斑岩型铜矿地质特征及成矿模式探讨

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摘要：斑岩型铜矿是产于斑状结构中酸性侵入岩中的一类矿床，主要形成于活动大陆边缘和岛弧构造环境，也发育于大陆碰撞带、陆内造山带等构造环境，是最重要的铜矿床类型。本文通过对斑岩型铜矿的成矿地质背景、矿床地质特征、地球化学特征等分析探讨，分析总结目前对斑岩型铜矿的认识，以期对斑岩型矿床的成因与找矿提供一定的线索。

关键词：斑岩型铜矿；地质特征；成矿模式

1.引言

斑岩矿床是在空间上和成因上与中酸性斑状岩浆侵入体有密切的关系、产于侵入体及其内外接触带的矿床，一般具有以下特征：①绝大部分斑岩型矿床形成于活动大陆边缘和岛弧构造环境；②有重要意义的斑岩型矿床均出现于显生宙；③矿化在时间上、空间上和成因上与具斑状结构的中酸性浅成或超浅成小侵入体有关；④一般具有面型矿化蚀变，且分带性明显；⑤矿石具细脉浸染状构造；⑥角砾岩筒或角砾岩脉是重要的控矿构造形式。

2.矿床地质、地球化学特征

2.1地质背景

研究表明，斑岩型矿床主要产于大洋板片俯冲产生的岛弧和陆缘弧环境（熊欣等，2014）。岛弧环境主要分布于太平洋西岸，主要产出斑岩型铜和铜-金矿床；而陆缘弧环境的经典成矿省则主要分布于太平洋东岸，主要产出斑岩型铜-钼矿床。板块汇聚环境内的矿床成矿年龄多在1.2-38Ma之间，含矿斑岩多为钙碱性、高钾钙碱性岩石，矿带规模巨大，储量高。

近年来发现大陆碰撞造山带也是斑岩型矿床的重要的产出环境（陈衍景等，2013）。与火山岩浆弧相比，在大陆碰撞带，其典型代表有西藏东部玉龙斑岩铜矿带和冈底斯斑岩铜矿带，成矿年龄介于40-35Ma，斑岩成矿系统发育于大陆强烈碰撞后的应力释放期或压扭向张扭转换期。

2.2 矿床地质特征

（1）岩浆条件

斑岩型铜矿在空间和成因上主要和钙碱性系列的斑岩侵入体有关。主要岩石类型为：闪长玢岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩和花岗斑岩等。根据产出的地质环境及成因，斑岩侵入体可以分为两种类型：一种是与火山活动有关的次火山岩；另一种是浅成的侵入岩。

（2）构造条件

含矿斑岩的侵入大多和深大断裂有关，矿床常呈带状分布，但直接分布在深断裂带上的斑岩铜矿却为数不多，而多数分布于深断裂两侧的次级断裂构造系统中。矿体受更次一级的构造，即岩体和围岩中的微裂隙控制。此外，角砾岩体（筒）在斑岩型矿床中起重要控矿作用，含矿侵入体及其附近常具含矿的爆发角砾岩体。

（3）地层条件

围岩岩性对斑岩铜矿的成矿有重要影响。当围岩为硅铝质岩石时，由于其化学性质稳定，可作为岩体顶盖的隔挡层，不易被含矿溶液交代，所以矿化主要在岩体顶部集中，很少进入围岩。只有当围岩裂隙特别发育时，含矿热液不仅在岩体中聚集，还可沿裂隙进入围岩形成矿化。

（4）围岩蚀变及分带

斑岩型铜矿床围岩以中心式面型蚀变为最常见。这类蚀变围绕侵入体中心呈同心圆状或椭圆状产出，直径可达几百米至几公里。各蚀变带的矿物组合常呈有规律地分布。

2.3 地球化学特征

含矿斑岩地球化学特征总体上具I型花岗岩的特征，锶同位素初始值较小，并富铂族元素，一般来源于上地幔或壳幔过渡带。矿石硫化物δ³⁴S值变化范围极窄（-0.5ω‰-5.5ω‰），平均δ³⁴S值近于0（芮宗瑶等，2006）；铅同位素比值变化也较小，且较稳定，矿质来源比较简单，与斑岩体同源。稀土元素总量多数较高，轻稀土富集，铕异常不明显，富含大离子亲石元素。

对于大陆环境含矿斑岩体来说，它经常具有埃达克岩亲和性，具有高场强元素亏损和大离子不相容元素富集的特征，大陆环境的含矿斑岩以高钾、低镁为特征，通常高（/、低/为特征；对于岛弧环境来说，含矿斑岩通常富Na，通常w（）/w（）>118。

3.成矿模式

对于斑岩型铜矿床的成矿模式目前主要有以下几种认识：

（1）岩浆热液说。该观点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，依次出现钾化带、石英-绢云母化带、泥化带和青磬岩化带，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。

（2）板块构造成矿说，也称洋壳重熔成矿。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。

（3）活动转移说。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作用。即：由于岩浆活动，使原赋存于地层中的地下水或层间裂隙水活化，并萃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。

（4）变质岩浆成矿说。认为斑岩铜矿也具“层控”的特点，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建造中两种岩相的过渡部位。矿床的产出还受岩相古地理的控制。

（5）混合成因说。认为成矿物质主要来源于岩浆，部分来源于围岩。岩浆侵位后的演化分异出岩浆热液，产生钾化带后向外流动；同时，岩浆演化也会引起围岩中的流体流动，并不断发生水—岩反应，形成青磐岩化带、泥化带，再向内流动，与向外流动的岩浆热液发生混合，导致成矿物质的沉淀。

4.结语

斑岩铜矿作为最重要的铜金属来源，受到了国内外众多学者的广泛关注，对于岛弧、岩浆弧环境的斑岩型矿床，西方学者依托于安第斯山脉分布的巨型斑岩成矿系统，已有较为深入的研究，但对于大陆碰撞环境的斑岩型铜矿，由于理论基础较为薄弱，研究还不够深入。近年来，我国学者依托亲藏高原这一得天独厚的自然条件，开展大陆碰撞环境成矿研究，取得了一系列成果，大陆碰撞成矿理论基本成熟，对斑岩型矿床的勘查开发有重要的指导意义。

参考文献：

[1]陈衍景，2013.大陆碰撞成矿理论的创建及应用[J].岩石学报，029（01）：1-17

[2]芮宗瑶，张洪涛，陈仁义等 2006.斑岩铜矿研究中若干问题探讨[J].矿床地质，25（4）：491-500

[3]熊欣等，2014.斑岩铜矿成矿构造背景研究进展[J].地球科学进展，29（02）：250-263

作者简介：赵金祥（1994—），男，汉族，山西人，地质助理工程师，硕士研究生，中国冶金地质总局第三地质勘查院，地质勘查。

（作者单位：中国冶金地质总局第三地质勘查院）