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【摘 要】 本文主要从斑岩铜矿的地质特点、斑岩铜矿的成因、斑岩铜矿成矿的构造条件以及斑岩铜矿的历史形成期四个主要方面展开讨论,对斑岩铜矿研究中的若干问题提出了一些观点,以供参考。
【关键词】 斑岩铜矿,蚀变分带,系统结构
一、前言
随着我国矿产事业的发展,斑岩铜矿也被大量的开采,我们对班岩铜矿进行研究和探讨就是为了更好的进行开发,以达到节约成本、提高效率的目的。下面就让我们来看看斑岩铜矿的地质特点。
二、斑岩铜矿的地质特点
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。
斑岩铜矿尽管品位低,但矿化均匀,以其规模大、埋藏浅、易开采而成为最主要的铜矿床类型(约占全球铜储量的50%)。斑岩型铜矿体主要赋存于斑岩体内,或赋存于斑岩体与围岩接触带中。矿石结构主要为浸染状,少量为细脉状,矿化较均匀,有用矿石矿物主要为黄铜矿及斑铜矿,矿石铜品位一般为0.2%~1.O%,当与矽卡岩共生时,局部可多次富集形成富矿,发育有次生富集带时铜品位可达10%。
三、斑岩铜矿的成因
斑岩铜矿是斑岩岩浆侵位后多发生的岩浆结晶演化与蚀变作用形成的,对于斑岩铜矿的成因主要有以下几种观点:
1.岩浆热液说(正岩浆模式)
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,依次出现钾化带、石英一绢云母化带、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(洋壳重熔成矿)
该观点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。而提出该“成矿假说”的地质事实有:
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汇聚边界(俯冲消亡带)上。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18x10-6,海底锰结核中含铜最高可达2.5%)。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。
该成矿说目前还是一种抽象的理论。因为另外还有很多产于陆内的斑岩铜矿并非产于板块俯冲带的上盘,而是远离俯冲带,这些铜矿用含铜洋壳的俯冲、熔化、上侵、富集的机制难以解释,同时岩体的侵位空间问题仍是该学说的疑难点。
3.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,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。
这一成矿学说较前二种模式拥有较多的地质事实,但仍有些地质事实难于解释,如怎样解释岩体内部的矿体,特别是那些呈细脉浸染状均匀分布的全岩矿化斑岩体,因围岩中的水(成矿流体)无法进入已经处于饱和状态的岩浆熔融体。同时由于该“成矿模式”认为中酸性斑岩体是岩浆侵位的,因此仍存在岩体的空间问题。
4.变质岩浆成矿说
该观点认为斑岩铜矿也具“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的控制,即矿床产于含Cu古陆周围沉积盆地的边缘。很多斑岩铜矿中的含矿斑岩体及矿体均呈似层状产出,产状与围岩一致,有的含矿斑岩体与围岩斜交,但赋存其中的矿体及围岩残留体的产状与围岩一致。含矿斑岩体的各种斑晶具明显的变晶结构;矿石中的成矿元素、微量元素与围岩的一致性及某些矿床中的同位素、稀土元素组成均具壳源等特征,明确提出斑岩铜矿(至少一部分)的前身是外生砂页岩层状铜矿或含Cu砂页岩,即斑岩铜矿是由砂页岩层状铜矿或含Cu的砂页岩经“变岩浆”作用而成。
四、斑岩铜矿成矿的构造条件
1.区域上斑岩铜矿多呈带状产出,成矿带与造山带平行,一般带内还可细分出与主成矿带平行的次级矿集区。很少有单个矿床独立产出的例子。矿田尺度上,斑岩铜矿以及伴生矿床多呈簇、线状产出,簇宽一般5km左右,线长一般30km左右。簇表现在具有一定三维结构的矿床聚集在一起呈群组产出,而呈线状分布的矿床则表现在众多的矿床沿一维延展排布,具有排列上的定向性,这种线或平行或横切岩浆弧,与岩浆弧平行的线状矿集区可能沿弧内断裂产出,而横切岩浆弧的线状矿集区则多沿横切岩浆弧的断裂产出,可见断裂构造对斑岩铜矿的产出具很强的控制作用。
2.构造背景与成矿环境
统计了较多斑岩铜矿床产出的构造背景,主要有陆缘弧、岛弧、碰撞带及不明类型弧这么四种,有利的地球动力学环境为板块俯冲、挤压碰撞和中等强度的拉张,其中以板块俯冲环境下形成的斑岩铜矿数量最多,而强拉张环境多形成双峰玄武质——流纹质岩浆岩组合,少有大规模斑岩型铜矿产出。
3.侵入作用与斑岩型铜矿
从目前大量的报道来看,前驱侵入作用对成矿的最大贡献是提供了金属来源。在早期金属来源于岩浆的观点主要基于斑岩铜矿与钙碱性火成岩的紧密时空联系、成矿作用早期流体的氢氧同位素特征和金属在岩浆活动过程中的化学特性三个方面的证据,近年来的流体包裹体研究工作又提供了新的证据。另一方面,前驱侵入作用为成矿提供了流体来源,有关专家较早运用氢氧同位素示踪斑岩铜矿流体来源和演化时发现,斑岩铜矿成矿作用早期,成矿流体主要由岩浆水组成,而成矿作用晚期,大气降水参与了成矿。一般而言,侵入体中金属含量、氧化态、成分演化过程及SiO2含量控制着与之相关的斑岩型矿床的金属总量。
五、斑岩铜矿的历史形成期
与斑岩型铜矿有关的侵入体一般具多期成因特征,在成矿前,成矿中,成矿晚期,甚至成矿后都有形成。一般是成矿前形成的斑岩体对成矿最为重要,然而太早形成和成矿期形成的斑岩体似乎对成矿的贡献又比较有限。一般而言,晚期侵入体贯入早期侵入体中,在二者接触带靠近晚期岩体一则发育冷凝邊,靠近早期岩体一则发育烘烤边,晚期侵入体中可见早期侵入体之捕掳体,而早期侵入体中可见晚期侵入体岩脉,很多情况是早期侵入体之捕掳体多被晚期侵入作用同化改造,难以辨识。除此之外,侵入体内还可能见到围岩捕掳体,局部位置含围岩破碎捕掳体如此之丰富以致形成侵入角砾岩。斑岩体的表层一般可见独特的单向固结结构,一般由梳状石英与细晶(斑岩)岩交互生长而成,少数产于斑岩与围岩接触带部位,其所含原生包裹体被认为是初始流体出溶的可靠记录。
斑岩铜矿系统中的斑岩多属I型岩浆岩,富含磁铁矿及其他成矿元素,钙碱性或富K钙碱性或碱性,统计了全球斑岩型矿床的岩浆种类,发现85%的矿床赋存在钙碱性岩石系列中。岩基块体野外观察和地质年代学研究表明,在簇或线状分布的斑岩铜矿系统内部,所有相关斑岩侵入作用爆发在短短的0.08Ma间,但是整个侵入作用周期却要长的多。
六、结束语
以上是对班岩铜矿研究中若干问题的探讨,纯属个人观点,希望能给大家提供一些帮助。只有我们在很好的了解了班岩铜矿的特性之后,才能进行更好的开发和利用。
参考文献:
[1]夏林圻.岩浆岩中的熔体包裹体.地学前缘-2012年9月
[2]江迎飞.富金斑岩铜矿床研究进展.地质学报-2011年3月
[3]郭维民.斑岩铜矿若干问题的最新研究进展.矿床地质-2013年8月
【关键词】 斑岩铜矿,蚀变分带,系统结构
一、前言
随着我国矿产事业的发展,斑岩铜矿也被大量的开采,我们对班岩铜矿进行研究和探讨就是为了更好的进行开发,以达到节约成本、提高效率的目的。下面就让我们来看看斑岩铜矿的地质特点。
二、斑岩铜矿的地质特点
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。
斑岩铜矿尽管品位低,但矿化均匀,以其规模大、埋藏浅、易开采而成为最主要的铜矿床类型(约占全球铜储量的50%)。斑岩型铜矿体主要赋存于斑岩体内,或赋存于斑岩体与围岩接触带中。矿石结构主要为浸染状,少量为细脉状,矿化较均匀,有用矿石矿物主要为黄铜矿及斑铜矿,矿石铜品位一般为0.2%~1.O%,当与矽卡岩共生时,局部可多次富集形成富矿,发育有次生富集带时铜品位可达10%。
三、斑岩铜矿的成因
斑岩铜矿是斑岩岩浆侵位后多发生的岩浆结晶演化与蚀变作用形成的,对于斑岩铜矿的成因主要有以下几种观点:
1.岩浆热液说(正岩浆模式)
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,依次出现钾化带、石英一绢云母化带、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(洋壳重熔成矿)
该观点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。而提出该“成矿假说”的地质事实有:
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汇聚边界(俯冲消亡带)上。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18x10-6,海底锰结核中含铜最高可达2.5%)。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。
该成矿说目前还是一种抽象的理论。因为另外还有很多产于陆内的斑岩铜矿并非产于板块俯冲带的上盘,而是远离俯冲带,这些铜矿用含铜洋壳的俯冲、熔化、上侵、富集的机制难以解释,同时岩体的侵位空间问题仍是该学说的疑难点。
3.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,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。
这一成矿学说较前二种模式拥有较多的地质事实,但仍有些地质事实难于解释,如怎样解释岩体内部的矿体,特别是那些呈细脉浸染状均匀分布的全岩矿化斑岩体,因围岩中的水(成矿流体)无法进入已经处于饱和状态的岩浆熔融体。同时由于该“成矿模式”认为中酸性斑岩体是岩浆侵位的,因此仍存在岩体的空间问题。
4.变质岩浆成矿说
该观点认为斑岩铜矿也具“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的控制,即矿床产于含Cu古陆周围沉积盆地的边缘。很多斑岩铜矿中的含矿斑岩体及矿体均呈似层状产出,产状与围岩一致,有的含矿斑岩体与围岩斜交,但赋存其中的矿体及围岩残留体的产状与围岩一致。含矿斑岩体的各种斑晶具明显的变晶结构;矿石中的成矿元素、微量元素与围岩的一致性及某些矿床中的同位素、稀土元素组成均具壳源等特征,明确提出斑岩铜矿(至少一部分)的前身是外生砂页岩层状铜矿或含Cu砂页岩,即斑岩铜矿是由砂页岩层状铜矿或含Cu的砂页岩经“变岩浆”作用而成。
四、斑岩铜矿成矿的构造条件
1.区域上斑岩铜矿多呈带状产出,成矿带与造山带平行,一般带内还可细分出与主成矿带平行的次级矿集区。很少有单个矿床独立产出的例子。矿田尺度上,斑岩铜矿以及伴生矿床多呈簇、线状产出,簇宽一般5km左右,线长一般30km左右。簇表现在具有一定三维结构的矿床聚集在一起呈群组产出,而呈线状分布的矿床则表现在众多的矿床沿一维延展排布,具有排列上的定向性,这种线或平行或横切岩浆弧,与岩浆弧平行的线状矿集区可能沿弧内断裂产出,而横切岩浆弧的线状矿集区则多沿横切岩浆弧的断裂产出,可见断裂构造对斑岩铜矿的产出具很强的控制作用。
2.构造背景与成矿环境
统计了较多斑岩铜矿床产出的构造背景,主要有陆缘弧、岛弧、碰撞带及不明类型弧这么四种,有利的地球动力学环境为板块俯冲、挤压碰撞和中等强度的拉张,其中以板块俯冲环境下形成的斑岩铜矿数量最多,而强拉张环境多形成双峰玄武质——流纹质岩浆岩组合,少有大规模斑岩型铜矿产出。
3.侵入作用与斑岩型铜矿
从目前大量的报道来看,前驱侵入作用对成矿的最大贡献是提供了金属来源。在早期金属来源于岩浆的观点主要基于斑岩铜矿与钙碱性火成岩的紧密时空联系、成矿作用早期流体的氢氧同位素特征和金属在岩浆活动过程中的化学特性三个方面的证据,近年来的流体包裹体研究工作又提供了新的证据。另一方面,前驱侵入作用为成矿提供了流体来源,有关专家较早运用氢氧同位素示踪斑岩铜矿流体来源和演化时发现,斑岩铜矿成矿作用早期,成矿流体主要由岩浆水组成,而成矿作用晚期,大气降水参与了成矿。一般而言,侵入体中金属含量、氧化态、成分演化过程及SiO2含量控制着与之相关的斑岩型矿床的金属总量。
五、斑岩铜矿的历史形成期
与斑岩型铜矿有关的侵入体一般具多期成因特征,在成矿前,成矿中,成矿晚期,甚至成矿后都有形成。一般是成矿前形成的斑岩体对成矿最为重要,然而太早形成和成矿期形成的斑岩体似乎对成矿的贡献又比较有限。一般而言,晚期侵入体贯入早期侵入体中,在二者接触带靠近晚期岩体一则发育冷凝邊,靠近早期岩体一则发育烘烤边,晚期侵入体中可见早期侵入体之捕掳体,而早期侵入体中可见晚期侵入体岩脉,很多情况是早期侵入体之捕掳体多被晚期侵入作用同化改造,难以辨识。除此之外,侵入体内还可能见到围岩捕掳体,局部位置含围岩破碎捕掳体如此之丰富以致形成侵入角砾岩。斑岩体的表层一般可见独特的单向固结结构,一般由梳状石英与细晶(斑岩)岩交互生长而成,少数产于斑岩与围岩接触带部位,其所含原生包裹体被认为是初始流体出溶的可靠记录。
斑岩铜矿系统中的斑岩多属I型岩浆岩,富含磁铁矿及其他成矿元素,钙碱性或富K钙碱性或碱性,统计了全球斑岩型矿床的岩浆种类,发现85%的矿床赋存在钙碱性岩石系列中。岩基块体野外观察和地质年代学研究表明,在簇或线状分布的斑岩铜矿系统内部,所有相关斑岩侵入作用爆发在短短的0.08Ma间,但是整个侵入作用周期却要长的多。
六、结束语
以上是对班岩铜矿研究中若干问题的探讨,纯属个人观点,希望能给大家提供一些帮助。只有我们在很好的了解了班岩铜矿的特性之后,才能进行更好的开发和利用。
参考文献:
[1]夏林圻.岩浆岩中的熔体包裹体.地学前缘-2012年9月
[2]江迎飞.富金斑岩铜矿床研究进展.地质学报-2011年3月
[3]郭维民.斑岩铜矿若干问题的最新研究进展.矿床地质-2013年8月