中科院课件--斑岩-浅成低温铜金矿床

第二章思考题◆岩浆矿床的主要特点是什么？◆岩浆矿床的有什么成矿专属性？这些专属性是受什么因素控制？◆岩浆岩含矿性受什么因素控制？任何判别含矿性好坏？◆同样是镁铁质－超镁铁质岩，为什么蛇绿岩套含Cr，而陆相热侵位的镁铁质－超镁铁质岩则含Cu-Ni？第三章思考题◆花岗岩的主要分类及其相伴的成矿作用？◆高氧化岩浆与高氧化成矿流体的表征？◆中酸性岩的成矿专属性是什么？受什么控制？◆为什么多期杂岩体有利于成矿？第四章思考题◆斑岩铜矿床的主要特点及开采品位的变化◆浅成低温金矿的分类及特点◆斑岩铜矿什么情况下与浅成低温矿床共生？什么情况下二者分离？◆岩浆过程与流体出溶早晚对成矿有何影响？第一章思考题◆矿床学的内涵与外延？◆矿床地质工作者的基本要求是什么？你的欠缺有哪些？如何弥补？◆矿床学与你所学专业有何联系和可借鉴之处？◆矿床学的发展方向有哪些？内容提要:PARTI第4章热液作用与热液矿床（斑岩-浅成低温铜金矿床）第3章花岗岩矿床与伟晶岩矿床第2讲岩浆矿床第1讲矿床学引论西藏冈底斯厅宫斑岩铜矿玉龙斑岩铜矿床：蚀变矿化斑岩岩浆－流体演化与成矿岩浆-流体-成矿演化阶段岩浆阶段（900～1250℃）岩浆期后热液阶段（６50～820℃）矽卡岩阶段（5０0～6５0℃）流体成矿阶段（＜5０0℃）Depthandtimingmodelforalterationrelatedtogold-enrichedPorphyrycopperdeposits(modifiedafterSillitoe,1991)EarlyLateDeepShallow斑岩铜矿形成前提：a．具一定厚度的前期结晶刚性陆块，对大陆边缘铜矿尤应如此；b.产于挤压环境－汇聚板块边缘而非张性环境。且产于活动深大断裂差异运动上升盘；c.源于Ⅰ型磁铁矿系列分异建造的富Cu、S、Cl组分的多期侵入杂岩体，应有中酸性或中性花岗岩株(面积0.05-4km2)，具或不具同期火山岩；d.活动火山环境中的相对稳定阶段；e.封闭或半封闭环境有利于气液聚集，爆破角砾岩是其标志；开放的环境如破火山口塌陷则不利于其形成；f.中心式蚀变分带与细脉浸染状矿化是其主要鉴别标志g.合适的保有条件也很重要，既不能剥蚀过深或不宜埋深过大。用以评价检验哪些区带有形成该类大矿的成矿前提条件热液蚀变带研究和断层性质判断导致克拉马祖铜矿的发现概况在已知矿带和矿化区内进行普查找矿，是矿产普查工作中长期以来广泛采用，并且行之有效的做法。美国西南部发现的克拉马祖矿床位于老矿区外围——圣马纽埃矿床西南约3公里处，为一隐伏的大型铜矿床。克拉马祖铜矿床是深入研究附近已知矿床的热液蚀变及地质构造后进行推断而找到的。该矿床探明的矿石储量达4.55亿吨，铜品位为0.7%。早在19世纪未，就在圣马纽埃地区附近的“红色山丘”中发现了矿化岩石，从而引起了人们的注意。以后虽有少量的钻探，但仅揭露了一些低品位的氧化带，因而一度放弃。直至1943-1953年才最终探明了圣马纽埃矿体。储量5.9吨，品位0.72-0.77%。主要矿石矿物为黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿，并有少量的斑铜矿。1947-1958年，在圣马纽埃西部覆盖区（克拉马祖矿区）曾打了7口井，400-2500呎深度不等的钻孔，以期寻找新的铜矿，但因为没有打到工业矿石以及对矿床地质特征认识不足，因而在一段时间内未企图进一步找矿。直到1965年8月左右，由于深入的地质研究，特别是对圣马纽埃铜矿热液蚀变和构造的研究，才认识到克拉马祖矿体的可能存在，从而确定在该区深入勘探，致使克拉马祖铜矿得到发现。克拉马祖地区，拉拉米期（晚白垩世）的二长斑岩（岩脉或不规则的小岩体）侵入前寒武纪的石英二长岩中。与侵入活动密切相关的斑岩铜矿型的矿化作用形成了圣马纽埃一克拉马祖矿体，同时伴有同心状的热液蚀变带，矿化几乎对等地分布于二长斑岩和石英二长岩中。矿体大致位于二长斑岩岩脉群的中部。斑岩之上依次为早第三纪的安山岩与碎屑岩的互层及火山碎屑岩和中第三纪的吉拉砾岩。两个层组之间有沉积间断并有安山岩脉和流纹岩脉的侵入。矿体形成以后，该区经历多次的构造活动，致使近于直立的矿体连续几次向南西倾斜；此外，区域性构造运动还导致矿体的相对上升，使矿体的一个角受到侵蚀，与其伴随的表生作用形成了薄的辉铜矿矿席。区内断层多为正断层。主要为圣马纽埃断层。它把原生的矿体分割为基本对称的两部分——圣马纽埃矿体和克拉马祖矿体。圣马纽埃断层角度小，断裂面起伏不平并伴随有次级断裂。（1）拉拉米期二长斑岩（Tkmp）岩脉群侵入于前寒武纪石英二长岩中（Pegm）。形成了大小约800*3500呎的圆筒形或管状的矿体。矿体大致近于直立并位于二长斑岩岩脉群的中心。（2）矿体形成以后，发生区域性的构造位移，导致矿体倾斜及岩块的相对上升，并遭受侵蚀，以后互层沉积砾岩和火山岩（TCB），在潜水面附近形成薄的辉铜矿矿席（CCS）。（3）矿体继续倾斜。砾岩及石英二长岩遭到侵蚀，随后沉积中第三纪吉拉砾岩（TGC）。（4）由于连续倾斜，矿体目前的倾角很小，侵蚀面切割已倾斜的石英二长岩及吉拉砾岩，圣马纽埃断层的雏型形成。（5）矿体上部沿圣马纽埃断层倾向向下位移约8,000呎。（6）高角度正断层位移造成圣马纽埃矿体的一些小型断错，造成克拉马祖矿体以西“红岩断层”的大幅度位移，侵蚀作用剥露了侵入岩和圣马纽埃矿体的一个角，圣马纽埃矿体的上部发生氧化作用，辉铜矿局部富集。热液蚀变的研究斑岩铜矿的热液蚀变特征——普查斑岩铜矿的重要线索。圣马纽埃-克拉马祖铜矿的热液蚀变在斑岩铜矿中是比较典型的。克拉马祖发现以前，对圣马纽埃矿体的热液蚀变曾做过大量研究工作，但对其蚀变带的划分、各蚀变带的蚀变强度及彼此的关系却有着不同的看法；尤其是对矿体核部的黑云母一钾长石蚀变带的看法相差很大，对其蚀变强度的认识截然相反，而对它的正确认识则是判断克拉马祖矿体存在的前提。1953年，G.M施瓦茨划分圣马纽埃矿床的蚀变为四种类型：高岭石-明矾石蚀变；水云母-黄铁矿蚀变；绢云母-黄铁矿-黄铜矿蚀变，边缘黑去母蚀变，亦相应地划分了四个蚀变带。他认为高岭石-明矾石蚀变带是热液渗透最充分的地段，应为最强烈的蚀变带，而边缘黑云母蚀变带的化学变化相对地比较轻微，据他观察，在该带的一些地段内原生矿物保存良好，并认为该带的细粒石英-正长石的基质镶嵌结构很少蚀变。根据这样的认识，圣马纽埃矿体必然是以高岭石-明矾石蚀变带为中心的蚀变体系。只是出现在高岭石-明矾石蚀变带的南部觉得不好解释。据他观察，在一个竖井内见有许多石英一绢云母-黄铁矿-辉钼矿的细脉，有的细脉截切了更早的细脉，说明绢云母-黄铁矿-黄铜矿蚀变形成于不同时期。他推断这种蚀变可能沿构造发育的地区叠置于其他的蚀变类型之上。基于上述看法，也就没有认识到热液蚀变体系的核部、各蚀变带的关系及它们的对称情况。因而不可能判断出圣马纽埃矿体仅是原始矿体的一半，还有一半尚未找到。十多年后，克拉马祖矿床的勘探者J·DLowell等根据野外观察和岩石学工作，并参考了前人的工作成果，重新划分、解释了圣马纽埃矿床的矿化分带及热液蚀变分带。矿化带分为四部分：1.低品位中心带：Cu0.3%。浸染状硫化物的总含量低。2.矿带：Cu0.5%-1.0%。黄铜矿浸染状,黄铁矿呈网状细脉。3.边缘矿化带：Cu0.1%—0.5%，黄铁矿与黄铜矿呈细脉状。4.黄铁矿带：Cu平均0.03%。黄铁矿的含量平均约10%。黄铁矿与石英一起以细脉形式产出。硫化物矿物的总含量从低品位中心带的中心向外逐渐增加，再向外则逐渐减少。铜的含量则以矿带最多，向两侧逐渐减少。热液蚀变的水平分带为三部分：1.内蚀变带：由黑云母、钾长石的蚀变所组成。2.石英一绢云母化蚀变带：包括矿带的外侧（与内蚀变带重叠部分）、连缘矿化带及黄铁矿带。3.青盘岩化蚀变带：绿泥石、绿帘石、碳酸盐和黄铁矿很发育Lowell认为内蚀变带是一个强烈的钾蚀变带，三个蚀变带相比它的蚀变强度最大——这个带的主要蚀变矿物为黑云母和钾长石。而施瓦茨在报道他所划分的边缘黑云母蚀变带（大致相应于内蚀变带地段）的蚀变放物中却没有钾长石，他并认为这个带的细粒石英一正长石基质镶嵌结构很少蚀变。而据洛厄尔等的观察，该带岩石结构的变化虽没有石英一绢云母化那么明显，但强烈的钾蚀变有改变二长斑岩为粗粒岩石的趋势。洛厄尔等对圣马纽埃矿床热液蚀变的认识和划分是与前人的研究成果不可分割的。前人的工作成果对洛厄尔等认识圣马纽埃矿体内蚀变的矿物组合提供了根据，化学分析及实验数据使他认识内蚀变带是个强烈的钾蚀变带（这个带的蚀变强度最大而不是最弱）给予了有力的启示。他进一步认为该带是原生矿体的核部，原生矿体应以内蚀变带为中心形成同心圆状的矿化带和蚀变带。根据矿体上覆岩层的倾斜情况及在上覆岩系覆盖以前矿体亦剥蚀和倾斜等证据，判断矿体至少倾斜了45O，因而原生矿体的原始状态大致近于直立，原生矿体的矿化带和蚀变带在空间上应大致为圆筒形成的对称结构。但是圣马纽埃蚀变带和矿化带却是不对称的，仅大致是原生圆筒形蚀变带和矿化带的一半。据此，他判断还有一半蚀变带和矿体——克拉马祖矿床被圣马纽埃断层错断移位而尚未发现。断层性质的判断圣马纽埃-马拉马祖矿区所发育的断层皆为正断层。其中，圣马纽埃断层延伸最长，走NW，倾向SW，该断层在圣马纽埃矿区附近为两个高角度的正断层所分割。圣马纽埃断层把原生矿体切割为两部分——圣马纽埃矿体及克拉马祖矿体，圣马纽埃矿体位于断层的下盘。这个断层倾角较小，大部分地段其倾角小于45O，在圣马纽埃矿区平均倾角约25O。对该断层性质的认识，先后曾有过较大的争论，其中包括这样小倾角的断层是正断层还是逆掩层断的争论——因而对该断层性质的正确判断则成为确定上盘的克拉马祖矿体的找矿方向的根据。老资料的再分析及矿体的勘探在以上认识基础上，首先重新检查了1947——1958年间圣马纽埃以西的老钻孔资料及岩屑。发现其中有4个钻孔已经穿过了弱的黄铁矿、青盘岩化蚀变带而钻至强烈的黄铁矿、石英——绢云母蚀变带。其中1个钻孔已钻到相当于圣马纽埃边缘矿化带的矿化岩石。同时，洛厄尔等人收集圣马纽埃矿区钻孔与圣马纽埃断层交点的标高，勾绘了断层面的等高线图。根据过去钻孔所钻到黄铁矿带的深度及与圣马纽埃断层面倾斜角度的关系大致地确定了圆筒状的黄铁矿带的位置。在过去钻孔的区域内进行了土壤地球化学调查，发现了一个轮廓清楚的铜一钼异常和一个轮廓不太清楚的铁的异常。虽然土壤地球化学调查对确定矿体的可能位置却是一个有力的证据。在以上工作基础上设计了第一个钻井的位置。第一钻依次穿过了吉拉砾岩、克劳德伯斯特组、青盘岩蚀变带进入了石英——绢云母蚀变带；相应地穿过了黄铁矿带和边缘矿化带，在2,500英尺处打到了具有工业品位的矿石。以后，根据克拉马祖矿体的长轴可能为NE57o的推断，以第一钻为中心，辅开了NE57O、NW33O的矩形勘探网，间距600英尺。由于把圣马纽埃矿床矿带的地质情况，成功地推到克拉马祖，使每一个勘探钻孔都打到了克拉马祖矿体。较快地探明了克拉马祖矿体。该矿床除有铜和钼外，亦有少量可回收的金和银。勘探后的进一步研究——修改与完善斑岩铜矿蚀变矿化分带模式低品位中心硫化物总含量低黄铜矿-黄铁矿-辉钼矿黄铁矿1%黄铜矿1-3%辉钼矿0.03%矿带矿体外围黄铜矿-方铅矿-闪锌矿金-银矿体外围黄铜矿-方铅矿-闪锌矿金-银磁铁矿黄铁矿磁铁矿黄铁矿及黄铜矿低含量黄铁矿带黄铁矿2%黄铁矿带黄铁矿10%黄铜矿0.1-3%辉钼矿微量磁铁矿+黄铁矿图9圣拉纽埃—克拉马祖矿化带示意图（边缘矿化带包括在黄铁矿矿带中）图8圣马组埃—克拉马祖同心状蚀变带（图中虚线，在克拉马祖代表未定界线或位置在等马组埃部分为根据克拉马组外推的界线）石英-绢云母-绿泥石-钾长石绿泥石-绢云母-绿帘石-磁铁矿？泥岩化带石英-高岭石-绿泥石钾蚀变带石英-钾长石-黑云母绢云母硬石膏似千枚岩带石英-绢云母-黄铁矿圣马纽埃断块圣马纽埃断层克拉马祖断块青盘岩化带绿泥石-绿帘石-碳酸盐冰长石-钠长石CollahuasiClusterChuquicamataClusterEscondidaClus