砂頁巖型銅礦(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上砂頁巖型銅礦研究進展砂頁巖型銅礦在國外也稱“沉積層控銅礦（Sediment-hosted Stratiform Copper Deposits, SHSC）”，泛指不同時代沉積巖、 沉積變質(zhì)巖中的層狀和層控的銅礦床（Brown，1989；Kirkham，1989），主要產(chǎn)于元古宙以來的沉積盆地中。礦床規(guī)模大（最大礦床的銅儲量約 3500×104t），礦體形態(tài)穩(wěn)定，易于開采，礦石品位高（一般含銅為 1%2%），往往受后期地質(zhì)改造作用富集（含銅可達 4%5%以上），主要伴生礦產(chǎn)為鈷、鎳、鉬、鉛、鋅、金、銀、鈾，甚至鉑族金屬等，具有巨大的經(jīng)濟價值。Kirkham等

2、（1994）分析此類礦床在全球的分布規(guī)律和資源量時指出， 砂頁巖型銅礦是世界銅礦資源中僅次于斑巖銅礦的一種重要的礦床類型。海相砂頁巖型銅礦時空分布世界大型超大型砂頁巖銅礦床均屬于海相砂頁巖型銅礦床，成礦時代以元古宙為主。地質(zhì)年代資料證明，海相砂頁巖型銅礦成礦有 2 個高峰期：元古宙特別是新元古代時期（5701700Ma）和泥盆紀到二疊紀（250380Ma）（Cox，1986）。元古宙砂頁巖型銅礦成礦時空分布主要有古元古代俄羅斯烏多坎銅礦，中元古代中國東川-易門銅礦，新元古代有贊比亞恩查加、巴盧巴、恩卡納、孔科拉、穆富里拉銅礦，剛果（金）科爾韋濟、盧本巴希、坎博韋、基普希銅礦等，阿富汗安納克銅礦

3、，美國懷特潘、貝爾特銅礦等，新元古代巖層成礦潛力最大。 石炭紀僅有哈薩克斯坦的杰茲卡茲甘銅礦； 二疊紀有中歐的曼斯菲爾德銅礦（Cox，1986）（圖 1）。 就世界前寒武紀成礦來講，元古宙砂頁巖型銅礦床是前寒武紀銅礦床最重要的類型，占世界前寒武紀銅礦儲量的 71.8% , 占中國前寒武紀銅礦儲量的 34.4%（圖 2）；占世界沉積巖型銅礦儲量的 77%，占中國沉積巖型銅礦儲量的 75.1%（沈保豐，2006）（圖 3）。圖1 不同年代中銅金屬量分布圖2 前寒武紀不同類型銅礦床儲量比例圖3 中國與世界沉積巖型銅礦床儲量比例成礦地質(zhì)背景、沉積環(huán)境國外海相砂頁巖大型銅礦特別是超大型銅礦多形成于新元古

4、代時期的裂谷盆地環(huán)境中， 與新元古代各大陸裂谷活動活躍而強烈關系密切（沈保豐，2006）。海相砂頁巖型銅礦多發(fā)育在穩(wěn)定大陸內(nèi)部裂谷或類似張裂構造環(huán)境的早期階段（王之田，1994）。含礦巖系堆積期的古構造環(huán)境和古地理條件對構造-建造組合中含銅建造的位置和含礦量有決定性的影響。 海相砂頁巖型銅礦多出現(xiàn)在低緯度、 干旱和半干旱環(huán)境中的古大陸邊緣斜坡靠近大陸以陸殼為基底的冒地槽環(huán)境中，大都在長期隆起剝蝕區(qū)的邊緣。 含礦層集中在相當于陸海過渡帶古構造環(huán)境中沉積旋回的海進或海退地區(qū)， 大多數(shù)礦床產(chǎn)在紅層沉積結束之后的首次海侵形成的地層里，即向海相過渡的粉砂巖、頁巖、鈣質(zhì)頁巖及碳酸鹽巖建造中，或與紅層互層，

5、其上大都覆蓋有蒸發(fā)巖。大型礦床多為海岸-淺海相、瀉湖三角洲相（Cox，1986；Kirkham，1994）。顯然，該類礦床的理想沉積環(huán)境是淺邊緣海區(qū)的還原性盆地。典型礦床成礦地質(zhì)特征-阿富汗安納克銅礦田（帶） 沉積層控銅礦是阿富汗銅礦床主要的工業(yè)類型之一，在阿富汗各地均有發(fā)現(xiàn)。阿富汗境內(nèi)規(guī)模最大也最有名的銅礦床是沉積層控型（SHSC）的安納克（Aynak）銅礦，距喀布爾市南南東方向 30km。 礦床位于喀布爾斷塊內(nèi)，喀布爾斷塊為一復式背斜， 被帕格桑和阿里基穆爾深大斷裂切成 3個區(qū)塊。 安納克銅礦礦田總面積 110km2。該區(qū)地層由新元古代受區(qū)域變質(zhì)的火山沉積巖、侵入雜巖和不同時期的沉積巖組成

6、（圖 4-a）。 礦床產(chǎn)在新元古代地臺中的一個上疊凹槽里， 上疊凹槽的褶皺基底由新元古代含石榴子石角閃巖、 片麻巖和結晶片巖組成。銅礦賦存于受綠片巖相變質(zhì)的前寒武紀文德系（Vendian-Lower Cambrian，680Ma±20Ma570Ma±10Ma）洛伊赫瓦爾組白云質(zhì)大理巖和黑云母長石石英片巖中（圖 4-b）。洛伊赫瓦爾組含銅沉積物上覆古勒哈米德組火成巖雜巖。礦區(qū)侵入巖有普通角閃石輝長巖，切穿基底結晶巖系。礦區(qū)整體呈向斜構造，被一系列縱斷層切割而變得復雜化（圖 4-c）。洛伊赫瓦爾組厚 880m，分 3 個亞組：下亞組和上亞組以碳酸鹽巖為主，中亞組含礦，以陸源物質(zhì)

7、為主。中亞組巖相變化大，從上到下依次為：含炭質(zhì)碳酸鹽黑云母石英片巖、白云石石英長石巖交互層及碎屑巖。 中亞組集中了該礦床銅礦資源儲量的 80%左右。銅礦物主要為斑銅礦和黃銅礦，而且含碳酸鹽較多的粗粒巖富含銅，礦化以斑銅礦為主。安納克銅礦被認為是循環(huán)海水從下伏火山巖中浸出和萃取金屬而形成的。圖4 安納克銅礦區(qū)域地質(zhì)圖（a）、礦區(qū)地質(zhì)略圖（b）和礦區(qū)剖面（c）安納克銅礦床成因模型 安納克銅礦床主礦層產(chǎn)在礦田中心的陸相碳酸鹽巖段，礦體與圍巖整合接觸。含銅硫化物順層分布表明礦化明顯受地層的控制。含礦巖石層理、結構構造、伴生元素少、近礦圍巖蝕變分散暈的存在，說明安納克銅礦屬沉積變質(zhì)成因， 而且礦體是在瀉

8、湖-三角洲相沉積條件下， 通過化學沉積作用，Cu 以硫化物的形式直接沉淀并經(jīng)后期變質(zhì)形成的。圖 5表示流經(jīng)下伏火山巖的鹵水循環(huán)， 從下伏火山巖中浸出、萃取金屬，形成沉積層控礦床的過程。 從成礦流體的性質(zhì)及其參與成礦的過程來看， 安納克銅礦更多地體現(xiàn)了“沉積-變質(zhì)”礦床的特點。圖？安納克銅礦床成因模型海相砂頁巖型銅礦床成因沉積巖容礦的層狀銅礦床成礦系統(tǒng)必須具備金屬源、金屬運移流體、硫源和硫運移流體，另外，還必須具備適當?shù)幕瘜W和物理條件， 這樣才能有效地將金屬以硫化物的形式沉淀于地層中的某個特定部位（Hitzman，2005）。1）成礦物質(zhì)來源目前，對海相砂頁巖型銅礦床的銅金屬主要來源大多數(shù)人認為

9、來自陸源剝蝕的產(chǎn)物（碎屑）。 一般是指在下伏巖石與賦礦巖石之間的古風化殼或不整合面上，由各種富銅（高背景值）巖石，尤其是花崗巖類、玄武巖類、（變質(zhì)）火山巖類在氧化干旱的條件下風化的產(chǎn)物-紅層和磨拉石建造（Hitzman，2005）。賦礦層與礦源層往往不是同一層位，最常見的情形是：礦源層是位于海進順序底部的粗碎屑巖、 紅層或火山碎屑巖等， 而賦礦層是具有較還原地球化學性質(zhì)的泥質(zhì)粉砂質(zhì)巖石或生物碳酸鹽巖巖石（）38-39。2）成礦機制流體源、性質(zhì)、作用和驅(qū)動機制在沉積巖中能夠形成層狀銅礦床，源巖層的金屬必須運移至硫化物沉淀部位。 已有大量的研究表明（）37-44，流體是海相砂頁巖型銅礦床形成過程中

10、起非常重要作用的成礦因素。 沉積巖系中的孔隙流體可能包括：從海水演化來的鹵水；殘留的苦鹵水；蒸發(fā)巖溶解形成的鹵水；在烴類物質(zhì)成熟、石膏脫水、蒙皂石向伊利石轉(zhuǎn)化時和在低級的埋藏變質(zhì)脫水反應時產(chǎn)生的水溶液流體；液態(tài)烴類物質(zhì)和氣體（甲烷和 CO2）。此外，大氣降水沿盆地邊緣滲入（地形重力驅(qū)動流體流動）時也可能提供了大量的流體，這些流體在淋濾蒸發(fā)巖時可能達到了高的鹽度。金屬元素遷移、富集、沉淀和就位機制沉積巖容礦型層狀銅礦床的形成，從早期成巖到盆地反轉(zhuǎn)和巖石變質(zhì)，成礦作用可以發(fā)生于這一過程的各個時期。成礦流體一般處于氧化環(huán)境，含多種化學成分，包括主要的金屬陽離子（Na、Ca、K、Mg）。 Cu 元素溶

11、解狀態(tài)下主要是以 Cu、Cl 絡合物方式遷移的， 或呈礦物微粒被懸浮狀態(tài)的粘土礦物等所吸附，在沉積層-海水界面附近，這些氧化性流體與還原劑相互作用，生成 Cu 的硫化物沉淀。參考文獻Hitzman M W ，Kirkham R，Broughton D，et alThe sediment-hosted stratiform copper ore systemC/Jeffrey H W ，Thompson F H，Goldfarb J，et alEconomic Geology， One Hundredth Anniversary Volume. 2005：609-642Hitzman M WSo

12、urce basins for sediment-hosted stratiform copperdeposits-implications for the structure of the Zambian copper belt J Journal of African Earth Sciences，2000，30：855-863Koziy L, Bull S，Large R，et alSalt as a fluid driver，and basement as a metal source，for stratiform sediment hosted copper deposits JGeology，2009，37(12)：1107-1110Hayes T A, Rye R O , Whelan J F , et al. 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 R. Northw