2011-3-斑岩

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资源描述

I.侵入岩浆热液矿床岩浆气液(岩浆自变质)交代矿床与花岗岩侵入体(包括顶部围岩)云英岩化有关的云英岩化钨、锡矿床与碱性-次碱性花岗岩、碱性岩等侵入体有关的钠长岩化稀有、稀土元素矿床与基性一超基性岩有关的蛇纹石石棉—滑石矿床?岩浆热液充填-交代矿床高温热液充填-交代型W、Sn、Mo矿床(西华山W)中温热液充填-交代型Pb、Zn、Au矿床(桃林PbZn)低温热液充填-交代型Hg、Sb、As矿床等(万山Hg)Ⅱ.非岩浆热液矿床(地下水热液矿床)碳酸盐岩层中的铅、锌矿床(MVT)以沉积岩为容岩的喷流沉积型铅锌矿床(SEDEX)碎屑岩建造中的微细浸染型金矿床(Carlin)砂页岩中的脉状铜矿床(SST)砂岩中的铀—钒矿床碳酸盐岩、砂岩中的脉状水晶矿床Ⅲ.火山热液矿床陆相火山热液矿床——浅成低温热液型陆相次火山热液矿床——斑岩型及玢岩型?海相火山(次火山)热液矿床—块状硫化物矿床(VMS)Ⅳ.变质热液矿床造山型金矿斑岩型矿床Porphyrytypeoredeposit斑岩铜矿的由来1905年,发现了世界上第一例斑岩型矿床——宾厄姆(Bingham)铜矿。早在1874年已在其外围开采脉状铅锌银矿;1897年在其岩体接触带开采脉状铜矿和夕卡岩型铜矿;1905年发现岩体内的细脉浸染状铜矿。矿工们在开采石英二长斑岩和花岗闪长斑岩中的细脉浸染状铜矿的过程中,起用了“斑岩铜矿”(porphyrycopperdeposit)一词。斑岩型钼矿、斑岩型金矿、斑岩型钨锡矿宾厄姆矿化分带斑岩铜矿定义概念:斑岩铜矿(型矿床)是指在时间上、空间上、成因上与斑岩密切相关的细脉浸染型铜矿床。铜矿化主要出现在斑岩内(斑岩可以是全岩铜矿化或部分铜矿化)、部分铜矿化产在围岩中,由于矿石构造总是呈细脉浸染状,因此又称为细脉浸染型铜矿床。斑岩铜矿重要意义斑岩铜矿是世界铜矿最重要的工业类型,储量约占世界铜储量的55%,且多集中在大型-超大型斑岩矿床中。据统计,世界99个500万t以上的超大型铜矿中,斑岩型有63个,占铜总储量的63%。斑岩铜矿储量在我国约占总储量的45%。序号矿床名称储量国别1智利楚基卡马塔(Chuquicamata)6935智利2埃尔特尼恩特(ElTeniente)6776智利3拉埃斯康迪达(LaEscondida)2775智利4格拉斯贝格(Grasberg)2761印尼5卡尔马克尔(Kalmakyr)2700乌兹别克6科亚瓦西(Collahuasi)2549智利7宾厄姆(Bingham)2121美国8洛斯帕兰布雷斯(LosPelambres)1950智利9拉多米罗托米克(RadomiroTomic)1655智利10萨尔切什梅黑(SarCheshmeh)1440伊朗世界上一些著名斑岩铜矿床矿床特征-①斑岩体密切相关斑岩为浅成-超浅成产物,代表花岗质岩浆深成-火山建造的浅成-超浅成阶段。典型斑岩结构,说明花岗质岩浆在侵位前曾经在中间岩浆房停留过一次或多次,每次停留期间都会析出斑晶,随后继续上侵,凝结为基质。围岩的岩性:据我国斑岩铜矿资料统计,火山岩占37.5%,碎屑岩占17.5%,碳酸盐岩占17.5%,板岩、千枚岩、片岩、片麻岩和混合岩等变质岩占27.5%。其中硅铝质岩石(包括火山岩、碎屑岩和变质岩)占82.5%,碳酸盐岩占17.5%。矿床特征-②围岩不具明显选择性矿床特征-③低品位大吨位细脉浸染状,矿化均匀。岩体与围岩中都可发生矿化。矿床特征-④全岩矿化矿床特征-⑤埋藏浅易开发Binghamopenpit矿床特征-⑥具明显蚀变分带围岩蚀变研究最成功应用之一宾厄姆矿化分带时间上:斑岩铜矿形成的时代主要集中在中、新生代,其次是古生代,前寒武纪斑岩铜矿床目前发现较少。空间上:主要集中于三个大的成矿带,即环太平洋成矿带、特提斯-喜马拉雅成矿带和中亚成矿带(古亚洲)。矿床特征-⑦时空分布集中中国斑岩铜矿的时代分布2.57.512.52.555200102030405060中条期加里东海西期印支期燕山期喜山期燕山、喜山、海西世界斑岩型铜矿床时空分布(Silltoe2010)斑岩铜矿空间分布全球绝大部分超大型斑岩铜矿分布在太平洋东岸,共26个,占76.5%。太平洋东岸与太平洋西岸数目之比为13∶1,而且在矿床规模上也存在巨大差异。从构造背景上看,太平洋东岸形成大陆边缘型岩浆弧,而西岸则形成大洋火山岛弧。斑岩铜矿三大成矿带环太平洋成矿带:分东西两带:东带包括阿拉斯加、北美西部向南经墨西哥、巴拿马、厄瓜多尔、玻利维亚,秘鲁、智利、阿根廷;西带分内带和外带,内带从俄罗斯鄂霍茨克北缘,经我国东北东部、长江中下游及华南地区。外带从日本列岛经我国台湾、菲律宾、加里曼丹岛、巴布亚新几内、亚所罗门群岛。斑岩铜矿三大成矿带特提斯-喜马拉雅成矿带,分布于罗马尼亚、南斯拉夫、保加利亚、亚美尼亚、伊朗、巴基斯坦和中国西藏。古亚洲成矿带(中亚成矿带),矿床分布于乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦及中国新疆、内蒙古一带。少量斑岩铜矿床形成于各地块边缘活动带。斑岩铜矿空间分布具明显的线型分布特征,成群成带出现,明显区别于其它一些“点型”分布的超大型矿床。点型分布:白云鄂博稀土矿床、南非兰德盆地金矿、奥林匹克坝铜金铀矿床等。“金鸡独立、鹤立鸡群”土屋延东乌努格吐山多宝山铜厂富家坞玉龙马拉松多驱龙冲江铜矿峪中国斑岩铜矿成矿条件-①构造控制俯冲带是最有利的构造环境。成矿大地构造环境①岛弧带02040km吐鲁番哈密12ⅠⅠⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡ123475西伯利亚板块与塔里木板块会聚3Ⅲ1234567东天山土屋延东带智利–秘鲁和西南太平洋岛弧带②板内构造岩浆活化带③碰撞造山带成矿条件-构造控制成矿机制的制约:超大型斑岩铜矿是板块俯冲的产物,形成超大型斑岩铜矿最直接、最有利的构造作用是洋壳俯冲。太平洋东岸是超大型斑岩铜矿成矿的最有利部位。构造控制:大型基底构造的交汇控制超大型斑岩铜矿田的形成。如美西部斑岩铜矿具有两个展布方向:矿带整体展布是沿北美西岸前寒武纪克拉通边缘活动带展布,具体的矿床聚集区均显示出沿北东向线性构造分布。成矿条件-构造控制斑岩常具有爆破角砾岩筒和顶部及接触带广泛发育的裂隙。如宾厄姆斑岩铜矿床含矿岩体区别与其它5个岩体之处在于在顶部发育大量间距仅几厘米的裂隙构造。我国玉龙斑岩铜矿床含矿岩体裂隙密度为300条/m。尽管“斑状结构”的岩体与此类矿床的相关性最密切,但并不是非斑岩“莫属”。斑岩铜矿的含矿岩石有闪长岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和石英斑岩等。成矿条件-②岩体条件成矿条件-②岩体条件与超大型斑岩铜矿有关的斑岩主要是浅成斑岩,其形成深度在2~3km左右,岩体呈岩株状,剖面上呈上大下小的蘑菇状,平面约0.5~3km2岩体多呈被动侵位,呈多期、多阶段侵位的杂岩体产出,绝大多数超大型斑岩铜矿均发生过大规模的隐爆作用。成矿条件-②岩体条件SiO2变化于57~70%,属于中性–中酸性;Al2O3变化于13~17%,属于铝饱和岩石;Na2O+K2O变化于5~8%,属于钙碱性到碱性。斑岩铜矿主要产于大陆增生带,属于钙碱系列,少量产于大陆内部拉张断裂体系,如拉分盆地和裂谷带等,属于碱性系列或碱钙系列。三种矿化岩系列①闪长玢岩型:以西南太平洋岛弧为代表,岛弧构造背景,火成杂岩包括辉长岩、石英闪长岩和花岗岩类,属于钙–碱性系列,矿化为铜–金型,少出现钼矿化。三种矿化岩系列②花岗闪长斑岩–二长花岗斑岩型:以大型火山弧和大陆幔根为构造背景,火成杂岩为花岗闪长岩、二长花岗岩和闪长岩等,属于钙–碱性系列,矿化以铜(钼)为主。太平洋东岸(智利、秘鲁、美国西部、加拿大西部等)安第斯山脉矿带、古特提斯矿带、中亚–蒙古矿带以及前寒武纪克拉通上的斑岩铜矿可能均属于这一类型。三种矿化岩系列③二长花岗斑岩–碱长花岗斑岩–正长斑岩型:以不列颠哥伦比亚和中国玉龙矿带等为代表,火成杂岩为正长岩和碱性花岗岩等,属于碱性系列,矿化以铜(钼)和铜–金为代表。成矿条件-③围岩特征硅铝质岩石-斑岩型矿化碳酸盐岩-矽卡岩型矿化成矿条件-④成矿流体制约岩浆中富含铜是成矿的必要条件,但成矿与否主要取决于富含挥发份的热流体相能否产生以及流体相的成分。斑岩成矿必须具备三个前提条件:(1)岩浆中富含一定量的水,并且大多数水能在结晶过程中与各类卤化物一起形成独立流体相从熔体中分离出来;(2)由此产生的流体相包含足够成矿的金属物质;(3)随着温压的降低及与围岩的反应导致金属成分沉淀。成矿流体气体包裹体、气液包裹体、含子矿物多相包裹体、含CO2包裹体等都很发育。斑岩铜矿的多相包裹体含有丰富的子矿物,其中常见的有石盐、钾盐、赤铁矿、硬石膏、黄铁矿、黄铜矿和方解石等。成矿流体-温度玉龙铜矿玉龙铜矿成矿流体-盐度特征气体包裹体的含盐度通常小于3wt.%NaCl;气液包裹体的含盐度变化于3~24wt.%NaCl;主要为5~16wt.%NaCl;含盐子晶多相包裹体的含盐度变化于25~72wt.%NaCl,主要为30~60wt.%NaCl。矿物组成我国斑岩铜矿石中有50种金属矿物,其金属矿物总的为少硫化物型的,硫化物在矿石中仅占2~5%左右主要金属硫化物有:黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿;次要金属硫化物有:砷黝铜矿、黝铜矿、方铅矿和闪锌矿;主要金属氧化物为赤铁矿(镜铁矿);次要金属氧化物有磁铁矿、穆磁铁矿和金红石斑岩铜矿新进展埃达克岩与成矿母岩岩体侵位深度脉体密度与矿床规模氧逸度与成矿埃达克岩最近有些学者提出埃达克岩可能为斑岩铜矿成矿母岩。埃达克岩(adakite)是Defant等研究阿留申群岛新生代火山岩时提出来的术语,它不是指某一种具体的岩石,而是指具有特定地球化学性质的一套中酸性火山岩和侵入岩组合,包括安山岩、英安岩、安粗岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩、英云闪长岩、斜长花岗岩等。O型(板块俯冲),C型(下地壳重熔)埃达克岩-斑岩铜矿成矿母岩埃达克岩地球化学标志:SiO2≥56%Al2O3≥15%MgO3%(很少6%)贫Y和Yb(Y≤18×10–6,Yb≤1.9×10-6)Sr400×10-6经典岛弧岩石埃达克岩010020030040050001020304050YSr/YLREE富集,无Eu异常(或有轻微的负Eu异常)87Sr/86Sr比值小于0.704,εNd通常0侵位深度与矿化在岩体与围岩中分配西藏马拉松多成矿深度大约为0.5~1km,铜矿化体几乎全部产于斑岩体中;西藏玉龙成矿深度大约为2.5~3km,大约2/3铜矿化产于斑岩体,1/3铜矿化产于围岩中;江西德兴成矿深度大约为3~4km,铜矿化体1/3产于斑岩体,2/3铜矿化体产于围岩;黑龙江多宝山和新疆土屋成矿深度大约4~6km,铜矿化体的10%产于斑岩体,90%产于围岩。侵位越深,越倾向于产于围岩中。侵位越浅,越倾向于产于岩体中。脉体密度与矿化含矿细脉的密度与矿床规模之间存在一定联系,通常达到300条/米含矿细脉者为超大型矿床;300~100条/米为大型矿床;100~50条/米为中型矿床;50条/米为小型矿床。氧逸度与成矿相关斑岩主要属于I型花岗岩,少部分可能属于M型和A型花岗岩。无论是I型、M型和A型都具有较高的fO2。无论是硅酸盐矿物结晶和有用矿物从热水溶液中析出,fO2均需控制于10-8~10-23,这样才能保证富镁黑云母和磁铁矿等矿物生成,同时保证铜等有用金属与硫结合,生成硫化物,而不进入含铁矿物分散掉。斑岩型矿床典型实例新疆东天山土屋-延东斑岩型铜矿东天山吐哈南部土屋延东斑岩型铜矿哈萨克斯坦巴尔喀什发现巨大斑岩型铜矿,人们纷纷注意力集中于邻近的中国西天山,付出30年的努力收效甚微。当时研究认为不具备产出大型斑岩型铜矿的构造岩浆条件。中国阿克泰佩银矿2.5万吨与我国保有独立银矿总储量相当穆龙套金矿5000吨与我国保有金矿(1300个)储量相当卡尔马雷克铜矿1000万吨以上为我国(933个矿床)保有铜储

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