APP下载

浅析铜矿成矿特征及外围找矿潜力分析

2021-04-19王建勋

世界有色金属 2021年1期
关键词:铜矿矿化矿床

王建勋

(甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院,甘肃 天水 741020)

铜矿资源是当代经济发展需求中必不可少的矿物。中国的铜消费量持续增长,已成为世界上最大的铜消费国。每年中国几乎有一半以上的铜矿必须从海外进口。中国的铜资源稀缺,与其他国家相比,铜资源在矿床规模,矿产品位和使用复杂性方面处于劣势,并且不能自给自足。面对日益增长的社会需求,我国目前可供开采的铜矿产资源是非常有限的,依赖于进口。

铜矿资源有限,它也会随着时间的流逝被消耗掉,从而得不到补充。当前已有铜矿基地的生产能力正在快速殆尽。相关数据表明,铜矿的总生产能力已经消失了一半,许多铜矿基地面临闭坑[1]。铜矿的需求量逐年上涨,但铜矿的储量寿命却微乎其微,这是一个难以克服的问题。为此,在解决发展经济的同时,铜矿资源保护的问题也至关重要。如何快速地查明那些地表难以发现的铜矿矿床是当前地质勘探工作的首要问题。努力增加铜矿资源,自给自足的铜矿储量成为当下发展的必然趋势,既要加大铜矿资源的开发,又要加大勘探工作的力度。

1 成矿的地质背景

世界上超过50%的铜来自斑岩矿床。由于铜资源具有重要的经济意义,因此一直是科学界的热点。传统理论认为斑岩型铜矿床的形成与大洋板块俯冲有关,铜矿的产出一般在大陆边缘。与此同时,铜矿也可以是在碰撞造山构造环境下产生的[2]。斑岩铜矿床作为典型的铜矿资源,它一般是与中酸性岩体有关。铜矿成矿的物质主要来自上地幔和下地壳,除此之外,不同岩性是有规律呈现的,围岩也可以提供一部分铜矿成矿物质。

对于铜矿矿床而言,铜矿矿床的形成都是有一定的原始深度的。在铜矿成矿后,往往经历了多维度的叠加与改造,甚至直接影响了内外力相结合的地质作用。铜矿成矿作用结束后,受构造作用的限制,强烈的地壳隆升和剥蚀作用直接导致矿体出露地表,被剥蚀,最后消失殆尽,失去原本的价值。除此之外,一些铜矿矿床经过地壳隆升后,矿体部分出露地表,只有一部分铜矿会受到剥蚀,大部分铜矿都得以保存,被人们加以利用。还有一部分铜矿矿床受到区域性的隆升和剥蚀,仍然埋藏于地表以下,呈隐伏状。但在目前的地质勘探技术的支持下,可以被人所认知,进而得以开发,这部分铜矿矿体往往称之为隐藏矿床。如果埋藏深度过大,铜矿含矿物质还是很难被人们发现和利用,因而暂时不能被开发。

2 铜矿成矿的特征

铜矿结构有四种类型:晶体结构、交代结构、固溶分离结构和压缩结构。晶体结构和交代结构是主要类型,该结构多为脉状分布,其复合结构为典型的矿石结构。此外,还有块状、块状、条纹状、角砾岩和结晶的洞穴状结构[3]。矿床多期构造的特征反映了多期构造的控矿作用。线性结构与环形结构相交的结构破坏区,以及环形结构边缘的异常地质环境是形成沉积的有利条件。从矿床的深部到浅部,铜矿成矿的温度逐渐降低。矿液成矿是自下向上运移的,越向上,矿液活动越剧烈。铜矿成矿作用早期到晚期,含矿热液的温度也逐渐降低,直至铜矿化的各个阶段。因此,铜矿成矿是一个复杂、降温的过程。

在综合分析区域地质背景、成矿地质特征基础上,利用多维勘探数据提取方法总结了构造与岩浆的区域分布特征,矿床空间分布特征、矿化与蚀变等特征,建立了构造-岩浆-矿化关系,并对研究区域进行了分析。岩石中铜矿的成矿规律,提出了以斑岩为例的研究区铜矿成矿模式。

图1 以斑岩为例,研究区铜矿成矿模式简图

3 区域成矿的规律

区域铜矿成矿规律是通过深层次的地质作用、构造运动、岩浆活动及成矿作用等诸多方面归纳总结的。对铜矿床的成因,以及铜矿成矿物质的来源进行研究讨论。区域铜矿矿床分布和区域构造空间分布相关性极强,区域铜矿床主要呈条带状分布。铜矿的主要发展为东西向构造带,北东向和北西向等构造带上也具有明显的分布特征。

综合分析区域铜矿矿床组合特征认为:通常线性结构从东到西具有一条带,其特征是第一层的区域线性结构控制着区域的总体结构[4]。

区域内不同时期的岩浆一构造铜矿成矿,其大多数发生在北西向的地层内。北西走向断裂是重要的控矿构造,北西向断裂与北北西向断裂的交汇处是重要的铜矿富集地,拉伸缺陷是形成铜沉积物的重要结构条件。在一系列地球化学性质上与洋壳俯冲作用有着密切关系。

铜矿成矿从老到新的变化,说明了矿床成因类型具有规律性。其具体表现是:铜矿成矿深度逐渐变浅,与此同时,新的铜矿矿床下面极大可能还存在其他矿化物质。此外,热液是铜矿成矿的主导作用。因此,通过热液得到的铜矿也是最具远景的矿床类型。

4 找矿的方向以及潜力分析

在铜矿成矿的规律研究基础上,通过分析研究区铜矿床的地质特征和控矿因素,找到有关铜矿床的勘探资料。根据铜矿矿床的空间层次划分,对研究区的铜矿找矿的方向进行了总结,同时也为区域找矿的工作提供了理论依据[5]。在铜矿成矿的系统中,典型铜矿矿床找矿模型的研究工作开展的深入,还很广泛。不同的铜矿矿床建立各种各样找矿模型,是因为不同类型的铜矿矿床发现的时间不一致,工作和研究程度也各不相同。因此,铜矿找矿模型及标志的综合程度及找矿应用效果也不同。

总结了铜矿床的矿化规律,综合考虑了矿化的区域条件、成岩作用、矿化的年龄和演化、矿床的空间分布规律、施加的矿化规律等,并在此基础上,提出了区域探矿标志和后续的一阶段勘探方向。铜矿矿区激电中梯测量显示:低电阻率、高极化率,这是铜矿找矿的类型中最为明显的矿床找矿标志,同时要格外重视高电阻率、低极化率的环境。

近年发展起来的航空物探测量系统,克服了原有方法的单一、测量和定位精度低、数据处理过于简单的问题,实现了多维度、多功能、多参数。最大限度地获取铜矿找矿模型的多种信息,大大提高了远景区的区域地质研究程度,更快、更准确地进行铜矿矿区的优选。遥感技术作为一种信息技术,在区域铜矿勘探和隐伏矿体的预测中发挥着越来越重要的作用,遥感影像可以提供有关图像结构的直观信息,并为拟议的铜矿勘探模型中的隐蔽构造带和隐蔽岩石提供更可靠的信息[6]。

与此同时,化探异常源的追踪过程也可以为铜矿找矿模型提供支持。它是以比例尺由小到大的勘查地球化学找矿方法为主线,以相应比例尺为辅的综合找矿过程。在这一过程中,追踪范围从大到小,异常浓集中心在探测中逐渐显现,所追踪的铜矿物质渐趋异常源。而且,复杂的自然地理环境、地质,以及地球化学条件直接决定了异常源的追踪方法。化探异常源的途径是多种多样的。真正做到了快速、经济、高效地追踪铜矿矿床,提高找矿的地质效率,以及经济效益和社会效益。

5 结语

铜矿矿床是一定的地质作用下的产物,铜矿矿床的形成需要多方面,并且有利的地质因素的综合。优势的含铜矿层位不仅提供丰富的成矿物质,还提供铜矿成矿物质得以迁移的空间。对优势的含铜矿层位含矿性分析,不仅能总结出铜矿成矿规律与找矿标志,还可以为进一步的铜矿找矿工作提供依据。

此外,今后需进一步加强对各地区典型矿床成矿的特征进行分析、对比、研究。根据结果显示,新发现矿床类型的找矿潜力是值得进一步开展地质勘查工作的。在分析铜矿成矿规律的基础上,整合多个勘探数据来判断铜矿形成的方向和某些探矿区的实际检查。但由于多源、多层次的找矿信息应用程度不高,所以工作总体上对区域地球物理地球化学数据的利用程度还是有限的。

猜你喜欢

铜矿矿化矿床
以负碳排放为目标的生物质灰矿化CO2路径研究
柚皮苷对早期釉质龋再矿化的影响
基于复合胶凝材料的CO2矿化养护实验研究
构造叠加晕找矿方法在青海哈西哇金矿床深部找矿预测中的应用
柴北缘联合沟铜矿地质-地球物理特征及找矿前景
构造叠加晕法在深部找矿中的应用——以河南小秦岭杨砦峪金矿床S60号矿脉为例
鄂东南大箕山铜矿床成因:来自流体包裹体及H-O-S同位素的证据
全球十大铜矿公司
西部矿业迈向国内铜矿“新巨头”
中非铜钴成矿带矿床遥感特征研究