铜矿床找矿潜力与成矿规律预测.pdf
第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 铜是仅次于铁和铝之后居第三位的重要金属。我国铜供应短缺,长期依赖进口已成 定局,所以我国铜矿资源的找矿问题已成为国家地质大调查中的重点课题。 年我国进口铜精矿 万吨,精铜 万吨,铜材 万吨,铜废料 万 吨,与 年相比,铜精矿和铜材的进口以年均 的速度递增,并预测到 年, 我国铜的需求量将达到 万吨,矿山产铜 万吨,废杂铜回收 万吨,铜的供应缺 口达 万吨。 我国 个铜矿床共拥有铜储量 万吨,其中 个 万吨铜储量以上的矿床 拥有 万吨。截止至 年年底,我国可供利用的铜矿保有储量为 万吨,其 中已利用的铜矿产地 处,保有储量 万吨,约占总储量的一半。 第一节资源概况 表 列出了全国 个省市(自治区)铜矿床个数、规模、储量和所占比例。 其中铜储量百分率达到 位数的有江西、云南和西藏,它们分别占 、 和 ,铜储量百分率在到以下的有甘肃、安徽、新疆、内蒙古、湖北和 山西,它们分别占 、、、、和;铜储量百分 率在 以上到以下的有黑龙江、四川、青海、广东、福建和湖南,它们分别占 、、、、和;铜储量百分率在以下的有 个省市(自治区) 。的铜储量正好是一个分水岭,上下的省市(自治区)各占一 半(图 ) 。 表 中国铜矿床在各省市(自治区)的分配 顺序号 省市 (自治区) 矿床数大矿中矿小矿储量 百分比 新疆 内蒙古 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 顺序号 省市 (自治区) 矿床数大矿中矿小矿储量 百分比 黑龙江 吉林 辽宁 青海 甘肃 宁夏 陕西 山西 河北 北京 山东 西藏 四川 河南 湖北 安徽 江苏 上海 湖南 江西 浙江 云南 贵州 广西 福建 广东 海南 台湾 合计 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 从目前的地质资料看,西藏为最有潜力的省市(自治区) 。由于冈底斯发现规模巨 大的斑岩铜矿带,在未来的 年内,它的铜储量将与江西省相比美,跃居为全国首 位(王之田等,,;李朝阳等,;郭文魁,,) 。 我国铜矿床储量主要集中于 个 万吨以上的中型、大型和超大型矿床中,其中 大于 万吨以上的超大型矿床共有 个,它们的储量为 万吨,占 ; 万 万吨的大型铜矿床共有 个,它们的储量为 万吨,占 ; 万 万吨的中型铜矿床共有 个,它们的储量为 万吨,占 。随着东天山 土屋、延东和冈底斯驱龙等铜矿床深入评价,有可能进入超大型矿床行列,故我国超大 型铜矿床有可能由 个增至 个。 我国 万吨以上的 个铜矿床的矿石品位与类型关系很密切。首先铜镍硫化物矿 床主要以贫矿为主,矿石平均品位以 为主,其次为 ;夕卡 岩型铜矿床的矿石品位主要集中于 , 的矿床也不少,因此 夕卡岩型铜矿床为富矿类型;斑岩型铜矿床的矿石品位主要集中于 ,其 次为 和 的品位,因此斑岩型铜矿为贫矿类型;热液脉型铜 矿的矿石品位主要为 的矿床;海相火山型铜矿床的矿石品位变化特别宽, 其中主要集中于 范围内,但许多矿床矿石品位达到 ,为典 型的富矿类型;陆相火山岩型铜矿床的矿石品位在 , 之间;海相杂色岩系 型铜矿床的矿石品位主要集中在 ,次之为 和 的品位;陆相杂色岩系型铜矿床的矿石品位主要集中于, ,次之为 的品位,由此可见,陆相杂色岩系型铜矿床为富矿类型;海相黑色岩系型铜矿 床的矿石品位主要集中于 ,次之为 的品位;次生富集型铜 矿床的矿石品位为 的富矿(黄崇轲等,;翟裕生等,;冀树楷 等,) 。 我国大于 万吨的及大于 品位的富铜矿床共有 个,铜储量累计达到 万 吨。目前这些矿床绝大多数正在开采利用,有些矿床正在逐渐枯竭,急需寻找新的矿床 开发地。 第二节矿床成因类型 本次研究工作将我国铜储量 万吨以上的矿床划分了 个矿床成因类型(芮宗瑶 等,) ,划分类型的出发点是成岩成矿因素,故将岩石类型与矿床类型叠加在一起 (表 ) 。 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 表 中国 万吨以上的铜矿床统计表 编号矿床类型 超大型( 万) 大型(万 万) 中型(万 万)累计 个数 储量百分率个数 储量百分率个数 储量百分率个数 储量 百分率 铜镍硫化物型矿床 夕卡岩型铜矿床 斑岩型铜矿床 其他热液型铜矿床 海相火山岩型铜矿床 陆相火山岩型铜矿床 海相杂色岩系型铜矿床 陆相杂色岩系型铜矿床 海相黑色岩系型铜矿床 风化淋滤型铜矿床 累计 表 将这 类矿床的规模、个数、储量和它们占的百万分率作了概略的统 计(姜齐节,) 。表 将各类矿床的容矿岩石、矿石建造、矿体形态,成矿 作用及条件、成矿环境及矿床实例作了简略介绍。现对各类矿床作简略叙述。 一、铜镍硫化物型铜矿床 铜镍硫化物型铜矿床又称岩浆铜镍硫化物矿床。这类矿床铜、镍共生,大多数矿床 以镍为主,少数以铜为主,常伴生有铂、钴、金、银等多种有用组分。该类型中金川铜 镍硫化物矿床世界著名,铜、镍均为超大型。 该类矿床最早发现于四川力马河矿床() ,矿体产于闪长岩、辉长岩和橄榄岩 复式岩体的底部。继后发现了金川和红旗岭等矿床,近年来又发现喀拉通克和黄山等矿 床。总的说来,含矿岩体面积均在 以下,所谓小岩体成矿。因此,我国铜镍硫化 物矿床都经历了深部熔离富集,浅成贯人成矿过程,具有小岩体成大矿的特点。 汤中立等(、)将我国铜镍硫化物矿床分为两类,即与优地槽火山作用有 关的就地熔离矿床与深断裂有关的深部熔离贯人矿床(毛景文等,) 。前者与科 马提岩类似,实例如桂北大坡岭矿床,该类型矿床在我国极少。我国岩浆铜镍硫化物矿 床主要属后者,其产出构造环境主要为陆缘活动带,与国外分类中的辉长岩类相类似。 我国含矿岩体分属超基性岩、基性一超基性杂岩和基性杂岩 类,并以前两类为 主。显然,我国含矿岩体更偏基性(余传菁,) 。 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 属于超基性岩类的有二辉橄榄岩橄榄二辉岩(金川) 、辉石岩角闪橄榄岩 橄榄岩(冷水箐) 、二辉橄榄岩(獐项六号)和辉石岩(獐项十一号) 。 属于基性超基性杂岩类的有闪长岩辉长岩橄榄岩(力马河) 、辉长岩辉 石岩橄榄岩(白马寨) 、辉长岩辉石岩橄榄岩橄榄辉石岩(红旗岭 号) 、苏长 岩斜方辉石岩橄榄岩(红旗岭 号) 、辉长辉绿岩辉石岩(大坡岭) 。 属于基性杂岩类的有黑云母角闪苏长岩黑云角闪闪长岩黑云角闪橄榄苏长岩 黑云角闪辉绿辉长岩(喀拉通克 号) 、辉长岩(小南山) 。 含矿岩体分异良好,且多是同源多次侵入的复式岩体,垂直分异尤其良好,从上至 下,岩石的基性程度增加。 根据我国 个铜镍硫化物矿床含矿岩体岩石化学成分统计,橄榄岩、二辉橄榄岩 和古铜辉石岩等超基性岩的 含量大多变化于 , 含 量多变化于 , 比值变化于 ;辉长岩、苏长岩等基性 岩,含量多变化于 , 含量多变化于 , 比值变化于 。因此,我国这类含矿岩体应属于铁质超基性岩 和铁质基性岩。含矿岩体的这一特征与地质学家早已认识到基性超基性岩成矿专属性 的规律是一致的。通常人们认为含 很高的镁质超基性岩( )多与铬铁矿 矿床有关,含 低的富铁质基性岩( )与钒钛磁铁矿矿床有关,而含 中等的铁质超基性岩( )和铁质基性岩( )则与铜镍硫化物 矿床有关。根据实验证明地幔条件下金属硫化物和金属氧化物的固相线有很大区别。 硫化物固相线温度( ) ,高于硅酸盐氧化物(铁、钛、钒)固相线温度 ( ) ,而低于铬铁矿固相线温度( ) 。要形成含某种成分的岩浆, 地幔物质的熔融温度必须抵达或超过该物质的固相线温度,而熔融程度的差别则可导致 岩浆含矿性有极大的不同。地幔单硫化物固溶体固相线以下的低度部分熔融( ) 产生 金属氧化物的低镁铁质岩浆;单硫化物固溶体液相线之间的中度部分 熔融( ) ,形成含 金属硫化物的中镁铁质岩浆;超过单硫化物固溶 体液相线的高度部分熔融( ) ,产生铬的超镁铁质岩浆。 含矿岩体稀土标准化模式均属于 轻微正异常的 富集型。含矿岩体锶同位 素组成接近陨石值,例如喀拉通克 号矿体的初始锶比值为 (王润 民等,) ,金川的初始锶比值变化于 。 铜镍硫化物矿体主要产于岩体内。其中就地熔离矿体,如桂北大坡岭矿床矿体多呈 似层状和透镜状,产于岩体底部或中下部,与基性程度较高的岩相关系密切;深部熔离 贯入作用形成的矿体,矿体形态除受岩相控制外,还受围岩和构造控制,常呈透镜状、 板状、脉状、扁柱状和不规则状产出,矿体与围岩界线清楚。 按矿石的自然类型划分为氧化矿石和原生矿石两类,以原生硫化物为主。根据矿石 构造特征又可把原生硫化物矿石分为浸染状、海绵陨铁状、斑杂状和块状等。矿石的主 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 要金属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿。种矿物相对含量变化很大,通常磁黄铁 矿含量最高,其他两种矿物的含量变化视不同矿床而定。在富镍的矿床[() () ] ,镍黄铁矿明显高于黄铜矿,在富铜的矿床中[() () ] ,黄 铜矿明显比镍黄铁矿高。次要金属矿物有黄铁矿、方黄铜矿、马基诺矿、磁铁矿、铬尖 晶石和钛铁矿等。特征微量矿物为铂族矿物和钴矿物。此外,还常见紫硫镍矿、针镍 矿、六方硫镍矿和白铁矿等次生蚀变矿物。脉石矿物主要为贵橄榄石、古铜辉石、顽火 辉石和少量普通辉石。斜长石主要是中长石、拉长石和更长石。由于岩石蚀变作用强而 普遍,因此除上述原生脉石矿物外,还可见到蛇纹石、滑石、绿泥石、阳起石、透闪 石、菱镁矿、绢云母和方解石等蚀变矿物。 大多数矿床的硫同位素组成变化范围较窄,其值与陨石硫相近,如金川的 ,红旗岭 号的值 ,赤柏松的 值 ,力马河的 值 。 基性一超基性岩中硫化物小珠滴为这类矿床的熔离成因提供了有力证据,小珠滴主 要为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿组成。岩浆饱和硫是形成这类矿床的重要条件,通常 矿石中硫是这些岩石中硫的 倍,且这些岩体中硫的含量随岩石基性程度增高而 增高,因此工业矿体常赋存于硫含量高的岩相之中。成矿实验表明,岩浆熔离作用发生 于 (汤中立,,) 。金川根据二辉石地质温度计算,主岩体成岩 温度在 之间,橄榄石的结晶温度上限为 。 体系实验表明(汤中立,,) ,在 可以晶出少量磁黄铁矿,即形成橄榄 石磁黄铁矿方铁矿(磁铁矿)组合。金川硫化物的熔融温度为 (王润 民等,) ;喀拉通克 号矿体硫化物的熔融温度为 (王润民等,) 。 这一温度代表硫化物固相线的最高温度。据矿相学研究表明,硫化物呈他形分布于硅酸 盐矿物中呈海绵陨铁构造和浸染状构造,表明硫化物晶出于橄榄石和辉石等硅酸盐和钛 铁氧化物之后,而硫化物固溶体析出是在硅酸盐结晶后相当长时间才完成的,那时的温 度已到 左右(陈正,) 。 我国大多数铜镍硫化物矿床都实用于深部熔离贯入成矿模式,即含铜镍超基性岩 浆在地壳深部岩浆房发生熔离和结晶分异作用,形成无矿硅酸盐岩浆、含矿硅酸盐岩浆 和矿浆,在动力作用下,首先是硅酸盐岩浆沿断裂上侵,形成区域性基性、超基性岩带 或岩群,然后是含矿硅酸盐岩浆沿相同通道,或某一构造体系的不同通道上侵到同一储 岩空间。此时,如果成矿条件稳定,可以发生就地熔离作用和重力结晶分异作用,形成 “底部矿体”或“上悬矿体” 。最后,矿浆贯入则形成高品位的富矿体,而且我国许多矿 床中具有多次贯入的特点(傅德彬,) 。 二、夕卡岩型铜矿床 夕卡岩型铜矿床是指产于中酸性中基性侵入岩类与碳酸盐岩接触带或附近,由花 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 岗质岩浆的独立流体相逐渐演化为高温中温热液相,通过接触交代和渗滤交代而形成 的铜矿床。这类矿床具有典型夕卡岩矿物组合,主要矿体产于夕卡岩体中(郭文魁等, 、,;常印佛等,) 。 夕卡岩铜矿床由于分类的出发点不同可以作以下划分按成矿元素组合分类可分 为铜铁型(如大冶铁矿、铜录山等) 、铜钼型(如封三洞、寿王坟等) 、铜金型(如鸡笼 山、刁泉等) 、钨铜型(如阮家湾、江西铜山等) 、铜铅锌型(如铜山岭等) 、铜型(如 武山等) ,其中大型铜矿床主要为铜铁型和铜钼型;按夕卡岩化学成分分类可分为镁 夕卡岩型(如寿王坟等) 、钙夕卡岩型(如城门山等) (赵一鸣等,) ;按矿体产 出特点及控制因素分类可分为接触式(铜录山等) 、层控式(狮子山等) 、复控式(铜官 山等) ;按矿床的多种成因(复合)分类可分为斑岩夕卡岩型(城门山等) 、层控 夕卡岩型(武山等) 。 夕卡岩型铜矿在世界其他地区并不重要,但在我国却十分重要(赵一鸣等,) 。 例如在美国和加拿大,这类矿床的储量仅占铜矿总储量的 ;在俄罗斯,仅占 铜矿总储量的 ,而在我国,这类矿床占铜矿总储量的。这类矿床除在长 江中下游有少数大型者外,多数是中小型矿床,矿石品位一般较富,多在 之间。除 外,常伴生其他可以综合利用的组分,例如 、、 、、、 、、、、、 等(刘迅,;张兆瑾等,;张洪涛,;李立平 等,;李福东等,;杨兵等,) 。 与夕卡岩型铜矿有关的成矿岩体包括辉石闪长岩花岗闪长岩花岗岩等各类岩 石,但与中酸性侵人岩类关系最密切。它们主要为中深成一浅成相钙碱性系列的闪长 岩、石英二长闪长岩、斜长花岗闪长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等。岩石化学特别是 和 含量偏高,例如 变化于 之间,均高出戴里的 相应岩石的含碱量。夕卡岩型铜矿的矿化类型与成矿岩体的岩石特征之间具有密切关 系,例如夕卡岩型铜多金属(锡、铅、锌)矿床多与酸性黑云母花岗岩有关(广西拉 么铜锌矿床) ,夕卡岩型铜钼(或金)矿床多与中酸性花岗闪长岩有关,夕卡岩型铜 铁矿床多与闪长岩和石英二长岩有关。在长江中下游铜矿带这种成矿专属性更为明 显,例如九瑞、阳新、铜陵等地区的夕卡岩型铜(钼、金)矿床的成矿岩体为高碱富钾 [( ) ,() () ]中酸性岩石系列;而铁 山、铜录山等地区的夕卡岩型铜铁矿床的成矿岩体则为高碱富钠[( ) ,() () ]中 性岩 石 系 列(陈臻,;周 太 和, ) 。 这些成矿岩体绝大多数为多期次侵位的复式岩体,例如城门山成矿岩体是由同源二 期 次侵位的花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、石英长石斑岩、霏细石英斑岩、晶屑石英 斑岩和英云闪长玢岩组成的杂岩体。大型夕卡岩型铜(钼)和铜(铁)矿床有关的岩体 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 都是多次侵位的复合岩体,证明浅成岩浆房与深部岩浆房保持长时间的沟通是十分重要 的。 岩体地表形态多呈椭圆形和圆形,其产状多呈小岩株,少数呈岩墙。岩体出露面积 差别很大,通常铜铁矿床有关的成矿岩体出露面积较大,如铁山岩体 ,鄂城岩 体 ;而大多数与铜(钼、金)矿床有关的成矿岩体出露面积都不大,如城门山岩 体 ,武山岩体,封三洞岩体(张洪涛,;周太和,; 黄恩邦等,) 。 岩体的稀土元素分配模式为轻稀土元素比较富集和重稀土元素比较平坦,且无明显 的负铕异常型,锶同位素初始值变化于 之间。表明具有壳幔源混合的 特征。 成矿围岩均为碳酸盐岩石,尤其以成分不纯的碳酸盐岩石更为有利。华北地台容矿 围岩主要是元古宇,如大石桥组、高于庄组和雾迷山组等;古生界,如寒武系凤山组和 长山组等、二叠系黄岗梁组和大石寨组等。扬子地台长江中下游地区容矿围岩主要为上 古生界和中生界,如中上石炭统黄龙组和船山组、下二叠统栖霞组、茅口组和孤峰组和 中下三叠统。 由于碳酸盐岩中 含量的高低不同而形成镁夕卡岩和钙夕卡岩。据赵一鸣等 ()研究,通常碳酸盐岩中 () 时,主要形成镁夕卡岩;而当 () 时,则形成钙夕卡岩(赵一鸣等,) 。 构造条件对夕卡岩铜矿床的控制亦很明显通常深断裂控制深源岩浆带的活动,如 金山店阳新瑞昌深断裂控制大冶九瑞 矿带,铜陵南陵深断裂控 制铜陵沙滩角 矿带。网格状断裂系统对成矿的重要控制在江西九瑞地区 特别明显,由 向、向和 向 组断裂系统构成菱形网格系统,几乎在每个 结点都有成矿岩体侵位及矿化发生,如由北西向南东依次分布着封三洞、东雷湾、武 山、城门山等含矿岩株和矿床。构造错动的岩浆岩与围岩接触面、围岩层理与层间破碎 带、褶皱轴部和翼部、多组断裂交汇处、捕虏体与岩体接触面等都是形成夕卡岩型铜矿 的有利构造部位。根据夕卡岩矿体与接触带和地层的关系,可以划分 种情况接触 式矿体,即矿体呈似层状和不规则状产于侵入体与围岩的接触带;层控式矿体,即矿 体呈层状、似层状和透镜状就位于某一特定层面或界面,矿体可以是单层的或是多层 的,通常属于外接触带,有时出现于远离岩体的部位;复控式矿体,即一部分矿体受 接触带控制,另一部分矿体受地层控制。 夕卡岩矿体规模大小不一。小型夕卡岩矿体长数十米,厚数米,延深不足百米;大 型矿体长可达千米,厚可达数十米,延深达数百米。 矿石矿物成分与夕卡岩类型密切相关。钙夕卡岩矿物主要为透辉石钙铁辉石系 列、钙铝钙铁系列石榴子石、硅灰石、符山岩、方柱石、绿帘石、阳起石、斜长石、 钾长石、榍石和磷灰石等;镁夕卡岩矿物主要为镁橄榄石、钙镁橄榄石、透辉石、尖晶 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 石、基性斜长石、透闪石、韭角闪石、硅镁石、蛇纹石、金云母等;主要金属矿物有黄 铜矿、辉钼矿、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、斑铜矿、磁黄铁矿等。 夕卡岩具有明显的分带性,由内向外,钙夕卡岩的分带大致为斜(钾)长石带 石榴子石带透辉石石榴子石带透辉石带;镁夕卡岩的分带大致为透辉石带镁 橄榄石带粒硅镁石带,或透辉石石榴子石带金云母透辉石带橄榄石蛇纹石 带。大多数夕卡岩型铜矿床由钙夕卡岩组成,但也有不少矿床,如寿王坟、铜录山和华 铜等两类夕卡岩都有分布(赵一鸣等,) 。 夕卡岩铜矿矿石构造极为复杂,主要有块状、浸染状、斑杂状、条带状、条纹状、 网脉状和角砾状等。 夕卡岩铜矿的成矿流体富含挥发组分十分明显,如 、、 和 等,这 些挥发组分参与矿物的晶格,便形成富挥发组分的矿物或留存在流体包裹体中。 夕卡岩型铜矿的成矿经历了漫长过程从花岗质过渡性岩浆到独立流体相形成,再 到后期多次热液改造,都在成矿全过程打下了烙印。因此许多地质学家将夕卡岩成矿过 程划分为 个阶段早期夕卡岩阶段,主要通过独立流体相的交代作用形成硅灰石、 透辉石钙铁辉石、钙铝榴石钙铁榴石和镁橄榄石等岛状和链状无水硅酸盐矿物,有 时也形成少量含水硅酸盐矿物如符山石和金云母等;晚期夕卡岩阶段,主要通过高温 热液活动,改造早期夕卡岩,形成阳起石、透闪石、绿帘石和金云母等含水硅酸盐矿 物;氧化物阶段,此阶段主要出现在夕卡岩型铜铁矿床,即通过高温热液在高氧逸度 控制下交代透辉石、金云母和石榴子石等,形成浸染状和致密块状磁铁矿矿石,晚期可 出现大量赤铁矿的晶出,形成磁铁矿赤铁矿矿石;硫化物阶段,主要在高中温热液 活动的影响下,形成大量辉钼矿、毒砂、黄铜矿、黄铁矿、辉铋矿、方铅矿和闪锌矿 等,有时伴随少量自然金的析出;碳酸盐阶段,在中低温热液活动的影响下,方解 石、白云石、铁白云石和菱铁矿等碳酸盐和石英、玉髓和蛋白石等二氧化硅大量沉淀, 有时伴随有天青石和重晶石及少量黄铁矿和黄铜矿等硫化物的析出(季绍新等,; 郭宗山,、;崔彬,,;黄华盛等,) 。 夕卡岩型铜矿床的成矿深度一般在 之间,成矿压力在 。平均成矿深度在 左右。 这类矿床的值变化范围比较窄,极差一般不超过 ,呈典型的塔式分布, 显示深部硫源特征,主要为幔源硫,有少量地层围岩硫的加入。根据氢氧同位素分析, 成矿溶液主要来自岩浆水,晚期有一定量的大气水参与。该类铜矿的初始锶值小于 ,说明成矿物质主要来自上地幔,但混有下地壳和上地壳的物质(顾连兴等, ;黄许陈等,;翟裕生等,) 。 三、斑岩型铜矿床 斑岩型铜矿是世界上最重要的铜矿类型之一。世界主要产铜国家如美国、智利、秘 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 鲁、巴拿马、墨西哥和菲律宾等 的铜矿资源来自斑岩铜矿。我国斑岩铜矿 的储量也居各类铜矿之首,据作者()统计,我国 万吨以上斑岩铜矿床共计 处,占总储量的 。除铜外,伴生有益元素、、 、、、等均可 作为副产品回收。 我国斑岩铜矿的分布集中地反映了三大成矿域的特点,即北部成矿域、东部成矿域 和西南部成矿域。北部成矿域包括山西断隆、天山造山系、额尔古纳造山系和内蒙古大 兴安岭造山系等;东部成矿域包括中朝地台、扬子地台、秦岭造山系、华南造山系和台 湾造山系等;西南部成矿域包括三江造山系和冈底斯念青唐古拉造山系等。它们分别属 于古亚洲成矿域、环太平洋成矿域和特提斯成矿域的一部分(宁奇生等,;张洪涛 等,) 。 与成矿有密切关系的斑岩属于钙碱性()到碱钙性和碱性()系列。其中 岩石类型花岗闪长斑岩占 ,二长花岗斑岩占,石英闪长斑岩和花岗斑岩各占 ,石英二长斑岩、花岗闪长岩和闪长岩各占,斜长花岗斑岩、流纹斑岩和斑状 花岗岩各占 。随着斑岩中 含量和 (石英 正长石 钠长石 霞石 白榴石 钾霞石等标准矿物的百分含量之和)的变化,其矿化类型作有规律的变化斑岩钼 矿,( ) ,() ;斑岩钼(铜)矿, 含量变化于 , 含量变化于 ;斑岩铜(钼)矿, 含量变化于 , 含量变化于 ;斑岩铜矿, 含量变化于 , 含量变化 于 ;斑岩铜多金属矿, 含量变化于 , 含量变化于 ;斑岩铜金矿, 含量变化于 , 含量变化于 (杜琦等,,;芮宗瑶等,、,) 。 将我国斑岩铜矿床分布最集中的长江中下游矿带、赣东北矿带、多宝山矿带和玉龙 矿带的斑岩的岩石化学成分投影到 ()图上可以明显地看到玉龙矿带 的斑岩偏花岗岩一侧,碱性长石和石英含量相对较高;而长江中下游矿带、赣东北矿带 和多宝山矿带的斑岩则偏花岗闪长岩和石英二长闪长岩类一侧,碱性长石和石英含量相 对较低。推测它们分别具有两类不同的来源玉龙矿带起源于陆内的弧后拉张盆地环 境,源岩可能与 有关;而长江中下游矿带、赣东北矿带和多宝山矿带起源于 岛弧带环境,源岩可能属于幔源岩。 含矿斑岩的主要矿物组合为钾长石、斜长石、石英、黑云母和角闪石。钾长石通常 代表高侵位条件下的产物,属于低透长石正长石系列,黑云母通常为镁质黑云母,代 表氧逸度很高的水饱和条件下的产物。 含矿斑岩具有特征性很强的副矿物组合,它们为磁铁矿 磷灰石 榍石 金红石 锆石。磁铁矿和其他暗色矿物都是铜的重要载体。磷灰石富含氟、羟基、钇、镧和钕 等。 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 含铜斑岩的锶同位素值表明,斑岩岩浆起源于玄武岩源区。如铜厂花岗闪长斑岩的 初始锶值变化于 ,多宝山花岗闪长斑岩的初始锶值变化于 ,玉龙二长花岗斑岩的初始锶值为 。马鸿文 ()认为,玉龙二长花岗斑岩 来自幔源物质,来自下部地壳物质。 含铜斑岩的硫同位素值非常接近陨石硫,如玉龙硫化物(件)的值变化于 ,德兴硫化物( 件)的值变化于 ,多宝山 硫化物(件)的值变化于 。由此可见,含铜斑岩的硫起源于上 地幔,在成矿过程中受到少量的混染(马德有,;朱训等,;冶金工业部地质 研究所,;芮宗瑶等,) 。 含铜斑岩的氢氧同位素研究表明,成矿的早期阶段岩浆水主宰了发展进程,成矿的 中期阶段为岩浆水与天水混合过程,而到成矿的晚期阶段加热的天水主导了发展进程。 含矿斑岩体的特点为小而复式,多次侵位,与深部岩浆房保持长期联系。据对我国 含矿斑岩体统计表明,出露面积小于 的占 。在深部岩浆房中的岩浆经过一段 时间凝结,析出 斑晶,演化成为过渡性岩浆( ) ,同时分离 出独立流体相,增大了自身的内压力,上升到高位处,形成小斑岩体。因此含矿斑岩体 往往具有与深部大岩体相连通的小岩株的特征(芮宗瑶等,,、、;周作 侠,) 。 成矿斑岩体从岩浆侵位到热液活动持续了相当长的时间,如玉龙矿带从 到 ,德兴矿田到,乌奴格吐山矿床从到,多宝山矿田从 到(唐仁鲤等,;朱训等,;王之田等,;杜琦,, ) 。 斑岩铜(钼)矿体主要分布于斑岩体顶部和接触带。通常随着斑岩体侵位深度的不 同而矿体在斑岩体内部与围岩中分配比例大有差别。侵位浅者,如马拉松多斑岩体侵位 深度大约 ,几乎全部矿体均产于斑岩体中;玉龙代表中等侵位深度,大约 深,矿体产于斑岩体中,矿体产于围岩中;铜厂和富家坞代表中深侵位, 大约 深,矿体产于斑岩体内,矿体产于围岩中(李秉伦等,;李荫清 等,) 。 矿化在空间上具有明显的分带性矿化形式由下而上为浸染状细脉浸染状大脉 状;矿石矿物共生组合由下而上为钾硅酸盐硬石膏硫化物组合石英绢云母硫化 物组合绿泥石碳酸盐硫化物组合;成矿金属组分由下而上为 (、、) (、 )、( )、、。 斑岩铜矿石矿物组成特点为主要金属矿物简单,如黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿;次 要和少量金属矿物颇为复杂,如德兴矿石中次要和少量矿物多达 种(任启江等, ;孙海田,;李荫清等,,陈殿芬等,;杜琦,;芮宗瑶等, ) 。 第三篇我国典型金属矿床找矿新方法新技术与成矿规律预测及评价 斑岩铜矿的蚀变为岩浆水与天水混合产物。早期以钾硅酸盐蚀变为主,以黑云母化 和钾长石化为代表;中期以石英绢云母化和石英绿泥石化为代表,总的以含水片状 矿物为主体;晚期以中度深度泥化和碳酸盐化为主。蚀变分带综合起来由内而外划分 为钾硅酸盐蚀变带绢英岩带泥英岩化带青磐岩化带(季克俭等,;郝正 平,;傅斌等,) 。 四、海相火山岩型铜矿床 海相火山岩型铜矿床是铜的重要工业类型之一,是指与海底火山作用有一定生成联 系的含大量黄铁矿和一定数量的铜、铅、锌等块状硫化物矿床。它有时被称之为黄铁矿 型铜矿床或块状硫化物矿床。据统计(芮宗瑶等,)我国 万吨以上的海相火山岩 型铜矿床共计 处,占总储量的 。该类矿床的平均品位集中于 之间,其中个别矿床达 ,达到 的矿床常见。除铜外,伴生组分铅、 锌、金、银、锡、铅、镍、硒、碲等可供综合利用。 通过近年来的研究,人们越来越认识到这类矿床是伴随着海底火山活动,热水回灌 萃取海底岩石中的有用金属,再沿火山管道或同生断裂流到海底,沉积在一定的层位中 形成的层状、似层状和透镜状矿体。这类矿石由于是由热水沉积形成的,因此通常矿石 构造呈块状和层纹状,硫化物常常达到左右。 通常,该类矿床由两套成矿系统构成一种内同生成矿系统,是指海底层状和似层 状矿化;另一种内后生成矿系统,系指产于通道中的穿切层理的浸染状矿化。 我国幅员辽阔,海底火山活动贯穿整个地质历史。太古宙海相火山岩型铜矿床发育 于华北地台内部的绿岩带中;元古宙海相火山岩型铜矿床发育于华北地台、扬子地台和 塔里木地台的周边活动带;古生代和中生代海相火山岩型铜矿床发育于各时代的优地槽 造山带。根据我国海相火山岩类型差异,将该类矿床划分 个亚类 (一)与绿岩有关的海相火山岩型铜矿床 该类铜矿床产于绿岩、花岗质岩和变质沉积岩三位一体结构的绿岩带,它们是太古 宙至古元古代海相火山岩(超镁铁质岩、贫钾拉斑玄武岩、双峰式钙碱性玄武岩流纹 岩等)和海相海陆相交互陆源碎屑沉积岩后经区域变质花岗岩化而形成的。其中海 相火山岩变质而成绿岩,绿岩体呈不连续的,平面上呈孤舟状分布于花岗质岩中,构成 花岗岩绿岩带。绿岩发育于我国阴山、秦岭大别山和康滇等。 红透山锌铜矿床为我国绿岩型铜矿床的典型代表。恢复红透山绿岩段的海相火山岩 剖面,从下往上分别为玄武质、安山质和流纹质火山岩,锌铜矿体呈层状、似层状和透 镜状赋存于流纹岩层内,上部为条带状磁铁石英岩覆盖。有 的斜长角闪岩 侵位于红透山段,故铜矿石和变质围岩的多组同位素年龄值为 ,容矿围岩 第二章铜矿床找矿潜力与成矿规律预测 经受了三期褶皱和一期脆性变形,矿体中心部分以致密块状为主,边部为浸染状,金属 矿物以黄