斑岩铜-钼-金矿床：构造环境、成矿作用与控制因素_杨航.pdf

矿床地质MINERAL DEPOSITS2023年2月February，2023第 42 卷第 1 期42（1）：128156杨航等：斑岩铜-钼-金矿床：构造环境、成矿作用与控制因素*本文得到国家自然科学基金项目（编号：41102049）、云南省“万人计划”青年拔尖人才专项（编号：YNWR-QNBJ-2018-272）、云南省矿产资源预测评价工程实验室（2010）和云南省地质过程与矿产资源创新团队（2012）联合资助第一作者简介杨航，男，1994 年生，博士研究生，矿产普查与勘探专业。Email:*通讯作者吴鹏，男，1981 年生，教授，主要从事矿产普查与勘探的教学与科研。Email:收稿日期2022-06-20；改回日期2023-01-06。孟秋熠编辑。文章编号：0258-7106（2023）01-0128-29Doi:10.16111/j.0258-7106.2023.01.009斑岩铜-钼-金矿床：构造环境、成矿作用与控制因素*杨航1，秦克章2,3，吴鹏1*，王峰1,4，陈福川1（1 昆明理工大学 国土资源工程学院，有色金属矿产地质调查中心 西南地质调查所，云南 昆明650093；2 中国科学院矿产资源研究重点实验室 中国科学院地质与地球物理研究所，北京100029；3 中国科学院大学，北京100049；4 云南冶金资源股份有限公司，云南 昆明651100）摘要斑岩型矿床作为全球 Cu、Mo、Au、Re 等战略性矿产的主要来源，是国际矿床学界和矿业界长期关注的热点。最新研究表明，斑岩矿床既可以产于俯冲带岩浆弧环境，也可以产于与俯冲无关的非弧环境（主要包括碰撞造山环境、陆内造山环境以及活化克拉通边缘及内部），后者发育于中国大陆。文章在总结全球斑岩矿床时空分布规律的基础上，重点从成矿斑岩成因与成矿动力学机制、成矿金属来源、蚀变-矿化分带等方面，综述了 2 类斑岩矿床的研究进展，阐释并总结了控制斑岩成矿的主要因素与机制，以及相关研究方法。研究表明，全球斑岩矿床集中产于 3 大成矿域，形成时代以中、新生代为主。其中，环太平洋成矿域斑岩矿床时空分布不均，集中发育于美洲西海岸，主要形成于白垩纪以来较年轻的几个短暂时期；古亚洲洋成矿域斑岩矿床形成时间跨度于奥陶纪早白垩世，具有“西 Cu-Au 东 Cu-Mo、早 Cu-Au 晚 Cu-Mo”的成矿特征；特提斯成矿域主要发育三叠纪以来的斑岩矿床，主体沿造山带分布，时间分布不均，同一构造带内发育不同时期的斑岩成矿作用；中国斑岩矿床与 3 大成矿域既显示出对应性，也有独特性和复杂性。弧环境成矿岩浆、金属 Cu(Au)主要来源于交代地幔楔，大洋岩石圈板块俯冲是其根本性动力学机制；而非弧环境成矿岩浆、金属 Cu(Au)主要来自镁铁质新生/拆沉下地壳或富集地幔，大陆碰撞和陆内俯冲是其主要诱发机制。碰撞造山环境斑岩矿床矿化主要发生在叠加于钾硅酸盐化之上的绢英岩化阶段有别于弧斑岩矿床。两类斑岩均具有高氧逸度、富水和挥发分等特征，岩浆源区、岩浆性质、岩浆混合作用等可能是大型斑岩矿床的控制因素。岩浆岩 Hf-Nd 同位素、锆石和磷灰石等岩浆副矿物、镁铁质包体等，为约束斑岩成矿岩浆条件及其演变过程提供了思路。关键词地质学；斑岩矿床；时空分布；构造环境；成矿作用；控制因素中图分类号：P618.41；P618.51；P618.65文献标志码：ATectonic setting,mineralization and ore-controlling factors of porphyryCu-Mo-Au depositsYANG Hang1,QIN KeZhang2,3,WU Peng1,WANG Feng1,4and CHEN FuChuan1(1 Faculty of Land Resource Engineering/Southwest of Geological Survey,Geological Survey Center for Non-ferrous Mineral Resources,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093,Yunnan,China;2 Key Laboratory of Mineral Resources,Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China;3 University of Chinese Academy ofSciences,Beijing 100049,China;4 Yunnan Metallurgy Resources Exploration Co.,Ltd.,Kunming 651100,Yunnan,China)AbstractPorphyry deposits,globally the main sources of strategic minerals such as Cu,Mo,Au and Re,have alwaysbeen the hot topics for international mineral deposit researchers and mining indreustry.The latest research indi第 42 卷 第 1 期杨航等：斑岩铜-钼-金矿床：构造环境、成矿作用与控制因素129斑岩型矿床是产于中酸性浅成-超浅成侵入岩中及其内外接触带附近，以浸染状-细脉浸染状为主要矿化样式的一类岩浆热液矿床，具有埋藏浅、品位低、规模大等特点，为全球提供了75%的Cu、50%的Mo、20%的 Au，以及绝大部分的 Ag、Zn、Sn、W、Re等，是最具有经济意义的矿床类型之一（Cooke etal.，2005；Richards，2009；Sillitoe，2010）。根据有用金属元素的含量可将斑岩矿床分为斑岩型Au、Cu、Mo、W及Sn矿床以及它们之间的过渡类型。如许多斑岩型Cu矿床中常含有Au/Mo的富集，形成斑岩型Cu-Au或斑岩型Cu-Mo或介于二者的斑岩型Cu-Au-Mo矿床（Singer et al.，2008）。中国主要发育斑岩型Cu矿床和斑岩型Mo矿床，其中斑岩型Cu矿床是中国最主要的Cu矿床类型。最新资料显示，中国斑岩Cu矿总资源量约为47 Mt，占全国Cu资源储量的42%（Yang et al.，2019）。由于斑岩型矿床的经济价值巨大，百余年来全球的勘探学家和矿床学家开展了大量的勘探和研究工作，取得了丰硕的研究成果，无论是在找矿效果和成矿理论方面都取得了重要进展，并逐渐形成较为完整的理论与学科体系。经典的斑岩成矿理论是基于俯冲带岩浆弧环境斑岩矿床建立起来的（Lowell et al.，1970；Sillitoe，1972；1997）。近年来研究发现，斑岩矿床还可以产于与俯冲无关的非弧环境，该类矿床广泛发育于中国大陆。本文主要从时空分布规律、产出构造环境、成矿斑岩成因与成矿动力学机制、成矿金属来源、蚀变-矿化分带等方面，系统总结了两类斑岩型矿床（岩浆弧斑岩矿床和非弧斑岩矿床）的研究进展，阐cates that porphyry deposits formed in either the magmatic arc setting of subduction zone or non-arc setting unrelated to subduction(mainly includes collisional orogenic setting,intracontinental orogenic setting,and in the edgeand interior of re-activated craton),and the latter is widely formed in Chinese mainland.By summarizing the spatio-temporal distribution of global porphyry deposits,this paper focuse on discussing the research progress of twotypes of porphyry deposits from the aspects of petrogenesis and metallogenic dynamic mechanism,source of ore-forming metals,alteration-mineralization zoning,and then discusses and summarizes the main ore-controlling factors and mechanisms controlling porphyry mineralization,as well as related research methods.The researchshows that porphyry deposits are concentrated in the three major tectonic,and are mainly formed in the Mesozoicand Cenozoic.Among them,porphyry deposits in the Circum Pacific metallogenic domain are distributed unevenly in time and space,mainly developed in the West Continental margin of America,and mainly formed in severalshort periods since the Cretaceous;The porphyry deposits in the Paleo-Asian Ocean metallogenic domain areformed in the Ordovician to early Cretaceous,and show the metallogenic characteristics of Western Cu-Au,eastern Cu-Mo,early Cu-Au and late Cu-Mo;In the Tethys metallogenic domain,porphyry deposits are mainlyformed since the Triassic,they are distributed along the orogenic belts,but the temporal distribution is uneven,and the porphyry mineralization formed in different periods in the same tectonic belt;At the same time,the porphyry deposits in China have correspondency,uniqueness and complexity with the three metallogenic domains.The ore-forming magmas and Cu(Au)metals in arc setting are mainly derived from metasomatic mantle wedge,and the subduction of oceanic lithosphere plate is the fundamental dynamic mechanism.In contrast,the ore-forming magmas and Cu(Au)in non-arc setting