63第三节 斑岩型铜矿

第六章第六章 热液矿床的类型及特征热液矿床的类型及特征第三节 斑岩型矿床斑岩型矿床斑岩型矿床（porphyry deposits）指品位低但规模大，主要产）指品位低但规模大，主要产于斑岩中及其内外接触带附近的细脉浸染型矿床。于斑岩中及其内外接触带附近的细脉浸染型矿床。类型类型 斑岩型铜（钼）矿床斑岩型铜（钼）矿床 富金斑岩型矿床富金斑岩型矿床 斑岩型钼矿床斑岩型钼矿床 斑岩型钨矿床斑岩型钨矿床 斑岩型锡矿床斑岩型锡矿床 斑岩型铅、锌矿床斑岩型铅、锌矿床 u 以斑岩型铜（钼）矿床为例以斑岩型铜（钼）矿床为例以斑岩性型铜矿最有意义，研究程度以斑岩性型铜矿最有意义，研究程度二十世纪初，在美国发现了第一个斑岩二十世纪初，在美国发现了第一个斑岩型铜矿，即至今仍负盛名的宾厄姆型铜矿，即至今仍负盛名的宾厄姆（Bingham）铜矿；）铜矿；以斑岩型铜矿为例以斑岩型铜矿为例世界最大的露天铜矿，美国宾汉峡谷铜矿(BinghamCanyon Mine)位于犹他州盐湖城附近。1906年开采时，这里还是一座大山。80多年来，从这儿挖走的50亿吨矿石中，不仅提炼出大量的铜，还提炼出相当数量的金、银和钼。现在，这里原先的大山不见了，取而代之的是一个占地面积1900英亩、深800米的巨大的螺旋式矿坑。随着科技的发展，宾汉峡谷铜矿的开采和冶炼技术不断地改进。现在用的挖掘铲车，一个铲斗即可装55吨矿石，然后装入容量190吨的巨型卡车，运到传送带处，输送到冶炼厂。这些矿石的平均含铜量为0.6，粉碎、水选后含量达到28，经过热熔提炼达到98。最后再进行电解，精炼成纯度达99.98的铜，同时将金、银、钼等贵金属分离出来。自开矿以来，这里已生产出1200多万吨铜，今天仍以每年28l万吨的产量，向美国提供大量的纯铜和相当数量的贵金属。宾厄姆（宾厄姆（Bingham）铜矿）铜矿宾厄姆（宾厄姆（Bingham）铜矿）铜矿江西城门山铜矿江西城门山铜矿江西城门山铜矿斑岩型铜矿，又称细脉浸染型铜矿床斑岩型铜矿，又称细脉浸染型铜矿床。一般特征一般特征 埋藏浅、品位低、规模大、埋藏浅、品位低、规模大、矿化均匀、矿化均匀、易采易采易选。铜平均品位一般易选。铜平均品位一般0.4%0.4%，少数可达，少数可达0.8%0.8%，单个矿，单个矿床的铜储量可达几百万吨，床的铜储量可达几百万吨，Cu、Mo为主，其次为为主，其次为W、Sn、Au、Ag、Pb、Zn、Pt、Pd等等,工工业业意意义义 占占世世界界已已探探明明铜铜矿矿储储量量的的一一半半，钼钼矿矿储储量量的的三三分分之之二二；美美国国、智智利利、秘秘鲁鲁铜铜矿矿储储量量的的808090%90%；我我国江西、云南、黑龙江、西藏、河南等地。国江西、云南、黑龙江、西藏、河南等地。以斑岩型铜（钼）矿床为例以斑岩型铜（钼）矿床为例我国主要铜矿床类型分布概况我国主要铜矿床类型分布概况我国主要铜矿床类型分布概况我国主要铜矿床类型分布概况以斑岩型铜（钼）矿床为例以斑岩型铜（钼）矿床为例v 成矿地质条件成矿地质条件 v 围岩蚀变及分带围岩蚀变及分带 v 矿化特点矿化特点 v 矿床成因矿床成因 v 矿床成矿系列矿床成矿系列成矿成矿 地质地质 条件条件岩浆岩条件岩浆岩条件成分中酸性成分中酸性 钙碱性系列钙碱性系列 浅成或超浅成浅成或超浅成(花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩等花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩等)小型斑岩侵入体小型斑岩侵入体 岩体规模较小岩体规模较小(1-2(NaONa2 2O O）岩体的酸性程度影响矿化类型岩体的酸性程度影响矿化类型 SiOSiO2 2 62-68%62-68%的斑岩的斑岩-以铜为主的矿床以铜为主的矿床 SiO SiO2 268%68%的斑岩的斑岩-以钼为主的矿床以钼为主的矿床成矿地质条件成矿地质条件构造条件构造条件全球范围内三个重要的斑岩型铜矿成矿域全球范围内三个重要的斑岩型铜矿成矿域环太平洋成矿域环太平洋成矿域、特提斯成矿域、中亚成矿域、特提斯成矿域、中亚成矿域汇聚板块边界，洋汇聚板块边界，洋-陆、陆陆、陆-陆板块碰撞带陆板块碰撞带我国斑岩型铜矿床类型分布大地构造位置我国斑岩型铜矿床类型分布大地构造位置环太平洋成矿域：环太平洋成矿域：华南德兴、紫金山，华南德兴、紫金山，东北团结沟、东安、东北团结沟、东安、小西南岔等；小西南岔等；特提斯成矿域：特提斯成矿域：藏东江达地区，有藏东江达地区，有玉龙、多霞松多、玉龙、多霞松多、莽总、马拉松多等莽总、马拉松多等铜矿床等；铜矿床等；中亚成矿域：中亚成矿域：乌奴格吐山大型铜乌奴格吐山大型铜矿床、多宝山，四矿床、多宝山，四五牧场铜矿五牧场铜矿(浅成低浅成低温温)，新疆土屋、蒙，新疆土屋、蒙古额仁陶勒盖等；古额仁陶勒盖等；成矿成矿 地质地质 条件条件构造条件构造条件 含矿斑岩的侵入大多和含矿斑岩的侵入大多和深大断裂深大断裂有关，矿床常呈有关，矿床常呈带状带状分布，分布，分布于深断裂两侧的分布于深断裂两侧的次级断裂构造次级断裂构造系统中，系统中，矿体受更次一级的矿体受更次一级的构造，即岩体和围岩中的微裂隙（层间裂隙、片理、原生裂隙构造，即岩体和围岩中的微裂隙（层间裂隙、片理、原生裂隙等）控制。等）控制。含矿隐爆发角砾岩体：含矿隐爆发角砾岩体：北美北美5858个斑岩型铜（钼）矿床，含角个斑岩型铜（钼）矿床，含角砾岩的占砾岩的占7070，我国赣西北、豫西等，我国赣西北、豫西等 角砾岩下限为角砾岩下限为2 23 3公里。角砾岩由挥发份从岩浆中逸出引起公里。角砾岩由挥发份从岩浆中逸出引起膨胀造成膨胀造成成矿成矿 地质地质 条件条件地层条件地层条件v 围岩岩性对斑岩铜矿床的成矿有重要影响：围岩岩性对斑岩铜矿床的成矿有重要影响：围岩为围岩为硅铝质硅铝质岩石，矿化在岩石，矿化在岩体顶部岩体顶部集中，围岩集中，围岩裂隙裂隙发育，含矿热液进入围岩。发育，含矿热液进入围岩。德兴德兴斑岩型铜矿床斑岩型铜矿床围岩为围岩为碳酸盐碳酸盐岩石，在接触带可形成矽卡岩型矿床。岩石，在接触带可形成矽卡岩型矿床。多宝山多宝山围围 岩岩 蚀蚀 变变 及及 分分 带带v 围岩以中心式面型蚀变为特征围岩以中心式面型蚀变为特征围绕侵入体中心多呈围绕侵入体中心多呈同心圆状同心圆状或或椭圆状椭圆状，范围可达，范围可达几几百米百米至至几公里几公里。LowellLowell等（等（19701970）根据）根据KalamazooKalamazoo（克拉马祖）矿床克拉马祖）矿床的蚀变，参照美洲的蚀变，参照美洲2727个斑岩矿床，提出了斑岩型铜、个斑岩矿床，提出了斑岩型铜、钼矿床的蚀变分带模式钼矿床的蚀变分带模式核心带核心带 钾质蚀变带钾质蚀变带 似千枚岩化蚀变带似千枚岩化蚀变带 (石英石英-绢云母化带绢云母化带)泥质蚀变带泥质蚀变带 青磐岩化带青磐岩化带 边缘带边缘带围围 岩岩 蚀蚀 变变 及及 分分 带带围围 岩岩 蚀蚀 变变 及及 分分 带带 我国斑岩型铜矿床围岩蚀变特点 可分为面型和线型两种可分为面型和线型两种 面型面型岩体为中心岩体为中心 (玉龙、城门山玉龙、城门山)接触带为中心接触带为中心 (德兴德兴)线型线型受构造控制，沿一定方向延伸受构造控制，沿一定方向延伸 (多多宝山宝山)具有较强的石英化作用具有较强的石英化作用 似千枚岩化带最重要、最普遍似千枚岩化带最重要、最普遍 泥化带一般不发育泥化带一般不发育(玉龙除外玉龙除外)围围 岩岩 蚀蚀 变变 及及 分分 带带多多宝宝山山铜铜矿矿围围岩岩蚀蚀变变带带线线型型分分布布 矿物组成：矿物组成：主要金属矿物：主要金属矿物：黄铜矿黄铜矿 辉铜矿辉铜矿 次要金属矿物：次要金属矿物：斑铜矿斑铜矿 黝铜矿等黝铜矿等 伴生金属矿物伴生金属矿物：辉钼矿辉钼矿 黄铁矿黄铁矿 辉铋矿辉铋矿 磁铁矿磁铁矿 磁磁黄黄铁铁矿矿 方方铅铅矿矿 闪闪锌锌矿矿 辉辉 铋、金、银矿物等铋、金、银矿物等 非金属矿物非金属矿物：石英和重晶石等石英和重晶石等元素组成元素组成：Cu、Mo、S、Au、Ag、Pb、Zn等等矿石构造矿石构造：浸染状构造、细脉状构造、浸染状构造、细脉状构造、细脉浸染状细脉浸染状 角砾状构造角砾状构造v 矿石特征矿石特征矿矿 化化 特特 点点图 斑岩型矿床典型矿化及其分带 图 斑岩型矿床典型矿石构造及其分带矿矿 化化 特特 点点-矿化分带矿化分带低品位核低品位核矿壳矿壳黄铁矿壳黄铁矿壳低黄铁矿壳低黄铁矿壳 辉钼矿辉钼矿辉钼矿辉钼矿+黄铜矿黄铜矿+斑铜矿斑铜矿黄铜矿黄铜矿+黄铁矿黄铁矿黄铁矿黄铁矿 硫砷铜矿硫砷铜矿 砷黝铜矿砷黝铜矿 方铅矿方铅矿 闪锌矿闪锌矿 自然金、自然银自然金、自然银奥尤套勒盖矿区细脉浸染奥尤套勒盖矿区细脉浸染-网脉状矿化网脉状矿化奥尤套勒盖矿区钻孔岩芯矿化奥尤套勒盖矿区钻孔岩芯矿化奥尤套勒盖矿区地表矿化奥尤套勒盖矿区地表矿化l斑岩体内部的细脉浸染型矿化斑岩体内部的细脉浸染型矿化 柱状矿体柱状矿体 筒状矿体筒状矿体l与碳酸盐岩或凝灰岩接触带附近的矽卡岩型矿与碳酸盐岩或凝灰岩接触带附近的矽卡岩型矿化化 透镜状矿体透镜状矿体 似层状矿体似层状矿体 不规则状矿体不规则状矿体l围岩断裂中的热液脉型矿化围岩断裂中的热液脉型矿化 脉状矿体脉状矿体v 矿化类型及矿体特征矿化类型及矿体特征矿体形态矿体形态矿矿 化化 特特 点点矿矿 化化 特特 点点斑岩铜（钼）矿床的蚀变类型和矿化关系斑岩铜（钼）矿床的蚀变类型和矿化关系 气气液液包包裹裹体体测测定定，黑黑云云母母和和钾钾长长石石化化温温度度为为400400600600；石石英英绢绢云云母母化化温温度度为为420420250250；泥泥化化蚀蚀变变为为300-100300-100；硫硫化化物物主主要要4004002 20000，高高、中中温温热热液液阶阶段段；成成矿矿深深度度2 25km5km，成成矿流体矿流体盐度高盐度高，工业矿体内可达，工业矿体内可达404076wt%NaCl76wt%NaCl矿石矿石3434S S（）-6.3-6.3+3.6+3.6矿 床 成 因氢氢-氧同位素：成矿热液除来自氧同位素：成矿热液除来自岩浆岩浆外，部分可能来自下降的外，部分可能来自下降的天水天水；矿 床 成 因图图 岩浆热液和地下水发生对流循环形成斑岩型铜矿床示意图岩浆热液和地下水发生对流循环形成斑岩型铜矿床示意图1-大气降水；2-壳状矿化带；3-岩浆热液（据Jensen，1981）矿 床 成 因上升岩浆水和大气水发生上升岩浆水和大气水发生对流循环对流循环，地下水提供部分矿质，其富含，地下水提供部分矿质，其富含Na+、Cl-、Ca2+等，促进矿质沉淀等，促进矿质沉淀图图 斑岩铜矿床成因的板块构造模式斑岩铜矿床成因的板块构造模式（据西里托，1972）矿 床 成 因R.H.SillitoeR.H.Sillitoe（19721972）提出了板块构造成因模式提出了板块构造成因模式 大洋板块俯冲于大陆板块之下，并向上地幔俯冲，海洋板块在贝尼奥夫带发生了局部熔融，并沿裂隙上升到地壳浅部，形成斑岩型铜矿床，铜来自原始海洋板块，这和目前大西洋和太平洋玄武岩中富含铜一致。斑岩型矿床的其它主要类型斑岩型矿床的其它主要类型富金斑岩型矿床富金斑岩型矿床(1)(1)伴生斑岩型金矿伴生斑岩型金矿伴生斑岩型金矿伴生斑岩型金矿：如江西德兴、西藏玉龙：如江西德兴、西藏玉龙 (2)2)独立斑岩型金矿独立斑岩型金矿独立斑岩型金矿独立斑岩型金矿：如河北峪耳崖如河北峪耳崖斑岩型钼矿床斑岩型钼矿床陕西金堆城、河南上房陕西金堆城、河南上房斑岩型钨矿床斑岩型钨矿床广东莲花山、江西阳储岭广东莲花山、江西阳储岭斑岩型锡矿床斑岩型锡矿床广东银岩、湖南野鸡尾广东银岩、湖南野鸡尾斑岩型铅锌矿床斑岩型铅锌矿床江西冷水坑、安徽黄屯江西冷水坑、安徽黄屯 矿矿床床成成矿矿系系列列是是在在一一定定地地质质时时期期和和一一定定地地质质环环境境中中，在在一一定定的的主主导导地地质质成成矿矿作作用用下下形形成成的的，在在时时间间、空空间间和和成成因因上上都都有有密密切切联联系系，但但其其具具体体生生成成条条件有差别的件有差别的1组（组（2个以上）矿床类型的组合。个以上）矿床类型的组合。斑斑岩岩型型矿矿床床常常与与矽矽卡卡岩岩型型、热热液液脉脉型型及及浅浅成成低低温温热热液液型型金金、银银、铜铜、铅铅、锌等矿床构成火山岩地区矿床成矿系列，成矿系列的最大延深可达锌等矿床构成火山岩地区矿床成矿系列，成矿系列的最大延深可达57km。斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列斑岩铜矿、高硫化型、低硫化型浅成低温热液矿床的成因机制示意图（Hedenquist J W.,1994）斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列斑岩型矿床的成矿系列 运运用用成成矿矿系系列列概概念念，对对成成矿矿区区内内可可能能存存在在的的矿矿床床类类型型作作出出较较为为全全面面的的评评价价，还还可可以以根根据据已已知知的的一一种种或或少少数数矿矿床床类类型型，预预测测可能存在的其他相关的矿床类型。可能存在的其他相关的矿床类型。斑斑岩岩型型矿矿床床的的保保存存斑岩型铜矿找矿方法1.地质标志及方法地质标志及方法地质标志地质标志铁帽铁帽铁的次生矿物、铜的次生矿物铁的次生矿物、铜的次生矿物蚀变特征蚀变特征副矿物特征副矿物特征 热液金红石：很普遍，为交代榍石或交代黑云母、角闪石形成；磷灰石的溶蚀热液金红石：很普遍，为交代榍石或交代黑云母、角闪石形成；磷灰石的溶蚀n含矿角砾岩带含矿角砾岩带n成矿系列成矿系列 伴生的卫星矿伴生的卫星矿地质测量地质测量1/20万基础上，万基础上，1/5万和万和1/2.5万地质测量，圈定远景区域，进行更大比例尺填图万地质测量，圈定远景区域，进行更大比例尺填图地质类比法地质类比法剥蚀深度的判别剥蚀深度的判别2.综合方法综合方法斑岩型矿床斑岩型矿床知识点了解斑岩型矿床的分布、工业类型、工业意义理解斑岩型铜矿形成地质条件、矿床成因掌握斑岩型铜矿蚀变及矿化分带及其意义