【矿业澳洲点评】与碱性岩有关的斑岩型铜金矿床具有较高的经济价值，是矿床学研究的热点。本文以位于澳大利亚拉克兰造山带东带内的与碱性岩有关的卡迪亚里奇韦斑岩型铜金矿床为例，通过研究该矿床的地质特征，总结出该矿床的成矿岩体为富碱富钾的钾玄质中性侵入岩，矿床矿化类型以石英脉型为主，钾化蚀变发育且与主矿化期的关系密切。对比认为该矿床在构造背景、矿化蚀变、成矿元素、矿化类型等方面与典型的斑岩型铜金矿床有显著差别。通过区域对比，总结该类矿床的主要控矿因素，认为该类铜、金矿床在我国东部地区也具有较好的找矿前景。
《澳大利亚卡迪亚里奇韦斑岩型铜金矿床成矿特征》
与碱性岩有关的斑岩型铜金矿床具有富金、品位高的特点。卡迪亚（Cadia）斑岩型铜金矿田位于澳大利亚新南威尔士州中部的奥兰治以南20km，南纬33°28′，东经149°，包括卡迪亚里奇韦、卡迪亚采石场、卡迪亚山和卡迪亚远东4个矿床，矿田的铜金总储量分别为236.14万t和586t，是澳大利亚拉克兰造山带内最重要的铜金矿田之一。卡迪亚里奇韦铜金矿床是该矿田内重要的矿床，铜金储量分别为41.58万t和132.6t，该矿床是现代成矿理论结合地球物理勘探取得的重大成果之一，是拉克兰造山带迄今发现的金品位最高的斑岩型矿床，是典型的与碱性侵入岩有关的斑岩型铜金矿床。
本文通过分析卡迪亚里奇韦矿床的地质特征及矿化特征，讨论该矿床及与成矿有关的侵入岩的成因。与典型的斑岩型铜金矿床进行对比，结合国内与碱性侵入岩浆活动有关的铜金矿床的地质特征，总结该类矿床的控矿因素，为在国内寻找该类型的矿床提供参考。
【1 区域背景】
拉克兰造山带是澳大利亚东部古生代造山带的一部分，是古太平洋板块和澳大利亚板块相互作用的产物。卡迪亚矿田位于拉克兰造山带东带，该带为造山带东侧的拼贴地块，地层以奥陶纪到泥盆纪的基性-酸性火山岩和厚层的浊流沉积物为主。区内奥陶纪火山岩包括西部的帕克斯-奈若曼因火山岩带、中部的莫龙火山岩带和东部的开坡提火山岩带，3个火山岩带组成麦考瑞弧，该火山弧为钙碱性火山弧，其形成与古太平洋板块向澳大利亚板块的西向俯冲有关。该火山弧在晚奥陶世到早志留世被高钾钙碱性-钾玄质岩浆活动侵入，形成钾玄质的卡迪亚侵入杂岩体。区域内南东东走向的拉克兰横断带控制了麦考瑞弧内晚奥陶世-早志留世侵入岩浆活动，该构造带的形成可能与中晚奥陶世洋壳俯冲有关。在3条火山岩带之间出露志留纪-早泥盆世的火山岩和沉积岩，包括富石英的浊积岩、酸性-基性火山岩、火山碎屑岩和黑色页岩。区内早古生代地层在部分地区被晚泥盆世-早石炭世的地层覆盖，并有石炭纪花岗岩类侵入，部分石炭世花岗岩被二叠纪-三叠纪盖层沉积覆盖。
【2 矿区地质特征】
【2.1 地层】
矿田内地层从奥陶系到第三系均有出露。最古老地层为中晚奥陶世魏马拉（Weemalla）组，由细粒、具平行页理的粉砂岩和少量凝灰质砂岩层组成，部分矿化地段发育强烈的硅化和石榴石-绿帘石化（图1）。晚奥陶世福里斯特礁火山岩（ForestReefsVolcanic）不整合覆盖在魏马拉组之上，该火山岩在卡迪亚矿田内出露5种岩相：中性火山岩屑砾岩、角砾岩和凝灰质砂岩；层状钙质凝灰质砂岩（为大卡迪亚和小卡地亚矽卡岩的围岩）；在卡迪亚远东的福里斯特礁火山岩层上部发育叠层硅质凝灰质砂泥岩；块状玄武岩-玄武安山岩熔岩流；玄武岩-安山岩的浅成侵入体，多为辉石或斜长玢岩。志留系地层为早中志留世卡迪亚页岩层，以灰色-绿色的细粒粉砂岩夹少量砂岩为主，最小厚约200m，不整合覆盖在奥陶纪火山岩之上。第三系地层包括两组中新世玄武岩层，厚约50～80m，在卡迪亚矿田的北部和东北部广泛出露，矿田南部则以第三纪砾岩为主。
【2.2 构造】
卡迪亚矿田的矿床均位于拉克兰横断带中的一条长约6km北西西走向的构造带内。区内卡迪亚山和卡迪亚采石场位于南北向断裂和北西-南东走向断裂的交汇部位，第三纪火山活动也受该断裂控制。里奇韦矿床主体构造为向南陡倾的东西-北东东向的正断层。断层两侧火山岩屑砾岩层的厚度变化表明该断层在福里斯特礁火山岩沉积过程中活动。
【2.3 岩浆活动】
矿田内出露的侵入体主要为卡迪亚侵入杂岩体和里奇韦侵入杂岩体。
卡迪亚侵入杂岩体仅在里奇韦矿床深部可见，为晚奥陶世-早志留世，岩性从二长闪长岩过渡到石英二长岩。杂岩体由四期侵入体组成，最早期侵入体为等粒二长闪长岩，沿矿床南缘分布，岩体横截面呈椭圆形，椭圆长轴方向为北西西向，岩体矿物组成为等粒交生的斜长石、正长石和单斜辉石，少量黑云母和磁铁矿，副矿物为磷灰石和榍石。
里奇韦杂岩体的另外三组二长岩侵入体是不规则状复合侵入体，位于二长闪长岩体北端。早期矿化二长岩呈绿-深绿色，具斑状结构，斑晶为正长石，该期侵入岩的石英网脉最为发育；中期和后期的二长岩侵入体在结构和成分上更相似，分异程度更高，呈暗红色-奶油色，含有大量斜长石和少量正长石和绿泥石化的单斜辉石斑晶。
【3 矿化特征】
该矿床矿体分布在地表500m以下，近垂直呈椭球状，由石英硫化物网脉组成，网脉在水平方向延伸150m×250m，在垂直方向延伸600m。早、中、晚期二长岩侵入体的石英脉含量逐渐减少，铜金矿品位逐渐降低。早期侵入体中石英脉含量20%～30%，最高达80%，因此早期侵入体品位最高；中、晚期的侵入体石英脉含量较低，硫化物矿物组成也从富斑铜矿变为富集黄铜矿和黄铁矿。
【3.1 蚀变】
杂岩体的热液蚀变主要有钙钾质蚀变、钾化和青磐岩化。在早期侵入体向上150m范围内发育钙钾质蚀变，向外围过渡为钾化带，宽约300m。钙钾质蚀变带与早期侵入体有关，而钾化带与中晚期侵入体有关。青磐岩化带在钾化带外围叠加发育。根据青盘岩化带内有无赤铁矿将其分为两类：内青盘岩化带（绿泥石-赤铁矿-磁铁矿-绿帘石-钠长石-黄铁矿±方解石），在钾化带由中心到边缘90～300m范围内发育；外青盘岩化带（绿泥石-钠长石-黄铁矿-绿帘石-方解石-葡萄石）在内青磐岩化带外围发育，延伸至600m，但外围界线仍未确定。少量钠化（钠长石-黄铁矿）在外青盘岩化带内发育，延伸到内青盘岩化带中（图2）。
【3.2 矿化】
矿床矿化表现为石英脉矿化，根据石英脉的交切和叠加关系共划分11期，对应早期、中期和晚期的侵入体，据此将石英脉分为三个阶段：早阶段石英脉与早期二长岩有关的，可分为四类（E-1、E-2、E-3、E-4），主要矿物成分为磁铁矿、阳起石、石英、正长石等，相关蚀变为钙钾质蚀变和钾化，该阶段石英脉相对较窄，呈细脉状分布在早期侵入体内；中阶段石英脉与中期侵入二长岩有关，可分为四类（T-1、T-2、T-3、T-4），主要矿物成分为石英、黄铜矿、正长石、绿泥石等，相关蚀变为钙钾质蚀变和钾化，该阶段石英脉也呈细脉状分布，脉体连续；晚阶段石英脉与晚期二长岩侵入体有关，可分为三类（L-1、L-2、L-3），主要矿物成分为石英、黄铁矿、绢云母、方解石、绿泥石等，相关蚀变为钙钾质蚀变和钾化，该阶段石英脉也呈细脉状分布，脉体连续。
图3可见矿床的三个主要成矿阶段与三期侵入岩活动一一对应，矿化主要赋存在钾化蚀变带中，近乎所有主要成矿期矿脉均分布在钙钾质蚀变带和钾化带中，呈良好对应关系。
【4 讨论】
【4.1 矿床成因】
矿床早阶段石英脉中流体包裹体富含气液固三相，含赤铁矿、食盐子矿物包裹体，子矿物均一温度从153℃到大于600℃，盐度为42.7wt%～90.6wt%NaClequiv。中阶段晚期到晚阶段石英脉气液两相包裹体均一温度（85～222℃）和盐度（1～18wt%NaClequiv）相对较低[6]，表明早阶段石英脉的成矿流体为未沸腾的、高盐度的流体，可能来源于岩浆出熔，晚阶段矿脉的成矿流体开始有大气降水或海水加入，但结合局部脉内存在角砾岩等特征，不排除原始的成矿流体曾发生沸腾的可能。矿床硫化物的δ34S值总体为-5.7‰～+9.2‰，不同蚀变带内黄铁矿的δ34S为-4‰～+9.2‰，异常高值样品位于钠化带内，与矿化关系较小，而矿脉中黄铜矿（-5.7‰～-0.3‰）和斑铜矿（-4.3‰～-3.1‰）的δ34S相对集中，说明矿石矿物的硫主要来源于岩浆。
矿床在矿化在时间和空间上与里奇韦侵入杂岩体的二长闪长岩侵入体密切相关，其钙钾质蚀变到钾化蚀变以及相关矿化均与侵入岩体密切相关，表明其为与钾质碱性侵入岩有关的斑岩型矿床，相比于典型的斑岩型铜矿床，两者区别如下（表1）。
【4.2 成矿作用对比】
卡迪亚里奇韦矿床是较典型的与碱性岩有关的斑岩型铜金矿床，虽然碱性岩在环太平洋地区仅占火成岩总体积的3%，却控制了其中20%的大型金矿床，世界上很多大型斑岩—浅成低温热液型铜金矿床均与该类岩浆活动有关，例如巴布亚新几内亚的利希尔岛金矿、波尔盖拉金矿、美国宾汉姆斑岩型铜钼矿等。此外，一些大型超大型的U-REE矿床，也与碱性岩、碱性花岗岩有关，例如澳大利亚奥林匹克坝铜金铀稀土矿床、湖南芙蓉锡矿等。近年来随着勘查的不断进展，我国也陆续发现了大量与碱性侵入体有关的铜、金矿床，例如山东归来庄、河北水泉沟、浙江怀溪等，通过我国已发现的与碱性岩有关的铜、金矿床与卡迪亚里奇韦斑岩型金铜矿床相比，得出该类矿床的主要控矿特征如下。
【4.2.1 控矿构造环境差别】
与碱性岩有关的铜金矿床主要形成于岩浆弧内，但其所处的构造动力学背景大多处于挤压构造带相伴随的拉张断裂带控制：归来庄金矿受到郯庐断裂分支的沂沭断裂控制；水泉沟金矿受到尚义-崇礼-赤城深大断裂的控制，并与区域拉张过程形成的黄土梁断陷盆地有关；怀溪铜金矿产于浙东南政和-大埔大断裂和长乐-南澳大断裂间坳陷区内，也形成于拉张环境下，该环境一方面有利于岩浆物质上涌成矿，一方面由于拉张作用为成矿提供了空间。
【4.2.2 成矿岩体控矿】
碱性岩浆岩近年来因为其具有较好的成矿专属性而备受关注，山东归来庄金矿矿化受铜石次火山杂岩体的二长正长斑岩和闪长玢岩类的控制，水泉沟金矿受水泉沟侵入杂岩体的控制，岩性为辉石闪长岩、角闪二长岩、正长岩、碱长正长岩等控制，而怀溪铜金矿则与曹门钾长花岗斑岩有关，这些碱性岩大多为氧化性岩浆，氧逸度较高，从而导致岩浆中的硫大多以硫酸盐的形式，使得Au、Cu等成矿元素不与硫离子形成不混溶的硫化物熔体而大量保留在岩浆中，从而在岩浆上涌之后成矿。
【5 结论】
（1）卡迪亚里奇韦侵入杂岩体为碱性侵入杂岩体，受岩浆弧内的拉张断裂控制，处于伸展环境下，易于地幔物质上涌成矿。
（2）卡迪亚里奇韦金矿床与富钾碱性二长侵入体有联系，其与典型的斑岩型矿床有区别，表现为钾化相关蚀变发育、成矿元素以金为主，矿化类型主要为石英脉型矿化。
——朱意萍 赵晓丹 谭桂丽 姚仲友 赵宇浩
——（中国地质调查局南京地质调查中心，江苏南京，210016）
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