斑巖型銅礦主要地質(zhì)特征及成因

文耀輝

(寶雞八方山鉛鋅礦業(yè)有限責(zé)任公司)

斑巖型銅礦主要地質(zhì)特征及成因

文耀輝

(寶雞八方山鉛鋅礦業(yè)有限責(zé)任公司)

斑巖型銅礦是最重要的銅礦類型，具有規(guī)模大、礦石易選、可綜合利用、價(jià)值高等特點(diǎn)。結(jié)合野外地質(zhì)工作成果及前人相關(guān)研究成果，分別從與斑巖銅礦有關(guān)的侵入巖、構(gòu)造、圍巖、蝕變與礦化、表生作用、次生富集等方面對(duì)斑巖銅礦的主要地質(zhì)特征進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)斑巖銅礦成因進(jìn)行了探討，對(duì)于該類礦床找礦勘探有一定的參考價(jià)值。

斑巖型銅礦 地質(zhì)特征 礦床成因

銅礦為我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源缺口最大的礦種之一，后備銅礦資源短缺已成為制約我國(guó)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1-2]。在銅礦形成過(guò)程中，斑巖型銅礦為最重要的銅礦類型[3]。本研究結(jié)合相關(guān)野外地質(zhì)工作成果，對(duì)斑巖銅礦的主要地質(zhì)特征及成因進(jìn)行探討。

1 地質(zhì)特征

1.1 侵入巖

斑巖銅礦在空間上、時(shí)間上、成因上主要與鈣堿性系列的酸性—中酸性斑狀侵入巖密切相關(guān)，即與閃長(zhǎng)玢巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖、石英斑巖等有關(guān)。侵入相主要為中深成—淺成—超淺成相，特別是淺成—超淺成相(淺火山相)與斑巖銅礦關(guān)系密切，往往是復(fù)合雜巖體式火山活動(dòng)后期產(chǎn)物，主要為侵入式，而非噴出式。 與斑巖銅礦有關(guān)的侵入體多為受構(gòu)造控制的被動(dòng)侵位巖體。反映在形態(tài)上多為巖株、巖枝、巖脈、巖床等各種復(fù)雜形態(tài)，出露面積一般小于10 km2，以約1 km2或更小者居多，與礦化作用關(guān)系最為密切的是出露面積小的斑巖體。斑巖銅礦化并非僅與斑巖有關(guān)，也與等粒狀巖石有關(guān)(如黑龍江多寶山銅礦與花崗閃長(zhǎng)巖有關(guān))，即無(wú)法排除中—深成相侵入體成礦的可能性[1-4]。

1.2 構(gòu) 造

1.2.1 控制成礦區(qū)(帶)的構(gòu)造

斑巖銅礦的分布主要受板塊構(gòu)造控制，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)90%以上的斑巖銅礦集中分布于板塊構(gòu)造的斂合帶上以及洋殼俯沖帶仰側(cè)(即靠大陸板塊一側(cè))。該類區(qū)域性深大斷裂控制了火山巖的分布，對(duì)于尋找斑巖銅礦有重要作用(圖1)。

圖1 斑巖銅礦成因與板塊構(gòu)造的關(guān)系

控制成礦帶的構(gòu)造為區(qū)域性大斷裂或大的隆起邊緣，如云南騰沖地區(qū)受從浙江開(kāi)始的一條大斷裂控制，西藏玉龍地區(qū)受青?！_(dá)—玉龍—云南一條近SN向大斷裂控制。斑巖型銅礦分布于前寒武紀(jì)以后地槽中，特別是中新生代地槽褶皺帶中，多位于地槽回返固化期靠近地臺(tái)一側(cè)的大斷裂中，或地臺(tái)活化的斷裂構(gòu)造形成的隆起與拗陷交接帶中。特別是隆起邊緣存在長(zhǎng)期活動(dòng)深斷裂，而拗陷又屬于火山巖斷陷盆地地區(qū)，較有利于尋找斑巖銅礦[5-8]。

1.2.2 控制礦田的構(gòu)造

受2組(或2組以上)構(gòu)造-巖相帶交匯部位控制，噴出—侵入作用或其前部構(gòu)造盆地、基底隆起帶(區(qū))邊緣、火山巖帶與基底交接等部位常有大量中、小型淺成侵入巖出露。

1.2.3 容礦構(gòu)造

移栽后4～6天為緩苗期，緩苗后澆1次緩苗水，一定要澆透。當(dāng)門椒坐住后并開(kāi)始膨大時(shí)，再澆第2次透水。這次透水后，植株需水量也開(kāi)始增加，要經(jīng)常保持土壤濕潤(rùn)，但每次澆水都不能漫過(guò)床，否則容易造成疫病流行。

斑巖型銅礦床多分布于2組構(gòu)造交匯處、背斜傾伏端、構(gòu)造破碎帶、穹形構(gòu)造、角礫狀地質(zhì)體(角礫巖筒)以及構(gòu)造裂隙(含微裂隙)中。如江西德興銅礦位于西園嶺背斜傾伏端(沿軸向)，西藏江達(dá)玉龍銅礦位于背斜傾伏端(軸部)，黑龍江多寶山銅礦位于千糜巖帶構(gòu)造破碎帶中。構(gòu)造裂隙(含微裂隙)對(duì)成礦發(fā)揮了重要作用，礦(化)體的形態(tài)、大小、范圍明顯受接觸帶、斷裂帶裂隙控制，在工作中除對(duì)接觸帶進(jìn)行研究外，還應(yīng)對(duì)圍巖及侵入巖的裂隙構(gòu)造進(jìn)行分析。

1.3 圍 巖

盡管圍巖性質(zhì)對(duì)斑巖型銅礦床的形成不具有決定作用，但對(duì)蝕變及其成礦特點(diǎn)有明顯影響，即對(duì)斑巖銅礦的物質(zhì)類型和礦物組合影響較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有30%的礦化發(fā)生于圍巖內(nèi)(江西德興銅礦的70%產(chǎn)于板溪群千枚板巖中)[6]。對(duì)于與斑巖銅礦有關(guān)的圍巖，在工作中的注意點(diǎn)有：①若圍巖為碳酸鹽巖，應(yīng)特別注意矽卡巖型和斑巖型2種礦床類型組合，以免漏礦；②若圍巖為海相或陸相火山巖、火山碎屑巖和砂巖、頁(yè)巖、泥巖及變質(zhì)巖系，由于巖石致密，常為巖體頂蓋“隔擋層”，常在巖體內(nèi)，特別是在巖體頂部富集成礦；③若圍巖為各種角礫狀地質(zhì)體，特別是礦化角礫巖筒為礦液活動(dòng)和運(yùn)移的有利場(chǎng)所，在一定條件下，可使原生礦化富集以及作為尋找與斑巖銅礦有直接關(guān)系的火山頸和火山通道的重要標(biāo)志。

1.4 蝕變與礦化

圍巖蝕變即為近礦巖石在熱液作用下所產(chǎn)生的礦物和化學(xué)變化，發(fā)生蝕變的原因眾多，圍巖成分參與化學(xué)反應(yīng)是重要因素之一。圍巖蝕變是重要的找礦標(biāo)志，圍巖蝕變?nèi)Τ隽藲獬蔁嵋旱V床的總輪廊，蝕變圍巖多為硅酸鹽礦物，熱液礦床多為硫化物礦物(易淋失)，蝕變礦物多能保留。因此，可根據(jù)蝕變圍巖發(fā)現(xiàn)盲礦體，如云英巖化指示常有W、Sn礦，矽卡巖化指示常伴有Cu、Pb、Zn等多金屬礦。含銅地區(qū)的遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)和礦點(diǎn)遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)應(yīng)深入研究圍巖蝕變特征。研究圍巖蝕變可加速成礦理論(模式)的建立，部分圍巖蝕變可恢復(fù)其形成過(guò)程，總結(jié)出不同階段的成礦特點(diǎn)，有助于了解成礦作用過(guò)程，建立成礦模式(模型)，指導(dǎo)找礦。

1.4.1 斑巖銅礦的蝕變及分帶

斑巖銅礦具有蝕變組合及分帶特征，鉀化帶和石英-絹云母化帶為斑巖銅礦的基本蝕變類型[9-11]。

1.4.2 斑巖銅礦的礦化及分帶

斑巖銅礦的主要銅礦物為黃銅礦，次為輝銅礦、黝銅礦、斑銅礦等，伴生礦物為黃鐵礦、輝鉬礦、自然金等，脈石礦物主要為絹云母、石英、鉀長(zhǎng)石等。礦石構(gòu)造主要表現(xiàn)為浸染狀、細(xì)脈狀、脈狀及塊狀、角礫狀。斑巖銅礦礦化具有由內(nèi)向外水平(側(cè)向)分帶的特征。斑巖銅礦中金屬硫化物在垂向、水平及側(cè)向上都具一定分帶性，突出特點(diǎn)是礦石礦物簡(jiǎn)單，原生礦主要為黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、輝鉬礦等，含量排序?yàn)辄S鐵礦>黃銅礦>斑銅礦>輝鉬礦，黃鐵礦與黃銅礦具反消長(zhǎng)關(guān)系[12]。

1.4.3 表生作用及次生富集

斑巖銅礦(硫化礦床)的表生作用可使礦床富集，具有重要經(jīng)濟(jì)意義，也是重要的直接找礦標(biāo)志。斑巖銅礦一般為貧礦，Cu品位多小于1%，為0.4%～0.8%，經(jīng)次生富集后可達(dá)1%～2%，個(gè)別達(dá)3%～5%，我國(guó)大型銅礦山實(shí)際上都在開(kāi)采次生富集帶[13-14]。硫化礦床中的硫化礦物在地表水的作用下，一部分溶解遷移，一部分滲透，還有一部分形成新的表生礦物組合，形成次生分帶現(xiàn)象。

(1)斑巖銅礦有一套穩(wěn)定的元素(礦物)組合，主要為Cu、Fe、Mo、Pb、Zn、Au、Ag等7種，在干旱條件下形成黃鉀鐵礬(K2O·3Fe2O3·4SO4·6H2O)、鐵綠礬(FeSO4·5H2O)，不形成褐鐵礦帽，而形成黃鉀鐵礬帽，在潮濕條件下形成褐鐵礦帽。次生氧化富集亞帶形成于淋濾帶下部，由于仍處于氧化帶，次生硫化物富集帶亦發(fā)生氧化作用。

(2)次生硫化物富集帶位于潛水面之下，是氧化帶淋濾的硫酸鹽和原生硫化物發(fā)生反應(yīng)(交代原生礦)生成的次生硫化物，主要生成輝銅礦、銅藍(lán)。

(3)硫化物礦床表生作用強(qiáng)度和深度的主要影響因素為氣候條件、地形條件、構(gòu)造因素、礦石性質(zhì)、圍巖性質(zhì)等。

(4)研究鐵帽有助于預(yù)測(cè)深部礦體，應(yīng)特別注意尋找殘留礦物并進(jìn)行次生礦物、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、鐵帽顏色的分析，一般來(lái)講，瀝青狀褐鐵礦為斑巖銅礦的直接找礦標(biāo)志。

2 礦床成因

對(duì)斑巖銅礦來(lái)講，最適應(yīng)于多數(shù)礦床的成礦模式為以巖漿-熱液觀點(diǎn)為基礎(chǔ)的“正巖漿模式”，其中Cu等元素來(lái)自與時(shí)間/成因上有關(guān)的侵人體。較大的多相熱液系統(tǒng)發(fā)育于與成因有聯(lián)系的侵入體內(nèi)或侵入體之上。巖漿侵位于地殼淺部，并沿圍巖和巖漿房底部邊緣帶發(fā)生結(jié)晶作用，巖漿在結(jié)晶過(guò)程中富集了揮發(fā)分和有用金屬元素。當(dāng)增大的流體壓力超過(guò)地靜壓力和上覆巖石張力時(shí)，便產(chǎn)生了破裂及破碎，形成了新的開(kāi)放空間，熱液流體快速流入沉淀便形成了礦石[15-16]。

3 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)斑巖銅礦的主要地質(zhì)特征及成因進(jìn)行了詳細(xì)分析，認(rèn)為區(qū)域性深大斷裂等構(gòu)造、斑巖體頂部?jī)?nèi)外接觸帶、圍巖蝕變、礦化及分帶、表生作用及次生富集作用均為該類礦床的找礦標(biāo)志，分析結(jié)果對(duì)于該類礦床的找礦勘探工作有一定的借鑒價(jià)值。

[1] 張宗祥，鄭 嬌.我國(guó)斑巖銅礦床分布特征及研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(8)：76-81.

[2] 趙戰(zhàn)勝，張克敏.萑香洼金礦地質(zhì)特征及找礦方向探討[J].有色金屬：礦山部分，2010，62(4)：18-21.

[3] 任啟江，王兆昭.斑巖銅礦及其找礦[J].地質(zhì)與勘探，1973(7)：42-47．

[4] 王之田，姚參林.大型銅礦地質(zhì)與找礦[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1994．

[5] 賀 斐，張海平.額勒根斑巖型銅礦床成礦條件和找礦標(biāo)志探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011(17)：50-52.

[6] 劉姤群，楊世義，張秀蘭，等.德興斑巖銅礦斑巖和圍巖蝕變特征及斑巖和成礦物質(zhì)來(lái)源的討論[J].中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所所刊，1983(7)：77-99．

[7] 王喜臣，王訓(xùn)練，王 琳，等.黑龍江多寶山超大型斑巖銅礦的成礦作用和后期改造[J].地質(zhì)科學(xué)，2007，42(1)：124-133.

[8] 朱裕生，牟相欣.中國(guó)礦床成礦模式[M].北京：地質(zhì)出版社，1993．

[9] 孫啟禎.論我國(guó)金礦邊緣成礦[J].地質(zhì)與勘探，1990，26(9)：1-5．

[10] 黃 朋，顧雪祥，唐菊興，等.西藏玉龍斑巖銅(鉬)礦床物質(zhì)來(lái)源研究[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2002，26(4)：429-435.

[11] 鄒國(guó)富，朱春蓉，趙沖全，等.春都斑巖型銅礦圍巖蝕變特征及找礦前景[J].江西有色金屬，2010(3)：60-63．

[12] 劉 凱，李劍斌，任 濤，等.陜西池溝斑巖型銅礦地質(zhì)特征與找礦前景分析[J].礦產(chǎn)勘查，2013(1)：26-32．

[13] 郭雙龍.中條山后山銅礦區(qū)地質(zhì)特征及找礦方向[J].有色金屬：礦山部分，2011，63(4)：21-24.

[14] 屈尚俠，曾茂華.粵東尖筆崠銅鉛鋅礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J].西部探礦工程，2003，15(1)：70-72．

[15] 王文舉.淺談斑巖銅礦床找礦標(biāo)志[J].黑龍江國(guó)土資源，2014(4)：20-21．

[16] 石洪召，范文玉，劉書(shū)生.格咱地區(qū)普朗特大型斑巖銅礦床疊加成礦作用[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015(3)：94-96.

2016-08-01)

文耀輝(1978—)，男，工程師，721703 陜西省寶雞市鳳縣坪坎鎮(zhèn)。