趙茂春，余先川，張翼飛 ，王亞偉，何 云，蘇泰民，姚金昌，唐 瓊，劉仕軍，趙思傳，李石磊

（1云南地礦國際礦業(yè)股份有限公司，云南昆明 650051；2云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，云南昆明 650051；3北京師范大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100875；4云南省國土資源廳，云南昆明 650224；5云南省地質(zhì)科學(xué)研究所，云南昆明 650051；6云南國土資源職業(yè)學(xué)院，云南昆明 652501；7香格里拉市寶峰礦業(yè)有限責(zé)任公司，云南香格里拉 674400）

斑巖型礦床規(guī)模大、品位低、礦石易選、埋藏淺，已成為銅、鉬、金等資源的重要來源（侯增謙，2004；2007；毛景文等，2012a；葉天竺等，2014；李文昌等，2014；Sun et al.,2015）。斑巖型礦床長期以來是地質(zhì)學(xué)家們廣泛關(guān)注和重點研究的對象之一。世界著名斑巖銅礦專家Titely等（1986）強調(diào)，廣泛發(fā)育的多期破裂裂隙可以控制斑巖銅礦的蝕變和金屬礦化。Kerrich等(2000)亦認為：斑巖體內(nèi)部和附近圍巖中發(fā)育裂隙構(gòu)造，廣泛散布于斑巖體及其圍巖巨大范圍內(nèi)的浸染狀銅-鐵硫化物受裂隙構(gòu)造控制。肖波等（2008）也認為，驅(qū)龍礦區(qū)破裂裂隙發(fā)育程度與礦化強度之間具有良好的對應(yīng)關(guān)系；芮宗瑤（1984）、Lewis（2001）等指出斑巖型礦床中裂隙率的統(tǒng)計是預(yù)測礦化集中地段的有效手段，裂隙率平面變化特征可以指示礦床的成礦中心。林彬等（2012）在對西藏甲瑪斑巖礦床裂隙系統(tǒng)的研究中發(fā)現(xiàn)，裂隙的發(fā)育程度與Cu、Mo礦化強度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，并根據(jù)裂隙系統(tǒng)的成因模式和裂隙產(chǎn)狀變化特征等研究結(jié)果，成功預(yù)測了隱伏斑巖的中心位置。趙茂春等（2017）認為熱液型礦床中礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、品位、蝕變等特征嚴格受容礦裂隙系統(tǒng)控制，裂隙系統(tǒng)的形態(tài)和規(guī)?？刂屏说V體的形態(tài)和規(guī)模；裂隙的疏密程度、相互連通程度控制著礦石的礦化強度及圍巖蝕變強度；裂隙的特點則在礦石的組構(gòu)上得到反映。因此，對斑巖型礦床容礦裂隙的成因及裂隙的分布規(guī)律進行深入研究，對指導(dǎo)斑巖型礦床勘查找礦具有十分重要的理論和實踐意義。

前人對斑巖型礦床的研究多側(cè)重于礦床產(chǎn)出的大地構(gòu)造環(huán)境、時空分布規(guī)律、地球化學(xué)特征、蝕變-礦化特征、成礦物質(zhì)來源、成礦流體演化等方面，對礦床容礦裂隙成因方面的研究相對薄弱，認識存在較大分歧。已有的研究對斑巖型礦床容礦裂隙成因觀點可初步歸納為：巖漿二次沸騰、揮發(fā)相膨脹、水力致裂、隱蔽爆破等（Burnham,1979；芮宗瑤等，1984；張洪濤，1991；翟裕生等，1993；Robb,2005；葉天竺等，2014）。Knapp和Norton、任啟江等都強調(diào)巖漿壓力和熱應(yīng)力在裂隙形成中的作用（任啟江等，1987）；Titley等強調(diào)斑巖冷卻與破裂裂隙的發(fā)生、發(fā)展之間存在因果關(guān)系（Titley et al,1986；王之田等，1994）；王之田等（1994）認為，熱機械能促使圍巖中的孔隙流體受熱產(chǎn)生應(yīng)力，從而在圍巖中形成破裂裂隙；Rehrig和Titley、任啟江等還指出，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力對斑巖含礦裂隙的形成具一定意義（任啟江等，1987）。上述成因觀點中，僅Burnham（1979）、陳國達（1985)、翟裕生等(1993)和Robb（2005）等少數(shù)學(xué)者提出較具體的裂隙成因模型，而多數(shù)的成因觀點則僅局限于概念性的表述，對裂隙的形成機制、制約裂隙發(fā)育程度的相關(guān)因素、裂隙的空間分布及裂隙率變化規(guī)律、成礦作用特點等鮮有較系統(tǒng)深入的研究和描述。

本文在綜合前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合筆者從事斑巖型礦床勘查工作的認識，分析了斑巖體在侵位、冷卻、結(jié)晶演化過程中，在巖體及其圍巖中形成網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)的相關(guān)機制及制約因素，提出了斑巖型礦床容礦裂隙4種成因類型，并構(gòu)建了它們的概念模型，提出了概念模型的找礦應(yīng)用思路。

1 裂隙系統(tǒng)的成因分類及其特征

本文在對斑巖型礦床中礦體與斑巖時空關(guān)系、礦體形態(tài)、礦石的品位-組構(gòu)-組分變化特征、斑巖體形態(tài)與礦化關(guān)系等野外觀察和資料綜合研究的基礎(chǔ)上，吸收了前人的相關(guān)研究成果，將斑巖型礦床容礦裂隙成因歸納為巖漿結(jié)晶冷縮、水巖分離、巖漿侵入擠壓、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力疊加等4種主要類型。

1.1 巖漿結(jié)晶冷縮裂隙

巖漿結(jié)晶冷縮裂隙（以下簡稱冷縮裂隙）是指巖漿冷卻結(jié)晶過程中，伴隨溫度降低，從熔融相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔鄷r產(chǎn)生體積收縮（李虎，2017），在此過程中，因收縮快慢程度、收縮時序等的差異，巖體內(nèi)部不同質(zhì)點間發(fā)生相對位置調(diào)整而產(chǎn)生的具有張性或張扭性的破裂（趙茂春等，2019）。據(jù)M·A奧西波夫和T·M拉烏穆林估算：不同成分巖漿熔體在結(jié)晶過程中，體積收縮可達原始體積的3%～11%，網(wǎng)狀微細裂隙的形成可抵消這種體積收縮（王肇芬等，1990）。在前人分類的基礎(chǔ)上，趙茂春等（2019）將冷縮裂隙簡化為體冷縮裂隙、面冷縮裂隙兩大類。前者指巖漿在冷卻、成巖過程中，由于體系總體積的收縮，固結(jié)巖石內(nèi)部任意一個質(zhì)點均對三維空間相鄰任意方向的質(zhì)點產(chǎn)生較均勻的張應(yīng)力，從而產(chǎn)生的張性或張扭性的破裂，這類收縮裂隙對斑巖成礦的貢獻較大，下文均簡稱為冷縮裂隙。由于巖體內(nèi)部收縮中心分布均勻，冷縮裂隙常隨機、均勻分布，不具定向性，單個裂隙寬度多在數(shù)毫米以內(nèi)，長度以數(shù)毫米至數(shù)十厘米為主，裂隙面多呈鋸齒狀。這種體積收縮隨著巖漿冷卻過程從巖體邊部開始，大致平行于巖體外接觸面，逐步逐段“退縮式”冷卻（翟裕生等，1993），呈圈層狀逐漸向巖體中心發(fā)展，伴隨巖漿冷卻-結(jié)晶成巖過程的始終。面冷縮裂隙是指當(dāng)巖漿融體邊緣存在較大延伸規(guī)模的較平直冷卻界面時，常在垂直于冷卻面的方向上形成冷縮節(jié)理，因節(jié)理的發(fā)育程度和規(guī)模與冷卻面的形態(tài)、規(guī)模密切相關(guān)，因此又稱為面冷縮節(jié)理。它多發(fā)育于巖體邊緣有限范圍內(nèi)，與體冷縮裂隙相比，其幾何形態(tài)較規(guī)則、節(jié)理面較平直，單個節(jié)理延伸規(guī)模更大，或具高對稱性，常見有柱狀節(jié)理（圖1）、楔狀節(jié)理等（趙茂春等，2019）。

1.1.1 冷縮裂隙形成的主要控制因素

冷縮裂隙的發(fā)育程度主要受巖漿冷卻速度控制。巖漿冷卻越快，則體積收縮過程越快，巖漿-巖石體系及固結(jié)的巖石微單元之間無充足的時間進行體積和相對位置的調(diào)整，因此，形成的裂隙密度大，具有較大的長度和寬度，有效孔隙率高，裂隙間相互連通性好；冷卻越緩慢，則生成的裂隙密度低，寬度窄，有效孔隙率低，裂隙間相互連通性差。巖漿的冷卻速度主要受下列因素控制。

圖1 柱狀節(jié)理形成平面示意圖（朱志澄等，1999）Fig.1 Schematic diagram of formation of columnar joints（after Zhu et al,1999）

（1）侵入體規(guī)模：據(jù)Jaeger J.C.估計，厚2 km的花崗巖席完全結(jié)晶需要64 000 a，而厚8 km的花崗巖基結(jié)晶約需10 Ma（邱家驤，1985）。因此，小型侵入體冷卻速度較快，更容易形成密集的冷縮裂隙，有效孔隙率高，利于產(chǎn)生斑巖型礦化作用；大型巖體冷卻速度要慢得多，生成的冷縮裂隙密度極低，不利于產(chǎn)生斑巖型礦化作用。

（2）侵入體形態(tài)：當(dāng)侵入體呈巖株狀產(chǎn)出時，接觸邊界為曲面，由邊部向巖體中心的序次體積收縮，在巖體內(nèi)部晚期收縮應(yīng)力改造下，外緣早期形成的冷縮裂隙變得更加開放，孔隙率變高，利于斑巖型礦化作用；當(dāng)侵入體呈脈狀、規(guī)模極小的巖瘤時，因總體規(guī)模小，厚度薄，雖冷卻快，但形成的裂隙系統(tǒng)規(guī)模小，且與外部溝通不暢，不利于斑巖型礦化，因此，常?？梢钥吹降V化斑巖體周邊的同期同巖性小型脈巖、巖瘤不具斑巖型礦化。

（3）巖漿-圍巖溫差：巖漿與圍巖溫差越大，則巖漿體系冷卻速度越快，巖體邊部與圍巖的溫差最大，冷凝結(jié)晶都是從巖體邊緣開始的，因此巖體邊緣冷縮裂隙的密度最大。

（4）巖體中的部位：同一侵入體的不同部位，巖漿與圍巖的溫度差不同，侵入體的邊部，巖漿與圍巖（尤其是巖體頂端）溫差最大，因此巖漿冷卻速度最快，冷縮裂隙密度最高，利于斑巖型礦化的發(fā)生；在邊緣相固結(jié)時，溫度仍然較高的邊緣相成為過渡相熔融巖漿的圍巖，巖漿—圍巖溫差降低；過渡相固結(jié)時，圍巖與中心相熔融巖漿的溫差進一步降低。不難看出，從侵入體的邊緣相→過渡相→中心相，相對溫差迅速變小，巖漿冷卻速度變得越來越慢，越來越不利于冷縮裂隙的形成，因此冷縮裂隙迅速變稀疏。此外，由侵入體的淺部到深部，巖漿與圍巖的溫度差變小，冷縮裂隙也有由密變疏的趨勢。

（5）侵入深度：地殼平均地?zé)嵩鰷靥荻葹?5℃/km，巖體侵入深度越大，則圍巖溫度越高，巖漿與圍巖溫差變小，冷卻速度變慢，冷縮裂隙變得稀疏；巖體侵位深度太大時，圍壓太高的環(huán)境也不利于具張裂性質(zhì)的收縮裂隙的發(fā)育。因此相對淺成的斑巖更有利于冷縮裂隙的發(fā)育，對斑巖型成礦更有利。

（6）比表面積：同樣體積的侵入體，當(dāng)邊界形態(tài)相對復(fù)雜時，則比表面積（散熱面積）較大，冷卻速度較快，形成的冷縮裂隙較密集，更利于斑巖型礦化（趙茂春等，2019）。

1.1.2 冷縮裂隙的概念模型及其成礦作用

圖2 斑巖冷縮裂隙概念模型（此圖未反映其他成因類型的裂隙）a.單期斑巖冷縮裂隙概念模型（據(jù)趙茂春等，2019)；b.多期復(fù)式巖體冷縮裂隙系統(tǒng)及蝕變分帶概念模型（蝕變分帶模型據(jù)Lowell等，1970；毛景文等，2014修改）1—早期斑巖；2—中期斑巖；3—晚期斑巖；4—圍巖；5—裂隙密集帶；6—裂隙中等帶；7—裂隙稀疏帶；8—侵入體界線；9—裂隙帶分界線；10—蝕變帶分界線；11—斑巖型礦體；12—富礦區(qū)域；13—最佳熱液通道，小箭頭表示成礦氣液流向Chl—綠泥石；Kaol—高嶺石；Epi—綠簾石；Alun—明礬石；Carb—碳酸鹽化；Bi—黑云母；Q—石英；Ser—絹云母；Kf—鉀長石；Py—黃鐵礦；Mb—輝鉬礦；Anh—硬石膏Fig.2 Conceptual model of cold shrinkage fissures for porphyry(without showing any other genetic cracks)a.A conceptual model for cold shrinkage fracturing system in single-stage porphyry(modified after Zhao et al.,2019);b.A conceptual model for mutiple-stage cold shrinkage fracturing system and alteration zoning of porphyry Cu deposit in composite rock mass(alteration zoning model of porphyry deposits modified after Lowell et al.,1970;Mao et al.,2014)1—Early stage porphyry;2—Medium stage porphyry;3—Later stage porphyry;4—Country rock;5— High density fissure zones;6—Medium density fracturing zones;7—Low density fracturing zones;8—Intrusive boundary;9—Fracturing zone boundary;10—Alteration zone boundary;11—Porphyry orebodies;12—Ore enrichment area;13—Optimal hydrothermal channel(Removing shortcut icon indicates the direction of metallogenic gas and liquid flow)Chl—Chlorite;Kaol—Kaolinite;Epi—Epidote;Alun—Alunite;Carb—Carbonate;Bi—Biotite;Q—Quartz;Ser—Sericite;Kf—Potassium feldspar;Py—Pyrite;Mb—Molybdenite;Anh—Anhydrite

綜合上述冷縮裂隙的控制因素，建立如圖2所示的斑巖的冷縮裂隙概念模型。①侵入體內(nèi)部因體積收縮產(chǎn)生的張應(yīng)力分布較均勻，形成的冷縮裂隙大致均勻分布；巖體由外到內(nèi)，冷縮裂隙逐漸由密變疏，可分為裂隙密集帶、中等帶和稀疏帶；各裂隙帶大致呈平行于巖體邊界的圈層分布，組成鐘狀分布、裂隙率高-低層次清晰的網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)（圖2a）；因巖漿向侵入體核心部位圈層狀“退縮式”冷卻結(jié)晶，“內(nèi)圈層”晚期收縮所產(chǎn)生的張應(yīng)力疊加于“外圈層”早期冷縮裂隙之上，使外緣的早期冷縮裂隙長度、寬度進一步擴大，裂隙率增高；斑巖的頂端及邊緣的形成高裂隙率帶，裂隙互連互通程度高，構(gòu)成了斑巖型礦床最有利的容礦空間或?qū)УV構(gòu)造（氣液通道）。受巖體形態(tài)、巖漿-圍巖溫差、比表面積等諸因素制約，巖體不同部位裂隙密集帶寬窄不一。②侵入體規(guī)模越大，則冷縮裂隙發(fā)育差，裂隙密度低，相互連通性也差；斑巖體的規(guī)模適中時，冷縮裂隙發(fā)育良好，裂隙密度高，易形成互連互通的網(wǎng)狀容礦裂隙系統(tǒng)。③根據(jù)冷縮裂隙的分布規(guī)律和開放程度，可將潛在的成礦熱液通道分為最佳、中等、不良等3種，大致對應(yīng)裂隙密集帶、中等帶、稀疏帶。成礦階段的氣液流體一般選擇巖體中裂隙系統(tǒng)最開放的部位自下而上、由外而內(nèi)遷移。成礦組分最容易在巖體頂端、邊部的裂隙密集帶沉淀成礦，因此冷縮裂隙控制的斑巖型礦體總體呈鐘狀產(chǎn)出，巖體邊緣品位較高，隨著孔隙率由裂隙密集帶→中等帶→稀疏帶漸次降低，成礦組分含量也逐漸降低。④礦石多具網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造，脈體長以數(shù)十厘米為主，寬一般為數(shù)毫米；受收縮比限制，斑巖冷縮裂隙的體積占比是有限度的，即有效孔隙率是有限的，因此礦體品位總體偏低。⑤多期次侵位的雜巖體內(nèi)，不同期次的巖體均經(jīng)歷相似的冷縮裂隙生成過程，各期斑巖所形成的冷縮裂隙系統(tǒng)各自獨立，通過裂隙系統(tǒng)疊加、耦合，可形成跨越各期斑巖、形態(tài)復(fù)雜的更大的網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)（圖2b）；在成礦過程中，可形成跨越不同侵入期次的斑巖型礦體。

云南普朗斑巖型銅礦、西藏玉龍銅礦（宋叔和等，1994）、安徽沙坪溝斑巖鉬礦（張懷東等，2012；劉曉強等，2017）、美國Climax斑巖型鉬礦（毛景文等，2012a）等礦床都是冷縮裂隙控礦的典型代表。

1.2 水巖分離裂隙

在巖漿冷卻結(jié)晶過程中，因貧水硅酸鹽礦物的晶出，殘余巖漿中的水逐漸富集并達到飽和，在超過了該壓力下水（含揮發(fā)分）的最大溶解度時，水可能以超臨界流體狀態(tài)從巖漿中分離出來（葉天竺等，2014），使巖漿房壓力驟然升高，擠破圍巖，從而在侵入體的圍巖（含同期巖體的冷凝殼）中形成破裂裂隙。本文沿用葉天竺等（2014）提出的水巖分離概念，將這類裂隙稱為水巖分離裂隙。它包括前人提出的巖漿一次沸騰、二次沸騰、揮發(fā)相膨脹、水力致裂、隱蔽爆破、熱機械能等成因的裂隙，其成因以Burnham 模式（Burnham,1979；Robb,2005；侯增謙等，2009；林彬等，2012）最為經(jīng)典。

1.2.1 水巖分離裂隙形成的主要控制因素

水巖分離成因裂隙主要受下列因素控制：①巖漿中水和揮發(fā)分初始含量：水和揮發(fā)分的初始含量越高，越容易形成水巖分離成因裂隙；而當(dāng)巖漿中水和揮發(fā)分初始含量極低時，可能在極低的圍壓下也不會出現(xiàn)飽和水，可忽略此類成因的裂隙；②巖體規(guī)模：巖體規(guī)模較大時，通常體系內(nèi)部水和揮發(fā)分的總量也較大，結(jié)晶過程容易分離出較大體量的水和揮發(fā)組分，促進水巖分離成因裂隙的形成；反之，則不利于水巖分離成因裂隙的形成，因此斑巖體規(guī)模太小時，則可以忽略此類成因的裂隙；③巖漿冷卻（結(jié)晶）速度：巖漿冷卻速度太快時，礦物幾乎同時結(jié)晶（邱家驤，1985），甚至來不及結(jié)晶而呈玻璃質(zhì)，不利于富水相（含揮發(fā)相）的產(chǎn)生；巖漿冷卻速度相對緩慢，則結(jié)晶速度也緩慢，貧水礦物早期結(jié)晶，水和揮發(fā)分容易在較晚的階段富集，有利于水巖分離作用的發(fā)生；④巖體侵入深度和上侵速度：巖漿中水和揮發(fā)組分的飽和溶解度與體系所處的溫度和壓力成函比關(guān)系。實驗表明，在等溫條件下，巖漿中水的溶解度隨壓力增大而增大（邱家驤，1985），因此壓力降低可能伴隨大量水（含揮發(fā)組分）的出溶，有利于形成水巖分離裂隙。巖漿侵入深度決定了其所處的圍壓環(huán)境。同等溫度下，深度越大越不利于水巖分離作用的產(chǎn)生；同理，當(dāng)巖漿快速上侵時，水飽和巖漿很快變?yōu)樗^飽和，超過巖漿最大溶解度的水就會被快速釋放出來，有利于水巖分離裂隙的形成，因此，水巖分離作用的強度與巖漿上侵速度成正比；⑤圍巖的早期破裂發(fā)育程度：圍巖中早期斷層、破裂發(fā)育時，體系封閉性差，水巖分離作用產(chǎn)生的氣液相膨脹能量常常及時得到釋放，不容易形成大規(guī)模的破裂；反之，則氣液相可逐漸蓄積能量，當(dāng)能量積累到臨界點時，可能會突然沖破圍巖阻力，產(chǎn)生破壞性極大的隱爆活動，可造成圍巖結(jié)構(gòu)的大范圍破壞，從而產(chǎn)生大量水巖分離裂隙，對斑巖成礦有利。

巖漿初始w(H2O)一般為2.5%～6.5%，平均約3%（葉天竺等，2014）；冷卻結(jié)晶時，由于貧水硅酸鹽礦物的率先晶出，使巖漿中的水逐漸達到飽和狀態(tài)，如含水4%的中酸性巖漿，結(jié)晶時可失水1%～3%（姚鳳良等，2006）。此時，巖體的外側(cè)為結(jié)晶的冷凝殼，中間是含水量較高的水飽和殼，內(nèi)部是水不飽和的熔體（林彬等，2012）。富含揮發(fā)相的流體將上升和聚集在巖漿房的頂部，形成水過飽和帶（圖3a）。巖漿在演化出低密度富水揮發(fā)相+水飽和巖漿（液相）+結(jié)晶固相的過程中，伴隨富含揮發(fā)相低密度流體的出溶而產(chǎn)生體積膨脹。當(dāng)p總=100 MPa時，體積改變量可能高達30%（（葉天竺等，2014）。這種體積改變將導(dǎo)致水過飽和帶內(nèi)部超壓，當(dāng)膨脹機械能大于圍巖系統(tǒng)（含冷凝外殼）的圍壓和抗張強度時，引起圍巖的脆性破裂及變形（圖3b），并可能伴隨隱蔽爆破等作用。一般情況下，因水過飽和帶的頂部、側(cè)上方為釋壓方向，氣液相膨脹形成的裂隙以巖漿房頂部的水過飽和帶為焦點呈輻射狀分布，以徑向裂隙為主，伴有切向裂隙，構(gòu)成倒錐體狀、漏斗狀等的裂隙系統(tǒng)，裂隙形態(tài)在垂直剖面上呈扇形，水平截面上呈放射狀、環(huán)狀（張云鵬，2011）。徑向裂隙產(chǎn)狀近于直立或陡傾斜，在水平截面上呈放射狀；切向裂隙產(chǎn)狀較緩，在水平截面上呈以膨脹中心為圓心的環(huán)狀。當(dāng)氣液相迅速膨脹時，除形成上述特征的裂隙外，膨脹產(chǎn)生的壓力可推動破碎巖塊作遠離膨脹中心的徑向運動，并形成隱爆角礫巖。當(dāng)附近圍巖中有斷層或多組斷層交匯時，可產(chǎn)生特定方向的應(yīng)力集中，容易使膨脹中心與斷層或斷層交匯處連線方向的巖石遭受破壞，形成隱爆角礫巖脈或巖筒。

石油開采的水力壓裂實踐表明：在致密地層內(nèi)，當(dāng)井底壓力達到破裂壓力后，地層發(fā)生破裂，然后在較低的延伸壓力下裂縫向前延伸（曲占慶等，2009）。氣液相膨脹的破裂機制與此類似，氣液壓力可以使冷凝殼原先產(chǎn)生的冷縮裂隙和早期的水巖分離裂隙等向前延伸，寬度擴大，延伸規(guī)模大幅度加大，可達數(shù)十米至百余米，當(dāng)這些裂隙密度很高，并被后期密集型脈體或巖漿充填時，可能出現(xiàn)具類似角礫狀構(gòu)造的“角礫巖”或礦化角礫巖；裂隙可穿過侵入體的早期圍巖（圖3c），甚至延伸到地表（Burnham,1979;Robb,2005；林彬等，2012；葉天竺等，2014）。隨著巖漿冷卻結(jié)晶進程，同一侵入體內(nèi)上述過程不是一蹴而就，可多次重復(fù)發(fā)生，從而在巖體中軸部、頂部及上覆圍巖中形成多期疊加的復(fù)雜的水巖分離裂隙系統(tǒng)。

圖3 斑巖體水巖分離成因裂隙概念模型(據(jù)Burnham,1979;Robb,2005;林彬等,2012修改。此圖未反映其他成因類型的裂隙)a、b、c示意斑巖體冷凝進程的各階段水過飽和帶遷移及水巖分離裂隙疊加演化過程1—層狀火山巖；2—圍巖；3—早期侵入巖；4—冷凝外殼；5—水飽和殼；6—水過飽和帶；7—水不飽和熔體；8—水巖分離裂隙；9—隱爆角礫巖；10—石英大脈；11—斑巖型礦體；12—富礦區(qū)域；13—水飽和帶演化軌跡線Fig.3A conceptual model showing the fracturing system of water-rock separation in the porphyry deposi（tmodified after Burnham,1979;Robb,2005,and Lin et al.,2012,without showing any other genetic cracks）Fig.a,b and c are schematic map of the water supersaturated zone migration，and the superimposed evolution of the water-rock separation fractures at each stage of the condensation process in the porphyry1—Stratified intrusive mass;2—Country rock;3—Early intrusive;4—Solidified portions;5—Saturated carapace;6—Water over-saturated zone;7—Residual melt;8—Water-rock separation fracture;9—Breccia pipe;10—Quartz vein;11—Porphyry orebodies;12—Ore enrichment area;13—Water saturated zone trajectory

1.2.2 水巖分離裂隙概念模型及其成礦作用

綜合上述水巖分離裂隙成因及控制因素分析，建立了如圖3所示的裂隙成因概念模型。①水巖分離裂隙易發(fā)生于水和揮發(fā)分初始含量高、規(guī)模較大的淺成侵入體中，因此并不是所有侵入體（含斑巖）都可能發(fā)生此類成因的破裂；貧水（含揮發(fā)分）的小型斑巖體一般不發(fā)育水巖分離裂隙。②巖漿在不同結(jié)晶時段，熔體內(nèi)含水率并不相同，富水階段較易于產(chǎn)生水巖分離裂隙，有的巖體可能在巖漿演化晚期階段才有過飽和富水（揮發(fā)）相的出溶，因此斑巖體的不同部位、不同深度形成的裂隙密度并不均衡，裂隙密度的空間變化不具明顯的規(guī)律性，其金屬礦化的強度也相對不穩(wěn)定。③當(dāng)巖漿初始含水量豐富時，在侵入體的每個結(jié)晶時段形成的水巖分離成因裂隙位于水過飽和帶頂部及其圍巖中，形成以水過飽和帶為焦點的陡傾斜之倒錐體狀、漏斗狀、輻射狀、環(huán)狀裂隙，裂隙系統(tǒng)的形態(tài)和規(guī)模受水過飽和帶的控制（圖3b）；在遠離水過飽和帶方向上，裂隙密度迅速降低，裂隙寬度由寬變窄，當(dāng)膨脹中心附近圍巖裂隙特別密集，大量碎塊發(fā)生徑向位移時，巖石常顯“角礫巖”特征；一般徑向裂隙較平直，產(chǎn)狀近直立或陡傾，寬度以數(shù)毫米為主，傾向延伸較長，密度較高；切向裂隙多呈鋸齒狀，產(chǎn)狀平緩，寬度更大，可出現(xiàn)寬度數(shù)厘米以上的裂隙，裂隙延伸較短，密度較低；各階段水巖分離作用疊加形成的裂隙系統(tǒng)多分布于侵入體中軸及頂部，并可延伸到侵入體頂部圍巖中，形態(tài)總體呈與侵入體中軸大致一致的柱狀、紡錘狀、倒錐狀、蘑菇狀等（圖3c）；平面上，裂隙系統(tǒng)一般不超出當(dāng)期侵入體垂直投影范圍；水巖分離裂隙以張裂隙為主，少量為張剪裂隙，裂隙宏觀上分布較均勻，微觀上（數(shù)米至數(shù)十米范圍內(nèi)）則顯得不均勻。④巖漿演化特殊富水階段，氣液相壓力非常大，在圍巖結(jié)構(gòu)薄弱部位可形成隱爆角礫巖筒、巖脈，這些角礫巖筒可被晚期巖漿作為通道利用或改造，可形成成分、成因均較復(fù)雜的角礫巖；角礫巖的含礦性各異，與其成因有密切關(guān)聯(lián)：脆性破裂中的角礫巖對成礦有利；被晚期巖漿作為通道利用，熔漿或半塑性巖漿包裹早期角礫，形成的“角礫巖”開放性差，對成礦不利。⑤裂隙分布特點：水巖分離裂隙系統(tǒng)以侵入體的水過飽和帶演化、遷移軌跡為中軸，一般分布于侵入體中軸部位，呈近陡立的柱狀、紡錘狀、倒錐狀等；一般靠近淺部更容易出現(xiàn)多期破裂的疊加，因此，由深到淺，裂隙密度增高，常形成柱狀、紡錘狀、倒錐狀等富礦石集中區(qū)，低品位礦則圍繞富礦集中區(qū)呈圈層分布；因該類型裂隙的影響因素極其復(fù)雜，不同礦床中裂隙密度垂向變化非常復(fù)雜，甚至可出現(xiàn)下部裂隙密度增高等倒置情況，垂向上可能呈現(xiàn)出多個串珠狀富礦團。⑥同期斑巖水巖分離裂隙的形成晚于冷縮裂隙，因此可改造冷縮裂隙以及更早（上部）的水巖分離裂隙，使裂隙的延伸變長、開放程度更高，裂隙的密度大幅提高；⑦水巖分離裂隙主導(dǎo)的斑巖型礦體多分布于以水過飽和帶遷移軸為軸心的斑巖體中軸部位，礦體可延入到頂部圍巖中，呈近陡立的實心筒狀、紡錘狀等（圖3c）；一般向深部品位總體降低，但也可能出現(xiàn)礦石品位高→低→高→低等復(fù)雜變化，如Don Javier斑巖銅鉬礦（陳念等，2017；趙宏軍等，2018）；⑧礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點：多具網(wǎng)脈狀+脈狀構(gòu)造，網(wǎng)脈分布不均勻，單脈延伸多在數(shù)米至數(shù)十米以上，脈寬數(shù)毫米至數(shù)厘米；其他弱礦化部位多以脈寬在數(shù)毫米至數(shù)厘米的稀疏脈狀為主；浸染狀構(gòu)造則占相對次要地位。

秘魯Don Javier銅鉬礦（吳斌等，2013；陳念等，2017；趙宏軍等，2018）、西藏驅(qū)龍銅礦（楊志明等，2008）、塞爾維亞的波爾銅礦（王肇芬等，1990；毛景文等，2012a）等斑巖型礦床都是水巖分離成因裂隙容礦的典型代表。

1.3 巖漿侵入擠壓裂隙

巖漿侵入擠壓裂隙是指巖漿在侵位過程中對圍巖產(chǎn)生擠壓、剪切、拉張等機械破壞作用，從而在巖體的圍巖中產(chǎn)生的裂隙。擠壓裂隙主要分布于侵入體的頂部及側(cè)上方圍巖中，其次是侵入通道的圍巖中。主要有頂部裂隙帶、邊緣裂隙帶兩大類，通常以頂部裂隙帶最為發(fā)育。

1.3.1 巖漿侵入擠壓裂隙形成的主要控制因素

巖漿侵入擠壓裂隙的發(fā)育程度主要受以下因素控制。

區(qū)域構(gòu)造：斑巖型礦床產(chǎn)在島弧環(huán)境、板塊邊緣和造山帶內(nèi)（李文昌等，2014；Sun et al.,2015），區(qū)域構(gòu)造的特點控制了斑巖的產(chǎn)出和規(guī)模。斑巖多沿大型斷裂帶呈帶狀分布，主要斷裂交匯部位控制了大型斑巖銅礦床的分布（張洪濤等，2004；Cannell et al.,2005；翟裕生等，2011；毛景文等，2012a；葉天竺等，2014；李文昌等，2014）。這是因為斷裂交匯部位是構(gòu)造的薄弱部位，它限定了多期次的巖漿常在單一中心狹窄的區(qū)域反復(fù)侵位，形成復(fù)式斑巖體，有利于早期固結(jié)的巖體及其圍巖被晚期斑巖反復(fù)侵位擠壓，形成規(guī)模龐大的網(wǎng)狀破裂系統(tǒng)；同時巖漿反復(fù)演化也有利于成礦組分的大量富集，形成規(guī)模巨大的斑巖型礦床。多期巖漿侵入中心重疊越好對成礦越有利；而多中心侵入活動形成的擠壓破裂相對分散，裂隙系統(tǒng)往往規(guī)模有限，裂隙密度低，對斑巖型礦床成礦不利。

侵入活動頻次：一般斑巖的侵入活動越頻繁，各期的侵入通道重疊越好，越有利于多期破裂的疊加，在巖漿主侵位通道的圍巖中形成龐大的擠壓破裂系統(tǒng)，裂隙密度高，對斑巖成礦十分有利。

巖體形態(tài)和規(guī)模：巖體呈巖株、巖枝狀侵入時，容易對圍巖形成破壞，侵入體的形態(tài)差異影響了其對圍巖的破壞程度；巖漿沿斷層、大型節(jié)理呈脈狀侵入時，對圍巖破壞力通常較弱，破壞范圍有限。侵入體規(guī)模較大時，對圍巖形成的破壞力通常較大；侵入體規(guī)模較小時，則其圍巖擠壓裂隙不發(fā)育，對回彈裂隙發(fā)育則較有利。

巖漿的粘度：巖漿的粘度越大，上侵時與圍巖的摩擦力越大，容易對圍巖形成較大的機械破壞。因此，擠壓裂隙常發(fā)生在巖漿偏酸性、溫度偏低的侵入體周邊。如智利El Teniente斑巖銅鉬礦（Cannell et al.,2005；毛景文等，2012a）、印度尼西亞Grasberg斑巖銅金礦（毛景文等，2012a；亓華勝等，2016）。

上侵方式和速度：主動侵位（靠巖漿自身上沖壓力侵入到一定場所）對圍巖破壞作用最大；被動侵位（沿圍巖早期構(gòu)造侵入）對圍巖的破壞作用最小，容許侵位（芮宗瑤，1984）則介于兩者之間。巖漿底辟上侵，以及呈整合侵入（邱家驤，1985；翟裕生等，1993；路鳳香等，2004；葉天竺等，2014）時，對圍巖破壞較弱；與圍巖呈不整合侵入時，對圍巖破壞力最大。巖漿的運動方向?qū)D壓裂隙的對稱性起到?jīng)Q定性作用，巖體形態(tài)規(guī)則且垂直上侵時，擠壓裂隙相對于巖體的對稱性較好；巖漿上侵速度較快時，其對圍巖的破壞作用越明顯，越利于擠壓裂隙的形成。

當(dāng)圍巖為侵入巖、火山巖等非層狀剛性巖石時，侵入作用容易形成擠壓裂隙；當(dāng)圍巖為層狀的韌性巖層時，巖漿上拱容易形成穹隆構(gòu)造，不容易產(chǎn)生大規(guī)模的破裂；當(dāng)圍巖為火山巖、碎屑巖等層狀剛性巖石時，侵入作用容易在相對剛性的巖層中形成擠壓裂隙，形成特殊形態(tài)的層狀礦體，如河南東溝鉬礦圍巖（安山質(zhì)火山巖）中的礦體呈“草帽狀”覆蓋于礦化斑巖體之上，斑巖體隆起部位礦體厚度最大（付治國等，2005；馬紅義等，2007；毛景文等，2009）。

巖漿冷卻速度：巖漿與圍巖溫差較大，則其冷卻速度快，粘度增大，容易對圍巖形成較大的破壞，利于擠壓裂隙的發(fā)育。在巖漿房頂部，快速冷卻會產(chǎn)生熔漿-巖石體系總體積收縮，利于頂部圍巖中回彈裂隙的形成。

頂部裂隙帶有5種類型，以倒錐體狀裂隙帶、回彈裂隙帶、頂部平緩裂隙帶最為常見，環(huán)形地壘狀裂隙、錐狀剪切裂隙（翟裕生等，1993）對斑巖成礦作用影響有限，不作介紹。

當(dāng)侵入體頂部呈上凸的圓弧時，圍巖常形成如下裂隙：①倒錐體狀裂隙帶又稱圓錐體狀裂隙帶（翟裕生等，1993），在侵入體上拱的垂直壓力作用下，頂部及側(cè)上方圍巖中形成傾向巖體中心的一系列張性-張扭性放射狀裂隙、環(huán)形張扭性裂隙，并可出現(xiàn)放射狀張性-張扭性斷層、環(huán)形逆斷層等；裂隙、斷層產(chǎn)狀一般較陡，裂隙一般延伸較長，寬度多在數(shù)毫米以上?？拷秩塍w接觸帶，圍巖破裂程度和裂隙密度較高，遠離接觸帶方向破裂程度逐漸減弱。裂隙密度較高的網(wǎng)狀裂隙帶總體呈鐘狀分布（圖4A）。②回彈裂隙又稱鐘狀構(gòu)造（翟裕生等，1993），分布于侵入部位較高的小型巖瘤頂部，是指巖漿快速冷卻時伴隨總體積的收縮，從而引發(fā)下方巖體的“撤離”，在巖漿房頂部形成虛脫空間，頂板圍巖在重力作用下產(chǎn)生向下的回彈應(yīng)力，從而在圍巖中產(chǎn)生大致平行于侵入接觸面的層狀張性裂隙帶，裂隙產(chǎn)狀一般較平緩。侵入體規(guī)模較大時，冷卻速度較慢，不利于回彈裂隙的形成。環(huán)狀巖墻、錐狀巖席（邱家驤，1985）以及部分火山口、火山頸塌陷等，形成機理極其相似，均與侵入體的“撤離”作用有關(guān)?；貜椓严稁С／B加在倒錐體狀破裂帶上，形成放射狀+層狀的倒錐體狀破裂帶（圖4B），裂隙帶開放程度變高，易成為礦化富集場所。如澳大利亞Cadia Ridgeway斑巖型銅金礦Cu、Au品位以接觸帶附近最高，而接觸面向上、向下品位均降低；上部圍巖中硫化物脈體以陡傾為主，斑巖體內(nèi)部則不具此特征（施俊法等，2005）。陜西金堆城斑巖型鉬礦也具類似特征（宋叔和等，1994）。筆者認為，這些礦床中斑巖體內(nèi)屬冷縮裂隙容礦，圍巖中的礦體則屬于倒錐體狀裂隙帶+回彈裂隙容礦，因此出現(xiàn)了上述品位、硫化物脈體的變化規(guī)律；礦床屬于多種成因疊加的裂隙系統(tǒng)控礦。

圖4 侵入體擠壓裂隙系統(tǒng)形成主要機制示意圖A.倒錐體狀裂隙帶（據(jù)翟裕生等，1993修改)；B.回彈裂隙帶；C.頂部平緩裂隙帶及邊緣裂隙帶(據(jù)陳國達,1985修改)1—侵入體；2—倒錐體狀裂隙帶；3—回彈裂隙帶；4—頂部平緩節(jié)理/正斷層；5—邊緣節(jié)理及逆斷層；6—邊緣破劈理帶；7—斑巖型礦體箭頭示意巖漿運動方向Fig.4 Schematic diagram of the key mechanism of the extrusion fracturing system in intrusionsA.Inverted-tapered fracture zones(modified after Zhai et al.,1993),B.Rebounded fracture zones,C.The top joints fissure with gentle shape zone and limbic joints fissure zone(modified after Chen,1985）1—Intrusion;2—Inverted—tapered fracture zone;3—Rebounded fracture zone;4—The top joints fissure with gentle shape/normal faults;5—Limbic joints fissure/reverse fault;6—Limbic fracture cleavage zone;7—Porphyry orebodies.The arrows indicate the direction of the magma movement

當(dāng)侵入體頂面較平緩時，圍巖常形成頂部平緩裂隙帶。頂部平緩裂隙是陳國達（1985）所述的頂部平緩節(jié)理、頂部平緩正斷層之總稱，一般在頂部較平緩的侵入體頂板圍巖中發(fā)育，多形成二組疊瓦狀的平緩節(jié)理，二組節(jié)理傾向巖體中心，相向傾斜（圖4C-a），均屬張性或張扭性質(zhì)，節(jié)理規(guī)模較大時可演化為正斷層。其成因可能為巖漿熔融體上侵的同時向四周擴大，在頂部圍巖中形成垂直壓應(yīng)力和水平拉伸應(yīng)力有關(guān)，通過這種機制，侵入體得以向上、向周邊伸張和擴大（陳國達，1985）。

邊緣裂隙帶常見有以下2種：①邊緣節(jié)理裂隙帶：是粘稠的巖漿沿近于直立的巖漿通道上侵時與圍巖間產(chǎn)生剪切應(yīng)力，因而在接觸帶圍巖中產(chǎn)生傾向巖體一側(cè)的迭瓦狀張性、張扭性節(jié)理、裂隙（圖 4C-b），傾角通常為 20°～45°，可發(fā)展為邊緣逆斷層（陳國達，1985；翟裕生等，1993）；② 邊緣破劈理帶：是粘稠的巖漿快速上侵時產(chǎn)生剪切作用，在圍巖中產(chǎn)生平行于接觸面的破劈理帶（圖4C-c），裂隙產(chǎn)狀近于直立。邊緣裂隙帶和邊緣破劈理帶一般在接觸面較陡的小型侵入體圍巖中發(fā)育較好，多圍繞侵入通道分布，但影響范圍有限，對斑巖型礦化的貢獻有限。

1.3.2 巖漿侵入擠壓裂隙的概念模型及其成礦作用綜合上述巖漿侵入擠壓裂隙成因及控制因素分析，建立了如下裂隙成因概念模型：①侵入擠壓裂隙主要分布于侵入體頂部及側(cè)上方的圍巖中，裂隙系統(tǒng)多呈鐘狀形態(tài)圍繞侵入體分布；在遠離侵入體方向上，圍巖破碎程度、裂隙密度均逐漸降低，裂隙寬度也有由寬變窄的趨勢；當(dāng)侵入體前鋒圍巖特別破碎時，常形成局部角礫狀富礦石；侵入擠壓裂隙可能與當(dāng)期或往期巖體中的冷縮裂隙、水巖分離成因裂隙融為一體，組成規(guī)模龐大的多期次復(fù)雜網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)，如智利El Teniente斑巖型銅鉬礦（Cannell et al.,2005）；②多期次侵入的復(fù)式斑巖體圍巖中，多期擠壓裂隙可多次疊加；多期巖漿侵入中心重疊越好，擠壓裂隙系統(tǒng)的規(guī)模越大，裂隙密度越高，越有利于多成因裂隙系統(tǒng)的充分融合，形成規(guī)模巨大、品位較高的斑巖型礦床。復(fù)式巖體為多中心侵入時，

擠壓裂隙系統(tǒng)對斑巖型成礦的影響相對有限，往往不利于巨大斑巖型礦床的形成；③不同部位不同類型的擠壓裂隙對斑巖型礦床成礦作用的貢獻差別很大，一般頂部裂隙帶規(guī)模最大，對斑巖成礦影響最強，邊緣裂隙帶規(guī)模較小，對成礦影響最弱；因侵入體形態(tài)、上侵方式等主導(dǎo)因素的差異，各期斑巖所形成的擠壓裂隙系統(tǒng)的規(guī)模、形態(tài)、裂隙密度、相對侵入中心的對稱性等方面都存在較大差異，對斑巖成礦的貢獻也存在明顯差異；④擠壓裂隙以陡傾斜裂隙為主，均以侵入體頂部為中心，形成倒錐體狀、鐘狀裂隙，平面上呈放射狀、環(huán)狀；遠離巖體的圍巖中常有放射狀、環(huán)狀石英大脈產(chǎn)出。Cannell等（2005）在對智利El Teniente斑巖型銅鉬礦大量容礦脈體進行測量、統(tǒng)計的基礎(chǔ)上，建立了與多期侵入體有關(guān)的侵入擠壓裂隙構(gòu)造體系模型，圖5清晰地反映了早期英安斑巖脈侵入時在礦區(qū)安山巖中形成的放射狀、環(huán)狀陡傾斜裂隙為主體的容礦裂隙特征，以及裂隙與英安斑巖脈的空間關(guān)系；德興銅廠銅礦圍巖中的A脈和B脈也存在圍繞礦化斑巖體呈放射狀或同心圓狀展布的情況（王翠云等，2012）；⑤礦石組構(gòu)特點：在侵入體的頂部及側(cè)上方，隨著與巖體距離增加，礦石依次出現(xiàn)網(wǎng)脈狀（可出現(xiàn)角礫狀）→網(wǎng)脈狀→細脈浸染狀→浸染狀等變化。

侵入擠壓裂隙系統(tǒng)因常與斑巖冷縮裂隙系統(tǒng)密切相伴，網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)規(guī)模龐大，其主導(dǎo)的礦床一般規(guī)模較大，品位偏高，著名的礦床有伊朗Sar Cheshmeh斑巖銅礦（王肇芬等，1990）、智利El Teniente銅鉬礦（Cannell,et al.,2005；毛景文等，2012a）、印尼Grasberg銅金礦（毛景文等，2012a；亓華勝等，2016）等。中國河南東溝鉬礦安山質(zhì)火山巖中的礦體（馬紅義等，2007；毛景文等，2009）、青海納日貢瑪銅鉬礦玄武巖中的礦體（陳建平等，2008）、西藏雄村銅金礦凝灰?guī)r中的礦體（郎興海等，2010；毛景文等，2012b）、江西的德興銅廠及富家塢銅礦圍巖中的礦體（季克儉等，2007；侯增謙等，2009；王翠云等，2012；Hou et al.,2013）都是侵入擠壓裂隙容礦的典型代表。

1.4 區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力疊加裂隙

上述3類成因的裂隙均與斑巖的侵位、冷卻、結(jié)晶成巖等巖漿演化過程密切相關(guān)，是與斑巖內(nèi)因關(guān)系密切的裂隙類型。斑巖的巖漿演化及成礦過程中，如果受到外部應(yīng)力的作用，裂隙系統(tǒng)又可能發(fā)生一些規(guī)律性變化。

圖5 智利El Teniente銅鉬礦區(qū)英安斑巖的擠壓裂隙結(jié)構(gòu)模型(據(jù)Cannell et al.,2005修改)Fig.5 Schematic structural model of extrusion fracturing of dacite porphyry in El Teniente porphyry Cu-Mo deposit,Chile(modified after Cannell et al.,2005)

斑巖冷縮裂隙系統(tǒng)形成過程中，如果疊加區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力而形成特定部位、特定方向的應(yīng)力集中，則原本分布均勻的冷縮裂隙會表現(xiàn)出一定的優(yōu)選方向，與區(qū)域主構(gòu)造線、主構(gòu)造（斷裂）面平行的裂隙長度進一步擴大，裂隙密度增高，使裂隙系統(tǒng)具有明顯的方向性（任啟江等，1987），高密度的裂隙群呈帶狀展布，形成似層狀礦體群。如滇西普朗斑巖銅礦區(qū)，斑巖型礦體內(nèi)，相對高品位礦石呈總體走向北西、傾向北東的“似層狀”分布（曹曉民，2013），與周邊區(qū)域性斷裂的產(chǎn)狀基本一致（圖6）。某些礦床中甚至形成平行產(chǎn)出的節(jié)理帶或大型節(jié)理，并被礦化石英脈充填，如陜西金堆城斑巖型鉬礦（任啟江等，1987）、吉林大黑山斑巖型鉬礦（宋叔和等，1994；周伶俐等，2010）。

圖6 云南普朗斑巖銅礦4線剖面略圖(據(jù)曹曉民，2013修改)1—冰磧堆積物；2—長英質(zhì)角巖；3—石英閃長玢巖；4—石英二長斑巖；5—似層狀斑巖礦體；6—角巖內(nèi)銅礦化；7—w(Cu)＞0.2%界線；8—w(Cu)＞0.4%區(qū)域；9—鉆孔Fig.6 Schematic geological section along No.4 line of the Pulang porphyry copper deposit,Yunnan Province(modified after Cao,2013)1—Moraine;2—Hornfels;3—Quartz diorite-porphyrite;4—Masanophyre;5—Stratoid porphyry orebodies;6—Hornfelsic copper orebodies;7—w(Cu)>0.2%boundary;8—w(Cu)>0.4%area;9—Drill hole

在巖漿侵入擠壓裂隙和水巖分離裂隙形成過程中，也可能有區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的疊加改造。

2 斑巖型礦床成礦作用特點討論

斑巖型礦床的成礦作用受成礦組分的豐富程度和多成因疊加的網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)等諸多因素共同控制，區(qū)域地質(zhì)及地球化學(xué)背景決定了成礦區(qū)主要金屬礦化的組分特征及其豐富程度。當(dāng)成礦組分極為豐富時，網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)的規(guī)模、形態(tài)，裂隙的密度和寬度、有效裂隙率等就成了制約礦床規(guī)模、礦體形態(tài)、礦化和蝕變強度、礦石組構(gòu)等的主要因素。據(jù)此，通過對斑巖型礦床的礦體形態(tài)、礦體與各期斑巖空間關(guān)系、含礦巖性、礦石品位及組構(gòu)變化，以及與礦化蝕變有關(guān)的各類脈體在分布均勻程度、產(chǎn)狀、長度、寬度等特征的觀察，也可以判斷其容礦裂隙的成因類型，有助于識別礦床的找礦的標(biāo)志，指導(dǎo)后續(xù)找礦工作。根據(jù)上述多成因裂隙系統(tǒng)概念模型，對斑巖型礦床主要特征作如下討論：

2.1 “小巖體成大礦”

斑巖成礦系統(tǒng)中成礦物質(zhì)組分極為豐富的前提下，網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)的規(guī)模和裂隙發(fā)育程度就成了制約斑巖型礦床規(guī)模的主要因素，本文僅從容礦裂隙（系統(tǒng)）的形成機制這一特定的視角對“小巖體成大礦”（芮宗瑤等，1984）進行討論。比起規(guī)模較大的斑巖，小型巖體中更容易形成冷縮裂隙，小型斑巖體的某些特性也使它對促進水巖分離裂隙、擠壓裂隙的形成起到關(guān)鍵的作用。①根據(jù)冷縮裂隙概念模型，規(guī)模較小的斑巖體的冷凝結(jié)晶速度快，內(nèi)部冷縮裂隙發(fā)育較好，對斑巖成礦有利；②直徑較小的巖體運動的阻力較小，上侵速度較快，其圍巖中容易產(chǎn)生擠壓成因的網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)；多期次多成因裂隙系統(tǒng)融合，極大地拓展了斑巖型礦化容礦空間，有利于大型斑巖型礦床的形成；③規(guī)模較小的富水斑巖體在快速上侵減壓過程中，容易產(chǎn)生水過飽和，較容易形成水巖分離成因的網(wǎng)狀裂隙、角礫巖筒等容礦裂隙系統(tǒng)。

許多大型、超大型斑巖型礦床中，都存在對多成因裂隙系統(tǒng)的形成起關(guān)鍵作用的小型巖體。如智利El Teniente斑巖銅鉬礦床的Braden角礫巖筒及英安巖筒（Cannell et al.,2005；2007；毛景文等，2012a）、印尼Grasberg斑巖銅金礦的Grasberg巖株和Kali巖脈（毛景文等，2012a；亓華勝等，2016）、西藏驅(qū)龍銅礦的P斑巖等（楊志明等，2008）。

2.2 雜巖體之特殊期次、特殊巖性成礦

收縮裂隙控礦時，常出現(xiàn)“雜巖體之特殊期次、特殊巖性成礦”的情形。成礦復(fù)式斑巖體一般具有多期次演化和侵位的特點。一般早期巖漿活動較強烈，侵入體規(guī)模較大，其冷縮裂隙發(fā)育程度較差；晚期巖漿活動減弱，侵入體規(guī)模較小，冷縮裂隙發(fā)育更好，對斑巖成礦有利；巖漿演化晚期成礦氣液極為活躍階段，成礦組分在容礦裂隙發(fā)育較好的特殊期次、特定巖性斑巖中集中成礦。如：滇西格咱地區(qū)的普朗、濫泥塘、雪雞坪等斑巖型銅礦床，含礦斑巖均為晚期規(guī)模較小的石英二長斑巖；早期閃長玢巖體規(guī)模普遍較大，冷縮裂隙發(fā)育較差，因此僅在與二長斑巖型礦體接觸帶局部有銅礦化。普朗銅礦區(qū)主礦體邊緣的PZK0001、PD03等坑、鉆工程中，早期閃長玢巖體中的w(Cu)平均0.1%，僅個別樣品大于0.4%（云南省地質(zhì)調(diào)查院，2012）；筆者在2000年編錄PLD002、PLD003鉆孔時，觀察到閃長玢巖/石英二長斑巖界面兩側(cè)裂隙率發(fā)生突變，僅裂隙率較高的石英二長斑巖中Cu達工業(yè)品位。西藏驅(qū)龍斑巖銅礦301-89鉆孔394 m處，反映兩期巖體接觸關(guān)系的巖芯照片清晰顯示：X斑巖（小型巖枝）中的脈體分布均勻，其密度明顯高于規(guī)模更大的早期花崗閃長巖（楊志明等，2008）。

2.3 礦體形態(tài)特征

斑巖型礦體的形態(tài)受“裂隙密度高、裂隙間連通性好、有效孔隙率高”的網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)控制。多數(shù)礦體一般分布于含礦斑巖體的頂端，呈鐘狀產(chǎn)出，當(dāng)巖體呈筒狀時，礦體也呈筒狀、空心筒狀等形態(tài)產(chǎn)出，如江西德興斑巖銅礦（侯增謙等，2009；Hou et al.,2013）。在冷縮裂隙和擠壓裂隙控礦時，這種現(xiàn)象很容易解釋：冷縮裂隙系統(tǒng)中的富礦集中分布于斑巖體頂端裂隙密集帶內(nèi)，如普朗銅礦PLD001鉆孔（300.19 m）全孔w(Cu)平均0.68%，單樣品位0.3%～1.74%，總體向深部品位緩慢降低；高品位樣全部位于103 m以淺（全為硫化礦，無次生富集現(xiàn)象），w(Cu)平均為 1.0%，在 103～300.19 m 之間，w(Cu)平均僅0.51%（曾普勝等，2003）。擠壓裂隙系統(tǒng)中，富礦集中分布于靠近侵入體頂部的圍巖中，如伊朗Sar Cheshmeh斑巖銅鉬礦（王肇芬等，1990）、智利El Te-niente斑巖銅鉬礦（Cannell et al.,2005）等。水巖分離成因裂隙系統(tǒng)控制的礦體一般產(chǎn)于斑巖體中軸部，多呈實心筒狀、紡錘狀、倒錐狀、橢球狀等，甚至呈垂向上連續(xù)性較差的不規(guī)則串珠狀。如：秘魯Don Javier斑巖銅鉬礦w(Cu)＞0.4%的富礦區(qū)域呈直徑＜300 m的筒狀，垂向上分解為2個獨立的礦柱；w(Cu)＞0.18%的礦體呈不規(guī)則筒狀環(huán)繞富礦柱分布，垂向延伸長甚至＞1000 m，在不同標(biāo)高的水平截面上，礦體面積變化很大且無明顯的規(guī)律性，最大截面可達1040 m×560 m（吳斌等，2013；陳念等，2017）。冷縮裂隙和擠壓裂隙主導(dǎo)的礦體通常三維空間上連續(xù)性較好，而水巖分離裂隙控制的礦體垂向延伸穩(wěn)定性差，甚至在垂向上可出現(xiàn)“尖滅再現(xiàn)”現(xiàn)象。區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力改造主要使裂隙呈現(xiàn)特定方向的裂隙帶延伸變長、裂隙率增高等變化，使斑巖體內(nèi)出現(xiàn)似層狀、脈狀等礦體，或在礦體中出現(xiàn)富礦條帶。

2.4 礦石構(gòu)造特點

斑巖型礦床的礦石構(gòu)造一般描述為細脈狀、網(wǎng)脈狀、細脈浸染狀、浸染狀等。事實上，裂隙成因不同，其礦石構(gòu)造及其過渡變化特征都不完全一致，具體表現(xiàn)為：①冷縮裂隙為主導(dǎo)時，由深到淺，由內(nèi)到外，礦石構(gòu)造的變化趨勢依次為浸染狀→細脈浸染狀→網(wǎng)脈狀，脈體長度多在數(shù)厘米至數(shù)十厘米，寬一般在數(shù)毫米以內(nèi)，脈體分布均勻，不具定向性。王凱等（2016）統(tǒng)計表明，普朗銅礦區(qū)A、B、D類脈體的脈寬多在1～6 mm；②水巖分離裂隙主導(dǎo)時，由深到淺，由內(nèi)到外，礦石可依次出現(xiàn)（角礫狀）→網(wǎng)脈狀→網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造的變化趨勢，脈體以陡傾為主，寬度一般為數(shù)毫米至數(shù)厘米，脈長多在數(shù)米至數(shù)十米以上，一般大于擠壓裂隙的平均長度。此類容礦裂隙在多期次水巖分離作用疊加時，礦石構(gòu)造變化復(fù)雜，或破壞了前述規(guī)律性；③擠壓裂隙主導(dǎo)時，由深到淺，礦石構(gòu)造的變化趨勢為（角礫狀）→網(wǎng)脈狀→網(wǎng)脈浸染狀，脈體較平直，有陡傾、緩傾兩組，以陡傾為主，寬度一般為數(shù)毫米至數(shù)厘米，延伸多在數(shù)米以上；④區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力疊加裂隙主導(dǎo)時，礦石構(gòu)造特征多與冷縮裂隙所主導(dǎo)的基本一致。

需要說明的是在熱液成礦階段，氣液流體的多期活動可不同程度地改造原有的裂隙，使裂隙變寬、變長，并可能有部分新生的裂隙（高合明等，1994；高太忠等，1999；陳柏林，2001；張永等，2010；葉天竺等，2014）。宋叔和等（1994）還指出，由于巖石靜壓力和靜水壓力的更替，使巖石發(fā)生破裂和礦質(zhì)的沉淀，形成了縱橫交錯的含礦石英網(wǎng)脈。我們可以根據(jù)充填這些裂隙的硫化物脈體的幾何學(xué)和統(tǒng)計學(xué)特征來識別裂隙的成因類型。

2.5 礦床品位變化特點

各期斑巖及其圍巖中的礦量分配受“裂隙密度和有效裂隙率高，平均裂隙寬度大”的裂隙系統(tǒng)控制，富礦則一般受有效裂隙率較高地段控制。

冷縮裂隙的孔隙率受限于巖漿熔體與結(jié)晶巖石的體積變化，裂隙形成過程中巖石微單元之間沒有太大的相對位移；水巖分離裂隙、擠壓裂隙也是在有圍壓的封閉環(huán)境中形成的，因此各類成因的網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)中，有效裂隙在容礦巖石中的體積占比是受限的。斑巖型礦床中礦化金屬組分以充填為主，這決定了其礦石品位總體偏低，斑巖銅礦的礦石單樣一般w(Cu)＜2%，礦床w(Cu)平均0.3%～0.8%（王肇芬等，1990）。與低位侵入體相比，高位侵入體及其圍巖系統(tǒng)的巖石總體積變化有更大的自由度，可出現(xiàn)較高的裂隙率，礦床平均品位稍有偏高。

不同成因類型的裂隙所主導(dǎo)的斑巖型礦體品位變化常有如下規(guī)律（不考慮表生富集）：冷縮裂隙主導(dǎo)的礦體頂端及邊緣品位較高，巖體中心及深部品位偏低，即“上富下貧，外富內(nèi)貧”；水巖分離裂隙主導(dǎo)的礦體一般在巖體的軸心部和頂部品位較高，巖體邊部、深部品位偏低，即“上富下貧，內(nèi)富外貧”，由于巖漿演化不同時段巖漿房產(chǎn)生的壓力存在較大差異，該類型礦體品位變化總體規(guī)律性差，如秘魯Don Javier斑巖銅鉬礦的筒狀礦體往深部延伸范圍內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)Cu、Mo品位變高的情形，ZK-91鉆孔在2149 m終孔處Cu品位仍有變高的趨勢（陳念等，2017）；擠壓裂隙主導(dǎo)的礦體在靠近侵入體頂部的圍巖中品位最高，遠離接觸帶的圍巖中品位變低，即“上貧下富，外貧內(nèi)富”；區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力疊加裂隙一般不能大幅度影響礦體品位變化，但可出現(xiàn)具特定產(chǎn)狀的似層狀、脈狀富礦帶。

這些品位變化規(guī)律分別在冷縮裂隙主導(dǎo)的普朗銅礦（曾普勝等，2003）、水巖分離裂隙主導(dǎo)的秘魯Don Javier銅鉬礦（吳斌等，2013；陳念等，2017），以及擠壓裂隙主導(dǎo)的伊朗Sar Cheshmeh斑巖銅鉬礦（王肇芬等，1990）和智利El Teniente斑巖銅鉬礦（Cannell et al.,2005）等大量斑巖型礦床中得到了印證。

2.6 礦石組分變化特點

斑巖型礦床礦石組分相對簡單，這已成為學(xué)者們的共識。這是因為容礦巖石的巖性較單一，化學(xué)組分變化較小，成礦物質(zhì)遷移、沉淀的地球化學(xué)環(huán)境相對簡單；斑巖成礦以交代、充填作用為主，網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)互連互通，組分交換充分；成礦熱液體量大，組分相對均勻。因此礦石組分相對簡單，成礦溫度是控制主要金屬組分沉淀、成礦元素分帶的重要機制。某些多期復(fù)式巖體中，成礦作用多期次疊加，可能會因各期熱液和容礦巖石組分的差異，礦石的礦物組分變化相對較復(fù)雜。

2.7 多期次巖漿演化對成礦較有利

多期次巖漿演化對斑巖成礦比較有利，主要體現(xiàn)在以下4方面：①多期巖漿活動容易在各期斑巖及其圍巖中，因多期、多成因裂隙的疊加、復(fù)合而形成互連互通的龐大容礦裂隙系統(tǒng)，有利于大量成礦組分的沉淀富集，尤其是單一侵入中心的多期雜巖體對形成規(guī)模巨大的斑巖礦床更加有利。規(guī)模較大的斑巖型礦床，其復(fù)式巖體多具單一中心反復(fù)侵位特征，如智利El Teniente銅鉬礦、伊朗Sar Cheshmeh銅礦、印尼Grasberg銅金礦、美國Climax鉬礦、西藏驅(qū)龍銅礦等；②多期巖漿演化，巖漿的體量龐大，可以演化出豐富的成礦組分。大量斑巖型礦床的侵入雜巖體為多期次侵位，說明深部巖漿活動強烈，巖漿與深部巖漿房保持長期聯(lián)系（趙一鳴等，2006），具多期次演化特征。多期、大規(guī)模、強烈的巖漿活動，有利于成礦組分、氣液組分隨時間充分演化，而使成礦組分大量富集。據(jù)楊志明等（2008）對西藏驅(qū)龍銅礦物質(zhì)平衡估算：假設(shè)驅(qū)龍銅礦深部巖漿房中的w(Cu)平均為100×10-6，要形成驅(qū)龍銅礦床（約700萬噸Cu），則需要約7.0×1010t的巖漿（按密度為2.7 t/m3估算，約26 km3的巖漿），如果熱液從巖漿中提取Cu金屬的效率為50%，則形成驅(qū)龍銅礦床需要的巖漿房體積約52 km3；③多期巖漿演化，可以演化出豐富的氣液組分，常伴隨多期成礦作用。巖漿演化到特定階段，富含成礦組分的成礦氣液達到極易活躍的臨界狀態(tài)，利用既成的裂隙系統(tǒng)遷移到有利的容礦空間，常在網(wǎng)狀裂隙發(fā)育的特殊期次斑巖內(nèi)集中成礦。如普朗銅礦及周邊的濫泥塘、雪雞坪等銅礦，含礦斑巖的巖性均為石英二長斑巖，巖漿活動期在（236.4±2.4）～（221.5±2.0）Ma，成礦期在216～213 Ma（李文昌等，2014）。伴隨巖漿的多期演化，成礦作用也可能是多期的，多期成礦組分的沉淀和積累，更有利于大型礦床的形成。如：智利El Teniente斑巖銅鉬礦床成礦作用有4期（Cannell et al.,2005；王佳新等，2015；趙曉丹，2017），西藏玉龍銅礦、驅(qū)龍銅礦都有3期礦化蝕變（周宜吉，1985；楊志明等，2008）；④多期巖漿演化，可以保證成礦熱液長期演化過程中的熱能持續(xù)供給，使大量成礦組分的遷移、交代作用得以長期、持續(xù)進行。

2.8 斑巖蝕變分帶

斑巖成礦系統(tǒng)中，裂隙系統(tǒng)、蝕變溫度、斑巖的巖性和成礦熱液組分等共同控制了礦床的蝕變分帶特征，尤其是容礦裂隙系統(tǒng)為大量組分頻繁地帶出、帶入創(chuàng)造了前提條件，因此同一種蝕變可以跨越不同期次、不同巖性的侵入體及其圍巖。不同成因類型的裂隙系統(tǒng)中，裂隙密度各分帶之間有效裂隙率均為漸變過渡，加上多種成因裂隙的相互疊加，礦床裂隙系統(tǒng)規(guī)模通常較龐大，因此斑巖型礦床的蝕變范圍遠大于礦體規(guī)模。以Lowell和Guibert（1970）斑巖型礦床蝕變分帶模型（毛景文等，2014）為例，礦床由內(nèi)到外的蝕變帶作如下劃分：①鉀質(zhì)蝕變帶：大致與裂隙稀疏～中等過渡帶對應(yīng)，部分礦床可跨入到裂隙密集帶（圖2b），因靠近侵入體核心，因此蝕變溫度最高，一般在600～700℃（姚鳳良等，2006），德興斑巖銅礦為650～750℃（毛景文等，2012b），主要蝕變礦物為石英+黑云母+鉀長石±絹云母±硬石膏（毛景文等，2014）。該帶通常形成低品位礦體，邊緣常形成銅、鉬等礦殼；有些礦床則可能為主礦體產(chǎn)出部位，如普朗銅礦（李文昌等，2014）、驅(qū)龍銅礦（楊志明等，2008）、智利 El Teniente銅鉬礦（Cannell et al.,2005）、印尼Grasberg銅金礦（毛景文等，2012a）等，甚至是富礦產(chǎn)出部位（如秘魯Don Javier銅鉬礦，陳念等，2017）；②似千枚巖化蝕變帶：大致與裂隙密集帶對應(yīng)，蝕變溫度為300～400℃（姚鳳良等，2006），蝕變礦物主要為石英+絹云母+黃鐵礦，長石分解還可形成石英、絹云母、綠泥石、伊利石、高嶺土，該帶常形成主礦體（毛景文等，2012b）。如德興銅廠和富家塢銅鉬礦、玉龍銅礦、多寶山銅鉬礦、沙溪銅礦等斑巖型礦床（芮宗瑤等，1984）；③泥質(zhì)蝕變帶：大致與斑巖體外圍的裂隙中等-稀疏過渡帶對應(yīng)，蝕變溫度為300～100℃（姚鳳良等，2006），蝕變礦物主要為石英+高嶺石+綠泥石±蒙脫石。通常不形成工業(yè)礦體；④青磐巖化帶：大致與斑巖體外圍的裂隙稀疏帶對應(yīng)，蝕變礦物主要為綠泥石+綠簾石+碳酸鹽礦物+冰長石+鈉長石。

此外，鉀質(zhì)蝕變帶內(nèi)側(cè)常出現(xiàn)石英+絹云母+綠泥石+鉀長石等礦物組合的蝕變分帶，大致與巖體內(nèi)部的裂隙中等-稀疏過渡帶對應(yīng)，因蝕變溫度高，礦物組合與泥質(zhì)蝕變帶、青磐巖化帶存在較大差異。少數(shù)斑巖型礦床的面型蝕變是以接觸帶為中心，分別向巖體和圍巖的兩側(cè)呈對稱的環(huán)狀分帶，稱為接觸式面型蝕變，分帶特征與中心式類似（姚鳳良等，2006），此類蝕變分帶同樣是裂隙密度和蝕變溫度等因素共同控制的結(jié)果。

3 概念模型的意義及找礦運用思路

3.1 構(gòu)建概念模型的意義

（1）提出了較為系統(tǒng)的斑巖型礦床容礦裂隙成因觀點。這些概念模型綜合了前人的研究成果，系統(tǒng)地討論了不同成因裂隙的形成機制、裂隙系統(tǒng)的形態(tài)特點、制約裂隙發(fā)育的主要因素、裂隙系統(tǒng)與斑巖體的空間關(guān)系、裂隙密度變化規(guī)律、成礦作用特點等。而前人提出斑巖型礦床容礦裂隙成因觀點則多局限于概念性的表述。

（2）拓展了斑巖型礦床的找礦思路。斑巖型礦床的勘查區(qū)找礦通常采用地質(zhì)、物探、化探、遙感等方法技術(shù)組合，篩選綜合找礦信息指導(dǎo)找礦工作?；诙喑梢蛄严陡拍钅Ｐ偷恼业V思路側(cè)重于野外地質(zhì)現(xiàn)象的觀察，根據(jù)不同成因裂隙模型反映出的裂隙系統(tǒng)形態(tài)特點、裂隙系統(tǒng)與斑巖體的空間關(guān)系、裂隙密度變化規(guī)律等，結(jié)合斑巖體形態(tài)和產(chǎn)狀、圍巖特征、多期斑巖的穿插關(guān)系、礦化蝕變分帶及其與斑巖體的空間關(guān)系、巖體及圍巖中硫化物脈體產(chǎn)出特點、礦石組構(gòu)及變化特征，通過判識容礦裂隙成因類型、成礦有利部位或地段、甚至多成因裂隙疊加信息，有效指導(dǎo)勘查工程的布置，同時更有針對性地優(yōu)化找礦方法技術(shù)組合。如：針對單期斑巖而言，斑巖體頂部的圍巖中應(yīng)重視擠壓裂隙中的礦化蝕變，斑巖體頂端及其邊緣（斑巖體內(nèi)側(cè)）應(yīng)重視尋找收縮裂隙中的礦化，斑巖體中軸部及頂部圍巖中應(yīng)注意尋找水巖分離成因裂隙控制的礦體。此外，斑巖體中硫化物脈體分布均勻且不具明顯的方向性，則可能屬收縮裂隙控礦，可根據(jù)收縮裂隙模型中礦體產(chǎn)出規(guī)律開展勘查工作；安山巖中出現(xiàn)斑巖型蝕變分帶，并有細脈浸染狀銅礦化，硫化物脈體的分布符合擠壓裂隙控礦特征，可根據(jù)環(huán)狀、放射狀裂隙空間產(chǎn)出特征判斷的隱伏巖體產(chǎn)出部位，尋找受收縮裂隙控制的斑巖型隱伏礦體；礦床屬水巖分離裂隙控礦時，則應(yīng)重視斑巖體中軸部位的深部探索。

（3）模型較系統(tǒng)地反映了大量斑巖型礦床的共性和個性特征。模型提出了根據(jù)容礦裂隙特征進行礦床地質(zhì)特征研究的新思路，并結(jié)合不同成因裂隙系統(tǒng)及多成因裂隙耦合特征，系統(tǒng)討論了大量斑巖型礦床的共性特征；同時根據(jù)不同成因裂隙系統(tǒng)的個性特點，討論了斑巖型礦床在礦體產(chǎn)狀和形態(tài)、品位變化、硫化物脈體產(chǎn)狀、礦石組構(gòu)等方面的個性特征。如前人的研究認為斑巖型礦體多產(chǎn)于斑巖體的頂端（巖體內(nèi)側(cè)）及頂部圍巖中，而秘魯Don Javier斑巖型銅鉬礦礦體產(chǎn)于斑巖體中軸部，巖體邊緣僅具低品位銅鉬礦化，水巖分離成因裂隙模型較好地解釋了該礦床的這些個性特點。

（4）提出了容礦裂隙成因類型的判別標(biāo)志。根據(jù)裂隙成因模型，礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀、礦體與斑巖-圍巖的空間關(guān)系、礦化蝕變分帶、礦石品位及組構(gòu)的變化、石英-硫化物脈體的產(chǎn)狀變化及分布均勻程度等信息都可以作為綜合判斷裂隙成因類型的標(biāo)志。

3.2 概念模型的找礦運用思路

冷縮裂隙主導(dǎo)的礦體產(chǎn)于侵入體頂端，多呈鐘狀產(chǎn)出，礦石品位變化較均勻，巖體（或礦體）頂端及邊部品位較高，硫化物細脈分布均勻且不具明顯的定向性；擠壓裂隙主導(dǎo)的礦體主要產(chǎn)于斑巖體頂部的圍巖中，多呈鐘狀產(chǎn)出，接觸帶附近（或礦體底部）品位較高，礦石品位變化稍大于前者，硫化物脈分布及寬度變化都不均勻，且以陡傾為主；水巖分離裂隙主導(dǎo)的礦體主要產(chǎn)于斑巖體內(nèi)部（中軸部）及頂部圍巖中，呈與斑巖體中心軸近于一致的實心筒狀、紡錘狀、倒錐狀、蘑菇狀等產(chǎn)出，礦體形態(tài)較為復(fù)雜，且垂向可能出現(xiàn)中斷，礦石品位變化最不均勻，沿斑巖體的中心軸通常品位較高，硫化物脈寬度變化大，脈體以陡傾為主且分布不均勻。不同成因裂隙系統(tǒng)主導(dǎo)的礦床主要特征歸納于表1。

根據(jù)上述裂隙成因概念模型中斑巖體與裂隙系統(tǒng)在三維空間密切的依存關(guān)系、裂隙（系統(tǒng)）特征及其在礦石組構(gòu)上的反映，提出如下找礦運用思路：

（1）通過準確圈定斑巖形態(tài)、產(chǎn)狀及空間分布特征，劃分斑巖的期次，查明各期斑巖體的接觸關(guān)系，觀察其礦化、蝕變（分帶）特征及其差異，快速篩選出成礦有利的斑巖及成礦有利地段（部位）。如云南格咱地區(qū)斑巖成礦帶內(nèi)，大面積出露的閃長玢巖多不具典型的斑巖型礦化；面積較小、近于等軸狀分布的二長斑巖體出露區(qū)則是找礦的重點地段，而出現(xiàn)細脈浸染狀銅礦化、面型蝕變分帶等特征則是尋找斑巖型礦化的重要標(biāo)志。

表1 多成因裂隙主導(dǎo)的礦床主要特征對比表Table 1 Comparison of main characteristics in porphyry deposits dominated by multi-genetic fractures

（2）在上述工作基礎(chǔ)上，分析勘查區(qū)可能出現(xiàn)的裂隙成因類型，以斑巖為參照系，針對性地搜集斑巖體及其圍巖不同部位石英-硫化物脈體的分布特征、脈體的長度、寬度和產(chǎn)狀等變化，以及礦化-蝕變特征、礦石組構(gòu)變化等相關(guān)證據(jù)，識別斑巖型礦化標(biāo)志，重點對理論上的高裂隙率部位開展找礦工作。如尋找冷縮裂隙主導(dǎo)的礦體，尤其斑巖體的頂端及邊緣是重點部位；而尋找水巖分離裂隙主導(dǎo)的礦體，應(yīng)重點研究斑巖體的頂部及中軸部位。

（3）重視復(fù)式斑巖體中多期、多成因裂隙疊加信息的篩選和識別，對裂隙模型所反映的找礦有利部位開展有針對性、有重點的勘查找礦工作，尋找隱伏的裂隙類型及其主導(dǎo)的礦體。如在侵入擠壓裂隙主導(dǎo)的礦體下部，常伴有冷縮裂隙主導(dǎo)的礦體（圖7），典型例子有德興銅廠及富家塢（季克儉等，2007；侯增謙等，2009；王翠云等，2012；Hou et al.,2013）、陜西金堆城鉬礦（宋叔和等，1994）、澳大利亞Cadia Ridgeway銅金礦（施俊法等，2005）等。

（4）通過石英-硫化物脈體長度、寬度，分布的均勻程度，脈體產(chǎn)狀宏觀變化規(guī)律研究，識別容礦裂隙的成因類型，運用該類型裂隙率的變化規(guī)律指導(dǎo)找礦。如擠壓裂隙主導(dǎo)的礦床中，根據(jù)充填徑向和切向裂隙的（石英）硫化物脈體產(chǎn)狀的宏觀變化規(guī)律，可判斷斑巖體的侵入中心（圖5、圖7），保證探礦工程布置在成礦最有利的位置。

（5）斑巖裂隙系統(tǒng)的裂隙中等帶和稀疏帶中常伴有面型礦化圍巖蝕變，根據(jù)圍巖蝕變強弱變化規(guī)律，結(jié)合裂隙的成因類型、裂隙率的變化規(guī)律，尋找裂隙密集帶中斑巖型礦體。

圖7 收縮+擠壓裂隙疊加時的成礦模型1—斑巖體；2—倒錐體狀裂隙帶；3—回彈裂隙帶；4—擠壓裂隙帶中的斑巖型礦體；5—收縮裂隙控制的斑巖型礦體Fig.7 The mineralization model of shrinkage fissures and extrusion fracturing superposition in porphyry deposits1— Porphyry;2—Inverted cone fracture zone;3—Rebound fracture zone;4—Porphyry orebodies in extrusion fracture zone;5—Porphyry orebodies in shrinkage fissures zone

（6）準確劃分斑巖容礦裂隙系統(tǒng)，將空間上有互連互通關(guān)系的不同成因裂隙劃歸為一個完整的裂隙系統(tǒng)，有助于對斑巖型礦床的全面評價。而將不同裂隙系統(tǒng)中的成礦信息捆綁考慮，可能會誤導(dǎo)找礦方向。如智利El Teniente銅鉬礦區(qū)的與成礦關(guān)系密切的斑巖、巖筒以英安斑巖脈、Braden角礫巖為中心多期次侵入，形成以擠壓裂隙為主，冷縮和水巖分離裂隙為輔的多期多成因裂隙疊加，組成一個相互連通的完整的裂隙系統(tǒng)。華東某鉬礦區(qū)由于花崗斑巖（主巖體）的侵入，在花崗斑巖及其石英正長巖、花崗巖圍巖中形成了收縮+擠壓成因容礦裂隙系統(tǒng)，并控制了大型斑巖型鉬礦床的產(chǎn)出；礦區(qū)西部出露多個鉬礦化角礫巖筒，深部鉬礦化變強，但尚未取得找礦突破；筆者通過資料研究，初步認為西部角礫巖筒中的鉬礦化可能受控于水巖分離成因裂隙系統(tǒng)，它與東部的收縮+擠壓裂隙系統(tǒng)是否關(guān)聯(lián)值得探討，建議在綜合研究圍巖蝕變分帶與各自鉬礦化中心的關(guān)系、角礫巖（筒）成因、角礫巖筒空間形態(tài)及其相互關(guān)系的前提下，參考水巖分離成因裂隙概念模型，結(jié)合物探手段，對角礫巖筒深部開展探索，尋求斑巖找礦新突破。

4 典型斑巖型礦床容礦裂隙成因探討

4.1 伊朗Sar Cheshmeh斑巖銅鉬礦

礦區(qū)內(nèi)安山巖被Ⅰ期花崗閃長斑巖株侵入，接觸帶很陡。巖株中心及邊部被Ⅱ期斑巖和角礫巖筒侵入破壞，兩期巖株總長2.14 km，寬1.0 km（王肇芬等，1990）。成礦期后有Ⅲ期黑云母斑巖脈群（破礦）北西向陡傾斜侵入（圖8）。

最強的熱液蝕變出現(xiàn)在Ⅰ+Ⅱ期巖株和外接觸帶的安山巖中，主要有絹云母化、硅化、黑云母化。復(fù)式巖體中，w(Cu)≥0.4%的礦化范圍以Ⅰ+Ⅱ期斑巖、角礫巖筒為中心，包括安山巖圍巖。安山巖集中了銅礦石的一半以上，銅、鉬最大富集帶軸線位于Ⅰ+Ⅱ期斑巖北部外接觸帶安山巖中，工業(yè)礦體外側(cè)銅含量急劇下降（王肇芬等，1990）。礦床銅金屬量達1440萬噸，銅平均品位1.20%（張洪瑞等，2013）。礦石礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、斑銅礦、磁黃鐵礦、金紅石、磁鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黝銅礦等。礦石具浸染狀、細脈浸染狀構(gòu)造。含礦脈體寬0.1～50 mm（張洪瑞等，2013），符合冷縮裂隙和侵入擠壓裂隙疊加的復(fù)合裂隙容礦特征。

礦床的多期斑巖屬單一中心侵位，對擠壓裂隙的形成極為有利。Ⅰ期花崗閃長斑巖侵入于安山巖中時，在安山巖中產(chǎn)生圍繞Ⅰ期斑巖的環(huán)狀擠壓裂隙系統(tǒng)；Ⅱ期斑巖侵入時，在Ⅰ期斑巖及安山巖圍巖中形成了Ⅱ期擠壓裂隙系統(tǒng)。兩期斑巖侵入時形成了各自的冷縮裂隙系統(tǒng)。多期斑巖多成因裂隙系統(tǒng)耦合，形成了以Ⅰ+Ⅱ期斑巖冷縮裂隙為中心，外圍有安山巖擠壓裂隙帶環(huán)繞的龐大裂隙系統(tǒng)，為大型斑巖銅鉬礦床形成奠定了有利的容礦空間。成礦熱液沿早期巖漿通道上升，在復(fù)合型裂隙系統(tǒng)中遷移、交代和充填成礦。金屬礦化強度依裂隙密度、相互連通程度而異，在裂隙發(fā)育最好，裂隙率最高、張開度最大的雜巖體北接觸帶安山巖一側(cè)則形成銅、鉬最大富集帶。

4.2 智利El Teniente斑巖銅鉬礦

圖8 伊朗Sar Cheshmeh斑巖銅礦床2400 m中段平面圖（據(jù)王肇芬等，1990；張洪瑞等，2013修改）1—安山巖；2—花崗閃長斑巖；3—斑巖和角礫巖；4—黑云母斑巖脈；5—w(Cu)≥0.4%礦化范圍；6—銅富集帶軸線;7—鉬富集帶軸線Fig.8 Plan view for 2400 m level of Sar Cheshmeh porphyry copper deposit in Iran(modified after Wang et al.,1990;Zhang et al.,2013)1—Andesite;2—Granodiorite porphyry;3—Porphyry and breccia;4—Biotite-porphyry dikes;5—w(Cu)≥0.4%area;6—Cu high grade area;7—Mo high grade area

礦區(qū)大面積出露“礦區(qū)安山巖”，在數(shù)百萬年內(nèi)至少有10余種巖漿巖多期次侵入到“礦區(qū)安山巖”中，形態(tài)呈巖株、筒狀、管狀、脈狀等，各期侵入中心較為集中，多分布于Braden角礫巖筒及其周邊。工業(yè)礦體以成分復(fù)雜的Braden角礫巖筒為中心，呈空心不對稱環(huán)狀分布（圖9）。大約有80%的礦石產(chǎn)在“礦區(qū)安山巖”中，其余20%產(chǎn)在Sewell英云閃長巖、英安斑巖脈、英安巖巖筒、邊緣角礫巖、邊緣斑巖相、灰色斑巖等巖體中，英安斑巖脈內(nèi)部銅含量最高（毛景文等，2012a）。

與斑巖擠壓裂隙系統(tǒng)有成因聯(lián)系的侵入體先后主要有英安巖巖筒、英安斑巖脈、邊緣角礫巖、Braden角礫巖等。礦床的容礦裂隙以擠壓成因裂隙，尤其以頂部裂隙帶為主，其次為各期斑巖中的冷縮裂隙和圍巖中的邊緣裂隙帶，共同組成了規(guī)模龐大的容礦裂隙系統(tǒng)。工業(yè)礦體分布區(qū)域尚有多期角礫巖筒、巖脈產(chǎn)出，裂隙系統(tǒng)中可能有疊加了多期水巖分離成因裂隙。

近于直立的北西向英安斑巖脈侵入時，在巖脈頂部及側(cè)上方圍巖中形成了北西向展布的擠壓裂隙帶，其影響范圍可能達南部的Sewell英云閃長巖附近，該巖脈向深部逐漸變寬（Cannell et al.,2005），因此其直接圍巖（礦區(qū)安山巖）中的擠壓裂隙帶寬度較大（圖5）；邊緣角礫巖筒侵入，在巖筒周邊圍巖中形成了環(huán)狀、放射狀擠壓裂隙帶；晚期Braden角礫巖筒利用前期侵位通道侵入，在巖筒周邊圍巖中形成了環(huán)狀擠壓裂隙帶。多期斑巖的單一中心侵位，形成了以Braden角礫巖筒和英安斑巖脈為核心的擠壓裂隙系統(tǒng)，以及與各期斑巖內(nèi)部的冷縮裂隙、水巖分離裂隙共同組成的龐大的網(wǎng)狀容礦裂隙系統(tǒng)，并控制了斑巖型礦體的形態(tài)，系統(tǒng)中裂隙率的差異導(dǎo)致了礦石品位的貧富變化；礦體并不以主要侵入體（英安斑巖脈及Braden角礫巖筒）為中心呈對稱分布，可能與這些斑巖體深部的形態(tài)和產(chǎn)狀變化有關(guān)；Braden角礫巖筒內(nèi)部多為低品位銅礦化（趙曉丹，2017），僅邊緣角礫巖局部見工業(yè)銅礦化（Cannell et al.,2005），推測其冷縮裂隙總體發(fā)育不佳。

圖9 智利El Teniente斑巖銅鉬礦2165 m平面圖(據(jù)Cannell et al.,2005)Fig.9 Plan view of 2165 m level of El Teniente porphyry Cu-Mo deposit,Chile(after Cannell et al.,2005)

5 結(jié)論

（1）斑巖型礦床容礦裂隙主要是在斑巖體侵位、冷卻、結(jié)晶演化過程中形成的，本文初步將裂隙成因歸納為巖漿結(jié)晶冷縮、水巖分離、巖漿侵入擠壓、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力疊加等4類。裂隙系統(tǒng)的多成因概念模型揭示了網(wǎng)狀裂隙系統(tǒng)與斑巖（侵入體）具有密切的空間依存關(guān)系，不同成因的裂隙具有各自的形態(tài)、裂隙發(fā)育特點、裂隙率變化規(guī)律。

（2）在斑巖成礦作用中，不同成因的裂隙對斑巖型礦化的貢獻因礦床而異，特定成因的裂隙所主導(dǎo)的礦床具有其獨特且可識別的特征；容礦裂隙的成因類型及其耦合特點決定了斑巖型礦床在礦體賦存部位、礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、品位變化、礦石組構(gòu)、石英-硫化物脈體變化等一系列特征。

（3）典型礦床研究分析表明，裂隙多成因概念模型與文獻反映的大量礦床實際契合良好。

（4）通過對斑巖型礦床礦區(qū)及礦體地質(zhì)特征的觀察和綜合研究，準確圈定各期斑巖的空間形態(tài)及接觸關(guān)系，可以判識容礦裂隙的成因類型及其耦合特點，恢復(fù)裂隙系統(tǒng)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等空間特征，發(fā)現(xiàn)新的找礦有利部位。裂隙成因概念模型對斑巖型礦床的勘查實踐、綜合研究，解決斑巖找礦關(guān)鍵問題具有一定的指導(dǎo)意義，這些認識可在找礦工作中運用和檢驗。

致 謝云南省地質(zhì)調(diào)查院張世權(quán)教授級高工提供了普朗銅礦最新素材，北京師范大學(xué)代聰碩士對論文校對和英文翻譯作出了的貢獻，匿名審稿專家、主編和責(zé)任編輯對論文作了非常認真細致的審查并提出了大量寶貴的意見和具體修改建議，在此一并表示衷心感謝。