斑巖型銅礦床成因研究進展

饒世成+高智

摘要：斑巖型銅礦床是非常重要的銅礦床類型，也是世界上最重要的礦床類型之一。該類型礦床銅的儲量約占世界銅總儲量的一半以上。在我國，其探明的儲量約占銅總儲量的1/3。前人對斑巖型礦床的成因解釋有：巖漿熱液說、板塊構造成礦說、活動轉移說、變質巖漿成礦說。各種假說都是以一定的地質事實為依據，但都存在一定的片面性。本文綜合前人的研究，提出了今后的一些研究思路與方向：1、重視一級構造單元在其歷史上形成的次級、更次級地質單元邊界成礦的可能性。2、抓住“主成礦幕”的主導地質事件，是尋找斑巖銅礦最關鍵的基礎性工作。

關鍵詞：斑巖型銅礦床；成因；研究進展

1.概況

斑巖型銅礦是指與具斑狀結構的中酸性侵入巖伴生，蝕變與礦化受流體、構造控制且分帶明顯，礦石以細脈浸染狀為主的銅礦床，是非常重要的銅礦床類型。這類礦床的形成，與斑巖體有一定關系。礦床常賦存于小型的侵入體中，也有的賦存在圍巖中，甚至在非斑狀的巖漿巖體中也有。最早發現于美國的賓厄姆銅礦。該類礦床具有埋藏淺、品位低、規模大等特征。大多數礦床銅的品位在0.4%左右，少數的礦床可達0.8%，單個礦床的銅金屬儲量可達百萬噸級，礦石中還伴生有鉬、金、銀等金屬，可進行綜合利用。其主要形成于在新生代（60%）、中生代（35%），其次是在古生代，前寒武紀的斑巖型銅礦床較少。主要分布于環太平洋成礦帶（90%），還有少部分在特提斯—喜馬拉雅成礦帶（5%）和古亞洲成礦帶（4%）。從斑巖型銅礦在全球的分布來看，其最重要的成礦構造部位是匯聚板塊邊緣，包括大洋板塊俯沖產生的島弧和陸緣弧環境（濱太平洋帶1，以及陸？陸碰撞造山環境（特提斯一喜馬拉雅帶，中亞一蒙古帶），但值得關注的是，我國有部分斑巖型銅礦床形成于大陸環境（中、新生代）。在美國、秘魯、智利是三個世界上主要產銅國家中，斑巖型銅礦床的銅礦儲量占銅礦總儲量的80%-90%。

2.成因假說

斑巖型銅礦作為世界上產銅量最大的一類礦床，其礦床成因受到很多學者的關注，自該礦床發現以來，在其成因方面就存在許多爭議，以下為現今認可度較高的幾類成因假說。

2.1巖漿熱液說。該學說可以從兩步上解釋：第一步為中酸性巖漿巖的形成，巖漿主要來源于上地幔，在結晶的過程中形成蝕變分帶，依次為：鉀質蝕變帶、似千枚巖化帶、黏土帶、青磐巖化帶。第二為成礦：在中酸性巖體形成的過程中，由于物理化學條件的改變，析出了礦質和成礦熱液，在有利部位富集成礦。該學說目前被大多數學者所認同。又叫正巖漿演化模式。

基于的地質事實（依據）有：（1）在空間上，礦化體與中酸性（斑）巖體密切共生并呈細脈浸染狀均勻分布于巖體及其圍巖中；在圍巖和礦化體中可見熱液蝕變；礦化巖體的產狀常與圍巖不一致；（2）從宏觀分布上講，礦床常產于巖漿活動帶和構造一巖漿帶，且呈帶狀分布。

2.2板塊構造成礦說。以國外R.H.西利托為代表。該學說主要與板塊運動有關，其成礦模式可以總結為：含銅洋殼俯沖一>重熔析出礦質一>隨巖漿上升成礦（主要為鈣堿性巖漿）。該學說與巖漿熱液學說不同之處在于成礦物質來源與成礦的構造背景。該學說認為礦質來源于重熔的洋殼，主要形成于板塊的匯聚邊界。該學說又叫洋殼重熔成礦說。

基于的地質事實有：（1）從礦床的分布來看，很多斑巖銅礦都分布在板塊的匯聚邊界（俯沖消亡帶）上（特別是形成于中、新生代的斑巖型銅礦）；（2）大洋殼中總體的金屬含量較沉積巖中的高；（3）與斑巖型銅礦相伴生的鈣堿系列火山巖通常被認為是幔源的。

2.3活動轉移說。該學說由D.E.懷特在1968年提出。其與前兩種學說最大的不同之處在于巖體或形成巖體的巖漿并不提供礦質和成礦熱液，只是作為熱源去活化地下水或裂隙水。這些水通過活化之后能夠溶解圍巖中的有用組分從而形成含礦熱液，最終在巖漿熱源的驅動下在一定的構造部位成礦。

基于的地質事實（依據）有：（1）斑巖型銅礦床產出具有一定的層控特點；礦體產狀與地層基本一致，呈似層狀產出；且在地層中發現了銅等元素異常或有鹽層的存在；（2）在研究某些斑巖銅礦中成礦熱液時，發現其具地表水的特征（通過氧、氫同位素資料分析）。

2.4變質巖漿成礦說。該假說源于美國享特（Hunt）在19世紀60年代提出的“花崗巖的變質成因說”，他認為金屬富集成礦是含金屬的沉積物轉變為花崗巖的一種伴生現象。在花崗巖化過程中，原先的沉積變質銅礦被活化和富集而形成巖體中的銅礦。該假說相比于前幾種假說來說，它具有更多的地質事實，并且前幾種假說所基于的地質事實都可以用該模式來解釋，同時該假說還解決了巖體的侵位空間及礦質來源問題。但還是存在著不足的地方，如變巖漿巖的形成演化機制，K、Na及熱由誰提供，特別是對Na的來源問題等等，仍然沒有給出合理的答案。

通過對這幾種成因假說的對比可以發現，斑巖型銅礦的形成與熱液、巖漿和構造活動之間具有密切的關系。雖然每一種假說都列舉了相關的地質事實為證據，但是在具體的地質現象和地質問題時還是存在一定的片面性。

3.研究展望

斑巖型銅礦是世界范圍內的一個經典的研究對象，近年來，通過對大量的斑巖型銅礦床的研究，前人累積了大量的資料，總結了斑巖型銅礦的礦床地質特征，基于地質事實，建立起了相應的成礦模型，分析了礦床的成因模式，反映了礦床的形成過程，并且形成了假說。這些假說從不同的角度和方面解釋了這一類礦床的形成和發展歷程。

但是，在漫長的地質歷史中，人類所見不過滄海一粟。在分析成因時，不可避免需要考慮到礦床形成的構造環境、地球動力學背景、物質來源、蝕變特征及時空分布等各方面的問題和地質事實，前文所提及的幾種成因假說已經比較完善的解決了這些問題。但是仍然存在著缺陷，如從大地構造的角度來解釋，很多斑巖型銅礦都產于遠離俯沖帶的陸內，而并非是板塊俯沖帶的上盤，這與成因假說之間相背離。同樣，對于巖體的侵位空間問題仍然沒有給出具體的答案。搞清楚這些問題對于地殼演化與巖漿動力學的研究也具有極為重要的意義。總結之前的研究，未來關于斑巖型銅礦礦床成因可以重視以下幾個方面的研究：

（1）重視一級構造單元在其歷史上形成的次級、更次級地質單元邊界成礦的可能性。中國大陸經歷過復雜的、多期次、多階段的地質演化過程，對于斑巖銅（金）礦床的形成十分有利。但目前的工作重心仍然是在一級構造單元的邊界，對于那些在地質歷史上形成的次級、更次級地質單元邊界的研究程度遠遠不夠，也并沒有得到足夠的重視。所以重新審視各級構造單元邊界的相互關系，是今后研究斑巖型銅礦床的一個突破點。

（2）抓住“主成礦幕”的主導地質事件，是尋找斑巖銅礦最關鍵的基礎性工作。我們觀察到的野外現象都是經過多次地質作用而形成的終極地質現象，而在大陸的構造一巖漿演化過程中，有可能是以某種地質事件為“載體”（即與某個地質事件的關系很密切），并且該事件會留下各種礦化元素痕跡，從這些痕跡和地質表象中尋找出成礦作用（地質事件）的主導因素，對于尋找斑巖型銅礦有著重要的意義。endprint