斑岩铜金矿床形成机制及找矿标志（梁华英

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1、斑岩型铜金矿床形成机制及找矿标志梁华英中国科学院广州地球化学研究所2009-08-7主要内容一、铜、金元素在岩浆中的行为二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制四、斑岩铜金矿床找矿标志一、铜、金元素在岩浆中的行为（1）Cu在岩浆中地球化学行为DCu硫化物/硅酸盐熔体=550-10000。岩浆中的硫：还原硫（S2-）氧化硫（SO2-4）。S2-：还原岩浆中溶解度低，易饱和，硫化物结晶析出，铜进入早期结晶硫化物中，不易成矿。氧化态硫（SO2，SO3，H2SO4）氧化态硫在岩浆中溶解度大，不易饱和，即使达硫饱和，也只形成石膏等，因此，Cu在岩

2、浆中具不相容性，结晶分异作用可使Cu(Au)在残余相中富集Cu（Au）在岩浆熔体—流体行为DCu流体/硅酸盐熔体≤2700-316，流体中含S时，DCu流体/硅酸盐熔体值增大2-5倍,Cu也易进入低Cl低密度的气相中D(Mo)流体/熔体=20,D(Mo)流体/熔体=5.5（高Cl流体）二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征中酸性岩浆非成矿岩浆成矿岩浆Cu-Au-Mo岩浆高氧逸度富水及出溶挥发相；富成矿元素Sn-W-Be-REE岩浆二、斑岩铜金矿床成矿岩浆特征中酸性岩浆成矿系统可分为两阶段（1）岩浆演化阶段（2）成矿元素堆积阶段目前流行的观点是：温度降低；压力降低；水岩反应

3、；流体混合。我们增加了一种新模型：成岩成矿系统氧化态变化三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制氧化岩浆S6+（SO3）?岩浆期成矿期大量硫化析出形成矿床氧化态硫还原态硫三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制地质现象与问题提出（1）矿床学教科书：与中酸性岩浆作用有关的矽卡岩矿床早期多发育磁铁矿化。问题：为什么发生磁铁矿化？磁铁矿化在成矿中过程起着何种作用？（2）斑岩型铜（金钼）矿床成矿早期（钾化阶段）多发育钾化—磁铁矿化！IslandCopper;SantaRita(inMexico)YeringtonBatholith;ButteCu-MoElSalvadorC

4、u;BajodelaAlumbreraCu-Au冈底斯矿带雄村Cu-Au玉龙Cu-(Mo-Au)为什么斑岩铜金钼矿床成矿早期多发育磁铁矿化？其在成矿中起着何种作用？磁铁矿分子式：Fe3O4=Fe2O3+FeO因此磁铁矿中：2/3Fe3+1/3Fe2+岩浆阶段S为SO2或SO3石英斑晶中石膏子矿物：三、斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制表明：Fe2+Fe3+（9FeO(insilicates)+SO2(g)+H2O3Fe3O4+H2S）成矿早期：发生氧化还原反应含矿岩体早期蚀变：磁铁矿+钾硅化8KFe3AlSi3O10(OH)2+2H2SO4=8KAlSi3O

5、8+8Fe3O4+8H2O+2H2S(钾化-磁铁矿化）12FeCl2+12H2O+H2SO4=4Fe3O4+24HCl+H2S形成块状磁铁矿9FeO(insilicates)+SO2(g)+H2O3Fe3O4+H2S磁铁矿化斑岩铜金矿床中三种类型磁铁矿化蚀变成矿早期：S4+和S2-共存斑岩矿床矿化早期石英包裹体中石膏及硫化物子矿物主成矿期S2-为主？？？？9FeO(insilicates)+SO2(g)+H2O3Fe3O4+H2S8KFe3AlSi3O10(OH)2+2H2SO4=8KAlSi3O8+8Fe3O4+8H2O+2H2S12FeCl2+12H2O

6、+H2SO4=4Fe3O4+24HCl+H2S岩浆演化晚期磁铁矿蚀变氧化岩浆S6+（SO3）成矿系统中S2-、HS-?斑岩铜金矿床成矿元素大规模堆积机制硫化物大规模堆积矿化岩体识别标志挥发相与副矿物作用指纹标志？（1）锆石Ce4+/Ce3+（2）发育热液蚀变磁铁矿（3）矿化中心：高磁化率带中的低磁化率区（4）斑晶中富挥发相四、斑岩矿床成矿岩体找矿标志成矿岩体出溶挥发相玉龙斑岩铜矿带含矿岩体与非矿岩体岩浆氧逸度不同，成矿岩体岩浆氧逸度较高，非矿岩体氧逸度相对较低。（1）玉龙斑岩铜矿带含矿岩体与非矿岩体锆石Ce4+/Ce3+含矿岩体非矿岩体玉龙矿带含矿岩体与非矿岩体

7、岩浆氧逸度参数（2）发育热液蚀变磁铁矿据我们的研究成果，磁铁矿化可使成岩成矿系统中的硫从氧化态还原成还原态，为硫化物沉淀析出提供物质基础，因此富热液蚀变磁铁矿斑岩体是重要成矿标志。（3）矿化中心：高磁化率带中的低磁化率区磁铁矿化可使成岩成矿系统中的硫从氧化态还原成还原态，为硫化物沉淀析出提供物质基础，因此，成矿岩体多富磁铁矿，磁化率较高；但随着矿化增强，在绢云母化的酸性环境时，在矿化中心部位大量磁铁矿会被黄铁矿交代，因而强矿化部位磁化率降低。绢云母化阶段黄铁矿交代磁黄铁矿（4）斑晶中富挥发相斑岩铜金矿床成矿岩体在岩浆演化中晚期出溶大量挥发相，因此，在岩浆演化期出

8、形成的斑晶中会含有流体包