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斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)定位預(yù)測(cè)

王京彬¹， 王玉往²， 林壽洪¹， 龍靈利²， 耿健²

1 紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司

 2 北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責(zé)任公司

基金項(xiàng)目：本文得到紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司科技項(xiàng)目礦山綜合找礦預(yù)測(cè)專(zhuān)項(xiàng)（編號(hào)：4104KY2022030001）資助

第一作者： 王京彬，博士，教授級(jí)高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事礦產(chǎn)地質(zhì)研究和找礦勘查工作。

導(dǎo)讀：

斑巖銅礦床是全球最重要的銅礦勘查類(lèi)型，提供了全球約75%的Cu、50%的Mo和20%的Au。總結(jié)斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)的礦化樣式與定位規(guī)律，對(duì)指導(dǎo)找礦勘查具有重要意義。本文研究提出了多種新認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步完善了斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及蝕變分帶模式，總結(jié)了多種地質(zhì)、地球物理探異常識(shí)別斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)的標(biāo)志；探討了地下大規(guī)模崩落法采礦技術(shù)的推廣應(yīng)用對(duì)深隱伏（埋深500 m以下）斑巖銅多金屬礦床勘查帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

文中從大地構(gòu)造環(huán)境、成礦巖套、礦化組合及成礦蝕變等方面，分析了斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)的主要控制因素與定位規(guī)律。以西藏巨龍礦區(qū)、塞爾維亞Timok礦集區(qū)MG靶區(qū)和黑龍江銅山礦區(qū)為例，闡釋了應(yīng)用斑巖成礦系統(tǒng)分析、成礦系統(tǒng)缺位找礦及成礦后斷裂錯(cuò)移礦體預(yù)測(cè)等新理論指導(dǎo)找礦突破的成功案例。

研究表明，斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)主要發(fā)育于陸相中酸性火山-侵入雜巖區(qū)，受成礦斑巖體與圍巖建造的雙重控制。以成礦斑巖體為中心，發(fā)育斑巖型、矽卡巖型、Manto型、隱爆角礫巖型、高硫（HS）型、中硫（IS）型及脈狀礦化等有序組合，具有產(chǎn)于火山蓋層與（含細(xì)碎屑巖-碳酸鹽建造）火山基底巖系的雙層礦化結(jié)構(gòu)。

研究提出，斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)的定位預(yù)測(cè)方法主要遵循以下四項(xiàng)規(guī)律：

①斑巖主礦體與“衛(wèi)星礦床（體）”的礦化結(jié)構(gòu)：各礦化類(lèi)型及其空間結(jié)構(gòu)互為找礦標(biāo)志；

②多中心成礦規(guī)律：在礦集區(qū)或礦田范圍內(nèi)常發(fā)育多個(gè)成礦斑巖體，構(gòu)成多個(gè)斑巖成礦中心；

③富礦體賦存規(guī)律：主要包括次生富集帶、有利礦化類(lèi)型和疊加富集等；

④構(gòu)造改造再定位規(guī)律：可預(yù)測(cè)被成礦后斷裂錯(cuò)移的礦床（體）。

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一條消息：9月17日至19日將在江西南昌召開(kāi)的第三屆全國(guó)礦產(chǎn)勘查大會(huì)，大會(huì)將重點(diǎn)交流國(guó)內(nèi)外礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)技術(shù)方法，展示先進(jìn)找礦儀器設(shè)備，歡迎大家參會(huì)交流。大會(huì)將設(shè)置主旨報(bào)告和30個(gè)專(zhuān)題分會(huì)場(chǎng)，重點(diǎn)交流以下6個(gè)方面內(nèi)容：

①金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)及煤系關(guān)鍵礦產(chǎn)的成礦模式與勘查技術(shù)方法；

②找礦技術(shù)裝備研發(fā)與方法創(chuàng)新；

③找礦突破典型案例；

④海外礦產(chǎn)資源潛力與勘查經(jīng)驗(yàn)；

⑤礦山開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)等；

⑥成礦系統(tǒng)深部架構(gòu)與戰(zhàn)略靶區(qū)預(yù)測(cè)。

會(huì)議詳情與聯(lián)系方式請(qǐng)點(diǎn)擊→國(guó)內(nèi)外地質(zhì)找礦、礦山開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)——第三屆全國(guó)礦產(chǎn)勘查大會(huì)通知

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0 引言

1 斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)分析

1.1 成礦大地構(gòu)造環(huán)境

1.2 成礦斑巖與成礦巖套

1.3 礦化組合及空間結(jié)構(gòu)

1.4 成礦蝕變系統(tǒng)

2 斑巖成礦系統(tǒng)定位規(guī)律

2.1 主礦體（床）+衛(wèi)星礦的礦化結(jié)構(gòu)

2.2 多中心成礦

2.3 富礦體賦存規(guī)律

2.4 成礦后構(gòu)造改造再定位

3 斑巖成礦系統(tǒng)定位預(yù)測(cè)案例

3.1 西藏巨龍礦區(qū)定位預(yù)測(cè)：斑巖成礦系統(tǒng)解析

3.2 塞爾維亞MG（瑪格）礦床的發(fā)現(xiàn)：缺位找礦預(yù)測(cè)

3.3 黑龍江銅山礦床定位預(yù)測(cè)：斷裂錯(cuò)移礦體預(yù)測(cè)

4 展 望

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0  引言

銅是中國(guó)的緊缺戰(zhàn)略礦種，進(jìn)口量超過(guò)消費(fèi)量的70%，預(yù)測(cè)2021～2035 年，中國(guó)還將累計(jì)需求銅2億噸，接近于中國(guó)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的7 倍（王安建等，2023）。銅是綠色金屬，是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵材料，銅的需求增長(zhǎng)將由傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源轉(zhuǎn)型的聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。相對(duì)于需求的快速增長(zhǎng)，供給端由于智利等一批境外老礦山銅產(chǎn)量在未來(lái)幾年急劇下降，加之近十余年來(lái)全球缺乏重大的綠地勘探（Greenfields Exploration）發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)中長(zhǎng)期銅供需之間將存在嚴(yán)重缺口。

斑巖銅礦床是全球最重要的銅礦勘查類(lèi)型，提供了全球近75%的銅、50%的鉬、20%的金以及大多數(shù)的錸（Sillitoe，2010），也是多種關(guān)鍵礦產(chǎn)的重要來(lái)源，如鈷、鉍、鉬、碲、錸、硒等，特別是錸幾乎完全來(lái)自斑巖型銅、鉬礦床。因此，加強(qiáng)斑巖銅礦勘查，發(fā)現(xiàn)新的可利用資源，是解決未來(lái)全球銅資源短缺的主要途徑。然而，隨著數(shù)十年高強(qiáng)度的持續(xù)勘查，尋找新的超大型斑巖銅礦床變得越來(lái)越困難，發(fā)現(xiàn)成本越來(lái)越高，新的找礦突破更依賴(lài)于對(duì)斑巖銅礦成礦機(jī)制的持續(xù)研究，特別是對(duì)斑巖成礦系統(tǒng)定位規(guī)律的深化研究。

本文基于前人斑巖銅礦成礦模式的研究成果，結(jié)合多年來(lái)對(duì)斑巖型銅多金屬礦床找礦預(yù)測(cè)與勘查實(shí)踐研究思考，試圖從成礦系統(tǒng)的角度，總結(jié)斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)的礦化樣式和定位規(guī)律，并以典型案例來(lái)說(shuō)明如何應(yīng)用定位規(guī)律指導(dǎo)找礦突破。

1  斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)分析

1.1 成礦大地構(gòu)造環(huán)境

斑巖銅礦形成于多樣性的大地構(gòu)造環(huán)境中。貫穿于“威爾遜旋回”構(gòu)造演化的始終，既可形成于大洋板塊俯沖形成的增生造山帶，也可以形成于陸-陸匯聚拼貼形成的碰撞造山帶、陸內(nèi)俯沖形成的陸內(nèi)造山帶，以及再活化或被破壞的克拉通內(nèi)部和邊緣（侯增謙等，2020）。世界上除環(huán)太洋成礦域的中-新生代斑巖銅礦多產(chǎn)于洋殼俯沖形成的島弧和陸緣弧環(huán)境外，大多數(shù)造山帶可同時(shí)發(fā)育洋-陸俯沖、陸-陸碰撞和陸內(nèi)俯沖多種構(gòu)造環(huán)境的斑巖銅礦。以特提斯成礦域?yàn)槔?，新特提斯洋的俯沖（侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)）形成了岡底斯成礦帶的雄村（唐菊興等，2007；Tafti et al.，2014）、巴爾干-喀爾巴阡成礦帶的Timok（Quadt et al.， 2005；Klimentyeva et al.， 2021）、班公湖-怒江成礦帶的多龍（Li et al.，2014；孫嘉等，2017）等斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒豌~金礦集區(qū)，碰撞走滑環(huán)境產(chǎn)出了玉龍斑巖銅礦帶（Hou et al.，2006；姜耀輝等，2006），而巨龍-甲瑪?shù)V集區(qū)被認(rèn)為形成于后碰撞造山環(huán)境（Hou et al.，2004；楊志明等，2008；唐菊興等，2009；林彬等，2019；2024）?？偠灾?/span>巨型斑巖型銅礦帶主要形成于板塊邊緣環(huán)境。

成礦大地構(gòu)造環(huán)境影響斑巖銅礦床的共伴生組分含量。一般而言，島弧環(huán)境下的含礦斑巖通常是鈣堿性的，多具有虧損Sr-Nd 同位素組成，含礦巖漿起源于被俯沖板片流體交代的地幔楔形區(qū)，形成的斑巖銅礦通常含金較高而鉬較低，如西南太平洋菲律賓（島弧型斑巖）成礦帶的Atlas（銅690 萬(wàn)噸@0.5%，金330 噸@0.24 g/t；Cooke et al.， 2005；Dimalanta et al.， 2006）、Dinkidi（金124.4 噸@1.2 g/t，銅50 萬(wàn)噸@0.5%；Kamenetsky et al.， 1999）等礦床；而大陸環(huán)境下的含礦斑巖多為高鉀鈣堿性，部分為鉀質(zhì)堿性和橄欖安粗質(zhì)，含礦斑巖的Sr-Nd-Pb 同位素組成顯示其巖漿源區(qū)可能為加厚下地殼基性物質(zhì)部分熔融形成（Hou et al.，2004；李曉峰等，2019），因而陸緣弧型、碰撞型斑巖銅礦中鉬含量較高而金含量較低，如南美安第斯（陸緣弧型斑巖）成礦帶的智利Chuquicamata 礦床（銅6637 萬(wàn)噸@0.55%，鉬181萬(wàn)噸@0.024%，金301 噸@0.04 g/t，Cooke et al.，2005）；西藏岡底斯（碰撞型斑巖）成礦帶的巨龍礦床（銅1100 萬(wàn)噸@0.5%，鉬50 萬(wàn)噸@0.03%，Yang et al.，2019）等。

對(duì)找礦預(yù)測(cè)而言，無(wú)論形成于何種大地構(gòu)造環(huán)境，斑巖型銅（鉬、金）礦床多產(chǎn)于陸相中酸性火山-侵入環(huán)境，成礦與中酸性侵入雜巖體晚期的小侵入體有關(guān)，是斑巖型銅礦床的基本地質(zhì)事實(shí)。陸相中酸性火山-侵入雜巖是斑巖礦床找礦預(yù)測(cè)的“第一性原理”。

1.2 成礦斑巖與成礦巖套

斑巖銅礦床的成礦巖體一般為中酸性小巖體，通常為斑狀結(jié)構(gòu)的小巖株。然而研究表明，斑巖型礦床的成礦小巖體本身對(duì)成礦的貢獻(xiàn)很少，主要是作為深部大巖漿房的熱液上升通道，是成礦物質(zhì)的高效捕集器（Cline， 1995；Richards， 2011；鄭有業(yè)等，2012；Huang et al.， 2024）。深部含礦熱液脈動(dòng)式抽離，形成上部斑巖體的不規(guī)則細(xì)脈-浸染狀礦化和相應(yīng)的蝕變，要形成超大型礦床，深部需要有大規(guī)模巖漿房的流體供給（Richard， 2003；Sillitoe，2010; 鄭有業(yè)等，2012；Zheng et al.， 2020）。Sillitoe(2020)將成礦期斑巖體分為早、中、晚3 個(gè)階段。其中， 早階段巖體銅品位較高，中階段巖體為低品位礦，晚階段巖體無(wú)礦或僅有礦化顯示，表現(xiàn)為多階段巖漿脈動(dòng)侵入形成的復(fù)式小巖體。在找礦實(shí)踐中，筆者團(tuán)隊(duì)也注意到，除成礦期多階段復(fù)式斑巖體外，還存在更早期的低演化程度、規(guī)模較大的同源巖體，既可以作為成礦斑巖體的圍巖，也可以在空間上分開(kāi)產(chǎn)出（異位侵入）；成礦之后，還可出現(xiàn)更晚的不含礦脈巖類(lèi)，其分布范圍超出成礦斑巖體范圍。因此，對(duì)許多大型-超大型斑巖銅礦區(qū)而言，常發(fā)育同構(gòu)造-巖漿期的成礦前、同成礦和成礦后巖體組合，作為同源巖漿演化的整體，它們共同構(gòu)成一個(gè)成礦巖套（圖1），記錄了深部巖漿房的演化軌跡。

圖1 斑巖成礦巖套成礦前、同成礦和成礦后巖體分布示意圖

成礦前巖體。成礦前巖體是由深部巖漿房演化早期的巖漿侵位而成，具有“先導(dǎo)性”巖漿性質(zhì)，大致包括2 類(lèi)：一類(lèi)是早期未充分分異的巖漿或更接近巖漿房的母巖漿，包括噴出地表的火山巖，如Timok礦集區(qū)的“下部安山巖LA”；第二類(lèi)是中淺成侵入巖，呈中細(xì)?；蛩瓢郀罱Y(jié)構(gòu)，可形成較大的巖株甚至巖基（幾十平方千米～幾百平方千米），如加拿大不列顛哥倫比亞省Highland Valley 等大型含礦斑巖群就侵位在早期的Guichon Creek 閃長(zhǎng)質(zhì)巖基中（Casselman et al.， 1995），黑龍江多寶山礦區(qū)的似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖巖株也是成礦前巖體。

同成礦復(fù)式斑巖。同成礦斑巖是深部巖漿房演化晚期的高分異巖漿侵位而成，以發(fā)育不同程度的礦化為特征，大體相當(dāng)于Sillitoe(2020)提出的成礦期斑巖體。斑巖銅礦的含礦巖漿一般為鈣堿性中酸性巖漿和少量的偏堿性巖漿，巖性從中性的閃長(zhǎng)質(zhì)到酸性的花崗質(zhì)斑巖，且島弧環(huán)境斑巖成分偏中性，而大陸環(huán)境（陸緣弧和碰撞帶）斑巖偏酸性（侯增謙等，2004）。成礦斑巖侵位較淺，一般為1～4 km，規(guī)模不大，直徑一般＜2 km，可以是單次侵位的小巖體（通常銅品位較低），也可以是多次侵位的復(fù)式小巖體，有時(shí)伴有隱爆角礫巖筒。常見(jiàn)的是，由成礦前巖體和同成礦斑巖同位先后侵入構(gòu)成的“雙巖體”組合，典型的如黑龍江多寶山礦區(qū)的花崗閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖斑巖組合、蒙古Oyu Tolgoi 石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖-斑狀石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖組合（Wainwrigh et al.， 2011），二者巖性和化學(xué)成分相近，前者橫截面積較大（多為幾平方千米～幾十平方千米），呈似斑狀或近等粒狀，巖石相對(duì)后者略偏基性、演化程度略低，為主體賦礦圍巖；后者橫截面積較?。ǘ酁閹兹f(wàn)平方米～幾十萬(wàn)平方米），巖石相對(duì)偏酸性、演化程度相對(duì)較高，呈小巖株、巖枝狀侵入于前者中心，礦化與蝕變皆圍繞同成礦斑巖為中心向外分帶。

成礦后巖體。成礦后巖體是深部巖漿房末期產(chǎn)物或來(lái)自深部多級(jí)巖漿房分異的產(chǎn)物，多以巖脈、巖枝的形式產(chǎn)出，無(wú)礦化，通常穿切含礦斑巖體，標(biāo)志著該期巖漿-成礦事件的結(jié)束。例如西藏巨龍斑巖銅礦床，礦體主要賦存在由新生代黑云母二長(zhǎng)花崗巖（4.5 km²）和二長(zhǎng)花崗斑巖（0.02 km²）組成的“雙巖體”中，而礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的一系列新生代花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、細(xì)晶巖、石英斑巖等小巖體、巖脈，則屬于成礦后巖體；再如塞爾維亞Peki（佩吉）礦床（也稱(chēng)為CP 礦床）斑巖-淺成低溫?zé)嵋盒徒疸~礦區(qū)，上部高硫型礦體產(chǎn)于安山質(zhì)火山巖中，下部的斑巖礦體主體為安山玢巖-石英閃長(zhǎng)斑巖，礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的無(wú)礦化的安山玢巖、閃長(zhǎng)玢巖脈，則為成礦后巖體。

斑巖成礦系統(tǒng)找礦預(yù)測(cè)中，同成礦的小斑巖體是成礦地質(zhì)體，也是預(yù)測(cè)的目標(biāo)體，找到了同成礦斑巖就找到了礦體（床）。然而，同成礦斑巖體的規(guī)模小、預(yù)測(cè)難度大。成礦前巖體較同成礦斑巖具有低演化特征（Vigneresse， 2007；楊志明等，2008；Sillitoe，2010；劉軍等，2017；疏孫平等，2018），作為同源巖漿的“先導(dǎo)巖體”，其規(guī)模和分布范圍遠(yuǎn)大于同成礦斑巖，更容易填圖識(shí)別，可作為斑巖礦床或礦集區(qū)的選區(qū)標(biāo)志。換言之，在斑巖成礦帶中有似斑狀或中細(xì)粒的閃長(zhǎng)質(zhì)、花崗閃長(zhǎng)質(zhì)“大巖體”出露區(qū)，是尋找晚期高演化成礦小斑巖體的有利地區(qū)。

1.3 礦化組合及空間結(jié)構(gòu)

斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)是以成礦斑巖體為中心的系列礦化組合，包括斑巖型-矽卡巖型（Manto 型）-淺成低溫?zé)嵋盒?隱爆角礫巖型-脈狀礦等重要礦化類(lèi)型（成礦相）（圖2a）。不同礦化類(lèi)型受成礦斑巖體和圍巖建造的雙重控制，具有火山噴發(fā)蓋層和火山基底巖系雙層礦化結(jié)構(gòu)，主要產(chǎn)于3 種成礦環(huán)境中：①火山蓋層巖系；②火山基底巖系；③含碳酸鹽建造的火山基底巖系。

圖2 斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（a）及蝕變分帶模式（b）（修改自Sillitoe，2010）

圖b中紅色虛線為礦體，與圖a相對(duì)應(yīng)

火山蓋層巖系。火山蓋層巖系（層火山-沉積環(huán)境）中賦存一套淺成低溫?zé)嵋盒偷V化組合，從含礦斑巖體（火山噴發(fā)中心附近）向外，依次發(fā)育高硫化型（HS）銅金礦化→中硫化型（ⅠS）熱液脈狀銅-金-銀礦化。例如紫金山礦田火山噴發(fā)中心附近形成HS 型淺成低溫?zé)嵋盒徒疸~礦，向外依次形成二廟溝-龍江亭ⅠS 型脈狀銅金礦化，以及悅洋ⅠS 型鉛鋅-銀-金礦床。隱爆角礫巖筒型礦化既可發(fā)育在淺部的HS 環(huán)境（如紫金山），也可發(fā)育在含礦斑巖體內(nèi)（如巨龍）。斑巖型銅（金）主礦體多位于HS 型銅金礦化的下方（如Timok 礦集區(qū)的Peki、Jama礦床）或斜下方（如菲律賓Far Southeast-Lepanto 礦床，Hedenquist et al.，1998），含礦斑巖體與HS 型礦體之間常有50～200 m的無(wú)礦間隔，但蝕變帶相連通。

火山基底巖系。斑巖主礦體多產(chǎn)于火山基底巖系中，部分含礦斑巖體也可侵位到火山噴發(fā)早期的層火山巖中，如塞爾維亞Peki 礦床頂部產(chǎn)于晚白堊世下部安山巖（LA）中。當(dāng)斑巖體侵位到早期花崗巖類(lèi)、片麻巖或砂板巖系等長(zhǎng)英質(zhì)圍巖中，銅礦體主要產(chǎn)于斑巖體內(nèi)，而圍巖接觸帶附近僅有少量次要礦化，如Timok 礦集區(qū)的Majdanpek 銅礦床，斑巖型礦體主要產(chǎn)于閃長(zhǎng)斑巖中，僅少量產(chǎn)于其圍巖花崗片麻巖中。若含礦斑巖侵入到中基性火山巖系基底中，可形成規(guī)模不大的矽卡巖型礦床（如新疆索爾庫(kù)都克銅鉬礦床）。總之，在非碳酸鹽巖的基底圍巖中，礦化現(xiàn)象不太明顯，但可能形成少量含賤金屬或含金的脈狀礦體，特殊情況下（富鈣的基性火山巖）也可形成矽卡巖型礦體。

含碳酸鹽建造的火山基底巖系。當(dāng)斑巖體侵位于火山基底的細(xì)碎屑巖-碳酸鹽建造環(huán)境，則形成一套具有層控特征的Manto 型礦化組合，從礦化斑巖體向外依次為近源的角巖型、矽卡巖型銅-金礦→遠(yuǎn)源矽卡巖型銅-金礦→交代碳酸鹽巖型銅-金-鉛鋅礦→低溫的浸染狀金-砷礦化，礦體多產(chǎn)于碳酸鹽巖建造層的上、下界面（硅-鈣面）附近，在細(xì)碎屑巖中，可形成角巖型礦化。由于碳酸鹽巖和細(xì)碎屑巖常出現(xiàn)在同一沉積序列中，導(dǎo)致角巖型礦化和矽卡巖型礦化也常相伴產(chǎn)出。如Timok 礦集區(qū)的VK（Veliki Krivelj）礦床，斑巖礦化主要產(chǎn)于長(zhǎng)石斑巖及安山玢巖巖體中，外接觸帶發(fā)育矽卡巖型和角巖型銅礦化；西藏甲瑪?shù)V床則是（二長(zhǎng)花崗斑巖體中）斑巖型鉬（-銅）-（細(xì)碎屑巖中）角巖型銅-鉬—（碳酸鹽巖中）矽卡巖型銅-鉛鋅礦化共生的實(shí)例。某些層控低溫浸染狀金-砷礦被認(rèn)為是斑巖成礦系統(tǒng)的遠(yuǎn)端礦化，一般產(chǎn)于斑巖體外側(cè)＞4 km，如美國(guó)猶他州的Bingham Canyon 斑巖型銅-金-鉬礦床，圍繞斑巖型礦床向外側(cè)圍巖，依次發(fā)育以碳酸鹽巖容礦的鉛鋅礦化→沉積巖容礦的金礦化（Cunningham et al.， 2004），而超大型Barneys Canyon 卡林型金礦床距Bingham Canyon 超大型斑巖銅-金-鉬礦約7.5 km；Timok 礦集區(qū)外圍（西側(cè)）也發(fā)育一系列低溫層控型金礦，距離最近的Dumitri Potok 斑巖銅礦約5 km（Jelenkovi? et al.，2016）。

通過(guò)以上討論，對(duì)Sillitoe(2010)成礦模式進(jìn)行了補(bǔ)充完善：①增補(bǔ)了角巖型礦化；②補(bǔ)充了碳酸鹽巖建造下界面的礦化，MG 超大型銅金礦床（見(jiàn)后述）的發(fā)現(xiàn)，表明碳酸鹽巖建造的上、下界面均有利于成礦。在陸相火山-侵入雜巖區(qū)尋找斑巖銅礦床，首先要建立預(yù)測(cè)區(qū)地層柱，厘定區(qū)內(nèi)建造類(lèi)型，依據(jù)修改的Sillitoe(2010)成礦模式和剝蝕程度，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的礦化類(lèi)型：①若該區(qū)的火山蓋層已剝蝕殆盡，則不具備尋找淺成低溫?zé)嵋盒偷V床的地質(zhì)前提；②若區(qū)內(nèi)僅局部殘留少量火山蓋層，是尋找可露天開(kāi)采斑巖銅礦的有利剝蝕環(huán)境；③若火山基底巖系中發(fā)育細(xì)碎屑巖-碳酸鹽巖建造，則應(yīng)注意尋找角巖型、矽卡巖型和/或與碳酸鹽巖建造有關(guān)的Manto 型礦床。

1.4 成礦蝕變系統(tǒng)

斑巖銅多金屬成礦系統(tǒng)表現(xiàn)出一致的、大規(guī)模的蝕變分帶模式，從底部向上的熱液蝕變包括鈣-鈉硅酸鹽化→鉀化（石英-鉀長(zhǎng)石化、黑云母-磁鐵礦化）→石英-絹云母化→中級(jí)-高級(jí)泥化和青磐巖化（圖2b）。

斑巖礦化-蝕變系統(tǒng)的外圍是以綠泥石化為主的青磐巖化，長(zhǎng)英質(zhì)圍巖時(shí)常伴隨伊利石-黏土礦物等低級(jí)泥化；當(dāng)圍巖主要為細(xì)碎屑巖時(shí)，則表現(xiàn)為黑云母角巖化（如巨龍、甲瑪，楊志明等，2008；林彬等，2019）。大規(guī)模的斑巖銅礦成礦系統(tǒng)必然產(chǎn)生規(guī)模可觀的蝕變暈（可達(dá)幾十平方千米～幾百平方千米）（Dilles et al.，1992；Cooke et al.，2014），換言之，蝕變暈的規(guī)模和分帶性是預(yù)測(cè)斑巖系統(tǒng)成礦強(qiáng)度的重要標(biāo)志。

斑巖成礦系統(tǒng)的淺部火山巖系中普遍發(fā)育含明礬石、迪開(kāi)石等特征礦物的高級(jí)泥化蝕變，并常與風(fēng)化淋濾形成的多孔石英、褐鐵礦等一起構(gòu)成“巖帽”，面積可達(dá)10 km²以上（局部可達(dá)上百平方千米），厚度可達(dá)1 km 以上（Sillitoe，1995；Singer et al.，2008）。由于剝蝕原因，許多斑巖銅礦區(qū)的火山巖蓋層和巖帽僅有少量殘留或剝蝕殆盡，如巨龍銅礦上部?jī)H偶見(jiàn)多孔石英殘留，而紫金山礦區(qū)僅發(fā)育明礬石-迪開(kāi)石化帶、少見(jiàn)多孔石英殘留。許多巖帽具有垂直分帶，自上而下可出現(xiàn)：多孔殘留石英（-褐鐵礦）化帶→石英-明礬石（-高嶺石-迪開(kāi)石）帶→石英-葉臘石（-水鋁石-紅柱石-剛玉）帶（Sillitoe，2010；卿敏等，2019）。高硫化（HS 型）銅金礦床以發(fā)育含銅的硫鹽礦物為特征，常見(jiàn)組合為黃鐵礦-硫砷銅礦-黝銅礦-銅藍(lán)（藍(lán)輝銅礦），賦存于高級(jí)泥化帶中（如塞爾維亞Jama、福建紫金山等）。中硫化（ⅠS）型金-銀（±鉛鋅）產(chǎn)于巖帽旁側(cè)，不發(fā)育高級(jí)泥化帶（Hedenquist et al.，2000;宋國(guó)學(xué)等，2018），有時(shí)與HS型浸染狀礦化呈連續(xù)過(guò)渡關(guān)系（如美國(guó)蒙大拿州的Butte，Meyer et al.，1968;Leach，1999），其深部不存在含礦斑巖體。

高級(jí)泥化帶下部的葉臘石-水鋁石±紅柱石化帶（富鋁過(guò)渡蝕變帶）是連接HS 型礦體-高級(jí)泥化帶和斑巖礦化-蝕變帶的過(guò)渡帶，也是二者共存的標(biāo)志帶，在紫金山礦田、Timok 礦田的Jama、Peki 礦區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，蒙古國(guó)Oyu Tolgoi、菲律賓遠(yuǎn)東南均發(fā)育有該蝕變帶（Braxton et al.， 2008；2009；Wainwrigh et al.，2011；Jelenkovi? et al.，2016；倪培等，2020），是高硫富金斑巖成礦系統(tǒng)的標(biāo)志。

斑巖成礦系統(tǒng)的中心是含礦斑巖體，具有典型的蘑菇狀同心環(huán)狀蝕變分帶，自?xún)?nèi)向外為硅鉀核（石英-鉀長(zhǎng)石化）→鉀化帶（鉀長(zhǎng)石+黑云母）→絹英巖化帶→青磐巖化帶（Lowell et al.， 1970）。以成礦斑巖體為中心的礦化-蝕變分帶，是預(yù)測(cè)斑巖主礦體的重要依據(jù)，具有工業(yè)意義的銅(-鉬-金)礦化主要產(chǎn)于鉀化帶和絹英巖化帶中。自斑巖體向外，依據(jù)圍巖性質(zhì)可出現(xiàn)青磐巖化帶（中基性火山巖）、伊利石-絹云母化帶（長(zhǎng)英質(zhì)巖漿巖/片麻巖）、角巖化帶（細(xì)碎屑巖）等。當(dāng)圍巖為碳酸鹽巖建造時(shí)，可形成一系列具有工業(yè)意義的礦化-蝕變：氧化性矽卡巖化（銅±金礦）→還原性矽卡巖化（金-銅礦、鋅-鉛礦）→碳酸鹽交代（Manto 型塊狀硫化物）。在系統(tǒng)邊緣有時(shí)可發(fā)育沉積巖容礦的微細(xì)浸染型金礦，伴生去鈣化和低溫硅化蝕變（Cox et al.，1990；Babcock et al.，1995）。

斑巖礦床的熱液系統(tǒng)與上部的淺成低溫?zé)嵋合到y(tǒng)相隔時(shí)限較短，屬同期異相成礦（HS 型發(fā)育在淺部火山蓋層中），其中，斑巖主礦體的成礦流體以巖漿熱液為主，而上部HS型金銅富礦體則為巖漿與大氣降水的混合流體（Hedenquist，1998）。以成礦斑巖為中心的礦化-蝕變分帶模式是預(yù)測(cè)礦化類(lèi)型、定位成礦斑巖體的有效方法，其垂向分帶也是判別斑巖成礦系統(tǒng)剝蝕程度的重要標(biāo)志，如礦區(qū)有大量鉀長(zhǎng)石化出現(xiàn)，則表明該斑巖銅礦已經(jīng)剝蝕到下部或者接近殘留根部，進(jìn)一步找礦效果將很有限（毛景文等，2014）。

2  斑巖成礦系統(tǒng)定位規(guī)律

2.1 主礦體（床）+衛(wèi)星礦的礦化結(jié)構(gòu)

斑巖系統(tǒng)中各礦化類(lèi)型及其空間關(guān)系互為找礦標(biāo)志，尤其值得注意的是主礦體/礦床與衛(wèi)星礦之間的空間結(jié)構(gòu)。在斑巖成礦系統(tǒng)中，主礦體是指位于成礦中心的斑巖礦體（床），其銅資源量通常占成礦系統(tǒng)總資源量的60%以上。圍繞斑巖主礦體，常發(fā)育一系列的衛(wèi)星礦床（體），構(gòu)成“鶴立雞群”或“眾星捧月”的礦化格局，是斑巖成礦系統(tǒng)的普遍規(guī)律。由于衛(wèi)星礦的分布范圍更廣，更適合在勘查階段通過(guò)衛(wèi)星礦去尋找主礦體；在開(kāi)發(fā)階段，主礦體是主要的開(kāi)采對(duì)象，這時(shí)就應(yīng)注意尋找其衛(wèi)星礦體（床）。

斑巖主礦體+HS型金銅+脈狀銅鉛鋅±隱爆角礫巖筒型的高硫化（HS）礦化組合，由于共伴生金礦化，是最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一類(lèi)礦化組合，也是“主礦體+衛(wèi)星礦”結(jié)構(gòu)的典型代表。以紫金山礦集區(qū)為例，紫金山礦床上部為HS型金礦（現(xiàn)已采完），并發(fā)育角礫巖型礦化，下部為脈狀-浸染狀銅礦化，近期找礦勘查在其深部的花崗閃長(zhǎng)斑巖中又發(fā)現(xiàn)斑巖型鉬礦化，從而構(gòu)成“上金-中銅-下鉬”的分帶格局，礦化分帶的垂直延深＞1500 m，為紫金山斑巖成礦系統(tǒng)的主礦體，而周?chē)~湖、五子騎龍、西南礦段、二廟溝等一些脈狀銅礦床（點(diǎn)）則構(gòu)成紫金山金銅礦體的衛(wèi)星礦（圖3）。塞爾維亞Timok 礦集區(qū)厚大的超大型斑巖礦床上部常發(fā)育高品位HS 型金銅礦體（塊狀-半塊狀）（如Jama 礦床的Krpe、TR，以及T 系列的富金銅礦體，金為共生或主礦種，下部BR 斑巖礦體中金為伴生礦種（圖4）。HS型礦體與下部斑巖主礦體之間常存在一定的無(wú)礦間隔。

圖3 紫金山礦集區(qū)SW-NE向剖面示意圖

ξγ^XJ₃—金龍橋巖體；ξγ^ZXJ₃—五子騎龍巖體；ξγ^ZCJ₃—逕美巖體；γδπK₁—四坊巖體；γδπK₂—羅卜嶺巖體

圖4 塞爾維亞Timok礦集區(qū)Jama礦床三維礦體模型圖

注：不同色塊代表不同編號(hào)的礦體；BR礦體為斑巖型銅(-金)主礦體（上部黃色為探明資源量，下部藍(lán)色為推斷資源量），淺部小規(guī)模礦體群為HS型富金銅礦體；Z為標(biāo)高

HS 型礦化組合多形成在火山噴發(fā)中心附近，尤其在島弧型火山噴發(fā)中心的附近。這類(lèi)富金的礦化組合，往往具有更高的品位和噸位，是斑巖銅礦中優(yōu)先的找礦目標(biāo)。淺部HS 型銅-金礦體形成于成礦流體系統(tǒng)的頭部，是尋找深部斑巖銅（金）主礦體的重要標(biāo)志，二者成礦規(guī)模正相關(guān)，即上部HS 礦床（體）規(guī)模越大，其深部斑巖型Cu(-Au)礦床規(guī)模也越大。在發(fā)現(xiàn)淺部高品位HS型金銅礦之后，應(yīng)快速轉(zhuǎn)入深部斑巖主礦體的找礦工作，而不必等查明衛(wèi)星礦體的空間分布之后再找主礦體，以免在小礦體上打消耗戰(zhàn)。以淺部HS型礦體為標(biāo)志，尋找深部斑巖主礦體的工作方法是：①研究火山中心+斷裂系統(tǒng)；②研究主礦床+衛(wèi)星礦床（點(diǎn)）成礦結(jié)構(gòu)（眾星捧月）；③大功率ⅠP+磁法調(diào)查；④蝕變填圖。

2.2 多中心成礦

許多斑巖銅礦礦田或礦集區(qū)范圍內(nèi)存在多個(gè)成礦中心，即發(fā)育多個(gè)成礦斑巖體，如江西德興礦田發(fā)育銅廠、富家塢、朱砂紅等成礦斑巖體（朱訓(xùn)等，1983），西藏甲瑪?shù)V區(qū)發(fā)育甲瑪、則古朗北等斑巖體（林彬等，2019；2024），多龍礦集區(qū)則已發(fā)現(xiàn)有鐵格隆南、多不雜等十余個(gè)成礦斑巖體（唐菊興等，2017;2024）（圖5），等等。多中心成礦是受上一層次的成礦系統(tǒng)控制，即受深部大巖漿房+控巖構(gòu)造的雙重控制，表現(xiàn)為深部大巖漿房的分異巖漿沿多個(gè)通道上侵，在有利構(gòu)造部位形成了多個(gè)斑巖成礦中心。

圖5 多龍礦集區(qū)多中心成礦示意圖（據(jù)唐菊興等，2017）

常見(jiàn)控制成礦斑巖體的構(gòu)造包括主干斷裂控巖（如多寶山礦田，劉寶山等，2020）、菱形斷塊控巖（如紫金山礦田，張錦章，2013）等，多龍礦集區(qū)的多個(gè)成礦斑巖體均沿NE 向F10 斷裂上盤(pán)展布（鄭之宏等，2017），可能還受巖漿-穹窿構(gòu)造相伴生的同心環(huán)狀斷裂控制（Huang et al.，2017）。Timok 礦集區(qū)Jama、Peki、VK、MK 等礦床主要發(fā)育在NNW 向Bor 斷裂（帶）的上盤(pán)。沿主干斷裂帶分布的斑巖系統(tǒng)多具有等間距分布特征，被認(rèn)為是平行于弧的斷裂與切弧斷裂交匯所致（如智利北部的Chuquicamata 礦區(qū)，Rivera et al.， 2004）。多中心成礦區(qū)，各斑巖體的成礦年齡可以存在一定的時(shí)間間隔，但基本屬于同一構(gòu)造-巖漿旋回，如多龍礦集區(qū)內(nèi)含礦斑巖體的鋯石U-Pb 年齡分布在（127.8±2.6）Ma～（116.6±1.3）Ma 之間（唐菊興等，2024），而在澳大利亞Cadia 地區(qū)成礦時(shí)差可能高達(dá)約18 Ma（Wilson et al.，2007）。

利用多中心成礦規(guī)律指導(dǎo)找礦預(yù)測(cè)，首先要開(kāi)展區(qū)域重力、磁法調(diào)查或?qū)σ延兄?、磁資料的二次解譯，推斷圈定深部隱伏大巖體的空間位置，再由已知礦床（體）沿主干斷裂特別是與其他方向斷裂相交部位追索找礦，深部大巖體的空間影響范圍限定了多中心的成礦范圍，如多龍礦集區(qū)高精度磁測(cè)ΔT 化極上延，顯示深部存在面積超過(guò)120 km² 的高磁異常（王勤等，2019）。

2.3 富礦體賦存規(guī)律

斑巖銅礦以低品位、大噸位為特征，富礦體的發(fā)現(xiàn)和圈定，可大幅提升礦床的盈利能力，受到礦業(yè)公司的高度重視。因而，在斑巖型礦床找礦預(yù)測(cè)中，尋找富礦體具有特殊的經(jīng)濟(jì)地質(zhì)意義。富礦體的定位預(yù)測(cè)主要包括次生富集帶、有利礦化類(lèi)型和疊加富集等。

2.3.1 次生富集帶

尋找發(fā)育次生富集帶的斑巖銅礦床是早期斑巖銅礦勘查的優(yōu)先目標(biāo)。斑巖銅礦床的含銅硫化物在表生淋濾作用下，在潛水面以下形成高品位的次生銅礦體（Sillitoe， 2024），如智利的Chuquicamata 和La Escondida 銅礦、美國(guó)亞利桑那州的Morenci 銅礦等（Melchiorre et al.，2003；Riech et al.，2009；Shaw et al.， 2019；Witherly， 2023）都存在一定規(guī)模的次生富集帶。一些斑巖銅礦受交通、地理等條件限制，在品位較低時(shí)不具經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但由于次生富集帶發(fā)育而使早期開(kāi)采品位大幅提高。典型實(shí)例是西藏玉龍銅礦，其探明銅金屬量達(dá)658 萬(wàn)噸，主要由Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ三個(gè)主礦體組成。其中，Ⅰ號(hào)礦體主要為原生硫化礦（斑巖礦+角巖礦），銅品位僅為0.55%（劉永剛，2015），難以單獨(dú)開(kāi)發(fā)；但Ⅱ號(hào)和Ⅴ號(hào)主要為氧化礦體，呈環(huán)狀包圍Ⅰ礦體產(chǎn)出，從而使全礦平均品位升至0.64%（廖勛等，2021），可以盈利。Ⅱ號(hào)礦體氧化礦（占礦石量的64.33%）銅品位達(dá)4.43%（黃迎春，2021）。

2.3.2 富礦體的礦化類(lèi)型

斑巖型銅礦的銅品位一般品位偏低（w(Cu)0.4%左右），而斑巖成礦系統(tǒng)中其他礦化類(lèi)型，如HS型、隱爆角礫巖型、Manto型/矽卡巖型等均為富礦類(lèi)型，銅品位多＞1%。以Timok 礦集區(qū)的Jama 礦床為例，下部斑巖型BR 礦體銅平均為0.60%，而上部HS型礦體中的硫化物主要是黃鐵礦、銅藍(lán)、輝銅礦、黃銅礦、硫砷銅礦，礦石以塊狀、網(wǎng)脈狀為主，銅品位可達(dá)1%～20%。又如，加拿大魁北克的Mines Gaspe 銅鉬礦床斑巖礦體（275 萬(wàn)噸礦石，銅平均品位0.4%，鉬平均品位0.03%）與圍巖接觸帶的矽卡巖礦體（62 萬(wàn)噸礦石，銅平均品位1.35%，鉬平均品位0.03%），再向外為Manto 型礦體（8.9 萬(wàn)噸礦石，銅平均3.16%）（Meinert et al.，1997）。這類(lèi)Manto 型礦體以塊狀、稠密浸染狀為主，硫化物主要是黃鐵礦、黃銅礦等，與HS 型礦床相比砷的含量較低等（如多米尼加的Pueblo Viejo，Sillitoe et al.， 2006；Timok 礦集區(qū)的MG 礦床，詳見(jiàn)后文），多為高品質(zhì)礦石。另外，富鐵的巖性單元似乎也有利于高品位的斑巖銅礦化（Phillips et al.， 1974;Wilkinson et al.， 1982），這是因?yàn)閲鷰r中的鐵使氧化性巖漿流體中攜帶的銅能有效沉淀（Sillitoe，2010）。

2.3.3 疊加富集作用

疊加富集在斑巖型礦床中較為常見(jiàn)，大致可分為3種情況。

（1）淺成低溫?zé)嵋函B加富集。淺成低溫?zé)嵋撼傻V期，主要是巖漿熱液與大氣降水混合形成的酸性流體，在原斑巖礦化體的基礎(chǔ)上，通過(guò)充填-交代作用形成規(guī)模較大的高品位礦化（如鐵格隆南，唐菊興等，2016）。在玉龍礦區(qū)，淺成低溫?zé)嵋盒偷V化疊加于礦化斑巖之上，導(dǎo)致斑巖型礦體的銅-鉬活化與再分配，以及輝銅礦對(duì)黃銅礦的強(qiáng)烈交代，在礦化斑巖頂部形成似層狀或透鏡狀的高品位金-銅礦體（侯增謙等，2004）。

（2）多次巖漿脈動(dòng)式侵入作用。在大規(guī)模斑巖礦化蝕變之后伴隨晚期含礦斑巖侵入，常形成熱液隱爆角礫巖型礦化，同時(shí)也對(duì)早期斑巖礦化疊加富集（Sillitoe，2000;2020）。

（3）構(gòu)造（主要是韌性變形）疊加。早期的貧礦斑巖型礦體在經(jīng)歷后期韌性變形時(shí)，硫化物再活化、遷移和聚集，由原始的細(xì)脈浸染狀礦石變?yōu)闂l帶狀（局部塊狀）礦和脈狀礦石，從而使品位增高。中國(guó)這類(lèi)礦床較多，如黑龍江多寶山（劉寶山等，2020），新疆哈臘蘇（薛春紀(jì)等，2010；相鵬等，2012），內(nèi)蒙古白乃廟（李東旭等，1987；葛良勝，1992；Li，2024）等，富礦體主要產(chǎn)于斑巖體附近的構(gòu)造剪切帶中。

2.4 成礦后構(gòu)造改造再定位

成礦后構(gòu)造研究是礦山地質(zhì)工作者在已知礦床深邊部找礦預(yù)測(cè)的重要工作方法，特別是對(duì)脈狀、層狀礦床屢試不爽。對(duì)于斑巖型礦床，Lowell 等（1970）在對(duì)美國(guó)亞利桑那San Manuel-Kalamazoo 礦床研究中根據(jù)礦化-蝕變分帶的不完整性，不僅找到了被斷裂錯(cuò)移的下部礦體，而且印證了經(jīng)典的斑巖銅礦分帶模式（Lowell et al.，1970）。1943～1953 年，在地表發(fā)現(xiàn)San Manuel 礦體后，在礦區(qū)西南覆蓋區(qū)（Kalamazoo 礦段）進(jìn)行了找礦，但未打到工業(yè)礦體；直到1965 年，Lowell 等人對(duì)老資料進(jìn)行再分析，建立了青磐巖化-絹英巖化-鉀化的蝕變分帶模型，發(fā)現(xiàn)San Manuel 礦床蝕變帶和礦化帶的不對(duì)稱(chēng)性，據(jù)此判斷還有一半礦化-蝕變體被San Manuel 斷層錯(cuò)移（圖6a、b），經(jīng)對(duì)斷層性質(zhì)的判斷，確定在該區(qū)深入勘探，隨后發(fā)現(xiàn)了Kalamaooz礦體。

圖6 美國(guó)亞利桑那San Manuel-Kalamazoo礦床斷裂錯(cuò)移（a）及原始分帶（b）示意圖（Lowell et al.，1970）

越來(lái)越多的案例表明，斑巖銅礦成礦后的斷裂錯(cuò)移再就位是一個(gè)較為普遍的現(xiàn)象。在伸展背景下（如產(chǎn)于盆嶺省的Kalamazoo 礦區(qū)）切錯(cuò)礦體的斷裂往往是正斷層性質(zhì)的，但更多的是成礦斑巖體在造山擠壓環(huán)境下被逆沖性質(zhì)的斷裂錯(cuò)移，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)、地球物探等資料綜合判斷。例如Peki 斑巖銅金礦床，下部礦體（LZ）被Bor2 逆斷層錯(cuò)斷（圖7a），鉆孔觀察LZ礦體深部蝕變強(qiáng)烈，沒(méi)有減弱的趨勢(shì)；CSEM低阻異常顯示其錯(cuò)斷的礦體可能位于斷裂下盤(pán)，埋深約1500 m 以下（圖7b），是否為另一半被錯(cuò)斷的礦體，有待工程驗(yàn)證。

圖7 塞爾維亞Timok礦集區(qū)Peki礦床剖面圖（a）和CSEM電阻率模型圖（b）

3 斑巖成礦系統(tǒng)定位預(yù)測(cè)案例

找礦預(yù)測(cè)是對(duì)潛在礦床（體）空間位置的預(yù)測(cè)，根據(jù)斑巖成礦系統(tǒng)的定位規(guī)律，把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，抓住關(guān)鍵的控礦要素開(kāi)展預(yù)測(cè)。下面分別以西藏巨龍、塞爾維亞Timok 礦集區(qū)MG（瑪格）、黑龍江多寶山-銅山礦區(qū)為例，列舉在斑巖成礦系統(tǒng)識(shí)別、成礦系統(tǒng)缺位找礦和斷裂錯(cuò)移礦體預(yù)測(cè)的實(shí)際案例。

3.1 西藏巨龍礦區(qū)定位預(yù)測(cè)：斑巖成礦系統(tǒng)解析

巨龍礦床（斑巖主礦體）已查明并經(jīng)評(píng)審備案的資源量（金屬量）銅2588 萬(wàn)噸，平均品位0.29%，伴生的鉬、銀也均達(dá)到超大型規(guī)模，是中國(guó)最大的世界級(jí)銅礦床，其礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征參見(jiàn)本專(zhuān)輯相關(guān)文章和引用文獻(xiàn)，在此不多贅述。

3.1.1 巨龍斑巖礦床的兩階段疊加成礦作用

巨龍斑巖銅（鉬）礦床的成礦巖體為黑云母二長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗斑巖，礦化圍繞二長(zhǎng)花崗斑巖形成分帶（楊志明等，2008；秦克章等，2014）。現(xiàn)場(chǎng)鉆孔調(diào)查表明，似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖與二長(zhǎng)花崗斑巖為相互過(guò)渡的相變關(guān)系（成礦巖體Ⅰ）（圖8a），為該礦區(qū)的主成礦階段，形成了大面積的斑巖型礦化，在部分剖面中可觀察到，自深部到淺部蝕變由硅化→硅鉀化→絹英巖化（銅品位升高），礦體主要以浸染狀、細(xì)脈浸染狀賦存在黑云母二長(zhǎng)花崗巖體中；圍巖蝕變具典型的斑巖礦床面型分帶，銅礦化主要與硅化、絹英巖化密切相伴。

圖8 西藏巨龍斑巖銅礦含礦巖體（a）和礦石照片（b）及礦床資源模型（c）

分布在西側(cè)7-2線之間的隱爆角礫巖型礦化，含有早期礦化斑巖角礫，疊加在面狀斑巖型礦化之上，形成富礦體，呈隱爆角礫巖筒狀產(chǎn)出，黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦、石英、硬石膏等主要以細(xì)脈狀、浸染狀分布在膠結(jié)物中，或直接膠結(jié)二長(zhǎng)花崗巖斑巖角礫。該階段成礦蝕變主要為強(qiáng)絹英巖化，并伴隨大量紫色硬石膏，顯示更氧化的成礦流體。Zk303-1孔中見(jiàn)富硫化物和紫色硬石膏的花崗斑巖（含礦漿-液過(guò)渡體）細(xì)脈，侵入早期礦化二長(zhǎng)花崗斑巖中（圖8b），推測(cè)深部應(yīng)存在導(dǎo)致隱爆角礫巖型礦化的晚階段成礦斑巖體（Ⅱ）（圖8c），從而構(gòu)成了巨龍銅礦兩階段巖漿疊加成礦作用，在疊加部位形成較高品位礦石。

礦床的資源模型顯示（圖8c），早階段斑巖礦化從上到下銅品位降低，在4200 m 標(biāo)高以下礦化明顯減弱；晚階段礦化在7-2線構(gòu)成一個(gè)筒狀的高品位礦體（ZK303終孔深度為965.79 m，銅1.02%），構(gòu)成“體中體”的疊加礦化。預(yù)測(cè)深部隱伏成礦斑巖體（Ⅱ）與早期成礦巖體（Ⅰ）接觸帶部位，可能形成相對(duì)富集的礦體。

3.1.2 巨龍斑巖成礦系統(tǒng)識(shí)別

從礦區(qū)航磁異常看，巨龍斑巖型主礦體位于環(huán)形負(fù)磁異常的中心部位（強(qiáng)烈蝕變退磁），其東、南、西部馬蹄形正磁異常對(duì)應(yīng)了二長(zhǎng)花崗巖體的角巖化接觸帶，巖性為葉巴組的砂板巖-凝灰?guī)r，由于角巖化形成細(xì)粒浸染狀磁鐵礦使磁性增強(qiáng)。產(chǎn)于磁異常梯度帶的知不拉、AP12、AP7等銅礦床（點(diǎn)）構(gòu)成巨龍銅礦主礦體的“衛(wèi)星礦”（圖8a）。因此，該馬蹄形磁異常（北側(cè)為區(qū)域性斷裂所限）就限定了巨龍斑巖成礦系統(tǒng)的空間范圍。

3.1.3 榮木錯(cuò)拉礦集區(qū)多中心成礦

根據(jù)航磁異常（圖9a），結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造解析，巨龍采礦權(quán)-榮木錯(cuò)拉探礦權(quán)及周邊區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)榮木錯(cuò)拉礦集區(qū)），可能發(fā)育了巨龍、浪母家果、默龍瑪3 個(gè)成礦中心（系統(tǒng)）（圖9b）。馬蹄形異常的北部為區(qū)域性構(gòu)造片理化帶，與西北部默龍瑪異常相隔，二者分屬2個(gè)獨(dú)立的成礦中心；而馬蹄形異常的東側(cè)，則以浪母家果河（區(qū)域性斷裂）相隔存在另一個(gè)磁異常區(qū)（暫稱(chēng)浪母家果北）。目前來(lái)看，默龍瑪成礦中心為正磁異常包圍的負(fù)磁異常區(qū)，地表發(fā)育大面積“火燒皮”（褐鐵礦化帶），溝中有含CuSO₄的藍(lán)綠色泉水流出（“孔雀泉”），南部已發(fā)現(xiàn)矽卡巖型礦化（衛(wèi)星礦）。與之類(lèi)似，浪母家果北成礦中心，地表“火燒皮”發(fā)育，并發(fā)現(xiàn)孔雀石和含有黃銅礦、輝鉬礦化的不規(guī)則裂隙脈，區(qū)內(nèi)已有浪母家果小型矽卡巖型銅礦床（衛(wèi)星礦），亦可能構(gòu)成一個(gè)斑巖成礦中心。多成礦中心的識(shí)別，意味著巨龍礦區(qū)及其近外圍，仍有巨大的找礦潛力。

圖9 巨龍礦區(qū)及近外圍航磁異常圖（a）及預(yù)測(cè)的3個(gè)成礦中心范圍示意圖（b）

1—第四紀(jì)沉積物；2—侏羅紀(jì)葉巴組三段；3—侏羅紀(jì)葉巴組二段；4—侏羅紀(jì)葉巴組一段；5—矽卡巖；6—大理巖化灰?guī)r；7—中新世黑云母花崗閃長(zhǎng)巖；8—中新世（黑云母）二長(zhǎng)花崗（斑）巖；9—古新世黑云（角閃）二長(zhǎng)花崗-英云閃長(zhǎng)巖；10—晚白堊世安山玢巖-輝綠玢巖；11—晚白堊世流紋斑巖；12—侏羅紀(jì)花崗閃長(zhǎng)巖；13—侏羅紀(jì)英安-流紋斑巖；14—銅礦體；15—斷裂；16—成礦中心示意線

3.2 塞爾維亞MG（瑪格）礦床的發(fā)現(xiàn)：缺位找礦預(yù)測(cè)

塞爾維亞Timok 礦集區(qū)內(nèi)，火山基底巖系中存在碳酸鹽巖-鈣質(zhì)粉砂巖建造層，具備尋找斑巖成礦系統(tǒng)中Manto 型礦床的地質(zhì)前提，但是一直沒(méi)有取得找礦突破。MG（瑪格）礦床是紫金礦業(yè)2022 年發(fā)現(xiàn)的隱伏“斑巖+Manto 型”銅金礦床，目前探獲的資源量已達(dá)到超大型規(guī)模。MG 礦床的成功發(fā)現(xiàn)主要得益于3 方面的有機(jī)結(jié)合，即“等間距”定位規(guī)律、鄰區(qū)勘查發(fā)現(xiàn)和大深度地球物理方法的綜合集成。

Timok 礦集區(qū)自NW 向SE 延綿110 km，斷續(xù)發(fā)育有MN（Majdanpek 北）、MS（Majdanpek 南）、CM、CK、NC、KK、MK、JM（Jama）、VK、CP（Chukaru Peki）等一系列大型、超大型斑巖銅礦床（圖10），受NW向區(qū)域性Bor 斷裂及其派生的系列走滑斷層控制（Lawrence，2005；陳安順等，2024），大致呈“等間距”展布，是礦集區(qū)尺度多中心成礦的表現(xiàn)，每個(gè)礦床代表了1 個(gè)斑巖成礦中心。按“等間距”原則預(yù)測(cè)，在CP 超大型銅金礦床南側(cè)的MG 火山-沉積蓋層覆蓋區(qū)，還應(yīng)存在另一個(gè)成礦中心，是有利找礦靶區(qū)（MG靶區(qū)）。

圖10 塞爾維亞Timok礦集區(qū)斑巖銅礦多中心成礦示意圖（底圖據(jù)王虎，2023）

Tilva 公司（力拓公司主導(dǎo)）在緊鄰MG 靶區(qū)的東側(cè)，于2020 年施工ZK20014 孔，在孔深606 m 處揭露了視厚5 m 的塊狀銅金礦（1.66%銅，4.73 g/t金），其特征與北部的CP 礦床上部帶HS 型礦化類(lèi)似，并在深1100 m 的強(qiáng)絹英巖化安山巖內(nèi)揭露出數(shù)十米厚的金銅礦化，證實(shí)該區(qū)存在斑巖成礦系統(tǒng)，但隨后在該孔周邊布設(shè)的十余個(gè)追索孔均未見(jiàn)礦（圖11a），井中物探方法也未解譯出異常，勘查工作陷入停滯。

圖11 塞爾維亞MG靶區(qū)位置（a）及礦床典型剖面圖（b）(TC為探槽編號(hào))

紫金礦業(yè)公司地質(zhì)專(zhuān)家分析指出，MG 靶區(qū)成礦條件有利，Timok 成礦帶礦床埋深從NW 向SE 逐步加深（圖10），Tilva 公司勘查深度不夠，建議以ZK20014 見(jiàn)礦孔為線索，布置針對(duì)性的物探工作。通過(guò)航空磁法加密（50 m 線距）、可控源電磁法（CSEM）、大功率激電（3DⅠP）等大深度地球物理探測(cè)，解譯出多個(gè)地球物理異常。2022 年在位于ZK20014 見(jiàn)礦孔西側(cè)的靶區(qū)內(nèi)，實(shí)施了TC01 驗(yàn)證孔，鉆進(jìn)至1318 m 揭露到塊狀-半塊狀硫化物礦體（視厚63 m@1.69%銅，0.44 g/t金），由于鉆孔事故終孔于礦體中，此孔為MG礦床的發(fā)現(xiàn)孔。

研究認(rèn)為，MG 礦床由低品位斑巖礦化+高品位Manto 型塊狀-半塊狀硫化物礦體組成，為“斑巖+Manto 型”成礦組合（圖11b）。高品位Manto 型礦體產(chǎn)于碳酸鹽巖建造的下界面、與含礦斑巖巖枝接觸帶附近，以充填交代為主，斑巖體內(nèi)則發(fā)育厚大的低品位細(xì)脈-浸染狀礦化。截至2024 年底，MG 礦床探獲銅金資源量均已達(dá)到超大型規(guī)模，礦體沿NW 走向和傾向仍未封閉，具有較大增儲(chǔ)潛力，勘探工作仍在繼續(xù)。

MG礦床的發(fā)現(xiàn)，不僅揭示了Timok斑巖銅礦帶“Manto+斑巖型”隱伏礦床的巨大找礦潛力，意味著Sillitoe(2010)斑巖成礦組合模式中主要成礦類(lèi)型在Timok 礦集區(qū)內(nèi)均有發(fā)現(xiàn)，主要為3 類(lèi)礦化組合：①斑巖主礦體+上部HS 型金銅礦體（Peki， Jama），品位高，產(chǎn)于火山噴發(fā)中心環(huán)境；②斑巖主礦體+Manto 型塊狀-半塊狀銅-鉛-鋅礦體（VK，MG），品位高，產(chǎn)于成礦斑巖與碳酸鹽巖-富鈣質(zhì)碎屑巖建造界面附近；③斑巖主礦體±脈狀礦，銅品位偏低（NC、MS、MN礦床）。

3.3 黑龍江銅山礦床定位預(yù)測(cè)：斷裂錯(cuò)移礦體預(yù)測(cè)

黑龍江銅山礦床位于多寶山礦集區(qū)的中部，西與多寶山銅礦緊鄰（中心點(diǎn)坐標(biāo)距離～4 km）。銅山礦床于1958～1961 年由多寶山地質(zhì)勘探隊(duì)普查時(shí)發(fā)現(xiàn)地表Ⅰ號(hào)礦體，后黑龍江第四地質(zhì)隊(duì)（1972～1984年）、黑龍江地礦局二所（1992～1993 年）先后對(duì)銅山礦區(qū)普查和詳查，發(fā)現(xiàn)了Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體，總共求得C+D級(jí)金屬量銅90.58萬(wàn)噸，鉬4.29萬(wàn)噸。銅山礦床受近E-W 向銅山斷裂錯(cuò)動(dòng)明顯，多位學(xué)者對(duì)該斷裂進(jìn)行了研究和構(gòu)造恢復(fù)（杜琦等，1988; 王喜臣等，2007;龐緒勇等，2017；Suo， 2023），對(duì)于銅山礦床深部礦體的找礦具有指導(dǎo)作用。

2017～2021年，紫金礦業(yè)多寶山銅業(yè)公司會(huì)同相關(guān)科研、調(diào)查單位，對(duì)銅山礦床的蝕變分帶進(jìn)行構(gòu)造恢復(fù)（圖12a～c）。根據(jù)之前的物探驗(yàn)證孔揭露到的+300 m 的厚大黃鐵礦化帶，結(jié)合CSAMT 低阻異常、大功率三維激電異常等信息，推測(cè)礦體應(yīng)位于黃鐵礦化帶的南側(cè)。2020 年實(shí)施的ZK2020-8 驗(yàn)證孔，在深部1000 m 以下穿過(guò)銅山斷層，連續(xù)見(jiàn)礦視厚度606.16m@ 銅0.68%，發(fā)現(xiàn)了深隱伏的Ⅴ號(hào)礦體。2020～2023 年勘探工作查明銅山礦區(qū)深部Ⅲ號(hào)、Ⅴ號(hào)礦體資源儲(chǔ)量，以當(dāng)量銅D 銅=0.30%為邊際品位，提交資源量：銅383.31 萬(wàn)噸，銅平均品位0.47%，伴生鉬13.65 萬(wàn)噸，金57.80 t，銀1182 t；其中新發(fā)現(xiàn)的斷層下盤(pán)的Ⅴ號(hào)礦體，走向120°，長(zhǎng)達(dá)1800 m，陡傾，埋深650～2000 m，銅資源量281 Mt@銅0.50%，取得了中國(guó)東北地區(qū)近40 年來(lái)最重要的銅礦找礦突破。

圖12  黑龍江銅山銅礦床礦化-蝕變分帶與構(gòu)造分析簡(jiǎn)圖（據(jù)張榮慶，2023）

a.1124線剖面圖；b.礦體實(shí)體模型；c.構(gòu)造復(fù)原圖

4  展 望

斑巖銅礦曾因品位低而不被認(rèn)為是有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦床。得益于大規(guī)模露天開(kāi)采技術(shù)的突破，斑巖型礦床才作為一個(gè)獨(dú)立的礦床類(lèi)型，并逐步成為全球最重要的銅礦勘查開(kāi)發(fā)類(lèi)型。隨著持續(xù)幾十年的高強(qiáng)度開(kāi)發(fā)，許多露天開(kāi)采的斑巖銅礦床正在轉(zhuǎn)入地下開(kāi)采。自然崩落法是唯一可與露天開(kāi)采相媲美的地下采礦方法，斑巖銅礦床厚大的礦體規(guī)模也適合用自然崩落法開(kāi)采。位于智利的El Teniente 斑巖銅礦是全球最大的采用自然崩落法的地采銅礦山之一。國(guó)內(nèi)中條山銅礦峪斑巖銅礦和云南普朗斑巖銅礦，也都采用了自然崩落法開(kāi)采。紫金礦業(yè)正在對(duì)黑龍江銅山銅礦、塞爾維亞Jama 銅礦和Peki 銅礦下礦帶等埋深千米的斑巖銅礦床，開(kāi)展大規(guī)模崩落法采礦研究，并取得了良好進(jìn)展。

大規(guī)模崩落法采礦，使地采成本大幅降低。一方面將改變對(duì)低品位、大噸位的斑巖礦床必須“可露采”的傳統(tǒng)認(rèn)知，另一方面，使深隱伏（埋深500 m 以下）的斑巖銅礦找礦勘查提上日程，這將顯著擴(kuò)大斑巖銅礦的找礦空間和資源潛力，促進(jìn)新一輪斑巖型礦床找礦突破。

對(duì)尋找可露天開(kāi)采的斑巖型銅（鉬、金）礦床，在地質(zhì)選區(qū)（地質(zhì)填圖）的基礎(chǔ)上，應(yīng)用遙感蝕變填圖、化探掃面技術(shù)，以及磁法、激電等地球物理探測(cè)技術(shù)，是行之有效的勘查技術(shù)方法組合。但當(dāng)尋找深隱伏斑巖銅礦床時(shí)，遙感方法、化探掃面和常規(guī)激電探測(cè)技術(shù)（有效探測(cè)深度＜500 m），其有效性大幅降低。為適應(yīng)深隱伏斑巖銅礦的找礦勘查，必須創(chuàng)新勘查理論和技術(shù)方法。理論創(chuàng)新有待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題包括：多尺度斑巖成礦系統(tǒng)形成機(jī)制及定位規(guī)律，礦化-蝕變分帶規(guī)律及成礦模式完善，成礦巖套巖漿演化及巖體成礦潛力評(píng)價(jià)，等等；有待攻克的新技術(shù)方法包括：成礦系統(tǒng)三維填圖方法，高精度大深度地球物理探測(cè)技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，蝕變礦物填圖技術(shù)，地質(zhì)大數(shù)據(jù)與AⅠ技術(shù)應(yīng)用，等等；鑒于深隱伏礦勘查的高風(fēng)險(xiǎn)和高成本，在勘查戰(zhàn)略選擇上，應(yīng)以棕地勘查（Brownfield Exploration）為主，就礦找礦是深隱伏斑巖銅礦找礦勘查的最佳途徑。