中国铜矿的主要类型

中国地处欧亚印度洋和太平洋的交汇区,区域地质背景复杂,有利于各种类型铜矿的形成。此外,环太平洋、古亚洲(中亚-蒙古)和古地中海(阿尔卑斯-喜马拉雅)三大铜矿成矿带均经过中国,因此中国铜矿床工业类型齐全。迄今为止,世界上主要的铜矿类型都在中国找到,包括斑岩型、矽卡岩型、海相砂页岩型、陆相砂页岩型、海相火山岩型(黄铁矿型)、陆相火山岩型、铜镍硫化物型、脉状型和自然铜型。有学者(刘亚荣,1989)把海相火山岩型和陆相火山岩型称为火山沉积型,把海相砂页岩型和陆相砂页岩型称为层状型。总的来说,中国的铜资源也很丰富,铜的总储量已经超过7000万吨。主要分布在长江中下游、大兴安岭、祁连山、中条山、西南“三江”、川西南天山-滇中、阿尔泰山、北山和内蒙古狼山-扎尔泰地区。与国外类似,我国铜储量主要集中在斑岩型、海相砂页岩型、海相火山岩型、铜镍硫化物型和矽卡岩型五种铜矿类型。不同的是,我国矽卡岩型铜矿床占据更重要的地位,因为我国碳酸盐岩比较发育,岩浆活动频繁(尤其是燕山期);其他类型的铜矿床在规模和品位上也存在一定的差异(矿床规模普遍较小,铜品位较低),这可能与我国的地质演化和其他地质特征有关。根据我国铜矿床的比重,我们依次排序为:斑岩型→海相砂页岩型→矽卡岩型→海相火山岩型(黄铁矿型)→铜镍硫化物型,其中斑岩铜矿床的储量占我国的50%以上。目前我国大型和超大型铜矿基本产于上述五类铜矿,其铜储量占全国总储量的80%以上。

㈠斑岩铜矿

这是中国最重要的铜矿类型。主要分布在东北大兴安岭、山西中条山、长江中下游、西南“三江”、北疆和华北克拉通北缘五个地区。它们基本位于世界三大斑岩铜矿带(环太平洋带、古亚洲带和古地中海带)的分布区。它们的分布与构造作用密切相关,一般受构造活动带控制,但就单个矿床而言,矿床位于隆起与凹陷的交界处,靠近隆起一侧(芮宗耀,1998)。在斑岩体中,铜矿床并不存在于整个岩体中,往往只存在于斑岩体外缘的某些部位,这些部位断裂构造比较发育,蚀变作用比较强烈。成矿作用发生在成岩作用之后,明显与热液活动有关。目前国内已知的5个超大型铜矿床中,斑岩铜矿占了4个,分别是西藏玉龙、江西德兴铜厂、黑龙江付家坞和多宝山(储量接近超大型规模)。此外,还有五个大型铜矿:内蒙古瓮里格吐山、陕西铜厂峪、江西德兴朱砂红、西藏贡觉夏朵松多和西藏查亚马拉松。我国斑岩铜矿中铜的平均品位相对国外较差,矿石中铜含量大多低于1%。斑岩铜矿的矿石成分复杂,可综合利用的元素较多。最常见的是钼,往往形成典型的斑岩型铜钼矿床,其次是金、银、铼、硒、碲,这些都可以作为副产品回收。有些可能伴有铂族元素,但这需要进一步深入工作才能确定。

(二)海相砂岩页岩铜矿

这类铜矿主要产于海相细碎屑岩-碳酸盐建造中。寄主岩石是细碎屑岩(有些含有火山物质)或碳酸盐岩。矿体呈层状、层状,与地层同步褶皱。在某些地区,有晚期切割的铜脉产生。矿床规模普遍较大,主要分布在四川会理-东川、云南-易门-元江、山西中条山、内蒙古狼山-扎尔台和青海鄂拉山。它受陆内裂谷(也称为奥拉谷)或隆起区的边缘海槽控制。海相碎屑铜矿的容矿地层主要是元古界和古生代。与国外相比,中国的元古界更为重要。主要矿床均产于中新元古代细碎屑岩(部分含火山物质)-碳酸盐岩建造中,是我国重要的铜矿类型之一。最大的矿床是云南东川的汤丹铜矿。近期数据显示,其铜储量接近超大型矿床规模(250万t)。还有内蒙古朝戈旗的霍格奇、乌拉特后旗的炭窑口、青海兴海的铜峪沟、云南东川的洛雪等大型铜矿。矿石成分简单,主要为铜、铁硫化物,如斑铜矿、黄铜矿、黄铜矿、黄铁矿,部分为方铅矿和闪锌矿,部分矿床附近还显示有钴异常。目前,我国东部广大地区尚未发现古生代沉积盆地中的海相砂岩-页岩铜矿,但在西北地区的塔里木和柴达木地块周边地区已有发现。但由于工作程度较低,他们的规模前景尚不明朗。青海铜峪沟大型铜矿床在古生代地层中含有大量的矽卡岩矿物,曾被称为类矽卡岩矿床。然而,根据围岩、矿体的层理分布和矿床的其他特征,将其归类为砂岩-页岩铜矿床可能更合适。由于该类型铜矿床规模普遍较大,今后应注意在塔里木和柴达木地块周围寻找海相砂页岩铜矿床。

(三)矽卡岩铜矿

这是我国特有的重要铜矿类型,产于中酸性侵入岩与碳酸盐岩的接触带。在我国大部分省(自治区)广泛分布,如西藏、江西、湖北、广东、黑龙江、云南、内蒙古、山东、安徽、山西、江苏、广西、湖南、辽宁、青海等,其中以长江中下游及云南、山东、广东等省矽卡岩铜矿最多,尤其是长江中下游地区。其分布特征一般为岩体中的斑岩和岩体边缘接触带中的矽卡岩,所以我们有时称之为斑岩-矽卡岩。如云南雪鸡坪、江西城门山、湖北凤山洞等都是斑岩型和矽卡岩型铜矿床。目前已知的大型矽卡岩铜矿有江西瑞昌巫山、九江程门山、千山天牌山、湖北大冶铜绿山、广东曲江大宝山和安徽铜陵冬瓜山。矽卡岩型铜矿床的一个重要特点是矿床小而富,矿石铜品位可达2% ~ 3%,以大、中、小型铜矿床和矿点为主,基本不形成超大型矿床。矿石成分相对复杂,往往含有钴和少量金。不同矿床的伴生成分不同,有钼、铅、锌、锡、磁铁矿等。

(4)海相火山岩铜矿床

这类铜矿在西方国家常被称为块状硫化物矿床,而在前苏联被称为含铜黄铁矿型,是我国重要的铜矿类型之一。其品位丰富,大部分矿床的铜品位在1%以上。矿体和地层产状一致,呈层状、透镜状,成群出现。太古宙至第三纪地层中均有矿床,成矿时代范围大。中国主要产于元古代和古生代海相火山岩。分布广泛,主要分布于西部祁连山和西南“三江”地区,如甘肃、青海、四川、云南等省,辽宁、陕西、山西、新疆等省(自治区)也有产。这类矿床是海底火山活动的产物,大多数海相火山铜矿床位于不同成分火山岩的交汇处。含矿火山岩多为细碧斑岩建造,包括凝灰质火山岩和火山熔岩。著名的大中型铜矿有新疆北部的阿舍勒、青海玛沁的德尔尼、甘肃兰州的白银厂、四川会理的拉拉厂、九龙的吴礼和云南新平的大红山,属于同生成因。这类矿床在空间上常与铁矿伴生,如云南红山、甘肃陈家庙矿床。上部为含铜(磁)铁矿床,下部为含铁铜矿床。

(5)铜镍硫化物铜矿

这类矿床在空间分布和时间上与镁铁质-超基性岩密切相关。矿体的形态、规模、产状和矿化都受岩体控制。大多数矿体呈层状、透镜状,产于层状镁铁质-超镁铁质岩体的底部接触带,通常认为是重力分异、流动分异和结晶分异的结果。这些镁铁质基性-超基性岩主要沿古大陆边缘或陆内裂谷或陆内深大断裂分布,是伸展环境下地幔岩上涌的产物。这类矿床的形成有两个非常重要的条件:一是断裂深度大;二是深部成矿物质丰富。这种情况与海相火山岩铜矿类似,只是成矿模式不同。因此,在有铜镍硫化物铜矿的深大断裂带的延伸区,往往存在与铜镍硫化物铜矿不同成矿时代的海相火山岩铜矿。如额尔齐斯超级岩石圈断裂带,东南部有早二叠世卡拉通克铜镍硫化物矿床,西北部有中泥盆统阿舍勒海相火山铜矿;又如北祁连海相火山铜矿带北侧的中元古代(1509Ma)金川铜镍硫化物矿床。这两类铜矿的空间分布与成因的关系是一个值得深入研究的问题,因为它对找矿具有重要意义。根据现有资料,我国铜镍硫化物矿床基本分布在长白山、阿尔泰山、天山、祁连山、横断山。最著名的矿床有甘肃金川、新疆富蕴喀拉通克和吉林磐石红旗岭。其中,甘肃金川矿床铜、镍的金属储量已达到超大型矿床规模,伴生的铂族元素是目前我国铂族金属的主要来源。

(六)陆相砂岩页岩铜矿

这种类型的铜矿在中国具有重要意义。产于中新生代陆相盆地(云南下震旦统澄江组陆相砂岩中也有铜矿化),根据区域地质背景、矿石产状和矿物差异可分为两个亚类。一种是铜矿化沿多层分布,矿体主要为层状、层状、透镜状(与美国科罗拉多高原砂岩型铜(铀)矿床相同,但多为氧化还原带的卷状矿体),为含矿岩系。以红色砂页岩为主,夹黄色、灰色、紫色、绿色等杂色砂页岩,这种岩性组合常被称为“红层”。盆地面积比较小,都是一些断陷盆地和山间盆地,所以形成的矿床一般规模较小。盆地底部一般为暗色粗碎屑岩或煤系,中部为含铜建造,上部为膏盐建造。铜矿化产于浅色砂页岩(一般为灰色、灰绿色、灰黑色等。)夹红色碎屑岩。矿石矿物主要为辉铜矿、浅蓝色铜矿、斑铜矿、黄铜矿、孔雀石、蓝铜矿、黄铁矿和白铁矿,少量方铅矿、闪锌矿和砷黝铜矿。矿石富含铜品位,一般在1.0%-2.0%之间。铀、银、硒等有用元素常与不同矿床伴生,有时其矿体可圈出,甚至可形成含铜铀矿床或含铜银矿床。20世纪80年代以来,人们对该矿床成因的认识比较一致,早期同生沉积,晚期热液叠加改造成矿,故称沉积改造矿床。陆相砂页岩铜矿主要分布在中国南方,如衡阳盆地、湖南麻阳盆地、云南楚雄盆地、四川安宁河盆地等,在同一地区受同一层位控制。著名矿床有刘矩、大村、云南大姚凹底居、牟定郝家河、四川会理大东场、湖南麻阳九曲湾、常宁白房等。,但至今未发现该类型的大型矿床,这可能与岩矿的陆相盆地规模较小有关。另一种是产于陆相砂页岩中的铜矿,目前仅在云南兰坪-思茅盆地发现。主要分布在兰坪盆地西缘沿澜沧江深大断裂以东,思茅盆地中部北北西向深大断裂附近。区内断裂构造十分发育,矿化成群出现,以中侏罗世为主,其次为三叠纪、二叠纪、白垩纪和第三纪,岩性为砂岩页岩、火山岩和灰岩,代表矿床为金曼铜矿(中型)。此外,其附近的地表泉水中也有铜矿化(孔雀石),春花覆盖第三纪(如兰坪县拉荆山以北)。矿体主要呈脉状,矿石矿物主要为黝铜矿、斑铜矿和黄铜矿,其次为黄铁矿、孔雀石和蓝铜矿,偶见辉铜矿、方铅矿和闪锌矿。矿体分布和矿物组合与第一次矿化明显不同,反映了它们在成因上的不同,可能是一种新的铜矿类型。通过对滇西三江地区腾冲两河金矿、381铀矿、江城勐野井钾盐矿、兰坪铅锌矿、金曼铜矿和拉井铜矿的研究,提出它们属于大陆热水沉积成因。根据产状,将陆相热水沉积矿床分为三个亚型,即盆地沉积型、充填(渗透)沉积型和泉化沉积型,金曼铜矿属于充填(渗透)陆相热水沉积型。矿床中有两种类型的矿体:脉状和脉状。脉状矿体是矿床的主体,沿层间破碎带分布,严格受破碎带控制。其铜储量占全矿的86%,铜品位0.65% ~ 12.02%,平均2.04%。细脉型矿体多,规模小,品位低,多在1%以下。最大矿体的铜品位为0.65% ~ 1.94%,平均为1.03%。大部分分布于中侏罗统花开佐组上段的灰色细砂岩中,部分产于大型脉状矿体的相应部位。

㈦大陆火山铜矿

主要产于中国东部中生代中酸性陆相火山岩中,其次是中国西部川滇黔二叠纪陆相峨眉山玄武岩,也有一些铜矿化和矿点。此外,在中国西部的准噶尔、西天山、西秦岭、可可西里、冈底斯山等地,从石炭纪到第三纪也有基性-中酸性陆相火山岩型铜矿床和矿化,但至今发现的矿床很少。陆相火山岩型铜矿首先受火山岩建造类型控制,沿深大断裂分布。过去,由于我国陆相火山岩型铜矿的大型和超大型矿床较少,与上述矿床类型相比,研究程度相对较低。陆相火山铜矿床常与次火山岩伴生,因此很容易将其视为斑岩矿床。然而,斑岩铜矿与陆相火山岩铜矿有很大区别。斑岩铜矿以浸染状矿石为主,陆相火山岩铜矿以脉状矿石为主。此外,陆相火山岩铜矿的围岩蚀变也很有特点,如明矾石化、冰川石化、迪凯石化等。这类矿床的矿石成分比较简单,有时还伴有银和金。陆相火山岩型铜矿常产于长江中下游及福建、浙江、广东等沿海省份的燕山期陆相火山岩中,但所见矿床规模不大。目前只有福建上杭的紫金山铜矿达到较大规模。该矿床位于小芸-上杭深大断裂西北部白垩纪陆相火山-沉积盆地的东缘。矿石矿物主要为黄铁矿、辉铜矿-辉铜矿,其次为黄铜矿、辉铜矿和少量斑铜矿。

(8)脉状和自然铜型铜矿床。

占铜金属储量的比例较小,部分斑岩铜矿、陆相火山岩铜矿和陆相砂岩页岩铜矿也有脉状矿体,此处不介绍这两类铜矿。

上述七类铜矿床是根据容矿岩石进行分类的,在野外和室内都很容易识别。各种类型的铜矿床的成因和细节将在后面的章节中讨论,在此不再赘述。还需要指出的是,近几十年来,中国地质学家在铜矿找矿和研究方面做了大量工作,取得了很大成就,但我们也必须清楚地看到,过去我们的工作主要集中在中国东部地区,而在中国西部广大地区,由于交通不便,经济相对落后,地质基础研究和找矿工作的程度相对较低,因此在该地区仍然有可能找到上述类型的铜矿,甚至发现新类型的铜矿。近年来,我国在西部地区陆续发现了一些大型或特大型铜矿床和地区,如四川盐源西范坪(大型、富碱斑岩型)、云南德钦羊拉(大型、块状硫化物型)、维西土顶(中型、块状硫化物型)、景谷民乐(中型以上、斑岩型)、思茅大平掌(中型以上、海相火山岩型)。

参考

1.中国矿床编辑委员会编,《中国矿床学(一)》,北京:地质出版社,1989。

2.中条山铜矿地质编辑组,中条山铜矿地质,北京:地质出版社,1978。

3.云南冶金地质勘探公司,砂岩铜矿地质,北京:冶金出版社,1977。

4.王志田,秦,中国铜矿床类型、成矿环境及时空分布特征,地质学报,1988,62卷3期

5.冉崇英,刘卫华,等.康滇地轴铜矿地球化学及底板构造机制.科学出版社,1993 .

6.朱迅等,德兴斑岩铜矿,北京:地质出版社,1983。

7.唐中立,金川铜镍矿床成矿模式,现代地质,1990,第4卷,第4期..

8.宋蜀河及祁连山黄铁矿型铜矿床特征及成矿规律,地质学报,1955,第35卷,第1期。

9.宋树河,黄铁矿型铜和多金属矿床——世界主要矿带和矿床类型对比研究趋势,中国地质科学院矿床地质研究所学报,1982,第5卷,第3期。

10.张,芮宗尧,论中国斑岩铜矿系列的地质背景,地质学报,1991,65卷,第3期

11.、季、,云南兰坪-思茅盆地陆相砂岩页岩中脉状铜矿成因探讨——一种新的铜矿类型、资源环境与可持续发展——纪念屠光炽院士《革命与地球科学》发表60周年和80周年,中国科学院地球化学研究所主编,科学出版社,65438。

12.张和芮宗尧。论中国斑岩铜矿系列的地质背景,地质学报,1991,65(3)。

13.杨,邱定茂,阙美英,等.西昌-滇中前寒武纪层控铜矿床.重庆:重庆出版社,1988 .

14.中国王龙生芮宗尧铜矿的新分类方案,有色金属矿产与勘探,1994,第3卷,第4期

15.芮宗尧,黄崇启,七国明,等。中国斑岩铜(钼)矿床。北京:地质出版社,1984。

16.孟宪民,矿床分类及找矿方向,矿床学论文集,科学出版社,1963。

17.姜福志,中国海相火山岩型铁铜矿成因类型及某些成矿特征的探讨,矿床地质,1983,第2卷,第4期。

18.、林雯伟、毕等。,中国矽卡岩矿床,北京:地质出版社,1990。

19.屠光炽等,中国层控矿床地球化学(上册),北京:科学出版社,1984。

20.郭,中国铜矿床工业类型及分布规律,地质月刊,1959,第1期。

21.郭,长江下游一些矽卡岩型铜矿床,地质学报,1957,第37卷,第1期。

22.常,刘相培,吴延昌,长江中下游铁铜成矿带,地质出版社,1991。

23.张武生,德尔尼矿床地质学,北京:地质出版社,1981。

24.谢,中国铜矿床分类、分布及找矿方向,地质评论,1957,第17卷,第1期。

25.翟玉生,长江中下游铁铜矿类型、形成条件及成矿演化,地质科学,1983,第4期..

26.李公举,东川式铜矿类型演化及找矿实践,地质与勘探,1978,1期。