斑岩铜矿.pdf

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1、斑岩铜矿矿床研究最新进展斑岩铜矿矿床研究最新进展在主要的铜矿类型中，斑岩铜矿以其分布广、 规模大、埋藏浅、易采选等特点成为最重要铜矿床类型。斑岩铜矿形成时代集中在中、新生代，其次是古生代， 前寒武纪斑岩铜矿床目前发现较少， 其形成时代极不均一， 有随时代变新、 矿床数目增多、 矿化强度加大等特征。形成原因有两种观点: 一是认为斑岩铜矿主要形成于板块汇聚区， 而在前寒武纪全球板块活动机制尚未完善，大规模板块活动尚未形成， 斑岩铜矿化自然很少。而中新生代是板块活动最强烈时期，也是斑岩铜矿形成的高峰期; 另一种观点则认为，由于斑岩铜矿形成于板块俯冲、碰撞带，这些带的后期发育往往形成造山带， 成为主要

2、剥蚀区，加上斑岩铜矿多形成于浅成超浅成侵入岩中，岩体及围岩节理、裂隙发育，有利于剥蚀作用形成，随着时间的推移古老的斑岩铜矿很难保存。全球斑岩铜矿研究证明: 会聚板块边缘无疑是斑岩铜矿最重要的成矿地质背景。 详细来讲，全球斑岩铜矿主要集中在三条大成矿带上: 一是环太平洋成矿带，二是特提斯-喜马拉雅成矿带，三是古亚洲成矿带 （中亚成矿带）。此外 ，还有少量斑岩铜矿床形成于各地块边缘活动带。对上述成矿地质背景， 存在两种认识：一是认为由大洋板片俯冲产生的陆缘弧和岛弧环境斑岩铜矿; 二是与大洋板片俯冲作用无关的大陆环境斑岩铜矿。针对陆缘弧和岛弧环境斑岩铜矿，Sillitoe ( 1972) 建立了经典

3、斑岩铜矿板块构造模型，提出斑岩铜矿主要在板块俯冲背景下的主动陆缘钙碱性火成岩带中形成， 金属来源与板块俯冲作用导致的岩浆活动有关，并在后来环太平洋成矿带斑岩型矿床的勘查中取得重大突破，成为科学理论指导矿床勘查的典范。Sillitoe ( 1998) 最早提出汇聚板块边缘的挤压构造背景对形成斑岩铜矿床的重要作用，并识别出挤压环境有利于斑岩型矿床形成的一些关键因素。Richards 等( 2001) 总结了有利于斑岩铜矿形成的地质因素， 其中， 构造背景因素包括: 上地壳处于较长时期挤压状态后的应力松驰期; 成矿区域存在早期深大断裂，而且这些断裂在应力松驰期活化张开。 Cooke 等( 2005)

4、 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。大陆环境斑岩铜矿研究起步较晚。 近年来随大陆环境斑岩铜矿大量发现， 对其研究才逐渐深入。 Hollister等( 1974) 首次开展碰撞造山环境斑岩铜矿的研究，拓展了经典斑岩铜矿成矿模型。近年来，中国矿床学家的研究也发现: 斑岩铜矿不仅可产于成矿模型所记录的岛弧及陆缘弧环境中， 还可以产于碰撞造山带中(如青藏高原) ， 甚至形成于陆内环境中(如德兴) 。形成于碰撞造山带及陆内环境的斑岩铜矿， 不能用西方学者基于板块构造理论建立的经典斑岩铜矿成矿模型来解释，因此经典的斑岩铜矿成矿模型遇到了挑战。芮宗

5、瑶( 2002) 研究表明: 有些斑岩铜矿与板块的消减作用没有直接的成因联系， 可能是由板内构造岩浆活化作用或走滑断裂带作用导致深源花岗质岩浆上侵形成。侯增谦等( 2007) 认为: 中国大陆内部斑岩铜矿产出的背景与大洋板块俯冲无关。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。 起初因含矿斑岩的产生常与板片俯冲带具有密切的时空关系，钙碱性岩浆常被认为是俯冲大洋板片直接熔融的产物( 如Sillitoe，1972) ; 最近

6、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( 图1) 。图1 俯冲带及陆缘弧环境下含矿斑岩形成的深部过程(据Richards，2003，2005)Fig. 1 Deep Formation Process of Ore-Bearing Porphyry in Subduction Zone and Epicontinental Arc EnvironmentRichards ( 2005) 认为: 岩浆通过MASH ( 熔融、同化、存储、均一 )

7、过程，由楔形地幔部分熔融产生的玄武质岩浆将会发生不断演化， 当演化的岩浆具有比下地壳物质更小的密度时( 如安山质岩浆) ，则会在浮力作用下穿过地壳而上侵。针对岩浆在地壳中运移方式的争议持续了近两个世纪，并一直延续至今，不过今天多数研究者认为，在热的韧性下地壳范围内，岩浆多以底辟方式侵位; 而在相对较冷的中上地壳，岩浆则常以裂隙控制的岩墙扩展方式上升为主。 岩浆浮力本身足以促使岩墙侵位， 先存的地壳尺度的断裂系统常可为岩浆上升提供更为有利的路径。所以，含矿斑岩常沿大规模的裂隙/断裂带或线理带发育，特别是在走滑断裂系统产状变化部位( Riehards et a1. ，2001) 。矿质来源是斑岩铜

8、矿成矿作用的关键。尽管部分斑岩铜矿中存在铜来源于地层的证据，但岩浆来源的观点则长期占据统治地位。 近年来的流体包裹体研究为斑岩铜矿金属来自岩浆提供了新的证据。 Burnham ( 1980) 认为活动大陆边缘的钙碱性岩浆 热液是斑岩铜矿的唯一物质来源。 Campos 等( 2002) 通过对熔体和流体包裹体的研究指出: 智利Zaldivar 斑岩铜矿中的铜来自岩浆。虽然Cu、Au 和Mo 三种金属的地幔来源已被大多数学者接受，但仍有学者在部分地区找到了Cu、Mo 和岩浆共同来源于下地壳的证据( Bouse et a1. ，1999)。岩浆-热液流体的转换也是能否形成大型斑岩铜矿的关键。即使岩浆

9、携带大量的金属成矿元素，如果这些成矿元素不能进入到成矿流体中，也不能形成具有经济意义的矿床。 金属元素如何进入成矿流体中以及在岩浆一热液转换过程中， 成矿元素在结晶相和流体相之间的分配问题，都会制约金属成矿作用的发生。通常认为岩浆房的形成，因通过MASH 过程产生的安山质英安质岩浆的密度， 通常介于上地壳结晶基底及其上盖层岩石的密度之间， 岩浆上升到此位置后很难再通过浮力作用继续上侵， 常堆积成池， 形成岩浆房( Dilles， 1987) 。如深部岩浆供应充足，则岩浆房会一直保持熔融，并不断以岩株、岩枝形态向外扩展。演化后期的富挥发分、低密度岩浆常浅成侵位，形成次火山岩( 图2) ( Ric

10、hards，2003) 。图2 弧环境斑岩型矿床火山-岩浆系统的典型剖面(Richards，2003)Fig. 2 Deep Formation Process of Ore-Bearing Porphyry in Subduction Zone and Epicontinental Arc Environment(Richards，2003)斑岩铜矿的成因模式， 常常是指斑岩岩浆侵位后所发生的岩浆结晶演化与蚀变作用。 主要有以下几种观点( 图3) :岩浆热液说，也称正岩浆成因模式。 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

11、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。板块构造成矿说，也称洋壳重熔成矿。以国外R. H. 西利托为代表，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。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

12、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。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( 含矿斑岩体赋存的最老时代围岩的古地理) 的控制。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

13、混合。这两种流体的混合形成似千枚岩化带，并改变物理化学环境，导致成矿物质的沉淀。以上斑岩铜矿的成因模式，是从深部构造活动、 岩浆演化、成矿热液及岩性古地理控制等方面各有侧重建立的成因模式。 但针对具体的矿床，其成因一般将更为复杂，更多的是以构造、岩浆和热液演化系统为基础的上述成因的综合模式。图3 弧环境下斑岩铜矿床成矿模型(Lowell et al. ，1970)Fig. 3 Metallogenetic Model of Porphyry Cu Deposit in Arc Environment (Lowell et al，1970)注a、b、c 分别为蚀变、矿化及硫化物分带模式参考文献：

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18、殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲

19、贤臣， 远小人， 此先汉所以兴隆也； 亲小人， 远贤臣， 此后汉所以倾颓也。 先帝在时，每与臣论此事， 未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。 侍中、 尚书、 长史、 参军， 此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。臣不胜受恩感激。今当远离，临表涕零，不知所言。