铜多金属矿矿床构造控矿规律及找矿预测

时间：2024-10-28

朱吉星，胡国柳，刘义真

（江西有色地质勘查四队，江西景德镇 333000）

一般我们所说的矿就是包含某种有提炼价值元素比较多的自然界物质，一般称为混合物[1]，杂质可高可低。像铁矿，一般有用成份就是铁，属于单金属矿，而有些金属的性质是相近的，所以在自然界形成矿物的时候，就会同时出现几种金属，而且都是具有提炼价值的，就叫做多金属矿。因为铜与金、银等金属性质比较相近，所以铜矿中通常也会含有少量的金、银等金属，金、银等虽然含量较低，但由于其本身价值高，所以也具有提炼的价值，铜多金属矿就是以含铜为主，另外还含有其它多种金属的铜矿，这种铜矿就叫铜多金属矿。

1 铜多金属矿矿床构造及控矿规律

1.1 铜多金属矿矿床构造

大地构造背景是影响矿床形成的主要因素。它决定了物质的来源、深度以及元素的类型[2]，矿化的类型以及矿床的时空分布。构造运动是驱动地壳和地幔中物质（包括成矿物质）运动的主要因素。该结构为流体和矿物沉积物的移动提供了空间，矿床的位置和分布显然是由结构决定的。控矿构造的规模差别很大，成矿规律是在研究矿床产出的地质以及地球化学背景的基础上，阐述矿床在时间上，空间上的分布规律。矿床机理是比较复杂的，多元素的，它不同于在同生沉积时富集成矿的沉积矿床（Fe、Mn、P、A1、盐、煤等），而是形成了成矿物质的初步富集形成矿源层→成矿物质的活化移动在组合→最后叠加修改作用再富集的演化过程。

1.2 铜多金属矿控矿规律

矿化规律是空间、时间以及物质共生关系，同时与矿床形成与分布的内部遗传关系之和。矿床的形成机理是研究矿床成因的主要内容，而不是矿床成矿规律的主要内容。成矿规律主要包括矿体空间分布规律和区域成矿规律,矿床类型主要为矽卡岩型，以努日层矽卡岩型铜多金属矿床和拖浪拉似层状矽卡岩型钨铜矿床为代表。赋矿岩石的主要标志为：以石榴子石、硅灰石、透辉石为主的矽卡岩和条带状矽卡岩。

岩石性质：为了对侵入岩的特点进行分析，采用对其成分进行相关实验，通过对岩石进行的实验能够看出，斑岩体具有较为充分的成矿条件，化学成分中显示出较为丰富的钠、钾、HREE等特征。从空间位置上能够看出，铜矿的分布受大型火山岩的影响较为严重，火山岩浆主要呈现东西分布的特征，从冈底斯火山地带到岩浆弧带。控矿岩体的分布受北东构造的影响较大，具有燕山期的酸性和中酸性侵入岩,如二长花岗岩、石英闪长岩、二长斑岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩等，这些岩石主要产生于陆地板块之间的碰撞挤压。

2 铜多金属矿的找矿预测

找矿预测主要包含基地底层和构造，根据微量元素、稀土元素和稳定同位素的示踪结果来进行推断，研究区内前寒武系是银金矿床的主要矿源层。铜多金属矿研究区内前寒武系-寒武系变质岩系的高合金含量和高合金比值特征，为以铜为特色的矿床的形成提供了重要的物质基础。基底岩石在前寒武系-寒武系形成期间，多合金铜已发生了初步的富集。在控矿条件分析的基础上建立的铜钼多金属成矿模式。地质结构的主要研究包括三个方面：地壳或岩石圈中各种变形的几何形状，组合特征和分布规律；分析金属矿床形成的地质背景，力学条件，动力学和运动学机理；研究结构教育的顺序，以及进化史。矿源层是成矿元素铜、锌的重要物质来源，群变质岩系铅、锌、铜的地球化学背景场值较高，大部分的铅、锌、铜矿床分布于此，这些成矿元素由于岩浆活动伴随热流体沿着构造上侵至地表较浅部位，由地下水参与对流作用而形成成矿。控矿构造特征：按照一般成矿构造的级别、规模、作用等将其划分为一级控矿构造---导矿构造、二级控矿构造---储矿、容矿构造，构造背景对成矿的控制作用：大地其主要的背景构造是矿床形成的最基础控制因素，它决定了成矿物质的来源、深度、元素种类、成矿类型及矿床时空分布。

3 铜矿资源储量分布及产量预测

图1 铜多金属矿深部预测模拟结果

世界铜矿资源是非常丰富的，铜金属储量约为34000万t（金属量）如表1。智利占世界总储量的23.2%，位局世界首位，其次为美国占总储量的16.8%；其余主要铜矿国家有赞比亚，扎伊尔，苏联，墨西哥，加拿大，这七个国家共占世界铜总储量的72.9%，此外还有秘鲁，菲律宾，澳大利亚，波兰，南非等国家，我国铜资源比较丰富[3]，全球陆地铜总量估计为16亿吨，另外太平洋中隆海底结核及红海赤泥，可能还会有铜资源7亿t。原生铜矿资源可承受漫长时间的消耗，废金属铜的产生量和它的再生利用，同一个国家的工业化程度和铜消费水平密切相关。世界发达国家发展工业化时间线早、程度高，每年人均铜消费量达到10公斤～20公斤，因而产生大量的废铜，不仅满足自身的需要，还有部分废杂铜由于环保等方面问题而出口转移到发展中国家再加工和消费。美国的金属铜消费总量位居世界前列，在1917年～1987年的60年间，美国废杂铜的回收率平均占消费量的35%；而在1976年～1998年的22年间，由废铜再生提供的铜占每年铜消费量的比例则提高到44%～55.6%。

表1 全球铜储量（单位；千吨）

根据分析图谱信息表可以确定，每年智利和中国是全球位于前两位的铜生产大国，世界金属统计局（WBMS）报告显示，中国铜产量较去年增加0.8%，目前全球铜产量仍处于增长周期。

4 铜多金属矿的形态特征预测

通过对可能形成矿化作用的某些实际地质条件进行综合分析，并按一定比例减少成矿后，将工程图应用于工程图。工程图的内容包括地层结构，矿物类型，岩石分布等。这种找矿方法最基础，适用面最广[4]。是一种操作简单，成本低，成效较好的办法。现在已经被普遍应用，它的工作原理主要是研究不同种类金属的密度，这是一种利用质量筛选贵金属的方法。铜矿床主要分布在古元古界的代坦甸子岩体和中生代的中生代步达远岩体之间。矿体受太平洋深部断裂的次生断裂控制，呈现近东西，北东，西北的分布，矿体受断裂构造的严格控制。铜多金属矿的形态特征和成因可归纳如下：成矿热液充填裂缝，形成裂缝控制的沉积铜矿床，即铅锌铜热液石英矿床（硅化蚀变带）。

基本上，大多数金属矿产资源都是由矿石和岩石组成的，它们的性质是不同的，电阻率是完全不同的物理特征。此原理用于检测和研究电阻率，以确定矿物的分布并完成对铜多金属矿床的搜索和预测。这种方法用于铜多金属矿的勘探中时，需要配置一套能够准确测量电阻值的设备,这样能够增加找矿准确程度，随着现代科学发展的技术，这种找矿方法准确率提高了不少。

采用上述方法对铜多金属矿实施找矿，出现蚀变异常的矿区，主要表现为铜染异常，呈斑点状分布于次级断裂组上或亚组上以及侵入其中的花岗闪长斑岩体上。铜多金属矿异常则在花岗闪长斑岩体南缘及外围大致呈近南北向带状分布。花岗闪长斑岩体西南缘目前发现了铜矿化带(体)，可见该区铜染、经基异常具有较好的找矿指示。如图所示，某区域中铜多金属矿深部预测模拟图。

图中不同区域的定义①斑岩型铜多金属矿；②矽卡岩型铁铜矿；③角砾岩型金铜多金属矿；④热液交代一充填脉型金银铅锌(铜)多金属矿；⑤破碎蚀变岩型金矿；⑥不整合面“砾岩”型金矿。一定数量的碳酸盐岩位于多金属铜矿提取区斑岩矿体外部接触的下部。铜多金属沉积物在深，浅的小侵入体的接触带中具有复杂的作用。残留的石灰石异岩将形成高铜含量的小型侵入体，并在接触带的某些部分与接触带在结构上整合，同时上边缘会形成矽卡岩型的铜体。