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斑岩铜矿床(Porphyry copper deposit)通常是指与具有斑状结构的中酸性侵入体共生的浸染状、细脉浸染状和细脉状铜(钼、金)组分的富集体,具有“大白菜模式”的蚀变分带特征。斑岩铜矿是铜矿床中最重要的类型,超大型-大型斑岩铜矿占全球铜矿总储量的70 %以上。研究超大型斑岩铜矿的成矿规律,对寻找斑岩铜矿具有重要的经济意义。目前普遍认为斑岩铜矿的形成背景主要集中在汇聚板块边缘,与板块俯冲作用有关,主要分布在环太平洋成矿域、特提斯成矿域和中亚成矿域(Cooke et al., 2005; Sillitoe, 2010; Sun et al., 2010; 夏斌等, 2002),通常具有俯冲带高氧逸度的特点,与埃达克岩有着密切的关系(Ballard et al., 2002; Liang et al., 2006; Mungall, 2002; Sillitoe, 1972; Sun et al., 2004; Wang et al., 2007; Wang et al., 2006; Wang et al., 2004; Wright et al., 1987; Zhang et al., 2013; Zhang et al., 2004; 曾键年等, 2008; 芮宗瑶等, 2006; 芮宗瑶等, 2004; 王强等, 2008a; 王强等, 2008b; 张旗, 2008)。一般来讲,斑岩岩浆的起源主要来自于俯冲洋壳的部分熔融,或是与伸展构造背景下上涌的、热的软流圈物质熔融地壳物质有关。前人利用矿物组合、稳定同位素(H、O和S同位素)和流体包裹体特征,对含矿斑岩的成矿物质和热液流体来源进行了一些有益讨论。斑岩铜矿岩浆总体呈现出高氧逸度特征,往往有大量的磁铁矿和赤铁矿,这些矿物是氧化还原指示矿物,记录了成矿体系氧逸度的变化。其次,成矿岩体形成过程中还出现大量稳定的副矿物,特别是锆石和磷灰石。这些副矿物在多期次的热液作用过程中,仍能保持其稳定的物理和地球化学特征。其中,锆石的Ce异常可以反映其结晶时的氧逸度,而其Hf-O同位素则可以反映岩浆的性质和来源;磷灰石的组成,特别是F, Cl含量往往指示其形成的大地构造环境,而Sr同位素则反映其成矿物质的来源。将铁氧化物和含矿斑岩副矿物相结合,利用先进的地球化学测试手段,可以为斑岩铜矿的成矿物质来源源和岩体成因提供更好的制约。
目前在斑岩岩体成因的和成矿物质来源方面仍存在较大争议。与一般花岗岩相比,含矿斑岩具有来源深而就位浅的特征。江西德兴铜矿是典型的斑岩型矿床,距离俯冲带较远,被普遍认为是“陆内”成因矿床。该矿床位于中国东南地区江南古陆南缘,靠近江-绍(江山-绍兴断裂)断裂带。矿床主要由铜厂、富家坞和朱砂红
三个规模不同的矿体组成。矿区多期断裂与褶皱叠加,为成矿元素及热液流体上涌提供有利通道和储集空间。德兴铜矿目前是国内外斑岩型矿床研究的热点之一(Guo et al., 2012; He et al., 1999; Li and Sasaki, 2007; Liu et al., 2012; Mao et al., 2011; Wang et al., 2006; Wang et al., 2004; Zhang et al., 2013; Zhou et al., 2012; 李晓峰等, 2012; 王翠云等, 2012; 周清, 2011; 朱金初等, 2002),在矿床类型、矿石、矿脉、成矿元素组合和蚀变特征等方面已取得较一致认识。另外,成矿斑岩具有埃达克岩性质,呈现岛弧特征;成岩和成矿时代基本一致,总体集中在168~173Ma之间。申请人前期工作显示,德兴铜矿的埃达克质花岗闪长斑岩具有明显的高的氧逸度;在Sr/Y-La/Yb分类图解上,德兴斑岩主要落在俯冲洋壳部分熔融区的下端,与陆壳部分熔融区有一定的重合。考虑到其高氧逸度,且部分样品远离陆壳部分熔融区,申请人与合作者提出德兴埃达克岩与俯冲洋壳部分熔融有关,该矿床可能与古太平洋俯冲有关(Zhang et al., 2013)。高氧逸度通常出现在俯冲带,但是由于德兴位于江绍断裂带,属于古俯冲带,所以德兴斑岩铜金矿高氧逸度的形成构造背景存在多解性。例如,部分学者提出德兴附近的银山斑岩矿床是江绍断裂带古岛弧部分熔融的产物(Wang, et al., 2013; Wang, et al., 2012; Mao, et al., 2011)。前人利用流体包裹体及其子矿物对热液流体的温度、盐度、酸碱度和含矿斑岩S同位素研究,认为含矿斑岩可能来自于地壳深部或上地幔,受壳层混染(Li, et al., 2007; Yao, et al., 2012; 刘玄等, 2011; 张天福等, 2012; 钱鹏等