中国铜矿类型及找矿方向
根据前人的研究成果,铜矿床的类型很多,但不同类型铜矿床的规模和分布特征是不同的。根据现有资料,只有斑岩型、海相砂岩页岩型、铜镍硫化物型(即岩浆拆离型)才能形成超大型铜矿床,块状硫化物型(包括海相火山岩型和热水沉积型)、陆相火山岩型和矽卡岩型才能形成大型铜矿床或铜富集区。由于陆相砂页岩铜矿沉积盆地过小,一般不形成超大型铜矿,多为中小型矿床。含铜(金)应时脉类型多为矿点和矿化点,最多不足以形成小型矿床。显然,铜矿床的规模对铜矿类型具有明显的选择性,这是我们今后勘探和评价铜矿床远景时应特别注意的。
地质背景的差异制约着铜矿类型的发展。各种大型、超大型铜矿床和矿产密集区多分布在不同时期的克拉通边缘,受裂谷、裂陷槽或深大断裂控制,某一铜矿类型与一定的构造、沉积建造(包括岩性组合)、岩浆活动有明显的关系。一般来说,斑岩铜矿多产在长坳结合带的隆起一侧;海相砂岩页岩型、块状硫化物型和铜镍硫化物型铜矿床均产于裂谷或裂陷槽中;陆相砂页岩铜矿床位于受陆内裂谷或深大断裂控制的陆相盆地中,基底上或基底周围有铜矿床(化)。矽卡岩型铜矿的发育依赖于中酸性岩浆作用和碳酸盐岩的耦合。上述类型的铜矿可以在一个地区单独出现,但更多的时候是在一个地区或类似地质背景下同时存在几种类型的铜矿,如阿尔泰、祁连山和川西九龙-木里火山岩发育区,火山岩中块状硫化物铜矿和岩浆熔融铜镍硫化物矿床占有重要地位;中国西南三江地区深大断裂十分发育,因此该区最重要的铜矿类型是富碱斑岩和块状硫化物(容矿岩石包括火山岩和沉积岩)。长江中下游地区中酸性岩浆岩和细碎屑岩-碳酸盐岩的发育,为斑岩和矽卡岩铜矿床的形成创造了有利条件。以上例子是针对大型、超大型铜矿和铜矿集中区的形成,不包括小型、分散的铜矿。
迄今为止,地质学家对中国大型铜矿床的分布和划分做了大量的工作和研究。关键问题是进一步评价现有铜矿床和铜矿带以及如何开展地质工作。据此,我们初步认为:
(1)兴安岭地区位于环太平洋和古亚洲-孟醒两大(铜)成矿带的交汇处。深大断裂发育,岩浆活动强烈,有利于产出以火山岩为容矿岩石的斑岩铜矿和块状硫化物铜矿。这两类铜矿应是该区今后的主攻方向。同时也可以参考俄罗斯达拉松含金斑岩铜矿床的地质特征,以金铜组合特征进行找矿。根据兴安岭地区地表地形特征,可以选择一些有针对性的找矿方法:应用遥感技术,仔细研究该地区的区域构造(特别是大型断裂构造);开展大规模化探,关注金铜组合分布规律;加强矿床(特别是甲乌拉、额仁托勒盖等多金属矿床)元素垂直分带研究。
(2)长江中下游是我国铜矿开采程度最高的地区之一,也是未来铜矿找矿最有前景的地区之一。然而,对于这个地区来说,找到矿石是很困难的。未来“挖深找盲”取得突破的关键是在客观认真总结分析前人工作的基础上,针对本区地质演化特征,有一些新的思路。我们的研究认为:①应加强区域地质基础研究,如:为什么鄂东南以铁、铜为主,而皖南、赣北(包括赣东北、赣西北)以铜、金、铅、锌、银等多金属元素为主。但是在江苏的宁镇山脉,它变得主要由铅和锌组成。这种分带现象反映了长江中下游的地质构造和岩浆作用是如何演化的。许多层状矽卡岩与区内大型铜矿床有关是接触交代作用形成的还是沉积作用(包括火山沉积作用)的产物?从大尺度上阐明了区内北北东、NWW、北东向等方向深大断裂的相互贯通关系及其对沉积盆地和成矿的控制作用。地质演化对扬子地块东北缘铜多金属成矿的影响等。②在长江中下游(赣东北或赣西北)选择1 ~ 2成矿有利区,采用多种方法进行综合研究和勘查,增加勘查深度。
(3)滇东南个旧-文山地区,过去该地区的铜矿床一般都不是很大,大部分被认为是个旧和独龙矿床的伴生元素,因此滇东南没有被认为是重要的铜矿成矿区。实际上,滇东南个旧-文山地区是锡、钨、铜、铅、锌等多金属矿产的重要成矿区,断裂深大,中新生代岩浆活动频繁。沿红河断裂及其与小江-个旧深大断裂的交汇处,发育有含火山岩和沉积岩的块状硫化物矿床。前者为贺龙博矿床(在越南东南方向也有该类型铜矿),其容矿岩石为变质基性火山岩。后者为个旧卡房锡铜多金属矿床,其矿化严格受三叠系个旧组含火山岩层位控制。个旧组以碳酸盐岩为主,夹在其间的火山岩为变质岩。铜矿化与变质岩同步分布。铜体层层叠叠,随地层褶皱。此外,花岗岩不与铜矿直接接触。显然,个旧卡房锡铜多金属矿也是同生沉积成因,应属块状硫化物矿床。卡房东南部和南部也有类似的铜矿化,但过去普遍认为该区的这种矿化与燕山期花岗岩有关,这里基本没有花岗岩,主要是层状变质岩,所以对铜矿化不太重视,导致研究程度低,铜矿远景不明确。此外,区内寒武系和三叠系地层普遍含有火山岩,其中Sn、W、Cu、Pb、Zn等元素含量丰富,并在后期改造(包括区域变质作用和岩浆作用)中富集,形成上述元素的矿化和矿床,如部分铜锡矿床(独龙矿床水东场段)和老君山、宝珠山周边的矿化点(白龙)。我们在研究独龙和白牛厂多金属矿床时发现,容矿岩石是沉积岩的块状硫化物矿床。
上述情况表明,滇东南个旧-文山地区是一个新的铜矿远景区,有利的铜矿类型为块状硫化物型。重点地区是中越边境的个旧卡房及其南部的元阳-金金地区。
(4)康滇地区。它是中国最重要的铜矿基地之一。过去长期勘探开发主要集中在东川、易门、拉拉场、大红山矿床(田)。目前,该地区已形成了采矿、选矿、冶炼等一整套开发铜的工艺流程,为我国经济建设取得了显著成就。该区今后的主要任务是扩大铜资源储量。根据我们的研究,该区具有良好的成矿和找矿前景,具体为:①加强东川-易门-元江(红河边)地质基础研究和勘探深度(如东川地区铜矿化非常广泛,很多钻孔没有针对铜矿化进行封堵);(2)深入地质研究,在东川-易门-元江之间的一些有利地区(如武定、易门地区的七公里-一都场、七亩塘-眉山,以及南部的铜厂冲、鸡冠山)进行一些普查和钻探工作;③川西南李希—同安地区的地质、成矿特征与东川地区相似,特别有利于稀有矿型铜矿的形成;④川西九龙-木里地区位于安宁河-绿之江断裂西侧,具有良好的铜矿化前景(但交通不便),是寻找块状硫化物铜矿的最有利地区。
(5)中国西南三江地区。除较早发现的玉龙铜矿床(田)外,近10年来又发现了一些大中型铜矿床,表明该区的成矿和找矿前景很好。从这些矿床的发现可以看出,这些矿床有的产于交通不便的偏远地区(如羊拉、德钦),有的为氧化带和残积土覆盖区,但它们的分布有明显的规律,主要沿深大断裂分布,如澜沧江深大断裂东侧(沱顶、金曼、民乐、大平掌)和金沙江—红河深大断裂西(南)侧(如羊拉、大平掌)成矿作用主要发生在古生代和新生代,尤其是新生代。因此,在该区寻找和评价铜矿床时,应特别注意新生代构造-岩浆活动的演化,同时加强对德钦-芒康地区浮土和氧化带发育区、兰坪-思茅盆地西缘和澜沧江深大断裂东侧的地质勘探和研究,后者主要以寻找块状硫化物铜矿为主。此外,镇康、耿马-巍山、大理-宾川-盐源富碱斑岩带的富碱斑岩铜矿应进一步研究,特别是盐源一带应作为勘查和地质研究的重点地区。
(6)祁连山区。该地区也是中国的铜矿资源基地之一。区内铜矿床(点)星罗棋布,铜矿床类型多样,有海相火山岩型(块状硫化物型或黄铁矿型)、铜镍硫化物型(岩浆拆离型)、海相砂页岩型、矽卡岩型、热液型等。前三种类型都有大型和超大型铜矿,特别是海相火山岩型的白银厂铜矿(田)。研究表明,该海相火山岩铜矿在本区具有良好的成矿前景,是主要的找矿类型,其中北祁连是主要的找矿远景区。北祁连地区古元古代、中寒武世和中上奥陶统的断裂构造和海相火山岩十分发育,包括5个铜富集区,大量大、中、小型铜矿床和大量铜矿化点。铜镍硫化物矿床也产于控制该区海相火山岩的断裂带上。虽然矿床数量不多,但金川矿床中铜和镍的金属储量分别达到了超大型矿床的规模。这些矿床都在基性和超基性岩堆积岩中,属于侵入相,这些岩石在本区地表的出露远不如海相火山岩。因此,要想在该区找到第二个金川,目前的基础还不足,其成矿前景还需要进一步的工作。该区还有一种过去认识不足、成因有争议的海相砂岩-页岩铜矿。本研究认为该区海相砂岩-页岩铜矿在未来应特别关注,因为海相砂岩-页岩铜矿都产于大型海盆中,容易形成大型和超大型铜矿,如元古宙赞比亚-刚果中部的加丹加铜矿带和俄罗斯的乌多坎铜矿(超大型),产于二叠纪。我国海相砂岩-页岩铜矿床规模也很大,如云南东川-易门铜矿带、山西中条山鼻子沟铜矿、内蒙古狼山霍格奇等,均位于元古宙海相盆地,而古生代海相盆地的海相砂岩-页岩铜矿床迄今发现较少,因此青海鄂拉山铜峪沟(大型)海相砂岩-页岩铜矿床的发现意义重大。从地质特征看,祁连山西缘和柴达木盆地外围是寻找该类型铜矿的有利地区。
(7)阿尔泰地区。该区铜矿基本分布在额尔齐斯火山带上,该带的地质构造、火山岩和铜的类型与祁连山相似。主要的铜类型也是海相火山岩和铜镍硫化物类型。众所周知,海相火山岩中铜的背景很高,可以形成同生矿床或矿化层。如果大规模断裂构造与之相交,可能形成富矿、富矿体或矿产集中区,如阿舍勒、沙尔布拉克、卡拉通克等矿床和阿尔泰近郊。本区断裂构造以NWW方向为主,后期部分断裂不规则地呈北西向排列。这两组断层的交汇处是寻找铜矿的有利地区。此外,该区目前中型铜矿较少,主要是小型矿床、矿点和矿化点。因此,今后应在成矿有利的地区有选择地开展普查和有一定勘查项目的找矿,在一定程度上控制矿产评价。
总的来说,为了缓解和解决我国铜矿资源短缺的问题,策略是:我国东部地区是挖深找盲,重点地区应放在长江中下游的赣北、皖南和兴安岭(特别是兴安岭西坡);中西部是川滇两省的“康滇轴”及其西缘和个旧-金平地区,西部包括西南的“三江”、祁连山和阿尔泰地区。中西部地区主要评价富碱斑岩、块状硫化物、海相砂页岩等铜富集区的有利类型和位置,加强地质化探、物探、遥感资料的综合分析研究,特别关注地质演化和深部地质特征。
中国的地壳演化具有特殊性,因此在吸收国外经验的同时,必须考虑中国的地质特点,如环太平洋、古孟醒和古地中海-喜马拉雅的交汇处,中国缺乏典型的地台和地槽,古生代以来频繁的地壳和岩浆活动,细碎屑岩-碳酸盐岩建造的发育,扬子地块周围的地质演化,以及古元古代、中元古代、晚古生代、晚中生代和新生代的成矿特征等。总之,在评价铜矿成矿带和铜矿类型时,必须考虑中国地壳演化的特点,这样才能得到更符合实际的远景评价,为寻找新的铜矿基地和丰富中国成矿理论做出贡献。
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