Question

（二）夕卡岩型铜矿床

Answer 1

夕卡岩型铜矿床是指产于中酸性—中基性侵入岩类与碳酸盐岩接触带或附近，由花岗质岩浆的独立流体相逐渐演化为高温—中温热液相，通过接触交代和渗滤交代而形成的铜矿床。这类矿床具有典型夕卡岩矿物组合，主要矿体产于夕卡岩体中（郭文魁等，1957a、b，1978；常印佛等，1983）。

夕卡岩铜矿床由于分类的出发点不同可以作以下划分：①按成矿元素组合分类可分为铜铁型（如大冶铁矿、铜录山等）、铜钼型（如封三洞、寿王坟等）、铜金型（如鸡笼山、刁泉等）、钨铜型（如阮家湾、江西铜山等）、铜铅锌型（如铜山岭等）、铜型（如武山等），其中大型铜矿床主要为铜铁型和铜钼型；②按夕卡岩化学成分分类可分为镁夕卡岩型（如寿王坟等）、钙夕卡岩型（如城门山等）（赵一鸣等，1990）；③按矿体产出特点及控制因素分类可分为接触式（铜录山等）、层控式（狮子山等）、复控式（铜官山等）；④按矿床的多种成因（复合）分类可分为斑岩-夕卡岩型（城门山等）、层控-夕卡岩型（武山等）。

夕卡岩型铜矿在世界其他地区并不重要，但在我国却十分重要（赵一鸣等，1990）。例如在美国和加拿大，这类矿床的储量仅占铜矿总储量的1%～2%；在俄罗斯，仅占铜矿总储量的2.9%，而在我国，这类矿床占铜矿总储量的21.71%。这类矿床除在长江中下游有少数大型者外，多数是中小型矿床，矿石品位一般较富，多在0.8%～1.6%之间。除Cu外，常伴生其他可以综合利用的组分，例如Fe、Au、Ag、Mo、Co、Bi、Pb、Zn、Se、Te、S等（刘迅，1990；张兆瑾等，1951；张洪涛，1984；李立平等，1994；李福东等，1993；杨兵等，1985）。

与夕卡岩型铜矿有关的成矿岩体包括辉石闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩等各类岩石，但与中酸性侵入岩类关系最密切。它们主要为中深成—浅成相钙碱性系列的闪长岩、石英二长闪长岩、斜长花岗闪长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等。岩石化学特别是K₂O和Na₂O含量偏高，例如Na₂O+K₂O变化于6.83%～8.57%之间，均高出戴里的相应岩石的含碱量。夕卡岩型铜矿的矿化类型与成矿岩体的岩石特征之间具有密切关系，例如夕卡岩型铜-多金属（锡、铅、锌）矿床多与酸性黑云母花岗岩有关（广西拉么铜锌矿床），夕卡岩型铜-钼（或金）矿床多与中酸性花岗闪长岩有关，夕卡岩型铜-铁矿床多与闪长岩和石英二长岩有关。在长江中下游铜矿带这种成矿专属性更为明显，例如九瑞、阳新、铜陵等地区的夕卡岩型铜（钼、金）矿床的成矿岩体为高碱富钾［w（K₂O+Na₂O）=7.45，w（K₂O）/w（Na₂O）＞1～1.5］中酸性岩石系列；而铁山、铜录山等地区的夕卡岩型铜铁矿床的成矿岩体则为高碱富钠［w（K₂O+Na₂O）=7.61，w（K₂O）/w（Na₂O）＜1～1.5］中性岩石系列（陈臻，1986；周太和，1984）。

这些成矿岩体绝大多数为多期次侵位的复式岩体，例如城门山成矿岩体是由同源二期6次侵位的花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、石英长石斑岩、霏细石英斑岩、晶屑石英斑岩和英云闪长玢岩组成的杂岩体。大型夕卡岩型铜（钼）和铜（铁）矿床有关的岩体都是多次侵位的复合岩体，证明浅成岩浆房与深部岩浆房保持长时间的沟通是十分重要的。

岩体地表形态多呈椭圆形和圆形，其产状多呈小岩株，少数呈岩墙。岩体出露面积差别很大，通常铜铁矿床有关的成矿岩体出露面积较大，如铁山岩体140km²，鄂城岩体85km²；而大多数与铜（钼、金）矿床有关的成矿岩体出露面积都不大，如城门山岩体0.8km²，武山岩体0.6km²，封三洞岩体1.26km²（张洪涛，1984；周太和，1984；黄恩邦等，1990）。

岩体的稀土元素分配模式为轻稀土元素比较富集和重稀土元素比较平坦，且无明显的负铕异常型，锶同位素初始值变化于0.7040～0.7080之间。表明具有壳幔源混合的特征。

成矿围岩均为碳酸盐岩石，尤其以成分不纯的碳酸盐岩石更为有利。华北地台容矿围岩主要是元古宇，如大石桥组、高于庄组和雾迷山组等；古生界，如寒武系凤山组和长山组等、二叠系黄岗梁组和大石寨组等。扬子地台长江中下游地区容矿围岩主要为上古生界和中生界，如中上石炭统黄龙组和船山组、下二叠统栖霞组、茅口组和孤峰组和中下三叠统。

由于碳酸盐岩中MgO含量的高低不同而形成镁夕卡岩和钙夕卡岩。据赵一鸣等（1990）研究，通常碳酸盐岩中w（MgO）＞8%～10%时，主要形成镁夕卡岩；而当w（MgO）＜2%时，则形成钙夕卡岩（赵一鸣等，1990）。

构造条件对夕卡岩铜矿床的控制亦很明显：通常深断裂控制深源岩浆带的活动，如金山店-阳新-瑞昌深断裂控制大冶-九瑞Cu-Mo-Au矿带，铜陵-南陵深断裂控制铜陵-沙滩角Cu-Au-Fe矿带。网格状断裂系统对成矿的重要控制在江西九瑞地区特别明显，由NWW向、NW向和NE向3组断裂系统构成菱形网格系统，几乎在每个结点都有成矿岩体侵位及矿化发生，如由北西向南东依次分布着封三洞、东雷湾、武山、城门山等含矿岩株和矿床。构造错动的岩浆岩与围岩接触面、围岩层理与层间破碎带、褶皱轴部和翼部、多组断裂交汇处、捕虏体与岩体接触面等都是形成夕卡岩型铜矿的有利构造部位。根据夕卡岩矿体与接触带和地层的关系，可以划分3种情况：①接触式矿体，即矿体呈似层状和不规则状产于侵入体与围岩的接触带；②层控式矿体，即矿体呈层状、似层状和透镜状就位于某一特定层面或界面，矿体可以是单层的或是多层的，通常属于外接触带，有时出现于远离岩体的部位；③复控式矿体，即一部分矿体受接触带控制，另一部分矿体受地层控制。

夕卡岩矿体规模大小不一。小型夕卡岩矿体长数十米，厚数米，延深不足百米；大型矿体长可达千米，厚可达数十米，延深达数百米。

矿石矿物成分与夕卡岩类型密切相关。钙夕卡岩矿物主要为透辉石-钙铁辉石系列、钙铝-钙铁系列石榴子石、硅灰石、符山岩、方柱石、绿帘石、阳起石、斜长石、钾长石、榍石和磷灰石等；镁夕卡岩矿物主要为镁橄榄石、钙镁橄榄石、透辉石、尖晶石、基性斜长石、透闪石、韭角闪石、硅镁石、蛇纹石、金云母等；主要金属矿物有黄铜矿、辉钼矿、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、斑铜矿、磁黄铁矿等。

夕卡岩具有明显的分带性，由内向外，钙夕卡岩的分带大致为：斜（钾）长石带→石榴子石带→透辉石-石榴子石带→透辉石带；镁夕卡岩的分带大致为：透辉石带→镁橄榄石带→粒硅镁石带，或透辉石-石榴子石带→金云母-透辉石带→橄榄石-蛇纹石带。大多数夕卡岩型铜矿床由钙夕卡岩组成，但也有不少矿床，如寿王坟、铜录山和华铜等两类夕卡岩都有分布（赵一鸣等，1990）。

夕卡岩铜矿矿石构造极为复杂，主要有块状、浸染状、斑杂状、条带状、条纹状、网脉状和角砾状等。

夕卡岩铜矿的成矿流体富含挥发组分十分明显，如-等，这些挥发组分参与矿物的晶格，便形成富挥发组分的矿物或留存在流体包裹体中。

夕卡岩型铜矿的成矿经历了漫长过程：从花岗质过渡性岩浆到独立流体相形成，再到后期多次热液改造，都在成矿全过程打下了烙印。因此许多地质学家将夕卡岩成矿过程划分为5个阶段：①早期夕卡岩阶段，主要通过独立流体相的交代作用形成硅灰石、透辉石-钙铁辉石、钙铝榴石-钙铁榴石和镁橄榄石等岛状和链状无水硅酸盐矿物，有时也形成少量含水硅酸盐矿物如符山石和金云母等；②晚期夕卡岩阶段，主要通过高温热液活动，改造早期夕卡岩，形成阳起石、透闪石、绿帘石和金云母等含水硅酸盐矿物；③氧化物阶段，此阶段主要出现在夕卡岩型铜铁矿床，即通过高温热液在高氧逸度控制下交代透辉石、金云母和石榴子石等，形成浸染状和致密块状磁铁矿矿石，晚期可出现大量赤铁矿的晶出，形成磁铁矿-赤铁矿矿石；④硫化物阶段，主要在高中温热液活动的影响下，形成大量辉钼矿、毒砂、黄铜矿、黄铁矿、辉铋矿、方铅矿和闪锌矿等，有时伴随少量自然金的析出；⑤碳酸盐阶段，在中低温热液活动的影响下，方解石、白云石、铁白云石和菱铁矿等碳酸盐和石英、玉髓和蛋白石等二氧化硅大量沉淀，有时伴随有天青石和重晶石及少量黄铁矿和黄铜矿等硫化物的析出（季绍新等，1989；郭宗山，1957a、b；崔彬，1987，1995；黄华盛等，1985）。

夕卡岩型铜矿床的成矿深度一般在1.5～4km之间，成矿压力在200×10⁵～750×10⁵Pa。平均成矿深度在2km左右。

这类矿床的δ³⁴S值变化范围比较窄，极差一般不超过10‰，呈典型的塔式分布，显示深部硫源特征，主要为幔源硫，有少量地层围岩硫的加入。根据氢氧同位素分析，成矿溶液主要来自岩浆水，晚期有一定量的大气水参与。该类铜矿的初始锶值小于0.7100，说明成矿物质主要来自上地幔，但混有下地壳和上地壳的物质（顾连兴等，1986；黄许陈等，1993；翟裕生等，1992）。