斑岩型铜金矿床研究新进展

斑岩型铜 (金 )矿床大都在造山带构造环境内产出 ,其中许多矿床与消减板块边缘的深成岩浆活动或火山作用具密切的成因联系。具经济价值的斑岩型铜金矿床既可在岛弧环境中 ,也可在大陆边缘产出。尽管其成矿时代多集中在中新生代 ,但是古生代和前寒武纪斑岩型铜金矿床实例也偶见有报道。大量统计数据表明 :斑岩型铜金矿床是铜或金矿床最重要的工业类型之一 ,在北美科第勒拉造山带 ,斑岩型铜矿床约占各类铜矿总储量的80 % ,斑岩型金矿床约占各类金矿床总储量的 6 0 % ,此外 ,从斑岩型铜金矿床回收的银约占全部银产量的 30 %。斑岩型铜金矿床在金属矿产资源开发利用过程中占有举足轻重的地位。本文拟对近年来斑岩型铜金矿床研究的新进展进行简要总结 ,对斑岩型金属矿床的定义、产出环境、地质与地球化学特征进行讨论 ,进而提出斑岩型铜金矿床成因模式与找矿标志     

滇西北中甸斑岩及斑岩铜矿

在较为详细的野外地质观测和精确的同位素测年的基础上 ,结合前人资料 ,将中甸地区的印支期岛弧斑岩体分为东、西两个斑岩带 ,东斑岩带形成于 2 1 8～ 2 0 3Ma ;西斑岩带形成于 2 4 2 .92～ 2 37.5Ma。喜马拉雅期(5 3.0 2Ma)斑岩叠加于早期的斑岩体之上 ,与斑岩铜矿化关系密切。中甸地区岛弧带内东、西两个斑岩带的斑岩型铜矿找矿远景极大 ,尤以东斑岩带前景最佳 ,普朗斑岩铜矿床远景规模在大型以上。中甸斑岩铜矿将成为我国又一重要的斑岩铜 (多金属 )矿产地     

Grade-Tonnage Model of Porphyry Copper Deposits of China

A grade-tonnage model is established according to the analysis of 72 porphyry copper deposits recorded in “The Mineral Resources Data Base of China“. Based on the analysis of frequency histogram, the cumulative frequency distributing graph and the theoretical model with double logarithmic coordinated of copper deposits, the typical mathematical characteristics of grade-tonnage model of porphyry copper deposits are clarified.     

Regional Exploration Targeting Model for Gangdese Porphyry Copper Deposits

An exploration targeting model for Gangdese porphyry copper deposit in Tibet, China, is constructed based on (i) the age of porphyry intrusions within Gangdese magmatic arc; (ii) the regional‐scale normal E–W, N–S and N–E striking faults; and (iii) comprehensive anomalously high concentrations of Cu‐Mo‐Au‐Ag‐Pb‐Zn. These targeting elements are derived from geological map and geochemical dataset, and are integrated by weights of evidence with the aid of geographic information system (GIS). The resulting prospectivity for porphyry copper deposits delineated by posterior probability demonstrates that the target areas extend along the Yaluzangbujiang River and contain the two large deposits, Qulong and Chongjiang, located in the eastern and central part of the Gangdese belt, respectively. These results indicate that the proposed exploration targeting model is a potential tool to map regional‐scale mineral prospectivity. The target areas with high values of favorability, especially where high concentrations of Cu‐Mo‐Au‐Ag‐Pb‐Zn are present, are the potential areas for finding undiscovered porphyry copper deposits.     

Fountains in Magma Chambers

Cyclic layering is a common feature of the ultramafic zone oflayered intrusions and is usually attributed to the entry ofnew pulses of dense magma into the chamber. Since the crystallizationof olivine and bronzite lowers the density of the magma, a newpulse of the parent magma will be denser than the fractionatedmagma in the chamber. If the new pulse enters with excess momentumit will initially rise up into the host magma to form a fountain,then fall back around the feeder when negative buoyancy forcesovercome the initial momentum of the pulse. Laboratory experimentsusing aqueous solutions with both point and line sources havebeen conducted to obtain a quantitative understanding of thefluid-dynamical processes that are important in fountains. Itis observed that convection within the fountain is highly turbulent,resulting in appreciable entrainment of the host magma. A gravity-stratifiedhybrid layer develops at the floor and this breaks up into aseries of double-diffusive convecting layers if the new pulseis hotter than the host magma. The number of layers that formdepends on a number of factors, especially R, the ratio of thecontributions of composition and heat to the total density differencebetween the host magma and the new pulse. Raising the valueof R, results in the formation of more, thinner layers. The thickness of the hybrid layer at any time t is given byH = h₀+(V₀/A)t where V₀ is the volume flux through the feederand A is the horizontal area of the chamber. h₀ is related tothe initial steady-state height of the fountain and, for a linesource, is given by h₀=CU₀^4/3 d^–1(g/)^–2/3 whereU₀ is the volume flux per unit length, g is the accelerationdue to gravity, d is the width of the feeder, is the densityof the host magma, is the density difference between the magmasand C is a constant. Calculations based on these results and the consideration ofthe flow in the feeder dykes below the chamber indicate thata fountain will rise at least 350 m in a continental magma chamberif the feeder width is greater than 10 m. This will lead toextensive mixing between the new pulse and the fractionatedmagma in the chamber, producing a zoned hybrid layer at thefloor that is commonly over 1000 m thick. If the chamber receivesmany pulses of dense magma, the resulting zoning may persistthroughout much of the life of the chamber, especially if thefirst pulse to enter becomes contaminated by light magma releasedby melting at the margins. The highest Mg/Fe ratio for olivineand pyroxenes from cyclic units from the ultramafic zones oflayered intrusions is often well below the value expected forminerals crystallizing from a melt derived directly from themantle, supporting the hypothesis that new pulses of dense magmacan mix extensively with the fractionated magma in the chamber. The feeder dykes to some oceanic magma chambers, such as theBay of Islands Ophiolite, are believed to be narrower, so thatfountains do not rise more than a few metres above the floorof the chamber. This restricts mixing between the input magmaand the host magma and can result in the formation of a hybridzone that is only a few metres thick.     

冈底斯斑岩铜矿成矿模式

已有的斑岩铜矿成矿模式都是建立在“B”型俯冲基础上的,而冈底斯斑岩铜矿成矿为18～12Ma,主碰撞期为65Ma,因此属于“A”型俯冲时期,即印度大陆壳俯冲到亚洲大陆壳之下的早期,此时夹于两者之间的新特提斯洋壳尚未消失掉,由此上地幔脱水和部分熔融提供了斑岩铜矿的主要成矿的物质来源。本文讨论了俯冲作用与斑岩铜矿的关系,通过驱龙和冲江两个代表性矿床的Nd、Sr同位素讨论了冈底斯斑岩铜矿成矿物质来源,通过矿带结构和成矿年代等制定了冈底斯斑岩铜矿成矿模式。     

我国斑岩铜矿特征及其成矿物质来源

斑岩铜矿是最重要的铜矿类型之一,因此引起地质工作者注意。笔者曾于1974年至1977年参预了德兴、多宝山、公婆泉、白山堂、太阳山和铜矿峪等一些重要矿床和矿化点的研究,以后又收集过某些资料。本文对我国斑岩铜矿特征及其成矿物质来源提出某些初步认识,请读者批评指正。     

斑岩铜矿成矿构造背景研究进展

斑岩铜矿是指与具斑状结构的中酸性侵入岩伴生,蚀变与矿化受流体、构造控制且分带明显,矿石以细脉浸染状为主,低品位、大储量的铜矿床,是最重要的铜矿床类型。大地构造背景对斑岩铜矿的形成具有重要意义,经典的斑岩铜矿主要产于岛弧、陆缘弧环境。然而,近年来国内矿床学家发现,国内形成于大陆环境的斑岩铜矿与大洋板块俯冲、板块消减作用无关,斑岩铜矿还可产于碰撞造山带,甚至是在陆内环境。相比之下,不同构造背景下形成的斑岩铜矿床含矿岩浆、成矿物质来源、矿床成因等方面存在一定差异与共性。综述了目前斑岩铜矿研究内容中的关于构造背景的一些重要观点和几个重要进展,对比了不同构造背景下形成的斑岩铜矿床的含矿岩浆、蚀变矿化、成矿流体等方面的共性与差异,以期对斑岩型矿床的成因与找矿提供一定的线索。     

Discussion on Changdagou Porphyry Copper Deposits Mineralization Model in Dege, Sichuan Province

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新生代构造抬升与斑岩型铜、金矿床的次生富集作用

以中国西南"三江"(澜沧江-金沙江-怒江)地区西范坪铜矿床、玉龙铜矿床和北衙金矿床为例说明了该地区斑岩型铜或金矿床的次生分带特征,概述了青藏高原、滇川西部高原的隆升,以及新生代构造抬升对地表化学风化的影响;指出西范坪铜矿床、玉龙铜矿床和北衙金矿床等明显经历过表生成矿作用的典型斑岩型矿床均位于青藏高原强烈隆升区的边部或边缘地带,新生代构造抬升对这些地段气候、地形的影响大大促进了地表的化学风化作用;认为新生代强烈隆升可能是导致这些矿床发生强烈次生富集作用的深层次原因.     

埃达克岩：斑岩铜矿的一种可能的重要含矿母岩——以西藏和智利斑岩铜矿为例

作者通过对 3个重要的斑岩铜矿带的综合研究和对比分析发现 ,最具成矿潜力的含矿斑岩不是典型的岛弧岩浆岩 ,而是一种高SiO2 〔w(SiO2 ) >5 6 %〕、高Al2 O3〔w(Al2 O3) >15 %〕、富Sr(多数wSr>40 0× 10 -6)、低Y(多数wY<16× 10 -6)的岩石 ,具有埃达克岩地球化学特征 ,显示埃达克岩岩浆亲合性。含矿的长英质岩浆并非来自地幔楔形区或壳幔过渡带 ,而是来自俯冲的洋壳板片的直接熔融。该俯冲板片熔融前通常变质为含水的榴辉岩。在安第斯弧造山带 ,大洋板块低缓、快速、斜向俯冲 ,诱发洋壳板片直接熔融 ,形成埃达克质熔体 ,后者通过分凝和封闭性演化 ,形成安第斯中新世_上新世巨型斑岩铜矿系统 ;在青藏高原碰撞造山带 ,俯冲并堆积于地幔岩石圈的古老洋壳物质的变质和拆沉 ,诱发榴辉岩部分熔融 ,产生埃达克质熔体 ,并与幔源熔体混合 ,形成西藏冈底斯和玉龙斑岩铜矿系统。     

以我国一些斑岩铜矿为例试论斑岩矿床成矿与地层（围岩）的关系

随着采矿技术的发展和对金属矿产需要量的日益增长,规模巨大的斑岩矿床越来越引起人们的重视。在斑岩矿床中,分布较广、经济意义较大、研究程度较高的首推斑岩铜矿床,其次是斑岩钼矿床。最近一、二十年来,有些地质人员又把产状上与斑岩铜矿类似的一些铅锌矿、锡矿、钨矿、金矿、铀矿和铁矿等都划入斑岩矿床范畴,于是斑岩矿床领域逐渐扩大,人们对斑岩矿床的研究和认识也在逐步深化。     

重新认识中国斑岩铜矿的成矿地质条件

根据中国大陆洋陆作用的关系和造山带的演化，重新划分了中国斑岩铜矿成矿域和成矿带，将其分为古亚洲、北部特提斯、南部特提斯(喜马拉雅)和环太平洋4个成矿域。古亚洲成矿域又分为华北陆块北缘早-中古生代成矿带、哈萨克斯坦地块东北缘晚古生代成矿带、哈萨克斯坦地块南缘中晚古生代成矿带、西伯利亚板块西南缘晚古生代成矿带。特提斯北部成矿域分为中咱地块西缘晚三叠世义敦成矿带、羌塘地块(昌都-思茅地块)北缘古近纪玉龙成矿带、塔里木地块南缘晚古生代-新生代成矿带、扬子地块西缘古近纪成矿带。南部特提斯(喜马拉雅)成矿域分为班公错成矿带和冈底斯成矿带。环太平洋成矿域分晚中生代活动陆缘成矿带和台湾古近纪-新近纪岛弧成矿带。综合分析中国大陆地质演化史与斑岩铜矿成矿地质背景，对中国斑岩铜矿勘查工作具有重要参考价值。     

冈底斯朱诺地区中新世板内热隆伸展成矿

位于冈底斯构造成矿带中段西侧的朱诺地区具有良好的成矿前景,已发现有朱诺大型斑岩铜矿床和铁雅铁铜矿点。野外基础地质和矿床地质调查、构造分析和岩石化学的研究表明,朱诺斑岩铜矿床在构造上受近EW向和近SN向伸展断裂控制,时间上属于中新世青藏高原南部板内构造过程,含矿斑岩具有典型的埃达克质岩特征。朱诺及其所在的冈底斯构造成矿带在中新世处于板内构造环境,板内伸展构造—埃达克质岩—斑岩铜矿系统叠加在早期的俯冲—碰撞构造岩石组合之上。与埃达克质岩形成直接相关的下地壳流动导致冈底斯上地壳及下地壳显著加厚,发生部分熔融作用,下地壳物质可能源于地壳减薄的锡瓦利克盆地,流经喜马拉雅,穿过并改造了雅鲁藏布江缝合带中挤入地壳的洋壳地幔岩石,造成被混入洋壳地幔成分的冈底斯下地壳发生部分熔融,形成埃达克质岩浆,上升并顶托冈底斯上地壳,致使冈底斯上地壳先后发生近EW向和近SN向的伸展,在上地壳伸展扩容空间中含矿埃达克质岩浆沿伸展断裂上升、侵位,并富集成矿。     

Magma Mixing and Its Genetic Relationship with Mineralization in the Pulang Porphyry Copper Deposit

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新疆东准噶尔地区斑岩铜矿地质特征与成因

东准噶尔成矿带是中国主要矿集区之一,也是斑岩矿床形成的有利地区.近年来,在东准噶尔邻区先后发现了土屋和欧玉陶勒盖特大型斑岩铜矿,推动了东准噶尔地区斑岩铜矿的找矿和研究工作,之后又发现了哈拉苏,蒙西、玉勒肯哈拉苏、琼河坝、和尔赛、铜华岭和乌伦布拉克等斑岩铜矿.本文论述了东准噶尔斑岩铜矿形成的地质背景,依据金属矿床围岩岩性组合和成矿作用特征,确定东准噶尔斑岩铜矿床有2个成矿时代和二种矿床类型:早古生代斑岩铜钼矿床和晚古生代斑岩铜金矿床.在较详细剖析各类金属矿床(点)基本地质特征的基础上,划分了3个矿化集中区:卡拉先格尔斑岩矿集区、乌伦布拉克斑岩矿集区和琼河坝斑岩矿集区,并讨论了东准噶尔区域地壳演化与金属成矿作用的关系.研究结果表明,本区的金属矿床(点)成矿作用分别形成于萨吾尔晚古生代岛弧和纸房-琼河坝早古生代岛弧,大规模成矿作用的发生与板块构造活动相吻合,是地壳特定演化阶段构造.岩浆活动的产物.     

西藏多不杂矿集区斑岩铜矿地球化学指标研究

多不杂矿集区位于西藏改则县北部,是近些年发现的超大型斑岩型铜矿床,在以多不杂为中心,东西长约30km,南北宽约10km的范围内,包括多不杂、波龙、色那、拿顿、拿若、尕尔勤和铁格龙7个矿区。本文在前人工作的基础上,通过对矿集区钻孔岩芯样品地球化学数据进行旋转正交因子处理和成矿元素Cu与稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、微量元素U、Th的相关性分析,发现轻重稀土元素均在Cu矿(化)体部位相对富集。另外微量元素U、Th(尤其是Th),与金属元素Cu含量随深度的变化也存在一定的对应关系,在Cu矿化部位相对富集。研究表明稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y与微量元素U、Th可能是一种潜在有效的矿产勘查地球化学指标。     

斑岩铜矿床的基本特征和研究勘查新进展

斑岩铜矿是铜资源的主要供给矿种,长期以来是研究和勘查的重要目标.2000年以来进入了新一轮高潮,找矿勘查取得了新突破,研究获得重大进展.迄今为止,已探明斑岩铜矿储量约18×103t,主要分布在南美和北美西部大陆边缘、西南太平洋岛弧、中亚地区以及特提斯东欧段、伊朗—巴基斯坦段和我国西藏地区,其中南美西部大陆边缘储量达11×103t.已探明储量按时代分布,从新生代、中生代、晚古生代、早古生代到前寒武纪,依次降低.斑岩铜矿通常出现在大洋俯冲带上部,在岛弧形成斑岩铜金矿,在大陆边缘形成斑岩铜钼矿或斑岩铜金钼矿.俯冲板片由陡倾角变为缓倾角,甚至平板,有利于成矿;超大型矿床在空间上往往与无震海岭、海口山连和海中高原的低角度俯冲有关,大洋板片广泛发育的转换断层易于被海水交代,当俯冲到大陆或岛弧之下,有利于形成含矿岩浆;而在大陆不同构造单元的结合部位,俯冲板片易于撕裂,也是成矿带形成的重要场所.由于板片俯冲,将大量海水及海底沉积物(包括硫酸盐)携带进入软流圈,俯冲板片脱水导致交代作用和软流圈地幔楔的部分熔融被认为是弧岩浆成因的主要过程.这种高氧化度和富含挥发组分的基型岩浆在下地壳经历了MASH过程和分异演化,逐渐形成中酸性含矿岩浆,这种岩浆比重较轻,沿断裂带上升到浅表定位和成矿.过去10多年对于大陆斑岩铜矿的研究越来越受到关注,目前关注的焦点是成矿物质来自于大陆内部的壳幔反应产物(包括新生下地壳)还是俯冲板片残留重熔形成的交代岩石圈.从找矿勘查角度,矿床模型研究依然是重点,从单个典型矿化蚀变模型到矿床组合模型.此外,近年针对斑岩铜矿系统中的蚀变矿物(例如,绿泥石、绿帘石、明矾石和粘土矿物等),开展Footprint(找矿印痕)研究,探讨矿体的分布规律,提出找矿标志.     

中甸岛弧带构造格架及斑岩铜矿前景

中甸岛弧带属于中国西南三江构造-岩浆-成矿带中义敦岛弧的南端,其中有2条蛇绿混杂岩带存在,即EW向展布的洛吉蛇绿混杂岩带和近NS向分布的属都蛇绿混杂岩带.前者是中甸岛弧带与扬子地台的构造分界线,而后者则将岛弧带内的东、西两个火山岛弧带分开.西部岛弧带较早,活动时期为250~237 Ma;而东部岛弧带相对较晚,活动时期在218~203 Ma.从岛弧带活动时段(250~203 Ma)分析,属都蛇绿混杂岩带所对应的洋盆(属都洋)的活动时段当在250 Ma之前后,与甘孜理塘洋活动时段相近.属于峨眉山大火成岩省的一部分.2条蛇绿混杂岩带内的玄武岩的岩石学特征均表现为大洋拉斑玄武岩.中甸地区岛弧带内东、西两个斑岩带的斑岩型铜矿的找矿远景极大,尤以东斑岩带前景最佳,普朗斑岩铜矿床远景规模在大型以上.中甸斑岩铜矿将成为中国又一重要的斑岩铜(多金属)矿矿产地,具有极好的找矿前景.     

Analysis and Estimation of Multi-unit Deposits: Application to a Porphyry Copper Deposit

This work concerns mineral deposits consisting of geological bodies whose metal grades have different characteristics in terms of distribution and variogram, which means that estimating grades by ordinary kriging may produce unrealistic spatial continuity. This paper proposes a method based on the indicators of the geological objects (hereafter called units) and their product with the metal grade. This is illustrated by an application to a porphyry copper deposit. The aim of this paper is essentially to promote the use of variogram ratios to analyze and characterize deposits.