Question

全球斑岩型±矽卡岩型铜、钼矿床时空分布

Answer 1

一、空间分布

已知的全球斑岩铜钼矿的时间和空间分布极不均一，主要集中于在环太平洋成矿域、特提斯-喜马拉雅成矿域和古亚洲成矿域，此外，个别地台区已发现前寒武纪巨型斑岩铜矿床(印度Malanjkhand，655万t铜储量)和巨型矽卡岩型钼矿(澳大利亚Mount Mulgine，122万t钼金属量)(戴自希等，2004)，与高硅流纹岩-碱性岩组合有关的斑岩钼矿分布于北欧挪威(Nordli)和北美洲东部北美洲格陵兰(Malmbjerg)(Misra，2000)。

全球斑岩铜钼矿床数量很多，在此统计铜金属量大于500万t的斑岩铜钼矿的分布。由图5-8可知，超大型斑岩铜钼矿主要分布于3个成矿域，其中环太平洋成矿域占到90%。根据位置可将环太平洋成矿域分为东部带和西部带，前者包括北美的科迪勒拉成矿集中区和南美安第斯成矿集中区，成矿时代以新生代为主，少量中生代;后者包括西南太平洋岛弧带(主要为新生代，靠近大洋一侧)和东亚陆缘成矿带(主要为中生代，离板块俯冲处较远的弧后一侧，主要铜钼矿位于中国)。特提斯-喜马拉雅成矿域分布在欧亚板块南缘，西起南斯拉夫，经匈牙利、罗马尼亚、保加利亚、土耳其、伊朗、巴基斯坦，到我国的青藏、滇西以至缅甸，斑岩铜矿主要集中于喀尔巴阡-巴尔干-喜马拉雅成矿带，成矿时代为中-新生代。古亚洲成矿域分布在亚洲大陆中部，包括中亚乌兹别克和哈萨克巴尔喀什湖地区至蒙古和我国的天山、内蒙古到大兴安岭地区，成矿时代主要为晚古生代华力西期，斑岩铜矿主要集中于中亚蒙古成矿带。斑岩铜矿本身含有钼矿以外，有时与斑岩钼矿伴生。美国西部的主要斑岩钼矿带位于斑岩铜矿带的东侧(两带相距达几百千米)，而加拿大不列颠哥伦比亚的斑岩钼矿和斑岩铜矿基本上分布于一个带上(秦克章，2002)。

图5-8 全球铜金属量大于500万t的斑岩铜钼矿分布图

整合已有的斑岩铜钼矿的资料，美国地质调查局提出斑岩铜矿成矿密度表示不同区带的潜力大小，图5-9和表5-2为全球不同区带的斑岩铜矿成矿密度分布图，由图5-9可知，西南太平洋成矿带、安第斯成矿带和喀尔巴阡山-巴尔干成矿带的斑岩铜矿成矿密度最大，具有较大的找矿潜力。

二、时间分布

分布于环太平洋成矿域、特提斯-喜马拉雅成矿域已知的全球斑岩铜钼矿的时代主要为中-新生代，新生代成矿强度明显高于中生代，古亚洲成矿域的斑岩铜钼矿成矿时代主要为古生代(秦克章，2002)。另外，个别地台区已发现前寒武纪巨型斑岩铜矿床(印度Malanjkhand，655万t铜储量;中国铜矿峪，265万t铜储量)和巨型矽卡岩型钼矿(澳大利亚MountMulgine，122万t钼金属量)(戴自希等，2004)。Sikka和Nehru(1997)列出全球共有40个前寒武纪斑岩铜矿(3314±6～561±9Ma)，其中重要矿床均为元古代，包括印度Malanjkhand、中国铜矿峪、加拿大TroilusLaket和纳米比亚HaibRiver，前两个矿床正在开采，后两个矿床正在勘查。而中国钼矿床，除个别矿床年龄在35～65Ma(如玉龙和马拉松多)之间外，一般钼矿床矿成矿年龄都在100～237Ma之间，相当于晚三叠世至早白垩世(罗铭玖等，1991)。

图5-9 全球不同区带斑岩铜矿分布图

表5-2 全球不同区带斑岩铜矿的矿床密度

(据Singer et al.，2005b，整理)

由图5-10可知，铜的储量新生代占到90%以上，且存在随时代变老，铜储量明显下降的趋势，这主要与早期形成的斑岩铜矿被剥蚀掉和后期的地质作用改造有关(Singeretal.，2002)。超大型斑岩铜矿呈现类似的时间分布特征(图5-10)。

图5-10 不同时代斑岩铜矿金属量(左)和超大型铜矿个数百分比(右)

根据已有的年代学资料分析，全球主要斑岩型钼矿的形成时代变化为340～5Ma(Misra，2000)，年龄跨度范围比较宽。全球钼矿成矿年龄一般在25～70Ma(如美国的Climax、Henderson，加拿大的Kitsault，格陵兰的Malmbjerg等)，相当于古近纪(Misra，2000)。

三、重要斑岩型±矽卡岩型铜、钼矿带

秦克章(2000)系统总结全球重要斑岩铜矿成矿集中区的特点，本书在此基础上，介绍全球重要斑岩型±矽卡岩型铜、钼的成矿区带的特点。

(一)安第斯成矿带

位于东太平洋沿海南美洲一带，该带主要包括智利、厄瓜多尔、秘鲁、阿根廷、玻利维亚等地的安第斯山脉，分布有大量的斑岩铜钼矿，其中铜占全球斑岩铜矿总储量的54%，呈北西向分布，其中智利是全球最多斑岩铜钼矿的国家，55个斑岩铜矿共有430Mt铜金属资源量(Sillitoe，1995;Camus et al.，1996;Singer et al.，2002，2005a)。全球最大斑岩铜矿(亦是全球最大铜矿)ElTeniente发育于智利山脉中，资源量和产量总和为94.4Mt铜金属量，每年产铜4.7Mt，占全球总产铜量的37%(Camus，2002)。该地区存在3个旋回，分别为早古生代Famatinian旋回、晚古生代Gondwana旋回和中新生代Andean旋回，前两者主要发育碰撞-俯冲和增生体，晚古生代I和S型花岗岩和流纹质火山岩发育于增生体的东部(Sillitoe，1988)，亦有二叠纪(295～266Ma)和三叠纪(239～195Ma)斑岩铜矿化点(Camus，2005)。早中生代发育弧后盆地，晚古生代自早白垩世以后大西洋打开导致一系列挤压变形且产生一系列岩浆弧向东迁移，斑岩铜矿形成时代分别集中于白垩纪(132～73Ma)、古近纪(65～50Ma)、始新世—渐新世(43～31Ma)、中新世(23～12Ma)和晚中新世—上新世(12～4Ma)，其中始新世—渐新世(43～31Ma)形成斑岩铜矿最为重要，共有22000万t铜资源量(Camus，2005)，发育非常多的巨型斑岩铜矿，太平洋洋壳向南美大陆板块俯冲和倒转，诱发始新世—上新世中酸性斑岩的侵位和斑岩铜矿的形成(Charrier et al.，2002)(图5-11)，矿化发生在网状脉或角砾岩筒内，具有典型的斑岩铜矿热液蚀变分带模式，主要硫化物有黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿，次生富集对矿石品位的提高起重要作用(Munchmeyer，1996)。晚中新世—上新世形成了全球最大的El Teniente(9435万t铜，250万t钼)斑岩型铜钼矿，除此以外，还包括Rio Blanco-Los Bronces斑岩铜矿(5243万t铜)和Los Pelambres-El Pachon斑岩铜矿(2663万t铜);白垩纪和古近纪形成的斑岩铜矿资源量分别为460万t和5700万t，中新世主要形成斑岩型铜金矿(1300t金)(Camus，2002，2005;Cook et al.，2005)。

图5-11 安第斯成矿带斑岩铜矿的时空分布及锶初始值关系

(二)科迪勒拉成矿带

除了中美地区发育一些新生代大型斑岩铜矿(如巴拿马Cerro Colorado:3730万t铜资源量、波多黎各RioVivi:218万t铜资源量和海地Douvray:230万t铜资源量)(Singer et al.，2005a)以外，主要斑岩铜钼矿位于美国西南部、加拿大山脉和墨西哥等地区。

根据斑岩铜钼矿床的时空关系和成矿特征，将此带分为南北科迪勒拉两个成矿亚带，斑岩铜钼矿床分布的群聚性非常明显，呈北北西和北西向分布(图5-12)。北科迪勒拉成矿亚带中斑岩铜矿主要集中于200～175Ma和90～20Ma，而斑岩钼矿形成时代为60～50Ma，两者基本上处于同一成矿带，主要发育石英二长岩型斑岩钼矿，重要矿床有美国华盛顿Mount Tolman(矿石储量为2177Mt，Mo和Cu平均品位分别为0.054%和0.09%，钼金属量达118万t，铜金属量196万t)和阿拉斯加州Quartz Hill(矿石储量为1216Mt，Mo平均品位0.077%，钼金属量达94万t)石英二长岩型斑岩钼矿(Keith et al.，1992;Carten et al.，1993;Camus，2005)。

图5-12 北美洲斑岩铜钼矿床分布图

(三)西南太平洋岛弧带

该带基底层基性火山岩系较厚，硅铝壳混染不强，与成矿有关的闪长岩的Au/Cu比值高，而Mo/Cu比值低，主要铜矿类型为斑岩铜金矿(图5-13)(Van Leeuwen et al.，1994;Mathur et al.，2000，2005;Paterson et al.，2005a，2005b)，占目前全球斑岩铜矿总储量的8%，含有少量的含火山岩型多金属硫化物矿床，产于典型大陆边缘岛弧环境。

图5-13 印尼铜-金(-钼)矿床分布图

钼主要作为伴生组分产于斑岩铜-金矿床中，与成矿有关的岩石主要为石英闪长岩、石英二长岩，常具有角砾岩筒，成矿时代主要为新生代(Pollard et al.，2002，2005)。该区发育全球最大的Grasberg富金斑岩铜矿(铜金属量2802万t，金储量2604t)(Cook et al.，2005)，周围1.5km发育大型斑岩铜矿型矽卡岩铜金矿床(埃茨伯格Ertsberg，金储量91t)。另外，同一成矿区带发育很多大型斑岩铜金矿(如印尼松巴哇岛的Batu Hijau巨型斑岩铜金矿，铜金属量723万t，金储量572t;巴布新几内亚的Ok Tedi巨型斑岩铜金矿，铜金属量2802万t，金储量446t)(Cook et al.，2005)。该带铜金矿伴有钾硅酸盐蚀变，钾硅酸盐蚀变富含早期热液磁铁矿，后者在斑岩系统的浅部叠加由绢云母、绿泥石和赤铁矿组成的泥化矿物组合，发育大量的镁质矽卡岩，具有完整进退矽卡岩蚀变矿物组合，不仅大量发育镁橄榄石、钙镁橄榄石等高温矽卡岩矿物，而且阳起石和绿泥石退化蚀变矿物普遍存在(施俊法等，2006)。

值得提出的是，菲律宾斑岩铜金矿常与在成因上有联系的石英脉型金矿和含金铜的块状硫化物矿床(实为脉状矿)有规律的组合，石英脉型金矿位于斑岩金铜矿床的上方或外围，含金铜的块状硫化物矿床位置最浅(秦克章，2002)。

(四)中亚蒙古成矿带

该带包括乌兹别克斯坦、哈萨克斯坦、蒙古和我国东北地区，属于古亚洲成矿域(图5-14)。主要以斑岩铜金矿床为主，可以分为3个亚带，由西向东依次分别为天山中带阿尔马雷克(Almalyk)矿田、哈萨克斯坦境内的巴尔喀什成矿亚带和蒙古-鄂霍茨克成矿亚带，成矿时代为古生代(Seltmann et al.，2005)。

阿尔马雷克(Almalyk)矿田中斑岩铜矿床主要与石炭纪—二叠纪的花岗闪长斑岩有关(Golovanov et al.，2005)，主要发育超大型卡利马克尔(Kalmakyr)(铜金属量1080万t，金储量1374t)(Cook et al.，2005)和萨雷切库(Sarycheku)等斑岩铜金矿床，成矿时代为石炭纪。该矿田除了铜、金、银、钼的储量巨大外，其他伴生元素(如Mo、Au、Ag、Se、Te、Bi、Re、Os、Co、Ni、Pt、Pd等)的经济价值也非常可观(Golovanov et al.，2005;Singer et al.，2005a)。

巴尔喀什成矿区带是以华力西运动为主的多旋回构造区，发育大量的斑岩铜矿床，向东南延伸至中国新疆西天山成矿带，斑岩铜矿床分布在受深断裂控制的北滨巴尔喀什-伊犁火山岩带的边缘，矿化一般与侵入体较晚期分异的花岗闪长斑岩、石英二长斑岩和花岗斑岩的小岩株和岩墙在空间上紧密共生，大型斑岩铜矿多产在岩带的内缘弧(如科翁腊德、博尔雷、阿克斗卡、科克赛等)，而在外缘弧仅见一些小型矿床。在构造上，大多数铜矿与托克劳复向斜和巴卡纳斯复向斜的断块构造和环形火山构造有密切关系，矿床和矿田一般都赋存在不同方向的断裂共轭或交切地方(芮宗瑶等，1995)。该成矿亚带发育多个科翁腊德、阿克斗卡、博尔雷、萨亚克、科克赛等大型斑岩型和矽卡岩型铜矿(秦克章，2000)。其中以Aktogai-Aiderly矿田斑岩铜矿规模最大，铜金属量达1250万t，铜平均品位为0.4%，成矿时代为石炭纪(Cook et al.，2005)。

蒙古-鄂霍茨克成矿亚带斑岩铜矿化的有利地区为碱度偏高的安山岩和玄武岩火山活动区(Gerel et al.，2005)。该亚带斑岩铜钼金矿的勘探取得了重要的进展，最近发现Oyu-Tolgoi巨型斑岩铜金矿(铜金属量2057万t，金储量790t)(Cook et al.，2005)。蒙古北部额尔登特图音鄂博(Erdenet)斑岩铜钼矿和蒙古南部察干苏布尔加(Tsagaan Survarga)斑岩铜矿是该带两个最重要矿床(图5-15)，前者位于北蒙古火山带，矿体产于二长花岗闪长斑岩和石英闪长斑岩中，铜金属储量1100万t，铜平均品位为0.62%，钼金属储量45万t，平均品位为0.025%，辉钼矿的Re-Os年龄为240.6±0.6Ma，相当于晚二叠世(Watanabe et al.，2000)，还有金、银和钨等成矿元素;后者位于南蒙古火山带，产在正长闪长岩、二长花岗岩、花岗闪长岩等组成苏布尔加杂岩体西北接触带上，辉钼矿的Re-Os年龄为370.1±1.2～370.6±1.2Ma(Watanabe et al.，2000)，铜金属储量130万t，铜平均品位为0.53%，钼平均品位为0.02%(Seltmann et al.，2005)。

(五)喀尔巴阡-巴尔干-喜马拉雅成矿带

喀尔巴阡-巴尔干-喜马拉雅成矿带已成为世界上拥有丰富铜矿资源的地区之一，位于古地中海欧亚成矿带的东部，属特提斯-喜马拉雅成矿域。该带自西北的捷克斯洛伐克经匈牙利、罗马尼亚、南斯拉夫到保加利亚、土耳其、亚美尼亚、伊朗。

从伊朗起，该矿带分叉，形成了两条不同的矿带(图5-16)，其中一条为从伊朗近东西向延伸，经阿富汗到我国喜马拉雅地区;另一条呈北西-南东向，从伊朗一直延伸到巴基斯坦境内(Blundell et al.，2005;国土资源信息中心等，2003)。

图5-14 中亚蒙古成矿区带主要斑岩铜钼矿床分布图

图5-15 蒙古国重要的斑岩铜矿分布图

图5-16 喀尔巴阡-巴尔干阿尔卑斯期铜钼矿带分布图

该带西部发育大量新生代钙-碱性火山-侵入杂岩体(花岗闪长岩-石英二长岩系列)，岩株与主要区域性大断裂平行，斑岩铜矿床主要产于大陆边缘岩浆弧(Blundell et al.，2005)。东部板块俯冲形成中新世与钙碱性火山岩浆岩有关的斑岩铜矿，主要矿床产在东西与南北向构造复合带上(Dunning et al.，1982)。该带发育较多的超大型斑岩铜(钼)矿和铜金矿，铜金属储量超过500万t的斑岩铜金(钼)矿包括:保加利亚Elatsite(铜金属量550万t)、罗马尼亚Moldova Noua(铜金属量500万t)和Rosia Poieni(铜金属量1000万t)、塞尔维亚Veliki Krivelj(铜金属量750万t)和MajdanPek(铜金属量1000万t)、希腊罗马尼亚Skouries/Fisoka(铜金属量568万t)、匈牙利Recsk(铜金属量700万t)、意大利Sungun(铜金属量660万t)(Kelly et al.，2003;Singer et al.，2005a;Armstongetal.，2005)、巴基斯坦RekoDiq(铜金属量556万t，金储量282t)、伊朗SarCheshmech(铜金属量1440万t，钼金属储量36万t，金储量324t)(Cooketal.，2005)和阿富汗Aynak(铜金属量＞500万t)(施俊法等，2006)。中国西南地区发育重要斑岩铜钼矿，如玉龙、驱龙等铜矿(Houetal.，2003)。

四、小结

综上所述，根据构造环境和时代，可将斑岩(-矽卡岩)型铜钼矿床分为环太平洋东部新生代斑岩铜钼矿床和斑岩钼矿床、环太平洋西部新生代斑岩铜金矿床、古亚洲成矿域古生代斑岩铜金矿床、特提斯成矿域新生代斑岩铜钼金矿床。为了更加全面介绍国外斑岩-矽卡岩铜钼矿床的地质特征，根据已有的最新资料，选择各类型储量最大者作为典型矿床。主要包括:智利El Teniente斑岩铜钼矿(全球最大斑岩铜钼矿，铜金属量9435万t，钼金属量为250万t)(Camus，2002;Cook et al.，2005)代表环太平洋东部新生代斑岩铜钼矿，美国Climax斑岩钼矿(不含铜斑岩钼矿，钼金属量达166万t)(Misra，2000)代表环太平洋东部新生代Climax型斑岩钼矿，印度尼西亚新几内亚岛Grasberg斑岩铜金矿床(全球最大斑岩铜金矿，铜金属量2802万t，金储量为2604t)(Cooketal.，2005)代表环太平洋西部新生代斑岩铜金矿，蒙古OyuTolgoi斑岩铜金矿床是古亚洲成矿域最大的古生代斑岩铜金矿，铜金属量2075万t，金790t(Cooketal.，2005)，2007年资料显示铜金属量3214万t，金987t。以这些典型矿床为例，介绍它们的成矿地质背景、矿床地质特征、成矿作用特征和矿床模型。

图5-17 阿尔卑斯-巴尔干-喀尔巴阡-迪纳里德山脉地区构造-地质背景和岩浆分布图