砂页岩型铜矿床

砂页岩型铜矿~

在砂页岩型铜矿勘查方面，赞比亚和刚果（金）的中非铜矿带已是勘查程度高且开采多年的老矿带，近年仍有矿床发现和扩大（尤其在深部）。在刚果（金）近年通过草根勘查，于2002年发现的Frontier（前称卢富阿Lufua）铜钴矿床，有铜资源约235万吨，钴超过1.5万吨（见后专门介绍）。在铜矿带除了勘查已知的主要型式矿化外，还在注意勘查新型式矿化。在赞比亚铜带东南端，姆库席北约40公里的Kashime矿地，在Lusale盆地（加丹加群沉积岩组成的内围层）发现新铜矿床，2004年钻探打到56米厚、含铜2.08%的矿化，由浸染至半致密状斑铜矿和黄铜矿组成，产在蚀变片状炭质砂岩中，上覆白云质大理岩，地球化学异常范围大，在进一步钻探。刚果（金）尚未开发的大而富的滕凯-丰古鲁梅铜钴矿床（资源5.47亿吨，含铜3.5%、钴0.27%），最近已批准要开发。赞比亚的Kongola Deep矿床（资源2.5亿吨，含铜3.8%）也在考虑开采。此外，中非铜矿带一些老矿山的尾矿堆、炼渣堆和堆存的低品位矿石，也在作为开采对象。如刚果（金）科尔韦济矿山尾矿堆，鲁阿希-Etoile矿山堆存的低品位矿石（鲁阿希矿床本身尚有储量3190万吨，含铜3.59%、钴0.39%，堆存矿石平均品位高达铜1.76%、钴0.49%），及赞比亚谦比希矿床和恩昌加的尾矿堆等。
在赞比亚西北部，也属于中非铜矿带的新元古代坎桑席（Kansanshi）大型铜金矿床，经近年进一步勘查后已投产，再往西的卢姆瓦纳（Lumwana）铜钴（铀）矿床勘查开发项目也有进展。这两矿床的地质和矿化等特征（包括围岩变质程度）与其东面典型的中非铜带矿床有些差异（详见后专门介绍）。在赞比亚最西北部的姆维尼隆加、Luamata等地区，BHPB在约8630平方公里租地内，要进行FalconTM航空重力梯度测量，意欲发现世界级中非铜带型矿床。该租地包含Musangila 8公里长的铜地球化学异常。
博茨瓦纳东部的杜奎铜项目在推进，有矿石资源约1600万吨，铜品位接近1.2%，未见其矿床类型的明确报道。其西南的Matsitama项目，租地面积4000平方公里，处在元古宙褶皱的变质沉积岩（夹少量火山岩和火山碎屑岩）中，被认为是一潜在的世界级矿区，是过去40年一些大公司相当大量的区域调查（包括化探、航空物探）的对象。英美公司在1998～2000年进行过化探，研究了215000个样品的数据，还完成了约4600平方公里的多波谱（hyperspectral）调查，近9000米反循环钻探和约2300米金刚石钻探，发现了大量异常，170多个铜和锌地球化学异常被选为钻探目标，但未钻。现African铜公司在推进此项目工作，要在以后2年内考察和评价30个最优先目标。已在最值得注意的Thakadu和Makala矿床钻探，为沉积岩容矿层控浸染状硫化物矿化，有黄铜矿、斑铜矿和少量黄铁矿，上部有辉铜矿和铜氧化物。与赞比亚、刚果（金）的沉积岩容矿铜矿床明显相类似。Th 6A孔打到12.74米矿化段，含铜4.45%、银67.5克/吨；Ma 106A孔打到6.24米矿化段，含铜2.64%、银86.4克/吨。
澳大利亚西部1982年发现的尼夫蒂铜矿系产在沉积岩中的层控矿床，已投产几年，2003年报道，尚有总储量1.48亿吨，铜平均品位1.3%，即含铜192万吨。其东南92公里的Maraochydora项目也与其类似，有资源5100万吨，含铜1.1%。
加拿大纽芬兰东部和美国也仍有个别此类型矿床在勘查。
波兰二叠纪铜页岩含有巨大的铜和银资源。13世纪时就在苏台德山脉采铜，20世纪勘查证实往东北在深约1000米处存在类似矿床（称“老含铜盆地”），后由一些矿山开采，现已闭坑。继续往东勘查，于1957年发现新含铜盆地，1968年起工业规模开采。该盆地总资源为含铜3350万吨，是世界最大的单个铜矿区之一，还含大量银（91400吨），是铜的主要副产品。矿层厚1.2～20多米（有30%的矿石产在厚2～5米的矿层中，44%产在5～10米厚的矿层中，23%产在＞10米厚的矿层中），埋深600～1200米。铜品位1.2%～2.8%，平均2.16%。现由波兰KGHM公司开采，该公司2002年产铜508674吨、银1192吨。2000年底保有储量为7.35亿吨（含铜2.16%），在采矿山有资源15.66亿吨（含储量）。从现有矿山往东北继续勘查，又查明7亿吨资源，铜品位为2.2%。如“深格洛戈夫”矿床有储量约2.04亿吨，含铜510万吨。
2004年O.H.M.Alderton等人对波兰铜页岩（认为总共含铜3.5亿吨）中铜矿化提出了一个新成矿模式。他们运用盆地建模及构造、地层、热演化研究，详细了解该国早二叠世赤底统盆地，用钻孔、镜质体反射率、地震测量记录等进行分析，说明曾存在集中于局部地区的热液异常带。深的生长断裂穿透基底，成为重要的流体通道。目前此区天然气的He同位素比值也表明其地幔来源，说明这些构造属深部构造。铜矿是在三叠纪初主矿化期时，来自深部基底断裂系的热卤水注入到赤底统风成砂岩中，经孔隙度高的岩层沿倾斜向上流动，与上覆晚二叠世页岩（目前铜页岩所在地层）作用而淀积的。
墨西哥下加利福尼亚州Boleo铜钴矿床是一老采铜区（约1886～1985年在采），5年前考虑重新开采，现在进行可行性研究。矿化赋存在第三系中（砾岩之上，岩系底部有石膏层），呈广泛分布的平伏矿体，厚约1米至数米，长可逾10公里，已查明7个矿体，有确定资源5170万吨，含铜0.76%、钴0.09%、锌0.45%；推定资源1.721亿吨，含铜0.57%、钴0.05%、锌0.58%；推测资源3.103亿吨，含铜0.57%、钻0.04%、锌0.69%（以0.5%铜当量为边界品位）。此外尚含可回收银。以上共计含铜314万吨，钴256700吨，锌337万吨。半工业冶金试验结果为，铜和钴回收率90%，锌超过70%。如以1%铜当量为边界品位，则有确定资源4570万吨，含铜0.83%、钴0.09%、锌0.46%；推定资源1.141亿吨，含铜0.78%、钴0.06%、锌0.66%；推测资源1.881亿吨，含铜0.83%、钴0.06%、锌0.85%。

1、海相火山岩黄铁矿型铜矿
产于下古生代石英角斑岩和细碧岩中。呈透镜状﹑似层状。矿石矿物以黄铜矿﹑黄铁矿为主。铜品位一般大于 1%。如中国甘肃白银厂﹑青海红沟等矿床。
白银厂铜矿位于甘肃省兰州市东北。包括折腰山、火焰山、铜厂沟铜矿和小铁山、四个圈多金属矿，面积28平方千米。矿床围岩蚀变有钠长石化、绿泥石化、绢云母化、硅化、白云石化及次生的明矾石化、黄钾铁矾化、高岭土化等。
2、超基性岩中的熔离型铜镍硫化物矿
产于下古生代纯橄岩﹑辉橄岩﹑橄辉岩岩体的中﹑下部。呈似层状﹑透镜状。矿石矿物以黄铜矿﹑镍黄铁矿为主。铜品位一般小于 1%。如中国甘肃金川﹑新疆喀拉通克等矿。
3、变质岩层状铜矿
产于中元古代白云岩﹑大理岩﹑片岩片麻岩中﹐沿层产出。矿体呈层状﹑似层状﹑透镜状。矿石矿物以黄铜矿﹑斑铜矿为主。铜品位一般大于1%。如云南东川汤丹﹑山西中条山胡家峪等矿。
山西中条山地区从50年代以来，勘探了铜矿峪、小西沟、胡家峪、篦子沟、落家河等大中型铜矿，累计探明铜储量330多万t。为开发这一地区的铜矿资源1956年成立了中条山有色金属公司。
4、夕卡岩型铜矿
产于中酸性侵入岩体和碳酸盐岩的接触带内外。矿体以似层状﹑透镜状﹑扁豆状为主。矿石矿物主要为黄铜矿﹑黄铁矿。铜品位一般大于1%。如安徽铜官山﹑江西城门山等矿。
5、斑岩铜矿
产于中生代﹑新生代花岗闪长斑岩﹑二长斑岩﹑闪长斑岩等及其围岩中。矿体呈似层状﹑透镜状。矿石矿物以黄铜矿为主。铜品位一般小于 1%。矿床常为大﹑中型。如江西铜厂﹑黑龙江多宝山﹑西藏玉龙、驱龙等矿。
6、砂岩型铜矿
产于中生代陆相砂岩与砂页岩中。矿体呈似层状﹑透镜状。矿石矿物以辉铜矿为主﹐其次为斑铜矿﹑黄铜矿等。铜品位多大于1%。如云南郝家河﹑四川大铜厂等矿。

扩展资料
我国的大型铜矿区
1、红沟铜矿
主矿体长80～300米，厚1.5～7.0米，垂深60～150米，呈透镜状或复杂脉状，产状与围岩大体一致。氧化带不太发育。矿石以块状含铜黄铁矿、含铜磁铁矿及黄铜矿为主，浸染状居次。水文地质条件简单，围岩稳定，矿石选冶能力好。
1957年根据群众报矿发现。1958～1959年祁连山地质队初查，1962～1984年有色地质八队、七队断续进行详查、初勘及补勘工作。1958年起土法开采。1963年组建祁连山有色金属公司。1971年建成日处理矿石750吨选矿厂。
2、东川铜矿
国有大型铜矿区，也是第一个五年计划中的重点建设项目。它历史悠久，铜矿石的采冶从西汉时期开始，到清光绪年间达到顶峰，年产粗铜8000吨。当时，云南省所铸造的制钱中有80%是用东川铜与个旧锡制造的。
3、多宝山铜矿
境内现已探明多宝山铜矿、铜山铜矿、三矿沟铜矿三个矿带，铜平均品位0.47%，资源储量362.6万吨。占全省资源储量的95%，全国排名第三位。现价估值2172亿元。
参考资料来源：百度百科-铜矿
参考资料来源：百度百科-白银厂铜矿床
参考资料来源：百度百科-中条山铜基地

一、内容概述

砂页岩型铜矿在国外也称“沉积岩容矿的层状铜矿床”（Sediment-hosted Stratiform Copper Deposits），泛指不同时代沉积岩、沉积变质岩中的层状和层控的铜矿床（Kirkham，1989），简称SHSC。该类矿床规模大（最大矿床的铜储量约3500×10⁴t），矿体形态稳定，易于开采，矿石品位高，往往受后期地质改造作用富集，主要伴生矿产为钴、镍、钼、铅、锌、金、银、铀，甚至铂族金属等，具有巨大的经济价值。国外海相砂页岩型大型铜矿特别是超大型铜矿多形成于新元古代时期的裂谷盆地环境中，与新元古代各大陆裂谷活动活跃而强烈关系密切（沈保丰，2006）。海相砂页岩型铜矿多发育在稳定大陆内部裂谷或类似张裂构造环境的早期阶段。含矿岩系沉积期的古构造环境和古地理条件对含铜建造的位置和含矿量有决定性的影响。砂页岩型铜矿大都形成在长期隆起剥蚀区边缘，一般分布在台地边缘部分、边缘坳陷和台地内部坳陷，以及褶皱带的山前断陷或山间盆地中，这些构造位置为铜沉积物的聚集创造了最有利的环境。含矿层集中在陆海过渡带海进或海退地区，大多数矿床产在红层沉积结束之后的首次海侵形成的地层里，即向海相过渡的粉砂岩、页岩、钙质页岩及碳酸盐岩建造中，或与红层互层，其上大都覆盖有蒸发岩。大型矿床多为海岸-浅海相、潟湖三角洲相（Cox，1986；Kirkham，1994）。显然，该类矿床的理想沉积环境是浅边缘海区的还原性盆地。

沉积岩容矿的层状铜矿床成矿系统必须具备金属源、金属运移流体、硫源和硫运移流体，另外，还必须具备适当的化学和物理条件，这样才能有效地将金属以硫化物的形式沉淀于地层中的某个特定部位（Hitzman，2005）。目前，多数人认为铜主要来源于陆源剥蚀的产物（碎屑）。一般是指在下伏岩石与赋矿岩石之间的古风化壳或不整合面上，由各种富铜（高背景值）岩石，尤其是花岗岩类、玄武岩类、（变质）火山岩类在氧化干旱的条件下风化的产物——红层和磨拉石建造（Hitzman，2005）。赋矿层与矿源层往往不是同一层位，最常见的情形是：矿源层是位于海进顺序底部的粗碎屑岩、红层或火山碎屑岩等，而赋矿层是具有较还原地球化学性质的泥质粉砂质岩石或生物碳酸盐岩。

在沉积岩中能够形成层状铜矿床，源岩层的金属必须运移至硫化物沉淀部位。已有大量研究表明（Hayes T A，2003；Selley，2005；Koziy，2009），流体是海相砂页岩型铜矿床形成过程中起非常重要作用的成矿因素。沉积岩系中的孔隙流体可能包括：从海水演化来的卤水；残留的苦卤水；蒸发岩溶解形成的卤水；在烃类物质成熟、石膏脱水、蒙皂石向伊利石转化时和在低级的埋藏变质脱水反应时产生的水溶液流体；液态烃类物质和气体（甲烷和CO₂）。此外，大气降水沿盆地边缘渗入（地形重力驱动流体流动）时也可能提供了大量的流体，这些流体在淋滤蒸发岩时可能达到了高的盐度。该类铜矿床的形成，从早期成岩到盆地反转和岩石变质，成矿作用可以发生于这一过程的各个时期。成矿流体一般处于氧化环境，含多种化学成分，包括主要的金属阳离子（Na^＋、Ca^2＋、K^＋、Mg^2＋）。Cu元素溶解状态下主要是以Cu、Cl络合物方式迁移的，或呈矿物微粒被悬浮状态的黏土矿物等吸附，在沉积层-海水界面附近，这些氧化性流体与还原剂相互作用，导致Cu的硫化物沉淀。

二、应用范围及应用实例

阿富汗境内规模最大也最有名的沉积层控型（SHSC）铜矿床——安纳克（Aynak）铜矿是该类型矿床的代表。它距喀布尔市南南东方向30km，一直延伸到洛加尔Logar的铜矿带，长达110 km，其储量大、品位高，可与赞比亚铜矿带相媲美。矿床位于喀布尔断块内，该断块为一复式背斜，被帕格桑和阿里基穆尔深大断裂切成3个区块。赋矿地层由新元古代变质火山沉积岩、侵入杂岩和不同时期的沉积岩组成（图1）。

图1 安纳克铜矿区域地质图（a）、矿区地质略图（b）和矿区剖面图（c）

（据高辉等，2012）

安纳克背斜是该矿床的主体构造，控制了矿床（体）的空间分布，矿体分布于背斜翼部，呈雁行排列，产状基本吻合，且随着产状变化而变化，背斜轴部和倾伏端矿体厚度增大。铜矿体赋存于受绿片岩相变质的前寒武系—文德系（Vendian-Lower Cambrian，（680±20）～（570±10）Ma）洛伊赫瓦尔组白云质大理岩和黑云母长石石英片岩中（图1）。洛伊赫瓦尔组含铜沉积物上覆古勒哈米德组火成岩杂岩。矿区侵入岩有角闪石辉长岩，切穿基底结晶岩系。洛伊赫瓦尔组厚880m，分3个亚组：下亚组和上亚组以碳酸盐岩为主，中亚组含矿，以陆源物质为主。中亚组岩相变化大，从上到下依次为：黑云母碳酸盐石墨石英片岩、白云石石英长石岩交互层及碎屑岩。中亚组集中了该矿床铜矿资源储量的80%左右。矿化产在一定层位，在剖面上呈多层分布，铜矿层主要集中在洛伊赫瓦尔组中亚组的下部和下亚组的上部。铜矿物主要为斑铜矿和黄铜矿，矿化以斑铜矿为主。主矿体核部矿石矿物以斑铜矿为主，周围为黄铜矿，此外还有黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、辉钴矿、镍黄铁矿等，氧化物有辉铜矿、铜蓝、自然铜及孔雀石、硅孔雀石等。从成矿流体的性质及其参与成矿的过程来看，安纳克铜矿更多地具有“沉积-变质”矿床的特点，被认为是循环海水从下伏火山岩中浸出和萃取金属而形成的。图2表示流经下伏火山岩的卤水循环，从下伏火山岩中浸出、萃取金属，形成沉积层控矿床的过程。

图2 安纳克铜矿床成因模型

（据高辉等，2012）

总之，该矿床具有如下特征：①矿床产于陆内裂谷、三角洲沉积环境；②安纳克铜矿体与围岩整合接触，含铜硫化物顺层分布表明矿化明显受地层控制；③铜矿石以浸染状、条带状、层纹状构造为主，角砾状和脉状金属硫化物以胶结物形式存在。从主矿体中心向两侧，由斑铜矿石—黄铜矿石—黄铁矿—磁黄铁矿，似对称分布；④近矿围岩蚀变为硅化、碳酸盐化；⑤成矿物质来源于下伏火山岩，由循环海水和卤水中和反应沉淀成矿。

三、资料来源

高辉，裴荣富，王安建等.2012.海相砂页岩型铜矿成矿模式与地质对比——以中国云南东川铜矿和阿富汗安纳克铜矿为例.地质通报，31（8）：1332～1351

沈保丰等.2006.中国前寒武纪成矿作用.北京：地质出版社

张蕾.2011.阿富汗安娜克铜矿矿床地质特征及成因分析.资源环境与工程，25（6）：582～589

Hayes T A，Rye R O，Whelan J F et al.2003.A review of the geology and genesis of the Spar Lake stratabound Cu⁃Ag deposit，Belt Supergroup，Montana：Mineral Deposits of the Western Belt Basin.Northwest Mining Association Annual Meeting，109th，Exposition and Short Course：3

Hitzman M W.2000.Source basins for sediment⁃hosted stratiform copperdeposits⁃implications for the structure of the Zambian copper belt.Journal of African Earth Sciences，30：855～863

Hitzman M W，Kirkham R，Broughton D et al.2005.The sediment⁃hosted stratiform copper ore system//Jeffrey H W，Thompson F H，Goldfarb J et al.Economic Geology，One Hundredth Anniversary Volume：609～642

Koziy L，Bull S，Large R et al.2009.Salt as a fluid driver，and basement as a metal source，for stratiform sediment-hosted copper deposits.Geology，37（12）：1107～1110

Selley D，Broughton D，Scott R et al.2005.A new look at the geology of the Zambian copper belt//Hedenquist W，Thompson F H，Goldfarb J，et al.Economic Geology，One Hundredth Anniversary Volume：965～1000

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