銅礦成因地質(zhì)類型特征及找礦技術(shù)分析

王 成

（鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，遼寧 鞍山 114004）

我國的銅礦種類繁多，儲量豐富。常見的銅礦類型主要包括斑巖型、海相砂頁巖型、矽卡巖型、海相火山巖型以及銅-鎳硫化物型。通過對所有銅礦的品位進(jìn)行分析計(jì)算，發(fā)現(xiàn)我國整體的銅礦品位相對較低，其中斑巖型僅為0.5%。較低的品位影響銅礦的開發(fā)與發(fā)展。隨著長時(shí)間的開采，很多礦區(qū)已經(jīng)進(jìn)入了中晚期，導(dǎo)致了資源危機(jī)。為了持續(xù)為我國提供穩(wěn)定的銅元素來源，需要我們不斷加強(qiáng)找礦技術(shù)的提升，挖掘出更多的礦床。

1 銅礦類型及地質(zhì)特征

當(dāng)前我國銅礦儲量及類型豐富，主要分布在江西、云南、湖北等地，如圖1。不同地區(qū)銅礦類型、地質(zhì)特征和組成是不同的，本文接下來將詳細(xì)介紹我國不同地區(qū)的銅礦類型及品質(zhì)。

圖1 我國銅礦的區(qū)域分布

（1）斑巖型銅礦及地質(zhì)特征。環(huán)太平洋、中亞-蒙古以及喜馬拉雅是當(dāng)今世界三大主要的斑巖型銅礦帶。而這三大銅礦帶主要橫穿我國的東北興安嶺地區(qū)、山西、長江中下游地區(qū)以及北疆等地區(qū)。礦床主要分布在隆坳交接部位，同時(shí)靠近隆起一側(cè)。礦床成分復(fù)雜，往往含有幾十種組分。這些組分中可以被利用的金屬元素比較多，主要有鉬、銀、金、硒等。這些元素往往也是稀有元素，價(jià)格比較昂貴，在進(jìn)行銅礦開采的過程中，通常被作為副產(chǎn)品被回收。

（2）海相砂頁巖型銅礦及地質(zhì)特征。我國的碳酸鹽巖石含量豐富。當(dāng)碳酸鹽巖石與細(xì)碎屑巖建造的過程中容易形成海相砂頁巖型銅礦。這種銅礦往往規(guī)模比較大，分布廣泛，外形呈層狀，同時(shí)在地層褶皺的過程中，礦體也隨之變化。在我國，這種銅礦主要分布在云南、四川以及青海一帶，靠近山區(qū)。我國最大的海相砂頁巖型銅礦坐落在云南東川，其銅金屬的儲量已經(jīng)達(dá)到了250萬噸[2]。

（3）矽卡巖型銅礦及地質(zhì)特征。矽卡巖型銅礦形成方式簡單，分布較廣，在我國中部、東部以及西北地區(qū)的很多省份都存在。這種銅礦主要形成地帶是中酸性侵入巖和碳酸鹽演示的接觸帶。這種銅礦往往成群出現(xiàn)，經(jīng)常出現(xiàn)在斑巖型銅礦地帶，因此又被稱為斑巖-矽卡巖型銅礦。這種銅礦的品質(zhì)相對較高，其中銅含量可達(dá)3%。礦石成分也相對比較簡單，主要包括金和鈷兩種元素。在我國，因?yàn)槲◣r型銅礦分布在很多地區(qū)，東到江蘇、南到廣東、北到黑龍江、西到西藏，所以是一種重要銅礦類型。

（4）海相火山巖型銅礦及地質(zhì)特征。海相火山巖型銅礦形成原因主要是火山活動。在火山活動發(fā)生的過程中，在其交接部位容易形成這種礦床。海相火山巖型銅礦其含銅量一般大于1%，品質(zhì)中等，在國外又被稱為硫化物礦床。在我國的三江地區(qū)，這種礦床普遍存在，不存在超大型的礦床，一般為大、中型。海相火山巖型銅礦組成相對比較簡單，經(jīng)常與鐵礦床共存。同時(shí)，礦體與海相砂頁巖型銅礦相比具有相似性，呈現(xiàn)層狀分布。

（5）銅-鎳硫化物型銅礦及地質(zhì)特征。這種礦床主要形成在巖體的底部，常見的巖體主要包括鎂鐵質(zhì)巖體。礦體的形狀多為層狀式分布[3]。而在地質(zhì)層面分析，這些巖體主要分布在大陸邊緣或者是斷裂區(qū)。銅-鎳硫化物型銅礦的形成首先要求裂谷裂開的深度要盡可能的大，其次是底部富含礦物質(zhì)。當(dāng)前，我國的銅-鎳硫化物型銅礦主要分布在東北的長白山地區(qū)、甘肅省以及新疆維吾爾自治區(qū)。

（6）陸相砂頁巖型銅礦及地質(zhì)特征。這種銅礦多產(chǎn)生在盆地，主要包括兩種類型：多順層的銅礦和紅色礦石系。在一些山間盆地的底部含有很多顏色較深的屑巖，銅礦多產(chǎn)生于此。產(chǎn)生的銅礦也多為黑色或者是灰黑色。這種基于盆地的銅礦品質(zhì)相對比較高，銅含量約為1%～2%。而在這些礦床中，除了有銅元素，還包括鐵、鈾、銀、硒等元素。而對于礦床的形成過程，很多研究人員推測可能是沉積-熱液活動的結(jié)果，因此又被稱為沉積礦床。我國南方的部分省份比如湖南省、云南省和四川省是陸相砂頁巖型銅礦主要發(fā)源地。當(dāng)前比較出名的礦床是云南六苴。

表1 我國的主要銅礦類型及特征

2 找礦技術(shù)分析

提高找礦的技術(shù)需要加強(qiáng)兩個(gè)方面的認(rèn)識，首先是明確找礦標(biāo)志，其次是找礦的方向，兩者相互結(jié)合才能推動找礦的效率。

找礦標(biāo)志主要包括：底層標(biāo)志、構(gòu)造標(biāo)志、巖漿巖標(biāo)志、地球物理化學(xué)標(biāo)志、蝕變標(biāo)志、色異常標(biāo)志等等。首先針對于底層標(biāo)志，上文通過對不同礦床形成的原因和地質(zhì)特征進(jìn)行了深入的分析。指出碳酸鹽巖石對于銅礦形成的重要性，所以可以通過尋找碳酸鹽巖石確定矽卡巖型銅礦。而通過在盆地尋找砂頁巖確定沉積型的銅礦床；第二是構(gòu)造標(biāo)志，關(guān)注大裂帶或者是大斷裂區(qū)，容易形成熱液型銅礦；第三個(gè)方面是巖漿巖標(biāo)志，尋找中酸性的花崗巖、角碩巖、復(fù)式巖體，這些巖體組成復(fù)雜，含有豐富的礦物質(zhì)；第四個(gè)是地球物理標(biāo)志，凡是銅礦床豐富的地區(qū)，其磁場具有很大的不同，往往具有高磁性。第五個(gè)方面是地球化學(xué)標(biāo)志。所謂的化學(xué)標(biāo)志指的是在改區(qū)域化學(xué)元素含量異常。一般在銅礦區(qū)，很多化學(xué)元素具有很明顯的種類和濃度的差異性。我們需要統(tǒng)計(jì)元素的種類，計(jì)算元素的豐度值，一般來說，豐度值越高，成礦的可能性越大?？梢詫ν寥肋M(jìn)行采樣分析，一般銅、金、鉑、鋅等含量豐富，可以作為找礦的一個(gè)標(biāo)志。第六個(gè)是蝕變標(biāo)志，以湖南省銅礦床為例，圍巖與碳酸鹽巖石進(jìn)行接觸，發(fā)生不同層次的蝕變。第七個(gè)是色異常標(biāo)志，銅礦的成分相對比較復(fù)雜，分布在地表表面，容易與空氣中的氧氣充分接觸并發(fā)生氧化作用，氧化后的物質(zhì)往往呈現(xiàn)黑色或者暗色。

找礦方向。首先是含鹽度較高比如說鉀鹽含量豐富是成熟礦巖體的準(zhǔn)要標(biāo)志。針對我國當(dāng)前銅礦分布的地區(qū)，按照地區(qū)銅礦的類型及地質(zhì)特征確定找礦的方向。比如說在湖南省，矽卡巖型銅礦是主要的銅礦類型，它的品位相對較高，是當(dāng)前湖南省的主要攻礦方向。其次，加強(qiáng)對斷裂處進(jìn)行深部的探測，尋找大型或超大型的銅礦，其的典型特點(diǎn)是含銅量以及其他元素相對較多。礦石的質(zhì)量，需要品位較高的礦床。當(dāng)前我國最主要的礦石是斑巖型銅礦，但是其銅含量的平均值僅為0.5%，為開礦過程增加了難度。因此，在進(jìn)行銅礦尋找的過程，應(yīng)該對不同銅礦進(jìn)行元素的分析，選擇銅品位較高的銅礦類型進(jìn)行開采。最后，找礦方向還應(yīng)該根據(jù)不同的地區(qū)去選擇，以廣西銅礦尋找為例。根據(jù)當(dāng)前存在的礦山為例，尤其是老礦山，在其周圍加強(qiáng)勘探，一般都會存在同類的礦床。銅礦往往呈現(xiàn)大面積分布，一般是群體性存在而不是單獨(dú)一個(gè)礦床，很多時(shí)候礦床呈條狀或者月牙狀的方式進(jìn)行分布。這種性狀的礦床比較容易發(fā)現(xiàn)同類型的銅礦。但是還有部分礦床呈現(xiàn)星星狀分布，這為找礦方向的確定增加了難度。在找礦的過程中藥加強(qiáng)對演變礦床的尋找，注意共生礦床的性質(zhì)及地質(zhì)特征[3]。在廣西的元寶山附近存在著大量的礦床，如加龍以及九毛等地都含有大量的銅錫礦床。在上述的這些地區(qū)，成礦的原因分析（蝕變產(chǎn)生）研究相對深入透徹，而找礦的標(biāo)志也很明顯，因此得到了極大的開發(fā)。其次在海洋山一帶，其成礦的原因是中酸性侵入體，而這些礦床多處于大斷裂之間，并伴有明顯的蝕變。通過地球物理和化學(xué)標(biāo)志探尋表明，該地域磁場強(qiáng)度較高，異于周圍其他地區(qū)。通過對銅的豐度值進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)銅的含量約為30ppm～60ppm。第三是架橋嶺附近，該區(qū)域地處大斷裂交匯處，構(gòu)造發(fā)育充分。在大斷裂處存在很多巖石并普遍蝕變現(xiàn)象，同時(shí)伴有熱液反應(yīng)。而經(jīng)過勘探，該地區(qū)的銅礦成分相對比較豐富，除了銅元素以外，還包括鉛鋅等礦床。但是該地區(qū)在找礦初期，交通等條件不變，因此為該地區(qū)的銅礦開采增加了難度。

3 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國對銅的需求也將會越來越大。當(dāng)前很多銅礦的開發(fā)進(jìn)入中晚期，我們必須提高找礦技術(shù)和勘測手段，尋找更多的銅礦床。本文從我國的主要銅礦類型及地質(zhì)特征出發(fā)，詳細(xì)分析了銅礦的成因，包括找礦標(biāo)志的分析和找礦方向的確定。以上這些措施期待為未來的找礦工作提供一些借鑒。