Question

模型七 斑岩型铜金矿床找矿模型

Answer 1

一、概 述

一般来说，斑岩型铜矿按其所含副产品是金还是钼而分成两类，即斑岩型铜钼矿和斑岩型铜金矿。自 1972 年以来，富金的斑岩铜矿 ( 即斑岩型铜金矿) 的经济意义显著提高，原因是金价格上涨。

斑岩型铜金矿床中金的含量较高，在 0. 2 ～2. 0g/t 左右 ( W. D. Sinclair，2006) ，若综合考虑 Cu、Mo、Au 3 种成矿元素，可将斑岩铜 － 钼 － 金矿床分为斑岩铜矿床、斑岩铜金矿床和斑岩铜钼矿床，一般 Au( g/t) /Mo( %) 比值大于 30 为斑岩铜金矿床，小于 3 为斑岩铜钼矿床，介于两者之间为斑岩铜矿床 ( D. P. Cox 等，1986) 。R. H. Sillitoe ( 1993) 提出斑岩铜矿床中金品位应该 ＞0. 4g/t，才能称之为富金的斑岩铜矿床。

斑岩铜金矿床在世界范围内分布广泛，但比较集中在环太平洋带，尤其是太平洋西南部，特大型斑岩铜金矿就有 9 个之多 ( 表 1) ，包括巴布亚新几内亚 － 伊里安查亚褶皱带的超巨型格拉斯贝格矿床及巨型的潘古纳、奥克特迪、弗里达河矿床; 秘鲁、智利、阿根廷有 3 个最大的富金斑岩矿床———米纳斯康加、塞罗卡萨尔和下德拉阿伦布雷拉，这几个矿床的金品位都高于 0. 5g/t; 特提斯带有两个巨型的斑岩铜金矿床———萨尔切什梅和雷科迪克; 乌兹别克斯坦也有两个巨型的斑岩铜金矿床———卡尔马克尔和达尔涅耶; 另外在加拿大、美国、蒙古、菲律宾、澳大利亚、俄罗斯、印度尼西亚等地均有分布。

表 1 世界主要斑岩型铜金矿床 ( 按金储量大小排序)

续表

资料来源: D. R. Cooke 等，2005; P. Laznicka，2006

二、地 质 特 征

1. 区域构造背景

斑岩铜金矿床所处的大地构造环境是大陆边缘和岛弧地带。产在以花岗岩为基底的大陆边缘的俯冲消亡带之上的矿床有阿根廷下德拉阿伦布雷拉和加拿大菲什湖等矿床，产在大洋岩石圈基底之上岛弧中的矿床有菲律宾的坦珀坎、阿特拉斯等矿床以及巴布亚新几内亚的潘古纳矿床等。

矿床产出的构造背景是岛弧的火山环境，特别是火山旋回的衰退阶段，以及大陆边缘与断裂有关的火山作用发育地区。

2. 矿床地质特征

( 1) 容矿岩石

矿床往往产在钙碱性或高钾钙碱性侵入体中，岩石属Ⅰ型，为磁铁矿系列。其岩石类型包括英云闪长岩至二长花岗岩，英安岩，与侵入岩同时期的安山岩流和凝灰岩，还有正长岩、二长岩和同时期的高钾低钛的火山岩 ( 橄榄玄粗岩) 等。侵入岩具有细 － 中粒细晶质基质的斑状结构。围岩成分一般为安山质火山岩，当然也有其他类型的围岩，包括流纹岩、粉砂岩、砂岩、灰岩、页岩等。岩体侵入时代主要为白垩纪 － 第四纪，侵位的深度一般为 1 ～2km。

图 1 斑岩型铜金矿床的示意剖面图( 引自 D. P. Cox 等，1986)

( 2) 矿化特征

矿化呈细脉浸染状，矿石矿物由黄铜矿、斑铜矿、自然金、银金矿、针碲金银矿和碲银矿等组成( 图 1) 。矿石中磁铁矿含量较高，而且一般伴有交代成因的透明石英，金与黄铜矿 ( ± 斑铜矿) 矿化有密切关系，金品位与铜品位成正比。矿床中的金至少有一部分为自然金，金与黄铁矿没有直接关系，在某些富金的矿带中黄铁矿反而少见; 富金的矿床一般贫钼，但不是没有钼。

富金的斑岩系统附近往往可能存在可整体开采的浅成低温热液金矿床。矿化从斑岩系统中心的浸染状铜矿化带到边缘的金 － 银矿脉带的侧向分带是渐变的，而不是突变的。在富金斑岩系统的上部可能有硫砷铜矿脉存在，如菲律宾的勒班陀 ( Lepanto) 低温热液铜 － 金矿脉和 1987 年发现的位于其东南部下方的 “远东南”( Far South East，FSE) 巨大斑岩铜金矿床 ( 图 2) ，说明火山岩区一些高硫化铜金脉矿与富金斑岩铜矿具有空间和成因上的联系。另外，斑岩铜金矿也常与矽卡岩型金铜矿相伴生。

图 2 菲律宾吕宋岛北部曼卡延矿区图( 引自 A. Jr. Arribas 等，1996)

( 3) 热液蚀变

斑岩铜金矿和斑岩铜矿一样具有明显的热液蚀变和蚀变分带。矿化多赋存在中心的钾硅酸盐蚀变带，向外为绢英岩化蚀变和青磐岩化蚀变带等 ( 图 3，图 4) 。

金品位高的矿石见于长石稳定的钾硅酸盐型蚀变带，该蚀变带中黑云母和钾长石是有代表性的蚀变矿物。钾硅酸盐蚀变向外渐变为青磐岩化蚀变，在该蚀变带中绿泥石含量增加。

其他的蚀变类型还有中间泥岩蚀变，绢英岩化蚀变和前进泥岩蚀变。中间泥岩蚀变分布在岩株上部，上覆在钾硅酸盐蚀变组合之上，中间泥岩蚀变由绢云母、伊利石、蒙脱石、绿泥石和方解石组成。绢英岩化蚀变为石英 － 绢云母 － 黄铁矿组合，有时上覆在钾硅酸盐或中间泥岩蚀变之上。前进泥岩蚀变普遍出现在富金斑岩系统上部的火山岩围岩部分，由石英、明矾石、叶蜡石和硬水铝石等矿物组成，石英通常以玉髓的形式出现。

图 3 斑岩铜金矿系统中侵入体和蚀变关系示意图( 引自 R. H. Sillitoe，1990)

图 4 斑岩铜金矿系统中主要蚀变类型时间 － 深度关系示意图( 引自 R. H. Sillitoe，1990)

三、矿床成因和找矿标志

1. 矿床成因

所有大的富金斑岩型矿床都符合一个统一的模式 ( 图 3) 。该模式与斑岩型铜矿床的模式没有大的区别。导致富金斑岩矿床产生的岩浆和所含的金属具有壳下来源特征，板块俯冲和地幔楔入成分被认为是基本组分。金铜矿化位于复合斑岩岩株中心，复合斑岩岩株在剖面上呈环形到卵圆形。矿化主要局限在岩株内或延伸到围岩中。大多数矿床位于与岩株大致同期的火山岩中，也有少数产在较老的“基底”岩石中 ( 施俊法等，2005) 。

2. 找矿标志

( 1) 区域地质找矿标志

1) 斑岩铜金矿床一般与岛弧构造条件和大陆边缘环境有关，尤其是岛弧地质环境已知赋存有大量巨型的斑岩铜金矿床，是进一步寻找这类矿床的前提。

2) 容矿地层一般以火山岩及伴生的火山碎屑岩为主，所以陆上的火山环境有利寻找这类矿床。

3) 矿化与 I 型磁铁矿系列的次火山侵入体有关，所以要注意区内这类侵入体的分布。

4) 斑岩铜金矿床与浅成低温热液铜金矿脉、矽卡岩型铜金矿床在空间上有叠置关系，所以在区内出现这些类型矿床时，就要注意寻找相互依存的矿床。

( 2) 局部地质找矿标志

1) 矿化是在同源斑岩侵入体侵位时形成的，因此，有斑状石英闪长岩到二长岩等岩株的存在，就能提供勘查目标。

2) 识别区内的热液蚀变类型，富金斑岩铜矿金含量高的矿石主要见于钾硅酸盐蚀变带，代表性的蚀变矿物为黑云母和钾长石。

3) 矿石矿物组合中磁铁矿含量较高，而且一般伴有交代成因的透明石英。

( 3) 地球物理找矿标志

1) 高磁铁矿含量 ( 可以产生高达 4500γ 的磁响应) 与某些富金斑岩铜矿伴生，表明地面磁法或者航空磁法是圈定这类矿床的有效手段。

2) 环状或圆形磁力高与黑云母 － 磁铁矿蚀变带有关; 磁力低与普遍的绢英岩化或中间泥岩蚀变有关。

3) 航空和地面放射性测量数据有助于圈定钾硅酸盐蚀变。

4) 陆地卫星 TM、SLAR ( 机载侧视雷达) 和航空照片可用来鉴定被侵蚀的破火山口和区域性构造。

5) 花岗岩岩基和斑岩岩株的空间组合表明许多斑岩铜金矿床产在大的重力低附近。

6) 激发极化法测量对围绕含铜岩石的黄铁矿晕有很好的响应。

( 4) 地球化学找矿标志

1) 斑岩铜金矿床上方通常不同程度地存在 Cu、Au、Mo、Ag、Zn、Pb、As、Hg、Te、Sn、S 等元素的异常或元素组合异常。

2) 对于未知区来说，水系沉积物地球化学测量方法是筛选靶区的有效方法。

3) 在确定远景区之后，土壤取样、岩屑取样是圈定斑岩矿化系统的有效方法。在这过程中，如果化探异常与物探 ( 磁法或激发极化法) 异常相吻合，则更进一步证实了斑岩成矿系统的存在。

( 唐金荣 戴自希)