斑巖型銅礦是最主要的銅礦床類型，為世界提供了70%的銅資源，其類型與成因機制是現(xiàn)今礦床學(xué)與經(jīng)濟地質(zhì)學(xué)的研究熱點。斑巖銅礦是指與具斑狀結(jié)構(gòu)中酸性侵入巖伴生，蝕變與礦化受流體-構(gòu)造控制且分帶明顯，礦石以細(xì)脈狀與浸染狀為主，低品位大儲量的銅礦床。經(jīng)典斑巖銅礦被認(rèn)為是從溫度低于500°C的巖漿熱液中沉淀形成的。斑巖銅礦按伴生元素Mo與Au的含量，可劃分出斑巖Cu礦、Cu-Au礦與Cu-Mo礦3個類型，斑巖銅礦系統(tǒng)中鉛鋅多出現(xiàn)在矽卡巖帽和外圍與晚期的脈體中。是否存在晚期巖漿階段的斑巖銅礦以及是否存在浸染狀的斑巖Cu-Zn礦是斑巖銅礦成因機制研究的重要問題。
針對上述科學(xué)問題，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所固體礦產(chǎn)資源研究室副研究員徐興旺與合作者開展了新疆東準(zhǔn)噶爾和爾賽斑巖銅礦區(qū)新發(fā)現(xiàn)的銅鋅鈉長斑巖的巖石學(xué)、礦物學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)與成礦學(xué)系統(tǒng)研究。結(jié)果顯示，鈉長斑巖年齡為418Ma，其呈巖墻狀侵位于429Ma花崗巖中。鈉長斑巖具有大陸島弧與埃達(dá)克侵入體的地球化學(xué)特征，表現(xiàn)出由鈉長石與浸染狀、粒間分布且富黃銅礦閃鋅礦的晶洞構(gòu)成的二元結(jié)構(gòu)。晶洞礦物包括綠簾石、金紅石、閃鋅礦-黃銅礦固溶體、榍石、鉀長石、含黃鐵礦包體的黃銅礦、綠泥石、黝簾石與方解石。晶洞內(nèi)部礦物間的結(jié)構(gòu)類型包含巖漿結(jié)晶結(jié)構(gòu)與熱液沉淀結(jié)構(gòu)，包括由鈉長石、綠簾石、金紅石與閃鋅礦-黃銅礦固溶體構(gòu)成的半花崗質(zhì)結(jié)構(gòu)、環(huán)帶與填隙結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)和層狀的綠泥石。閃鋅礦中有高含量的黃銅礦出溶（可達(dá)10%）。與綠簾石交生的金紅石含鋯137-528 ppm，其對應(yīng)的形成溫度為507-625°C；與閃鋅礦-黃銅礦固溶體交生的金紅石含鋯381-420 ppm，對應(yīng)的形成溫度為585-605°C。閃鋅礦-黃銅礦固溶體的形成溫度約為600°C。富黃銅礦-閃鋅礦晶洞的形成與粒間殘余的富硫化物流體有關(guān)，這些成礦流體是巖漿結(jié)晶晚期被原地捕獲的，也就是說和爾賽斑巖銅礦床銅鋅鈉長斑巖為富硫化物熔體的堿性巖漿晚期結(jié)晶的產(chǎn)物，這不僅意味著富成礦流體巖漿的存在，而且還顯示介于晚期巖漿礦床與經(jīng)典斑巖銅礦之間過渡類型的斑巖Cu-Zn礦床新亞類的存在。
和爾賽斑巖銅礦銅鋅鈉長斑巖的發(fā)現(xiàn)及其成因特征的確定對于斑巖銅成因機制研究具有重要的科學(xué)意義：（1）斑巖銅礦中的硫化物不僅可以通過<500°C熱水溶液中沉淀結(jié)晶形成、還可從>500°C的殘余熔流體中結(jié)晶形成；（2）斑巖銅礦是一個從晚期巖漿礦床到巖漿熱液礦床的變化系列；（3）在巖漿的結(jié)晶分異過程可以形成富礦的斑巖巖漿，富礦斑巖巖漿的進一步結(jié)晶可形成富硫化物液體的成礦流體；（4）硫化物液體是金屬元素在巖漿中的重要賦存形式；（5）斑巖銅礦存在Cu-Zn亞類。
該研究成果近期發(fā)表于國際礦床學(xué)研究期刊Ore Geology Reviews（Xu et al. Copper-zinc albite porphyry in the Hersai porphyry copper deposit, East Junggar, China: A transition between late magmatic and hydrothermal porphyry copper deposit. Ore Geology Reviews, 2014, 61: 141-156）。
圖1 東準(zhǔn)噶爾和爾賽斑巖銅礦Cu-Zn鈉長斑巖剖面（a）、巖石標(biāo)本（b）與顯微（c與d）特征。富閃鋅礦黃銅礦晶洞呈浸染狀（b）分布于基質(zhì)與斑晶鈉長石粒間（c），表現(xiàn)出特征的二元結(jié)構(gòu)（d）。
圖2 Cu-Zn鈉長斑巖中富閃鋅礦黃銅礦晶洞的形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。晶洞內(nèi)部可見單向結(jié)晶生長構(gòu)造（a）、閃鋅礦黃銅礦固溶體與金紅石和綠簾石的交生構(gòu)造（b）及閃鋅礦黃銅礦固溶體的包含結(jié)構(gòu)（c）及其充填破裂構(gòu)造（d）。
