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郝太平的博客:国外典型铜矿的发现过程及找矿启示
国外典型铜矿的发现过程及找矿启示
(2012-02-09 16:58:41)
标签:杂谈
摘要:通过对国外不同类型的典型铜矿床发现过程的研究,可得出以下认识:1)应系统总结和分析前人资料,建立构造和成矿模式;2)应合理利用综合勘查方法和手段;3)重视卫星图像的解译分析;4)重视磁、电、重力异常的组合分析。对矿床勘查过程的进一步分析发现,激电/航磁异常复合处的低电阻率核心部位就是铜矿床的中心部位;卫星图像5/7与3/1波段比值图像,可精确地给出隐伏铜矿床的蚀变范围;黄铁矿带上的重力高值异常区,深部常有隐伏的硫化物铜多金属矿床。
关键词:国外典型铜矿床  发现过程  找矿启示
自人类从石器时代进入青铜器时代以后,铜被广泛地用于各行各业中。据美国地质调查局估计,2008年世界陆地铜资源量为30亿吨,深海底和海山区的锰结核及锰结壳中的铜资源量为7亿吨。铜储量虽然分布广泛,但其中占有储量最多的国家是智利和秘鲁,两国合计分别占世界储量和储量基础的40.0%和48.0%。其他储量较多的国家还有美国、墨西哥、印尼、中国、波兰、赞比亚、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、哈萨克斯坦、刚果(金)和菲律宾等。研究国外一些典型矿床的发现过程,将有助于指导我们进一步找矿。
1. 秘鲁胡斯塔铜矿
秘鲁胡斯塔铜矿为一大型岩浆热液铜矿。2006年2月公布的铜金属资源量为259.9万吨,是近年来世界上又一个重大的找矿发现[1]。矿区位于秘鲁西南部的太平洋东海岸,大地构造位置位于安第斯造山带中北段的西翼,属于环太平洋多金属成矿带的组成部分。矿区平均海拔标高800m左右,地势平缓,地表约80%的面积被0.5~3.0m厚的滨海沙砾石和风成沙覆盖,属滨海干旱荒漠地带。
20世纪50年代,本区发现了铁矿,并由美国人成立了矿业公司,开始开采铁矿,对铁矿中伴生的铜的可选性做了初步试验。20世纪70年代,由于在铜矿分布区地表就可以见到绿色的铜的氧化物。人们对此逐步有所认识,并开始民采。至1992年时,该区的民采铜矿已经达到一定的规模,形成了大小不等的几十个采坑,主要是开采地表高品位的氧化铜矿石,最大开采深度达到75m。
1992年,首钢收购秘鲁马尔科纳铁矿,拥有了包括马尔科纳铁矿和胡斯塔铜矿在内的670km2的矿权区。获得矿权后,对胡斯塔铜矿进行了简单的地表地质工作,对已有的采坑和部分矿体进行采样和素描,填制了矿区1∶5000地质草图,编写了地质工作总结。以当时的最大采坑深度75m为控制深度,对矿区内的4个矿群、22个矿体分别进行了储量估算,求得铜探明储量98264吨,可能储量11462吨,预测储量39876吨,潜在储量26576吨,合计176178吨。
1997年,首钢地质勘查院在矿区选择了地表铜矿化最好的胡斯塔地区开展铜矿普查,进行1∶1万原生晕地球化学测量和1∶2000地质填图2.75Km2。通过地质填图,将该区划分成两个矿化区,8个矿(化)脉带,圈出了96个铜矿体和61个铜矿化体。原生晕地球化学测量共圈出26个铜异常,所有已知矿体均有异常显示,表明该处具有重要的找矿意义,有可能存在一个大的隐伏矿体。
1999年,首钢地质勘查院对胡斯塔铜矿进行了1∶1万大地电磁测深(EH-4电导率成像系统)测量工作,进一步论证在胡斯塔矿区深部确实存在一个低阻地质体。
2000年,首钢秘铁公司与力拓公司合作进行了胡斯塔铜矿风险勘查,完成了1∶2500的地质填图;在胡斯塔地区共施工110个钻孔,累计进尺35383.55m,钻孔岩心每2m取一个样,分析Au、Cu、Ag等34种元素。对于铜含量大于0.5%的样品,利用原子吸收法重新分析铜。
土壤地球化学测量以100m×20m网度采集土壤样品,样品重量200~250g,分析项目有Au、Ag、Cu等34种元素。通过土壤地球化学测量,在覆盖岩层168.3m之下找到视厚度为130多米的原生铜矿。
使用两台GEM磁力仪进行地面磁法测量,其中一台放置在相对的磁安静区,做为基准,另一台用作测量,网度100m×10m。圈出了一些磁异常,最高达到100nT,对比研究表明,磁异常反映的是铁矿体和伴生铜的铁矿体,仅局部地区的磁异常与铜矿化有关系,主要铜矿化带的磁异常并不明显。
激发极化测量(梯度排列IP测量)在胡斯塔南部发现了一个1.2km×0.5km的大于12mV/V的充电异常(最大为19.5mV/V),该异常与NE走向的磁异常和低电阻率带相一致。IP对氧化矿没有明显的反映。网度为100m×10m和200m×10m的重力测量发现,剩余重力异常与铁矿化的关系密切,与铜矿化没有直接联系。地表K、Th、U和放射性总量等的放射性测量表明,放射性异常与铜矿没有关系。
通过上述工作,共求得铜金属量179.32万吨,平均品位0.86%。
2004年,加拿大Chariot资源公司购买该矿后继续勘探。2006年,该公司已经在该矿探得铜资源量260万吨(铜金属),此外,还伴生有1570.6吨的银和13.3吨的金,成为年度世界上一个重大的找矿发现。
2. 西澳大利亚帕特森省布罗德赫斯特地区玛罗契多利铜矿
帕特森铜矿为一含铜砂页岩型铜矿床。矿床位于珀斯东北约1500km处,属西澳大利亚帕特森省,南距大沙漠西南边缘的特尔夫金矿60km[2]。帕特森铜矿地表完全被平坦的二叠纪冰川沉积岩覆盖,上覆薄层第四纪沙丘。盖层厚度20~100m。矿化主要在布罗蓥赫斯特(Broadhust)建造的白云质及黄铁矿碳质页岩中。
1982年,ESSO公司在帕特森省利用赞比亚铜带模型开始贱金属矿的区域调查。1983年ESSO公司申请了勘探权,包括玛罗契多利地区。
1984年,地质工作者Robinson.S.H.、C.D.Koning和F.C.M.Jockel为ESSO勘采澳大利亚公司踏查这一地区。首先,他们收集了全矿航磁详查数据,详细评价了前人所做的有限工作。在了解地层情况的过程中,沿一些剖面进行了回转空气钻进(RAB)。第一次钻进穿过了矿化层,但没能确定二叠纪沉积岩厚度的变化范围。钻孔打到冰碛岩内的石英砾停止了。EM-37电磁测量未获成功,所得结果只反映了导电性碳质页岩上盖层厚度。稍后,为掌握更多的地质情况以便解释航磁数据,又制定了500m的宽间距钻进计划。其中的2个孔在现代沉积和二叠纪沉积岩下面2D-30m处发现了品位大于1%的铜矿体,首次揭开了铜矿床的神秘面纱。
1985—1986年,用间距200m的RAB钻进和反循环(RC)冲击钻进圈出了次生Cu矿范围,但金刚石钻进在次生矿化下面打到无矿的(<300PPM的Cu)磁黄铁矿绿泥质泥岩。
1987—1989年,矿权几经交易转让,最终转给了Barrack矿业公司。Barrack公司对次生Cu矿又进行了RC钻进,把200m的间距缩小为100m,按比较乐现的估计,推断Cu储量为20~30Mt,品位1.5%~2.0%。
1991年,MountIsa矿业公司购买了Barrack公司的股权并与城市公司重新协商联合进行风险勘探。MountIsa矿业公司的一位高级主任地质学家(CDK)收集并重新解释了全部数据,提出了金刚石钻进计划,结果表明原生黄铜矿化从次生Cu向下倾斜。Cu(>0.1%Cu)异常层有70m厚,沿走向追索已超过9km,沿倾向达数百米,品位超过1%的次生Cu矿化主要为辉铜矿,分布范围长1km、最大宽度达300m。
目前正在开展重力和地面磁测详查,也用SIROTEM系统做了一些电磁法。这些工作结果还未能做出明确结论。现又在该区进行补充金刚石钻探并做井下及地面SIROTEM测量。
3. 智利Collahuasi铜矿区盲矿体
智利,号称“铜矿之国”。著名的特尼恩特大型富铜矿即产于此,它是目前世界上最大的地下开采铜矿,年产铜锭30万吨。智利铜矿资源居世界首位。据美国地质调查局2007年报道,现有铜储量1.5亿吨,储量基础3.6亿吨,分别约占世界总量的31%和38%。其中储量超过100万吨的大型矿山有15座,储量超过1000万吨的矿山有7座。
科亚瓦西(Collahuasi)铜矿为一斑岩型铜矿床,铜平均品位1.8%,规模在150百万吨以上的隐伏次生富集矿。根据已投入的工作,认为次生富集矿之下还有更大规模的原生的低品位矿资源[3]。
科亚瓦西(Collahuasi)矿区地处智利北部第一区伊基克(Iquiq)东南180km,与玻利维亚交界的AndeanAhiplano山脉中。铜矿产于南北向斑岩铜矿带内,沿智利安第斯山脉展布。矿带内还产有其他的大型斑岩铜矿床,诸如ElTeniente,Disputada,ElSalvador,Escondida与Chuguicamata等。最近开发的QuebradaBlanca矿床位于科亚瓦西铜矿以西10km处,应属于科亚瓦西矿区的一部分。
科亚瓦西铜矿的开采可以追溯到本世纪以前。当时主要开采Poderosa与LaGrande斑铜矿富矿脉。目前研究表明,这些矿脉在空间上与Rosario大型斑岩系统有关。Poderosa与LaGrande的含铜体为宽约2~5m、陡倾斜、品位最高达30%的矿脉系统。30年代,科亚瓦西的铜矿脉系统曾是智利第三个最大的铜产地。
1976年,重新开展了新一轮的勘查工作。当时SuperiorQil/FalconbrJdge公司的合作风险勘探项目,以已知的QuebradeBlanca矿床评价为重点,并取得了科亚瓦西的勘探租地权。结果在科亚瓦西地区发现了Rosario矿脉系统以及本身作为这些矿脉围岩的Rosario斑岩矿床。北西向(Rosario断层)构造带控制这些矿化的延伸,同时也是以往开采的Poderosa矿脉的容矿构造。
1985—1992年期间,Folconbridge,Shell与Chevron三大公司又在该地区联合开展了风险勘查项目。1985—1990年,大部分勘查工作集中评价高品位的Rosario矿脉。为此掘进了一个深达300m的竖井,进行了井下平巷掘进与金刚石钻探。在此过程中,对Rosario斑岩铜矿的地质情况与潜在储量有了更多了解。因此,1990年决定要探明Rosario斑岩矿床更大范围内的潜在储量。在Rosario斑岩铜矿床上所作的详细钻探工作表明,它是一个保存十分完好的斑岩铜矿系统。黄铁矿晕仅在局部覆盖在矿床顶部,品位随深度增大而增加,在现代地面下大约300m深处,原生低品位矿含铜可达到并超过1%。在原生低品位矿上,覆盖着一层不均匀的受构造控制的次生富集矿体。铜大部分来源于受北西向断层控制的Romrio富矿脉的上部。而这些矿脉又切穿低品位、近地表的原生矿。在Rosario矿段,虽已圈定了品位约1%的10多亿吨矿石储量,但它只占科亚瓦西矿权地的一小部分。
为了找到更大规模的矿石资源,在科亚瓦西矿权地的其余地区,又开始了一项大规模的综合勘查,面积大约为28000英亩。工作方法是研究分析已有的地质资料与矿化信息,建立区内的构造与成矿模式。与此同时,开展了卫星图像解释、激电与航磁工作。
在前期勘查阶段,TM与Spot图像解释是一项重要的靶区优选手段。根据矿物指数计算结果以及5/7与3/1波段比值图像,增强了粘土、绢云母与氧化铁状态的蚀变矿物显示。将这些响应最强区域上的蚀变响应全波段及与其相关的颜色,简化为粘土与铁的单色,从而使得最终显示更易于解释。将此TM资料覆盖在Spot全色图像上,精确地给出了确切位置的地形与蚀变资料。
这样,对科亚瓦西热液系统的全部范围有了进一步了解。资料表明,科亚瓦西热液系统大致呈圆形,直径在6km以上,从中可以清晰地看出以往开采的矿脉区,Rosario斑岩矿床及其他一些以前未查明的靶区位置。此外,直径约1.5km的Rosario斑岩矿区所显示的区域要大得多的,呈圆形的科亚瓦西热液系统,只是其中的一小部分。其余大部分地区尚未开展矿产勘查。卫星图像还清晰地突出显示了,在科亚瓦西热液系统以东7km处的Ujina地区,将有可能为第二个大范围的、完全不相连的热液蚀变区。虽然以前也知道在Ujina有蚀变,但图像表明此蚀变带比早先了解到的范围要大得多。Ujina矿脉在以往只进行过规模不大的勘查工作,它很可能向东延伸到上覆的成矿后熔结凝灰岩流之下。而此岩流是从新火山区流向东部的。
根据陆地卫星图像解释,获得了两个热液异常区。在构造与地质填图的基础上,布置了激电与航磁测量工作。其后这些勘查工作进一步证实了,在科亚瓦西热液系统内冲积层覆盖区以及Ujina蚀变露头以东年轻熔结凝灰岩以下,还存在着另一个隐伏勘查靶区。
1991年,为圈定矿权地内浸染状矿化带的分布范围,采用了卫星图像确定测线分布。在面积约7km×10km范围内,获得了总长达150km的偶极—偶极激电扫面资料。1至6道的偶极排列长度为300m,其探测深度最大可达600m。应用ZongeGGT-20/GDP-16频率域观测系统测量视电阻率并对相移去耦。基频为0.5Hz。在良导电覆盖条件下则采用基频0.125与0.250Hz进行现测。
激电结果明显显示,在大型科亚瓦西热液系统以及与其不相连的Ujina热液系统上,均呈现为高充电率与低电阻率的圆形异常,与传统的斑岩铜矿床上的异常类似。在科亚瓦西,异常面积大约为4km×5km,其内部视电阻率值低于5Ω·m。超过50毫弧度的伴生激电异常,在空间上与视电阻率异常极为相似。同掩埋在冲积层下热液系统以内其他未查明的靶区一样,Rosario矿脉系统与Rosario斑岩矿床均清晰地呈现为低电阻率。在Ujina,激电异常表明,卫星图像上所查明的蚀变带仅仅是成矿热液系统的西部边界,圆形激电异常向东一直延伸到熔结凝灰岩覆盖下,长达3km。该成矿系统的低电阻率中心部位完全为上述火山覆盖物所掩盖。
在这些激电异常中,最有意义的是位于科亚瓦西的很低的电阻率异常。在Ujina,利用-55Ω·m的矿化斑岩上的10Ω·m平伏富矿层的模型可模拟其异常响应。而对科亚瓦西的异常响应则需要一具有中等强度激电异常电阻率低于10Ω·m的大体积模型,认为这些异常是由于细脉矿化广泛发育引起的。在确定钻探工程时,成功地利用了低电阻响应(而不是高激电响应)。
Aerodat有限公司在整个矿权地上又开展了直升机航磁工作。航磁结果表明,Rosario矿床与新近发现的Ujina隐伏热液系统均位于北东向与北西向两大构造的交汇部位,并与南北向的边界断层相联系。它们共同构成了矿床的边界。在Ujina,还发现有一圆形磁力高异常区,它与激电异常的形状、位置相对应,证实为该成矿系统的黄铁矿晕所致。
通过陆地卫星、激电、航磁与地质资料的综合解释,最终选定了新的钻探靶区,特别是从中成功地圈定了高品位的受构造控制的科亚瓦西铜矿区以及后来证实为Ujina铜矿区(平伏富矿层与原生的低品位矿)。在Rosario的极低电阻率带上进行了钻探,钻探发现它与含铜构造带密切相关。结果在很大的面积内,发现了这一大型的隐伏铜矿。在Uiina的激电/航磁异常吻合处的低电阻率核心部位上的钻探工作结果,又发现了一个掩覆在成矿后熔结凝灰岩下的斑岩铜矿床。在原生的低品位矿的浸蚀氧化带之下赋存有重要价值的次生富集矿体。到目前为止,已圈出含铜1.8%,规模在150百万吨以上的次生富集矿石,其下还有更大规模的原生的低品位矿资源。
4. 葡萄牙Neves-Corvo铜矿
Neves-Corvo矿床位于西班牙—葡萄牙的伊比利亚黄铁矿带中已知矿床的南侧,属与石炭纪长英质火山岩相伴生的火山型块状硫化物矿床。黄铁矿带上的代表性矿床还有Aznaconar、Sotie、RioTinto等,其品位和储量见表1[4]。
表1  伊比利亚黄铁矿带的主要铜、铅、锌矿床
矿床
矿石(万吨)
Au(g/t)
Ag(g/t)
Cu(%)
Pb(%)
Zn(%)
Cerro Colorado
20000
0.52
Ditto(gossan)
1800
2.4
42
San Antonio
900
0.6
60
1.6
1
2
San Dionisio
450
0.3
25
0.8
0.9
2~2.5
Sevilla
8000
0.56
42
0.5
0.98
2.05
Sotiel
5900
39
0.61
1.60
3.82
San Teimo
1000
1.5
Gaviao
52500
1.5
3.5
1970年,法国的BRGM,Pennaroga公司取得了葡萄牙国营矿山公司财团赋予的探矿权后,开始在该区开展综合调查。调查的第一阶段,对以往的地质勘查、化探及物探资料进行了再次分析。一般地,黄铁矿带上的隐伏矿床,常常表现为重力高值异常。因此,在原始数据再分析时,重力资料引起了人们的注意。在调查区内,筛选出了10个重力异常,进一步叠加电、磁勘查数据和地质解释(如古地形、火山活动、有无还原环境、构造等)结果,最终认定Neves地区的高值异常是最有希望的。进一步的解释认为,Neves高值异常是由地表以下180m深处的块状硫化物引起的。
1973年,根据这一推测,在高值异常区进行钻探,钻孔倾角为50度,但在钻到244m时尚未打到矿体。根据岩芯资料,在深150m处有富含黄铁矿的黑色片岩呈背斜状分布,认为重力异常是由这些片岩引起的。这次钻探以失败而告终。第二阶段地质勘查,补充进行了东延部分的重力勘查,对地质构造进行了更加深入的研究。结果在Neves东部又发现了三个新的高值重力异常。根据地质构造的研究成果,对照Neves地区重力异常特征,认为钻遇的黑色页岩不足以引起本重力异常,钻孔岩心在黑色页岩之下发现有角砾岩。角砾岩的特征说明为一逆掩断层,角砾岩之下含矿地层将重复出现,推测在400m深处附近还会有别的高密度物质存在。
1977年,根据重力异常推测结果,又在该地区打了三个孔。其中一个孔揭露到厚达53m(350.2~403.2m)的块状流化物矿体。1978年,对Neves东部的三个高值异常(Corvo、Grata、Zambuja)施工钻孔,全部打到了块状硫化物矿体。至此,Neves-Corvo这一特大型块状硫化物矿床终于被发现。该矿床以多金属、储量大(6000万吨以上)、铜品位高和含大量的锡为最大特征(表2)。Neves-Corvo的铜矿体品位是目前世界储量在10万吨以上在采矿山中最高的(表3)。
表2 NevesCorvo矿床的矿量和品位(Suttilli,1989)
矿量(千吨)
Cu(%)
Pb(%)
Zn(%)
Sn(%)
块状硫化物铜矿石
27491
8.09
1.52
条带状矿石
3405
7.56
0.42
合计
30897
8.03
1.40
块状硫化物锡矿石
2I52
17.32
1.71
1.28
条带状和网脉状矿
714
1.53
0.08
5.67
合计
2866
13.39
1.30
2.37
多金属矿石
32640
0.46
1.13
5.72
表3  保有储量在10万吨以上高品位铜矿山统计数据
国家
矿床名称
品位(%)
金属量(千吨)
矿床类型
葡萄牙
Neves Corvo(Cu)
8.0
2481
火山块状硫化物矿床
加拿大
Ansll
7.2
114
火山块状硫化物矿床
刚果
Kinsenda/Mus Oshi
4.26
1065
铜矿带
赞比亚
Konkola
3.86
1891
铜矿带
Nchanga
3.67
4441
铜矿带
Chibuluma
3.20
272
铜矿带
智利
El Indio
3.8
418
低温热液型
加拿大
Kidd Creek
3.45
1687
火山块状硫化矿床
澳大利亚
MtIsa(Cu)
3.4
4250
沉积块状硫化物矿床
1988年,该矿床已经成为年生产能力达130万吨的大型矿山。
5. 赞比亚-刚果民主共和国铜矿
跨越赞比亚和刚果民主共和国边界的著名巨型铜矿带,呈带状展布,宽约50km,长150km左右,是世界上最重要的砂页岩型铜、钴金属矿成矿区[5]。铜矿带地处中非高原中部,地形平坦荒凉,岩层露头难见。矿带中诸矿床的规模,无论用任何规范衡量都是巨大的,铜和钴的品位之高,也是世界上独一无二的。在世界的铜矿业中,刚果和赞比亚两国铜产量之和仅次于美国和智利,位居第三,而钴的产量则为第一位(表4)。
表4  赞比亚—刚果民主共和国铜矿带主要矿区铜资源量
规模
矿区名称
工程完全控制的储量
工程部分控制的储量
预测的远景储量
(万吨)
品位(%)
(万吨)
品位(%)
(万吨)
品位(%)
恩昌加
758.3
6.17
1388.0
6.05
24682.5
2.90
木富里纳
470.5
2.88
1529.2
2.98
8295.8
3.10
恩卡纳
484.2
2.00
1362.4
2.14
9152.0
2.37
卢安夏
357.4
2.41
451.0
2.35
4294.4
2.45
巴鲁巴
112.0
2.04
267.6
2.26
5414.1
2.50
康柯拉
205.0
3.75
712.5
3.58
19798.7
3.72
强姆毕什
101.1
3.07
149.8
3.00
2633.9
2.79
齐布卢玛和齐布卢玛西
70.0
4.80
53.0
4.01
598.0
3.56
布瓦纳·姆库布瓦
19.7
3.40
康桑司
2627.8
3.10
合计
2558.5
5913.5
77516.3
该区铜矿的发现,主要是通过地表生长的泛含铜植物形成的“铜林地”作为找矿标志。在有“铜林地”形成的地区,采矿者即挖掘矿坑,进行采矿。
1902年稍早,在波罗肯·希尔(Broken Hill)今日叫卡布韦(Kabwe)的地方,发现了铅锌矿露头。
1906年,B.S.A公司首先在康桑司(Kansanshi),随后在卢萨卡以西约350km处的白云岩中开始开采因地表富集作用形成的浅而富的筒状辉铜矿床,此后恩多拉(Ndola)附近的布瓦纳·姆库布瓦(BwanaMkubwa)矿也相继投入生产。
至1924年,一些不太引人注意的铜矿如强姆毕什(Chambishi)的格雷(Grey)、罗安·安德罗辛(RoanAntelop)的考里尔(Collier)、卢安夏(Luanshya)、恩卡纳(Nkana)、钦戈拉地区的雷窝·罗德(theRiverLode)铜矿等陆续被发现。这些矿床的相继发现不但使该区的矿床规模不断增大,而且这种连续不断的发现,给予了地质学家莫大的鼓舞,逐步建立了罗德西亚和刚果边界矿田的成矿模式。
6. 典型矿床发现和勘查过程对我们的启示
从以上5个典型矿床的发现和勘查过程的描述,可以看出虽然矿床成因类型不同,但总有某些特征是相似的,系统研究这些不同成因类型的矿床,可以得出一些具有共性的规律。
6.1 应系统总结和分析前人资料,建立构造和成矿模式
进入一个矿区之前,首先应系统收集和研究前人工作留下的各种资料,建立一个地区的基本构造形态特征,建立矿区矿床的成矿模式。例如:西澳大利亚帕特森省布罗德赫斯特地区玛罗契多利铜矿,由于前期综合研究不够,对本区地质工作没有得出清楚的认识,同时综合地质工作开展不够,导致矿床勘查目标不明确,再加上矿权频繁交易,直接影响了矿床勘查的进度。
例如赞比亚-刚果民主共和国铜矿带,自上世纪20年代中期发现这些矿床以来,不同学者就提出了铜、钴富集模式的多种观点。在揭示出良好的地层接触关系前,一些地质工作者曾认为,基底花岗岩侵入了加丹加沉积岩,进而推断铜矿化是花岗岩浆热液选择交代形成的。30年代中期又提出一种观点,认为辉长岩体是成矿溶液的来源。30年代末,W.G.Garlick证实花岗岩与加丹加沉积岩为不整合接触,这一新的证据表明,矿化应发生在褶皱侵位之前。于是人们普遍认为,呈颗粒状的铜、钴硫化物和原始沉积物是同时形成的,而其它成分则是通过变质作用而增加的。自此,有关矿床的成因出现了诸多观点,包括金属富集的沉积控制和化学控制的观点,包括缺氧条件下产生的H2S和起重要作用的细菌、硫化物碎屑的富集,Eh和pH控制的成岩作用(各种建造中有大量的黄铁矿),富含海水的矿物的循环,浅水中通过蒸发作用的富集等等。这些观点的一部分或全部,在大多数矿床中已得到进一步印证。
多数矿床中常见的许多矿化特征,并不能全部用一种作用去解释。矿化即出现于页岩或白云岩中,也出现在石英岩中,还有些矿化富集于砾岩中,这种从低能量沉积环境到高能量沉积环境的变化的事实,表明矿床具有多种多样的控矿背景。通过对矿区控矿构造的研究得出,沿卡弗背斜两边间隔30km的平行线或“线性构造”形成大矿床的成矿规律,进而揭示了矿带上的一系列大矿床。
6.2 应合理利用综合勘查方法和手段
在一个成矿有利地区要找到一个规模型矿床,从找矿技术上讲,应合理利用综合勘查方法和手段。例如秘鲁胡斯塔铜矿和智利Collahuasi铜矿区盲矿体就是运用综合勘查方法发现的。在秘鲁胡斯塔铜矿区充分应用水系沉积物地球化学测量、岩石地球化学测量、土壤地球化学测量、磁法测量、IP测量、TEM测量、CSAMT测量、放射性测量、重力测量)、遥感(IKONOSRGB)、地质填图和钻探工程验证找到的一个大型铜矿。地球化学方法可以非常准确地预测主要矿带,虽然IP测量和TEM测量对氧化铜矿反应不灵敏,但IP和TEM异常可以作为勘探隐伏原生铜矿的重要依据。由于磁法测量对找铜效果较差,因而,在铜矿区应慎重开展磁法测量,一般情况下磁法测量成果应结合激电测量工作开展,往往在激电/航磁异常重合处应是找矿的靶区。电法则对深部的构造有较好的显示。
智利Collahuasi铜矿区盲矿体就是通过矿床的低电阻率异常发现的,这种低电阻率异常应是广泛发育的细脉矿化所引起的,因此,在布设工程验证时,应主要考虑低电阻响应。利用很低的电阻率异常指导钻探工程的布设在本区取的了非常好的效果。钻探工程表明,激电/航磁异常复合处的低电阻率核心部位就是矿床的中心部位。
6.3 重视卫星图像的解译分析
在充分研究分析已有的地质资料与矿化信息,建立区内的构造与成矿模式的同时,应充分重视和利用卫星图像资料。具有热液蚀变特征的矿床,如岩浆热液矿床、斑岩型矿床等,常可形成大面积的蚀变岩石,而这些蚀变岩石是可以利用卫星图像不同波段的合成图像解译的。
在智利科亚瓦西隐伏铜矿区,地质工作者就是根据矿物指数计算结果,利用卫星图像5/7与3/1波段比值图像,增强了粘土、绢云母与氧化铁状态的蚀变矿物显示。将这些响应最强区域上的蚀变响应全波段及与其相关的颜色,简化为粘土与铁的单色,从而使得最终显示更易于解释。将此TM资料覆盖在Spot全色图像上,精确地给出了确切位置的地形与蚀变资料,清楚的反映出了隐伏的矿床蚀变范围。
6.4 重视磁、电、重力异常的组合分析
重力异常在找寻隐伏铜矿床中也可发挥重要作用。如火山块状硫化物型矿床,因常常含有大量的黄铁矿,而形成重力异常。根据葡萄牙Neves-Corvo铜矿的勘查经验,一般情况下,黄铁矿带上的隐伏矿床,常常表现为重力高值异常。因此,在重力异常区,加强了电、磁勘查和地质解释(如古地形、火山活动、有无还原环境、构造等)工作,进一步的分析后认为,Neves高值异常是由地表以下180m深处的块状硫化物引起的。根据这一推测,钻孔钻进到150m深度时,见到富含黄铁矿的黑色页岩,对照Neves地区重力异常特征,认为钻孔遇到的黑色页岩不足以引起本重力异常。在黑色页岩之下尚发现有角砾岩。角砾岩的特征说明为一逆掩断层,因此认为,角砾岩之下含矿地层将重复出现,推测在400m深处附近还会有别的高密度物质存在。根据重力异常推测结果,又在该地区继续施工钻孔,最终发现了Neves-Corvo超大型块状硫化物矿床。因此,对黄铁矿带上出现的重力高值异常应引起高度重视,一般地,在其深部常有隐伏的硫化物矿床。
参考文献(References):
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[2] 王艳君译.Robinson.S.H. C.D.KoningF.C.M.Jockel《Integrated Methods in Exploration and Discovery》SEGConference,93, PP.AB95- AB97 , 1993.
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[4] 佐藤仕郎著,王春宏译 . 国外地质勘探技术 , (5) , 1996 , ResourceGeology , 1992 , 42(4):285~287.
[5] 郝太平著 . 基础地质与矿产研究[M].北京 : 地质出版社,2007:88-122页.
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