铜矿为我国有色金属矿产资源缺口最大的金属之一。我们认为,我国是一个发展中的大国,根本解决铜的紧缺问题必须也只能是立足国内。
1 斑岩型铜矿是当前重要的找矿类型之一
众多矿床学家在研究世界铜矿找矿现状,认为斑岩型铜矿是当前最重要的铜矿类型,具有规模大,采选条件好,生产成本低三个特点。从国外统计的铜矿储量大于500万吨以上的49个铜矿床,斑岩铜矿有26个,占53%。世界上著名的三大斑岩铜矿巨型成矿带都延伸到我国境内,古亚洲斑岩铜矿成矿带,西起乌兹别克,经巴尔哈什湖地区进入我国新疆北部,蒙古和黑龙江至苏联远东地区。环太平洋斑岩铜矿成矿带分东西两个成矿带,东成矿带主要分布南、北美洲的西海岸;西成矿带,在亚洲大陆东部和沿海,又可分为内、外两个成矿带:内带属岛弧带,北起堪察加经日本、台湾、菲律宾、加里曼丹、西伊里安、巴布亚新几内亚,所罗门群岛至澳大利亚东海岸,外带北自俄罗斯楚科奇半岛延至中国东北、华北、长江中下游至赣东北。地中海(或特提斯—喜马拉雅)斑岩铜矿成矿带,西起西班牙,经南斯拉夫、罗马尼亚、保加利亚、土耳其、伊朗、巴基斯坦西部,延至我国青海、西藏，再向南东方向伸入缅甸境内。
基于上述理由,70年代掀起了全国“斑岩铜矿”的找矿热潮,从而发现了西藏玉龙、马拉松多、多霞松多,内蒙乌努克吐山等一批大型—特大型斑岩铜矿床,江西德兴铜厂、富家坞、朱砂红,黑龙江多宝山进一步研究和重新勘探,大幅度地增加了铜矿储量,扩大了矿床远景。应该说找矿研究的效果是显著的,成绩是巨大的。
80年代后,世界斑岩型铜矿的找矿仍有不断发现,如智利埃斯康迪达(Escondida)、印度马兰杰坎德(Malanjkhand)、菲律宾勒班陀(Lepanto)“远东南”(FSE)特大型—大型斑岩铜矿床和富金铜矿床。我国的斑岩型铜矿找矿虽有所进展,如长江中下游某些矽卡岩铜矿床中伴有斑岩型铜矿化,构成多位一体矿床,或成矿系列。但总的说来,没有发现规模大、条件好的可供建设的斑岩铜矿床。就是原已勘查的一些大型斑岩型铜矿也尚未计划上马,究其根本的原因是我国的斑岩铜矿品位低。例如江西德兴铜厂铜平均品位0.454%,富家坞含铜平均品位0.501%;朱砂红铜平均品位0.423%;黑龙江多宝山铜矿铜平均品位为0.47%;内蒙乌奴克吐山铜矿铜平均品位0.46%;西藏玉龙铜矿铜品位0.543%～4.22%;马拉松多铜矿铜平均品位0.36%;多霞松多铜矿铜平均品位0.36%。此外,不少的斑岩型铜矿床由于气候、地形等条件差,尚难利用。
2 斑岩型铜矿的富矿
综上可知,斑岩型铜矿的开发程度受其矿床质量制约。在市场经济条件下,斑岩铜矿床有否富矿存在具有重要意义,是决定能否建设上马的关键。
(1)就斑岩铜矿成矿带的一些大型—特大型斑岩铜矿床,在矿体形成后,常形成较厚大的氧化带,构成一定厚度和规模的铜矿次生富集带(见表)。矿床氧化带一般较发育,尤其次生富集带厚度大,铜品位一般较高1%～2%,且都为矿山首产的地段。
(2)国外的斑岩铜矿的原生硫化矿体铜品位亦有较高的。资料表明,多期岩浆侵入,多期铜矿化的成矿作用是斑岩铜矿变富、规模变大的主要因素。例如智利特尼恩特铜矿床,是太平洋东部成矿带最南端的一个特大型铜矿床,金属铜储量达5000万吨,年产精铜28万吨。第三纪上新世侵入的石英闪长玢岩及其演化后期侵入的次火山岩——英安玢岩,两种岩体侵入第三纪始新世安山岩中,石英闪长玢岩出露面积大小不等。南部大北部小,地表小往深部变大。其顶部有电气石角砾岩筒覆盖。岩石结构由上部的斑状到深部变为粒状。英安玢岩是重要的成矿岩体,出露范围小,呈不规则的岩枝,分叉状侵入到安山岩中。随着这两种岩体的侵入,围岩安山岩发生了不同程度的蚀变和矿化。石英闪长玢岩侵入时,安山岩发生钾化、黑云母化及石英绢云母化蚀变,并使安山岩矿化,含铜达0.6%,接着英安玢岩侵入,使安山岩进一步发生蚀变,主要有钾化、黑云母化，岩石含铜增加到1%。正是由于这两种含矿岩体的侵入,发生了强烈的蚀变和矿化,形成了巨大的铜矿床。矿化带NW走向。矿化带北部和中部,矿体平行英安玢岩,金属矿物主要斑铜矿,黄铜矿和黄铁矿;矿化带南部出现大量石英闪长玢岩,这时斑铜矿不发育,主要为黄铜矿和黄铁矿,它们含量比例大致为1∶1。
智利萨尔瓦多铜矿床,位于智利北部阿塔马省摩尔雷德印第安山,铜金属400多万吨。矿区出露有上白垩统及第三纪火山—沉积岩,第三纪火山岩组成矿床的底板,含矿岩体发生在41×106a。按其侵入时间的先后,岩石成分的差异依次分为“X”、“K”、“L”三种斑岩,“X”斑岩为最早侵入的斑岩,基质由石英,少量黑云母组成,等粒细粒结构,岩石发生强烈的钾—硅酸盐化蚀变,黑云母有的已绢云母化,斜长石斑晶也发生绢云母化,少部分变成粘土,它是主要的含矿岩体;“K”斑岩接着“X”斑岩之后侵入,由斜长石组成斑晶,故又称斜长斑岩,斑晶粒度变粗,具强烈的蚀变和矿化,也是主要的含矿岩体;“L”斑岩是最后侵入的斑岩,切过上述两种斑岩体,斑晶也是斜长石为主,没有明显的蚀变和矿化。铜矿体主要产在“K”“X”斑岩中,此外矿体底板的安山岩、流纹岩及眼球状石英斑岩中也有不同程度的矿化。在远离斑岩体的流纹岩,安山岩中,则出现大量的黄铁矿。原生硫化矿石平均铜品位0.5%～0.6%。
国外某些斑岩型铜矿氧化带规模
智利丘基卡马塔矿床，储量6000万吨；淋滤带深度大,最深达100多米；氧化带厚2～300m；次生富集带最厚500多米,南北减少，也有100m±，最富矿石Cu2%以上,一般1%以上。原生硫化物矿体往下延伸800m以上,仍有矿化,Cu0.6%～0.8%。
智利丘基北矿(潘帕诺特)矿床，储量400万吨；淋滤带长1600m,宽600m,厚80m Cu0.8%～0.9%；次生富集带Cu1%～2%；原生硫化物矿体长1600多米宽600m,控制深195m，Cu0.8%。
智利特尼恩特矿床，储量5000 万吨；淋滤带内Cu1%约占矿石储量20%，次生富集带Cu1%～2%，原生硫化物矿体Cu0.8%±，控制深度1200m以上。
智利萨尔瓦多矿床，储量400万吨；淋滤带厚150m；次生富集带发育,目前开采矿体;原生硫化物矿体Cu0.5%～0.6%。
秘鲁塞罗维德矿床，储量782万吨；淋滤带厚150～200m Cu1%;次生富集带厚30～90m,Cu 1%～2%;原生硫化物矿体Cu0.3%～0.9%。
秘鲁夸霍内矿床，储量600万吨；淋滤带最大厚100m，平均厚15m；次生富集带厚20m。
秘鲁托克帕拉 矿床，储量400万吨；次生富集带厚0～150m,最高Cu 2%。
墨西哥拉卡里达德矿床，储量455万吨；淋滤带厚10～270m，Cu 0.02%～0.05%；次生富集带厚几十米至250m，Cu 0.5%～1.7%；原生硫化物矿体，Cu 0.2%～0.3%。
蒙古额尔德图音鄂博矿床，储量255万吨；淋滤带厚30～60m；次生富集带厚200m Cu 1％～2%，最高5％～7%。
哈萨克斯坦科翁腊德矿床，储量＞790万吨；淋滤带厚0～80m，Cu0.2%～0.250%；氧化带厚0.5～60m；次生富集带厚15～270m(平均130～140m)，Cu1.5%～2% ；原生硫化物矿体从离地表150～300m深度开始,已追索到600～650m深度。
秘鲁塞罗维德铜矿为南秘鲁铜矿带的重要矿床,也是秘鲁目前最大的斑岩铜矿床。金属铜储量782万吨。矿区出露地层有前寒武纪片麻岩,古生代沉积岩和侏罗纪火山—沉积岩,第三纪早期有闪长岩,接着是花岗闪长岩呈岩基沿北NW方向侵入,铜矿床即位于此岩基的东南端。花岗闪长岩有先后两期,此后有英安斑岩、二长斑岩、石英二长斑岩等小侵入体沿NW向构造带分布,随后还有一连串的电气石—石英角砾岩筒产出。英安斑岩、二长斑岩及石英二长斑岩次火山岩侵入体为主要成矿期。成矿时代为56.9×106a。矿体主要赋存在这些小侵入斑岩中,电气石-石英角砾岩筒也有部分矿体,小部分矿体产于早期的闪长岩、花岗闪长岩及前寒武纪片麻岩中。原生铜矿石含Cu 0.3%～0.9%,平均0.7%.。秘鲁夸霍内铜矿,铜储量600万吨,平均含Cu 1%,是目前秘鲁最大的露天铜矿山。区内出露大片上白垩统到下第三纪的火山岩,第三纪渐新世的闪长岩、花岗闪长岩、石英二长斑岩和石英粗安斑岩等多期多次侵入到围岩安山岩中。主要成矿期是后期演化产物石英二长斑岩、石英粗安斑岩,面积仅为0.5km2小岩体,含矿最多的岩石是石英粗安斑岩,其次石英二长斑岩。
以上斑岩铜矿实际材料表明,在多旋回,多次侵入成矿条件下,斑岩型铜矿化与次火山岩型铜矿化迭加,可以形成品位较富,规模大的铜矿床。我国长江中下游铜矿带,如城门山、武山、丰山洞、安基山等铜矿,喷流—沉积型铜硫矿、矽卡岩型铜矿和斑岩型铜矿多次成矿作用形成多位一体的成矿系列,从而提高了矿区铜的平均品位,扩大了铜矿床规模。
3 我国斑岩型铜矿的找矿
在市场经济条件下，建设矿山,矿业开发必需按市场规律运作,没有利润,甚至亏损生产矿山是没有出路的,也不可能维持下去。因而,作者认为斑岩铜矿找出路在哪里?关键是富矿问题,不解决斑岩铜矿富矿的找矿问题,找出的贫矿,不能露采的斑岩铜矿只能是呆矿。
国内外学者曾对斑岩铜矿分类、构造环境、成矿岩体岩石地球化学特征、围岩蚀变及矿化分带特征、成矿物质来源、矿床成因和成矿模式等地质问题进行了详细研究和专门论述。遗憾的对斑岩型铜矿富矿的研究方面的论文极为鲜见。因此,斑岩型铜矿今后的研究应着重富矿形成条件 1)斑岩型铜矿与矽卡岩型铜矿、喷流—沉积型铜矿、次火山岩型铜矿伴生的地质背景和地质条件的研究。自程裕淇等人1979年提出矿床成矿系列问题以来,引起地质界同仁的关注,在一些已知矿床和矿区内,又发现了很多新的矿种和新的矿化类型,这不仅在成矿理论有了新的发展,在开拓找矿思路，扩大找矿远景,提高矿山经济效益都具有重大意义。事实表明,一个成矿带中,每个矿床由于自然界的复杂性,地质条件的差异,成矿系列,矿化组合也有不同,上述四种铜矿类型,在长江中下游成矿带中,如城门山、武山铜矿为喷流—沉积型铜矿、矽卡岩铜矿、斑岩铜矿三位一体成矿系列;丰山洞铜矿则为矽卡岩型铜矿、斑岩型铜矿成矿系列;铜录山铜矿则仅以矽卡岩铜矿为主,并无其它伴生的铜矿。又如大兴安岭东坡铜矿带,连花山铜矿、布敦花铜矿、闹牛山铜矿、好力宝铜矿都可见斑岩型铜矿和次火山岩铜矿在一个矿区共存,构成一个成矿系列。上述矿区斑岩型铜矿仅是矿化,无工业意义。因而研究不同地区不同成矿系列主导因素是十分必要的,包括区域成矿物质来源,多期岩浆成矿作用,多种的富集成矿作用等地质条件,以期达到什么地质情况下,可能形成什么矿化组合的成矿系列,从而有效地指导找矿实践。(2)加强斑岩型铜矿形成后次生氧化带特征,次生富集带发育主要因素研究。由前述国外某些斑岩型铜矿氧化带次生富集带发育的主要因素有:气候条件：南美洲智利北部和南部年降雨量都在250mm以下,气候干燥,有的甚至为沙漠—半沙漠性气候,因为降雨量少,不易造成铜在地表大量流失。适度的新构造运动—抬升,如秘鲁,智利等斑岩铜矿区,自晚第三世至第四纪,区内经历了断块运动,形成了地垒式山脉及地堑式盆地,位于上升断块中的铜矿床即受剥蚀、氧化、淋滤及富集作用,如果氧化速度与上升剥蚀速度大体保持平衡时,潜水面不断下降,从而形成厚大的次生富集带。次生富集作用即能得到反复进行,哈萨克斯坦科翁腊德铜矿田潜水面等高线、岩体地形等高线和次生富集带的辉铜矿界线一致,辉铜矿矿石厚度较大的地段明显为潜水面凹下去的地方,潜水面像辉铜矿矿带顶板一样,也是普遍向东南倾斜。我们发现很有意义的是,智利、秘鲁的一些次生富集带发育的斑岩铜矿矿区海拔标高大约皆在2500～3500m之间的高山地区。智利丘基卡马塔矿区标高2830m;特尼恩特矿区标高2600～3000m;萨尔瓦多矿区标高2900m;秘鲁塞罗维德矿区标高2600～2800m;托克帕拉矿区标高3100～3600m。此外某些局部的因素,如硫化矿石的矿物组合;矿体产状;矿区断裂裂隙发育程度,围岩性质等因素,都可引起氧化带发育程度。
4 斑岩型铜矿富矿的找矿方向
据上认识,作者认为青海南部玉树—扎多—乌丽一带是寻找斑岩铜矿富矿最有利的地区。依据1)该带为世界三大斑岩铜矿带之一,地中海(或特提斯—喜马拉雅)斑岩铜矿带中西藏玉龙成矿带北西段;(2)该区沉积有玉龙斑岩铜矿床相似的巨厚的三叠纪地槽型火山—沉积建造。晚三叠世末,全区发生印支运动,局部发生断陷,形成晚三叠世—第三纪巨厚的含膏盐的红色岩系。在燕山—喜马拉雅早期青海南部治多—扎多复向斜广泛发育中酸性钙碱性斑岩建造;(3)玉龙斑岩铜矿研究资料表明:矿床是由喷流沉积铜矿化或矽卡岩铜矿化(层状富铜矿)及斑岩型铜矿(低品位铜矿化)组成成矿系列,其上部并发育氧化的次生富集带(中—高品位铜矿)。由于玉龙斑岩铜矿有相当规模的富铜矿石,因此,国家已开始筹建矿山,准备开采。随着玉龙铜矿,青海德尔尼、铜峪沟、赛什圹铜矿的开发建设,其外部建设和开发条件已得到改善;(4)该区位于喜马拉雅期构造运动影响强烈地区,山脉不断上升,海拔地形标高4000～5000m,气候干燥,有利于形成厚大的铜矿次生富集带。因此,从现有的地质环境、地质条件分析,该区无论二位、三位一体的成矿系列,从而构成原生的中富铜矿,或次生富集带形成富铜矿,都有前景。 |
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