俯冲带斑岩铜矿成矿机理

斑岩铜矿具有重要的经济价值，近百年来供应了全球近3/4的铜、1/2的钼和1/5金的需求量。斑岩型铜(钼-金)矿床作为一种典型岩浆热液成矿系统，是板块俯冲带之上最具代表性的成矿类型，长期以来是学术界和工业界的重点关注对象。最近《中国科学：地球科学》报道了目前斑岩铜矿床的研究综述，总结了斑岩铜矿床形成机理方面最新进展及关键科学问题。

题为“俯冲带斑岩铜矿系统成矿机理与主要挑战”的文章，由中国科学院广州地球化学研究所陈华勇研究员和吴超博士共同撰写。研究者通过系统的文献调研，梳理了大型斑岩矿床一般起源于俯冲作用诱发地幔楔部分熔融而形成的初始弧岩浆，在经历一系列复杂的演化之后最终上升至近地表(3-5 km)成矿等一系列关键步骤，归纳了目前斑岩成矿机理研究仍存在的较多科学问题。

俯冲带斑岩型矿床成矿模式图。据Wilkinson(2013)修改

斑岩铜矿系统主要包括斑岩铜钼矿床和斑岩铜金矿床两大系列，是一种典型的岩浆热液矿床类型，广泛分布于环太平洋和中亚成矿域。斑岩型铜矿床多与中酸性、具斑状结构的浅成侵入体有时空和成因上的联系，兼具储量大、埋藏浅和易开采等特点，一直是工业界重点关注的矿床类型。因此，斑岩铜矿的成因机理及其背景一直是矿床学研究的前沿和热点领域。该项研究归纳了俯冲板片的脱水或部分熔融并交代地幔楔诱发橄榄岩部分熔融，地幔岩浆上升至下地壳底部并经历熔融-同化-滞留和均一(MASH)以及初期分离结晶；初始母岩浆自下地壳底部上升至中上地壳底部形成岩浆房，岩株或岩枝的最终就位与挥发分出溶，以及成矿流体汇集和金属沉淀等众多关键地质过程。

上地壳岩浆房演化示意图。据Sillitoe(2010)修改

镁铁质组分加入上地壳岩浆房示意图。据Blundy等(2015)修改

目前，斑岩铜矿研究还存在较多问题：如不同构造动力学背景对成矿岩浆地球化学特征的控制、岩浆弧演化的长期性与成矿作用瞬时性的“不协调”、成矿物质来源、岩浆源区和演化过程金属预富集作用对成矿的贡献，以及Cu和Au在预富集过程中的解耦机制等。

这项研究成果极大促进和加强了对不同构造背景之下斑岩型铜矿形成机制的认识。这些尚未解决的科学问题对斑岩成矿机理的进一步研究提出了挑战，而围绕上述问题的研究也必将深化对俯冲板块边缘成矿作用的认知。以上成矿机理研究进展也将会推动我国“一带一路”沿线国家的斑岩铜矿资源勘探开发。

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