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斑岩铜矿研究现状与进展

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1、矿床地质 2012 年 MINERAL DEPOSITS 第 31 卷增刊斑岩铜矿研究现状与进展魏成1，王瑞2，雷小林3 （1 四川省甘洛县国土资源局，四川甘洛 616850；2 会理铅锌股份有限公司矿产资助管理部，四川会理 615105； 3 汉中天鸿基矿业有限公司，陕西汉中 723102） 1 构造背景与成矿环境 Sillitoe(1972)和 Mitchell(1973)把板块构造理论应用于环太平洋斑岩铜矿成矿作用研究, 提出了岩浆弧-斑岩成矿模式，认为斑岩铜矿主要产于岩浆弧带的过渡构造环境, 是地幔与地壳物质交换作用的产物。这一岩浆弧-斑岩成矿模式有效地指导了全球的斑岩铜矿找矿勘探，并且随着全球斑岩铜矿成矿理论的日臻完善和斑岩铜矿勘探工作的大量投入，在全球确定了三大斑岩铜矿成矿带，即环太平洋带、特提斯带和中亚带，但是并不是所有的岛弧和陆缘弧环境都产出斑岩型矿床。随着斑岩铜矿床勘查的突破，并非所有的斑岩铜矿都产于岩浆弧带的过渡构造环境, 有些斑岩铜矿可能与大陆裂谷作用有关，如我国山西中条山铜矿峪斑岩铜矿。我国东部中生代斑岩铜矿的成因虽与太平洋板块向西的俯冲

2、作用有关，但更直接的成矿动力学机制则是岩石圈的伸展减薄。新近发现了多个产于大陆碰撞造山带中的斑岩铜矿床，如我国藏东玉龙斑岩铜矿带和冈底斯斑岩铜矿带。这两大成矿带均产于印度亚洲大陆碰撞形成的喜马拉雅一西藏造山带，说明大陆碰撞造山带也具有产出斑岩铜矿的巨大潜力。在此基础上，按产出环境的差异，将斑岩铜矿床分为弧造山型斑岩矿床（岛弧和陆缘弧）和碰撞造山型斑岩矿床。 2 含矿斑岩与埃达克岩早期研究表明，岛弧环境的含矿斑岩通常为偏中性的闪长质斑岩，属钙碱系列；而大陆环境（陆缘弧和碰撞带）含矿斑岩以偏酸性的花岗质斑岩为主，多具高钾钙碱性，部分为钾质碱性和橄榄安粗质（Guilbert J M, 1995; Camus F, Silltioe et al., 1996）。这种规律性或者暗示含矿斑岩的岩浆源区存在差异，或者反映加厚陆壳对原始岩浆成分产生混染。。然而，最近不断增多的证据表明，含矿斑岩并不具有典型的弧火山岩特征，相反，它们多具有埃达克岩（adakite）岩浆亲合性，因此，许多研究者推测并强调埃达克岩与斑岩 Cu、Mo、Au 矿床存在密切的成生联系(Coleman et al.,1995;

3、王强等，2001)。Adakite 是 Defant和 Drummon 提出的一个岩石学概念，因其最早发现于阿留申群岛的 Adak 岛，而被命名为 adakite。王焰把它引入到中国,并翻译成埃达克岩。其原始定义是指形成于火山岛弧环境,由俯冲的年轻( 25 Ma) 大洋板片熔融形成的火成岩。然而，随着对埃达克岩的进一步研究发现，埃达克岩的形成机制和产出环境具有多样性,用单一的年轻热洋壳俯冲模式不能解释所有的埃达克岩。结合目前的研究成果，埃达克岩成因主要有两类：一类产于岛弧环境，由俯冲板片（不一定小于 25 Ma）的部分熔融形成。两类埃达克岩都与斑岩铜矿的成矿作用存在着密切的关系。世界上大多数超大型的斑岩铜矿与 O 型埃达克岩有关，而我国的斑岩铜矿则大多数与 C 型埃达克岩有关。大量的研究结果表明斑岩型铜钼矿床和浅成低温热液矿床与埃达克(质)岩具有密切的关系。Defant 等（2002）指出，埃达克岩可以作为找矿标志来使用。张旗等也认为埃达克岩可以作为找矿标志来使用，并提出“先找埃达克岩，再找矿” 。同时也有一部分学者持不同意见，芮宗瑶等认为成岩与成矿不完全统一，372 矿床地

4、质 2012 年因此埃达克岩不应作为找矿的重要标志。综上所述，笔者认为斑岩铜矿最重要的找矿标志是蚀变带，埃达克岩可以作为找矿的辅助标志。 3 蚀变套合自洛厄尔和吉伯特（1970）建立 Lowell-Guilbert 模式来，斑岩铜矿床的蚀变分带特征（自内而外，依次为钾硅酸盐化带石英绢云母化高级泥化带青磐岩化带）就作为斑岩铜矿的基本特征确定下来，为判断斑岩体剥蚀程度和工程勘查提供了重要的指示性标志（侯增谦等，2003）。但近年来一些研究者发现，许多斑岩矿床的热液蚀变系统中并不发育高级泥化，因此认为高级泥化可能与斑岩系统无关。另外，由于高级泥化蚀变常常是浅成低温热液系统的典型产物，而浅成低温热液矿化常叠加于斑岩矿化系统之上，因此，许多学者认为经典的蚀变分带模型中的高级泥化蚀变更多地标志着浅成低温热液系统的发育。近年来随着斑岩找矿理论的进一步成熟，在斑岩铜矿中发现了一些新的蚀变类型。在美国 Ann-Mason 斑岩铜矿形成过程中，钾质蚀变之后由于钠钙活度的升高，从而形成了更长石-阳起石-榍石蚀变组合，Dilles等称之为钠钙蚀变。 4 成矿岩浆的起源及成矿物质来源 Bouse 等

5、详细研究了美国亚丽桑那州晚白垩-早第三纪火成岩及相关的斑岩铜矿床的物质来源。他们认为成矿岩浆是由该地区前寒武纪结晶基底的部分熔融形成的，在岩浆形成过程中，来自地幔深处的玄武质岩浆的内垫作用（intraplate）所带来的热量对部分熔融的发生有重要意义，但地幔物质的加入却很微弱，因此由这种方式形成的岩浆以及相应矿床的物质主要来自地壳。 Lang 等根据对亚丽桑那州南部拉拉米期和侏罗纪斑岩的地球化学的研究结果认为，产斑岩铜矿的岩浆经历了两个形成阶段。第一阶段是来自下伏俯冲板片释放出的流体交代以角闪质岩石为主的下部地壳，第二阶段由玄武质岩浆的内垫作用引起部分熔融，形成岩浆。由于在流体交代过程中，可以使大范围内岩石中的硫化物不稳定而发生分解，同时将其中的铜等金属释放到熔体中。因而以这种方式形成的岩浆往往富含铜等成矿金属。他们还指出，含矿的拉拉米期斑岩与不含矿的侏罗纪斑岩之间的最大差别在于，前者随时间的推移地幔物质的混染逐渐减弱，而后者却逐渐增强。因此能否形成含矿岩浆，主要取决于地幔交代作用的强度，而不在于地幔物质的加入与否。我国一些研究者也强调地幔交代作用对斑岩铜矿床形成的重要意义。一般认为斑岩铜矿的成矿物质主要由岩浆从深处带来。但是，最近美国滴泉山地区斑岩铜矿的研究显示该处斑岩铜矿床中 36%的铜，是在蚀变过程中从辉绿岩中淋滤出来的。Dille 等也提出，Ann-Masson 斑岩铜矿中约 1/3 的铜是由热液从早已冷凝了的石英二长岩岩基中淋滤出来的这些新的认识也应该引起我们的重视。参考文献 (略)

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