砂頁(yè)巖型銅礦(共5頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上砂頁(yè)巖型銅礦研究進(jìn)展砂頁(yè)巖型銅礦在國(guó)外也稱(chēng)“沉積層控銅礦（Sediment-hosted Stratiform Copper Deposits, SHSC）”，泛指不同時(shí)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(lái)的沉積盆地中。礦床規(guī)模大（最大礦床的銅儲(chǔ)量約 3500×104t），礦體形態(tài)穩(wěn)定，易于開(kāi)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(dá) 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(jì)價(jià)值。Kirkham等

2、（1994）分析此類(lèi)礦床在全球的分布規(guī)律和資源量時(shí)指出， 砂頁(yè)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(lèi)型。海相砂頁(yè)巖型銅礦時(shí)空分布世界大型超大型砂頁(yè)巖銅礦床均屬于海相砂頁(yè)巖型銅礦床，成礦時(shí)代以元古宙為主。地質(zhì)年代資料證明，海相砂頁(yè)巖型銅礦成礦有 2 個(gè)高峰期：元古宙特別是新元古代時(shí)期（5701700Ma）和泥盆紀(jì)到二疊紀(jì)（250380Ma）（Cox，1986）。元古宙砂頁(yè)巖型銅礦成礦時(shí)空分布主要有古元古代俄羅斯烏多坎銅礦，中元古代中國(guó)東川-易門(mén)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(jì)、盧本巴希、坎博韋、基普希銅礦等，阿富汗安納克銅礦

3、，美國(guó)懷特潘、貝爾特銅礦等，新元古代巖層成礦潛力最大。 石炭紀(jì)僅有哈薩克斯坦的杰茲卡茲甘銅礦； 二疊紀(jì)有中歐的曼斯菲爾德銅礦（Cox，1986）（圖 1）。 就世界前寒武紀(jì)成礦來(lái)講，元古宙砂頁(yè)巖型銅礦床是前寒武紀(jì)銅礦床最重要的類(lèi)型，占世界前寒武紀(jì)銅礦儲(chǔ)量的 71.8% , 占中國(guó)前寒武紀(jì)銅礦儲(chǔ)量的 34.4%（圖 2）；占世界沉積巖型銅礦儲(chǔ)量的 77%，占中國(guó)沉積巖型銅礦儲(chǔ)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(jì)不同類(lèi)型銅礦床儲(chǔ)量比例圖3 中國(guó)與世界沉積巖型銅礦床儲(chǔ)量比例成礦地質(zhì)背景、沉積環(huán)境國(guó)外海相砂頁(yè)巖大型銅礦特別是超大型銅礦多形成于新元古

4、代時(shí)期的裂谷盆地環(huán)境中， 與新元古代各大陸裂谷活動(dòng)活躍而強(qiáng)烈關(guān)系密切（沈保豐，2006）。海相砂頁(yè)巖型銅礦多發(fā)育在穩(wěn)定大陸內(nèi)部裂谷或類(lèi)似張裂構(gòu)造環(huán)境的早期階段（王之田，1994）。含礦巖系堆積期的古構(gòu)造環(huán)境和古地理?xiàng)l件對(duì)構(gòu)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(yè)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(zhǎng)期隆起剝蝕區(qū)的邊緣。 含礦層集中在相當(dāng)于陸海過(guò)渡帶古構(gòu)造環(huán)境中沉積旋回的海進(jìn)或海退地區(qū)， 大多數(shù)礦床產(chǎn)在紅層沉積結(jié)束之后的首次海侵形成的地層里，即向海相過(guò)渡的粉砂巖、頁(yè)巖、鈣質(zhì)頁(yè)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(lèi)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(lèi)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(fù)式背斜， 被帕格桑和阿里基穆?tīng)柹畲髷嗔亚谐?3個(gè)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(shí)期的沉積巖組成

6、（圖 4-a）。 礦床產(chǎn)在新元古代地臺(tái)中的一個(gè)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(jié)晶片巖組成。銅礦賦存于受綠片巖相變質(zhì)的前寒武紀(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)巖，切穿基底結(jié)晶巖系。礦區(qū)整體呈向斜構(gòu)造，被一系列縱斷層切割而變得復(fù)雜化（圖 4-c）。洛伊赫瓦爾組厚 880m，分 3 個(gè)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(zhǎng)石巖交互層及碎屑巖。 中亞組集中了該礦床銅礦資源儲(chǔ)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(rèn)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(jié)構(gòu)構(gòu)造、伴生元素少、近礦圍巖蝕變分散暈的存在，說(shuō)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(guò)化學(xué)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(guò)程。 從成礦流體的性質(zhì)及其參與成礦的過(guò)程來(lái)看， 安納克銅礦更多地體現(xiàn)了“沉積-變質(zhì)”礦床的特點(diǎn)。圖？安納克銅礦床成因模型海相砂頁(yè)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(yùn)移流體、硫源和硫運(yùn)移流體，另外，還必須具備適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)和物理?xiàng)l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(gè)特定部位（Hitzman，2005）。1）成礦物質(zhì)來(lái)源目前，對(duì)海相砂頁(yè)巖型銅礦床的銅金屬主要來(lái)源大多數(shù)人認(rèn)為

9、來(lái)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(fēng)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(lèi)、玄武巖類(lèi)、（變質(zhì)）火山巖類(lèi)在氧化干旱的條件下風(fēng)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(jiàn)的情形是：礦源層是位于海進(jìn)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(xué)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(jī)制流體源、性質(zhì)、作用和驅(qū)動(dòng)機(jī)制在沉積巖中能夠形成層狀銅礦床，源巖層的金屬必須運(yùn)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(yè)巖型銅礦床形成過(guò)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(lái)的鹵水；殘留的苦鹵水；蒸發(fā)巖溶解形成的鹵水；在烴類(lèi)物質(zhì)成熟、石膏脫水、蒙皂石向伊利石轉(zhuǎn)化時(shí)和在低級(jí)的埋藏變質(zhì)脫水反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的水溶液流體；液態(tài)烴類(lèi)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(dòng)流體流動(dòng)）時(shí)也可能提供了大量的流體，這些流體在淋濾蒸發(fā)巖時(shí)可能達(dá)到了高的鹽度。金屬元素遷移、富集、沉淀和就位機(jī)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(guò)程的各個(gè)時(shí)期。成礦流體一般處于氧化環(huán)境，含多種化學(xué)成分，包括主要的金屬陽(yáng)離子（Na、Ca、K、Mg）。 Cu 元素溶

11、解狀態(tài)下主要是以 Cu、Cl 絡(luò)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(xiàn)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