铁氧化物型铜唱金矿床.pdf

铁氧化物型铜唱金矿床 １ 简 介 铁氧化物型铜唱金矿床是最近才认识的一类构 造控制的后生矿床 。 它们一般形成于古元古代至中 元古代的张性环境中 （Meyer ，１９８８ ；Hauck ，１９９０ ； Hitzman 等 ， １９９２ ； Davidson 和 Large ， １９９８ ； Wil唱 liams ，１９９８）。 此类矿床的大型矿床含矿石量大于 １０ ８ t ，铜品位 ０畅８％ ～ １畅６％ ，金品位 ０畅２５ １０ － ６ ～ ０畅８ １０ － ６ 。 据 Hitzman 等 （１９９２） ，这是含有很宽 的一种矿床类型 ，被称作铁氧化物 Cu唱V唱Au唱REE 矿床 ，包括瑞典基鲁纳 （Kiruna） 巨型含磷铁矿 ， 中国内蒙古的白云鄂博稀土唱铁矿床 。 这种矿床的典型例子是奥林匹克坝 （Olympic Dam） 矿床 ，矿石储量约 ２ １０ ９ t ，铜品位 １畅６％ ， 金品位０畅６ １０ － ６ ，它产于澳大利亚南部Stuart Shelf （Oreskes 和 Einaudi ，１９９０）。 其他世界级矿床的例 子 昆士兰 Cloncurry 地区的 Ernest Henry 矿床 ，矿 石储量１畅６７ 亿 t ，铜品位１畅１％ ，金品位 ０畅５ １０ － ６ （Williams ，１９９８）。 尚未详细论证但可能属于此类 矿床的矿床还有 Salobo 矿床 ，矿石储量大约 １ １０ ９ t ，铜品位 ０畅８５％ ，金品位 ０畅４ １０ － ６ ；Alemao 的 Igarape Bahia桙Alemao 矿床 ，矿石储量 １４０ １０ ６ t ， 铜品位 １畅５％ ，金品位 ０畅８ １０ － ６ ；巴西卡拉加斯 地 区 的 其 他 一 些 矿 床 （Huhn 和 Nasciemento ， １９９８） ，尽管有人对这些矿床有不同看法 （如 Lin唱 demayer ，１９９８）。 智利安第斯的 Candelaria 矿床 （矿 石量 ３２６ １０ ６ t ， 铜品位 １畅０６％ ，金品位 ０畅２６ １０ － ６ ） 很可能属此类型 ，但它具有一些非常规的特 征 ，如大量铁硫化物出现 ，缺乏特征性的微量元素 富集 ，以及典型夕卡岩矿物组合 （Ryan 等 ，１９９５）。 在美国密苏里州东南部 ，加拿大育空地区 Wernecke 山脉 ， 还产有稍小一些的矿床（Hitzman等 ， １９９２） 。 ２ 矿床特征 依据 Hitzman 等 （１９９２） 所述的该类矿床主要 特征 ，结合各成矿省的具体研究资料 ，以及对巴西 卡拉加斯的研究经历 （表 １） ，归纳其特征 １） 高 储量 ，低品位 ；２） 主要矿物为氧化铁 、 磁铁矿和 赤铁矿 ；３） 低硫铜矿物中的硫化物含量低 ；４） SiO２含量低 ；５） 特征性的金属共生组合为 Fe唱Cu唱 Au唱REE ，常具 Ag ，As ，Co ， Fe （原文稿误为 F ， 译者注） ，Mo ，Nb ，Ni ，P 和桙或 U 等异常 ；６） Cu桙 （Cu ＋ Zn＋ Pb） 值高 。 表 1 铁氧化物型铜唱金矿床的主要特征 年龄范围桙Ga１种畅８ ～ ０棗畅１（大多数为 １媼畅８ ～ １L畅４） 典型成矿省 （典型矿床） 澳大利亚南部 Stuart Shelf（奥林匹克坝） ； 昆士兰 Cloncurry 地区（Ernest Henry） ； 巴西卡拉加斯地区（Salobo ， Igarape Bahia） ； 智利 Atacama 省（Candelaria） 构造类型大多数为脆性 脆唱韧性构造 ， 构造控制因素多变 成矿样式不同方向的 、通常较陡的角砾岩 ， 不整合脉体或整合交代式矿体 赋矿岩石变化不一 ， 从太古宙的片麻岩 、 绿岩变化到同期的花岗岩 、 火山岩或沉积岩 金属元素组合Fe唱Cu唱Au（Ag ， As ， Co ， Fe ， Mo ， Nb ， Ni ， P ， REE ， U） 金成色未报道 ， 但主要是自然金和银金矿 近矿蚀变 蚀变强烈而随深度变化 ， 随深度变浅 ， 蚀变顺序为 Na唱Ca 长石 → 钾长石 → 绢云母和铁橄榄石 → 铁闪石 → 阳起石 → 碳酸 盐 ， 石英较少 ， 尤其是在深部 P唱T 条件变化不一 ， 铜唱金矿床多为 ２００�～ ４００ ℃ ， 铁硅酸盐和磁铁矿高达 ６００ ℃ 成矿流体高盐度 、酸性 、 被氧化的流体 同位素（水）δ１８ O ＝ ６ ‰ ～ １０ ‰ 热 源可能是岩浆（碱性的 ）侵入体 ， 奥林匹克坝矿床和非造山岩浆作用同时 其他特征可过渡为基鲁纳式大型含磷铁矿和白云鄂博式稀土唱铁矿 ， 可能与 Serra Pelada 和 Jacutinga 型等金唱钯矿床有关 在区域规模上 ，矿床分布在地壳规模的断裂 、 剪切带 、 线性构造带或其附近 ，这些构造带都是据 遥感技术及地质物理信息而判定的 。 在矿床规模 上 ，也存在构造控制 ，它们常沿着低序断层或剪切 构造分布 ，或分布于其间 ；或沿着岩石地层的接触 带产出 ；甚或沿着花岗岩与表壳岩的接触带或其附 近产出 。 从形态学上讲 ，它们可呈典型的筒状形 态 ，如奥林匹克坝 ；可呈环形岩墙 ，如卡拉加斯的 １ 铁 氧 化 物 型 铜 唱 金 矿 床 Igarape Bahia桙Alemao 和 Sossego 矿床 ；有时为不规则 状 ，如 Ernest Henry ；或具有席状形态 ，如Candelar唱 ia。 绝大多数大型矿床 ，至少单个矿床的一部分 ， 存在于角砾岩中 ，但也可能被再活化的或多孔状的 岩石所取代 。 在角砾岩为主的矿体中 ，常见碎块或 角砾岩筒边缘被交代的现象 。 与其他类型热液矿床 不同的是 ，矿石一般不含或含较少的石英 ，而硅酸 盐矿物被磁铁矿取代 ，这些都表明 SiO２被溶解而 不是沉淀 。 矿床赋存于许多种岩石中 ，有同期非造山花岗 岩 ，如奥林匹克坝 ；有较古老的由火山岩或变质沉 积岩组成的变质地体 ，如 Ernest Henry 和 Candelar唱 ia ；还有非常老的片麻岩 、 花岗岩或变质火山岩地 体 ，如卡拉加斯的太古宙含矿岩石 。 ３ 垂直分带 有迹象表明 随深度不同 ，蚀变矿物发生显著 变化 。 尽管有特例 ，但矿床的形成深度为地表以下 １ ～ ６ km （Hitzman 等 ，１９９２）。 随深度增加 ， 总体 趋势是由以赤铁矿为主 （奥林匹克坝） 到以磁铁矿 为主 （Ernest Henry 矿床和卡拉加斯地区的矿床） ； 相应的富铁矿物的变化 碳酸盐 → 阳起石 → 铁闪石 和铁 镁 橄 榄 石 ， 如 Salabo （图 １ ， Lindemayer ， １９９８）。 同时 ，随深度变化还出现硅酸盐矿物的规 律改变 绢云母 → 钾长石 → 钠钙长石 （Hitzman 等 ， １９９２）。 在地壳的较浅层次 ，石英含量可能较高 。 此外 ，Groves （１９９３） 连续模型中某些造山型金矿 所记录的基本现象 ，内华达 Yerrington 等某些斑岩 铜矿系统的基本变化 （Dilles 和 Einaudi ，１９９２） ，在 该类矿床的深度变化中也显现出来 。 但与斑岩系统 不同 ，这类矿床不是定位于一个可见的母岩侵入体 内或其附近 。 尽管有报道称 Candelaria 矿床 （Ryan 等 ，１９９５） 和奥林匹克坝矿床的局部 （Reeve 等 ， １９９０） 随深度增加而 Au桙Cu 减小 ，但关于此类矿床 的金属因素比值的信息仍然很少 。 图 1 世界级铁氧化物型铜唱金矿床的深度唱空间组合唱蚀变样式唱Fe 矿物学特征综合图 A 剖面图 ； B 表示横剖面上地壳尺度断层和矿体出露区之下碱性岩浆体之间的关系 。 在某些方面 ， 这个方案类似于造山型金矿地壳连续 模 式（如Groves ， １９９３）和斑岩铜矿体系的古深度分带 ， 尽管这３种金矿类型的地球动力学背景不同 。主蚀变和Fe矿物学已经得到共识 ， 因为单个矿床是分带的 ， 且常有蚀变的叠加 南非 Phalabowra 铁唱磷唱铜矿床的年龄约为 ２畅０ Ga ，与铁氧化物型金唱铜矿床有许多相似之处 。 它 富磁铁矿 ，含黄铜矿唱斑铜矿唱辉铜矿等贫硫铜矿 物 ，P 和 REE 含量高 ，但它产于一个碱性岩浆杂岩 体内 。 由于浅层矿床显示了基底岩石圈构造诱发的 深源富挥发分的岩浆唱流体系统的末梢特征 ，因此 ， 这些矿床总体上可代表最接近碱性岩浆源的矿床 。 这类矿床是典型的多阶段成矿 。 高温阶段以铁 氧化物 、 钙硅酸盐和桙或富铁硅酸盐为特征 ，接着 是较低温的 ，以黄铜矿 、 斑铜矿和辉铜矿为主要矿 ２２００６ 年 黄金地质专题信息编辑之七 物的铜硫化物阶段和金矿化 ；然后是再一次的铁氧 化物阶段 （Oreskes 和 Einaudi ，１９９０）。 Candelaria 等 其他矿床呈现了更复杂的叠加关系 。 ４ 热液流体和金属元素的来源 大量矿床的流体包裹体 、 矿物稳定性和其他热 力学资料表明 ，矿化由性质多变但总体高盐度 、 低 pH值的氧化性热液流体所致 。 温度从早期在地壳 深部形成磁铁矿及相关铁硅酸盐的 ６００ ℃ 变化到 Cu唱Au 矿化时的 ２００ ～ ４００ ℃（据 Hitzman 等 ，１９９２ ； Davidson 和 Large ，１９９８）。 有限的 C 和 O 同位素资 料说明矿床与深部岩浆流体或变质流体有关 ，至少 矿化早期如此 （Hitzman 等 ，１９９２） ，只是晚阶段有 一些大气降水加入 （Gow 等 ，１９９４）。 卡拉加斯地 区 Serra Pelada 金唱钯矿床是个贫硫化物而富赤铁矿 的矿床 ，位于同一岩石构造和成矿省的其他几个铁 氧化物型铜唱金矿床也具有类似特征 ，很可能形成 于相似盐度的酸性氧化热液流体 ，因此成因上可归 属于铁氧化物型金唱铜矿床 。 ５ 成因模式 关于成矿流体的最终来源问题 ，争论很激烈 。 大多数作者反对最初用来解释基鲁纳富磷铁矿的岩 浆分异模型 （Philpotts ，１９６７） ，而主张热液成因 。 部分作者研究显示成矿流体主要来自特定的岩浆 。 在岩 浆 论 者 中 ， 碱 性 岩 浆 （如 Meyer ， １９８８ ； Hauck ，１９９０） 和特殊花岗岩类建造 （如 Wyborn ， １９８８） 都已被作为流体和金属元素的来源 。 另一种 观点是 ，成矿流体来自伸展背景下常见的同生盆地 卤水 ，卤水可能来自早期蒸发岩建造 （Barton 和 Johnson ，１９９６）。 由于矿床与火成岩体没有明显的空间关系 ，因 此 ，即使这些矿床确属岩浆热液形成 ，也必定远离 岩浆母岩 ，但 Phalabowra 除外 。 这与斑岩型铜唱金矿 床等矿床类型显著不同 ，后者近邻岩浆源 。 然而 ， 大量证据表明该类矿床与岩浆岩有成因联系 ，尤其 是与碱性岩浆关系密切 １） 成矿温度高 （６００ ℃ ） ，至少早期成矿流体具有岩浆桙变质流体的同位 素特征 ；２） 成矿流体盐度高 ，属于岩浆流体的特 征 ，而非低盐度的变质流体 ； ３） 最早为 Meyer （１９８８） 所识别的相容及不相容成矿金属元素共生 的特征 ，与碱性岩相似 ；４） 成矿角砾岩体的筒状 至环状岩墙形态与爆发的碱性侵入体相似 ，如奥林 匹克坝的横剖面与西澳金伯利地区 Argyle 富金刚石 的钾镁煌斑岩筒相似 （Reeve 等 ，１９９０ ； Drew 和 Cowan ，１９９４） ， Igarape Bahia桙Alemao 杂岩体的几何 外形与 Phalabowra 成矿碱性杂岩体相似 （Verwoerd ， １９８６） ；５） 产于 Phalabowra 碳酸岩中的磁铁矿唱黄铜 矿唱斑铜矿 辉铜矿唱磷灰石矿床与铁氧化物型铜唱金 矿床具有广泛的相似性 ；６） 奥林匹克坝矿床与非 造山岩浆作用具有广泛的时间一致性 （Johnson 和 Cross ，１９９５） ；７） Phalabowra 和奥林匹克坝矿床的 Nd 同位素具有亏损地幔型特征 ，奥林匹克坝角砾 岩型矿体中出现含高铬铬铁矿的蚀变煌斑岩岩墙 ， 以及相应的磁 、 重异常 ，都与深部存在碱性镁铁质 岩石相印证 （Campbell 等 ，１９９８） ；８） 矿床 ，至少 是元古宙矿床 ，定位于太古宙厚地幔岩石圈向后太 古宙薄地幔岩石圈的转变地带 ，伸展构造优先发生 在此类岩石圈边界 ，导致地幔岩石圈交代域的减压 熔融 ，进而引起以富集相容和不相容元素为特征的 碱性岩浆作用 。 作为一个必然的结论 蒸发模式不能解释卡拉 加斯矿床带的成因 ，因为它们赋存于太古宙片麻岩 和花岗唱绿岩地体中 ，而不是伸展盆地中的同生岩 石 。 ６ 地球动力学背景 与大多数含此类矿床的其他地区一样 ，Stuart Shelf 和卡拉加斯地区元古宙矿床形成伴随于主要 伸展构造事件期间的克拉通内部的岩浆作用 ，即双 峰火山作用和有关的非造山 （A 型） 花岗岩类活动 （如 Hitzman 等 ，１９９２）。 克拉通边缘是重要的成矿 区 奥林匹克坝矿床位于 Torrens 枢纽带附近 ５０ km 内 ，它有效地指示了 Gawler 太古宙克拉通的东边 缘 （Reeve 等 ，１９９０） ；而卡拉加斯矿床带位于仅存 的曾经拉张的太古宙克拉通残留体内 ，即位于地球 上最广泛的非造山地体之一的东边缘 （Santos 等）。 Cloncurry 矿床带 （包括 Ernest Henry） 的构造背景还 不清楚 ，但据 Williams （１９９８） 研究 ，矿床与 I 型 英云闪长岩 、 花岗闪长岩 、 二长花岗岩以及碱性长 石侵入体大致同时形成 （Wyborn ，１９９８） ，而且形 成于 Isan 挤压造山运动的由韧性向脆性变形转变的 过程 ，它们似乎也产在太古宙厚岩石圈与薄岩石圈 的边界附近 ，尽管太古宙岩石跨越了边界 。 Candelaria 等显生宙矿床形成于陆弧或陆弧后 的伸展区 。 因此 ，该大类的不同矿床有不同的构造 背景 ，挤压背景的伸展环境和伸展性的非造山省都 ３ 铁 氧 化 物 型 铜 唱 金 矿 床 有铁氧化物型铜唱金矿床 。 显生宙矿床 （如 Can唱 delaria） 与元古宙铁氧化物型铜唱金矿床并不是十分 类似 ，它们的性质介于铁氧化物型铜唱金矿床和与 碱性岩浆岩有关的斑岩型铜唱金矿床之间 （Muller 和 Groves ，１９９９）。 在如此广大的铁氧化物型铜唱金矿 床大类中 ，不同矿床的特征差异 ，例如金属元素组 合和硫桙金属值等 ，可能与物源岩浆性质有关 。 例 如 ，镁铁质碱性岩浆和碳酸盐岩浆与 Cu唱Au唱REE唱P唱 F唱U 组合类型有关 ，碱性花岗岩类与铜唱金矿床有 关 ，但相对缺乏不相容元素的富集 ；前者可能产生 于非造山伸展背景 ，而后者则产在总体为挤压性造 山带大环境的局部伸展背景下 ，或者与晚期伸展变 形有关 。 然而 ，有金属元素组合发表的详细研究的 矿床实例太少 ，需要进一步补充研究 。 摘自 枟大陆动力学与成矿作用枠 国外铁氧化物铜唱金矿床的特征及其研究现状 张兴春 （中国科学院地球化学研究所 矿床地球化学重点实验室 ，贵州 贵阳 ５５０００２） Hitzman 等于 １９９２ 年提出了铁氧化物 Cu唱U唱Au唱 REE矿床这个概念 ，将澳大利亚的奥林匹克坝矿 床 、 加拿大的韦尔内克 （Wernecke） 山和大熊河 （Great Bear） 矿区 、 瑞典的基鲁纳 （Kiruna） 铁矿 、 美国密苏里 （Missouri） 东南铁矿区和我国白云鄂 博矿床归入了这一松散的类型中 ，其最基本的共同 点是富含有铁氧化物矿物组合 。 Hitzman 认为基鲁 纳型铁矿和铁氧化物型铜唱金矿床是一个连续系列 的 ２ 种端元 ，且它们相互间有成因联系 。 笔者关注 的是铁氧化物型铜唱金矿床 ，它除含大量铁氧化物 和富 Cu ，Au 外 ，还可不同程度地富集 Co ， Ni ， As ，Mo ，W ，U ，REE ，Te 等元素 。 铁氧化物型铜唱金矿床可说是近年来才被认知 的 、 在国外已成为一种重要的铜唱金矿床勘探类型 。 在过去的十多年中 ，已有多个该类铜唱金矿床被发 现或已投入生产 ，如 １９９１ 年发现的澳大利亚欧内 斯特亨利 （Ernest Henry） 矿 ，１９８７ 年发现的智利 坎德拉里亚 （Candelaria） 矿 ，澳大利亚克朗克里 （Cloncurry） 地区的一些铜唱金矿床 ，巴西的 Salobo ， Igarape Bahia桙Alemao ， Sossego 和 Cristalino 矿床等 。 该类矿床具有与斑岩铜唱金矿体系相似的矿石资源 和铜 、 金品位 。 一些国外铁氧化物型铜唱金矿床的 简要特征列于表 １ 。 虽然该类矿床在找矿方面取得了许多成功结 果 ，但目前我们还缺一个综合成因模型来区分有经 济价值的矿床 、 无经济意义的弱铜唱金矿化体及无 铜唱金矿化的铁氧化物体系 。 对这类矿床的一些重 要特征 ，特别是与蚀变和矿化有关流体来源及特定 岩浆所起的作用等方面 ，勘探地质师和研究人员间 存在着根本不同的观点 。 最近 ，这些争论越来越集 中在与这些矿化系统有关的流体是主要源自岩浆还 是受围岩控制 。 Hitzman 和 Pollard 对铁氧化物型铜唱金矿床的主 要特征作了简要概括 。 笔者试图通过对一些有关文 献的调研 ，对国外 （主要是澳大利亚 、 智利和巴西 等地） 的铁氧化物型铜唱金矿床的地质特征和研究 现状作一个简要介绍 ，增进对该类矿床的总体特 征 、 产出的构造背景 、 形成年龄 、 与侵入体的时空 关系 、 与区域性钠 （唱钙） 质蚀变和钾质蚀变的关 系 、 构造和主岩对矿化的控制作用 、 可能的流体和 金属来源 、 该类矿化与其他类型矿化 （特别是斑岩 型铜唱金矿化） 的异同点等的了解 ，并希望能有益 于在我国寻找和研究这类矿床 。 １ 铁氧化物型铜唱金矿床的地质背景和特征 1畅1 总体特征 与斑岩型铜唱金矿床不同 ，铁氧化物型铜唱金矿 床不具备与次火山相侵入杂岩有稳定和紧密的联 系 ，该类矿床可以形成在比典型斑岩铜唱金矿化体 系范围大得多的地壳中 。 １） 矿化作用 ，特别是地壳深部的矿化是受早 期存在的构造而由岩浆结晶和热液形成阶段的构造 所控制 。 ２） 矿床通常具高铁低硫特点 ，铁氧化物 （磁 铁矿和桙或赤铁矿） 在矿石中很普遍 。 ３） 除铜 、 金外 ，矿床中常 （但非一定） 富集 有钴 、 钼 、 铀 、 稀土 、 钡和氟 。 此外 ，绝大多数铁 氧化物型铜唱金矿化区有大量约与矿化年龄相当时 间侵入的镁铁质 中性 长英质侵入岩 ，且有证据 ４２００６ 年 黄金地质专题信息编辑之七 表 1 澳大利亚 （澳洲）、 巴西 、 智利等地的一些铁氧化物型铜唱金矿床的简要特征 矿床和位置矿床规模 、成矿年龄含矿主岩地质金属矿物组分桙组合 、伴生元素 矿化结 构 、 类型 控矿构造 主要资 料来源 奥 林 匹 克 坝 ， 澳洲高 勒克拉通 ２３刎畅２ 亿 t 矿石资源 ， 平均 Cu １}畅３％， U３O８０]畅０４％， Au ０邋畅５ １０ －６ ， Ag ２�畅９ １０ －６ ； 其中 ６ 亿 t 可采矿石 ， 平均 Cu １,畅８％，U３O８０篌畅０５％，Au ０枛畅５ １０ －６ ， Ag ３眄畅６ １０ －６ RoxbyDowns 花 岗 岩体中的含赤铁 矿花岗角砾岩 蚀变 主要绢云母唱赤铁矿和次要绿泥石 、硅 化 、 碳酸盐 、磁铁矿 ； 金属矿物 黄铜矿 、斑 铜矿 、 辉铜矿 、自然铜 、沥青铀矿 、水硅铀 矿 、 钛铀矿 、自然金和自然银 爆 破 角 砾岩 ， 浸 染状 、脉 状 梯列式断 层 网 络 、 可能的拉 张位错带 文献 ［５３い， ５４ ，８２ ， ８５］ Eloise ， 澳 洲 克 朗 克 里地区 ３２０�万 t 可采矿石 ， 平均 Cu ５}畅８％， Au １畅５ １０ －６ ， Ag １９ １０ －６ ， 坑采 ； 黑云母 、角闪石 Ar唱Ar 法 １ ５３６ ～ １ ５１２ Ma １弿畅６７ ～ １w畅６０ Ga 变 长石 砂 岩 、云 母 片岩 、 角闪岩 １ ）钠长石 ； ２）角闪石唱黑云母唱石英 ； ３）绿泥 石唱白云母唱阳起石唱方解石唱磁铁矿唱黄铜矿唱 磁黄铁矿唱黄铁矿 ； 伴生元素为 Co ， Ni ， Zn ， As ， Pb ， Bi 块 状 硫 化 物 交 代 高角度剪 切带 文献 ［３５い， ３６］ 欧 内 斯 特 亨利 ， 澳洲 克 朗 克 里 地区 １吵畅６７ 亿 t 可采矿石 ， 平均 Cu １}畅１％， Au ０畅５４ １０ －６ ， 露采 ； 黑云母 Ar唱Ar 法约 １ ５１０ Ma １弿畅７５ ～ １w畅７３ Ga 变 质中性火山岩 １ ）钠长石唱透辉石唱阳起石唱磁铁矿 ； ２）黑云 母唱贵榴石唱钾长石唱磁铁矿 ； ３）钾长石桙钡冰 长石 ； ４）黑云母唱石英唱磁铁矿唱黄铜矿唱黄铁 矿唱方解石唱重晶石唱荧石 ； ５）方解石唱白云石唱 石英 ； 伴生元素 F ， Mn ， Co ， As ， Mo ， Ba 角砾岩 、 少 量 脉 状 交织倾斜 剪切带 文献 ［６８い， ９０］ Mount Dore ，澳 洲 克 朗 克 里 地区 ２吵６００ 万 t 矿石量 ， 平均 Cu １}畅１％， Ag ５畅５ １０ －６ ， 勘探靶区 ； １ ５５０ ～ １ ５００ Ma １弿畅６７ ～ １w畅６０ Ga 碳 质片岩 １ ）钾长石唱黑云母唱白云母唱石英唱电气石 ； ２） 白云石唱方解石唱磷灰石唱黄铁矿唱黄铜矿 ； 伴 生元素为 B ， F ， P ， Co ， Zn ， Au ， Pb ， U 脉 状 和 角砾状 中等倾斜 断层 文献 ［１１２o］ MountEl唱 liott ，澳 洲 克 朗 克 里 地区 ３３０�万 t 可采矿石 ， 平均 Cu ３}畅６％， Au １畅１９ 沿 大 断 裂 带产出 加拿 大 大 熊 岩 浆带 特 拉１００]５０ 苏代纳８００]０p畅８ 酸性 中性火山 岩和 深 成 岩 （１妹畅８６ ～ １哌畅８７ Ga） 岩浆作用和矿化同 在 １E畅８６ ～ １畅８７ 大 陆 边 缘 环境 中国内蒙古 白云鄂博中部２ 崓） ２篌０００３５ 白云鄂博东部３ 崓） １篌５００３５ 白云鄂博群的灰岩 、白 云岩 、页岩等 （年龄为 １Y畅７ ～ １ 畅８５ Ga ， 或 １鞍畅４ ～ １Y畅５ Ga） １哌畅３５ 或 １眄畅４３ 克 拉 通 内 裂谷 中国内蒙古白云鄂博西部４ 崓） １篌０００３１ 瑞典 北 部 基 鲁 纳地 区 磁 铁 矿 矿床 基鲁纳瓦拉２６０ ０００６０ 鲁萨瓦拉３篌７００６０ 图鲁瓦拉４篌３００６０ 碱性流纹岩 、流纹岩和 流纹安山火山灰流和 熔岩流（１x畅６ ～ １9畅９ Ga） １哌畅８ ～ １牋畅９ 基 鲁 纳 地 区 皮尔 格 贾 尔 磁 铁桙赤铁矿和赤 铁矿矿床 拉普马尔曼１０ ０００４０ 诺库图斯瓦拉８００]４２ 亨 里７００]４５ 雷克托恩１篌１００３３ 侯基瓦拉８００]５０ 中性火山岩 长英质火山岩 基鲁纳东南 ３５ km 的斯瓦帕瓦 拉地区 格鲁夫贝格特７篌４００５５ 列维尼米３０ ０００６０ 默太南１６ ５００３４ 派尼洛瓦３篌６００３０ 阿尔塔瓦拉３篌５００２６ 中性火山岩 长英火山岩 基鲁纳西南 ２０ km 的 斯 图 拉 、 特克地区 埃克斯特龙贝３篌７００５５ 格 特３００]５７ 特多里卡 任哈根 ５００]４０ 哈雷周雷１００]３０ 斯特基姆约克６篌５００３６ 特贾洛贾卡６篌８００４５ 加利瓦雷地区１８6个矿床９３ ０００５５ 瑞典 中 部 贝 格 斯拉根地区 格兰格斯堡矿床等４０ ０００５５ 埃德克贝格特１篌０００６２ 变 火 山 岩唱变 沉 积 岩 （流纹唱安 山岩流 和火 山碎屑沉积岩） 美国 密 苏 里 东 南圣 弗 朗 索 斯 山出露区 铁 山３篌０００３０ ～ ３８ 皮洛特唱诺布 （地表） ２００]５０ 皮洛特唱诺布 （地下） ２篌２００５０ 碱性流纹岩和同源花 岗岩 （火山岩 U唱Pb 年 龄为 １ 畅４ ～ １乙畅５ Ga） 矿化大约出现于 １1畅４ 中 元 古 大 陆裂谷 （或 原 始 裂 谷 构造环境） 北部地下区普西山１３ ６００５６长英质火山岩 北部地下区 保尔邦２０ ０００４０ 博斯比斯比５s０００ ～ ８ ０００２０ １） w （Au） ＝ ０畅６ １０ －６ ； w （Ag） ＝ ３畅５ １０ －６ ；２） w （REE） ＝ ６畅１９％；３） w （REE） ＝ ５畅７１％；４） w （REE） ＝ １％ 就可以分为 ２ 类 。 ① 产于火成岩中的铁氧化物 （Cu唱U唱Au唱REE） 矿床 ， 如加拿大西北地区 、 瑞典 的北部和中部 、 美国密苏里东南部等铁氧化物矿床 是产地硅质唱碱性火山岩和深成岩地体内 。 瑞典的 基鲁纳矿床的围岩是碱性流纹岩 、 粗面岩 、 粗面安 山岩和熔岩流 。 美国密苏里东南部圣弗朗索斯地区 的铁氧化物矿床的围岩主要是碱性流纹岩和同成因 花岗岩 。 ② 产于沉积岩层内的铁氧化物 （Cu唱U唱Au唱 AEE） 矿床 ， 如在澳大利亚北部 、 加拿大育空地 区 、 中国内蒙古的铁氧化物矿床等 ，后者是产在中 ６１２００６ 年 黄金地质专题信息编辑之七 元古界白云鄂博群中 。 白云鄂博群是由变质砂砾 岩 、 变质长石石英砂岩 、 石英岩 、 叠层石白云岩 、 灰岩 、 黑色页岩 、 硅质火山岩等组成 ，厚度巨大 。 ２） 产出的构造环境 ，这类矿床主要位于克拉 通和大陆边缘环境区 ，矿床是产在大陆裂谷或克拉 通内裂谷带 、 大断裂带内 ，许多矿床是沿大构造带 产出 ，大多数矿床延伸方向是平行区域构造方向 。 如美国密苏里东南部圣弗朗索斯山地区的铁氧化物 矿床是产在中元古代大陆裂谷或原始裂谷构造环 境 ，中国内蒙古白云鄂博铁唱稀土矿床是产在古大 陆裂谷中 。 南澳大利亚奥林匹克坝铜唱铀唱金唱银矿床 是产在拉张地堑或裂谷环境中 。 ３） 矿床形成时代 ，已知的许多铁氧化物矿床 ， 尤其是较大规模的矿床都是产在早 中元古代围岩 中 （１ １００ ～ １ ８００ Ma）。 例如南澳大利亚的奥林匹 克坝铜唱铀唱金唱银矿床的围岩为罗斯比多恩斯花岗岩 （U唱Pb 年龄为１畅８５ ～ １畅６ Ga） ，蚀变的罗斯比多恩斯 花岗岩中绢云母的 Rb唱Sr 年龄为 １畅３１ Ga ，认为最 大的矿化年龄为 １畅４ Ga 。 美国密苏里东南地区的铁 氧化物矿床的围岩火成岩的 U唱Pb 年龄为 １畅４ ～ １畅５ Ga ，其矿化时间与火山作用大体是同时的 ，约 １畅４ Ga 。 中国白云鄂博矿床的围岩属中元古代 。 ４） 矿体特征 ，铁氧化物 （Cu唱U唱Au唱REE） 矿床 的矿体形态比较复杂 ，主要有 ３ 种 。 第一种是不整 合矿体和角砾岩矿体 ，受构造控制特别明显 。 如加 拿大育空地区维克多山的角砾岩矿体呈岩墙状或岩 盆状带 ；澳大利亚的奥林匹克坝矿床是由许多陡倾 斜角砾岩矿体组成 ，这些角砾岩矿体是延伸状和岩 墙状 。 第二种是整合矿体 ， 产在层状火山岩和 （或） 沉积岩中的许多铁氧化物矿床 ，其矿体呈层 状或枕状 ，与围岩呈整合状 。 最明显的实例是基鲁 纳瓦拉矿体 ，长 ４ km ，厚 ９０ m ，向下延伸至少 １畅５ km 。 第三种是块状和脉状矿体 ，这种不规则的矿 体 ，在加拿大大熊岩浆带的铁氧化物矿床中很常 见 ，在瑞典北部板状整合矿体下也很发育 。 ５） 元素组合特征 ， 含元素组合 Fe唱Cu唱U唱Au唱 REE 是该类矿床的鉴别特征之一 。 每一个矿床都含 有Cu ，U ，Au 和 （或） REE （特别是 LREE） ，也富 含有 F ，Ba 和 P 。 所有这类矿床都含有丰富的铁氧 化物 ， 主要是磁铁矿和 （或） 赤铁矿 ，钛含量较 低 。 碳酸盐 、 钡 、 磷或氟矿物也常见和很丰富 。 这 类矿床含有异常高 REE 和具有经济意义的 REE 富 集 ，REE 元素是含在磷灰石中 ，或呈 REE 矿物相 出现 。 ６） 蚀变特征 ，这类矿床的围岩都发生了强烈 蚀变 。 蚀变矿物取决于矿床围岩岩性和形成深度 。 但蚀变的总方向是在深部为钠质蚀变 ，中部和浅部 是钾质蚀变 ，在很浅部位为绢云母蚀变和硅化 ，此 外 ，在围岩的局部地方有强烈的铁交代 。 瑞典基鲁 纳地区的矿床就显示了这种蚀变特征 ，即从较深部 的钠质蚀变 （富钠长石） 到中部的钾质蚀变 （钾长 石＋ 绢云母） ，到该系统的最上部部位为硅质蚀变 （绢云母 ＋ 石英）。 其主要的蚀变矿物组合是磁铁矿 唱钠长石唱阳起石唱磷灰石 。 在大熊岩浆带的埃索湾 卡姆塞尔河区铁氧化物矿床的蚀变主要是钠质的 ， 蚀变矿物组合是钠长石唱磁铁矿唱磷灰石唱阳起石唱绿 泥石 。 推测其形成的古深度为 ２ ～ ３ km 。 中国白云 鄂博矿床的蚀变矿物组合显示出钾质和钠质的 ，在 层状矿体上的蚀变组合为钾长石唱黑云母唱磁铁矿唱萤 石唱REE 矿物唱赤铁矿 ，在层状矿体之下的蚀变矿物 组合为钠长石唱磁铁矿唱钠质角闪石唱辉石 。 西澳大利 亚的奥林匹克坝铜唱金唱铀唱银矿床的蚀变主要是以富 赤铁矿和富绢云母的矿物组合为主 ，局部地方有强 烈的硅化 ，属绢云母蚀变类型 。 与铁氧化物 （Cu唱U唱Au唱REE） 矿床伴生的蚀变 组合具有明显的分带性 。 在火成岩为围岩的矿床 中 ，如瑞典的基鲁纳矿床 、 美国密苏里东南部的该 类矿床等 ，其蚀变分带从下往上 在深部是钠质蚀 变 ，以钠长石唱磁铁矿唱阳起石组合为主 ；中部是钾 质蚀变 ，以钾长石唱绢云母唱磁铁矿唱石英 黑云母 、 阳起石 、 绿泥石组合为主 ；上部是绢云母蚀变 ，以 赤铁矿唱绢云母唱碳酸盐唱绿泥石 石英组合为主 。 在 以沉积岩为围岩的矿床中 ，其蚀变分带是 ，在该系 统深部是钠质蚀变 ，以钠长石唱磁铁矿 、 钠长石唱钠 角闪石组合为特征 。 在泥质岩中 ，其向上和向外变 为钠长石唱绢云母 （唱钠云母） 唱磁铁矿组合 。 钠质蚀 变带往上为钾质蚀变或绢云母蚀变组合 ，或是被钾 质蚀变或绢云母蚀变所包围 。 2畅2 矿床实例 ２畅２畅１ 奥林匹克坝 该矿床位于南澳大利亚的阿 得雷德北北西 ６５０ km 处 ，产在斯图尔特陆架区内 ， 矿床的矿石储量为 ２０ 亿 t ，铜平均品位为 １畅６％ ， U３O８为 ０畅０６％ ，Au 为 ０畅６ １０ － ６ ，Ag 为 ６ １０ － ６ 。 由此计算的储量为铜 ３ ２００ 万 t ， 铀 １２０ t ， 金 １ ２００ t ，银 １２ ０００ t 。 其中品位较高的矿石储量为 ４畅５ 亿吨 ，金属含量分别为 Cu ２畅５％ ，U３O８为 ０畅８ １０ － ３ ，Au 为 ０畅６ １０ － ６ 。 １） 奥林匹克坝铜唱铀唱金唱银矿床与世界其他地 区的铁氧化物矿床 （如瑞典的基鲁纳矿床 、 中国白 云鄂博矿床等） 一样 ，在成因上都与裂谷环境有密 ７１ 铁 氧 化 物 型 铜 唱 金 矿 床 切关系 ，矿床都沿着大构造带产出 。 ２） 矿区的岩层 ，D畅E畅 罗伯茨 （１９８２） 曾把奥 林匹克坝岩层由下往上分为基底花岗岩 、 奥林匹克 坝组 、 格林菲尔德组 。 基底花岗岩主要是一种碱性 花岗岩 。 奥林匹克坝组分 ５ 个岩段 下部花岗岩角 砾岩段 ，主要是含基底花岗岩碎屑的角砾岩 ；黑色 赤铁矿段 ，为非角砾岩化块状赤铁矿层及含黑色晶 质赤铁矿的角砾岩 ；惠南段 ，由复矿碎屑角砾岩和 富花岗岩角砾岩组成 ，是主要矿化岩段 ；布鲁克斯 段 ，为复矿碎屑角砾岩 ；上部花岗岩角砾岩段 ，岩 性与下部花岗岩角砾岩相似 。 格林菲尔德组从下往 上可分 ３ 个岩段 下部硅化岩段 ，由复矿角砾岩组 成 ，已强烈硅化 ；赤铁矿角砾岩段 ，由富赤铁矿角 砾岩组成 ；火山岩段 ，由火山角砾岩和砾岩等组 成 。 矿化主要集中在奥林匹克坝和格林菲尔德组下 段中 。 但经近年的研究结果表明 ，奥林匹克坝矿床 的容矿岩是产在罗斯比多恩斯花岗岩体中的奥林匹 克坝角砾岩杂岩 。 该杂岩由一个大型的裂隙化 ，角 砾岩化和热液蚀变的花岗岩体 、 各种角砾岩 （包括 富花岗岩角砾岩 、 富花岗岩和富赤铁矿角砾岩 、 富 赤铁矿角砾岩 、 贫赤铁矿唱石英角砾岩） 及少量凝 灰岩和沉积岩组成 。 矿体主要产在含赤铁矿角砾岩 中 。 角砾岩和沉积岩显示的组构表明 ，它们是在一 个高部位的次火山环境中形成的 ，具有火山喷气和 岩浆蒸气 （Phreatomagmatic） 活动特征 。 ３） 几 km 长的奥林匹克坝矿床是由许多接合 的陡倾斜的角砾岩体组成 。 角砾岩体呈延长状和岩 墙状 ，走向 NNW ，表明其受 NNW 向断层控制 。 矿 体主要产在含赤铁矿角砾岩中 。 ４） 主要矿物是赤铁矿 、 绢云母 、 绿泥石和残 余石英 。 磁铁矿局部丰富 ，并与黄铁矿 黄铜矿和 黄铁矿密切共生 。 铜硫化物 、 铜唱铁硫化物 、 铀矿 物 、 银和金常紧密共生 。 硫化物和沥青铀矿不与绢 云母和绿泥石紧密共生 。 硫化物矿化是分带的 ，从 辉铜矿 → 斑铜矿 → 黄铜矿 → 黄铁矿 ，含黄铜矿和黄 铁矿矿带常发育在含斑铜矿矿带下面和边缘 ，少数 富金和局部富集自然铜或少量硫化物的矿化带产在 含辉铜矿带上面或附近 。 矿区中有个明显的趋向是 高品位矿石产在奥林匹克坝角砾岩杂岩中部附近 ， 高品位金矿是产在陡倾斜石英唱赤铁矿角砾岩边缘 的富铀唱铜矿带附近 。 但所有成矿的金属都产在赤 铁矿含量高的岩石中 。 沥青铀矿呈很细粒包体产在赤铁矿 、 铜硫化 物 ，铜唱铁硫化物中 ，很少产在磁铁矿和赤铁矿中 。 ５） 矿床中蚀变矿物组合以富含赤铁矿和绢云 母组合为主 ，局部硅化强烈 ，矿化角砾岩中 ，黄铁 矿被黄铜矿交代 ，黄铜矿被斑铜矿唱辉铜矿交代 。 矿体中有 ３ 种明显的矿物组合并依次发育在矿化早 期 、 中期 、 晚期阶段 。 最早期的矿物共生组合 Ⅰ ， 是磁铁矿 赤铁矿 、 绿泥石 、 绢云母 、 菱铁矿 、 黄 铁矿 、 黄铜矿和沥青铀矿 。 在所有产地的矿物组合 Ⅰ若已部分或几乎全部氧化 ， 就过渡为矿物组合 Ⅱ 。 组合 Ⅱ 由赤铁矿 、 绢云母 、 辉铜矿 、 斑铜矿 、 沥青铀矿 、 重晶石 、 萤石和绿泥石组成 ，是矿化作 用中期到晚期的特征 。 组合 Ⅲ 主要由多孔或块状黄 铁矿 、 粒状石英和重晶石组成 ，是矿化作用晚期的 特征 。 矿物组合 Ⅰ ， Ⅱ 和小范围组合 Ⅲ 在时间和空 间上是超覆重叠的 ，而且有明显的垂直分带 ，从较 高部位的矿物组合 Ⅲ 到深部变为矿物组合 Ⅱ 。 在矿 体中 ，矿物的空间分带是从无矿赤铁矿 白云石 绿泥石 菱锶矿 （浅部） → 金 → 沥青铀矿 → 辉铜矿 绿泥石 天青石 碳酸盐 → 斑铜矿 螺硫银矿 天青石