斑巖銅礦的成礦模式

1、斑巖銅礦的成礦模式關(guān)于斑巖銅礦的成因，應(yīng)該是眾說紛紜，還沒有一個(gè)定論，目前大致有以下 幾種：一，巖漿熱液說（正巖漿模式）：巖漿熱液模式是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者所認(rèn)同的學(xué) 說，持此觀點(diǎn)的學(xué)者們認(rèn)為，斑巖銅礦的礦質(zhì)、成礦熱液及其伴生的中酸性巖體 都是來(lái)之上地幔（或下地殼）。礦質(zhì)和成礦熱液是由中酸性巖漿在上侵過程及侵位 后的結(jié)晶過程中，由于溫壓條件的變化而出溶，并在有利位置富集成礦。依據(jù)：1，礦化體（斑）巖體緊密共生，礦化呈細(xì)脈浸染狀產(chǎn)于巖體及其圍巖中，有的甚 至整個(gè)巖體礦化，且分布較均勻；礦化體及周圍巖石具一定的熱液蝕變,并具有一定的分布；礦床常產(chǎn)于深大斷裂附近，在空間上常呈帶狀分布，并與一定的構(gòu)造，巖漿

2、 帶相一致（古亞洲帶、古地中海帶及環(huán)太平洋帶）；礦化巖體的產(chǎn)狀常與圍巖不一致；同位素資料，如硫化物的值及容礦巖石的鍶同位素的初始比值（87Sr/86Sr）, 多接近于隕石與玄武巖但是該成礦模式的難點(diǎn)在于難以解釋以下基本地質(zhì)事實(shí)：1，眾所周知，中酸性巖漿巖的活動(dòng),在各個(gè)時(shí)期和不同地區(qū)都有廣泛的分布。 據(jù)統(tǒng)計(jì),目前中國(guó)出露的中酸性巖漿巖的面積為859248Km2，而全國(guó)與銅礦相伴 生的中酸性巖漿巖（包括斑巖型與夕卡巖型）的出露面積最多也不會(huì)超過其中的 1%。即有99%以上的中酸性巖漿巖在其形成的過程中沒有使銅等金屬元素富集, 銅的克拉克值只有20X 10-635X 10-6，它比基性巖漿巖要低一倍

3、而與沉積巖相 當(dāng)。上述資料表明，在中酸性巖漿巖的形成過程中（至少是絕大部分），銅等金屬元 素并沒有得到富集。那么為什么在某些中酸性（斑）巖體中有銅礦產(chǎn)出呢？用巖漿 分異熱液成礦說很難解釋。實(shí)驗(yàn)資料表明，巖漿中水的含量是有限的，它與壓力成正比,與溫度成反比 35（圖1）。因此對(duì)淺成、超淺成（小于3Km）的中酸性（斑）巖體來(lái)說,巖漿中水的含 量是很有限的，一般其含水量小于3%,含礦的中酸性（斑）巖體中水的含量一般為 1%2%,同時(shí),含礦斑巖的規(guī)模又往往很小。中國(guó)一些規(guī)模較大的銅礦床其含礦 巖體的面積不到1 Km2,如玉龍二長(zhǎng)花崗斑巖的出露面積為0.73 Km2。因此如果 巖漿結(jié)晶時(shí)有水的析出，也是

4、非常有限的，不可能形成目前在斑巖銅礦中所觀察到 的蝕變和礦床規(guī)模。含礦中酸性斑巖體含大量的流體包裹體，缺乏或極少見熔融包裹體。流 體包裹體的均一溫度主要為150550C,斑巖銅礦中的流體包裹體常具沸騰流體 包裹體組合的特征。那么流體包裹體的均一溫度就可以相當(dāng)于當(dāng)時(shí)的捕獲溫度， 大量的實(shí)驗(yàn)資料表明，中酸性巖漿巖的固相線為650925C,而石英在巖漿中的 結(jié)晶溫度又高于固相線，所以石英斑晶中捕獲的流體包裹體的溫度應(yīng)該在650C 到石英結(jié)晶的溫度范圍內(nèi)。同時(shí)，按巖漿結(jié)晶的觀點(diǎn)，斑巖體中的斑晶是巖漿在深 部溫壓條件比較穩(wěn)定、冷卻速度較慢的相對(duì)較封閉的環(huán)境中形成的，而這種環(huán)境 不可能產(chǎn)生飽和及過飽和鹽水

5、-蒸氣的沸騰流體，因?yàn)檫@種沸騰流體形成于溫壓條 件突然下降的開放、半開放的環(huán)境。因此含礦巖體（斑巖）中流體包裹體的流體來(lái) 自中酸性巖漿巖本身的結(jié)晶分異作用或二次沸騰的論點(diǎn)是不成立的。斑巖銅礦含礦斑巖體的斑晶（石英、長(zhǎng)石、黑云圖母、角閃石）具明顯的 包含、篩狀、間隙、聚合、次生加大及變余碎屑等變晶結(jié)構(gòu)，它是熱液交代作用 的產(chǎn)物中國(guó)幾個(gè)主要斑巖銅礦的同位素值具殼幔混合的特征，如鍶同位素的初始 值為0 70440 7105,硫化物的0 34S值為+13.8%。-21 .4%。，石英中0 180值為 6 .56%。15 .01%，石英中包裹體水的0 D值為-46 .8%。-102 .1%斑巖銅礦的產(chǎn)出

6、具層控的特點(diǎn),即在一定的區(qū)域內(nèi)斑巖銅礦產(chǎn)于一定時(shí)代 的地層中,如中國(guó)西南部（三江地區(qū)）的斑巖（或夕卡巖型）銅礦（西藏的玉龍、莽總、 扎拉尕、多霞松多、馬拉松多、青海的尕龍格馬，云南的紅山、雪雞坪及個(gè)舊等） 主要賦存于三疊系的地層中。玉龍地區(qū)有16個(gè)喜馬拉雅期的中酸性斑巖體，其成 分及結(jié)構(gòu)相似，其中的3個(gè)為含礦斑巖體，均產(chǎn)于上三疊統(tǒng)甲不拉組的上部與玉卡 組的底部,而其他13個(gè)非含礦斑巖體均產(chǎn)于上部阿都拉組及玉卡組的中上部;中 國(guó)北部地區(qū)的斑巖（夕卡巖）銅礦主要產(chǎn)于古生界地層，其中西北部以石炭系地層 為主，如卡拉先格爾及土屋一延?xùn)|;東北部地區(qū)以?shī)W陶系地層為主，如多寶山、銅山; 而中國(guó)中東部地區(qū)的斑

7、巖（夕卡巖）主要產(chǎn)于元古宇的地層中的，如銅礦峪、德興、 小寺溝、壽王墳、秋樹灣,八寶山、華銅等。長(zhǎng)江中下游一帶的斑巖夕卡巖銅礦 主要賦存于上石炭統(tǒng)及下三疊統(tǒng)的地層。很多斑巖銅礦（銅峪峪、白乃廟、多寶山、雪雞坪及土屋一延?xùn)|等）中的 斑巖體及礦體呈似層狀、透鏡狀及似板狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖地層基本一致，同時(shí)還 有很多斑巖銅礦中大部分的礦體產(chǎn)于圍巖中,如玉龍銅礦與德興銅礦均有2/3的 礦體產(chǎn)于圍巖中。另外，中酸性斑巖體中K的來(lái)源及侵位的空間問題仍是“巖漿 論”（幔源）的疑難點(diǎn)。二：“板塊構(gòu)造成礦模式”（洋殼重熔成礦）：“板塊構(gòu)造成礦說”以國(guó)外R.H. Silltoe為代表，他們認(rèn)為斑巖銅礦是含銅的大洋殼

8、沿消亡帶俯沖到地幔中發(fā)生局 部熔融，在熔化過程中析出金屬，并同鈣堿性巖漿一起上升,然后在巖體的頂部富 含氯化物的液相中富集成礦。提出該“成礦假說”的地質(zhì)事實(shí)有：很多斑巖銅礦，特別是形成于中、新生代的斑巖銅礦主要分布在板塊的會(huì)聚 邊界（俯沖消亡帶）上；大洋殼中各層均富含金屬，如第一層（遠(yuǎn)海頁(yè)巖）中的金屬含量一般都高于 沉積巖中的金屬含量（在太平洋的某些頁(yè)巖中含銅為323X10-6，含鉬為18X10-6, 海底錳結(jié)核中含銅最高可達(dá)2 5%）;斑巖銅礦常與鈣堿系列的火山巖伴生，而鈣堿系列火山巖被看作是幔源的。 但是該成礦假說目前尚有不少問題有待解決，如洋殼俯沖、熔化、上侵等機(jī)制至 今還缺乏事實(shí)依據(jù)。

9、正如R.H. Silltoe自己所說的，該成礦假說目前還是一種抽象 的理論。另外還有很多產(chǎn)于陸內(nèi)的斑巖銅礦并非產(chǎn)于板塊俯沖帶的上盤，而是遠(yuǎn) 離俯沖帶。如中國(guó)的玉龍斑巖成礦帶距喜馬拉雅期的雅魯藏布江的“板塊俯沖帶” 500余公里，中國(guó)的德興、金堆城、八寶山以及城門山、銅山口、封山洞等長(zhǎng)江中 下游的斑巖銅礦帶也都遠(yuǎn)離燕山期最近的板塊俯沖帶上千公里等。它們用含銅洋 殼的俯沖、熔化、上侵、富集的機(jī)制難以解釋。同樣巖體的侵位空間問題仍是該 學(xué)說的疑難點(diǎn)。三，“活動(dòng)轉(zhuǎn)移說”在國(guó)外“活動(dòng)轉(zhuǎn)移說”以D.H懷特為代表，他在1968年 提出了 “多層對(duì)流循環(huán)模式”。中國(guó)學(xué)者季克儉（1989）年提出“三源”成礦說,

10、 該學(xué)說認(rèn)為高侵位的中酸性斑巖體含水量甚小，在溫度下降、巖漿結(jié)晶過程中不 會(huì)析出流體,礦質(zhì)與成礦熱液主要來(lái)自圍巖，巖漿巖主要起熱動(dòng)力源的作用。即由 于巖漿的活動(dòng)，使原賦存于地層中的地下水或?qū)娱g隙裂隙水活化（懷特認(rèn)為是鹵 水），并攜取圍巖中的有用組分成為含礦熱液，在巖漿熱動(dòng)力源的帶動(dòng)下，沿著一定 的構(gòu)造系統(tǒng)循環(huán)，并在有利部位富集成礦。提出該成礦假說的主要地質(zhì)事實(shí)（依據(jù)） 有：1，斑巖銅礦具層控特點(diǎn)，即礦床的產(chǎn)出受一定層位的控制；很多斑巖銅礦中的礦體呈似層狀產(chǎn)于圍巖中，產(chǎn)狀與地層的基本一致；某些斑巖銅礦中的氧、氫同位素資料表明成礦熱液具地表水的特點(diǎn);在斑 巖銅礦賦存的地層,有銅等元素的異常值（有的

11、有沉積型銅礦床的產(chǎn)出）或有膏鹽 層的存在;地殼中有地下水環(huán)流熱液及變質(zhì)、超變質(zhì)的熱液存在；在斑巖銅礦與同一礦田中Cu含量的降低場(chǎng)與增高場(chǎng)相伴出現(xiàn)，降低場(chǎng)常出現(xiàn)在 增高場(chǎng)與正常場(chǎng)之間，同一層位同種巖石的銅含量由巖體向外不是逐漸降低而是 從高降至最低，然后又回至中等。這一成礦學(xué)說較前二種模式擁有較多的地質(zhì)事實(shí)，但仍有些地質(zhì)事實(shí)難于解 釋，如怎樣解釋巖體內(nèi)部的礦體,特別是那些呈細(xì)脈浸染狀均勻分布的全巖礦化斑 巖體,因圍巖中的水（成礦流體）無(wú)法進(jìn)入已經(jīng)處于飽和狀態(tài)的巖漿熔融體。同時(shí)由 于該“成礦模式”認(rèn)為中酸性斑巖體是巖漿侵位的，因此仍存在巖體的空間問題。 四，“變質(zhì)巖漿成礦說”：該成礦說應(yīng)追溯到19

12、世紀(jì)60年代美國(guó)的享特（Huut）提 出的“花崗巖的變質(zhì)成因說”，他認(rèn)為金屬富集成礦是含金屬的沉積物轉(zhuǎn)變?yōu)榛?崗巖的伴生現(xiàn)象。1963年史奈德提出內(nèi)生礦床的“再生說”，他指出所有內(nèi)生礦 床（包括斑巖銅礦）都是再生礦床。1957年謝家榮與孟憲民認(rèn)為中條山銅礦中的變 質(zhì)花崗閃長(zhǎng)（斑）巖是區(qū)域變質(zhì)和原火山一沉積巖石中的長(zhǎng)石砂巖或硬砂巖花崗 巖化而成，巖體中的銅礦則是沉積變質(zhì)銅礦在花崗巖化過程中活化和富集的產(chǎn) 物。黎諾在1978年提出了高溫氣態(tài)變巖漿與地液成礦論。陳文明于1980年、1984 年通過對(duì)中國(guó)斑巖銅礦的研究得出,斑巖銅礦也具“層控”的特點(diǎn)，它保留了原“層 狀銅礦”的很多特征，如礦床在一定區(qū)

13、域內(nèi)產(chǎn)于一定時(shí)代地層一定的含Cu巖石建 造中，礦體主要產(chǎn)于含Cu建造中二種巖相的過渡部位。礦床的產(chǎn)出還受巖相古地 理（指含礦斑巖體賦存的最老圍巖時(shí)代的古地理）的控制，即礦床產(chǎn)于含Cu古陸周 圍沉積盆地的邊緣,如玉龍斑巖銅礦帶中的礦床、礦點(diǎn)均產(chǎn)于藏北滇西古陸東部 昌都察隅古隆起與金沙江古隆起之間的昌都海灣西緣。很多斑巖銅礦中的含礦斑 巖體及礦體均呈似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖一致,有的含礦斑巖體與圍巖斜交，但賦 存其中的礦體及圍巖殘留體的產(chǎn)狀與圍巖一致（城門山、德興、八寶山、沙溪及 封山洞等）。含礦斑巖體的各種斑晶具明顯的變晶結(jié)構(gòu);礦石中的成礦元素、微量 元素與圍巖的一致性及某些礦床中的同位素、稀土元

14、素組成均具殼源等特征，明 確提出斑巖銅礦（至少一部分）的前身是外生砂頁(yè)巖層狀銅礦或含Cu砂頁(yè)巖，即斑 巖銅礦是由砂頁(yè)巖層狀銅礦或含Cu的砂頁(yè)巖經(jīng)“變巖漿”作用而成。該“成礦 模式”顯然比前幾種成礦模式具有更多的地質(zhì)事實(shí)（前幾種成礦模式所列舉的地 質(zhì)事實(shí)用該模式均能解釋），同時(shí)解決了巖體的侵位空間及礦質(zhì)來(lái)源問題。但仍存 在某些疑點(diǎn)，如變巖漿巖的形成機(jī)理，熱及K、Na的來(lái)源，特別是Na的來(lái)源。對(duì)含 礦的中酸性斑巖體來(lái)說,多數(shù)是淺成的小巖體，其圍巖的變質(zhì)程度也較低，有的僅 發(fā)生角巖化，賦存巖體的地層中K、Na的含量，特別是Na的含量明顯的低于中酸 性巖體中的Na含量。同時(shí)大量的同位素資料表明，大部分

15、礦床中的各種同位素組 成（0、S、H、C、Sr等）具殼?；旌系奶卣?，不具單一的“殼源”特征。因此假如 沒有外來(lái)的物質(zhì)及熱的加入，單靠區(qū)域變質(zhì)作用要形成“中酸性變巖漿”幾乎是 不可理解的。五，還有一種學(xué)說，就是中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所的陳文明先生通過 含礦斑巖體斑晶的流體包裹體及斑晶結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究得出的，他依據(jù)：1,斑巖 中得了流體包裹體具有沸騰特征，其均一溫度為150550 C，證明斑巖體形成 的溫度區(qū)間主要為150550C，結(jié)晶的溫度區(qū)間寬,明顯低于中酸性巖漿結(jié)晶的 固相線，2，巖體中的斑晶為具明顯熱液交代作用特點(diǎn)的變晶結(jié)構(gòu)。因此他認(rèn)為含 礦斑巖體的形成不一定要經(jīng)過巖漿階段，含礦斑巖體可以是熱液交代作用的產(chǎn) 物。在他看來(lái)，熔融與熱液交代作用并非截然分開,它是一種地質(zhì)熱事件的兩種 表現(xiàn),決定于熱事件的強(qiáng)度與規(guī)模（能量的大?。瑫r(shí)一個(gè)熱事件的不同階段可以 有不同的