众根涌、宗陇巴、赵卡龙等一批具有较大找矿远景的矿产地择优勘查。

3. 模型七 斑岩型铜金矿床找矿模型

一、概 述
一般来说，斑岩型铜矿按其所含副产品是金还是钼而分成两类，即斑岩型铜钼矿和斑岩型铜金矿。自 1972 年以来，富金的斑岩铜矿 ( 即斑岩型铜金矿) 的经济意义显著提高，原因是金价格上涨。
斑岩型铜金矿床中金的含量较高，在 0. 2 ～2. 0g/t 左右 ( W. D. Sinclair，2006) ，若综合考虑 Cu、Mo、Au 3 种成矿元素，可将斑岩铜 － 钼 － 金矿床分为斑岩铜矿床、斑岩铜金矿床和斑岩铜钼矿床，一般 Au( g/t) /Mo( %) 比值大于 30 为斑岩铜金矿床，小于 3 为斑岩铜钼矿床，介于两者之间为斑岩铜矿床 ( D. P. Cox 等，1986) 。R. H. Sillitoe ( 1993) 提出斑岩铜矿床中金品位应该 ＞0. 4g/t，才能称之为富金的斑岩铜矿床。
斑岩铜金矿床在世界范围内分布广泛，但比较集中在环太平洋带，尤其是太平洋西南部，特大型斑岩铜金矿就有 9 个之多 ( 表 1) ，包括巴布亚新几内亚 － 伊里安查亚褶皱带的超巨型格拉斯贝格矿床及巨型的潘古纳、奥克特迪、弗里达河矿床; 秘鲁、智利、阿根廷有 3 个最大的富金斑岩矿床———米纳斯康加、塞罗卡萨尔和下德拉阿伦布雷拉，这几个矿床的金品位都高于 0. 5g/t; 特提斯带有两个巨型的斑岩铜金矿床———萨尔切什梅和雷科迪克; 乌兹别克斯坦也有两个巨型的斑岩铜金矿床———卡尔马克尔和达尔涅耶; 另外在加拿大、美国、蒙古、菲律宾、澳大利亚、俄罗斯、印度尼西亚等地均有分布。
表 1 世界主要斑岩型铜金矿床 ( 按金储量大小排序)


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资料来源: D. R. Cooke 等，2005; P. Laznicka，2006
二、地 质 特 征
1. 区域构造背景
斑岩铜金矿床所处的大地构造环境是大陆边缘和岛弧地带。产在以花岗岩为基底的大陆边缘的俯冲消亡带之上的矿床有阿根廷下德拉阿伦布雷拉和加拿大菲什湖等矿床，产在大洋岩石圈基底之上岛弧中的矿床有菲律宾的坦珀坎、阿特拉斯等矿床以及巴布亚新几内亚的潘古纳矿床等。
矿床产出的构造背景是岛弧的火山环境，特别是火山旋回的衰退阶段，以及大陆边缘与断裂有关的火山作用发育地区。
2. 矿床地质特征
( 1) 容矿岩石
矿床往往产在钙碱性或高钾钙碱性侵入体中，岩石属Ⅰ型，为磁铁矿系列。其岩石类型包括英云闪长岩至二长花岗岩，英安岩，与侵入岩同时期的安山岩流和凝灰岩，还有正长岩、二长岩和同时期的高钾低钛的火山岩 ( 橄榄玄粗岩) 等。侵入岩具有细 － 中粒细晶质基质的斑状结构。围岩成分一般为安山质火山岩，当然也有其他类型的围岩，包括流纹岩、粉砂岩、砂岩、灰岩、页岩等。岩体侵入时代主要为白垩纪 － 第四纪，侵位的深度一般为 1 ～2km。

图 1 斑岩型铜金矿床的示意剖面图( 引自 D. P. Cox 等，1986)

( 2) 矿化特征
矿化呈细脉浸染状，矿石矿物由黄铜矿、斑铜矿、自然金、银金矿、针碲金银矿和碲银矿等组成( 图 1) 。矿石中磁铁矿含量较高，而且一般伴有交代成因的透明石英，金与黄铜矿 ( ± 斑铜矿) 矿化有密切关系，金品位与铜品位成正比。矿床中的金至少有一部分为自然金，金与黄铁矿没有直接关系，在某些富金的矿带中黄铁矿反而少见; 富金的矿床一般贫钼，但不是没有钼。
富金的斑岩系统附近往往可能存在可整体开采的浅成低温热液金矿床。矿化从斑岩系统中心的浸染状铜矿化带到边缘的金 － 银矿脉带的侧向分带是渐变的，而不是突变的。在富金斑岩系统的上部可能有硫砷铜矿脉存在，如菲律宾的勒班陀 ( Lepanto) 低温热液铜 － 金矿脉和 1987 年发现的位于其东南部下方的 “远东南”( Far South East，FSE) 巨大斑岩铜金矿床 ( 图 2) ，说明火山岩区一些高硫化铜金脉矿与富金斑岩铜矿具有空间和成因上的联系。另外，斑岩铜金矿也常与矽卡岩型金铜矿相伴生。

图 2 菲律宾吕宋岛北部曼卡延矿区图( 引自 A. Jr. Arribas 等，1996)

( 3) 热液蚀变
斑岩铜金矿和斑岩铜矿一样具有明显的热液蚀变和蚀变分带。矿化多赋存在中心的钾硅酸盐蚀变带，向外为绢英岩化蚀变和青磐岩化蚀变带等 ( 图 3，图 4) 。
金品位高的矿石见于长石稳定的钾硅酸盐型蚀变带，该蚀变带中黑云母和钾长石是有代表性的蚀变矿物。钾硅酸盐蚀变向外渐变为青磐岩化蚀变，在该蚀变带中绿泥石含量增加。
其他的蚀变类型还有中间泥岩蚀变，绢英岩化蚀变和前进泥岩蚀变。中间泥岩蚀变分布在岩株上部，上覆在钾硅酸盐蚀变组合之上，中间泥岩蚀变由绢云母、伊利石、蒙脱石、绿泥石和方解石组成。绢英岩化蚀变为石英 － 绢云母 － 黄铁矿组合，有时上覆在钾硅酸盐或中间泥岩蚀变之上。前进泥岩蚀变普遍出现在富金斑岩系统上部的火山岩围岩部分，由石英、明矾石、叶蜡石和硬水铝石等矿物组成，石英通常以玉髓的形式出现。

图 3 斑岩铜金矿系统中侵入体和蚀变关系示意图( 引自 R. H. Sillitoe，1990)


图 4 斑岩铜金矿系统中主要蚀变类型时间 － 深度关系示意图( 引自 R. H. Sillitoe，1990)

三、矿床成因和找矿标志
1. 矿床成因
所有大的富金斑岩型矿床都符合一个统一的模式 ( 图 3) 。该模式与斑岩型铜矿床的模式没有大的区别。导致富金斑岩矿床产生的岩浆和所含的金属具有壳下来源特征，板块俯冲和地幔楔入成分被认为是基本组分。金铜矿化位于复合斑岩岩株中心，复合斑岩岩株在剖面上呈环形到卵圆形。矿化主要局限在岩株内或延伸到围岩中。大多数矿床位于与岩株大致同期的火山岩中，也有少数产在较老的“基底”岩石中 ( 施俊法等，2005) 。
2. 找矿标志
( 1) 区域地质找矿标志
1) 斑岩铜金矿床一般与岛弧构造条件和大陆边缘环境有关，尤其是岛弧地质环境已知赋存有大量巨型的斑岩铜金矿床，是进一步寻找这类矿床的前提。
2) 容矿地层一般以火山岩及伴生的火山碎屑岩为主，所以陆上的火山环境有利寻找这类矿床。
3) 矿化与 I 型磁铁矿系列的次火山侵入体有关，所以要注意区内这类侵入体的分布。
4) 斑岩铜金矿床与浅成低温热液铜金矿脉、矽卡岩型铜金矿床在空间上有叠置关系，所以在区内出现这些类型矿床时，就要注意寻找相互依存的矿床。
( 2) 局部地质找矿标志
1) 矿化是在同源斑岩侵入体侵位时形成的，因此，有斑状石英闪长岩到二长岩等岩株的存在，就能提供勘查目标。
2) 识别区内的热液蚀变类型，富金斑岩铜矿金含量高的矿石主要见于钾硅酸盐蚀变带，代表性的蚀变矿物为黑云母和钾长石。
3) 矿石矿物组合中磁铁矿含量较高，而且一般伴有交代成因的透明石英。
( 3) 地球物理找矿标志
1) 高磁铁矿含量 ( 可以产生高达 4500γ 的磁响应) 与某些富金斑岩铜矿伴生，表明地面磁法或者航空磁法是圈定这类矿床的有效手段。
2) 环状或圆形磁力高与黑云母 － 磁铁矿蚀变带有关; 磁力低与普遍的绢英岩化或中间泥岩蚀变有关。
3) 航空和地面放射性测量数据有助于圈定钾硅酸盐蚀变。
4) 陆地卫星 TM、SLAR ( 机载侧视雷达) 和航空照片可用来鉴定被侵蚀的破火山口和区域性构造。
5) 花岗岩岩基和斑岩岩株的空间组合表明许多斑岩铜金矿床产在大的重力低附近。
6) 激发极化法测量对围绕含铜岩石的黄铁矿晕有很好的响应。
( 4) 地球化学找矿标志
1) 斑岩铜金矿床上方通常不同程度地存在 Cu、Au、Mo、Ag、Zn、Pb、As、Hg、Te、Sn、S 等元素的异常或元素组合异常。
2) 对于未知区来说，水系沉积物地球化学测量方法是筛选靶区的有效方法。
3) 在确定远景区之后，土壤取样、岩屑取样是圈定斑岩矿化系统的有效方法。在这过程中，如果化探异常与物探 ( 磁法或激发极化法) 异常相吻合，则更进一步证实了斑岩成矿系统的存在。
( 唐金荣 戴自希)

4. 弧岩浆-热液成矿系统模型

从该成矿系统区域地质环境、成矿作用等特征可以看出，甘孜-理塘洋壳向西俯冲产生的岛弧岩浆活动在义敦岛弧带的成矿作用中具有极其重要的作用。但在不同部位，由于构造环境和岩浆活动特征不同，因而成矿作用也显示出明显差异。
在岛弧南部，火山喷溢活动虽然也颇为活跃，但却以阶段性明显且每一阶段岩浆成分较单一为特征。在近万米的上三叠统中，火山岩浆活动基本仅集中在曲嘎寺组二段和图姆沟组二段中，在前者中，主要是基性岩浆活动的产物，中酸性成分火山岩很少；而后者中，以中性火山岩为主，基性和酸性火山岩很少。在火山活动中，未产生弧间裂谷等构造。显然，这一特点缺少了呷村、嘎依穷式火山成因块状硫化物矿床形成的构造条件。然而，火山岩系中成矿作用的缺乏却为其后岩浆侵入和热液成矿作用创造了十分良好的条件。
关于斑（玢）岩的产出环境、化学成分（包括微量元素）等的研究表明，它们和相伴生的火山岩具有同源特点。从斑（玢）岩的侵位地层最新为图姆沟组，后被喇嘛垭组所覆盖，岩体的同位素年龄和火山岩地层时代基本接近，表明火山岩和斑（玢）岩的形成时间虽有先后，但均在卡尼阶之内，即在火山岩浆以大规模的喷溢-沉积作用基本结束后，深部岩浆房的压力明显减弱，少部分岩浆只好沿其一些构造裂隙上侵，并在上侵过程中产生岩浆的分异，最后在地壳浅部形成闪长玢岩类和二长斑岩类小岩株、岩瘤、岩枝等。
作为成矿元素，由于在早期火山喷发-沉积过程中未能集中成矿，因此它们在晚期的侵入岩浆中得到相对集聚，在岩体基本冷凝定位后，富集于残余热液中。以络合物存在、运移的成矿物质，在周围环境的物理-化学条件发生变化时，分别形成斑（玢）岩型、矽卡岩型及浅成低温热液型矿床。不同类型矿床的形成环境是不一样的。
对于矽卡岩型矿床来说，从它仅产出在曲嘎寺组这一层位表明，其有关岩浆岩的侵位是较深的。另外，碳酸盐岩地层的存在也是必要的条件之一。当原始岩浆侵位到这样一个构造环境时，由于和围岩在成分上存在很大差异，造成岩浆流体和碳酸盐岩发生交代反应，在两者的接触带上形成无水的以石榴子石和辉石为主体的矽卡岩。但如果岩浆主体侵位较深，上部的碳酸盐地层中，层间构造裂隙又发育，残余的部分硅酸盐流体可继续上升，在碳酸盐岩的层间构造空间中，和不纯碳酸盐岩发生交代反应，形成红山式的层状矽卡岩。
由于矽卡岩是在围岩的构造空间较大的环境中形成的，矿物结晶普遍较粗大，因而粒间空隙也相对宽松，因此在矽卡岩产生之后，富含挥发组分的含矿残余流体，还可再次到矽卡岩中活动，在温度下降和组分梯度的影响下，对矽卡岩产生酸性淋滤交代作用，造成含矿络合物的分解，最后在阶段性矿化中构成矽卡岩型矿体。
斑（玢）岩型矿床目前仅产出在图姆沟组地层中，而且又多处在大断裂旁侧，矿床中构造裂隙发育，表明这类矿床形成深度相对浅于矽卡岩型矿床。当构成斑（玢）岩体的岩浆侵位到地壳浅部，在多组构造裂隙的影响下，形成了闪长玢岩类、二长斑岩类小岩瘤、岩枝和岩脉，但在它们基本定位后，区域内构造活动的频繁，使基本固结的岩体中又产生了众多微裂隙，这样又为富挥发组分的残余含矿溶液活动找到了良好的空间。同样，在温度下降和组分梯度的影响下发生广泛的自交代作用，并形成不同的交代蚀变分带，其中钾长石化和石英绢云母化对岩体的改造最强烈，因而也使含矿络合物分解较彻底，所以在这两类蚀变带中铜矿化也最强。
关于成矿物质的来源，从对区内各类岩石中Cu等成矿元素的测试分析表明，火山岩和斑（玢）岩明显高于区内其他沉积作用形成的岩石，区内成矿元素的异常范围也基本和区域火山岩的分布相吻合（图4-24），因此成矿物质是构成区内火山岩和斑（玢）岩的岩浆从地壳深部或从地幔中带来的，它们在火山岩浆活动和岩浆侵入过程中逐步得到富集。从斑、玢岩的铜等成矿元素的含量总体高于火山岩，成矿作用又仅发生在斑（玢）岩定位之后的热液活动中，这一事实充分说明了这一点。
斑、玢岩型和矽卡岩型矿床形成模式可用图4-25概况。

图4-24 烂泥塘-雪鸡坪-春都斑岩铜矿带基岩铜含量等值线图


图4-25 中甸斑岩型和矽卡岩型铜多金属矿床形成模式

5. 玉龙铜矿床的成矿系列与成矿机制

一、玉龙铜矿床的成矿系列与成矿机制
玉龙铜矿床以储量特大和矿化类型多为特点。其矿化类型主要有：①斑岩体内及其接触带上角岩中的细脉浸染型铜钼矿化；②斑岩体与波里拉组灰岩、大理岩接触带上的矽卡岩型铜矿化；③斑岩体周围波里拉组下部碳酸盐岩层与甲丕拉组顶部角岩层之间的似层状铜矿化（氧化矿体）；④斑岩体边缘局部的隐爆角砾岩型铜矿化；⑤斑岩体外接触带地层中的脉状铅锌银矿化。上述矿化类型的共生组合，是同一构造-岩浆-成矿体系在时空演化过程中流体化学动力学状态和成矿元素迁移性状综合演变的产物，它们共同构成了一套完整的超浅成中酸性岩浆热液系统的铜矿化系列。
在上述矿化类型中，人们对斑岩体内的细脉浸染型、接触带上的角岩型、矽卡岩型、角砾岩型铜矿化和外接触带围岩中的脉状铅锌银矿化的成因认识，分歧较小，仅对其成矿过程中的某些细节问题稍有争论。然而，鉴于碳酸盐岩层与角岩层之间的似层状铜矿化在决定玉龙铜矿床巨大经济价值中所占有的特殊重要地位，更鉴于似层状铜矿体次生改造作用强烈、矿物组合极其复杂，因而对其成因认识始终争论颇大。在对矿化系列成因分析的基础上，对玉龙铜矿床各矿化类型之间的内在联系，分析成矿作用过程。
二、成矿机制与成矿过程分析
在印支期古特提斯火山岛弧的构造背景下，古近纪始新世至渐新世期间随着新特提斯洋封闭后的应力松弛，深部（下地壳或上地幔）部分熔融产生的富水含铜花岗质岩浆经多次侵位（马鸿文，1990）后，到达浅部环境（深度约2 km处）形成玉龙含铜花岗斑岩体。在岩浆热力作用下，上三叠统甲丕拉组砂泥质岩和波里拉组碳酸盐岩发生接触变质作用，形成角岩、角岩化砂岩和大理岩。由于围岩层理与岩体高角度接触，热力影响范围广，因而这种热接触变质晕宽度大。
随着岩浆的冷凝结晶，开始出现与硅酸盐熔融体相和凝聚相共存的独立的挥发相。这种挥发相在向岩体顶部运移聚集的过程中，对岩体中先已结晶的钾长石、黑云母等斑晶发生自交代作用，使其中的铜等成矿元素不断转移到挥发相中，从而使挥发相具有富卤素、富碱质和含碱金属的特点。在岩体顶部和接触带不断聚集的挥发相，通过与碳酸盐岩发生交代反应形成矽卡岩，与泥质围岩交代形成钾硅化角岩和矽卡岩化角岩，而沿碳酸盐岩与砂泥质岩之间的层间破碎带顺层交代则形成似层状矽卡岩。此时的矽卡岩主要由钙铁榴石、钙铝榴石和透辉石等干矽卡岩矿物组成。随着岩浆的进一步冷凝结晶，当温度小于700 ℃时，硅酸盐熔融体相已全部结晶为凝聚相，挥发相则演化为临界或超临界的挥发热流体。这种挥发热流体，一方面使岩体进一步发生钾化和钾硅化交代作用；另一方面在早期干矽卡岩的基础上沉淀出透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石等湿矽卡岩矿物。此时，伴随有少量的铜钼矿化。
温度进一步降低（小于500 ℃），挥发热流体不断向岩体顶部接触带聚集。由于接触带上早期矽卡岩的沉淀，堵塞了溶液向外接触带扩散运移的通道，使不断上升聚集的挥发热流体封闭在岩体的冷凝外壳内部，从而产生强大的内压力。当内压力超过斑岩体顶部岩石及临近围岩的抗裂极限时，便产生网状破裂面，局部甚至产生隐爆角砾岩。网状破裂系统不断向浅部推进，当最终与近地表的裂隙系统贯通时，封闭在斑岩体顶部的热流体由静岩状态转为静水状态，内压骤然释放，流体沸腾。沸腾过程中大量酸性气体和水的逸出，使流体的碱性增大，同时盐度急剧升高，从而使流体携带金属组分的能力大大降低。当温度降至450～400 ℃，以HMoO4·（K，Na）Cl-形式搬运的钼首先大量沉淀；温度继续降至350 ℃左右时，主要以形式搬运的铜也开始大量沉淀。其结果，在岩体内部和近斑岩体的角岩中形成细脉浸染型矿化，在接触带形成矽卡岩型矿化，在隐爆角砾岩中形成角砾岩型矿化（图2-18A）。与此期矿化相伴随的，是内外接触带上广泛的钾硅化和绢英岩化。同时，由于成矿流体处于开放系统，因此有一部分天水携带着从围岩（尤其是甲丕拉组含铜砂岩）中萃取出来的有用组分参与了此阶段的蚀变与矿化。
沸腾后的流体分解为两部分，一是残存的高盐度碱性溶液；另一是从原流体相中逸出的酸性气体和水在上升途中与近地表氧化天水混合后形成的低盐度氧化酸性溶液。前者在向外接触带围岩推进过程中，由于天水的不断渗入，其盐度和温度不断降低，并最终在外接触带的角岩和大理岩中形成青磐岩化和与其相伴随的脉状-浸染状铅锌银矿化。后者下渗过程中在斑岩体内以及似层状矽卡岩矿体中（早中期）各类蚀变矿化之上叠加了广泛的粘土化，局部伴随有铜（辉铜矿、铜蓝）、钼（鳞片状辉钼矿）矿化。
在似层状矽卡岩型矿体中发生垂向氧化酸滤作用，形成了由上至下从氧化淋滤带（“铁帽”，褐铁矿±孔雀石±蓝铜矿），经铜的氧化物富集带（上部孔雀石+蓝铜矿+粘土矿物，下部赤铜矿+自然铜+黑铜矿+铜铁矿+粘土矿物），过渡到铜的硫化物富集带（辉铜矿+铜蓝±斑铜矿+粘土矿物）和原生硫化物带（黄铜矿+黄铁矿+矽卡岩矿物）的剖面结构（图2-18B）。
晚近时期，随着地壳抬升和盖层的剥蚀，矿体逐渐接近地表和地下水面，活动的地下水以大气降水占绝对优势。从矿区斑岩型矿体及顶盖矿化围岩、似层状矽卡岩矿体近斑岩体部分的地表氧化作用带来的铜等有用组分，随地下水沿高空隙度的氧化矿层（尤其是其中的粘土层之上）侧向顺层迁移，当到达矿体延伸方向的中部时，以铜、铁的氧化物或自然元素等形式叠加在原深部垂直氧化作用形成的氧化淋滤带和氧化物富集带上，形成次生氧化物富集带，并造成目前所见的在似层状氧化矿体的中部，次生氧化物富集带位于氧化淋滤带之下、硫化物富集带之上，而在延伸方向的远端，次生氧化物富集带直接盖在氧化淋滤带之上或夹于其中的分布格局（图2-18C）。

6. 斑岩型铜矿

一、内容概述
“斑岩铜矿”一词最早源于1904年Ransome对美国亚利桑那州斑岩铜矿带的研究，原意是指产于强烈绢云母和石英化长英质斑状侵入岩中的细脉浸染型铜矿床。斑岩铜矿以规模大、品位相对较低（一般小于1%）、矿体形成深度相对较浅（一般不深于3～4km）、含有金属矿物的斑岩铜矿脉为主要特征，外围可能含有矽卡岩置换碳酸盐岩等高中温硫化物热液系统（Sillitoe，2010）。斑岩铜矿是与侵入岩有关金属矿床家族的重要成员之一，其成矿作用与岩浆活动具有密切时空分布关系（Misra，2000）。斑岩铜矿形成于板块俯冲带的上盘和陆内造山带，一般发育于洋-陆（洋-洋）俯冲和陆-陆碰撞有关的汇聚板块边缘的大陆弧环境（Misra，2000），也可形成于陆内环境的走滑断裂带（Hou et al.，2003），总体环境为碰撞挤压环境，但成矿主要形成于挤压背景下的拉张环境（芮宗瑶等，2004）。Cooke et al.（2005）通过对世界主要斑岩铜矿带成矿背景的综合研究，发现大洋板片的低角度俯冲非常有利于挤压背景的形成。此外，断裂和断裂交汇处也是斑岩铜矿形成的有利构造部位。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，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，并且斑岩铜矿中富矿体的形成是多期岩浆活动相互叠加的结果（Patrick，2010；Vry，2010）。金属硫化物矿化在斑岩体及围岩中从内向外呈浸染-浸染＋微细脉-浸染＋细脉-细脉状产出。
斑岩铜矿在时间和空间上均与中酸性钙碱性系列浅成侵入体有关（Cook et al.，2005），化学成分以富K为特征，通常K2O＞Na2O，87Sr/86Sr较小，一般为0.703～0.706，少数可到0.709（芮宗瑶等，2006）。侵入岩岩性变化于石英闪长岩 花岗岩之间。其中，岛弧环境的含矿斑岩通常属于典型钙碱性系列，岩性以石英闪长岩为主，少数为花岗闪长岩、石英二长岩（Misra，2000）；而陆缘弧环境的含矿斑岩属于钙碱性系列，少量属于高钾钙碱性系列，岩性以花岗闪长岩和石英二长岩为主（Singer，2005）。一般与SiO2和K2O/Na2O比值较低的闪长岩类岩体有关的斑岩铜矿富含金，而与SiO2和K2O/Na2O比值较高的花岗岩类岩体有关的斑岩铜矿床富含钼（Singer et al.，2005a）。不同类型围岩的斑岩铜矿的成矿元素明显不同，花岗岩、正长岩和流纹岩中出现斑岩铜钼矿床的概率明显大于斑岩铜金矿床（Singer et al.，2005 b）。含矿侵入岩体及围岩均遭受到普遍和强烈的断裂与破碎作用，含矿斑岩侵入体及其附近常具有含矿的隐爆角砾岩。
对含矿斑岩的起源研究较早，俯冲洋壳或残留洋壳的部分熔融，加厚下地壳或新生下地壳的部分熔融，以及板片熔体交代上地幔的部分熔融等模式，均被用来解释含矿斑岩的成因，但众多研究成果都强调下地壳或者上地幔对岩浆成因的贡献。最近的研究表明，除少数具有埃达克质亲和性钙碱性岩浆为年轻大洋板片直接熔融的产物外（Defant et a1.，1990），绝大多数的钙碱性岩浆都是板片释放流体交代楔形地幔部分熔融的产物。斑岩铜矿各蚀变带的形成，与岩浆的上侵、成矿物质的沉淀是同步的。Lowelli et al.（1973）的研究基本建立了弧环境斑岩铜矿床蚀变及矿化特征的一般性框架。依据矿物组合，常可将斑岩铜矿床蚀变分为钾硅酸盐化、绢英岩化、泥化及青磐岩化四种类型。Cox和Singer（1986）根据美国、智利、加拿大等地的超大型斑岩铜矿特征，总结出斑岩铜矿的描述性模式。Sillitoe et al.（1984，2010）基于对太平洋西南岛弧环境的48个斑岩铜矿的研究提出了斑岩铜矿系统模型。
二、应用范围及应用实例
（一）智利艾尔特尼恩特（El Teniente）斑岩铜钼矿床
智利艾尔特尼恩特斑岩铜钼矿床位于首都圣地亚哥以南约100km，属于太平洋东部安第斯山成矿带东部的超大型铜钼矿床。矿区内出露岩层有中、新生代的各种火山岩、沉积岩和侵入岩，最老的地层是三叠系。El Teniente矿区岩浆岩以角砾成分复杂的岩筒为特征，矿体分布于岩筒周围，最大宽度约600m。矿区发育一系列钙碱性酸性至中性侵入岩，岩性为英云闪长岩、闪长岩，晚期侵入岩为英安岩和安粗质玢岩（Maksaev et al.，2004）。El Teniente赋矿围岩为Farellones组安山质杂岩（安山玢岩、辉长岩、闪长玢岩和安山岩脉、黑云母角砾岩）。由于英云闪长岩、英安斑岩两种含矿岩体的侵入，发生了强烈的蚀变和矿化，形成了巨大的铜矿床（Cannll et al.，2005）。矿体呈网脉状分布，矿化带呈北西走向，平行英安斑岩分布，主要金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿，少量的磁铁矿、硅砷铜矿。大约80%的矿化作用发生在安山岩中，20%发生在石英闪长岩和英安斑岩中。矿体由内向外依次出现斑铜矿、黄铜矿和黄铁矿分带现象（Cannll et al.，2005）。除原生矿化作用外，还发育有后期的次生淋滤作用，因而矿体可以分成上部淋滤带和氧化矿石带，中部次生富集带以及下部原生硫化矿石带。通过整合侵入岩的年龄和系统的矿床研究，认为El Teniente矿床与侵入岩密切相关，存在着3个演化阶段（图1）（Skewes et al.，2007）。

图1 智利El Teniente矿床演化示意图

（据Skewes et al.，2007）
该矿床主要特点是：①英云闪长岩、英安斑岩侵入岩与大量的岩墙、角砾岩筒同时存在；②矿体呈网脉状分布，矿化带平行英安斑岩分布，围岩蚀变有钾化带、钾化-青磐岩化过渡带和青磐岩化带；③主要金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿，少量的磁铁矿、硅砷铜矿。
（二）印度尼西亚格拉斯贝格（Grasberg）斑岩铜金矿床
格拉斯贝格斑岩Cu-Au矿床位于新几内亚岛，成矿时代为晚中新世—上新世，属于西太平洋大陆边缘岛弧区，位于Mapenduma背斜北翼（图2）。控制矿床的断裂呈北西走向，为高角度断裂，形成于格拉斯贝格杂岩体，断裂交汇处发现大量的角砾。该矿床石英和磁铁矿之间交代作用强烈，存在网脉状和浸染状两种矿化类型。主要金属矿物包括黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、赤铁矿、蓝辉铜矿等，金为自然金，其成色与铜呈正相关关系，常呈包裹体产于黄铜矿和石英中，含金向下增加，至少到1300m深度。围岩蚀变十分普遍，并且与网脉状矿化同时发育，主要有钾化、磁铁矿化、阳起石化和绢云母化（Paterson et al.，2005）。

图2 印度尼西亚格拉斯贝格区域地质图

（据Polland et al.，2002）
围岩蚀变带分为内外两个带，内带形成钾化，矿物组合为钾长石、黑云母、石英、金红石等，外带矿物组合为绢云母、黄铁矿和硬石膏等。同位素和包裹体研究显示，基性岩浆侵位在深部岩浆房时导致流体循环和蚀变，基性岩浆提供流体、金属元素和硫成矿系统，是形成巨量金属堆积的主要原因（Pollard et al.，2005）。
该矿床主要特点是：①矿床位于西太平洋大陆边缘岛弧区，与东艾茨伯格（Ertsberg east）矽卡岩铜金矿床伴生；②一系列钙碱性至中酸性侵入岩与角砾岩筒、断层同时生成是有利的成矿环境，矿床被呈北西走向的高角度断裂控制；③围岩蚀变主要为钾化、磁铁矿化、阳起石化和绢云母化，呈现内、外分带现象，存在网脉状和浸染状两种矿化类型；④主要金属矿物包括黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、赤铁矿、蓝辉铜矿等。
三、资料来源
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7. 中亚造山带

我国在中亚造山带已经发现了若干斑岩铜矿，如土屋、延东、包古图、希勒克特哈腊苏、北山、白乃庙、白音宝力道、多宝山等。周边在蒙古、哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦已经有了重要的发现，如蒙古已发现了两个铜储量超过1000万吨的额尔登特斑岩铜钼矿和欧玉陶勒盖（Oyu Tolgoi）斑岩铜金矿（后者铜金属储量目前勘探已超过3000万吨，金储量超过500吨），哈萨克斯坦的阿克斗卡（铜储量588万吨），乌兹别克斯坦的卡尔玛克（1050～1125万吨）和达利涅耶（321万吨）（戴自希等，2001）。与周边国家和地区斑岩铜矿对比，新疆具有类似的成矿地质条件，有希望找到新的大型超大型斑岩铜矿（刘德权等，2001），尤其欧玉陶勒盖，已成为亚洲最大的斑岩铜矿，一个矿床的储量就相当于我国全部斑岩铜矿的总储量，且距我国仅咫尺之遥（80 km），是有希望在其附近的内蒙古境内有所发现的（刘益康和徐叶兵，2003）。
据我们的初步分析，阿尔泰南缘－东准噶尔、天山北缘、内蒙中部－黑龙江西部3个地区可以作为首选的找矿地区（图9.1），那里的岛弧岩浆岩发育，O型埃达克岩多，且已发现许多与埃达克岩有关的斑岩铜矿。
中亚造山带的埃达克岩是古生代的（寒武纪－石炭纪），石炭纪以后古亚洲洋闭合进入陆内阶段。因此，要注意找古亚洲洋发育期间的埃达克岩（二叠纪的埃达克岩，如西天山阿吾拉勒属于陆内阶段，不在本节讨论的范围）。目前已发现的矿床有西天山的喇嘛苏铜矿、阿希金矿、东天山的土屋、延东、公婆泉斑岩铜矿、西准噶尔的包古图斑岩铜矿、准噶尔北缘的阔尔真阔腊、布尔克式岱浅成低温金矿（西段），乌伦布拉克铜金矿（东段），阿尔泰南缘的青河希勒克特哈腊苏斑岩铜矿，北山的公婆泉、内蒙古的白乃庙、白音宝力道斑岩铜矿、敖尔盖、布敦化、莲花山、多宝山斑岩铜矿等（引自张旗等，2003a及其所附的参考文献；张连昌等，2007；姚红等，2007；王海坡等，2007；葛文春等，2007）。西天山毗邻的西部邻邦（乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦）矿产资源丰富，且与国内的地质特征可以对比，因此，没有理由认为西天山的中国部分没有希望，虽然工作条件非常险恶。东天山向东与甘肃的北山相连，已发现一批极有前景的斑岩铜矿（芮宗瑶等，2001 ；张连昌等，2004），扩大远景是极有希望的。在准噶尔北缘，目前发现的有可能为埃达克质岩的岩体有：阿舍勒、喀腊安、扎拉特、切热克斯塔、二台北、兔子泉、喀拉萨依、乌伦布拉克、西滩、索尔库都克、别勒库都克、老山口、北山、金山等（引自张旗等，2003a），并发现许多与埃达克岩有关的矿点和矿化现象，阿舍勒矿区内最近发现了具埃达克岩特征的闪长玢岩，开拓了新的找矿思路。青河地区斑岩很多，找矿工作近期才开展，潜力很大。内蒙古中部的白云鄂博－苏左旗一带目前已知可能的埃达克质岩有白乃庙、格少图、图林凯、德言其庙、孙德拉图、呼勒格尔、米生庙（已有Cu矿点）、太古生庙、苏尼特左旗白音宝力道、巴音高勒、莫斯托、霍朔根敖包、阿都楚鲁、达茂旗公胡都格、昭盟碧留台、旧达青、白云鄂博的白云等（引自张旗等，2003a及其所附的参考文献）。该区与蒙古的Oyu Tolgi铜金矿可能属于同一个成矿带，成矿条件极好，是有可能取得重大突破的地区。内蒙古东部（包括大兴安岭）成矿条件类似内蒙古中部成矿带，且成型的矿床和矿点多，目前急需的是加大普查的力度。

8. 模型六 斑岩型铜矿床找矿模型

一、概 述
斑岩型铜矿床是一类与浅成、超浅成中酸性侵入体 ( 斑岩) 有关的规模大、品位低的铜矿床。它是世界最主要的铜矿类型，目前占世界铜资源量和产量的一半以上。据 2009 年最新统计，世界铜金属储量超过 500 ×104t 的超大型铜矿床约有 94 个，其中斑岩型为 67 个，占总数的 71% ，说明斑岩型铜矿在超大型铜矿床中占有重要的地位。斑岩型铜矿不仅是世界铜金属的最重要来源，而且也是钼、铼、金和银等金属的重要来源。斑岩型铜矿床中铜的品位为 0. 2% 至 ＞ 1%; 钼的含量约为0. 005% 至 0. 03% ; 金的含量范围从 0. 004g / t 至 0. 35g / t; 银的含量从 0. 2g / t 至 5g / t。据其所含的金属，可将其划分为斑岩铜钼型和斑岩铜金型，一般指的斑岩铜矿即为斑岩铜钼型，而斑岩铜金型的矿床除铜外，其金的含量也较高，金品位约 0. 2 ～2. 0g/t。R. H. Sillitoe ( 1993) 提出斑岩铜矿床中应该含有 ＞0. 4g/t 的金，才能称为富金的斑岩铜矿，即斑岩型铜金矿床。
斑岩铜矿在世界上分布很广泛，但明显集中于环太平洋带、古特提斯带和中亚 － 蒙古带，少部分分布于古克拉通，如印度克拉通和中朝克拉通等 ( 表 1; 图 1) 。
表 1 世界超大型斑岩型铜矿床的初步统计*


续表


续表


* 铜金属储量＞ 500 × 104 t。

图 1 全球斑岩型铜矿床分布示意图( 据秦克章，2002，修编)

环太平洋带包括南、北美洲大陆边缘狭长的科迪勒拉 － 安第斯造山带和西南太平洋岛弧地区的许多斑岩铜矿，典型矿床有加拿大的海兰伐利，美国的宾厄姆、比尤特、莫伦锡，墨西哥的卡纳内阿、拉卡里达德，巴拿马的塞罗科罗拉多，秘鲁的夸霍内、拉格兰贾，智利的丘基卡马塔、埃尔特尼恩特、拉埃斯康迪达、科亚瓦西，阿根廷的阿瓜里卡，菲律宾的坦珀坎，巴布亚新几内亚的潘古纳、奥克特迪，印度尼西亚的埃茨贝格 － 格拉斯贝格、巴都希贾乌等矿床。
古特提斯带分布在欧亚板块南缘，斑岩铜矿集中产在特提斯 － 喜马拉雅造山带，主要矿床有匈牙利的雷克斯克，塞尔维亚的麦丹佩克，伊朗的萨尔切什梅，巴基斯坦的雷科迪克，以及中国西藏的玉龙、驱龙等矿床。
中亚 － 蒙古带分布在亚洲大陆中部，包括中亚乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦巴尔喀什湖地区至蒙古和我国的天山、内蒙古和黑龙江的大兴安岭地区。带内主要矿床有乌兹别克斯坦的阿尔马雷克，哈萨克斯坦的科翁腊德和阿克托，蒙古的额尔登特和奥尤陶勒盖，中国的多宝山、乌奴克吐山、土屋 － 延东等矿床。
分布于古克拉通的斑岩铜矿极少，已知有位于印度地台中部的马兰杰坎德以及位于我国山西中条隆起上的铜矿峪矿床等。
二、地 质 特 征
1. 区域构造背景
在世界范围内，斑岩铜矿区似乎与造山带一致，这种引人注目的关系以环太平洋中、新生代斑岩铜矿最为明显。在造山带中，斑岩铜矿主要产在两种构造环境里，即岛弧和大陆边缘，这两种环境都相当于岩石圈板块的汇聚边界。近年，在中国西藏冈底斯发现了大型斑岩铜矿带，中国学者研究后提出大陆碰撞成矿论，认为冈底斯斑岩铜矿属于大陆碰撞型斑岩铜矿。所以，在斑岩铜矿成矿的构造环境中还要考虑陆 － 陆碰撞的构造环境。在区域上，斑岩铜矿的分布多与区域构造有关，多受区域性深大断裂构造控制。在许多斑岩铜矿区中，岩浆侵位都是受断裂控制的。尤其是断裂的交切部位和强烈破碎区是渗透性较高的地带，利于岩浆侵位和成矿，因而是特别重要的控矿构造。智利呈南北走向的多梅科断裂系统 － 西部断裂显然控制了斑岩铜矿的分布，尤其是带内的交叉构造明显控制了各个矿床的产出，从南部的埃尔萨尔瓦多到北部的科亚瓦西矿床，均赋存在这条深大断裂附近 ( 图 2) 。

图 2 智利北部斑岩铜矿床和多梅科断裂系统之间的空间关系示意图( 引自 A. H. Clark，1993)

2. 矿床地质特征
斑岩铜矿一般位于中、酸性侵入体内或其附近，系细脉浸染状硫化物矿床。
( 1) 容矿岩石
斑岩铜矿在空间和成因上与火成侵入岩体有关，侵入体是各种各样的，一般为长英质，岩体中至少有一个侵入相是斑岩。厚大陆地壳内形成的矿床通常与石英二长岩伴生，如美国西南部亚利桑那州的许多矿床。产于岛弧内的矿床通常与石英闪长岩、闪长岩体伴生，如印度尼西亚、菲律宾的许多矿床。
与斑岩铜矿有关的侵入体为浅成的，一般是在不到 4km 的深度，大多数是在 1 ～2km 侵位的。侵入体的围岩可以是任何一种岩石，从无成因联系的围岩 ( 包括各种各样的沉积岩、火山岩、侵入岩和变质岩等) 到同岩浆源的喷出岩。与斑岩铜矿有关的侵入体及其围岩都发育有大量裂隙。岩石裂隙是控制成矿作用的重要因素。
( 2) 矿化特征
矿化呈细脉浸染状，在岩体中多以浸染状为主，在岩体外多以细脉状为主，远离岩体甚至有大脉状矿化，有的周围有铅锌银卫星矿。有时与其他类型矿床有一定伴生关系，如矽卡岩型铜矿、脉型铜矿、交代型铅锌矿和块状硫化物型矿床等。
原生矿石由含矿石矿物细脉和浸染体的蚀变岩石组成。在矿石矿物中，数量上占优势的是黄铁矿和黄铜矿，有时有斑铜矿; 次要的有硫砷铜矿、黝铜矿、辉铜矿、辉钼矿、磁铁矿、闪锌矿、方铜矿、赤铁矿，有时还有含金矿物。
表生作用形成的矿床其次生分带具有重要的实际意义。一般自上而下可分为 5 个带: 淋滤带、氧化矿石带、混合矿石带、次生硫化物富集带、原生矿石带。
( 3) 热液蚀变特征
与斑岩铜矿床有关的侵入体内及其周围通常都有由热液引起的强烈的蚀变反应，并形成稳定的矿物组合。众所周知的洛厄尔模型就是美国西南部经典斑岩铜矿床的蚀变分带模型，其热液蚀变通常含有一个钾蚀变核心，并有石英绢云母化 ( 前称 “似千枚岩化”) 、泥岩化和青磐岩化蚀变，呈同心圆状围绕着钾蚀变核心。但后来，V. F. Hollister 等发现，洛厄尔模型只适用于与钙碱性侵入岩体有关的斑岩铜矿蚀变分带，含矿岩体多属石英二长岩的范围，不能包括所有的含矿岩体，因此他们又提出一种 “闪长岩模型”，适用于与闪长岩有关的斑岩铜矿蚀变分带，这种蚀变分带通常含有一个钾蚀变核心 ( 正长石 － 黑云母或正长石 － 绿泥石) ，周围是青磐岩化蚀变带。铜矿化在洛厄尔模型中的石英 －绢云母化蚀变带特别发育，而在闪长岩模型中，石英 － 绢云母化蚀变通常是不存在的，因此，铜矿化在钾蚀变带及其周围的青磐岩化蚀变带都有出现。符合洛厄尔模型的矿床含钼高，含金低; 而符合闪长岩模型的矿床则含金较高。
( 4) 成矿时代
从成矿时代看，新生代是斑岩铜矿重要的成矿期，其次是中生代，古生代也有部分斑岩铜矿，而前寒纪的斑岩铜矿极少。
三、矿床成因和找矿标志
1. 矿床成因
对斑岩型铜矿床来说，最适用于多数矿床的成因模式是以岩浆 － 热液说为基础的 “正岩浆模式”( Orthomagmatic model) ，其中矿石金属来自与时间上和成因上有关的侵入体 ( 图 3) 。大的多相热液系统发育在与成因有联系的侵入体内或侵入体之上。
图 3 表示一个与小的次火山斑岩侵入体有关的斑岩铜矿床，并被宽大的黄铁矿带所环绕。较大规模的热液系统反映了有关矿床的主要类型，包括矽卡岩铜矿、交代型 ( 层控平伏状) 锌、铅、银、金矿、各种贱金属和贵金属脉状矿以及角砾岩容矿的矿床等。
斑岩型铜矿床的 “正岩浆模式”已有众多学者进行过介绍。这些学者设想相关岩浆侵位于地壳的上部，并沿围岩和岩浆房的底部边缘带发生结晶作用，随着结晶作用在岩浆内部产生挥发分的过饱和，矿石金属和许多其他组分强烈地分离进入挥发相，也就是说岩浆结晶过程中富集了挥发分和金属。当增大的流体压力超过地静压力和超过上覆岩石张力强度时，这些岩石产生了破裂，从而使热液流体快速流出，进入新产生的开放空间，沉淀形成矿石。这些开放空间包括岩体和围岩中的破裂裂隙和角砾系统等。
2. 找矿标志
自 20 世纪 70 年代以来，在深入研究斑岩铜矿的基础上，众多学者已建立了一系列成矿与找矿模型，包括 J. D. Lowell 等 ( 1970) 基于美国圣马纽埃 － 卡拉马祖矿床得出的经典蚀变 － 矿化分带模型———二长岩模型 ( 图 4，图 5) ，V. F. Hollister ( 1978) 的 “闪长岩模型”，R. H. Sillitoe ( 1979) 的斑岩铜矿巴尔干模型 ( 见总论图4 －5) ，D. P. Cox 等 ( 1986) 根据美国、智利、加拿大等地的超大型斑岩铜矿总结出的 “斑岩铜矿的描述性模型” ( 图 6) 等，这些模型广泛应用于斑岩铜矿的找矿中，对斑岩铜矿的发现起到了无与伦比的作用。

图 3 安山质层火山岩根部带斑岩型铜矿系统的示意图( 引自 W. D. Sinclair，2006)


图 4 美国圣马纽埃 － 卡拉马祖矿床蚀变分带图( 引自 J. D. Lowell 等，1970)


图 5 美国圣马纽埃 － 卡拉马祖矿化分带示意图( 引自 J. D. Lowell 等，1970)

J. D. Lowell 等 ( 1970) 的蚀变分带模型是在观察美洲 27 个斑岩铜矿的基础上总结的，指出斑岩铜矿的热液蚀变通常含有一个钾蚀变核心，向外依次呈同心圆状围绕钾蚀变核的有石英绢云母化蚀变、泥岩化蚀变和青磐岩化蚀变。这种模型适用于含矿岩体多属石英二长岩的范围，因此，也称为“二长岩模型”; V. F. Hollister 等提出的“闪长岩模型”，这种蚀变分带通常含有一个钾蚀变核心，周围是青磐岩化蚀变，这种模型适用于与闪长岩有关的斑岩铜矿。铜矿化在 “二长岩模型”的石英 －绢云母化蚀变带中特别发育，而在 “闪长岩模型”中，铜矿化只在钾蚀变带及其周围的青磐岩化蚀变带中出现。
在 1979 年的欧洲铜矿会议上，根据喀尔巴阡 － 巴尔干矿带上斑岩铜矿的特征，Sillitoe 提出了喀尔巴阡 － 巴尔干斑岩铜矿体系图，简称 “巴尔干模型”。该区铜矿床为 “四位一体”的复合型矿床，即斑岩铜型、矽卡岩型、铅锌交代型和块状硫化物型矿床构成复合型矿床。巴尔干模型，不仅指明了不同类型铜矿床的共生组合，而且揭示了各个矿床类型的空间关系，为区内进一步找矿提供了科学依据。

图 6 斑岩型铜矿床综合模型示意图( 引自 D. P. Cox 等，1986)

D. P. Cox 等 ( 1986) 的斑岩铜矿描述性模型综合了斑岩铜矿的总体特征，包括斑岩铜矿产出的构造背景、成矿地质环境，以及矿物组合、蚀变分带、地球化学标志等矿床特征，提供了斑岩铜矿床综合模型示意剖面图，为找矿指明了方向。
总起来说，斑岩铜矿关键性的勘查标志可归纳为以下方面:
( 1) 区域地质找矿标志
1) 从全球构造上看，斑岩铜矿主要出现在造山带，其构造环境多为岛弧、大陆边缘以及大陆碰撞带，相当于岩石圈板块的汇聚边界。
2) 从区域构造上看，斑岩铜矿受区域性深大断裂控制，构造、断裂的交切部位和强烈的破碎带是重要的控岩、控矿构造。
( 2) 局部地质找矿标志
1) 斑岩铜矿在空间和成因上与火成侵入岩体有关，因此，区域内长英质到中性斑岩侵入体的存在，如石英二长岩、石英闪长岩等，是寻找斑岩铜矿的前提。岩体以浅成岩株、岩墙、角砾岩筒等形状产出。尤其要注意有多期次侵入活动的地区。
2) 与斑岩铜矿有关的岩体中往往发育有网状密集的裂隙构造，这是矿化岩体的重要标志。
3) 侵入体周围强烈的热液蚀变是斑岩铜矿的明显特征。呈同心圆状和带状分布的钾化 ( － 绢英岩化) － 泥化 － 青磐岩化的出现是斑岩铜矿的近矿标志。如有大规模黄铁矿蚀变带相伴生，那就指示着该地区可能是斑岩铜矿的远景区。
4) 区内淋滤帽的出现以及表生作用形成的一些氧化矿等都是斑岩铜矿的近矿标志。
5) 矽卡岩型铜矿和脉型铜矿等往往与斑岩铜矿伴生。还有火山岩区斑岩铜矿系统的高部位多发育浅成低温热液型贵金属和含硫砷铜矿脉，所以在大量硫砷铜矿脉之下可能有斑岩铜矿的存在，这为寻找深部隐伏斑岩铜矿指出了方向。
( 3) 地球物理找矿标志
1) 激发极化法在圈定斑岩型铜矿床中硫化物的分布或蚀变带的范围时被广泛应用; 磁法在圈定含有丰富磁铁矿的斑岩铜矿方面是有用的; 伽马射线光谱测量可用于圈定接近矿化带的钾蚀变带。
2) 应用遥感技术可识别、解析与斑岩铜矿有关的线性构造、环形构造、线环组合构造以及色彩异常所反映的区域性深大断裂、火山 － 岩浆活动以及矿化蚀变特征，从而有效勘查斑岩铜矿。
( 4) 地球化学找矿标志
斑岩铜矿易引起大的地球化学分散晕，大的黄铁矿晕可以用于圈定矿床的范围和了解热液系统的强度，所以水系沉积物和土壤地球化学测量，在世界各地均是斑岩铜矿有效的勘查手段。
地球化学标志: 中心为 Cu ± Mo ± Au ± Ag ± W ± B ± Sr，向外为 Pb、Zn、Au、As、Sb、Se、Te、Mn、Co、Ba 和 Rb; 局部地区 Bi 和 Sn 形成非常远源的异常; 所有的带中含 S 高，一些矿床有微弱的U 异常。
( 周 平 戴自希)