铜多金属矿基本类型特征

元古宇铁铜多金属矿床类型及特征~

攀西地区元古宇钠质火山-变质作形成的铁铜多金属矿床系列以会理-东川坳拉槽中最为典型。吴健民等(1998)依据客矿主岩性及成矿特征，在海相火山岩型和海相沉积岩型基础上，进一步划分出矿床式和矿床亚式(表3-1)。现仅以其中拉拉式、稀矿山式和东川式为代表，并参照赵彻终、刘肇昌等(1999)的总结归纳如下。

表3-1 会理-东川坳拉槽铜矿床类型划分

(据吴建民等，1998)
1.拉拉式落凼铜矿床
落凼铜矿产于河口群变钠质火山岩内，近年来研究对比发现，河口群原划分的6个岩性段内普遍存在地层对称重复，有大量同斜褶皱、顺层韧性剪切带和断层存在，恢复后层序从下至上为：大营山组变沉积岩(原一、三、五段)；落凼组变火山岩(原二、四、六段)；小青山组变沉积岩。落凼铜矿床由32个矿体组成，其中1～5号矿体规模较大，金属储量占该矿床的97%。矿体产状与围岩片理一致，严格受岩性和层位控制，总体走向以近EW或NWW向为主。含矿岩石为变角斑质(沉)凝灰岩、凝灰质铁白云石大理岩、凝灰质片岩和碳质绢云母片岩。在黑云石英片岩(原岩凝灰岩)与石英钠长岩接触带或岩石交替频繁部位，矿体厚度较大，品位较高(0.96%～1.38%)，连续性好，如1、2、3号矿体；岩性单一或致密状石英钠长岩中矿体连续性差，变化较大，矿化不均，如4、5号矿体。主要矿物为黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿，次要矿物为斑铜矿、辉钼矿、辉钴矿、赤铁矿、褐铁矿及少量自然金、自然银、自然铜、辉铜矿、铜矿等。除Cu、Fe以外，还伴生Au、Co、Mo、Ag、Se及稀土等有用组分。
落凼铜矿矿石中黄铁矿Co/Ni值2.67～16.27，平均11.56(杨应选等，1988)，硫同位素δ34S 5.9‰～5.1‰，集中于3%～4‰之间，明显显示火山-内生成矿特点。矿石包裹体成分富Na+、Ca2+、Cl-，与含矿钠质火山岩系相似。包裹体水氢氧同位素落在靠岩浆水一侧的变质水区，说明成矿流体以岩浆水(火山)-变质水为主，并有海水和大气降水参加。成矿温度325℃，流体盐度30%，密度1.008/cm3，pH值5.6，成矿时海水深度最深可达850m，显然应为深—半深海局限滞流盆地中温高盐度热卤水成矿。矿石铅及矿岩石组合铅模式年龄858.4～888.2Ma，反映变形变质改造作用最终形成工业矿床，发生于晋宁末期。
2.稀矿山式铁铜矿床
稀矿山式铁铜矿产于东川落雪-因民矿区因民组稀矿山段。主要含矿岩石为火山角砾岩、变细碧质凝灰岩—沉凝灰岩，变磁铁细碧质、斑碧质熔岩(磁铁矿含量较高时为矿浆型块状磁铁矿石)，准同生角砾状赤铁矿石，赤铁矿质白云质绢云母板岩，火山喷流热水沉积钠长硅质岩、铁质岩及铁白云岩等。矿体似层状、透镜状，主矿体长1285m，平均厚10.93m，平均铜品位1.06%。主要矿物磁铁矿、赤铁矿、辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、蓝铜矿、自然铜、黄铁矿等。矿物分带较好，水平方向从中心至边部，垂直方向从底至顶为磁铁矿→赤铁矿，相应硫化物分带为辉铜矿→斑铜矿→黄铜矿→黄铁矿。
矿石稀土元素分配模式与因民组火山岩相似，反映矿质来自深部(上地幔)。硫同位素δ34S-8.89%～5.3%，且多为负值，主要为海水硫和地层(生物)硫。含铜磁铁矿包裹体水δ18O的值为4.83%～6.56%，平衡水δ18O 6.53%～8.98%，同岩浆水或火山岩氧同位素组成接近，反映成矿流体是以岩浆水为主的火山喷流热液，但有海水和变质水加入。稀矿山熔浆型铁矿的爆裂温度高达420～560℃，细脉状铜矿为270～320℃，反映脉状铜矿成矿较铁矿晚。推测成矿时海水深度在200m左右，这有利于含矿火山喷流热液的聚集而不至沸腾逸散。稀矿山铁铜矿床应属海底火山喷流沉积成矿。
3.东川式铜矿床
东川式铜矿床包括产于落雪组底部因民亚式、中下部落雪亚式和中上部汤丹亚式的铜矿床。
因民亚式铜矿产于落雪组底部过渡层内，包括东川因民、石将军，通安红旗沟等铜矿床。含矿岩石主要为灰白色、浅灰黄色薄至中厚层泥砂质白云岩、硅质白云岩，并含有较多的火山物质。矿体呈层状、似层状。主矿体长160m，平均厚度6.2m，延深大于400m，平均铜品位0.85%，主要矿物黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿，部分黄铁矿，少量砷黝铜矿、硫砷铜矿，呈脉状产出，具有辉铜矿→斑铜矿→黄铜矿→黄铁矿(方铅矿)分带特征。
落雪亚式铜矿产于落雪组中下部，包括东川落雪、通安红岩、黎溪黑箐等铜矿床。含矿岩石为聚环柱状—波纹状藻叠层石硅质白云岩、竹叶状—纹层状含凝灰质硅质白云岩。矿体呈层状、似层状。主矿体长390m，延深450m以上，平均厚度11m，平均铜品位1.59%。主要矿物斑铜矿、辉铜矿，少量黄铜矿。
汤丹亚式铜矿产于落雪组中上部，包括东川汤丹、新塘，会东新田等铜矿床，主要含矿岩石为灰黄色、灰白色薄至厚层状泥砂质硅质白云岩及其上部藻席、藻礁叠层石硅质条带白云岩。矿体呈层状、似层状、透镜状，主矿体长4300m，斜深780m以上，厚数米至70m，平均铜品位0.78%。主要矿物有斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿、黄铁矿，脉状铜矿中具硫砷铜矿、含钴黄铁矿等矿物。
东川式铜矿床矿石中黄铁矿Co/Ni值为1.25～2.43，反映内生成矿特征；硫同位素组成分布范围宽(δ34S 14‰～1.67‰，多峰塔式分布)，说明硫源以海水硫为主，并有深源硫参加。包裹体成分有相对富钾型[K+—Ca2+— (Cl-)]和相对富钠型[Na+—Ca2+— (Cl)]两者共存。包裹体水氢氧同位素为- 6.43‰～6.53‰，δD-83.9‰～59.7‰，在δ18OδD图上落入岩浆水区，显示深源(岩浆)热液成矿特征。含矿层中广泛分布的硅质岩和硅质白云岩(凝灰质硅质白云岩)具有热水沉积特征，是含铜富硅深部热水与潮坪藻礁白云岩混合沉积成岩形成的藻礁硅岩组合，与单纯生物和化学成因成岩明显不同。层状铜矿的平均成矿温度162～177℃，盐度7.25%～18.3%，密度9.40～10.04 g/m3，海水深度75～85m，pH 值4～4.46，Eh值2.061～0.172V，lgf(O2)为-55.91～41.1，为中低温、中—高盐度混合热流体于弱酸—弱还原环境浅水局限滞流盆地成矿。东川式层状铜矿是以深源为主的多源混生喷流沉积-改造型铜矿床。
综上所述，发育于中新元古代的原扬子地块西部被动大陆边缘自西向东伸入陆内的攀西地区坳拉槽，铜铁多金属矿产资源高度富集，可划分为海相火山岩型和海相沉积岩型及若干矿床型式。从构造角度看，控矿的主要因素是：富铜地幔提供了丰富的深部矿质来源，坳拉槽拉张构造环境使矿质通过火山喷发活动带到地表，其中，生长断裂构成有利于形成导矿构造，次级局限盆地使矿质聚集沉淀，进而伴随坳拉槽发育演化的不同发展阶段的变形-变质改造成矿作用，最终形成不同类型和不同矿质组合的铜铁为主的多金属矿床，即坳拉槽盆地的构造演化阶段和沿走向盆地地壳构造类型的演化，控制了矿床在时间和空间上的变化规律。

如上所述，不同成因类型矿床的成矿地质环境具有明显差异，它们的成矿作用不同，地质特征也不同。根据对中国大约30个不同类型铜多金属矿区域地球化学异常分布特征的研究发现，前述七种成因类型矿床均具有明显的区域地球化学异常，但并不是每种类型矿床都具有区别于其他类型矿床的典型地球化学异常特征。例如，斑岩型、夕卡岩型和热液型矿床，虽然它们的矿床地质特征有很大差异，但由于其成矿的基本地质条件相近，即均与中酸性岩浆热液活动有关，所以它们的区域地球化学异常组合和分布基本相似，没有显著差异。因此，完全基于矿床的成因类型总结和建立的不同类型矿床的区域地球化学异常特征与模式，不适合于利用区域地球化学资料进行区域找矿预测。
任何找矿勘探工作都是以地质条件和地质特征为基础进行的，尤其是在利用物化探资料进行成矿预测时，更应该以一定的成矿地质特征为基础。以区域地球化学异常特征为基础，结合矿床的成矿作用和地质特征，将内生铜矿床分为四种勘查地球化学类型（史长义等，1998），即与火山岩有关的铜矿、与基性－超基性岩有关的铜矿、与中酸性岩浆岩有关的铜矿和层控热液型铜矿（表1-2-3）。这种分类便于利用1∶20万水系沉积物测量的地球化学资料进行区域找矿预测。各种类型铜矿床的典型地质特征见表1-2-4。

表1-2-3　内生铜矿床勘查地球化学分类与成因分类对比表


表1-2-4　各种类型铜矿床典型特征

（据刘兰笙（1986）资料补充编制）

工作区铜多金属矿床主要有层矽卡岩型和斑岩型两大类，并以甲玛大型铜多金属矿、驱龙大型铜（钼）矿为典型代表。

甲玛铜多金属矿资源量（331＋332＋333）：铜264.4万t，平均品位0.78％；钼12.1万 t，平均品位0.061％；铅47.5万t，平均品位3.0％；锌10万t，平均品位1.04％。达到特 大型规模，属层矽卡岩型铜多金属矿。主矿体走向长3400m，呈层状-似层状产出，倾 角30°～60°，矿体一般厚度2～49.29m，最大者超过250m，新近深部发现厚大斑岩 型钼矿体。2011年8月中国黄金集团宣布，甲玛矿区探获铜金属408万t，平均铜品位0.41％。矿床出露于冈底斯成矿带东段北亚带（Ⅳ1）。矿区出露地层为侏罗系和白垩系，主要有 复陆屑碎屑岩建造、碳酸盐岩建造和中酸性火山岩建造等。上侏罗统多底沟组主体岩性为 结晶灰岩、泥质结晶灰岩，大理岩化结晶灰岩，下白垩统林布宗组岩性以灰-深灰色绢云 母板岩、斑岩板岩为主，夹泥质粉砂岩、变质石英砂岩。含矿层矽卡岩处于多底沟组大理 岩与林布宗组砂板岩转换部位，受岩性岩相控制明显。

据西藏地质矿产局资料，矿区中南部主要出露喜马拉雅早期（50～65 Ma）中-酸性 复式岩基，岩石类型为花岗闪长斑岩、花岗闪长岩、黑云母花岗岩和钾长花岗岩，且以花 岗闪长斑岩居多；次有喜马拉雅晚期（13～20 Ma）花岗斑岩，花岗闪长斑岩岩脉，岩株。F₁断裂为矿区主要控矿构造，全长大于13km，一般宽20m，最宽80m，具“铲状”剥 离断层形态（倾角70°～50°或往深部变为35°～10°甚至10°～0°）和两期以上的 活动历史。因此，矿区主矿体受NWW向“Z”字形剥离断层（F₁）带控制，从西（铅山）往东由浅部以Pb和Cu-Pb-Zn为主，往东（铜山）往深部出现以Cu，Mo为主的变化趋势，预测深部尚有斑岩型铜（钼）矿的找矿潜力。已知金属矿物为方铅矿、黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿、辉钼矿、硫钴矿、辉砷钴矿、磁黄铁矿、黄铁矿等，脉石矿物为石榴子石、透辉 石、透闪石、斜长石、钾长石、硅灰石、石英、方解石等。矿石结构以他形、半自形粒状 为主，多呈稀疏浸染状、层纹状、条带状。

区域构造研究表明：矿床处于甲玛-日多弧内局限盆地内经历了三期构造变形：一是 盆地形成初期与伸展构造（剥离断层？）有关的“顺层”剪切固态流变作用及变形；二是 晚白垩世主期挤压褶皱变形形成墨竹工卡-恩玛日复向斜；三是矿区内如NWW向控矿断 裂（剥离断层F₁？）“推闭期”的由北向南的逆冲推覆作用的构造变形。总体显示区内 控矿剥离断层“先伸展引张成矿、后逆冲推闭褶皱”的复杂演化过程（图2-3）。

西藏巨龙铜业公司经过系统勘探，驱龙主矿段铜（钼）矿资源量（333＋334）：铜789万t，伴生钼50.1万t，伴生银5931.8t；Cu平均品位0.496％，Mo平均品位0.032％，Ag平均 品位3.724g/h。达到超大型铜矿床规模，属斑岩型铜（钼）矿。

图2-3 甲玛铜多金属矿床地质图

根据肖波等（2009，2011）研究资料，矿区内的中新世侵入岩从老到新顺序为： 花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩、二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩、闪长玢岩，侵位时 限为（17.9～13.1 Ma，Xiao et al.，2012）。由于多期次岩体的侵入，驱龙矿区内经 历了广泛的热液活动，形成了国内迄今为止规模最为宏大的蚀变带，矿区蚀变范围东西长 约8km，南北宽达3～4km，面积达32km²；蚀变和脉系丰富，具有典型斑岩型矿床的 蚀变及脉系类型。

驱龙矿区的蚀变类型以二长花岗斑岩体为中心，具有中心式环状对称蚀变分带的特征； 从斑岩体内向外、由深到浅，依次出现钾硅酸盐化蚀变带、弱黄铁绢英岩化蚀变带、粘土 化蚀变带、青磐岩化蚀变带，其中在各种蚀变类型中均发育有热液硬石膏，尤其是钾硅酸 盐化和绢云母化蚀变带中普遍共生硬石膏为该矿床的显著特色。矿区的蚀变分带和蚀变矿 物组合特征与国内外典型的斑岩型矿床基本相似，但是弥散状的钾长石化蚀变较弱，主体 还未被揭示出来，斑岩核心部位（深部）的硅化网脉带（钼矿主带）更是远未被揭示出来。

驱龙矿体总体上为隐伏-半隐伏矿体，几乎全部是原生矿，只在局部地表发育厚度不 大（0～22m）的次生氧化淋滤带（图2-4）。

图2-4 驱龙斑岩成矿系统地质简图（据和肖波等，2009，有修改）

在15线至24勘探线之间平面上东西长2000m，南北宽1500m，沿平面、垂直方向 上连续为一整体，矿体在深部形态上为一不规则柱状陡倾斜体，目前勘探工作控制矿体的 垂向延深达1350m；矿体在8勘探线ZK811号钻孔（开孔海拔5096m）最大见矿深度为 972m，矿体控制最低海拔标高为4124m，在3勘探线ZK317号钻孔（开孔海拔5430m）见矿深500m，矿体控制最高海拔标高5079m，多数钻孔控制矿体标高在4600～4700m 之间。平面上，矿体向东在24线，向西在19线基本尖灭，东部20线至24线间矿体逐渐 贫化变薄，向南东方向尖灭；西部11线至15线间，矿体逐渐变小，至15线矿体厚度变 薄至200m，在15线至19线间，矿体呈尖灭状态。在垂直方向，矿体呈不规则柱状体向 深部延伸，近于直立，矿区南部向南陡倾。绝大多数钻孔见矿厚度300～500m，单孔见 矿厚度最厚达972m（ZK811），终孔仍在矿体中。矿石构造以典型的细脉浸染状构造为主，其次是脉状构造和稀疏浸染状构造，少量的团块状构造、块状构造等。金属矿物以黄铜矿、黄铁矿为主，辉钼矿次之，少量的斑铜矿、辉铜矿、磁铁矿、孔雀石、方铅矿、闪锌矿。

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