中国铜矿床分布及其典型矿床特征

一、矿床时空分布及成矿规律

中国铜矿床时空分布及成矿规律有以下特征:

(一)成矿时代相对集中

中国铜矿成矿时代虽然从太古宙至第三纪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。从探明的大中型矿床的储量在时代占有情况来看,据王之田(1988)统计的各时代铜矿储量比例: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%。

从各期的地壳运动来看,自寒武纪以来,历经加里东、海西、印支、燕山和喜马拉雅各期的地壳运动,每期虽然都有相应的铜矿成矿作用,并形成矿床,但以燕山期生成的矿床最多。据郭文魁主编的1∶400万中国内生金属成矿图说明书(1987)统计了115个铜矿的床(点)在各成矿期的比例,其中燕山期占46%。可见铜矿床的形成在整个地史成矿期中,燕山期成矿作用具有特殊的重要意义。

(二)成矿空间分布相对集中

从成矿环境来看,中国地处欧亚板块的东南部,东与太平洋板块相连,南与印度板块相接。地层发育较齐全,沉积类型多样,地质构造复杂,岩浆活动频繁,变质作用也较强烈。这种复杂多样的地质环境,形成了多种铜矿类型,主要分布在赣东北、长江中下游、祁连山及邻区、中条山、西昌-滇中、三江地区以及黑龙江嫩江和内蒙古东部地区等。在这些成矿区带已探明的铜储量占全国铜总储量的80%以上。

(三)主要铜矿类型的成矿环境

从板块构造成矿环境来看,据王之田等人研究认为,斑岩型铜矿产于会聚板块边界,包括大陆边缘(含活动陆内古板边)和岛弧环境挤压弧系里,都与发生大幅度相对运动正负构造单元之间的区域性深大断裂有关;夕卡岩型铜矿与斑岩型铜矿成矿环境基本类似,但成矿围岩有所不同;海相火山岩块状硫化物型铜多金属矿在离散板块边缘和会聚板块边缘以及岛弧环境等均有产出,主要为大陆边缘斜坡已跨上洋壳部位的优地槽,或经洋壳俯冲送到海沟地带的原来生成在洋中脊的蛇绿岩套环境;海相沉积岩块状硫化物型铜矿,产于大陆壳海西-印支期海

相断裂拗陷带环境,并受中生代岩浆岩的活化改造富集;海相沉积(变质)岩型铜矿,产于稳定大陆边缘裂谷或类似张裂构造的早期阶段,属冒地槽环境;镁铁-超镁铁质岩型铜镍矿,产于大陆边缘和增生褶皱带边缘深大断裂环境。此外,陆相火山岩型铜(金)矿,产于活动大陆边缘火山带环境。

(四)中国铜矿成矿演化与中国地壳性质和大地构造发展有关

中国陆壳是在几个古板块基础上增生起来的,以古老的陆块为核心,以不同时代增生褶皱带为边缘,向外逐渐增生和发展,而导致了火山-深成岩浆岩类、沉积岩系及有关类型大中型铜矿在空间上向板块边缘推移,在时间上越来越新。因此,中国大中型铜矿多出现在地台边缘、增生褶皱带边缘和陆内断裂拗陷带边缘(王之田等,1994)。由于中国地壳运动具有多旋回演化特点,沉积类型多样,构造-岩浆活动频繁,矿床形成后又经后期改造或变质作用,出现继承、叠加、共存等现象。因而在一个成矿集中区里形成一些多因复成矿床或共生矿床,并伴生多种组分,导致中国铜矿单一矿床少,共生矿床多。

(五)中国铜矿两大成矿系列

中国大型、超大型铜矿基本上可划分为两大成矿系列(裴荣富,1990):一是与构造-岩浆侵入作用有关的铜镍硫化物矿床→夕卡岩型铁-铜(金)矿床→斑岩型铜(钼、金)矿床→脉状铜矿床。二是与火山喷发-沉积作用有关的火山岩型块状硫化物铜-锌矿床、铜-金矿床→沉积岩容矿铜(铅锌)矿床。

(六)小岩体成大矿

中国铜矿,与岩浆岩有关的斑岩型铜(钼)矿、夕卡岩型铜矿以及镁铁质-超镁铁质岩型铜镍矿,基本上是与小岩体成矿有关。斑岩型铜矿的成矿斑岩体主要以多期次高侵位的复式小斑岩体为主,岩体出露面积<0. 5km 2的占32. 5%,0. 5~1km 2的占25%,1~5km 2的占20%,5~10km 2的占15%,>10km 的仅占7. 5%(芮宗瑶等,1993)。如超大型铜矿德兴矿田的铜厂、朱砂红、富家坞三个矿床的斑岩体地表出露面积分别为0. 7km 2、0. 06km 2、0. 16km 2;内蒙古乌奴格吐山大型铜(钼)矿床的斑岩体出露面积0. 5km 2。一些大中型夕卡岩铜矿床也是小岩体成矿,如安徽铜官山矿床的岩体出露面积1. 5km 2,湖北封山洞矿床的岩体出露面积0. 72km 2,江西武山矿床的岩体出露面积0. 6km 2,云南个旧卡房新山铜锡矿床的岩体出露面积0. 322

km 2。铜镍硫化物矿床的成矿岩体也很小。据汤中立统计中国铜镍硫化物矿床的成矿岩体一般都在0. 1km 2以下,只有三个成矿岩体的出露面积达到1km 2(甘肃金川矿床、吉林赤柏松矿床、广西大坡岭矿床),而且小岩体含矿率又高,如金川矿床的岩体含矿率为47%,新疆喀拉通克一号岩体含矿率60%,吉林红旗岭岩体含矿率96%。这些特点与国外同类或类似的矿床显著不同。

二、矿床类型

(一)铜矿床分类

矿床是指由地质作用形成的,有开采利用价值的有用矿物聚集体。地质矿业工作者为了研究矿床的成因和开发利用则进行矿床分类。中国铜矿床分类有文献记载的最早是丁文江(1917)将我国铜矿床划分为五种类型,其中将斑岩铜矿归入浸染型铜矿,并提出山西中条山铜矿产于“前寒武纪结晶岩中”,属“低品位浸染状矿石”。其后,朱熙人(1935)也讨论过我国铜矿类型和分布,并提出长江中下游和云南为我国铜矿有希望的产地。新中国成立后,对铜矿床的分类做了进一步地研究。1953年,孟宪民、宋叔和等研究了我国铜矿的成矿地质条件、分布情况,提出普查勘探方向,并按工业类型将我国铜矿床分成斑岩铜矿型、黄铁矿型、层状交代矿床、接触交代矿床、多金属含铜矿床、石英含铜矿脉、铜镍矿床、含铜砂页岩、自然铜矿型、钛钒矿脉、铜钴矿层等类型。1957年,谢家荣对中国铜矿床进行成因分类,划分为岩浆矿床、表生矿床、变质矿床等三大类,进而又分6类22式。1959年,郭文魁对我国铜矿工业类型及分布规律进行研究,并按各类型占有储量排列,提出中国铜矿工业类型划分为八大类:层状铜矿(东川式)、细脉浸染型铜矿、接触交代夕卡岩型铜矿、黄铁矿型铜矿、脉状及复脉带铜矿、铜镍矿床、含铜砂页岩、安山玄武岩中之铜矿等,八大类中又按矿石建造、金属组合、矿体形状及产状和矿化时代等又进一步划分若干亚类。

70年代以来,铜矿床的分类从单纯以产状、成因及工业类型划分,转向结合矿石商品价值、成岩成矿作用等综合研究进行铜矿床分类。其中有代表性的,郭文魁于1976年将我国铜矿床分为六大类:①与海相火山作用有关的铜矿床,进一步分为块状硫化物型铜矿(含铜黄铁矿型铜矿)及条带状浸染状铜矿两

个亚类;②与基性-超基性岩体有关的铜镍硫化物矿床;③与中酸性火山-深成杂岩或浅成侵入岩有关的斑岩铜矿;④与中酸性侵入岩有关的夕卡岩型铜矿;⑤陆相沉积作用为主的铜矿床;⑥与海相沉积作用有关的铜矿(层状铜矿)。

1989年,《中国矿床》(宋叔和主编,1989)推出的中国铜矿床分类,在前人分类基础上,着重考虑两个基本因素:一是矿床形成的地质因素,即产出的地质环境、控矿因素及其成因;二是商品矿石的经济意义,即矿床必须在现阶段能够被开发利用,而且要有一定规模。以这两个原则将中国铜矿床划分为六类:①铜镍硫化物型矿床;②斑岩型铜矿床;③夕卡岩型铜矿床,④火山岩型铜矿床,⑤沉积岩中层状铜矿床,⑥陆相砂岩型铜矿床。至于石英脉型铜矿、自然铜矿床等,目前我国尚未发现大中型矿床,不是开采的主要对象,故未归入本分类。

近年来,国内外对铜矿床分类趋于以容矿岩石为基础,并考虑到矿床产出地质环境和经济开采价值进行分类。如王之田等(1994)将中国铜矿床类型划分为七类,并对已知的大型铜矿床类型及地质时代占有储量进行了统计,反映矿床类型经济意义(表3.7.4) 。芮宗瑶等(1993)也以容矿岩石为主线,兼顾成矿环境、矿床成因等将中国铜矿床分成五大类10小类(表3.7.5) ,并列举每个类型的容矿岩石、矿石建造、矿体形态、成矿作用、矿质来源、成矿环境以及矿床实例等。

(二)矿床类型简述

中国铜矿具有重要经济意义、有开采价值的主要是铜镍硫化物型矿床、斑岩型铜矿床、夕卡岩型铜矿床、火山岩型铜矿床、沉积岩中层状铜矿床、陆相砂岩型铜矿床。其中,前4类矿床的储量合计占全国铜矿储量的90%。这些类型矿

床的成矿环境各异,有其各自的成矿特征。根据芮宗瑶等(1993)、王之田等(1994)等研究成果,按各类型矿床占有储量比例依次简述如下:

1. 斑岩型铜(钼)矿

该类型是我国最重要的铜矿类型,占全国铜矿储量的45. 5%,矿床规模巨大,矿体成群成带出现,而且埋藏浅,适于露天开采,矿石可选性能好,又共伴生钼、金、银和多种稀散元素,可综合开发、综合利用。其成矿特点:

(1) 成岩成矿时代较新 东部地区的斑岩铜矿属于滨太平洋成矿域的

一部分,成岩成矿时代以燕山期为主。如位于环太平洋西带外带的赣东北大断裂的西北侧德兴超大型斑岩铜矿成岩成矿时代199~112Ma。北部地区的斑岩铜矿属于古亚洲成矿域的一部分,成岩成矿时代主要为海西期和燕山期。如位于大兴安岭隆起带与松辽沉降带衔接部位的黑龙江多宝山斑岩铜矿的成岩成矿时代292~245Ma;位于额尔古纳褶皱系的内蒙古东部乌奴格吐山斑岩铜矿的成岩成矿时代188~182Ma。西南部地区的斑岩铜矿属于特提斯-喜马拉雅成矿域的一部分,成岩成矿时代以喜马拉雅期为主。如西藏东部地区玉龙超大型斑岩铜矿55~35Ma,马拉松多斑岩铜矿33. 2Ma,多霞松多斑岩铜矿30. 9Ma。

(2) 成矿岩石基本特征 多数矿床的成矿岩体以多期次高位侵位的复式小斑岩体为主。与矿化有关的花岗质岩石主要为钙碱性系列,其次是碱钙性系列。其中包括花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩、花岗斑岩和其他花岗质岩石。与矿化有关的花岗质岩石的化学成分以SiO262%~68%的成矿最佳。岩石化学从

中性→中酸性→酸性,相应的矿石建造为Cu(Fe)→Cu(Au)→Cu(Mo)→Cu(Sn),岩浆分异指数对应从60%变为92%。

(3) 围岩蚀变分早、中、晚期 早期蚀变包括钾硅酸盐交代岩、钾质角岩和部分镁-钙夕卡岩;中期蚀变包括绢英岩、黄铁绢英岩、青磐岩和湿夕卡岩;晚期蚀变包括中度-深度泥英岩、浊沸石-硫酸盐交代岩等。

(4) 次生作用不发育 次生富集作用,可使斑岩铜矿石品位得到进一步富集而成为具有重大经济意义的富矿。次生富集带多数是形成高品位的辉铜矿矿层,开采经济价值巨大。然而,中国斑岩型铜矿多数矿床未能形成厚大的次生富集带,可谓先天不足,因而多数矿床是大型贫矿,铜品位一般在0. 5%左右。

2. 夕卡岩型铜矿

中国夕卡岩型铜矿与国外大不相同,其储量国外夕卡岩型铜矿占的比例很小,而中国却占较大的比例,现已探明夕卡岩型铜矿储量占全国铜矿储量的30%,成为我国铜业矿物原料重要来源之一,仅次于斑岩型铜矿,而且以富矿为主,并共伴生铁、铅、锌、钨、钼、锡、金、银以及稀散元素等,颇有综合利用价值。其特点:

(1) 时空分布与斑岩铜(钼)矿相似 夕卡岩型铜矿的成岩成矿时代,主要为燕山期和喜马拉雅期,其次是印支期、海西期。矿化集中于170~110Ma,其次为110~70Ma。矿床空间分布,主要产于中国东部活化拗陷带,并常与中生代断陷盆地伴随而分布。大型夕卡岩型铜矿主要分布于下扬子拗陷带的湖北铁山、铜录山,江西城门山、武山,安徽的铜官山、狮子山、凤凰山、大团山等矿区;其次是滇东拗陷带的个旧锡铜多金属矿田和华南褶皱系的石 、广西钦甲、湖南宝山;燕山拗陷带的寿王坟;辽东台隆的垣仁;吉黑褶皱带的弓棚子等矿区。

(2) 成矿岩体主要为中酸性花岗质岩类 如石英闪长岩、石英二长岩和花岗闪长岩的中深成相和浅成相。岩石系列属于钙碱性-碱钙性系列。大型夕卡岩铜矿床的形成与小岩体及其形态有关。其岩体形态与成矿的重要性依次为蘑菇状、箱状、锥状、枝叉状和层间岩墙状等。

(3) 围岩岩性是形成夕卡岩铜矿床的重要条件 有利于形成大型夕卡岩铜矿床的围岩多为泥质岩、白云质灰岩或碳质灰岩。如中国南方大型夕卡岩铜矿围岩为石炭系-三叠系白云质灰岩。在膏岩层和高硫层存在地区更有利于成矿,如长江中下游地区的一些夕卡岩型铜矿床。

(4) 交代岩系列 主要是钙夕卡岩,其次是镁夕卡岩。

(5) 在浅成环境中,夕卡岩型铜矿常与斑岩型铜矿共生产出在斑岩体内部为斑岩型细脉浸染状铜矿化,在接触带为夕卡岩型块状矿石,形成“多位一体”矿化。如江西城门山和湖北封山洞等铜矿床。

3. 火山岩型铜矿

该类型也是我国铜矿重要类型之一,探明的铜矿储量占全国铜矿储量的8%,其中海相火山岩型铜矿储量占7%,陆相火山岩型铜矿占1%。

过去海相火山岩型铜矿习称黄铁矿型铜矿,并常与铅、锌共生,还伴生有丰富的金、银、钴以及稀散元素,有很大的综合利用价值。其成矿特点:成矿时代较广,从新太古代至三叠纪均有不同程度的分布,成矿环境在大洋中脊、火山岛弧、弧后盆地、大陆边缘裂陷槽及陆内裂谷等环境均有产出。

新太古代海相火山岩型铜矿,通常产于新太古代深变质岩系地层中,容矿岩石包括辉石斜长角闪岩、黑云母角闪斜长片麻岩、含石榴石角闪黑云斜长片麻岩

夹阳起石岩、角闪岩等,恢复其原岩为拉斑玄武岩-钙碱性长英质火山岩系。故通常称这类矿床为与太古宙绿岩带有关的海底火山喷发沉积变质矿床,辽宁红透山铜锌矿床即是其中的一例。

元古宙是我国海相火山岩型铜矿的重要成矿期之一。主要分布在扬子陆块的西缘和北缘。西部边缘成矿时代以古元古代为主,有代表性的矿床为云南大红山铜铁矿床、四川拉拉厂铜钴矿床;北部边缘和西北部边缘成矿时代,以中-新元古代为主,有代表性的矿床是四川彭县铜锌矿床,陕西刘家坪铜锌矿床和浙江西裘铜锌矿床等。这些矿床的火山岩系主要是细碧角斑岩系,构造环境属于陆块边缘裂陷火山盆地。

早古生代为我国海相火山岩型铜矿最重要的成矿期,多为大型铜多金属矿床,主要分布在祁连山优地槽系,其中有代表性的矿床是甘肃白银厂大型矿田的折腰山铜锌矿床、火焰山铜锌矿床、小铁山铜铅锌矿床以及青海红沟富铜矿床等。火山岩系主要是细碧角斑岩系,构造环境属于火山岛弧和弧后裂谷。

晚古生代海相火山岩型铜矿成矿环境差别较大,矿床分布分散。如产于青海堆积山石炭系-二叠系的混杂岩带蛇绿岩套的玛沁德尔尼铜锌钴大型矿床;产于新疆阿尔泰南缘的克兰火山岩盆地早-中泥盆世石英角斑岩-角斑质火山碎屑岩的阿舍勒铜锌大型矿床等。

中生代海相火山岩型铜矿产于我国西南部特提斯-喜马拉雅海盆。已查明德格-乡城晚三叠世昌台火山盆地成矿前景看好,呷村铜-多金属矿床已具大型规模即为一例。

陆相火山岩型铜矿,目前发现的矿床无论规模还是储量都比上述几个类型要小,因而长期以来未被重视。近年来由于发现了福建紫金山大型铜金矿床,因此引起了地勘和矿业部门的重视。该类型铜矿主要产于各时代陆相火山活动带,尤其是中-新生代滨太平洋陆相火山岩地热水活动区。现今勘查、开采的陆相火山岩型铜矿有以下几种情况:

产于镁铁质火山岩的峨眉山玄武岩中的铜矿虽然矿点(或小型矿床)不少,但至今尚未发现大中型矿床,只有二峨山龙门铜矿已由地方开采。该矿床产于二叠纪峨眉山玄武岩喷发的间隙期,矿体呈透镜状,在玄武岩和杂色砂岩中呈夹层。

产于中性长英质火山岩中铜矿,目前已发现并勘查的有宁芜火山盆地的娘娘山、大平山及庐枞火山岩盆地的井边、石门庵、毛狗笼等。其中娘娘山铜金矿床产于破火山口周围的裂隙中,容矿岩石为碱性粗面岩、熔结角砾岩和黝方石响岩等,主矿体呈大脉和雁行排列的复脉群,铜、金、银品位高,均为富矿。

与中酸性火山岩有关的铜矿,有产于会昌-上杭火山岩盆地的紫金山、五子骑龙等铜金矿床。紫金山大型铜金矿床,容矿岩石为燕山早期花岗岩、燕山晚期英安玢岩及火山隐爆角砾岩等。矿体和热液角砾岩主要受北西向密集裂隙带和网脉裂隙带控制。水热爆发角砾岩、石英-明矾石化和石英-迪开石化的广泛发育构成这类矿床的显著特点。蚀变岩具有分带性,即由上而下分别为硅化→石英-明矾石化→石英-迪开石化→石英-绢云母化。矿化分带:上部为金银矿化带,下部为铜铅锌矿化带。矿床规模大、品位富。

4. 铜镍硫化物型铜矿

镁铁质-超镁铁质岩中铜镍矿床既是我国镍矿资源的最主要类型,也是铜矿重要类型之一。铜矿储量占全国铜矿储量的7. 5%。

该类型矿床成矿环境主要产于拉张构造环境,受古大陆边缘或微陆块之间拉张裂陷带控制,在拉张应力支配下,岩石圈变薄甚至破裂,引起地幔上涌,而导致镁铁质-超镁铁质岩石在地壳浅成环境侵位。赋矿岩石系列主要是超镁铁质-镁铁质杂岩,如吉林红旗岭1号岩体铜镍矿、新疆黄山铜镍矿、四川力马河铜镍矿;超镁铁质岩,如甘肃金川铜镍矿、吉林红旗岭7号岩体铜镍矿;镁铁质岩,如新疆喀拉通克铜镍矿。

成矿时代,主要是早、中元古代和中、晚古生代。如吉林赤柏松铜镍矿床为古元古代2242. 5Ma;甘肃金川铜镍矿床为中元古代1509~1526Ma;吉林红旗岭7号岩体铜镍矿床为晚古生代231~350Ma、四川力马河铜镍矿床322~353Ma、新疆喀拉通克306~284Ma;新疆黄山铜镍矿为中晚古生代270~390Ma。

中国铜镍硫化物矿床的成矿作用以深部熔离-贯入成矿为主,与国外同类型或类似类型有矿不同。岩体小,含矿率高。

5. 沉积岩中层状铜矿床

这类矿床是指以沉积岩或沉积变质岩为容矿围岩的层状铜矿床,容矿岩石既有完全正常的沉积岩建造,也包括有凝灰岩和火山凝灰物质(火山物质含量一般不高于50%)的喷出沉积建造。

对该类型矿床的命名和亚类划分以及若干矿床归类在我国矿床地质界尚不一致。如在层控矿床分类中,涂光炽等(1984)将我国沉积岩铜矿分两类:①沉积-变质型:如古元古代的横岭关、中元古代的篦子沟等铜矿,早古生代的李伍铜矿;②沉积改造型:如中(新)元古代的霍各乞、东川-易门等铜矿,白垩纪的滇中砂岩铜矿。王之田(1988)以容矿建造结合矿床成因分类原则划分中国铜矿类型,将该类型铜矿命为“海相沉积(变质)岩型”(包括中、新元古代冒地槽环境成矿的东川、易门、通安、霍各乞、炭窑口、胡家峪、篦子沟)。《中国矿床》(1989)提出的中国铜矿床分类,将该类型矿床命名为“沉积岩中层状铜矿床”,并按容矿围岩性质划分三个亚类:①含凝灰质细碎屑岩建造型铜矿床;②碳酸盐岩建造型铜矿床;③陆相含铜砂岩型铜矿床。芮宗瑶等(1993)以容矿岩石为基础,兼顾成矿环境、矿床成因等,提出的中国铜矿床分类,将该类型矿床划为“与沉积岩有关的铜矿床”,并分为三个亚类:①海相杂色岩型铜矿床;②陆相杂色岩型铜矿床;③海相黑色岩系型铜矿床。

上述各家的分类,尽管亚类划分和命名尚不一致,但对这类矿床总体上都划归是沉积岩容矿,或称之为与沉积岩有关的铜矿床,即以前通称的“沉积(变质)岩型”铜矿。这类矿床从国内外若干矿床实例来看,一般规模较大,品位较富,伴生组分亦多,矿床经济价值巨大,也是我国铜矿主要类型之一,探明的储量占全国铜矿储量的8%。其中,海相杂色岩型铜矿占4%,海相黑色岩系型铜矿占2. 5%,陆相杂色岩型铜矿占1. 5%。

海相杂色岩型铜矿床(《中国矿床》称碳酸盐岩建造型铜矿 床)。主要产于康滇中元古代昆阳裂谷环境,有代表性的矿床为云南东川、易门等铜矿床。这类矿床主要地质特征是,矿床产于特定的层位,矿体呈层状、似层状和透镜状,矿石构造主要呈马尾丝状、浸染状和团块状,矿床规模巨大,详见下述的典型矿床实例东川铜矿田。

海相黑色岩系型铜矿床(《中国矿床》称含凝灰质细碎屑岩建造型铜矿床)。所谓海相黑色岩系主要是指黑色细碎屑岩、粘土质岩、白云质岩组成的岩系,含

有丰富黄铁矿及其他金属硫化物和有机质等。其中有一部分岩层和矿层是直接通过海底流出来的热水化学沉积形成的,称之热水化学沉积岩(喷气岩)。这类矿床主要成矿特征是:成矿时代主要为中元古代,成矿环境主要为裂谷或裂陷槽;容矿岩石为海相细碎屑岩-粘土岩-白云岩,通常黑色;矿体形态多为层状、似层状,产于较固定的层位;矿石建造主要是铜和铜多金属矿组合。代表性的矿床有山西中条山蓖子沟、胡家峪铜矿床和内蒙古狼山地区的霍各乞、炭窑口等铜铅锌矿床。

蓖子沟、胡家峪等矿床的含矿层位,位于中元古界中条山群余家山组白云质大理岩与蓖子沟组黑色片岩之间。矿体呈似层状和透镜状,矿石具有明显的层纹状构造。篦子沟铜矿床的容矿岩石主要为金(黑)云母-石英-白云质大理岩、钠长石-石英-白云质大理岩和石英-白云质大理岩。胡家峪南和沟铜矿床的容矿岩石主要为石英钠长岩、金(黑)云母-石英-白云质大理岩、钠长石-石英-白云质大理岩及角砾岩;老宝滩铜矿床的容矿岩石主要为构造角砾岩。

内蒙古狼山-渣尔泰地区也是中元古代海相黑色岩系型铜矿另一个重要成区,称为狼山-渣尔泰多金属矿带。西部含矿岩系统称为狼山群;东部含矿岩系统称为渣尔泰群。铜储量主要集中于矿带的西部,如霍各乞、炭窑口等铜铅锌矿床。矿带的东部主要以锌(铅)-黄铁矿为主,如甲生盘、山片沟等矿床。

6.陆相杂色岩型铜矿床

《中国矿床》称陆相含铜砂岩型铜矿床。这类矿床通常称为红层铜矿。该类型铜矿,目前虽然探明的储量不多,仅占全国铜矿储量的1. 5%,但铜品位较高,以富矿为主,铜品位1. 11%~1. 81%,并伴生富银、富硒等元素,有的矿床可圈出独立的银矿体和硒矿体,具有开采经济价值,而且还有一定的找矿前景,值得重视勘查与开发。目前,发现的矿床主要分布于我国西南部和南部中-新生代陆相红色盆地(简称红盆地)。主要成矿地质特征:①陆相含矿杂色岩建造具有独特的结构,通常下部为含煤建造,中部为含铜建造,上部为膏盐建造;②矿床分布于供给矿源的陆源剥蚀区一侧的红层盆地边缘;③矿体产于紫浅交互带浅色带一侧;④矿体呈似层状、透镜状;⑤矿体中金属矿物具有明显的分带性,从紫色一侧到浅色一侧矿物的变化为自然铜矿带→辉铜矿(硒铜矿)带→斑铜矿带→黄铜矿带→黄铁矿带;⑥含矿层迁移特征,向盆地沉降中心方向逐渐抬高;

⑦工业矿床的成矿时代主要集中于白垩纪和第三纪。有代表性的矿床:四川会理大同厂中生代红盆地接受来自康滇地轴富铜陆源剥蚀区带来的碎屑补给,在白垩纪河床相砾岩和砂岩层中形成大中型砂砾岩型铜矿。云南滇中中生代红盆地的北部边缘由于得到康滇地轴富铜陆源碎屑物的补给,因此形成了许多的砂岩铜矿,如大姚县六苴铜矿(中型)、大村铜矿(中型),牟定县郝家河铜矿(中型)以及清水河、杨家山、青龙厂等铜矿床。湖南衡阳中-新生代红盆地的南缘由于得到来自南岭富铜富铀陆源剥蚀区的补给,在第三系杂色砂岩中形成的车江铜矿。

三、典型矿床(区)

(一)江西德兴铜(钼)矿田

德兴铜(钼)矿是我国超大型铜(钼)矿田,位于江西省德兴市(前为德兴县)东北25km 2处。矿田面积约14km 2,由铜厂(超大型)、富家坞(大型)、朱砂红(大型)等三个矿床组成。累计探明储量共计铜965. 8万t ,其中可供利用的储量842. 4万t ,钼29. 6万t 。铜厂为超大型矿床,铜524. 5万t 、钼12. 8万t ;富家坞矿床铜257. 3万t 、钼16. 8万t ;朱砂红矿床铜184万t ,其中可供利用的储量60. 6万t 。矿床平均品位:铜厂,铜0. 46%、钼0. 01%;富家坞,铜0. 5%、钼0. 03%;朱砂红,铜0. 42%、钼0. 01%。三个矿床都伴生金、银、铼、硒、碲、硫等有益组分,颇有综合利用价值。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

德兴铜厂矿区开发历史悠久,据史料记载唐宋年间已进行采冶直至元、明、清朝。在朱砂红一带至今还可见到冶炼炉渣。新中国成立前,江西地质调查所夏湘蓉、刘辉泗于1939年秋曾来德兴调查地质及矿产,著有《德兴县矿产志》,述及铜厂的黄铁矿,并指出朱砂红及其附近地带,曾开采过黄铁矿。

新中国成立后,1954~1959年先后由地质部中南地质局四○九队、四二○队对铜厂、朱砂红矿区进行普查勘探。1956年在铜厂做地质评价工作时,发现铜矿体除赋存于千枚岩与花岗闪长斑岩接触带外,还见局部斑岩体内有铜矿化。经研究确认铜厂铜矿为斑岩型铜矿床。随后,1956年7月转入大规模地质勘探工作,投入钻探8万余米。1959年11月由铜矿普查勘探大队提

交了《江西德兴矿区最终储量报告(包括朱砂红铜矿区)》,探明铜储量363万t ,并对铜厂矿床围岩蚀变及其分布做了深入研究,属于世界斑岩铜矿研究的较早成果之一,对指导矿区勘探和外围普查找矿起到了重要作用。

70年代,为国家在江西建设大型铜矿生产基地,由江西省地质局组织地质、物探、钻探和科研、测试等优势技术力量,于1975年对铜厂、朱砂红两矿区进行大规模的地质工作会战,开动了钻机11台做了大量的地质勘探工作,于1978年5月提交了《江西省德兴县铜厂矿区铜矿补充勘探地质报告书》,新增铜储量196万t 并对硫、钼、金、银、铼等伴生矿产做了详细研究和评价,均达到大型矿床规模,提高了矿床综合利用价值。

1982年提交了《江西省德兴县朱砂红矿区铜矿详细普查地质报告》,探获储量184. 4万t ,其中可供利用的储量60. 6万t ,并计算了伴生硫、钼、金、银等矿产储量。

1957年12月在官帽山东侧的山崖与深谷陡坡地带发现与铜厂类似的热液蚀变和矿化。1958年春,施工第一个钻孔,见矿垂直厚度400m 。同年富家坞铜矿床转入初步勘探。1963年提交了《江西德兴富家坞铜钼矿区地质初勘报告》,探明铜储量141. 9万t 、钼11. 3万t 。1978年江西冶金地质勘探公司四队提交了《富家坞铜(钼)矿地质勘探总结报告》,新增铜储量115. 4万t 、钼5. 48万t ,并对金、银、钴、铼、硒、碲等元素做了详细研究和评价。至此,富家坞矿床累计探明储量铜257. 3万t 、钼16. 8万t ,伴生硫883. 4万t 。

德兴矿田建设条件好,交通方便,水电供应有保证。现由江西铜业公司开发。德兴铜矿设计采选规模为2500t /d (北山坑采),1965年7月投产。1966年经技术改造后扩大到3500t /d 生产能力。1967年12月进行了南山6400t /d 采选工程的扩建,1970年南山露采投产。1979年南山形成了万t 生产能力,进而取代了北山的坑采。近年来又装备了现代化大型采选技术设备,建成了现代化大型选厂。目前已形成采矿能力9万t /d ,选矿能力10万t /d ,年产铜精矿近5万t ,是江西铜业公司的最大矿山企业,也是全国特大型矿山企业。富家坞和朱砂红两矿区,现由地方开采。

2. 矿田地质特征

(1)地质概况 德兴矿田大地构造位置处于扬子准地台内江南台隆东段的南缘,区域构造上受江南台隆与钱塘拗陷之间的赣东北深断裂带控制,居于断裂带的北西盘。区内地层主要由新元古代双桥山群浅变质岩系组成。其原岩为泥质、粉砂质及火山凝灰质沉积物。控矿构造以东西向断裂构造系统为基础,与成矿关系密切的是燕山早期中酸性浅成侵入体,包括花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩、细晶岩及煌斑岩等(图3.7.2) 。

(2)含矿岩体 铜厂、富家坞、朱砂红三个矿床的铜、钼矿化受三个浅成花岗闪长斑岩体的控制,呈北西西向侧列分布,单个岩体均呈北西侧伏下插、深度大小不等似筒状岩柱,地表出露分别为0. 7km 2、0. 16km 2、0. 06km 2。据同位素年龄测定:铜厂花岗闪长斑岩年龄179Ma(铷锶法)、富家坞花岗闪长斑岩157Ma(全岩钾氩法)。

(3)围岩蚀变 矿床围岩蚀变环绕斑岩体的接触带分布,呈同心环状对称分带;由内向外依次为石英-绢云母化带,绿泥石-水白云母化带和钾长石-绿泥石化带。铜厂、富家坞、朱砂红三个矿床的热液蚀变带分布,如图3.7.2所示。

(4)矿体分布 矿体主要产于花岗闪长斑岩体与围岩的接触带, 部分在斑岩体内。据已探获的储量比例, 在围岩中约占2/3, 蚀变斑岩中约占1/3。三个矿床的矿体分布均向北西侧伏, 矿体规模大, 形态完整。从平面上看呈环形. 在剖面上看呈空心筒状。铜厂矿床的矿体赋存于花岗闪长斑岩及外接触带的强、中蚀变带。空间形态呈空心筒状, 随岩体向北斜插, 倾角与岩体近一致, 最大垂深达1000余m ,斑岩体上盘矿体大于下盘矿体,有2/3矿体分布于外接触带。富家坞矿床的矿体产出亦是如此。东西长1100m ,南北宽625m ,矿体外环弧长2800m ,环宽200~500m ,厚200~300m ,延深600~950m 。朱砂红矿床的矿体赋存在花岗闪长斑岩的内外接触带。矿体呈脉状、透镜状产出。主要矿体有6个,主脉体长度100~1200m 。垂直厚度37~1

76. 1m ,已控制的倾向延伸达500~800m 以上,垂直矿化深度800余m ,但未见底界。最大的矿体产在接触带上部。

三个矿床的矿体形态、产状如图3.7.2所略示。

(5)矿石类型及矿物组合 按矿石中氧化程度划分为原生硫化物矿石、氧化矿石、混合矿石。三个矿床均以原生硫化物铜矿石为主,约占铜总储量的85%~90%以上,氧化物铜矿石不超过5%~12%,混合铜矿石小于5%。按矿石结构构造划分,三个矿床的矿石构造类型不一致。富家坞矿床以浸染型构造为主,而朱砂红和铜厂矿床则以细脉-浸染型构造为主。矿石结构为晶质结构、交代结构、固熔体分离结构和受压结构,其中交代结构最为发育。主要矿物组合,有黄铜矿、黄铁矿,其次为辉铜矿、砷黝铜矿和斑铜矿。脉石矿物以石英、绢云母、水白云母、伊利石、绿泥石等为主,其次是碳酸盐类和硫酸盐类矿物等。

(6)矿床类型 德兴铜(钼)矿田属于国内典型的斑岩型铜(钼)矿床,但对成矿物质来源有不同的认识。一种认为成矿元素和成矿流体与花岗闪长斑岩同源,均为地壳深部或上地幔来源;另一种认为成矿物质主要来源于地壳深部或上地幔,一部分还来自围岩,含矿流体早期以深部来源为主,晚期以大气降水为主,主要成矿阶段是岩浆水和表生循环水混合作用的多成因、多来源的观点。

(二)西藏玉龙铜(钼)矿床

玉龙铜(钼)矿是我国超大型铜(钼)矿床之一,位于西藏东部江达县青泥洞区以西,川藏公路以北8km 处,海拔4560-5120m ,矿区总面积2. 1km 2。累计探明储量:铜662万t (其中可供利用的650万t )、钼15万t 、铁659万t (矿石量)、硫铁矿178万t 、钨5. 98万t 以及锌、铋、金、银、钴等均已探获可观的储量。矿床平均品位,铜0. 94%,钼0. 028%。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

“玉龙”藏语意为“孔雀石沟”。民间盛传清末年间在此开矿,至今在玉龙矿区地表还可见数处采矿坑和采矿遗址。

1966年西藏第一地质大队群众报矿组听当地牧民说“玉龙沟在天气晴朗时,山沟石头五光十色,耀眼夺目”。于是冒着大雪进沟踏勘发现了多数铁帽和大量孔雀石转石,认为该矿床似大冶铁矿,值得进一步工作。1967年经西藏第一地质大队勘查,认为是以铁铜为主的夕卡岩型矿床。

1971年西藏第一地质大队运用地质、物探、测量、钻探、坑探等手段,发现了矿区东部接触带似层状铜矿体,并发现了蚀变二长花岗岩中的铜矿化,铜品位达1. 7%,在矿区南部黑云母二长花岗斑岩体中也发现了铜钼矿化。同年提交的《西藏江达县玉龙铜铁矿区1971年地质普查报告及1972年地质工作意见》中,建议首先对接触带主矿体进行深部揭露。至此,玉龙矿床已初步肯定,首次提出存在斑岩型矿床的看法。1978年提交了《西藏江达县玉龙铜钼矿区详查地质报告》,评价了这个超大型斑岩铜(钼)矿床。目前,中国有色金属工业总公司与西藏自治区人民政府正在筹建玉龙铜矿。

2. 矿床地质特征

(1)地质概况 玉龙矿区位于三江褶皱带之青泥洞-海通复背斜的西翼, 恒星措-甘龙拉短轴背斜的轴部向南倾斜部位。矿区出露地层为中上三叠统。在矿共北部出露甲丕拉组陆相红碎屑岩, 厚约1 050m ,矿体两侧出露波里拉组浅海

相灰岩夹砂岩,总厚度约51 0m ,在矿区内大片分布。阿堵拉组海相砂页岩,厚度大于600m ,分布在矿区南部。(图3.7.3) 。

(2)含矿岩体 矿区内分布的喜马拉雅期侵入岩体,主要是中酸性花岗闪长岩及花岗岩-石英二长斑岩。含矿岩体为黑云母二长花岗斑岩复式岩体,同位素年龄37~55Ma。岩体出露面积0. 64km 2,平面上看似梨形。岩体大部分钾化、硅化,蚀变为黑云母花岗斑岩和钾长花岗岩。蚀变和矿化均受该复式斑岩体的控制。

(3)蚀变类型 矿床具有明显的典型“中心式”对称型蚀变特征。以岩体为中心,由内向外分带:内带为钾化、硅化、绢云母化、粘土化;中带为夕卡岩化、大理岩化或角岩化、粘土化、青磐岩化、(强)硅化、绢云母化;外带为结晶灰岩或角岩化、青磐岩化;正常岩类为灰岩或砂岩等。

(4)矿体分布 矿体赋存于斑岩体内及围岩中,由三个主要矿体组成,如图

3.7.3所示(图中Ⅲ号矿体是将西藏第一地质大队划分的Ⅳ和Ⅴ号矿体合并而成)。Ⅰ号矿体由矿化斑岩和近接触带的矿化角岩组成的筒状矿体,近等轴状,地表出露面积0. 6km 2,平均厚度331m 。平均品位铜0. 52%、钼0. 028%,铜储量约占全区的38. 4%。Ⅱ、Ⅲ号矿体分别呈似层状和凸透镜状分布在Ⅰ号矿体东西两侧的外接触带,两矿体呈环形闭合。Ⅱ号矿体平均厚度44m ,铜平均品位1. 7%,铜储量约占全区的22%。Ⅲ号矿体平均厚度69m (以原V号矿体为代表),铜平均品位2. 5%,铜储量约占全区的39. 4%。

(5)矿石类型及矿物组合 矿石类型主要为三种:一是细脉浸染状矿石,占矿床矿石量的82%,主要分布在Ⅰ号矿体。该矿石又细分为斑岩和角岩中细脉浸染状两类,以前者为主。主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿,辉钼矿,次为铜蓝、辉铜矿、黝铜矿,少量斑铜矿、磁铁矿、赤铁矿及褐铁矿等,脉石矿物为斑岩和角岩中的造岩矿物。二是含铜褐铁矿石,铜赋存于褐铁矿中,铁以褐铁矿、磁铁矿形式存在,脉石矿物以高岭石为主。三是含铜黄铁矿石,主要矿石分布于似层状矿体之中下部,占工业矿石总量的7. 6%左右。主要矿物为黄铁矿、蓝辉铜矿、辉铜矿,次为斑铜矿、铜蓝、黄铜矿等。细脉浸染状矿石结构主要为自形-半自形晶结构、交代及交代残余结构,矿石构造为细脉浸染状构造;含铜褐铁矿

矿石为土状、胶状,具多孔、块状及少量角砾状构造;含铜黄铁矿矿石主要呈交错脉状和密集浸染构造等。

(6)矿床类型 目前普遍将玉龙矿床通称为斑岩型铜(钼)矿床,实际上是斑岩型、夕卡岩型和热液脉型“三位一体”复合型矿床。

(三)黑龙江多宝山铜(钼)矿田

多宝山铜(钼)矿田位于黑龙江省嫩江县北部,距嫩江镇149km 处,矿田由多宝山、铜山、小多宝山等组成,是我国大型铜矿之一。累计探明储量:铜244万t ,平均品位0. 47%;钼8. 1万t ,平均品位0. 016%,并探获了丰富的铼、金、银、硒及铂族金属等矿产储量。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

多宝山铜矿是1958年新发现的铜(钼)矿床,其发现、勘查史大致分为两个阶段:1958~1971年为第一阶段。1958年黑龙江省地质局区调大队三分队在矿区外围开展1∶20万区域地质测量时发现铜矿化,并开展了航测、地面磁法测量。该局第二勘探队对1、2号矿带进行普查勘探,获探铜储量19万t ,钼1. 2万t ,同时发现了3号矿带。此外,1961年在矿区开展了1∶1万地质填图时,发现铜山1号矿体。

1972~1983年为第二阶段。1972年该局地质四队在多宝山矿田开展普查工作时,发现了4号矿带和铜山Ⅱ、Ⅲ号矿体,使多宝山一跃成为大型斑岩铜(钼)矿床。1983年9月提交了《嫩江县多宝山铜矿床详查、初勘地质报告》,获得可利用铜金属储量237万t ,钼8. 0万t 和可观的伴生金、银、铼、硒及铂族金属的储量。1988年出版了《多宝山斑岩铜矿床》专著。

多宝山铜(钼)矿田是我国目前铜储量在200万t 以上的为数不多的大型斑岩铜(钼)矿,并伴生多种可供综合开发、综合利用的有益组分,开发前景可观。现外部建设条件也有所改善,适应寒冷地区的采选技术设备也有较大的改进,这些都为近期开发多宝山铜(钼)矿创造了有利条件,有关部门已对多宝山铜(钼)矿做了开发技术经济论证研究。

2. 矿田地质特征

(1)地质概况 多宝山矿田位于大兴安岭隆起带与松辽沉降带的衔接部位。窝里河大型背斜轴部通过矿区,嫩江大断裂从西侧通过。区域大地构造线为北东

向,但矿田构造线为北西向。花岗闪长岩体和矿体延展方向呈北西向,因此区域构造线与矿田构造线近于直交,对岩浆侵位和成矿流体活动具有重要控制作用。主要矿化地段发育在构造交汇的部位。

矿区出露地层以中奥陶统关乌河组碎屑岩类及上奥陶统多宝山组中性火山岩及少量碎屑岩、碳酸盐岩夹层为主,局部凹陷处分布着石炭系-二叠系陆相盆地沉积地层。

(2)含矿岩体 区内岩浆岩发育,东北部出露海西斜长花岗岩体,而与成矿关系密切的是多宝山花岗闪长岩复式岩体(钾氩法测年292Ma),在矿床中部见有斜(更)长花岗岩小岩体切穿了花岗闪长岩和矿带(钾氩法测年254Ma),因而成岩成矿时代应属海西中期。矿床与花岗闪长斑岩在空间具一定的联系,矿床形成与花岗闪长斑岩具有密切的成因关系(图3.7.4) 。

(3) 围岩蚀变 矿床围岩蚀变发育,空间上呈环带状分布,蚀变中心为硅化斑岩,向外依次为似椭圆环状的钾长石化带、黑云母化带、绢云母化带和青磐岩化带(图3.7.4) 。

1)硅化斑岩带(石英核) 分布于矿床中心,由部分斑岩和其邻近的岩石碎裂后被含钾长石、钠长石网脉石英脉充填交代而成。硅化强的部位已被交代成块状石英岩,弱的仅有稀疏网脉石英脉穿插。

2)钾化带 石英钾长石亚带环绕石英核分布,伴随石英网脉数量的递减及钾长石含量增加,过渡到石英钾长石化亚带。其矿化与石英核相类似,具有较弱的铜钼矿化和小型钼矿体。只有再度发生强烈压碎及片理化或伴随叠加绢云母化和碳酸盐化时才能形成铜、钼矿体。在钾化带外圈,石英和钾长石量减少,黑云母含量增多,而构成一个过渡带。

3)绢云母化带 大致环绕钾化带分布,宽100~400m ,空间分布与北西向构造压碎带和片理化带基本吻合。该带分为两个亚带,即内带为石英-绢云母化亚带,铜矿化连续稳定,常形成厚大矿体;外带为绿泥石-绢云母化亚带,某些地带由于叠加有晚期含铜网状细脉,提高了铜品位,并使矿体变得厚大而稳定。

4)青磐岩化带 环绕绢云母化带分布于蚀变带的外围。

矿床与其围岩蚀变分带相对应,矿化由内向外基本上分为三个带:①铜钼矿化带:以辉铜矿为主,分布于斑岩的边部和周围。局部矿化较强的地段形成独立小型钼矿体。②铜矿化带,分布基本上与绢云母化带相吻合,矿体与硅化-绢云母化的规模正相关且产状基本一致。矿体中部往往以斑铜矿为主,黄铜矿次之,黄铁矿几乎不见。③黄铁矿化带:该带大致呈现环绕铜矿带分布。在主矿体外侧形成不太强的黄铁矿晕圈,而在铜矿带之外及顶部,常形成断续分布的黄铁矿带。

(4)矿体组合 矿田由四个矿带的大小215个矿体组成。其中主矿体14个,以3号矿带X号矿体规模最大,X号矿体长1400m ,宽23~340m ,延深300~1000m 。矿床所赋存的矿体形态较复杂,并呈雁行排列,如多宝山50号勘探线的矿体即是以雁行排列,并与北西向片理裂隙产状相吻合。当矿带内矿体较厚大并能合并成一起时,就构成稳定厚大矿体或矿带,如果带内矿

体规模小,只能在矿带内形成几米至一二十米厚的矿体群。厚大矿带中心部分较稳定,而矿体边缘常急剧分岔尖灭。

(5)矿石矿物组合 主要矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿;次要矿物为磁铁矿、赤铁矿、金红石、方铅矿、闪锌矿和磁黄铁矿。矿石结构构造较简单,矿石结构主要为他形、半自形粒状结构,少量为自形粒状、微晶格子状及乳浊状结构,以及交代残余和交代格子状结构。矿石构造主要为浸染状、细脉浸染状、脉状及角砾状等。

(6)矿床类型 该矿床的形成与花岗闪长斑岩具有密切的成因联系,故普遍将该矿床划为斑岩型铜(钼)矿床。但对成矿物质来源的认识,尚不一致。有人强调岩浆-热液体制作用;另一些人则强调围岩体制作用。如杜琦研究认为,多宝山斑岩铜(钼)成矿系统是长期对围岩进行抽吸和有时沿岩浆热液活动中心向上排放的系统。铜质主要来源于围岩,并由围岩提供了大量的水。

(四)内蒙古乌奴格吐山铜(钼)矿床

乌奴格吐山铜(钼)矿床位于内蒙古新巴尔虎右旗北东方位,满洲里市以南约22km 处,是我国80年代以来在内蒙古东部地区发现的一个大型斑岩型铜(钼)矿床。累计探明储量:铜126. 8万t ,铜平均品位0. 46%,钼25. 8万t ,钼平均品位0. 055%,并探获可观的伴生铼、银、金等矿产储量。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

在满洲里至新巴尔虎右旗一带,70年代以前仅有1∶100万地质概查资料,找矿有一定的难度。1974~1978年虽然在满洲里北东方位八大关铜矿及外围找到了“八八一”铜矿点,但规模小,找矿未取得大的进展。1977年黑龙江有色地勘局706队和物探队追索到满洲里附近的一个“吴努克头山”小铜矿点(按蒙语正确译音为“乌奴格吐”,意为狐狸),并发现了近5km 2的化探异常。1979年设计并施工了10个钻孔,几乎孔孔见矿,终于发现了这个大型斑岩铜(钼)矿床。1983年提交了“内蒙古自治区新巴尔虎右旗乌奴格吐山铜(钼)矿床地质评价报告”。现已探获储量:铜223. 2万t ,钼41. 2万t ,其中已上全国储量平衡表的126. 8万t (D级储量),钼25. 7万t 。伴生铼、银储量已达到大中型,还有其他有益伴生组分。

该区经济建设条件好,交通方便,水电供应有保证,矿区为山丘草原地带,可供近期建设一个大中型铜钼矿山。有关设计部门已做了开发前的规划论证研究工作。

2. 矿床地质特征

(1)地质概况 乌奴格吐山铜(钼)矿床(简称乌山),是满洲里-新巴尔虎右旗铜多金属成矿带的大型矿床之一,位于该矿带的北东段。此矿带位于与大兴安岭海西褶皱系相衔接的额尔古纳加里东褶皱系一侧,即北东向额尔古纳-呼伦深大断裂西北侧。乌山矿床居于北西哈尼沟次级断裂旁侧。区内出露地层主要为上古生界泥盆系中统乌奴尔组碳酸盐岩和中酸性火山岩。区内矿床地层分布零散,残留于岩体之中。矿区外围还广泛分布有侏罗系上统中酸性火山杂岩,主要是安山岩、英安岩、流纹岩及其碎屑岩等。矿区构造以北东向白灰厂-乌奴格吐背斜为主要褶皱构造,其轴部被黑云母二长花岗岩侵入而占据。构造断裂以北东向和北西向两组较发育(图3.7.5) 。

(2)含矿岩体 矿区内有多期次的火山斑岩体侵入。依次为流纹质晶屑凝灰熔岩-斜长花岗斑岩(二长花岗斑岩)-英安质角砾熔岩(英安斑岩)-流纹岩-正长斑岩,具有中酸性-酸性-偏碱性的演化特征。与成矿关系密切的为二长花岗斑岩(单颗粒锆石铀铅法测年188Ma),此外成矿期侵入的岩体中尚有花岗斑岩、石英斑岩等,其成分更偏于酸性,呈脉状、岩枝状充填于北东向构造断裂内,为主要成矿期岩浆分异产物,其本身也受到矿化的影响具有含矿性。矿床受发育在黑云母二长花岗岩西部边缘的北西与北东两组交叉构造形成的次火山通道及次火山构造产生的环状破碎蚀变带所控制(图3.7.5) 。

(3)围岩蚀变 矿床围岩蚀变发育广泛,规模巨大,分带明显。蚀变带北东长约3. 5km ,北西宽约2km ,面积约7km 2。蚀变带环绕二长花岗斑岩体呈现中心式面型蚀变特征,从内向外可分三个带:内带为石英钾长石带;中带为石英-绢云母带;外带为伊利石-水白云母带,蚀变强度逐渐减弱(图3. 7. 5) 。

(4)矿体组合 全区共探明33条铜矿体,13条钼矿体。其中,北段铜矿体5条,钼矿体2条,矿段主要赋存在斑岩体内和接触带,受围绕斑岩体断裂控制,矿体向北倾斜;南矿段铜矿体28条,钼矿体11条。从南北矿段的矿体分布来看,北矿段矿体规模大、连续性好,铜钼储量占全区储量的80%,主矿体长2150m ,延深大于600m ,厚70~380m ;南矿段矿体规模小,连续性差,铜钼储量占全区20%。

(5)矿石组合 矿石中主要金属矿物组合与蚀变分带关系密切,具有明显的分带性。自石英钾长石化带向外依次为:①磁铁矿-黄铁矿-辉钼矿组合;②黄铁矿-辉钼矿-黄铜矿组合和黄铁矿、黄铜矿组合;③黄铁矿-黄铜矿-铅-锌矿组合。矿石类型有原生硫化矿石、氧化矿石和混合矿石。其中,原生硫化矿石为主,氧化矿石和混合矿石仅局部发育。矿石结构以他形-半自形粒状结构为主,其次有交代结构、包含结构、固溶体分解结构、叶片板状结构、镶边结构、半自形-自形变晶结构等;矿石构造为细粒浸染状及细脉浸染状构造,偶见团块状构造。矿石构造具明显分带特征,由蚀变中心向外为细粒浸染状为主到以细脉浸染状为主。矿石中金属元素也具有水平分带特性,由中心向外依次:Mo-Mo、Cu-Cu-Cu、P b、Zn-P b、Zn-Fe。它们基本对应,有一定叠加,生成典型斑岩蚀变和工业矿体。

(6)矿床类型 目前普遍将该矿床划归次火山热液细脉浸染斑岩型铜(钼)矿床类型。但对成矿物质来源认识不一致。有的认为该矿床的铜钼等成矿物质来源于地壳深部和上地幔;有的认为成矿流体是岩浆水和天水的混合水。

(五)湖北铜录山铜铁矿床

铜录山铜铁矿床位于湖北省黄石市大冶县铜录山镇境内,是国内迄今最大的夕卡岩型富铜铁矿床。累计探明储量:铜111. 3万t ,铜平均品位1. 78%,铁矿石5681. 9万t ,并伴生大量金、银以及稀散金属矿产,综合利用价值巨大。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

铜录山矿区开发历史悠久。据1973年在采矿过程中发现的古代采矿、炼铜遗址考证,坑采始于商代晚期,一直延续到唐、宋、元、明、清各朝代,相继在此进行采、炼。

新中国成立以前,1923~1934年先后有谢家荣、刘季辰、叶良辅、朱熙人等在该区做过地质调查和填图工作。新中国成立后,自1952年以来,由地质部四二九队、中南有色局普查队、中南地质局四一四队,冶金部地质局华东分局八一三队等进行铁铜矿产普查。1959年经湖北省地质局鄂东地质大队进一步工作,肯定了铜录山是个很有远景的富铜铁矿床。1960~1961年以钻探为主要手段进行初步勘探。1962~1966年转入详细勘探。196

4年提交《湖北大冶铜录山铜铁矿床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体储量报告》。1966年提交了《湖北大冶铜录山铜铁矿床Ⅲ-Ⅷ、Ⅺ号矿体储量报告》。1967~1982年探明了国内罕见的百万吨级铜储量的最大的夕卡岩型富铜铁矿床,1983年提交了《湖北大冶铜录山铜铁矿床地质勘探最终总结报告》。1985年省储量委员会批准矿区详勘报告,可作为矿山设计的依据,为中南地区发展有色金属工业提供了大型铜矿生产基地。

矿山大规模建设始于1965年,由长沙有色冶金设计院根据1964年提交的地质勘探成果进行矿山采选设计。采选能力4000t /d (露、坑采各2000t /d ),Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ号矿体上部为露天开采,Ⅲ、Ⅵ号矿体下部为地下开采。1971年投产以来,已连续生产20多年。“八五”以来,根据1983年提交的地质成果开始二期工程改建、扩建。铜精矿年产能力在1万t 以上,是国内生产铜精矿年产万吨级的八大矿山企业之一,地质勘探工作为中南地区铜业的发展做出了巨大贡献。

2. 矿床地质特征

1) 地质概况。铜录山矿床位于下扬子拗陷带西部,阳新岩体西北端,马叫-铜录山北北东向隐伏背斜北段。矿区地层出露为三叠系下统大冶群的大理岩、白云石大理岩,并呈岛弧状及捕虏体残存于石英二长闪长斑岩和石英二长闪长岩体内(图3.7.6) 。

2) 含矿岩体。铜录山岩体为燕山期侵入体,主要是石英二长闪长斑岩,为含矿岩体。在平面上呈现不规则椭圆状,剖面上为深部向南东倾斜的蘑菇状岩株,与夕卡岩矿体密切共生。成岩年龄157~137Ma,略早于成矿年龄145~115Ma。岩石为斑状结构,其化学成分为低镁铁富碱质,属二氧化硅弱过饱和的钙碱性正常系列岩石。向深处,岩石中斑状结构逐渐消失,过渡为石英二长闪长岩。

3) 围岩蚀变。铜录山矿床在岩体中和接触带附近的大理岩中均有显著的蚀变。主要有4种蚀变类型:一是碱质交代, 出现在夕卡岩旁侧的岩浆岩中, 又分为钠质交代和钾质交代; 二是钙质交代, 在夕卡岩旁侧内接触带产生, 分为透辉石化和基性斜长石化; 三是夕卡岩化, 主要交代以碳酸盐岩为主, 与铜铁矿体密切共生,

夕卡岩即是赋存矿体的主要岩石; 四是热液蚀变, 主要有金云母化、绿泥石化、蛇纹石化、碳酸盐化和硅化等。

4) 矿体组合。 矿床由大小不等的12个矿体(群) 组成。主要矿体赋存在夕卡岩之中, 组成三个矿带, 如图3.7.6所示。

(1)北北东向矿带(主矿带) 由I 、III 、IV 、V 、VI 、XI 、XII 号等7个矿体(群) 组成。矿带南北长约2100m ,宽约300~350m ,矿体多呈似层状或透镜状。该矿带以富矿体为主,其埋深南北浅中间深,并以Ⅲ号矿体为中心形成厚大矿体群。矿体最厚可达140m ,最大延伸800m 。

(2)北东东向矿体由Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ号等4个矿体组成。矿带长1850m ,宽约100m 。矿体呈不规则透镜状,规模小,分散零星,连续性差。

(3)北北西向矿带主要由Ⅱ号矿体和6-4号勘探线间的一些小矿体组成。

5) 矿石类型。该矿床的矿石类型较复杂,有铁矿石、铜铁矿石、铜矿石、铜硫矿石、钼矿石。其中,铜铁矿石是矿床中的主要矿石类型,占全区铜总储量的76. 7%,占铁总储量的85. 2%,原生铜铁矿石含铜0. 49%~8. 08%,含全铁27. 89%~54. 17%;其次是铜矿石,占全区铜储量的23. 3%,原生铜矿石含铜0. 6%~6. 59%。

矿石结构,主要有结晶结构、固溶体分解结构、溶蚀交代结构、压力结构和胶状再结晶结构。矿石构造,主要有块状-浸染状构造或充填交代而呈细脉状构造、角砾状构造。氧化带矿石形成蜂窝状或粉末状构造。

矿床伴生多种有益组分,其中金、银、钴等具有巨大经济价值,储量可观;硫、铟、硒、碲、铼等,也有综合利用价值,可综合开采,在选冶过程中可综合回收利用。

6) 矿床类型。该矿床被公认为典型的岩浆期后接触交代型高中温热液矿床,即夕卡岩型矿床。但也有的认为少部分厚板状富矿体为岩浆型矿体的可能性。

(六)甘肃白银厂铜多金属矿田

白银厂铜多金属矿田位于甘肃省白银市境内。矿田由折腰山、火焰山、铜厂沟、小铁山和四个圈等铜矿和多金属矿区所组成,总面积约25km 2。累计探明储量:铜131. 4万t 、铅40. 4万t 、锌80. 8万t 、硫1636万t 、黄铁矿矿石量379. 5万t 以及伴生金、银、镉、铟、铊、硒等可观储量,是我国大型铜和多金属矿田之一,是白银有色金属公司的主要矿产基地。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

白银厂矿山开采历史悠久,在折腰山、火焰山矿区迄今还可随处见到炼金、银的碎块瓦钵等物。据史料记载可追溯到唐朝或更早。

新中国成立前,1937~1947年先后来此调查矿产的有霍世诚(1937)、陈贲(1940)、王之玺(1940)、甘肃省矿产测勘总队(1941~1943)、梁文郁、刘 隆、刘增乾(1944)、宋叔和、徐昌沛(1946)。

新中国成立后,对白银厂矿田开始进行大规模的地质勘探工作。1950年宋叔和率队前往开展工作。1951~1952年确定了白银厂折腰山、火焰山、

铜厂沟等三个矿区的次生富集带普遍存在,发现深部原生带黄铜矿,确认有开采价值。

1953年地质部六四一队在矿区详查基础上转入大规模地质勘探和科研工作并首次应用物探方法进行探矿。1954年底,由宋叔和、李铭德组织编写了我国第一部大型有色金属矿床的储量报告,提交储量:铜66. 7万t ,硫1280万t ,黄铁矿矿石储量735万t 。1956年底提交了《白银厂矿区勘探成果报告》,提交铜储量86. 31万t (其中含1954年中间报告68. 7万t ),完成国家总计划任务的118. 2%。还提交了黄铁矿、伴生硫、金、银储量。

1966年白银有色金属公司提交了“折腰山矿区储量计算说明书”。1971年提交了《甘肃省兰州市白银厂铜厂沟多金属矿床周边部地质评价报告》。1975年提交 《折腰山矿区深部补充勘探地质报告》。

白银有色金属公司矿山投产后,做了大量矿山地质工作扩大了矿区储量,并对富铜矿和共生铅锌矿进行了重新评价,有关院所、院校等对矿床地质和金、银及稀散元素等做了大量地质查定与评价工作。

白银有色金属公司根据大量可靠的地质勘探成果,于五六十年代陆续建成了折腰山、火焰山、小铁山等矿山。1956~1959年为矿山基本建设时期,白银厂露天矿开采设计由原苏联有色冶金设计院1956年编制。折腰山矿区为一号露天采场,火焰山为二号露天采矿。两采场设计服务年限19年。设计规模:矿岩总量10880万m3,剥离废石9530万m3,采出铜矿石4096万t (金属56. 6万t )、采出黄铁矿920万t 。两采场经20多年来强化开采,现已陆续闭坑,转入地下接替开采。小铁山等仍在开采之中。

白银厂矿田的资源发现和勘探成功,为白银有色金属公司的生产发展提供了可靠的矿物原料保证,使之成为集采、选、冶、加工、化工等融为一体的特大型有色金属联合企业,驰名中外。昔日荒无人烟的白银厂如今已建成一座新型铜工业城市。

2. 矿田地质特征

(1)地质概况 白银厂矿田位于北祁连加里东褶皱系东延部分。出露地层以下古生界海底火山喷发沉积和海相碎屑岩为主。矿床赋存在中寒武统富钠质海底

火山喷发细碧角斑岩中,其中夹有千枚岩、硅质岩、大理岩及各类火山角砾岩和集块岩。矿田为一复式背斜构造。各矿区均位于以石英角斑岩、石英角斑凝灰岩为核心的短轴背斜构造内。矿体与中粒石英角斑凝灰岩关系密切,与地层大致呈整合产出,明显受层位控制(图3. 7. 7) 。

(2)含矿火山岩系 矿田含矿火山岩系,从基性的细碧岩类到酸性石英角斑岩类,从浅成侵入到喷发沉积岩类均有,而且分异完好。其岩性种类,主要为石英角斑凝灰岩、石英钠长斑岩、细碧玢岩等,其次为中基性火山-沉积岩(含凝灰质、泥钙质、泥硅质千枚岩等)。矿田内潜火山岩较发育,基性、中性、酸性火山岩均有对应的超浅成侵入体。其中,酸性潜火山岩在空间上与矿床关系较密切。

(3)围岩蚀变 矿田围岩蚀变发育,主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、重晶石化、绿帘石化、硫酸盐化、高岭土化等。其围岩蚀变与矿体关系的主要特征:

1)无长石带是组成含矿蚀变带的核心,矿体都赋存在此带内,向外依次为假象无长石带—长石中等交代—长石弱交代—原岩带。

2)无长石带规模大,其内部分带性(绿泥石化带)及规律性明显者,矿床规模亦较大。

3)含矿无长石带内各蚀变带的各类矿物组合及分布复杂,基本在无长石带中从下往上构成次生石英岩亚带→绢云母石英岩亚带→石英云母亚带的一次或多次重复现象。矿体多位于两亚带之中,前者仅含浸染状矿石。

矿床氧化带明显,由矿床侵蚀出露,黄铁矿氧化较深,氧化带下有次生富集矿石。可划分为:风化带(铁帽)、淋失带、次生硫化富集带。

(4)矿体分布 矿田中的五个矿床,按矿石组合可分为两大类型:一是块状黄铁矿和含铜黄铁矿型矿床,即折腰山(大型)、火焰山(中型);二是以铜、铅、锌为主的多金属黄铁矿床,即小铁山(大型)、铜厂沟、四个圈(小型)等矿床。

矿体形态多为透镜状、扁豆状、似层状、脉状等,有的分支复合。矿体产状与围岩基本一致。总走向295°~320°,倾向南西,倾角50°~70°。矿田共有600多条矿体。其中,折腰山矿区共有231条矿体,块状矿石矿体长400m,厚50~80m,延深150~200m,浸染状矿体数十米至1300m,斜深大于600m;火焰山矿区共有221条矿体,块状矿石矿体长450m,厚17~70m,斜深200m;铜厂沟矿区共有156条矿体,均为浸染状矿石矿体,长50~300m,厚2~4m,斜深76~228m;小铁山矿区共有12条矿体,长100~1000m,厚0. 8~5. 9m,斜深50~530m;四个圈矿区共有32条矿体,长50~200m,厚1~14. 7m,斜深18. 5~135m。

(5)矿石类型和矿床平均品位 矿石类型按矿物组成,可分为块状含铜黄铁矿矿石、块状铜铅锌矿石、块状铅锌矿石、块状黄铁矿及浸染状铜矿石、浸染状铜铅锌矿石、浸染状铅锌矿石等。按氧化程度分为氧化、次生和原生带三种自然类型的矿石。矿区平均品位,见表3.7.6。

(6)矿床类型 现普遍将白银厂矿田划归为与火山岩有关的海相火山岩型块状硫化物矿床。

(七)福建紫金山铜金矿床

紫金山铜金矿床是80年代在我国东部陆相火山岩区勘查的一个大型铜金矿床,位于福建省上杭县城北15km 处。矿田范围40km 2,由紫金山、中寮、龙江亭等矿区及二庙沟、新屋下等矿化异常点组成。紫金山矿区位于矿田中部,面积约4. 37km 2。现已在该矿区北西矿段经详查探获铜矿储量108. 7万t ,铜平均1. 09%,共生金矿已达到中型规模,金平均品位4. 69g /t ,并伴生银、硫铁矿、明矾石等多种有益矿产。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

紫金山矿区采金历史悠久,据史料记载宋康定年间,采金达到鼎盛时期,故得名紫金山,在矿区已发现古采硐。

1953年就有人到紫金山地区进行地质调查。1960~1984年间,福建省地质局所属地质队、物探队等为发现和评价紫金山大型铜金矿床做了大量前期地质工作。1985年认为本区属于与次火山岩有关的矿化类型,深部有找矿前景,果断决定上机掘硐探,1986年发现一新矿化带和11个新矿体,金品位大于3g/t的矿体共有14个。1987年经钻探施工,3个钻孔浅部都见到金矿体,深部见到高品位铜矿体。1988年确定了矿区属含金的铜矿带,上部为氧化带金矿,下部为原生带含金铜矿,认为是与火山-次火山岩有关的热液矿床,决定铜金并举的工作方案。经钻探、坑探,控制铜矿化长度大于700m ,宽200~500m ,同年12月闽西地质大队编制了《福建省上杭紫金山铜矿区地质普查总体设计》。1989年,紫金山金铜矿普查以北西矿段为重点,全年施工钻探1995m /18孔和部分坑探工程,初步控制铜矿(化)带长700m ,宽300~800m ,垂深550m ,预测铜储量可达到大型矿床规模。1

990年施工钻探19310m /27孔,坑探800m ,初步圈出41个铜矿体,单个矿体厚5~15m ,最厚43. 62m ,矿石平均含铜0. 6%~1. 5%。通过进一步详查工作,铜矿达到大型规模,金矿达到中型规模,并进行了矿石可选性试验,选矿性能良好,铜精矿品位24. 79%,回收率87. 26%。现该区已列入国家铜矿重点勘查项目之一,1993年北西矿段进行对口勘探,作为矿山设计、建矿的依据。

紫金山大型铜金矿床的发现与成功的勘查,不仅给我国沿海地区发展有色金属工业提供了大型铜矿资源基地,而且也给在陆相火山岩地区寻找、勘查大型铜金矿开阔了新思路,提供了新经验,意义十分重大。

2. 矿床地质特征

(1)地质概况 紫金山矿床位于闽西南晚古生代拗陷之西南,云霄-上杭北西向深断裂带与宣和北东向复式背斜交汇处,上杭北西向的白垩纪火山-沉积盆地的北东缘。矿区地层主要分布于外围地区,矿区范围内仅有白垩系火山-沉积岩零星分布。燕山期岩浆岩占据矿区中部。区内断裂构造发育(图3.7.8) 。

(2)岩浆岩与成矿 紫金山矿床的形成,与燕山晚期中酸性次火山岩及火山机构有密切关系。主要铜矿体产于火山机构外侧,沿北西向裂隙贯入到燕山早期花岗岩中,受隐爆角砾岩和英安玢岩带所控制。矿区燕山期岩浆岩类为复式岩体呈北东向展布,长约8km ,宽4km 。由燕山早、晚两个不同构造岩浆旋回的多次侵入体组成。复式岩体主体为燕山早期侵入体,由似斑状中粗粒二长花岗岩(143Ma)、中粒二长花岗岩(157Ma)和细粒花岗岩组成。燕山晚期岩体为花岗闪长岩类(102. 2Ma),主要分布于北东部,呈小岩株、岩枝和岩脉产出。

矿区火山活动强烈,已发现有紫金山、二庙沟和赤水三个火山机构(图

3.7.8) 。火山机构受北东和北西向断裂交汇结点控制。矿区中部紫金山主峰东南侧火山机构即位于北东向小金沟断裂和北西向紫金山断裂带的交汇部位。火山机

构北西和南东侧发育大量的脉状次英安玢岩和隐爆角砾岩,形成长1800m 、宽800m 的次英安玢岩-角砾岩带,总体呈北西-南东走向,倾向北东,倾角中等至缓。与矿区主要铜金矿化带分布基本一致,控制了铜金矿带的展布。次英安玢岩和隐爆角砾岩相对集中发育地段是铜金矿化主要地段。矿体多为脉状产出。

(3)围岩蚀变 矿区热液蚀变强烈,达数平方公里,垂深可达千米,具有“面型”和“线型”多期蚀变叠加特点,呈现硅化、迪开石化、明矾石化、绢云母化和黄铁矿化等一套低温热液蚀变类型。垂直分带较明显,深部主要为石英-绢云母带,中部为石英-明矾石-迪开石带,上部为硅化帽。

(4)矿带矿体 矿区铜矿带中铜矿体主要赋存于650m 高程以下的原生带中,为隐伏矿体。矿带主要由一系列密集的脉状铜矿体组成。已初步圈定铜矿体41个,总体走向320°,倾向北东,倾角20~50°,有上陡下缓的趋势。紫金山矿床系指矿区西北矿段的铜金矿体,并依据次火山岩脉和隐爆角砾岩带的发育程度划分出三个铜金矿带。由南往北,由下往上,为0号矿带、Ⅰ号矿带、Ⅱ号矿带。

0号矿带:位于矿区北西向脉状隐爆角砾岩和第二次次英安玢岩密集带1号矿带下盘,已圈出17矿体。矿化带厚度100~280m ,延深约500~600m ,最大深度达900m ,矿化围岩主要为蚀变花岗岩。铜储量占全区的43. 58%。

I号矿带:主要分布于次英安玢岩和脉状隐爆角砾岩密集带内。已控制矿带长约600m ,宽500m ,矿化带厚度200~260m ,延深470~750m ,最大延深达800m 。带内有11个矿体。矿体的围岩主要为隐爆角砾岩、蚀变花岗岩,其次为次英安玢岩。矿带铜储量占全区的48. 88%,是铜矿主要矿化带。

Ⅱ号矿带:位于Ⅰ号矿带上盘。该带规模较小,控制程度低,埋藏较浅。矿化带厚度在300m以上,延深尚不清楚。已控制有13个矿体。矿化围岩主要为蚀变花岗岩,其次为隐爆角砾岩,其铜储量占全区的7. 5%。

金矿体主要分布在I号矿化带,赋存在650m 高程以上的氧化带中,金矿体一般厚几十厘米到几米,延长几十到百余米,延深几十至200余m ,没有天

然矿体界限,呈脉状,部分呈扁豆状、透镜状,金品位一般3~5g /t ,最高达30. 24g /t 。矿带中发现金工业矿体数十个。

(5)矿石类型 铜矿石基本为原生硫化物矿石,以黄铁矿、蓝辉铜矿-辉铜矿为主,其次为硫砷铜矿、铜蓝,少量的斑铜矿和微量的黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿、硫锗铜矿、硫铜锗矿、锡黝铜矿等。铜矿物及黄铁矿呈脉状或浸染状,充填交代隐爆角砾岩及蚀变次英安玢岩和蚀变花岗岩中。金矿石为氧化矿石,主要为褐铁矿、针铁矿、赤铁矿等,局部见有少量黄铁矿、自然金、方铅矿、斑铜矿、蓝辉铜矿、硅孔雀石、自然铜等。

(6)矿床类型 如上所述,紫金山铜金矿床与火山构造、次火山岩-英安玢岩及隐爆角砾岩带密切相关,铜金矿化的成矿作用相当于燕山晚期,铜金矿化与蚀变作用,发生在本区最发育的次火山岩及隐爆作用之后的火山热液作用。故成因类型划归为燕山晚期陆相火山岩次火山岩-隐爆角砾岩期后热液脉状矿床。金矿的最后定型则在表生成矿期的次生富集成矿作用下,形成铁帽型金矿。

(八)云南东川铜矿田

东川铜矿位于云南省东川市境内,由落雪、汤丹、因民、滥泥坪、石将军、白锡腊、新塘等大中型和一些小型铜矿床组成东川铜矿田。其范围东起小江,西至普渡河,南抵雪岭、北达金沙江,面积660km 2。

东川铜矿田经过40多年来的地质勘查工作,共发现、勘查铜矿床、矿点148个。其中,详细勘探40个、初步勘探16个、普查38个、概查54个。探获大型铜矿床2个(汤丹、落雪),中型铜矿床5个(石将军-萝卜地、面山、大英稠、滥泥坪、新塘),小型矿床36个。共累计探明铜储量391. 4万t ,近年来通过成矿预测研究和勘查,预测东川矿田铜储量包括已探获的铜储量可达到500万t 以上的超大型铜矿规模。

1. 矿床发现、勘查、开发简史

东川铜矿采冶历史悠久。早在东汉初年就有采矿活动,到明末清初采冶已具相当规模,清朝乾隆年间可谓鼎盛时期。

地质调查,从1873年至1949年前,曾有不少中外地质学家到东川考察地质矿产。在《中国矿床发现史·云南卷》(1996)已有详细记述。

1951年4月,即在东川矿区进行铜矿地质调查,重工业部物探队也在此开展物探工作。1953年洛吉诺夫、孟宪民、黄汲清等认为汤丹矿化范围较大,铜矿资源丰富,应列入勘探区。同年,在汤丹的落雪组底部和中部找到了巨厚的铜矿体。1955年提交了《东川铜矿储量计算报告书》,探明铜储量136万t ,1957年结束第二期勘探,提交了《东川铜矿储量计算报告书》。接着对石将军、滥泥坪、白锡腊、新塘等铜矿床进行勘探。年末,累计探明铜储量达210余万t 。至此,东川铜矿田于50年代的大规模地质勘探工作基本结束。

东川铜矿进行大规模建设,始于1958年。先由原苏联,后由北京有色冶金设计院进行采选设计。因民、滥泥坪采选厂于1960年先后投产。落雪、汤丹马柱峒也分别于1970年和1977年投产。目前,这四个矿山仍在持续生产。从1979年开始年产铜精矿已连续稳定在1. 5万t 以上。1996年年产铜精矿达到1. 75万t 。近年来采选规模不断扩大,“八五”期间上汤丹铜矿改扩建项目,一期规模为年产铜精矿1万t ,全部建成后年产铜精矿2万t 。

70年代以来西南有色地勘局三一四队等又找到并勘探了一些中小型富铜矿。如老背冲、萝卜地、小溜口、大英稠、水库山、穿天破、大水沟等铜矿区,特别是原认为小型稀矿山铜铁矿床的找矿取得突破性的进展。1990年施工一个钻孔打到42m 厚大高品位铜矿体,经矿床地质研究,认为属于奥林匹克坝型火山沉积喷流含铜赤(磁)铁矿床,简称“稀矿山式”,资源潜力,找矿前景十分可观。近年来,在东川矿田南北矿带(北部落雪-因民,南部新塘-汤丹-滥泥坪)和因民组、落雪组两个主要含矿层及生产矿山周边和深部继续开展大比例尺成矿预测和勘查,为东川铜矿可持续生产提供可靠资源保证。

2. 矿田地质特征

(1)地质概况 东川矿田位于昆阳古裂谷中段的断陷盆地。出露的地层,主要是元古宇,其次是古生界、中生界仅分布矿田南部的雪岭一带及小江东岸地区。部分平台、沟谷地区有第三系、第四系覆盖。矿田的元古宇地层又以中元古界为主,分布面积约占85%。古元古界多呈断块在矿田北端小岩脚及矿田中部的小溜口等地出露,新元古界震旦系分布于矿田的南部,分布面积约占13%。其中下震旦统澄江组又受宝九断裂的限制而分布其南侧。

含矿层位,主要是中元古界昆阳群因民组上部及落雪组下部;其次是黑山组和新元古界震旦系陡山沱组。其含矿岩性,因民组上部为硅质岩、凝灰质、泥砂质白云岩夹板岩;落雪组下部为薄—中层泥砂质白云岩夹薄层钙板岩以及上部的含藻白云岩等,为层状铜矿主要赋矿层位;黑山组下部(一段)黑色碳质板岩夹蓝灰色粘土板岩;陡山沱组为泥质白云岩、泥碳质白云岩夹板岩、硅质条带白云岩、砂岩砾岩,为滥泥坪式铜矿赋矿层位。

在几个主要含矿层位目前探获的铜矿储量比例:因民组含铜铁矿、角砾岩脉状铜矿占11%;落雪组白云岩层状铜矿占72%;黑山组碳质板岩、白云岩层状铜矿占6%;陡山沱组碳质白云岩、白云岩层状铜矿、砂砾岩层状铜矿占11%。

矿田构造格局由南北向的小江断裂、普渡河断裂与东西向的宝九断裂、麻塘断裂等4条断裂组成。在矿田内形成南北向与东西向两组主干断裂。其中,南北向的落雪-因民破碎带;东西向的汤丹-滥泥坪断裂,黄水箐-新塘断裂,下四棵树-面山断裂与双水井断裂等具有生长断裂,或是后期多次活动的特点,使东川断陷盆地进一步分解成一些半地堑式的沉积洼地,对岩浆岩的分布和成矿起到控制作用。

(2)岩浆岩 东川矿田岩浆活动强烈,且时间长,活动高峰是因民期及晋宁晚期(晋宁运动)。因民期以火山岩为主,晋宁晚期以侵入岩为主。火山岩主要是细碧角斑岩系,其次为玄武岩,局部地段见粗面岩。火山碎屑岩包括火山角砾岩、凝灰岩、沉积凝灰岩等。侵入岩主要为辉长岩、辉绿岩及少量钠长闪长岩、石英钠长斑岩、花岗岩等。火山岩及火山碎屑岩主要分布在因民组底部,其次为小溜口组、黑山组和麻地组。侵入岩包括次火山岩主要沿落因破碎带及其两侧的横断层、纵断裂侵入呈岩床或岩脉产出。花岗岩仅见于小江断裂东侧的大深沟与李子沟,呈岩株或岩基产出。

(3)围岩蚀变 控矿岩层经历了区域变质作用,为低级变质岩系。围岩蚀变有硅化、白云石化、重晶石化等。火山物质丰富地段具有钠长石化、绢云母化、绿泥石化等。

(4)矿带矿体 矿带根据东川矿田的矿床分布和主要赋矿层位等,划分两大矿带。即北部为因民落雪矿带,全长28km ;东南部为新塘-汤丹-滥泥坪矿带(简

称汤新矿带)断续延长17km 。经勘探工程控制,矿体延深已达500~860m 。矿体产状一般呈层状、似层状、透镜状沿层位分布。主要矿床矿体规模、铜平均品位:东川式铜矿床,因民面山矿段主矿体长1600m ,平均厚度6. 2m ,延深大于400m ,铜平均品位0. 85%;落雪龙山矿段主矿体长390m ,延深450m 以上,平均厚度11m ,铜平均品位1. 59%;汤丹主矿体长4300m ,斜深780m 以上,厚数米至70m ,铜品位0. 87%。稀矿山式铜铁矿床,主矿体长556m ,已知延深1164m ,平均厚度6. 48m ,平均铜品位1. 24%。桃园式铜矿床矿体长200~450m ,延深大于300m ,厚度12~55m ,铜品位1%以上。滥泥坪式铜矿床,矿体长2000m ,宽800m ,厚度0. 5~7. 5m ,平均铜品位1. 5%。

(5)成矿时代 因民组U-Pb法测年1805~1675Ma,落雪组Pb法测年1749Ma,因此沉积成矿期约为1800~1600Ma。共生的基性岩墙K~Ar 测年1059~1028Ma,滇中主要变质岩年龄为1100~900Ma。

(6)矿石类型 东川落雪因民铜矿主要有三种矿石类型:硫化矿石占33%,混合矿占26%,氧化矿占41%。矿石矿物组合:白云岩层状矿床,主要是斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿、铜蓝、黄铁矿、孔雀石、石英、白云石等;含铜铁矿床,主要是赤铁矿、磁铁矿、斑铜矿、黄铜矿、蓝辉铜矿、黄铁矿、孔雀石、硅孔雀石、石英、白云石、方解石等。金属矿物组合具有明显的分带性。如在改造轻微的大型层状矿体中,保存从底部到顶部由辉铜矿→斑铜矿→黄铜矿→黄铁矿的沉积自然分带。矿石化学成分,改造轻微的矿体多为贫矿,铜品位在0. 5%~0. 8%左右;改造强烈的矿体多为富矿,铜品位0. 9%~1. 5%以上。矿石结构为格状、乳滴状、文象状、叶片状等结构;矿石构造具沉积特征,主要以层纹状、韵律条带状、团粒浸染状、马尾丝状、叠层状、竹叶状、鲕状、波痕状、斜层理状等构造。受改造地段的矿石为块状、角砾状、揉皱状、网脉状构造等。氧化带矿石为皮壳状、葡萄状构造等。

(7)矿床类型 目前,较普遍地将东川铜矿划归为古陆边缘裂陷槽中以碳酸盐岩为容矿岩石的沉积-改造铜矿床或简称为沉积岩中层状铜矿床,也有的称之沉积变质型(层控)铜矿床,习惯称“东川式铜矿床”。近年来龚琳等研究昆阳

裂谷发展演化,结合东川矿田的主要矿床时空分布和有利于找矿,按成矿系列、建造类型、容矿岩石、赋矿层位、成矿环境等,将东川矿田的矿床划分为四个类型(1996),即从赋矿层位由下至上分为:①产于中元古界因民组的海相火山-喷流沉积型铜铁矿床(稀矿山式铜铁矿床);②产于中元古界落雪组的碳酸盐岩建造中喷流-热卤水沉积型铜矿床(东川式铜矿床,含落因式铜矿床、汤丹式铜矿床);③产于中元古界黑山组的黑色页岩-碳酸盐岩建造中沉积改造型铜矿床(桃园式铜矿床);④产于新元古界陡山沱组的陆源沉积建造中的铜矿床(滥泥坪式铜矿床)。


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