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1、中國(guó)自然銅礦床類型、特征、分布及形成條件曾喬松1,2,陳廣浩1,王核1(1.中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所成礦動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣州510640;2.中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京100039)摘要:近年來(lái)的找礦進(jìn)展顯示,我國(guó)至少存在2種以上成因類型的自然銅礦床(礦化帶):火山2沉積碎屑巖型和陸相砂頁(yè)巖型等,其主要分布在揚(yáng)子地塊西南緣和新疆天山地區(qū)。以湘西九曲灣(麻陽(yáng))銅礦和滇東北沿河銅礦為例,結(jié)合國(guó)外典型自然銅礦床(礦化帶),分析了自然銅的成礦學(xué)特征及形成條件。通過(guò)對(duì)比分析沉積砂巖銅礦(硫化物)與自然銅礦的成礦學(xué)特征,認(rèn)為自然銅成礦必須具備3個(gè)條件:①孔隙
2、度豐富而適宜的儲(chǔ)礦巖石;②水2巖反應(yīng)中有利于含銅巖石的萃取和運(yùn)移的淺成低溫?zé)嵋?鹵水);③貧硫富生物有機(jī)質(zhì)的地球化學(xué)還原障壁帶。研究顯示,自然銅形成于堿性貧硫的還原環(huán)境中,生物有機(jī)質(zhì)對(duì)自然銅的成礦起重要作用,相對(duì)封閉的成礦環(huán)境、獨(dú)特的流體性質(zhì)對(duì)自然銅起保護(hù)作用。我國(guó)南方的自然銅礦床一般顯示出層控、淺成低溫及生物有機(jī)質(zhì)參與成礦等特點(diǎn)。最后探討了自然銅礦床在我國(guó)的找礦勘探前景。關(guān)鍵詞:自然銅礦床;成因類型;形成機(jī)理;生物有機(jī)質(zhì)①中圖分類號(hào):P618.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):100027849(2006)0620041206銅為親硫元素,自然銅在表生狀
3、態(tài)下不穩(wěn)定,容易形成氧化物和碳酸鹽或其他化合物,以Cu+或Cu2+形式存在,地下原生帶和次生富集帶高純度自然銅少見,往往含有少量或微量其他自然金屬元素而以合金形式存在[1]。自然銅礦床作為一種特殊的銅礦床類型,雖然其資源量只占所有銅資源總量的很小一部分,但其獨(dú)特的礦床類型仍引起了國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注[226]。中國(guó)南方一些沉積盆地中同一時(shí)代的沉積型砂巖銅礦床,盡管其成礦的地質(zhì)背景相似,但有的形成以硫化物為主的礦床;有的形成以自然銅為主的礦床,對(duì)于導(dǎo)致這種差異的地質(zhì)因素何在?是先形成銅的硫化物或氧化物后再還原成自然銅,還是直接結(jié)晶還原成自然銅?是以成巖
4、成礦期還原有機(jī)質(zhì)為主還是以后期流體中改造有機(jī)質(zhì)為主?等等這些問(wèn)題目前還沒(méi)有定論。作為相對(duì)單一的礦種的勘探和開發(fā),自然銅礦床在我國(guó)的產(chǎn)出、礦床類型和分布相對(duì)較豐富,近年來(lái)相繼在滇東北、黔西和新疆東天山地區(qū)在自然銅礦床的找礦勘探方面有較大突破,說(shuō)明該類礦床在我國(guó)有著較好的找礦前景。筆者在前人研究成果基礎(chǔ)上,結(jié)合自己所做的工作,對(duì)該類型礦床的產(chǎn)出背景及形成機(jī)理進(jìn)行探討和總結(jié),以期深化對(duì)此類礦床的研究。1自然銅礦床類型及分布自然銅礦床主要包括火山2沉積碎屑巖型和陸相砂頁(yè)巖型?；鹕?沉積碎屑巖型有如美國(guó)密歇根州基韋諾(Keweenaw)超大型自然銅礦床[327
5、]、俄羅斯科拉半島前寒武紀(jì)火山雜巖中的自然銅礦化帶[8],中國(guó)產(chǎn)于二疊紀(jì)玄武巖中的有滇東北沿河銅礦[2]、貴州威寧玄武巖銅礦、新疆中天山西段尼勒克縣木斯銅礦和東天山長(zhǎng)城山—十里坡一帶中石炭統(tǒng)火山碎屑巖中自然銅礦化帶[9]等。陸相砂頁(yè)巖型有智利中三疊統(tǒng)圣保陀羅紅層陸相砂頁(yè)巖型自然銅礦[4],中國(guó)湘西九曲灣(麻陽(yáng))銅礦、滇東會(huì)澤水槽子銅礦[10]等。另外,作為次要或伴生礦種,在一些其他類型的銅礦中也偶見有塊狀自然銅產(chǎn)出,如湖南衡陽(yáng)盆地柏坊銅礦床劉家灣礦體中產(chǎn)出重達(dá)上百公斤的大塊自然銅,膠東玲瓏金礦田西山金礦也產(chǎn)出伴生塊狀自然銅[11]。這種伴生塊狀自然銅
6、主要產(chǎn)出于次生氧化富集帶中,為局部還原環(huán)境下結(jié)晶,是銅的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)殂~的氧化物和含氧鹽過(guò)程的中間產(chǎn)物[12]。有的銅礦床的次生氧化帶、金礦床、超基性巖或隕石中也可見微量自然銅顆粒,但由于不具有工業(yè)意義,只具礦物學(xué)意義,故在此不再贅述。①收稿日期:2006204220編輯:禹華珍基金項(xiàng)目:中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新重要方向項(xiàng)目(KZCX2SW2137);國(guó)家“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目(2003BA612A206201)作者簡(jiǎn)介:曾喬松(1970—),男,助理研究員,主要從事成礦學(xué)及礦床地球化學(xué)研究。地質(zhì)科技情報(bào)2006年42陸相砂頁(yè)巖型自然銅礦床主要產(chǎn)出在中國(guó)南方的中、
7、新生代古陸邊緣紅層盆地中,該古地理環(huán)境干燥、炎熱,河湖三角洲相或?yàn)I湖沼澤相為最有利的產(chǎn)出地帶,后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)前期成礦的破壞一般不大,有利于成礦體系持續(xù)保持相對(duì)封閉和還原環(huán)境。在中國(guó)西南地區(qū)峨眉山大火成巖省暗色玄武巖體系中,產(chǎn)出火山2沉積碎屑巖型自然銅礦床,其成礦可能與地幔柱演化有關(guān)。該類自然銅礦的形成時(shí)代不一,國(guó)內(nèi)以晚古生代成礦為主,國(guó)外以前寒武紀(jì)成礦為多見。在我國(guó)南方,無(wú)論是陸相砂頁(yè)巖型還是火山2沉積碎屑巖型自然銅礦床,一般均顯示出層控、淺成低溫和生物有機(jī)質(zhì)參與成礦的特點(diǎn),是揚(yáng)子地塊西南緣大面積低溫成礦的具體體現(xiàn)[13]。不同的自然銅礦床(礦化帶)
8、的地質(zhì)特征見表1。表1世界不同自然銅礦床(礦化帶)地質(zhì)特征Geologicalcharacteristics
