与斑岩相关的矿床是地壳中的巨大地球化学异常，其主要矿石金属铜（Cu）、金（Au）和钼（Mo）的含量和比例有着数量级的差异。这些矿床的形成发生在地表以下几公里处，是在不同空间和时间尺度上运行的一系列地质过程的结果。本文探讨了这一过程链中的每个环节，以优化形成这些稀有异常的可能性。
在岩石圈尺度上，具有不同金属比例的矿床出现在板块运动发生短暂变化的时期形成的矿区中。这些矿区内多个矿床的金属比例与全球岩石储库的相似，表明在这些矿区形成之前，岩石圈区域中已经出现了金或钼的富集，从而导致了具有独特矿石金属比例的矿区形成。传统上，人们用在地幔岩浆生成或随后的演化过程中选择性移除金来解释最大的以铜为主的矿床和矿区，但也不能排除长期俯冲作用导致岩石圈区域铜的选择性预富集的可能性，尽管其机制仍然是推测性的。
演化含水玄武质熔体为富集矿质的岩浆，进而形成斑岩铜矿床，需在下地壳发生分离作用，使岩浆向含更多H2O的方向演化，这一点通过其类似埃达克质的微量元素成分得到验证。当前的主流解释认为，这种分离作用会因硫化物饱和并从岩浆中分离而导致亲硫元素的显著损失。然而，如果饱和的硫化物与快速上升的岩浆一同物理卷入熔体中，这一过程可能反而成为金属富集的一个步骤。
富集的岩浆沿着上地壳的薄弱点上升，在总体压缩应力环境下，将大量富含H2O的矿液输送到上地壳，并在质量和热平衡约束要求的有限时间内完成。关于快速岩浆上升的两种机制仍存在争议：(1) 高度分离且富含挥发物的花岗质熔体整体侵入一个巨大的跨地壳通道，在此过程中，从下地壳开始，由减压作用导致流体的分离；(2) 部分分离的岩浆填充上地壳的大型岩浆房，随后通过冷却和结晶过程排出流体。
如果第一个饱和的流体是密度大且富含氯化物的，矿石成分向热液矿液的转移将得到优化。这可以通过在高压下实现流体饱和，或在上地壳储库中进一步结晶一个适度富含水的中间成分熔体直到达到流体饱和来实现。在这两种情况下，金属和硫（后期热液硫化物沉淀所需）会一起转移到流体中，无论是从硅酸盐熔体中提取矿石成分，还是通过分解岩浆硫化物将其释放到矿液中。
在结晶的上地壳岩浆房中，流体的生成和物理集中受控于向周围岩石的热量损失速率。流体集中（需要大规模的横向流动）会在糊状岩浆中自发发生，因为高水含量和中等的熔体/晶体比例支持在矿物颗粒尺度上形成相互连通的管道网络。对这种产流岩浆储库的冷却时间计算与高精度锆石地质年代学测量的热液矿床形成持续时间一致，二者均与矿床的规模相关联。
矿物的沉淀需要富含硫和金属的流体通过脉络网络的受控流动，流体包裹体研究对此进行了验证。热液金属富集的程度通过流体输送与岩浆流体羽流向对流的大气水损失热量而冷却的效率之间的平衡来优化。地表以下流体生成的深度控制了岩浆流体沿上升路径的压力-温度（P-T）演化，不同的演化路径影响流体的密度、盐度和相态，进而导致选择性的金属沉淀：斑岩型金矿床可在浅层次火山下水平由极度富盐的卤水或盐熔体形成；在几公里深处，高品位的金-铜共沉淀最有效，可能来自共存并可能重新均一化的卤水和蒸汽；而在更大深度冷却的流体则倾向于沉淀铜±钼，同时将金选择性地运输到更浅的热液水平。
挤压型大陆火山弧的剖面图，展示了铜从上地幔到地表的一系列过程链
钼储量与铜总储量（以百万吨计）的对比图，突出显示了两个以钼为主的全球省份（彩色点），并与众多铜/钼比例接近大陆地壳整体的斑岩铜-钼矿床形成对比
斑岩铜±金矿床的铜储量（以百万吨计）与金储量（以吨计）的对比图（符号表示），在对数刻度下绘制，并与全球主要岩石储库的金/铜比例（对角线）进行比较。PNG表示巴布亚新几内亚。中洋脊玄武岩（MORB）具有较高的铜/金比例，而经过地幔柱改造的地幔则可能优先富集金
大陆地壳中可能的岩浆演化过程的三幅示意图，按照生成一个含有100万吨铜、矿石品位为1%的巨型斑岩矿床所需的最小原生玄武岩浆体积进行缩放（红色球体表示）。绿色表示作为堆积体的矿物体积；粉色和红色点线轮廓分别表示高度（A）或部分（B）分异的硅酸盐熔体的体积；蓝色图案表示由含水熔体在不同深度下排出的叠加流体体积，突出显示了H2O溶解度和流体密度的压力依赖性。为快速提取和集中所需的流体和铜量，提出了两种主要的几何形态（A, C）。典型的跨地壳岩浆系统状态（B）可能会在更长的时间内分散流体，但可能会在进入A或C的情况之前预备并准备好这些状态。
岩浆结晶过程中，三种不相容的微量元素i（三种颜色）随时间的演化，在点F达到H2O流体饱和（即，在这个任意示例中，大约28%的岩浆已经结晶成无水矿物后）。A. 在每个结晶步骤中排出的连续流体批次中的微量元素浓度变化，气泡大小表示每种微量元素转移到流体中的比例。B. 剩余熔体中对应的浓度变化。
上地壳中结晶的中等含水量岩浆房冷却的数值模型综合示意图。流体通过晶体尺度的管道流动穿过糊状岩浆，进行提取和集中，矿石则通过自我集中的岩浆流体羽流与对流的地表水相互作用而沉积。斑岩指状体仅用于示意（比例大致参照巴图希焦），但其流体和热量的贡献与流体羽流传输的流体和热量相比较小。侵入体的几何形态和材料特性定义了物理上现实的过程持续时间，但对流岩浆中的气泡运输仍具有推测性。模型的底部是不现实的，因为下部地壳通常被早期的侵入体预热，因此冷却和集中的流体提取主要通过侵入体上部的热量损失来完成。图中显示的是岩浆侵入约10,000年后的一个快照，此时开始了持续约50,000年的一个时期，在此期间，内向结晶、流体生成和集中以近乎稳定的方式继续，直到岩浆体完全结晶，岩浆挥发物耗尽。较大的侵入体和稍深的安置会改变流体羽流的纵横比，并能将流体流动的总持续时间延长至600,000年。初始流体饱和可能由注入更镁铁质的岩浆触发，但这可能并非必要。
矿化岩浆体积（灰色）的生命周期与铜-金矿化持续时间（黄色）以及六个斑岩铜矿床的总铜量（红色标签）进行比较，这些矿床的矿化前、同期和矿化后侵入体通过单锆石U-Pb地质年代学进行映射和测定。
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