刁开帅
(云南铜业矿产资源勘查开发有限公司,云南 昆明 650051)
在很多美洲国家中,斑岩型铜矿中的铜矿资源占总铜矿资源的90%左右。为了提高铜矿资源的获取效率,切实为我国现代化建设提供充足的动力,很多专业人员也加强了对于斑岩型铜矿床的研究与探索,对于矿床成因、构造环境等进行深入分析,对于斑岩型铜矿床的开采工作具有关键的指导作用。在当前斑岩型铜矿的研究方法中,常常应用同位素研究法、常量元素分析法、微量元素分析法和稀土元素分析法等,对于深入了解斑岩型铜矿的构造情况和成矿物质来源等,起到了至关重要的作用。
斑岩型铜矿床的概念最早起源于美国,是在花岗闪长斑岩以及石英二长斑岩的开采中产生的。对于斑岩型铜矿床的正式研究是由美国学者Ransome发起,通过提出斑岩体成因与浸染状铜矿化的相关理论,促进了斑岩型铜矿床研究的兴起与发展。斑岩铜矿的名称由Emmons正式确定[1]。斑岩型铜矿床是一种细脉浸染状硫化物铜矿床,形成于中-高温热液阶段。斑岩型铜矿床的规模一般较大,埋藏的位置较浅,而且在开采的过程中一般是采用露天开采的方式。金、银和钼等元素存在于斑岩型铜矿床中,在开采的过程中需要进行综合利用。
新生代是斑岩型铜矿形成的主要时代,这一时期形成的斑岩型铜矿占已知斑岩型铜矿60%左右;在中生代大约形成了已知斑岩型铜矿的35%。关于斑岩型铜矿的形成,学术界也有不同的观点。有学者和专家认为,板块汇聚区是斑岩型铜矿形成的主要区域,由于前寒武纪的板块构造尚未完全形成,斑岩型铜矿就不会随着板块的活动而形成。在中新生代,由于板块已经较为完善,强烈的板块活动促进了斑岩型铜矿的形成,这也是新生代斑岩型铜矿较为丰富的原因。也有人认为板块俯冲带是斑岩型铜矿形成的主要区域,当发育为造山带时形成剥蚀区[2]。浅成-超浅成侵入体存在大量斑岩型铜矿,剥蚀作用下斑岩型铜矿的保存较为困难。
中亚成矿带、环太平洋成矿带和特提斯-喜马拉雅成矿带,是世界三大成矿带。其中,在环太平洋成矿带中,斑岩型铜矿的分布最为广泛,约占总斑岩型铜矿的82%左右。环太平洋斑岩型铜矿带又分为东带与西带,其中阿根廷、厄瓜多尔、智力、秘鲁等属于东带范围;西带包括了内带与外带,我国东北东部、华南地区等属于内带,而巴布亚新几内亚和菲律宾等属于外带。特提斯-喜马拉雅斑岩型铜矿带横贯亚欧大陆,经过西班牙、罗马尼亚、巴基斯坦和中国等国家。中亚成矿带经过哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦和我国新疆、黑龙江等地。
在斑岩型铜矿床形成的过程中,板块构造起着关键作用,由于构造单元和火山-深成岩建造的差异性,斑岩型铜矿床的成矿机理也存在不同。斑岩型铜矿板块构造模型由Sillitoe构建,对于引导斑岩型铜矿床构造环境的研究,以及促进斑岩型铜矿床的勘查具有重要意义。Sillitoe认为挤压环境能够促进斑岩型铜矿床的形成,这是因为浅部岩浆房会由于挤压作用而形成,结晶分异的存在会促进岩浆热液的形成和聚集。斑岩型铜矿床不仅形成于陆缘弧和岛弧中,而且还形成于碰撞造山带和陆内环境中,其形成主要是受岩浆活化等作用的影响。
垂直分带与水平分带,是斑岩型铜矿床围岩蚀变的主要特征,围岩蚀变分为钾化带、石英-绢云母化带、泥化带和青磐岩化带等。泥化带形成于中期蚀变阶段,处于石英-绢云母化带外部,蒙脱石、高岭石和伊利石是泥化带的主要蚀变矿物类型;青磐岩化带形成于晚期蚀变阶段,方解石、绿泥石、黄铁矿和绿帘石是青磐岩化带的主要蚀变矿物种类。
斑岩型铜矿床的矿化分带主要分为低品位核部、主矿带、黄铁矿带和贫黄铁矿壳,黄铁矿化、辉钼矿化和黄铜矿化存在于低品位核部中,辉钼矿化较为显著;石英-绢云母化带和钾化带外部的接触部位,有主矿带发育,其中黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿存在于主矿带中;黄铁矿化在黄铁矿带较为明显;在青磐岩化带常常存有贫黄铁矿壳,其黄铁矿化较弱。
(1)变质岩浆成矿说。“花岗岩的变质成因说”是变质岩浆成矿说的起源,施耐德认为内生矿属于再生矿床,陈文明提出斑岩型铜矿床“层控”的特性。变质岩浆成矿说认为矿床受岩相古地理控制。
(2)活动转移说。有学者在19世纪提出“多层对流循环模式”的理论,我国学者在对斑岩型铜矿床进行多年研究后提出了“三源成矿说”。活动转移说认为高侵位的中酸性斑岩体含水量不高,不会有流体析出,围岩是成矿热液与矿质的主要来源。地下水会由于岩浆活动而出现活化,形成含矿热液,在循环的过程中成矿。
(3)板块构造成矿说。板块构造成矿说的相关学者认为,局部熔融的状况会出现在大洋壳沿消亡带俯冲到地幔的过程中,并在此过程中有金属析出,在富含氯化物的液相中成矿。
(4)岩浆热液说。岩浆热液说是当前多数学者都比较关注的一种成矿说,对于此学说的研究也较多。岩浆热液说认为上地幔是斑岩型铜矿床热液、矿质和中酸性岩体形成的部位,中酸性岩浆上侵过程中形成泥化带、钾化带、石英-绢云母化带和青磐岩化带,在挤压作用、温度等环境因素下出现析出现象,最终形成斑岩型铜矿床。
在我国现代化建设过程中,对于铜矿资源的需求量逐渐上升,只有加强斑岩型铜矿床的研究与探索,才能够形成一整套行之有效的理论,为开采工作奠定基础。人们对于斑岩型铜矿床的研究历史较长,在此过程中也取得了相应的研究成果,对于斑岩型铜矿床的开采工作起到了有效的指导作用。加强对于斑岩型铜矿床的分布特征与构造环境的研究,是进一步探索其成因机制、析出过程和物质来源等方面内容的基础。在对斑岩型铜矿床进行研究的过程中,应该加强先进科学技术的应用,提升斑岩型铜矿床研究的可靠性与专业性。针对目前存在的斑岩型铜矿床成矿说进行总结和分析,在此基础上开展相应的研究工作。