科学论坛 Ｉ■ 浅析斑岩型铜矿的特征及成因 潘春明 （辽宁省第七地质大队１ １８００３） ［摘要］本文通过几个方面对斑岩型铜矿的成因进行具体分析，对国内外斑岩铜矿的产生及成矿做了具体的研究，为日后寻找斑岩类铜矿床奠定了一定的 理论基础。 ［关键词］斑岩铜矿岩浆热液板块构造变质岩成矿原因 中图分类号：Ｐ６１８．４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４ｘ（２０１４）Ｏ１－０３９０－０１ 一 斑岩铜矿的特征 该成矿说应追溯到ｌ９世纪６Ｏ年代美国的享特（Ｈｕｕｔ）提出的“花岗岩的变 斑岩铜矿（ｐｏｒｐｈｙｒｙｃｏｐｐｅｒ ｄｅｐｏｒｔ＠通常是指与具有斑状结构的花岗岩 质成因说”，他认为金属富集成矿是含金属的沉积物转变为花岗岩的伴生现象。 类侵入体共生的浸染状、细脉浸染状和细脉状铜和钼—铜组分的富集体，根据 １９６３年史奈德提出内生矿床的“再生说”，他指出所有内生矿床（包括斑岩铜矿） 规模可分为大中小型斑岩铜矿矿床。其特点为铜的平均含量在原生矿石中比较 都是再生矿床。１９５７年谢家荣与孟宪民认为中条山铜矿中的变质花岗闪长（斑） 低（０．３．＿ｏ． ），而在氧化矿石中明显较高Ｇ盘ｌ—１． ），而钼在原生氧化矿石中 岩是区域变质和原火山—沉积岩石中的长石砂岩或硬砂岩花岗岩化而成，岩体 的分布都比较均匀（０．０ｏ５—０．Ｏ５％），在这种情况下，矿石中铜与钼的比值变化 中的铜矿则是沉积变质铜矿在花岗岩化过程中活化和富集的产物。黎诺在１９７８ 很大，形成一系列重要的铜、铜一金和铜一钼矿床 年提出了高温气态变岩浆与地液成矿论。陈文明于１９８０￣、１９８４年通过对中国 ＝．斑岩铜矿形成的几种条件 斑岩铜矿的研究得出，斑岩铜矿也具“层控”的特点，它保留了原“层状铜矿”的 （一）岩浆热液 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 岩浆热液是目前国内外学者所认同的学说，持此观点的学者们认为，斑岩 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（指 铜矿的矿质、成矿热液及其伴生的中酸性岩体都是来之上地幔（或下地壳）。矿 含矿斑岩体赋存的最老围岩时代的古地理）的控制，即矿床产于含Ｃｕｔｒ陆周围 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，由于温压条 沉积盆地的边缘，如玉龙斑岩铜矿带中的矿床、矿点均产于藏北滇西古陆东部 件的变化而出溶，并在有利位置富集成矿。依据：①矿化体（斑）岩体紧密共生， 昌都察隅古隆起与金沙江古隆起之间的昌都海湾西缘。很多斑岩铜矿中的含矿 矿化呈细脉浸染状产于岩体及其围岩中，有的甚至整个岩体矿化，且分布较均 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， 匀；②矿化体及周围岩石具一定的热液蚀变，并具有一定的分布，③矿床常产于 但赋存其中的矿体及围岩残留体的产状与围岩一致（城门山、德兴、八宝山、沙 深大断裂附近，在空间上常呈带状分布，并与一定的构造，岩浆带相一致（古亚 溪及封山洞等）。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 洲带、古地中海带及环太平洋带）；④矿化岩体的产状常与围岩不一致；⑤同位 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 素资料，如硫化物的硫同位素比值及容矿岩石的锶同位素的初始比值（８７Ｓｒ／ 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 ８６Ｓｒ），多接近于陨石与玄武岩。 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 众所周知，中酸性岩浆岩的活动，在各个时期和不同地区都有广泛的分布。 而成。该“成矿模式”显然比前几种成矿模式具有更多的地质事实（前几种成矿 据统计，目前中国出露的中酸性岩浆岩的面积为８５９２４８Ｋｍ２，而全国与铜矿相 模式所列举的地质事实用该模式均能解释），同时解决了岩体的侵位空间及矿 伴生的中酸性岩浆岩（包括斑岩型与夕卡岩型）的出露面积最多也不会超过其 质来源问题。但仍存在某些疑点，如变岩浆岩的形成机理，热及Ｋ、Ｎａ的来源，特 中的１％。即有９ 以上的中酸性岩浆岩在其形成的过程中没有使铜等金属元素 别是Ｎａ的来源。对含矿的中酸性斑岩体来说，多数是浅成的小岩体，其围岩的 富集，铜的克拉克值只有２０×１０－６～３５×１０—６，它比基性岩浆岩要低一倍而 变质程度也较低，有的仅发生角岩化，赋存岩体的地层中Ｋ、Ｎａ的含量，特别是 与沉积岩相当。上述资料表明，在中酸性岩浆岩的形成过程中（至少是绝大部 Ｎａ的含量明显的低于中酸性岩体中的Ｎａ￣＇ｔ。同时大量的同位索资料表明，大 分），铜等金属元素并没有得到富集。那么为什么在某些中酸性（斑）岩体中有铜 部分矿床中的各种同位素组成（Ｏ、Ｓ、Ｈ、Ｃ、Ｓｒ等）具壳幔混合的特征，不具单一 矿产出昵？用岩浆分异热液成矿说很难解释。 的“壳源”特征。因此，假如没有外来的物质及热的加入，单靠区域变质作用要形 （二）“板块构造成矿模式” 成“中酸性变岩浆”几乎是不可理解的。 “板块构造成矿说”以国外Ｒ．Ｈ．Ｓｉｌｌｔｏｅ￣３代表，他们认为斑岩铜矿是含铜 中国地质科学院矿产资源研究所的陈文明先生通过含矿斑岩体斑晶的流 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 体包裹体及斑晶结构的进一步研究得出的，他依据：１，斑岩中得了流体包裹体 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。提出 具有沸腾特征，其均一温度为１５０－５５０Ｘ３，证明斑岩体形成的温度区间主要为 该“成矿假说”的地质事实有： １５０－５５０ＸＳ，结晶的温度区间宽，明显低于中酸性岩浆结晶的固相线，２，岩体中 ①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 的斑晶为具明显热液交代作用特点的变晶结构。因此他认为含矿斑岩体的形成 会聚边界（俯冲消亡带）上； 不一定要经过岩浆阶段，含矿斑岩体可以是热液交代作用的产物。在他看来，熔 ②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 融与热液交代作用并非截然分开，它是一种地质热事件的两种表现，决定于热 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１８ 事件的强度与规模（能量的大小），同时—个热事件的不同阶段可以有不同的表 ×１０—６，海底锰结核中含铜最高可达２５％）；③斑岩铜矿常与钙碱系列的火山 现形式，如深源热流体的早期温度较高（大于中酸性岩浆岩的固相线），可以使 岩伴生，而钙碱系列火山岩被看作是幔源的。 地壳岩石局部少量熔融，随后（如与地壳中的水混合）温度很快降至固相线以下 但是该成矿学说目前尚有不少问题有待解决，如洋壳俯冲、熔化、上侵等机 而进入热液交代作用阶段。当然热流体也可以有多期性，因此交代和熔融在不 制至今还缺乏事实依据。正如Ｒ．Ｈ．Ｓｉｌｌｔｏｅ己所说的，该成矿原因假象目前还 同含矿岩体中存在不同的比例，且可能在以交代为主的某些斑岩体中出现一些 是一种抽象的理论。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 （少量）熔融包裹体 上盘，而是远离俯冲带。如中国的玉龙斑岩成矿带距喜马拉雅期的雅鲁藏布江 上文对斑岩型铜矿的特征及成因做了具体分析，但关于斑岩型铜矿床具体 的“板块俯冲带”５００￣，公里，中国的德兴、金堆城√ 宝山以及城门山、铜山口、 成因，世界地质研究人员一直在激烈的争议中。在我们日常地质找斑岩型铜矿 封山洞等长江中下游的斑岩铜矿带也都远离燕山期最近的板块俯冲带上千公 过程中应结合实际地质情况，通过多种技术手段进行多方位验证，进而提高矿 里等。它们用含铜洋壳的俯冲、熔化、上侵、富集的机制难以解释。 床储量的计算的准确性。 （三）“变质岩浆成矿说” ３９０ ｌ科技博览
