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一、礦床時(shí)空分布及成礦規(guī)律
中國(guó)銅礦床時(shí)空分布及成礦規(guī)律有以下特征:
(一)成礦時(shí)代相對(duì)集中
中國(guó)銅礦成礦時(shí)代雖然從太古宙至第三紀(jì)都有不同程度的分布,但主要集中于中生代,其次是中新元古代和新生代。從探明的大中型礦床的儲(chǔ)量在時(shí)代占有情況來(lái)看,據(jù)王之田(1988)統(tǒng)計(jì)的各時(shí)代銅礦儲(chǔ)量比例:太古宙0.6%,古元古代7.8%,中-新元古代16.5%,早古生代3.5%,晚古生代6.2%,中生代49.8%,新生代15.3%。
從各期的地殼運(yùn)動(dòng)來(lái)看,自寒武紀(jì)以來(lái),歷經(jīng)加里東、海西、印支、燕山和喜馬拉雅各期的地殼運(yùn)動(dòng),每期雖然都有相應(yīng)的銅礦成礦作用,并形成礦床,但以燕山期生成的礦床最多。據(jù)郭文魁主編的1∶400萬(wàn)中國(guó)內(nèi)生金屬成礦圖說(shuō)明書(1987)統(tǒng)計(jì)了115個(gè)銅礦的床(點(diǎn))在各成礦期的比例,其中燕山期占46%??梢娿~礦床的形成在整個(gè)地史成礦期中,燕山期成礦作用具有特殊的重要意義。
(二)成礦空間分布相對(duì)集中
從成礦環(huán)境來(lái)看,中國(guó)地處歐亞板塊的東南部,東與太平洋板塊相連,南與印度板塊相接。地層發(fā)育較齊全,沉積類型多樣,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,巖漿活動(dòng)頻繁,變質(zhì)作用也較強(qiáng)烈。這種復(fù)雜多樣的地質(zhì)環(huán)境,形成了多種銅礦類型,主要分布在贛東北、長(zhǎng)江中下游、祁連山及鄰區(qū)、中條山、西昌-滇中、三江地區(qū)以及黑龍江嫩江和內(nèi)蒙古東部地區(qū)等。在這些成礦區(qū)帶已探明的銅儲(chǔ)量占全國(guó)銅總儲(chǔ)量的80%以上。
(三)主要銅礦類型的成礦環(huán)境
從板塊構(gòu)造成礦環(huán)境來(lái)看,據(jù)王之田等人研究認(rèn)為,斑巖型銅礦產(chǎn)于會(huì)聚板塊邊界,包括大陸邊緣(含活動(dòng)陸內(nèi)古板邊)和島弧環(huán)境擠壓弧系里,都與發(fā)生大幅度相對(duì)運(yùn)動(dòng)正負(fù)構(gòu)造單元之間的區(qū)域性深大斷裂有關(guān);夕卡巖型銅礦與斑巖型銅礦成礦環(huán)境基本類似,但成礦圍巖有所不同;海相火山巖塊狀硫化物型銅多金屬礦在離散板塊邊緣和會(huì)聚板塊邊緣以及島弧環(huán)境等均有產(chǎn)出,主要為大陸邊緣斜坡已跨上洋殼部位的優(yōu)地槽,或經(jīng)洋殼俯沖送到海溝地帶的原來(lái)生成在洋中脊的蛇綠巖套環(huán)境;海相沉積巖塊狀硫化物型銅礦,產(chǎn)于大陸殼海西-印支期海相斷裂拗陷帶環(huán)境,并受中生代巖漿巖的活化改造富集;海相沉積(變質(zhì))巖型銅礦,產(chǎn)于穩(wěn)定大陸邊緣裂谷或類似張裂構(gòu)造的早期階段,屬冒地槽環(huán)境;鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖型銅鎳礦,產(chǎn)于大陸邊緣和增生褶皺帶邊緣深大斷裂環(huán)境。此外,陸相火山巖型銅(金)礦,產(chǎn)于活動(dòng)大陸邊緣火山帶環(huán)境。
(四)中國(guó)銅礦成礦演化與中國(guó)地殼性質(zhì)和大地構(gòu)造發(fā)展有關(guān)
中國(guó)陸殼是在幾個(gè)古板塊基礎(chǔ)上增生起來(lái)的,以古老的陸塊為核心,以不同時(shí)代增生褶皺帶為邊緣,向外逐漸增生和發(fā)展,而導(dǎo)致了火山-深成巖漿巖類、沉積巖系及有關(guān)類型大中型銅礦在空間上向板塊邊緣推移,在時(shí)間上越來(lái)越新。因此,中國(guó)大中型銅礦多出現(xiàn)在地臺(tái)邊緣、增生褶皺帶邊緣和陸內(nèi)斷裂拗陷帶邊緣(王之田等,1994)。由于中國(guó)地殼運(yùn)動(dòng)具有多旋回演化特點(diǎn),沉積類型多樣,構(gòu)造-巖漿活動(dòng)頻繁,礦床形成后又經(jīng)后期改造或變質(zhì)作用,出現(xiàn)繼承、疊加、共存等現(xiàn)象。因而在一個(gè)成礦集中區(qū)里形成一些多因復(fù)成礦床或共生礦床,并伴生多種組分,導(dǎo)致中國(guó)銅礦單一礦床少,共生礦床多。
(五)中國(guó)銅礦兩大成礦系列
中國(guó)大型、超大型銅礦基本上可劃分為兩大成礦系列(裴榮富,1990):一是與構(gòu)造-巖漿侵入作用有關(guān)的銅鎳硫化物礦床→夕卡巖型鐵-銅(金)礦床→斑巖型銅(鉬、金)礦床→脈狀銅礦床。二是與火山噴發(fā)-沉積作用有關(guān)的火山巖型塊狀硫化物銅-鋅礦床、銅-金礦床→沉積巖容礦銅(鉛鋅)礦床。
(六)小巖體成大礦
中國(guó)銅礦,與巖漿巖有關(guān)的斑巖型銅(鉬)礦、夕卡巖型銅礦以及鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖型銅鎳礦,基本上是與小巖體成礦有關(guān)。斑巖型銅礦的成礦斑巖體主要以多期次高侵位的復(fù)式小斑巖體為主,巖體出露面積<0.5km2的占32.5%,0.5~1km2的占25%,1~5km2的占20%,5~10km2的占15%,>10km2的僅占7.5%(芮宗瑤等,1993)。如超大型銅礦德興礦田的銅廠、朱砂紅、富家塢三個(gè)礦床的斑巖體地表出露面積分別為0.7km2、0.06km2、0.16km2;內(nèi)蒙古烏奴格吐山大型銅(鉬)礦床的斑巖體出露面積0.5km2。一些大中型夕卡巖銅礦床也是小巖體成礦,如安徽銅官山礦床的巖體出露面積1.5km2,湖北封山洞礦床的巖體出露面積0.72km2,江西武山礦床的巖體出露面積0.6km2,云南個(gè)舊卡房新山銅錫礦床的巖體出露面積0.32km2。銅鎳硫化物礦床的成礦巖體也很小。據(jù)湯中立統(tǒng)計(jì)中國(guó)銅鎳硫化物礦床的成礦巖體一般都在0.1km2以下,只有三個(gè)成礦巖體的出露面積達(dá)到1km2(甘肅金川礦床、吉林赤柏松礦床、廣西大坡嶺礦床),而且小巖體含礦率又高,如金川礦床的巖體含礦率為47%,新疆喀拉通克一號(hào)巖體含礦率60%,吉林紅旗嶺巖體含礦率96%。這些特點(diǎn)與國(guó)外同類或類似的礦床顯著不同。
二、礦床類型
(一)銅礦床分類
礦床是指由地質(zhì)作用形成的,有開采利用價(jià)值的有用礦物聚集體。地質(zhì)礦業(yè)工作者為了研究礦床的成因和開發(fā)利用則進(jìn)行礦床分類。中國(guó)銅礦床分類有文獻(xiàn)記載的最早是丁文江(1917)將我國(guó)銅礦床劃分為五種類型,其中將斑巖銅礦歸入浸染型銅礦,并提出山西中條山銅礦產(chǎn)于“前寒武紀(jì)結(jié)晶巖中”,屬“低品位浸染狀礦石”。其后,朱熙人(1935)也討論過(guò)我國(guó)銅礦類型和分布,并提出長(zhǎng)江中下游和云南為我國(guó)銅礦有希望的產(chǎn)地。新中國(guó)成立后,對(duì)銅礦床的分類做了進(jìn)一步地研究。1953年,孟憲民、宋叔和等研究了我國(guó)銅礦的成礦地質(zhì)條件、分布情況,提出普查勘探方向,并按工業(yè)類型將我國(guó)銅礦床分成斑巖銅礦型、黃鐵礦型、層狀交代礦床、接觸交代礦床、多金屬含銅礦床、石英含銅礦脈、銅鎳礦床、含銅砂頁(yè)巖、自然銅礦型、鈦釩礦脈、銅鈷礦層等類型。1957年,謝家榮對(duì)中國(guó)銅礦床進(jìn)行成因分類,劃分為巖漿礦床、表生礦床、變質(zhì)礦床等三大類,進(jìn)而又分6類22式。1959年,郭文魁對(duì)我國(guó)銅礦工業(yè)類型及分布規(guī)律進(jìn)行研究,并按各類型占有儲(chǔ)量排列,提出中國(guó)銅礦工業(yè)類型劃分為八大類:層狀銅礦(東川式)、細(xì)脈浸染型銅礦、接觸交代夕卡巖型銅礦、黃鐵礦型銅礦、脈狀及復(fù)脈帶銅礦、銅鎳礦床、含銅砂頁(yè)巖、安山玄武巖中之銅礦等,八大類中又按礦石建造、金屬組合、礦體形狀及產(chǎn)狀和礦化時(shí)代等又進(jìn)一步劃分若干亞類。
70年代以來(lái),銅礦床的分類從單純以產(chǎn)狀、成因及工業(yè)類型劃分,轉(zhuǎn)向結(jié)合礦石商品價(jià)值、成巖成礦作用等綜合研究進(jìn)行銅礦床分類。其中有代表性的,郭文魁于1976年將我國(guó)銅礦床分為六大類:①與海相火山作用有關(guān)的銅礦床,進(jìn)一步分為塊狀硫化物型銅礦(含銅黃鐵礦型銅礦)及條帶狀浸染狀銅礦兩個(gè)亞類;②與基性-超基性巖體有關(guān)的銅鎳硫化物礦床;③與中酸性火山-深成雜巖或淺成侵入巖有關(guān)的斑巖銅礦;④與中酸性侵入巖有關(guān)的夕卡巖型銅礦;⑤陸相沉積作用為主的銅礦床;⑥與海相沉積作用有關(guān)的銅礦(層狀銅礦)。
1989年,《中國(guó)礦床》(宋叔和主編,1989)推出的中國(guó)銅礦床分類,在前人分類基礎(chǔ)上,著重考慮兩個(gè)基本因素:一是礦床形成的地質(zhì)因素,即產(chǎn)出的地質(zhì)環(huán)境、控礦因素及其成因;二是商品礦石的經(jīng)濟(jì)意義,即礦床必須在現(xiàn)階段能夠被開發(fā)利用,而且要有一定規(guī)模。以這兩個(gè)原則將中國(guó)銅礦床劃分為六類:①銅鎳硫化物型礦床;②斑巖型銅礦床;③夕卡巖型銅礦床,④火山巖型銅礦床,⑤沉積巖中層狀銅礦床,⑥陸相砂巖型銅礦床。至于石英脈型銅礦、自然銅礦床等,目前我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)大中型礦床,不是開采的主要對(duì)象,故未歸入本分類。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)銅礦床分類趨于以容礦巖石為基礎(chǔ),并考慮到礦床產(chǎn)出地質(zhì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值進(jìn)行分類。如王之田等(1994)將中國(guó)銅礦床類型劃分為七類,并對(duì)已知的大型銅礦床類型及地質(zhì)時(shí)代占有儲(chǔ)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),反映礦床類型經(jīng)濟(jì)意義(表3.7.4)。芮宗瑤等(1993)也以容礦巖石為主線,兼顧成礦環(huán)境、礦床成因等將中國(guó)銅礦床分成五大類10小類(表3.7.5),并列舉每個(gè)類型的容礦巖石、礦石建造、礦體形態(tài)、成礦作用、礦質(zhì)來(lái)源、成礦環(huán)境以及礦床實(shí)例等。
(二)礦床類型簡(jiǎn)述
中國(guó)銅礦具有重要經(jīng)濟(jì)意義、有開采價(jià)值的主要是銅鎳硫化物型礦床、斑巖型銅礦床、夕卡巖型銅礦床、火山巖型銅礦床、沉積巖中層狀銅礦床、陸相砂巖型銅礦床。其中,前4類礦床的儲(chǔ)量合計(jì)占全國(guó)銅礦儲(chǔ)量的90%。這些類型礦床的成礦環(huán)境各異,有其各自的成礦特征。根據(jù)芮宗瑤等(1993)、王之田等(1994)等研究成果,按各類型礦床占有儲(chǔ)量比例依次簡(jiǎn)述如下:
1.斑巖型銅(鉬)礦
該類型是我國(guó)最重要的銅礦類型,占全國(guó)銅礦儲(chǔ)量的45.5%,礦床規(guī)模巨大,礦體成群成帶出現(xiàn),而且埋藏淺,適于露天開采,礦石可選性能好,又共伴生鉬、金、銀和多種稀散元素,可綜合開發(fā)、綜合利用。其成礦特點(diǎn):
(1)成巖成礦時(shí)代較新東部地區(qū)的斑巖銅礦屬于濱太平洋成礦域的一部分,成巖成礦時(shí)代以燕山期為主。如位于環(huán)太平洋西帶外帶的贛東北大斷裂的西北側(cè)德興超大型斑巖銅礦成巖成礦時(shí)代199~112Ma。北部地區(qū)的斑巖銅礦屬于古亞洲成礦域的一部分,成巖成礦時(shí)代主要為海西期和燕山期。如位于大興安嶺隆起帶與松遼沉降帶銜接部位的黑龍江多寶山斑巖銅礦的成巖成礦時(shí)代292~245Ma;位于額爾古納褶皺系的內(nèi)蒙古東部烏奴格吐山斑巖銅礦的成巖成礦時(shí)代188~182Ma。西南部地區(qū)的斑巖銅礦屬于特提斯-喜馬拉雅成礦域的一部分,成巖成礦時(shí)代以喜馬拉雅期為主。如西藏東部地區(qū)玉龍超大型斑巖銅礦55~35Ma,馬拉松多斑巖銅礦33.2Ma,多霞松多斑巖銅礦30.9Ma。
(2)成礦巖石基本特征多數(shù)礦床的成礦巖體以多期次高位侵位的復(fù)式小斑巖體為主。與礦化有關(guān)的花崗質(zhì)巖石主要為鈣堿性系列,其次是堿鈣性系列。其中包括花崗閃長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)花崗斑巖、花崗斑巖和其他花崗質(zhì)巖石。與礦化有關(guān)的花崗質(zhì)巖石的化學(xué)成分以SiO262%~68%的成礦最佳。巖石化學(xué)從中性→中酸性→酸性,相應(yīng)的礦石建造為Cu(Fe)→Cu(Au)→Cu(Mo)→Cu(Sn),巖漿分異指數(shù)對(duì)應(yīng)從60%變?yōu)椋梗玻ァ?/p>
(3)圍巖蝕變分早、中、晚期早期蝕變包括鉀硅酸鹽交代巖、鉀質(zhì)角巖和部分鎂-鈣夕卡巖;中期蝕變包括絹英巖、黃鐵絹英巖、青磐巖和濕夕卡巖;晚期蝕變包括中度-深度泥英巖、濁沸石-硫酸鹽交代巖等。
(4)次生作用不發(fā)育次生富集作用,可使斑巖銅礦石品位得到進(jìn)一步富集而成為具有重大經(jīng)濟(jì)意義的富礦。次生富集帶多數(shù)是形成高品位的輝銅礦礦層,開采經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大。然而,中國(guó)斑巖型銅礦多數(shù)礦床未能形成厚大的次生富集帶,可謂先天不足,因而多數(shù)礦床是大型貧礦,銅品位一般在0.5%左右。
2.夕卡巖型銅礦
中國(guó)夕卡巖型銅礦與國(guó)外大不相同,其儲(chǔ)量國(guó)外夕卡巖型銅礦占的比例很小,而中國(guó)卻占較大的比例,現(xiàn)已探明夕卡巖型銅礦儲(chǔ)量占全國(guó)銅礦儲(chǔ)量的30%,成為我國(guó)銅業(yè)礦物原料重要來(lái)源之一,僅次于斑巖型銅礦,而且以富礦為主,并共伴生鐵、鉛、鋅、鎢、鉬、錫、金、銀以及稀散元素等,頗有綜合利用價(jià)值。其特點(diǎn):
(1)時(shí)空分布與斑巖銅(鉬)礦相似夕卡巖型銅礦的成巖成礦時(shí)代,主要為燕山期和喜馬拉雅期,其次是印支期、海西期。礦化集中于170~110Ma,其次為110~70Ma。礦床空間分布,主要產(chǎn)于中國(guó)東部活化拗陷帶,并常與中生代斷陷盆地伴隨而分布。大型夕卡巖型銅礦主要分布于下?lián)P子拗陷帶的湖北鐵山、銅錄山,江西城門山、武山,安徽的銅官山、獅子山、鳳凰山、大團(tuán)山等礦區(qū);其次是滇東拗陷帶的個(gè)舊錫銅多金屬礦田和華南褶皺系的石、廣西欽甲、湖南寶山;燕山拗陷帶的壽王墳;遼東臺(tái)隆的垣仁;吉黑褶皺帶的弓棚子等礦區(qū)。
(2)成礦巖體主要為中酸性花崗質(zhì)巖類如石英閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖的中深成相和淺成相。巖石系列屬于鈣堿性-堿鈣性系列。大型夕卡巖銅礦床的形成與小巖體及其形態(tài)有關(guān)。其巖體形態(tài)與成礦的重要性依次為蘑菇狀、箱狀、錐狀、枝叉狀和層間巖墻狀等。
(3)圍巖巖性是形成夕卡巖銅礦床的重要條件有利于形成大型夕卡巖銅礦床的圍巖多為泥質(zhì)巖、白云質(zhì)灰?guī)r或碳質(zhì)灰?guī)r。如中國(guó)南方大型夕卡巖銅礦圍巖為石炭系-三疊系白云質(zhì)灰?guī)r。在膏巖層和高硫?qū)哟嬖诘貐^(qū)更有利于成礦,如長(zhǎng)江中下游地區(qū)的一些夕卡巖型銅礦床。
(4)交代巖系列主要是鈣夕卡巖,其次是鎂夕卡巖。
(5)在淺成環(huán)境中,夕卡巖型銅礦常與斑巖型銅礦共生產(chǎn)出在斑巖體內(nèi)部為斑巖型細(xì)脈浸染狀銅礦化,在接觸帶為夕卡巖型塊狀礦石,形成“多位一體”礦化。如江西城門山和湖北封山洞等銅礦床。
3.火山巖型銅礦
該類型也是我國(guó)銅礦重要類型之一,探明的銅礦儲(chǔ)量占全國(guó)銅礦儲(chǔ)量的8%,其中海相火山巖型銅礦儲(chǔ)量占7%,陸相火山巖型銅礦占1%。
過(guò)去海相火山巖型銅礦習(xí)稱黃鐵礦型銅礦,并常與鉛、鋅共生,還伴生有豐富的金、銀、鈷以及稀散元素,有很大的綜合利用價(jià)值。其成礦特點(diǎn):成礦時(shí)代較廣,從新太古代至三疊紀(jì)均有不同程度的分布,成礦環(huán)境在大洋中脊、火山島弧、弧后盆地、大陸邊緣裂陷槽及陸內(nèi)裂谷等環(huán)境均有產(chǎn)出。
新太古代海相火山巖型銅礦,通常產(chǎn)于新太古代深變質(zhì)巖系地層中,容礦巖石包括輝石斜長(zhǎng)角閃巖、黑云母角閃斜長(zhǎng)片麻巖、含石榴石角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾陽(yáng)起石巖、角閃巖等,恢復(fù)其原巖為拉斑玄武巖-鈣堿性長(zhǎng)英質(zhì)火山巖系。故通常稱這類礦床為與太古宙綠巖帶有關(guān)的海底火山噴發(fā)沉積變質(zhì)礦床,遼寧紅透山銅鋅礦床即是其中的一例。
元古宙是我國(guó)海相火山巖型銅礦的重要成礦期之一。主要分布在揚(yáng)子陸塊的西緣和北緣。西部邊緣成礦時(shí)代以古元古代為主,有代表性的礦床為云南大紅山銅鐵礦床、四川拉拉廠銅鈷礦床;北部邊緣和西北部邊緣成礦時(shí)代,以中-新元古代為主,有代表性的礦床是四川彭縣銅鋅礦床,陜西劉家坪銅鋅礦床和浙江西裘銅鋅礦床等。這些礦床的火山巖系主要是細(xì)碧角斑巖系,構(gòu)造環(huán)境屬于陸塊邊緣裂陷火山盆地。
早古生代為我國(guó)海相火山巖型銅礦最重要的成礦期,多為大型銅多金屬礦床,主要分布在祁連山優(yōu)地槽系,其中有代表性的礦床是甘肅白銀廠大型礦田的折腰山銅鋅礦床、火焰山銅鋅礦床、小鐵山銅鉛鋅礦床以及青海紅溝富銅礦床等。火山巖系主要是細(xì)碧角斑巖系,構(gòu)造環(huán)境屬于火山島弧和弧后裂谷。
晚古生代海相火山巖型銅礦成礦環(huán)境差別較大,礦床分布分散。如產(chǎn)于青海堆積山石炭系-二疊系的混雜巖帶蛇綠巖套的瑪沁德爾尼銅鋅鈷大型礦床;產(chǎn)于新疆阿爾泰南緣的克蘭火山巖盆地早-中泥盆世石英角斑巖-角斑質(zhì)火山碎屑巖的阿舍勒銅鋅大型礦床等。
中生代海相火山巖型銅礦產(chǎn)于我國(guó)西南部特提斯-喜馬拉雅海盆。已查明德格-鄉(xiāng)城晚三疊世昌臺(tái)火山盆地成礦前景看好,呷村銅-多金屬礦床已具大型規(guī)模即為一例。
陸相火山巖型銅礦,目前發(fā)現(xiàn)的礦床無(wú)論規(guī)模還是儲(chǔ)量都比上述幾個(gè)類型要小,因而長(zhǎng)期以來(lái)未被重視。近年來(lái)由于發(fā)現(xiàn)了福建紫金山大型銅金礦床,因此引起了地勘和礦業(yè)部門的重視。該類型銅礦主要產(chǎn)于各時(shí)代陸相火山活動(dòng)帶,尤其是中-新生代濱太平洋陸相火山巖地?zé)崴顒?dòng)區(qū)?,F(xiàn)今勘查、開采的陸相火山巖型銅礦有以下幾種情況:
產(chǎn)于鎂鐵質(zhì)火山巖的峨眉山玄武巖中的銅礦雖然礦點(diǎn)(或小型礦床)不少,但至今尚未發(fā)現(xiàn)大中型礦床,只有二峨山龍門銅礦已由地方開采。該礦床產(chǎn)于二疊紀(jì)峨眉山玄武巖噴發(fā)的間隙期,礦體呈透鏡狀,在玄武巖和雜色砂巖中呈夾層。
產(chǎn)于中性長(zhǎng)英質(zhì)火山巖中銅礦,目前已發(fā)現(xiàn)并勘查的有寧蕪火山盆地的娘娘山、大平山及廬樅火山巖盆地的井邊、石門庵、毛狗籠等。其中娘娘山銅金礦床產(chǎn)于破火山口周圍的裂隙中,容礦巖石為堿性粗面巖、熔結(jié)角礫巖和黝方石響巖等,主礦體呈大脈和雁行排列的復(fù)脈群,銅、金、銀品位高,均為富礦。
與中酸性火山巖有關(guān)的銅礦,有產(chǎn)于會(huì)昌-上杭火山巖盆地的紫金山、五子騎龍等銅金礦床。紫金山大型銅金礦床,容礦巖石為燕山早期花崗巖、燕山晚期英安玢巖及火山隱爆角礫巖等。礦體和熱液角礫巖主要受北西向密集裂隙帶和網(wǎng)脈裂隙帶控制。水熱爆發(fā)角礫巖、石英-明礬石化和石英-迪開石化的廣泛發(fā)育構(gòu)成這類礦床的顯著特點(diǎn)。蝕變巖具有分帶性,即由上而下分別為硅化→石英-明礬石化→石英-迪開石化→石英-絹云母化。礦化分帶:上部為金銀礦化帶,下部為銅鉛鋅礦化帶。礦床規(guī)模大、品位富。
4.銅鎳硫化物型銅礦
鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖中銅鎳礦床既是我國(guó)鎳礦資源的最主要類型,也是銅礦重要類型之一。銅礦儲(chǔ)量占全國(guó)銅礦儲(chǔ)量的7.5%。
該類型礦床成礦環(huán)境主要產(chǎn)于拉張構(gòu)造環(huán)境,受古大陸邊緣或微陸塊之間拉張裂陷帶控制,在拉張應(yīng)力支配下,巖石圈變薄甚至破裂,引起地幔上涌,而導(dǎo)致鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖石在地殼淺成環(huán)境侵位。賦礦巖石系列主要是超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)雜巖,如吉林紅旗嶺1號(hào)巖體銅鎳礦、新疆黃山銅鎳礦、四川力馬河銅鎳礦;超鎂鐵質(zhì)巖,如甘肅金川銅鎳礦、吉林紅旗嶺7號(hào)巖體銅鎳礦;鎂鐵質(zhì)巖,如新疆喀拉通克銅鎳礦。
成礦時(shí)代,主要是早、中元古代和中、晚古生代。如吉林赤柏松銅鎳礦床為古元古代2242.5Ma;甘肅金川銅鎳礦床為中元古代1509~1526Ma;吉林紅旗嶺7號(hào)巖體銅鎳礦床為晚古生代231~350Ma、四川力馬河銅鎳礦床322~353Ma、新疆喀拉通克306~284Ma;新疆黃山銅鎳礦為中晚古生代270~390Ma。
中國(guó)銅鎳硫化物礦床的成礦作用以深部熔離-貫入成礦為主,與國(guó)外同類型或類似類型有礦不同。巖體小,含礦率高。
5.沉積巖中層狀銅礦床
這類礦床是指以沉積巖或沉積變質(zhì)巖為容礦圍巖的層狀銅礦床,容礦巖石既有完全正常的沉積巖建造,也包括有凝灰?guī)r和火山凝灰物質(zhì)(火山物質(zhì)含量一般不高于50%)的噴出沉積建造。
對(duì)該類型礦床的命名和亞類劃分以及若干礦床歸類在我國(guó)礦床地質(zhì)界尚不一致。如在層控礦床分類中,涂光熾等(1984)將我國(guó)沉積巖銅礦分兩類:①沉積-變質(zhì)型:如古元古代的橫嶺關(guān)、中元古代的篦子溝等銅礦,早古生代的李伍銅礦;②沉積改造型:如中(新)元古代的霍各乞、東川-易門等銅礦,白堊紀(jì)的滇中砂巖銅礦。王之田(1988)以容礦建造結(jié)合礦床成因分類原則劃分中國(guó)銅礦類型,將該類型銅礦命為“海相沉積(變質(zhì))巖型”(包括中、新元古代冒地槽環(huán)境成礦的東川、易門、通安、霍各乞、炭窯口、胡家峪、篦子溝)。《中國(guó)礦床》(1989)提出的中國(guó)銅礦床分類,將該類型礦床命名為“沉積巖中層狀銅礦床”,并按容礦圍巖性質(zhì)劃分三個(gè)亞類:①含凝灰質(zhì)細(xì)碎屑巖建造型銅礦床;②碳酸鹽巖建造型銅礦床;③陸相含銅砂巖型銅礦床。芮宗瑤等(1993)以容礦巖石為基礎(chǔ),兼顧成礦環(huán)境、礦床成因等,提出的中國(guó)銅礦床分類,將該類型礦床劃為“與沉積巖有關(guān)的銅礦床”,并分為三個(gè)亞類:①海相雜色巖型銅礦床;②陸相雜色巖型銅礦床;③海相黑色巖系型銅礦床。
上述各家的分類,盡管亞類劃分和命名尚不一致,但對(duì)這類礦床總體上都劃歸是沉積巖容礦,或稱之為與沉積巖有關(guān)的銅礦床,即以前通稱的“沉積(變質(zhì))巖型”銅礦。這類礦床從國(guó)內(nèi)外若干礦床實(shí)例來(lái)看,一般規(guī)模較大,品位較富,伴生組分亦多,礦床經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大,也是我國(guó)銅礦主要類型之一,探明的儲(chǔ)量占全國(guó)銅礦儲(chǔ)量的8%。其中,海相雜色巖型銅礦占4%,海相黑色巖系型銅礦占2.5%,陸相雜色巖型銅礦占1.5%。
海相雜色巖型銅礦床(《中國(guó)礦床》稱碳酸鹽巖建造型銅礦床)。主要產(chǎn)于康滇中元古代昆陽(yáng)裂谷環(huán)境,有代表性的礦床為云南東川、易門等銅礦床。這類礦床主要地質(zhì)特征是,礦床產(chǎn)于特定的層位,礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀,礦石構(gòu)造主要呈馬尾絲狀、浸染狀和團(tuán)塊狀,礦床規(guī)模巨大,詳見下述的典型礦床實(shí)例東川銅礦田。
海相黑色巖系型銅礦床(《中國(guó)礦床》稱含凝灰質(zhì)細(xì)碎屑巖建造型銅礦床)。所謂海相黑色巖系主要是指黑色細(xì)碎屑巖、粘土質(zhì)巖、白云質(zhì)巖組成的巖系,含有豐富黃鐵礦及其他金屬硫化物和有機(jī)質(zhì)等。其中有一部分巖層和礦層是直接通過(guò)海底流出來(lái)的熱水化學(xué)沉積形成的,稱之熱水化學(xué)沉積巖(噴氣巖)。這類礦床主要成礦特征是:成礦時(shí)代主要為中元古代,成礦環(huán)境主要為裂谷或裂陷槽;容礦巖石為海相細(xì)碎屑巖-粘土巖-白云巖,通常黑色;礦體形態(tài)多為層狀、似層狀,產(chǎn)于較固定的層位;礦石建造主要是銅和銅多金屬礦組合。代表性的礦床有山西中條山蓖子溝、胡家峪銅礦床和內(nèi)蒙古狼山地區(qū)的霍各乞、炭窯口等銅鉛鋅礦床。
蓖子溝、胡家峪等礦床的含礦層位,位于中元古界中條山群余家山組白云質(zhì)大理巖與蓖子溝組黑色片巖之間。礦體呈似層狀和透鏡狀,礦石具有明顯的層紋狀構(gòu)造。篦子溝銅礦床的容礦巖石主要為金(黑)云母-石英-白云質(zhì)大理巖、鈉長(zhǎng)石-石英-白云質(zhì)大理巖和石英-白云質(zhì)大理巖。胡家峪南和溝銅礦床的容礦巖石主要為石英鈉長(zhǎng)巖、金(黑)云母-石英-白云質(zhì)大理巖、鈉長(zhǎng)石-石英-白云質(zhì)大理巖及角礫巖;老寶灘銅礦床的容礦巖石主要為構(gòu)造角礫巖。
內(nèi)蒙古狼山-渣爾泰地區(qū)也是中元古代海相黑色巖系型銅礦另一個(gè)重要成區(qū),稱為狼山-渣爾泰多金屬礦帶。西部含礦巖系統(tǒng)稱為狼山群;東部含礦巖系統(tǒng)稱為渣爾泰群。銅儲(chǔ)量主要集中于礦帶的西部,如霍各乞、炭窯口等銅鉛鋅礦床。礦帶的東部主要以鋅(鉛)-黃鐵礦為主,如甲生盤、山片溝等礦床。
6.陸相雜色巖型銅礦床
《中國(guó)礦床》稱陸相含銅砂巖型銅礦床。這類礦床通常稱為紅層銅礦。該類型銅礦,目前雖然探明的儲(chǔ)量不多,僅占全國(guó)銅礦儲(chǔ)量的1.5%,但銅品位較高,以富礦為主,銅品位1.11%~1.81%,并伴生富銀、富硒等元素,有的礦床可圈出獨(dú)立的銀礦體和硒礦體,具有開采經(jīng)濟(jì)價(jià)值,而且還有一定的找礦前景,值得重視勘查與開發(fā)。目前,發(fā)現(xiàn)的礦床主要分布于我國(guó)西南部和南部中-新生代陸相紅色盆地(簡(jiǎn)稱紅盆地)。主要成礦地質(zhì)特征:①陸相含礦雜色巖建造具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu),通常下部為含煤建造,中部為含銅建造,上部為膏鹽建造;②礦床分布于供給礦源的陸源剝蝕區(qū)一側(cè)的紅層盆地邊緣;③礦體產(chǎn)于紫淺交互帶淺色帶一側(cè);④礦體呈似層狀、透鏡狀;⑤礦體中金屬礦物具有明顯的分帶性,從紫色一側(cè)到淺色一側(cè)礦物的變化為自然銅礦帶→輝銅礦(硒銅礦)帶→斑銅礦帶→黃銅礦帶→黃鐵礦帶;⑥含礦層遷移特征,向盆地沉降中心方向逐漸抬高;⑦工業(yè)礦床的成礦時(shí)代主要集中于白堊紀(jì)和第三紀(jì)。有代表性的礦床:四川會(huì)理大同廠中生代紅盆地接受來(lái)自康滇地軸富銅陸源剝蝕區(qū)帶來(lái)的碎屑補(bǔ)給,在白堊紀(jì)河床相礫巖和砂巖層中形成大中型砂礫巖型銅礦。云南滇中中生代紅盆地的北部邊緣由于得到康滇地軸富銅陸源碎屑物的補(bǔ)給,因此形成了許多的砂巖銅礦,如大姚縣六苴銅礦(中型)、大村銅礦(中型),牟定縣郝家河銅礦(中型)以及清水河、楊家山、青龍廠等銅礦床。湖南衡陽(yáng)中-新生代紅盆地的南緣由于得到來(lái)自南嶺富銅富鈾陸源剝蝕區(qū)的補(bǔ)給,在第三系雜色砂巖中形成的車江銅礦。
三、典型礦床(區(qū))
(一)江西德興銅(鉬)礦田
德興銅(鉬)礦是我國(guó)超大型銅(鉬)礦田,位于江西省德興市(前為德興縣)東北25km2處。礦田面積約14km2,由銅廠(超大型)、富家塢(大型)、朱砂紅(大型)等三個(gè)礦床組成。累計(jì)探明儲(chǔ)量共計(jì)銅965.8萬(wàn)t,其中可供利用的儲(chǔ)量842.4萬(wàn)t,鉬29.6萬(wàn)t。銅廠為超大型礦床,銅524.5萬(wàn)t、鉬12.8萬(wàn)t;富家塢礦床銅257.3萬(wàn)t、鉬16.8萬(wàn)t;朱砂紅礦床銅184萬(wàn)t,其中可供利用的儲(chǔ)量60.6萬(wàn)t。礦床平均品位:銅廠,銅0.46%、鉬0.01%;富家塢,銅0.5%、鉬0.03%;朱砂紅,銅0.42%、鉬0.01%。三個(gè)礦床都伴生金、銀、錸、硒、碲、硫等有益組分,頗有綜合利用價(jià)值。
1.礦床發(fā)現(xiàn)、勘查、開發(fā)簡(jiǎn)史
德興銅廠礦區(qū)開發(fā)歷史悠久,據(jù)史料記載唐宋年間已進(jìn)行采冶直至元、明、清朝。在朱砂紅一帶至今還可見到冶煉爐渣。新中國(guó)成立前,江西地質(zhì)調(diào)查所夏湘蓉、劉輝泗于1939年秋曾來(lái)德興調(diào)查地質(zhì)及礦產(chǎn),著有《德興縣礦產(chǎn)志》,述及銅廠的黃鐵礦,并指出朱砂紅及其附近地帶,曾開采過(guò)黃鐵礦。
新中國(guó)成立后,1954~1959年先后由地質(zhì)部中南地質(zhì)局四○九隊(duì)、四二○隊(duì)對(duì)銅廠、朱砂紅礦區(qū)進(jìn)行普查勘探。1956年在銅廠做地質(zhì)評(píng)價(jià)工作時(shí),發(fā)現(xiàn)銅礦體除賦存于千枚巖與花崗閃長(zhǎng)斑巖接觸帶外,還見局部斑巖體內(nèi)有銅礦化。經(jīng)研究確認(rèn)銅廠銅礦為斑巖型銅礦床。隨后,1956年7月轉(zhuǎn)入大規(guī)模地質(zhì)勘探工作,投入鉆探8萬(wàn)余米。1959年11月由銅礦普查勘探大隊(duì)提交了《江西德興礦區(qū)最終儲(chǔ)量報(bào)告(包括朱砂紅銅礦區(qū))》,探明銅儲(chǔ)量363萬(wàn)t,并對(duì)銅廠礦床圍巖蝕變及其分布做了深入研究,屬于世界斑巖銅礦研究的較早成果之一,對(duì)指導(dǎo)礦區(qū)勘探和外圍普查找礦起到了重要作用。
70年代,為國(guó)家在江西建設(shè)大型銅礦生產(chǎn)基地,由江西省地質(zhì)局組織地質(zhì)、物探、鉆探和科研、測(cè)試等優(yōu)勢(shì)技術(shù)力量,于1975年對(duì)銅廠、朱砂紅兩礦區(qū)進(jìn)行大規(guī)模的地質(zhì)工作會(huì)戰(zhàn),開動(dòng)了鉆機(jī)11臺(tái)做了大量的地質(zhì)勘探工作,于1978年5月提交了《江西省德興縣銅廠礦區(qū)銅礦補(bǔ)充勘探地質(zhì)報(bào)告書》,新增銅儲(chǔ)量196萬(wàn)t并對(duì)硫、鉬、金、銀、錸等伴生礦產(chǎn)做了詳細(xì)研究和評(píng)價(jià),均達(dá)到大型礦床規(guī)模,提高了礦床綜合利用價(jià)值。
1982年提交了《江西省德興縣朱砂紅礦區(qū)銅礦詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告》,探獲儲(chǔ)量184.4萬(wàn)t,其中可供利用的儲(chǔ)量60.6萬(wàn)t,并計(jì)算了伴生硫、鉬、金、銀等礦產(chǎn)儲(chǔ)量。
1957年12月在官帽山東側(cè)的山崖與深谷陡坡地帶發(fā)現(xiàn)與銅廠類似的熱液蝕變和礦化。1958年春,施工第一個(gè)鉆孔,見礦垂直厚度400m。同年富家塢銅礦床轉(zhuǎn)入初步勘探。1963年提交了《江西德興富家塢銅鉬礦區(qū)地質(zhì)初勘報(bào)告》,探明銅儲(chǔ)量141.9萬(wàn)t、鉬11.3萬(wàn)t。1978年江西冶金地質(zhì)勘探公司四隊(duì)提交了《富家塢銅(鉬)礦地質(zhì)勘探總結(jié)報(bào)告》,新增銅儲(chǔ)量115.4萬(wàn)t、鉬5.48萬(wàn)t,并對(duì)金、銀、鈷、錸、硒、碲等元素做了詳細(xì)研究和評(píng)價(jià)。至此,富家塢礦床累計(jì)探明儲(chǔ)量銅257.3萬(wàn)t、鉬16.8萬(wàn)t,伴生硫883.4萬(wàn)t。
德興礦田建設(shè)條件好,交通方便,水電供應(yīng)有保證。現(xiàn)由江西銅業(yè)公司開發(fā)。德興銅礦設(shè)計(jì)采選規(guī)模為2500t/d(北山坑采),1965年7月投產(chǎn)。1966年經(jīng)技術(shù)改造后擴(kuò)大到3500t/d生產(chǎn)能力。1967年12月進(jìn)行了南山6400t/d采選工程的擴(kuò)建,1970年南山露采投產(chǎn)。1979年南山形成了萬(wàn)t生產(chǎn)能力,進(jìn)而取代了北山的坑采。近年來(lái)又裝備了現(xiàn)代化大型采選技術(shù)設(shè)備,建成了現(xiàn)代化大型選廠。目前已形成采礦能力9萬(wàn)t/d,選礦能力10萬(wàn)t/d,年產(chǎn)銅精礦近5萬(wàn)t,是江西銅業(yè)公司的最大礦山企業(yè),也是全國(guó)特大型礦山企業(yè)。富家塢和朱砂紅兩礦區(qū),現(xiàn)由地方開采。
2.礦田地質(zhì)特征
(1)地質(zhì)概況德興礦田大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)內(nèi)江南臺(tái)隆東段的南緣,區(qū)域構(gòu)造上受江南臺(tái)隆與錢塘拗陷之間的贛東北深斷裂帶控制,居于斷裂帶的北西盤。區(qū)內(nèi)地層主要由新元古代雙橋山群淺變質(zhì)巖系組成。其原巖為泥質(zhì)、粉砂質(zhì)及火山凝灰質(zhì)沉積物??氐V構(gòu)造以東西向斷裂構(gòu)造系統(tǒng)為基礎(chǔ),與成礦關(guān)系密切的是燕山早期中酸性淺成侵入體,包括花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英閃長(zhǎng)玢巖、細(xì)晶巖及煌斑巖等(圖3.7.2)。
(2)含礦巖體銅廠、富家塢、朱砂紅三個(gè)礦床的銅、鉬礦化受三個(gè)淺成花崗閃長(zhǎng)斑巖體的控制,呈北西西向側(cè)列分布,單個(gè)巖體均呈北西側(cè)伏下插、深度大小不等似筒狀巖柱,地表出露分別為0.7km2、0.16km2、0.06km2。據(jù)同位素年齡測(cè)定:銅廠花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡179Ma(銣鍶法)、富家塢花崗閃長(zhǎng)斑巖157Ma(全巖鉀氬法)。
(3)圍巖蝕變礦床圍巖蝕變環(huán)繞斑巖體的接觸帶分布,呈同心環(huán)狀對(duì)稱分帶;由內(nèi)向外依次為石英-絹云母化帶,綠泥石-水白云母化帶和鉀長(zhǎng)石-綠泥石化帶。銅廠、富家塢、朱砂紅三個(gè)礦床的熱液蝕變帶分布,如圖3.7.2所示。
(4)礦體分布礦體主要產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)斑巖體與圍巖的接觸帶,部分在斑巖體內(nèi)。據(jù)已探獲的儲(chǔ)量比例,在圍巖中約占2/3,蝕變斑巖中約占1/3。三個(gè)礦床的礦體分布均向北西側(cè)伏,礦體規(guī)模大,形態(tài)完整。從平面上看呈環(huán)形.在剖面上看呈空心筒狀。銅廠礦床的礦體賦存于花崗閃長(zhǎng)斑巖及外接觸帶的強(qiáng)、中蝕變帶。空間形態(tài)呈空心筒狀,隨巖體向北斜插,傾角與巖體近一致,最大垂深達(dá)1000余m,斑巖體上盤礦體大于下盤礦體,有2/3礦體分布于外接觸帶。富家塢礦床的礦體產(chǎn)出亦是如此。東西長(zhǎng)1100m,南北寬625m,礦體外環(huán)弧長(zhǎng)2800m,環(huán)寬200~500m,厚200~300m,延深600~950m。朱砂紅礦床的礦體賦存在花崗閃長(zhǎng)斑巖的內(nèi)外接觸帶。礦體呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出。主要礦體有6個(gè),主脈體長(zhǎng)度100~1200m。垂直厚度37~176.1m,已控制的傾向延伸達(dá)500~800m以上,垂直礦化深度800余m,但未見底界。最大的礦體產(chǎn)在接觸帶上部。
(5)礦石類型及礦物組合按礦石中氧化程度劃分為原生硫化物礦石、氧化礦石、混合礦石。三個(gè)礦床均以原生硫化物銅礦石為主,約占銅總儲(chǔ)量的85%~90%以上,氧化物銅礦石不超過(guò)5%~12%,混合銅礦石小于5%。按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分,三個(gè)礦床的礦石構(gòu)造類型不一致。富家塢礦床以浸染型構(gòu)造為主,而朱砂紅和銅廠礦床則以細(xì)脈-浸染型構(gòu)造為主。礦石結(jié)構(gòu)為晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、固熔體分離結(jié)構(gòu)和受壓結(jié)構(gòu),其中交代結(jié)構(gòu)最為發(fā)育。主要礦物組合,有黃銅礦、黃鐵礦,其次為輝銅礦、砷黝銅礦和斑銅礦。脈石礦物以石英、絹云母、水白云母、伊利石、綠泥石等為主,其次是碳酸鹽類和硫酸鹽類礦物等。
(6)礦床類型德興銅(鉬)礦田屬于國(guó)內(nèi)典型的斑巖型銅(鉬)礦床,但對(duì)成礦物質(zhì)來(lái)源有不同的認(rèn)識(shí)。一種認(rèn)為成礦元素和成礦流體與花崗閃長(zhǎng)斑巖同源,均為地殼深部或上地幔來(lái)源;另一種認(rèn)為成礦物質(zhì)主要來(lái)源于地殼深部或上地幔,一部分還來(lái)自圍巖,含礦流體早期以深部來(lái)源為主,晚期以大氣降水為主,主要成礦階段是巖漿水和表生循環(huán)水混合作用的多成因、多來(lái)源的觀點(diǎn)。
(二)西藏玉龍銅(鉬)礦床
玉龍銅(鉬)礦是我國(guó)超大型銅(鉬)礦床之一,位于西藏東部江達(dá)縣青泥洞區(qū)以西,川藏公路以北8km處,海拔4560-5120m,礦區(qū)總面積2.1km2。累計(jì)探明儲(chǔ)量:銅662萬(wàn)t(其中可供利用的650萬(wàn)t)、鉬15萬(wàn)t、鐵659萬(wàn)t(礦石量)、硫鐵礦178萬(wàn)t、鎢5.98萬(wàn)t以及鋅、鉍、金、銀、鈷等均已探獲可觀的儲(chǔ)量。礦床平均品位,銅0.94%,鉬0.028%。
1.礦床發(fā)現(xiàn)、勘查、開發(fā)簡(jiǎn)史
“玉龍”藏語(yǔ)意為“孔雀石溝”。民間盛傳清末年間在此開礦,至今在玉龍礦區(qū)地表還可見數(shù)處采礦坑和采礦遺址。
1966年西藏第一地質(zhì)大隊(duì)群眾報(bào)礦組聽當(dāng)?shù)啬撩裾f(shuō)“玉龍溝在天氣晴朗時(shí),山溝石頭五光十色,耀眼奪目”。于是冒著大雪進(jìn)溝踏勘發(fā)現(xiàn)了多數(shù)鐵帽和大量孔雀石轉(zhuǎn)石,認(rèn)為該礦床似大冶鐵礦,值得進(jìn)一步工作。1967年經(jīng)西藏第一地質(zhì)大隊(duì)勘查,認(rèn)為是以鐵銅為主的夕卡巖型礦床。
1971年西藏第一地質(zhì)大隊(duì)運(yùn)用地質(zhì)、物探、測(cè)量、鉆探、坑探等手段,發(fā)現(xiàn)了礦區(qū)東部接觸帶似層狀銅礦體,并發(fā)現(xiàn)了蝕變二長(zhǎng)花崗巖中的銅礦化,銅品位達(dá)1.7%,在礦區(qū)南部黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖體中也發(fā)現(xiàn)了銅鉬礦化。同年提交的《西藏江達(dá)縣玉龍銅鐵礦區(qū)1971年地質(zhì)普查報(bào)告及1972年地質(zhì)工作意見》中,建議首先對(duì)接觸帶主礦體進(jìn)行深部揭露。至此,玉龍礦床已初步肯定,首次提出存在斑巖型礦床的看法。1978年提交了《西藏江達(dá)縣玉龍銅鉬礦區(qū)詳查地質(zhì)報(bào)告》,評(píng)價(jià)了這個(gè)超大型斑巖銅(鉬)礦床。目前,中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司與西藏自治區(qū)人民政府正在籌建玉龍銅礦。
2.礦床地質(zhì)特征
(1)地質(zhì)概況玉龍礦區(qū)位于三江褶皺帶之青泥洞-海通復(fù)背斜的西翼,恒星措-甘龍拉短軸背斜的軸部向南傾斜部位。礦區(qū)出露地層為中上三疊統(tǒng)。在礦共北部出露甲丕拉組陸相紅碎屑巖,厚約1050m,礦體兩側(cè)出露波里拉組淺海相灰?guī)r夾砂巖,總厚度約510m,在礦區(qū)內(nèi)大片分布。阿堵拉組海相砂頁(yè)巖,厚度大于600m,分布在礦區(qū)南部。(圖3.7.3)。
(2)含礦巖體礦區(qū)內(nèi)分布的喜馬拉雅期侵入巖體,主要是中酸性花崗閃長(zhǎng)巖及花崗巖-石英二長(zhǎng)斑巖。含礦巖體為黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖復(fù)式巖體,同位素年齡37~55Ma。巖體出露面積0.64km2,平面上看似梨形。巖體大部分鉀化、硅化,蝕變?yōu)楹谠颇富◢彴邘r和鉀長(zhǎng)花崗巖。蝕變和礦化均受該復(fù)式斑巖體的控制。
(3)蝕變類型礦床具有明顯的典型“中心式”對(duì)稱型蝕變特征。以巖體為中心,由內(nèi)向外分帶:內(nèi)帶為鉀化、硅化、絹云母化、粘土化;中帶為夕卡巖化、大理巖化或角巖化、粘土化、青磐巖化、(強(qiáng))硅化、絹云母化;外帶為結(jié)晶灰?guī)r或角巖化、青磐巖化;正常巖類為灰?guī)r或砂巖等。
(4)礦體分布礦體賦存于斑巖體內(nèi)及圍巖中,由三個(gè)主要礦體組成,如圖3.7.3所示(圖中Ⅲ號(hào)礦體是將西藏第一地質(zhì)大隊(duì)劃分的Ⅳ和Ⅴ號(hào)礦體合并而成)。Ⅰ號(hào)礦體由礦化斑巖和近接觸帶的礦化角巖組成的筒狀礦體,近等軸狀,地表出露面積0.6km2,平均厚度331m。平均品位銅0.52%、鉬0.028%,銅儲(chǔ)量約占全區(qū)的38.4%。Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體分別呈似層狀和凸透鏡狀分布在Ⅰ號(hào)礦體東西兩側(cè)的外接觸帶,兩礦體呈環(huán)形閉合。Ⅱ號(hào)礦體平均厚度44m,銅平均品位1.7%,銅儲(chǔ)量約占全區(qū)的22%。Ⅲ號(hào)礦體平均厚度69m(以原V號(hào)礦體為代表),銅平均品位2.5%,銅儲(chǔ)量約占全區(qū)的39.4%。
(5)礦石類型及礦物組合礦石類型主要為三種:一是細(xì)脈浸染狀礦石,占礦床礦石量的82%,主要分布在Ⅰ號(hào)礦體。該礦石又細(xì)分為斑巖和角巖中細(xì)脈浸染狀兩類,以前者為主。主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦,輝鉬礦,次為銅藍(lán)、輝銅礦、黝銅礦,少量斑銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦及褐鐵礦等,脈石礦物為斑巖和角巖中的造巖礦物。二是含銅褐鐵礦石,銅賦存于褐鐵礦中,鐵以褐鐵礦、磁鐵礦形式存在,脈石礦物以高嶺石為主。三是含銅黃鐵礦石,主要礦石分布于似層狀礦體之中下部,占工業(yè)礦石總量的7.6%左右。主要礦物為黃鐵礦、藍(lán)輝銅礦、輝銅礦,次為斑銅礦、銅藍(lán)、黃銅礦等。細(xì)脈浸染狀礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形晶結(jié)構(gòu)、交代及交代殘余結(jié)構(gòu),礦石構(gòu)造為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造;含銅褐鐵礦礦石為土狀、膠狀,具多孔、塊狀及少量角礫狀構(gòu)造;含銅黃鐵礦礦石主要呈交錯(cuò)脈狀和密集浸染構(gòu)造等。
(6)礦床類型目前普遍將玉龍礦床通稱為斑巖型銅(鉬)礦床,實(shí)際上是斑巖型、夕卡巖型和熱液脈型“三位一體”復(fù)合型礦床。
(三)黑龍江多寶山銅(鉬)礦田
多寶山銅(鉬)礦田位于黑龍江省嫩江縣北部,距嫩江鎮(zhèn)149km處,礦田由多寶山、銅山、小多寶山等組成,是我國(guó)大型銅礦之一。累計(jì)探明儲(chǔ)量:銅244萬(wàn)t,平均品位0.47%;鉬8.1萬(wàn)t,平均品位0.016%,并探獲了豐富的錸、金、銀、硒及鉑族金屬等礦產(chǎn)儲(chǔ)量。
1.礦床發(fā)現(xiàn)、勘查、開發(fā)簡(jiǎn)史
多寶山銅礦是1958年新發(fā)現(xiàn)的銅(鉬)礦床,其發(fā)現(xiàn)、勘查史大致分為兩個(gè)階段:1958~1971年為第一階段。1958年黑龍江省地質(zhì)局區(qū)調(diào)大隊(duì)三分隊(duì)在礦區(qū)外圍開展1∶20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)銅礦化,并開展了航測(cè)、地面磁法測(cè)量。該局第二勘探隊(duì)對(duì)1、2號(hào)礦帶進(jìn)行普查勘探,獲探銅儲(chǔ)量19萬(wàn)t,鉬1.2萬(wàn)t,同時(shí)發(fā)現(xiàn)了3號(hào)礦帶。此外,1961年在礦區(qū)開展了1∶1萬(wàn)地質(zhì)填圖時(shí),發(fā)現(xiàn)銅山1號(hào)礦體。
1972~1983年為第二階段。1972年該局地質(zhì)四隊(duì)在多寶山礦田開展普查工作時(shí),發(fā)現(xiàn)了4號(hào)礦帶和銅山Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體,使多寶山一躍成為大型斑巖銅(鉬)礦床。1983年9月提交了《嫩江縣多寶山銅礦床詳查、初勘地質(zhì)報(bào)告》,獲得可利用銅金屬儲(chǔ)量237萬(wàn)t,鉬8.0萬(wàn)t和可觀的伴生金、銀、錸、硒及鉑族金屬的儲(chǔ)量。1988年出版了《多寶山斑巖銅礦床》專著。
多寶山銅(鉬)礦田是我國(guó)目前銅儲(chǔ)量在200萬(wàn)t以上的為數(shù)不多的大型斑巖銅(鉬)礦,并伴生多種可供綜合開發(fā)、綜合利用的有益組分,開發(fā)前景可觀。現(xiàn)外部建設(shè)條件也有所改善,適應(yīng)寒冷地區(qū)的采選技術(shù)設(shè)備也有較大的改進(jìn),這些都為近期開發(fā)多寶山銅(鉬)礦創(chuàng)造了有利條件,有關(guān)部門已對(duì)多寶山銅(鉬)礦做了開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證研究。
2.礦田地質(zhì)特征
(1)地質(zhì)概況多寶山礦田位于大興安嶺隆起帶與松遼沉降帶的銜接部位。窩里河大型背斜軸部通過(guò)礦區(qū),嫩江大斷裂從西側(cè)通過(guò)。區(qū)域大地構(gòu)造線為北東向,但礦田構(gòu)造線為北西向?;◢忛W長(zhǎng)巖體和礦體延展方向呈北西向,因此區(qū)域構(gòu)造線與礦田構(gòu)造線近于直交,對(duì)巖漿侵位和成礦流體活動(dòng)具有重要控制作用。主要礦化地段發(fā)育在構(gòu)造交匯的部位。礦區(qū)出露地層以中奧陶統(tǒng)關(guān)烏河組碎屑巖類及上奧陶統(tǒng)多寶山組中性火山巖及少量碎屑巖、碳酸鹽巖夾層為主,局部凹陷處分布著石炭系-二疊系陸相盆地沉積地層。
(2)含礦巖體區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育,東北部出露海西斜長(zhǎng)花崗巖體,而與成礦關(guān)系密切的是多寶山花崗閃長(zhǎng)巖復(fù)式巖體(鉀氬法測(cè)年292Ma),在礦床中部見有斜(更)長(zhǎng)花崗巖小巖體切穿了花崗閃長(zhǎng)巖和礦帶(鉀氬法測(cè)年254Ma),因而成巖成礦時(shí)代應(yīng)屬海西中期。礦床與花崗閃長(zhǎng)斑巖在空間具一定的聯(lián)系,礦床形成與花崗閃長(zhǎng)斑巖具有密切的成因關(guān)系(圖3.7.4)。
(3)圍巖蝕變礦床圍巖蝕變發(fā)育,空間上呈環(huán)帶狀分布,蝕變中心為硅化斑巖,向外依次為似橢圓環(huán)狀的鉀長(zhǎng)石化帶、黑云母化帶、絹云母化帶和青磐巖化帶(圖3.7.4)。
1)硅化斑巖帶(石英核)分布于礦床中心,由部分斑巖和其鄰近的巖石碎裂后被含鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石網(wǎng)脈石英脈充填交代而成。硅化強(qiáng)的部位已被交代成塊狀石英巖,弱的僅有稀疏網(wǎng)脈石英脈穿插。
2)鉀化帶石英鉀長(zhǎng)石亞帶環(huán)繞石英核分布,伴隨石英網(wǎng)脈數(shù)量的遞減及鉀長(zhǎng)石含量增加,過(guò)渡到石英鉀長(zhǎng)石化亞帶。其礦化與石英核相類似,具有較弱的銅鉬礦化和小型鉬礦體。只有再度發(fā)生強(qiáng)烈壓碎及片理化或伴隨疊加絹云母化和碳酸鹽化時(shí)才能形成銅、鉬礦體。在鉀化帶外圈,石英和鉀長(zhǎng)石量減少,黑云母含量增多,而構(gòu)成一個(gè)過(guò)渡帶。
3)絹云母化帶大致環(huán)繞鉀化帶分布,寬100~400m,空間分布與北西向構(gòu)造壓碎帶和片理化帶基本吻合。該帶分為兩個(gè)亞帶,即內(nèi)帶為石英-絹云母化亞帶,銅礦化連續(xù)穩(wěn)定,常形成厚大礦體;外帶為綠泥石-絹云母化亞帶,某些地帶由于疊加有晚期含銅網(wǎng)狀細(xì)脈,提高了銅品位,并使礦體變得厚大而穩(wěn)定。
4)青磐巖化帶環(huán)繞絹云母化帶分布于蝕變帶的外圍。
礦床與其圍巖蝕變分帶相對(duì)應(yīng),礦化由內(nèi)向外基本上分為三個(gè)帶:①銅鉬礦化帶:以輝銅礦為主,分布于斑巖的邊部和周圍。局部礦化較強(qiáng)的地段形成獨(dú)立小型鉬礦體。②銅礦化帶,分布基本上與絹云母化帶相吻合,礦體與硅化-絹云母化的規(guī)模正相關(guān)且產(chǎn)狀基本一致。礦體中部往往以斑銅礦為主,黃銅礦次之,黃鐵礦幾乎不見。③黃鐵礦化帶:該帶大致呈現(xiàn)環(huán)繞銅礦帶分布。在主礦體外側(cè)形成不太強(qiáng)的黃鐵礦暈圈,而在銅礦帶之外及頂部,常形成斷續(xù)分布的黃鐵礦帶。
(4)礦體組合礦田由四個(gè)礦帶的大?。玻保祩€(gè)礦體組成。其中主礦體14個(gè),以3號(hào)礦帶X號(hào)礦體規(guī)模最大,X號(hào)礦體長(zhǎng)1400m,寬23~340m,延深300~1000m。礦床所賦存的礦體形態(tài)較復(fù)雜,并呈雁行排列,如多寶山50號(hào)勘探線的礦體即是以雁行排列,并與北西向片理裂隙產(chǎn)狀相吻合。當(dāng)?shù)V帶內(nèi)礦體較厚大并能合并成一起時(shí),就構(gòu)成穩(wěn)定厚大礦體或礦帶,如果帶內(nèi)礦體規(guī)模小,只能在礦帶內(nèi)形成幾米至一二十米厚的礦體群。厚大礦帶中心部分較穩(wěn)定,而礦體邊緣常急劇分岔尖滅。
(5)礦石礦物組合主要礦石礦物為黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦和輝鉬礦;次要礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、金紅石、方鉛礦、閃鋅礦和磁黃鐵礦。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造較簡(jiǎn)單,礦石結(jié)構(gòu)主要為他形、半自形粒狀結(jié)構(gòu),少量為自形粒狀、微晶格子狀及乳濁狀結(jié)構(gòu),以及交代殘余和交代格子狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為浸染狀、細(xì)脈浸染狀、脈狀及角礫狀等。
(6)礦床類型該礦床的形成與花崗閃長(zhǎng)斑巖具有密切的成因聯(lián)系,故普遍將該礦床劃為斑巖型銅(鉬)礦床。但對(duì)成礦物質(zhì)來(lái)源的認(rèn)識(shí),尚不一致。有人強(qiáng)調(diào)巖漿-熱液體制作用;另一些人則強(qiáng)調(diào)圍巖體制作用。如杜琦研究認(rèn)為,多寶山斑巖銅(鉬)成礦系統(tǒng)是長(zhǎng)期對(duì)圍巖進(jìn)行抽吸和有時(shí)沿巖漿熱液活動(dòng)中心向上排放的系統(tǒng)。銅質(zhì)主要來(lái)源于圍巖,并由圍巖提供了大量的水。
(四)內(nèi)蒙古烏奴格吐山銅(鉬)礦床
烏奴格吐山銅(鉬)礦床位于內(nèi)蒙古新巴爾虎右旗北東方位,滿洲里市以南約22km處,是我國(guó)80年代以來(lái)在內(nèi)蒙古東部地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大型斑巖型銅(鉬)礦床。累計(jì)探明儲(chǔ)量:銅126.8萬(wàn)t,銅平均品位0.46%,鉬25.8萬(wàn)t,鉬平均品位0.055%,并探獲可觀的伴生錸、銀、金等礦產(chǎn)儲(chǔ)量。
1.礦床發(fā)現(xiàn)、勘查、開發(fā)簡(jiǎn)史
在滿洲里至新巴爾虎右旗一帶,70年代以前僅有1∶100萬(wàn)地質(zhì)概查資料,找礦有一定的難度。1974~1978年雖然在滿洲里北東方位八大關(guān)銅礦及外圍找到了“八八一”銅礦點(diǎn),但規(guī)模小,找礦未取得大的進(jìn)展。1977年黑龍江有色地勘局706隊(duì)和物探隊(duì)追索到滿洲里附近的一個(gè)“吳努克頭山”小銅礦點(diǎn)(按蒙語(yǔ)正確譯音為“烏奴格吐”,意為狐貍),并發(fā)現(xiàn)了近5km2的化探異常。1979年設(shè)計(jì)并施工了10個(gè)鉆孔,幾乎孔孔見礦,終于發(fā)現(xiàn)了這個(gè)大型斑巖銅(鉬)礦床。1983年提交了“內(nèi)蒙古自治區(qū)新巴爾虎右旗烏奴格吐山銅(鉬)礦床地質(zhì)評(píng)價(jià)報(bào)告”?,F(xiàn)已探獲儲(chǔ)量:銅223.2萬(wàn)t,鉬41.2萬(wàn)t,其中已上全國(guó)儲(chǔ)量平衡表的126.8萬(wàn)t(D級(jí)儲(chǔ)量),鉬25.7萬(wàn)t。伴生錸、銀儲(chǔ)量已達(dá)到大中型,還有其他有益伴生組分。
該區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)條件好,交通方便,水電供應(yīng)有保證,礦區(qū)為山丘草原地帶,可供近期建設(shè)一個(gè)大中型銅鉬礦山。有關(guān)設(shè)計(jì)部門已做了開發(fā)前的規(guī)劃論證研究工作。
2.礦床地質(zhì)特征
(1)地質(zhì)概況烏奴格吐山銅(鉬)礦床(簡(jiǎn)稱烏山),是滿洲里-新巴爾虎右旗銅多金屬成礦帶的大型礦床之一,位于該礦帶的北東段。此礦帶位于與大興安嶺海西褶皺系相銜接的額爾古納加里東褶皺系一側(cè),即北東向額爾古納-呼倫深大斷裂西北側(cè)。烏山礦床居于北西哈尼溝次級(jí)斷裂旁側(cè)。區(qū)內(nèi)出露地層主要為上古生界泥盆系中統(tǒng)烏奴爾組碳酸鹽巖和中酸性火山巖。區(qū)內(nèi)礦床地層分布零散,殘留于巖體之中。礦區(qū)外圍還廣泛分布有侏羅系上統(tǒng)中酸性火山雜巖,主要是安山巖、英安巖、流紋巖及其碎屑巖等。礦區(qū)構(gòu)造以北東向白灰廠-烏奴格吐背斜為主要褶皺構(gòu)造,其軸部被黑云母二長(zhǎng)花崗巖侵入而占據(jù)。構(gòu)造斷裂以北東向和北西向兩組較發(fā)育(圖3.7.5)。
(2)含礦巖體礦區(qū)內(nèi)有多期次的火山斑巖體侵入。依次為流紋質(zhì)晶屑凝灰熔巖-斜長(zhǎng)花崗斑巖(二長(zhǎng)花崗斑巖)-英安質(zhì)角礫熔巖(英安斑巖)-流紋巖-正長(zhǎng)斑巖,具有中酸性-酸性-偏堿性的演化特征。與成礦關(guān)系密切的為二長(zhǎng)花崗斑巖(單顆粒鋯石鈾鉛法測(cè)年188Ma),此外成礦期侵入的巖體中尚有花崗斑巖、石英斑巖等,其成分更偏于酸性,呈脈狀、巖枝狀充填于北東向構(gòu)造斷裂內(nèi),為主要成礦期巖漿分異產(chǎn)物,其本身也受到礦化的影響具有含礦性。礦床受發(fā)育在黑云母二長(zhǎng)花崗巖西部邊緣的北西與北東兩組交叉構(gòu)造形成的次火山通道及次火山構(gòu)造產(chǎn)生的環(huán)狀破碎蝕變帶所控制(圖3.7.5)。
(3)圍巖蝕變礦床圍巖蝕變發(fā)育廣泛,規(guī)模巨大,分帶明顯。蝕變帶北東長(zhǎng)約3.5km,北西寬約2km,面積約7km2。蝕變帶環(huán)繞二長(zhǎng)花崗斑巖體呈現(xiàn)中心式面型蝕變特征,從內(nèi)向外可分三個(gè)帶:內(nèi)帶為石英鉀長(zhǎng)石帶;中帶為石英-絹云母帶;外帶為伊利石-水白云母帶,蝕變強(qiáng)度逐漸減弱(圖3.7.5)。
(4)礦體組合全區(qū)共探明33條銅礦體,13條鉬礦體。其中,北段銅礦體5條,鉬礦體2條,礦段主要賦存在斑巖體內(nèi)和接觸帶,受圍繞斑巖體斷裂控制,礦體向北傾斜;南礦段銅礦體28條,鉬礦體11條。從南北礦段的礦體分布來(lái)看,北礦段礦體規(guī)模大、連續(xù)性好,銅鉬儲(chǔ)量占全區(qū)儲(chǔ)量的80%,主礦體長(zhǎng)2150m,延深大于600m,厚70~380m;南礦段礦體規(guī)模小,連續(xù)性差,銅鉬儲(chǔ)量占全區(qū)20%。
(5)礦石組合礦石中主要金屬礦物組合與蝕變分帶關(guān)系密切,具有明顯的分帶性。自石英鉀長(zhǎng)石化帶向外依次為:①磁鐵礦-黃鐵礦-輝鉬礦組合;②黃鐵礦-輝鉬礦-黃銅礦組合和黃鐵礦、黃銅礦組合;③黃鐵礦-黃銅礦-鉛-鋅礦組合。礦石類型有原生硫化礦石、氧化礦石和混合礦石。其中,原生硫化礦石為主,氧化礦石和混合礦石僅局部發(fā)育。礦石結(jié)構(gòu)以他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主,其次有交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、固溶體分解結(jié)構(gòu)、葉片板狀結(jié)構(gòu)、鑲邊結(jié)構(gòu)、半自形-自形變晶結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造為細(xì)粒浸染狀及細(xì)脈浸染狀構(gòu)造,偶見團(tuán)塊狀構(gòu)造。礦石構(gòu)造具明顯分帶特征,由蝕變中心向外為細(xì)粒浸染狀為主到以細(xì)脈浸染狀為主。礦石中金屬元素也具有水平分帶特性,由中心向外依次:Mo-Mo、Cu-Cu-Cu、Pb、Zn-Pb、Zn-Fe。它們基本對(duì)應(yīng),有一定疊加,生成典型斑巖蝕變和工業(yè)礦體。
(6)礦床類型目前普遍將該礦床劃歸次火山熱液細(xì)脈浸染斑巖型銅(鉬)礦床類型。但對(duì)成礦物質(zhì)來(lái)源認(rèn)識(shí)不一致。有的認(rèn)為該礦床的銅鉬等成礦物質(zhì)來(lái)源于地殼深部和上地幔;有的認(rèn)為成礦流體是巖漿水和天水的混合水。
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