沉积岩型铜矿床类型及其与岩浆活动的关系研究

2021-09-16 05:49杜玉龙
矿产勘查 2021年5期
关键词:砂砾斑岩铜矿

杜玉龙

(1.五矿勘查开发有限公司,北京 100010;2.中色地科矿产勘查股份有限公司,北京 100012)

0 引言

沉积岩型铜矿是仅次于斑岩型铜矿的主要铜矿床类型之一,具有极大的经济价值,占全球铜资源量的20%~25%,也是铜、银的主要来源之一,其次还有锌、铅和铀矿(Kirkham,1989),有一些沉积岩型铜矿中钒、金和铂族元素甚至也达到了经济意义(Hitzman et al.,2005)。随着找矿勘查进展,沉积岩型铜矿资源量不断增加,深受地学界和矿业开发界的高度关注(方维萱等,2016),但其矿化类型的多样性、成矿系统的复杂性及其与岩浆活动的关系是当前研究难点和热点。

沉积岩型铜矿的研究由来已久,其在英文文献中常被称作Sediment-hosted Stratiform Copper 或Sedimentary rock-hosted Stratiform Copper deposit(简称SSC),是以沉积岩为主要寄主岩石的层状、似层状铜矿床(Kirkham,1989;Cox et al.,2003,Hitzman et al.,2005;Dill,2010)。国内学者常称作层状铜矿(李洪谟和王尚文,1941;华仁民,1989)、砂砾岩型铜矿(高珍权等,2005;张振亮等,2014;方维萱等,2016)和砂页岩型铜矿等(谭凯旋和龚革联,1999;陈根文等,2002;吴鹏,2009)。随着科学技术和人类对自然认识不断发展,新的铜矿类型也不断被发现,如在我国滇西地区中—新生代兰坪-思茅盆地陆相砂页岩(部分为火山岩或灰岩)中有很多呈脉状产出的铜矿床(点),其矿体产状、矿物组合、成矿物质来源等明显不同于典型的中生代陆相砂页岩型铜矿(邹海俊,2008)。层控型铜矿床中并非不存在非层状矿床,而是指与某一特定的地层单元有关,或为沉积地层或为火山地层(Fontboté,1990)。中—新生代沉积盆地内陆相红色碎屑岩系是全球沉积岩型铜矿主要赋存层位之一,其中也不乏一些与岩浆活动有一定关系的沉积岩型铜矿床,如萨热克砂砾岩型铜矿(方维萱等,2015)、与斑岩型铜矿表生富集成矿作用有关的异地式砂砾岩型铜矿床、火山-沉积岩中曼陀型铜银矿床等(Mark,2007;Fernández-Mort et al.,2017)。

本文在前人对全球沉积岩型铜矿床研究基础上,按照容矿岩系对沉积岩型铜矿床进行了系统梳理与分类,并在找矿实践基础上,以我国西南天山中生代萨热克巴依盆地内萨热克砂砾岩型铜矿床、玻利维亚中—新生代高原盆地内Corocoro铜矿、Turco铜矿、Tupiza铜银矿等矿床为例,对比研究了它们的地质特征、矿床成因及其与岩浆活动的关系,为同类型矿床找矿勘查提供借鉴与参考。

1 沉积岩型铜矿床时空分布

从全球范围看,在各大洲典型沉积盆地中均有大型—超大型沉积岩型铜矿床的产出(Taylor et al.,2013),成矿时代从元古代、石炭纪、二叠纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪至古近纪—新近纪(Kirkham,1989)(图1)。如,俄罗斯早元古代乌多坎(Udokan)砂岩型铜矿床、赞比亚铜矿省-扎伊尔中—晚元古代沉积岩型铜钴矿带,哈萨克斯坦杰兹卡兹甘(Dzhenzhazgan)石炭纪砂岩型铜矿床、波兰卢宾(Lubin)和德国曼斯菲尔德(Mansfield)二叠纪铜矿床、格陵兰-欧洲二叠—三叠纪中砂砾岩型-砂岩型-页岩型铜矿床(Cailteux et al.,2005)、墨西哥东北部San Marcos早白垩世砂岩铜矿床(Donají et al.,2011)、阿根廷北部Juramento晚白垩世砂岩铜矿(Durieux and Brown,2007)、智利—玻利维亚弧后盆地内侏罗纪—古近纪曼陀型铜矿床、阿根廷西北部中—上新世Yasyamayo铜矿床等(Flint,1989)。

图1 全球典型沉积岩型铜矿床时空分布(矿床点引自Taylor et al.,2013;底图源自原国家测绘地理信息局)

中安第斯地区是全球沉积岩型铜矿床集中分布区(Flint,1989;Cox et al.,2007),沉积岩型铜矿床形成于同造山盆地、弧后盆地、陆内裂谷盆地等,以秘鲁的Austral高原盆地、玻利维亚的Altiplano(阿尔蒂普兰诺)高原盆地(图2a)和阿根廷Puna高原盆地为主要沉积岩型铜成矿带(杜玉龙等,2020a)。在中—新生代弧间盆地、弧后高原盆地内不但发育红色碎屑岩系,而且也是中新生代火山喷发-岩浆侵入活动强烈地区,沉积盆地与火山沉积岩系控制了秘鲁、智利、玻利维亚、阿根廷等地区山间盆地内沉积岩型铜矿床。如,秘鲁中部二叠纪—三叠纪Negra huanusha铜矿床,智利北部奥陶纪—中新世San Bartolo铜矿床,玻利维亚北部早白垩世Caleta Coloso、渐新世—中新世Corocoro铜矿床,阿根廷西北部中新世—上新世Yasyamayo铜矿床等(Flint,1989),它们中一些矿床周缘发育碱性-钙碱性火山岩或侵入岩。中安第斯沉积岩型铜矿从北到南分三个次级成矿带(贾大成等,2016):北部地区(秘鲁、玻利维亚北部)主要为二叠系;中部地区(玻利维亚中北部、智利北部)主要为古—新近系,如,玻利维亚北部Chacarilla铜矿、Corocoro铜矿、Turco铜矿(图2b);南部(玻利维亚南部—阿根廷北部、智利中北部)主要为白垩系,如玻利维亚Tupiza曼陀型铜银矿(杜玉龙等,2020a),阿根廷北部上白垩统Juramento铜矿(Durieux and Brown,2007)、中新世—上新统Yasyamayo铜矿等(Flint,1989)。

图2 玻利维亚构造单元(a)与Altiplano高原盆地沉积岩型铜矿带—智利北部斑岩/异地型铜矿带(b)(据杜玉龙等,2020a修改)

2 沉积岩型铜矿床类型及其特征

关于沉积岩型铜矿床分类,国内外尚没有统一的标准,但基本上都综合考虑沉积环境差异、容矿岩石、经济意义等因素。Cox et al.(2003)的分类方法采用较为普遍,他将沉积岩型层状铜矿床分为三类:①还原相型(Reduced facies SSC),即国内的海相沉积岩型铜矿(王之田等,1994;李朝阳等,2000),如中欧、中非铜矿带和云南东川铜矿带。②红层型(Red bed SSC),即国内称作陆相沉积岩型铜矿(黄崇柯等,2001),如,云南楚雄盆地内砂岩铜矿。③褪色砂岩型铜矿(Revett SSC),容矿岩石为砂岩、石英、长石砂岩和砾岩类,沉积地层受封闭的干荒盆地或海岸环境、浅海和蒸发盆地的三角洲相控制,铜质以易溶的盐类进行搬运。如,美国蒙大纳州Spar Lake、科罗拉多州Cashin Mine、哈萨克斯坦Dzhekazgan等。本次笔者按照容矿岩系,将沉积岩类铜矿床梳理为砂砾岩型铜矿、异地式砂砾岩型铜矿、砂页岩型铜矿、曼陀型铜矿、碳酸盐岩(白云岩)型铜矿和火山岩红层型铜矿等6个亚类,并对各亚类铜矿床地质特征及典型铜矿床进行研究。

2.1 砂砾岩型铜矿

砂砾岩型铜矿(Glutenite type)指以砂砾岩为寄主岩石的层状铜矿床,通常受沉积盆地内冲积扇相控制。在我国新疆、云南等地区,是砂砾岩型铜矿主要分布区,如塔里木盆地周缘古近系—新近系砂砾岩型铜矿、云南滥泥坪震旦系砂砾岩型铜矿等(方维萱等,2016)。

新疆萨热克砂砾岩型铜矿最具代表性,是国内规模较大的砂砾岩型铜矿床,已探获333以上级别铜金属资源量60万t(方维萱等,2016)。矿床产于新疆乌恰县萨热克巴依陆内拉分盆地中,大地构造位置位于塔里木盆地西缘塔拉斯-费尔干纳断裂带西侧(李向东和王可卓,2000)。该区出露的地层主要有第四系、白垩系、侏罗系、志留系和长城系阿克苏群。萨热克铜矿严格受萨热克巴依宽缓复式向斜控制。上侏罗统库孜贡苏组上段杂砾岩为萨热克铜矿主要的含矿层,发育碎裂岩化+沥青化+褪色化中-细砾岩夹少量粉砂岩和砂岩(贾润幸等,2017),金属矿物以辉铜矿+斑铜矿(±黄铜矿)为主。矿体整体受层位控制,呈层状、似层状,但连续性较差,呈断续多层分布。铜矿石为块状构造、网脉状构造,砂砾状结构,主要由砾石(85%~90%)、少量砂屑(<5%)和填隙胶结物组成(5%~10%)。砾石成分主要为泥岩、铁质碳酸盐岩、石英砂岩、泥质细砂岩、基性火山岩、石英岩、硅质板岩等,分选性较差,粒径一般在0.3~5 cm,个别达到7 cm以上,磨圆度中等,多呈次圆状。填隙胶结物主要为方解石(1%~5%)、辉铜矿(0.5%~5%)和少量次生石英(0.5%~1%)等,部分矿石中的胶结物主要为白云石。胶结物多沿砾石间隙充填分布,少数沿砾石碎裂裂隙充填分布,其中辉铜矿呈半自形—他形粒状集合体,粒径0.06~1.2 mm,与方解石、白云石或次生石英伴生(贾润幸等,2017)。铜矿化体受冲积扇扇中亚相砂砾岩-杂砾岩显著控制,在晚白垩世—古近纪盆地内发生变碱性超基性-变碱性基性岩脉群侵位,形成叠加成岩成矿(杜玉龙等,2020b)。

2.2 异地式砂砾岩型铜矿

异地式砂砾岩型铜矿(Exotic-Cu Type,也称异地铜矿)指原铜矿化体(多为含铜斑岩体)经风化剥蚀→搬运→富集,往往在异地砂砾岩中再沉积,形成异地式砂砾岩型层状铜矿床,或者原矿体被浸出的含铜酸性水溶液(CuSO4),沿高孔隙度、高渗透性(砂砾岩)地层侧向运移,在合适的位置聚集、蒸发浓缩、饱和后,沉淀形成铜矿床(Fernández-Mort et al.,2017)(图3)。

图3 异地式砂砾岩型铜矿床成矿模式(据Fernández-Mort et al.,2017修改)

异地式砂砾岩型铜矿以产于造山带干旱、强蒸发环境居多,形成受包括构造演化、气候、侵蚀速率、原岩以及相邻岩石成分、地下水位变化、含铜溶液pH/Eh变化和细菌活动等多因素控制(Anderson,1982;Münchmeyer,1996;Chavez,2000;Sillitoe,2005;Nelson et al.,2007)。普遍认同的异地铜矿成因模型是基于含铜过饱和溶液的中和触发铜质沉淀,矿化产于基岩与上覆固结性差的砾岩接触带(Münchmeyer,1996;Sillitoe,2005),成因上与沉积环境关系不大。Fernández-Mort et al.(2017)根据异地铜矿沉积环境、控矿相体、矿物组合等综合因素,将异地式砂砾岩型铜矿的矿化分为3类:①古河道砾岩型异地铜矿化(近源),如智利Mina Sur。在斑岩铜矿附近古河道封闭性水体中,过饱和含铜溶液胶结砾岩、沉淀形成铜矿化体;②冲积扇扇内砾岩型异地铜矿化(中源),离原铜矿化体比古河道砾岩型异地铜矿较远,以含二次搬运再沉积的硅孔雀石碎屑为典型特征;③膏质砂砾岩型和膏质砂岩型异地铜矿化(远源)。这3类异地式砂砾岩型铜矿化离原铜矿化体由近及远、品位由高到低。

异地式砂砾岩型铜矿在智利弧前山间盆地、玻利维亚Altiplano高原盆地和我国新疆库木库盆地(侯满堂等,2005;王平户等,2009)等干旱气候条件下广泛发育,尤以智利Atacama沙漠地区最为著名,如Mina Sur、Huinquintipa、Sagasca、Damiana 和El Tesoro等异地铜矿床(图2b)。智利北部-玻利维亚异地式砂砾岩型铜矿床发育于山前弧间盆地、弧后高原盆地,受到晚渐新世—早中新世(16~26Ma)造山作用明显控制(Münchmeyer,1996),构造抬升作用导致安第斯山脉抬升,迫使气候条件发生变化,较高的山势导致降雨向半干旱—极端干旱的盆地内汇聚,为异地式砂砾岩型铜矿形成创造了适宜的气候和水文条件,同时断层抬升作用导致盆地发生表生变化(抬升剥蚀)、地下水位突然下降等(Clark et al.,1990),原矿体剥蚀、搬运,在弧前山间盆地、山前侵蚀平原等快速堆积形成异地式砂砾岩型铜矿床。

异地式砂砾岩型铜矿与斑岩型铜矿的浅部表生成矿密切相关。智利Atacama沙漠是全球著名的世界级大型斑岩铜矿集区,长期半干旱气候条件致使其表生富集成矿作用强烈(Sillitoe,2012)。这些斑岩铜矿在干旱气候条件下,形成深成硫化物、表生硫化物(黄铜矿、斑铜矿、铜蓝、辉铜矿和黄铁矿)和氧化铜矿石(硅孔雀石、孔雀石和氯铜矿、副氯铜矿)等3类矿化。氧化铜矿物主要产于斑岩型矿化的表生富集带和异地铜矿中,这两者具有一定的空间和成因联系(Münchmeyer 1996;Sillitoe,2005),特别是异地铜矿床中矿化体大多数包含铜的氧化物、二氧化硅、氯化物(氯铜矿和副氯铜矿)和碳酸盐(方解石)。这些铜矿化的形成是由于斑岩型铜矿化中深成硫化铜矿体风化淋滤,形成酸性含铜水溶液。酸性含铜水溶液能够携带金属向下渗流,最远能达到离开原矿体8 km的地方(Clark et al.,1990;Münchmeyer,1996;Sillitoe,2005)。在智利Atacama沙漠周缘、玻利维亚Altiplano盆地等,这些含铜水溶液能够侧向渗流通过晚新生代固结性较差的砾岩和/或者沿节理、裂隙向下伏基岩渗流,同时逐渐中和氧化铜矿物,沉淀形成异地铜矿(Münchmeyer,1996)。

在安第斯地区,异地式砂砾岩型铜矿已成为一种重要的铜工业矿床。如智利Huinquintipa异地铜矿床(图2b),位于Collahuasi地区斑岩型铜矿集中区,以品位高而著名,铜矿石储量29×106t,铜平均品位1.07%,边际品位0.7%(Sillitoe,2005)。Mina Sur是智利北部最大异地铜矿床,矿石量409×106t,铜平均品位1.22%,其原铜矿体来源于Chuqnicamata超大型斑岩铜矿(Sillitoe,2005)。

综上所述,异地式砂砾岩型铜矿已成为一种重要的工业铜矿床类型,与斑岩型铜矿成矿系统关系密切,特别是与新生代斑岩铜矿关系密切。异地式砂砾岩型铜矿是斑岩铜矿床表生作用的产物(Mark,2007),一般分布于斑岩铜矿集区或矿床周缘,因而异地式砂砾岩型铜矿也成为其周缘寻找斑岩铜矿的找矿标志。

2.3 砂页岩型铜矿

砂页岩型铜矿(Red-bed Type,即传统的红层铜矿)通常指产于陆内红层盆地碎屑沉积岩系(砂岩、页岩、粉砂岩)中层状(层控)铜矿床。如,云南楚雄盆地、滇西盆地、湖南衡阳盆地、沅麻盆地和四川会理盆地等中—新生代陆相红层盆地中广泛分布的砂页岩铜矿。砂页岩铜矿前人有大量研究,刘玄等(2015)对其研究现状进行了详细综述,砂页岩铜矿体通常呈层状、似层状发育在沉积盆地的还原性岩石或地层中,大多数砂页岩铜矿形成于围岩的成岩作用或者成岩晚阶段,但经常受到成矿后变质作用、变形作用改造,发生成矿物质的活化、再沉淀。原生成矿作用的发生通常要经历成矿流体(低温、中-高盐度、含硫)在矿体下盘的红层中持续、长期的循环萃取铜等元素,随后沿着盆地边界断裂迁移至盆地还原性地层中或者被迁移的还原性物质还原而发生铜等成矿物质的沉淀。然而在矿床成因观点上尚存在争议,认为有沉积-成岩为主的叠生矿床、后生矿床(成冶,1975;郭远生,2010)、表生改造矿床(叶连俊,1977)、沉积改造矿床(冉崇英等,1998)等成因。

总之,砂页岩型矿床的沉积-成岩成矿作用是不容置疑的,但改造成矿作用不可忽视(韩润生等,2010),尤其是岩浆活动对矿床的叠加改造研究仍待深入。如,云南中元古代东川铜矿受多期次火山喷发-次火山岩侵入-岩浆叠加侵入构造显著控制,形成叠加改造成矿(方维萱等,2012)。云南楚雄中—新生代陆相红层盆地内大姚六苴、牟定郝家河等铜矿床,在燕山期、喜山期盆地强烈变形甚至盆地反转,遭到岩浆活动的热改造作用,在火山岩或灰岩中有很多呈脉状产出的铜矿床(邹海俊,2008)。

2.4 曼陀型铜矿

曼陀型矿床(Manto Type)是赋存于层状火山-沉积岩中的一类矿床(Kesler,1977;Sato,1984;Beaty et al.,1986;Wilson et al.,2003;毛景文等,2008a)。这类矿床多形成于弧后盆地、岛弧和陆缘弧,在安第斯造山带西部广泛分布,赋存于侏罗系—白垩系、古近系—新近系火山岩和火山沉积岩中,岩性组合为杏仁状安山岩、玄武质熔岩、粗粒火山碎屑岩、凝灰岩、粉砂岩、砂岩和砾岩等。曼陀型矿体多呈缓倾斜层状-似层状-脉状,矿石富含硫化物,矿体受层位和构造控制明显,其主要矿化为铜、铅、锌、金、银、锡矿,含有萤石矿(Kesler,977;Sato,1984;Beaty et al.,1986;毛景文等,2008a,2008b;Cai et al.,2016)。基于矿化寄主岩石、矿体形态、围岩蚀变等,曼陀型矿体可分为3类(Ruiz et al.,1965):①层控板状矿体,是多条矿体产出于同一地层岩性内,矿体呈板状,矿化一般产于岩性过渡界面,特别是沉积岩-火山岩过渡界面。矿化体局部具有较高的经济品位,矿化寄主火山岩-沉积岩均发生区域性蚀变,以方解石、绿泥石-方沸石-赤铁矿和绿帘石等为蚀变组合。②群板状矿体,赋存于寄主岩石有利部位,呈板状多条平行产出,如杏仁状熔岩顶部和钙质泥岩、粉砂岩蚀变中、辉长岩侵入体和角砾岩筒等。矿体或近矿围岩蚀变主要有钠长石-方解石-绢云母-赤铁矿蚀变,如智利Manto Blancos矿体发生普遍的钠质和硅化蚀变(Anonimous,1981)。③似层状矿体,呈不规则状、似层状,通常倾切其寄主岩石,矿石矿物呈细粒浸染状和脉状,寄主岩石通常是酸性熔岩和熔结凝灰岩,如智利El Soldado矿床矿化产于下白垩统熔结凝灰岩中(Terrazas,1977),围岩发育强烈钠化。曼陀型铜矿成因模型有火山同生成因(低级变质过程中火山堆积物析出成矿流体形成)、岩浆热液成因(花岗岩体直接演化形成的成矿流体)等(Sato,1984;Sillitoe,1992)。

曼陀型铜矿床在智利中北部海岸山带侏罗系—始新统地层中广泛分布(Coira et al.,1982),是产量仅次于斑岩铜矿的铜工业矿床类型(Benavides et al.,2007;Carrillo-Rosúa et al.,2014),矿化多与火山岩系构造改造和碱性玄武岩有关,受到太平洋板块向美洲板块俯冲的明显控制(Coira et al.,1982)。如El Soldado曼陀型铜矿(矿石量>200×106t,Cu平均品位1.34%,伴生银)和Mantos Blancos曼陀型铜矿(矿石量500×106t,Cu平均品位1.0%)。在玻利维亚Altiplano高原盆地白垩系—新近系地层也有分布,如玻利维亚Tupiza曼陀型铜银矿(杜玉龙等,2020a),矿体赋存于上白垩统蚀变火山岩-沉积岩地层、受火山断陷盆地、侵入构造控制明显等。安第斯地区曼陀型铜矿与其他类型层状铜矿相比具有一些独有特征(Sato,1984):①矿化发生在侏罗纪—始新世海相和大陆起源的火山-沉积序列各层位;②矿化发生在高孔隙度和高渗透性岩石中,如杏仁状熔岩、火山角砾岩,或化学性质弱的岩石中,如层状钙质层;③大多数情况下矿化被断层控制,有些情况下被侵入体控制;③矿体附近没有明显的围岩蚀变,但寄主岩石火山-沉积物在埋藏变质过程中广泛蚀变;⑤矿石矿物组合特征为黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿为主要铜硫化物,黄铁矿与赤铁矿、磁铁矿共生;⑥方解石是唯一的普遍的脉石矿物;⑦岩浆硫化物可能是曼陀型矿床铜和硫的主要来源。

在我国也有曼陀型铜矿发育,如江西东乡铜矿属曼陀型铜矿床(Cai et al.,2016),产于侏罗系凝灰质碳酸盐岩中,与侵入岩体密切相关。Sillitoe(1992)认为在斑岩成矿系统中也发育曼陀型富矿体,曼陀型铜矿属斑岩成矿系统远端元;也有学者(Sillitoe,1992;毛景文等,2008b)认为曼陀型铜矿与铁氧化物铜金(IOCG)型有诸多相似之处,更像是IOCG成矿系统中的亚类。

总之,曼陀型铜银矿是赋存于层状火山-沉积岩中的一类铜矿床,已成为一种具有重要经济意义的铜工业矿床类型,矿体受层位和构造控制明显,富含硫化物。曼陀型铜矿床与IOCG、斑岩型铜矿成矿系统有联系,一定程度上也可以作为相互找矿标志或可拓展找矿思路。

2.5 碳酸盐岩(白云岩)型铜矿

碳酸盐岩(白云岩)型铜矿以形成于元古代为主,次为二叠纪,矿化赋存于碳酸岩盐(白云岩、铁白云岩)—海相细碎屑岩中(Cox et al.,2003;Taylor et al.,2013),以还原地层为主,如粉砂岩、含有机质或黄铁矿的白云岩、凝灰质白云岩、凝灰质硅质白云岩等。例如,在中非赞比亚—刚果金元古宙巨型铜成矿带、云南东川元古宙铜矿带等。碳酸盐岩(白云岩)型铜矿具有明显的层控特点,但不一定遵循沉积层理(Cox et al.,2003);矿体呈层状、似层状,厚度一般几米至几十米,矿体延长可达几十千米;矿石矿物主要为黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿,其次为硫铜钴矿、富钴黄铁矿和少量自然铜、自然银,常具有黄铁矿-黄铜矿-斑铜矿-辉铜矿-赤铁矿的横向与垂向分带,铜矿化的外围有时也有方铅矿和闪锌矿分布(曾瑞垠等,2020)。

非洲的加丹加铜矿带是世界上规模最大的碳酸盐岩型铜矿成矿带,位于新元古代Lufilian造山带(曾瑞垠等,2020),横跨刚果(金)与赞比亚两国,长约400 km。刚果(金)境内含矿层沿沙巴省南部延伸约250 km,已发现60~70个铜矿床(瞿泓滢等,2013)。层状铜钴硫化物主要产在罗安群(Roan),岩石系列为一套滨海-浅海-深海相碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组合的沉积建造,主要岩性为泥质砂质白云岩、白云岩,其次在白云质页岩、泥质白云质粉砂岩、页岩中也见有铜矿化。矿体整体上为层控,呈层状、似层状。矿石矿物包括黄铜矿、硫铜钴矿、斑铜矿、辉铜矿等,氧化矿物有孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、水钴矿等,还有少量闪锌矿、辉钼矿等,脉石矿物主要有白云石、石英、云母,其次为透闪石、滑石、绿泥石、方解石、硬石膏、电气石等(Taylor et al.,2013)。

再如,云南东川铜矿集区产有典型的碳酸盐岩型铜矿床(东川式铜矿)。云南东川铜矿集区位于扬子地块西缘东川断陷盆地内,由一系列南北向、东西向深大断裂切割成次级断陷盆地构造格局。主要出露地层以汤丹岩群和东川群为代表(方维萱等,2012),东川群包括因民组、落雪组、黑山组、青龙山组,主要为一套碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组合的沉积建造。主要有落雪铜矿床、因民铜矿床、汤丹铜矿床和滥泥坪铜矿床等,东川式铜矿就赋存于中元古界落雪组底部灰白色凝灰质硅质白云岩中,铜矿体受元古宙裂谷盆地中三级裂陷盆地、火山洼地、褶皱和断裂的显著控制,并受到后期岩浆热液的改造(方维萱等,2012),矿体整体受到层位控制,呈层状、似层状,常受到横向断层错动。矿石呈马尾丝状、稠密浸染状、脉状-网脉状构造,铜矿物有黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿。

2.6 火山岩红层铜矿

火山岩红层铜矿(Volcanic Redbed Cu,也称玄武岩铜矿),最早由Kirkham(1984)定义为火山岩序列中断裂控制的整合和大致整合产出的脉状铜硫化物和/或自然铜矿床。Cox and Singer(1986)使用了玄武岩铜矿这一术语,认为其是与陆相镁铁质喷发岩有关的铜矿床。随后,他在分析Kirkham(1984)所总结的北美大陆一百多年来对该类矿床研究成果的基础上,对火山岩红层铜矿涵义做了释义:指陆上玄武岩内之厚层序列(指岩流分层)上部,包括浸染状和/或分散状自然铜与铜硫化物,以及上覆沉积岩层中铜硫化物在内的多样化矿床组合。Lindsey et al.(1995)把这类矿床又归并到与沉积岩容矿型铜矿之空间和(或)成因相关(裂谷相关)的矿床类型,但火山岩红层铜矿这一术语一直被沿袭下来。单卫国等(2007)解释,用“火山岩红层型铜矿”作为术语,是为了强调与发育在陆相红层盆地内的红层型(Redbed-Type)铜矿床相区别。

火山岩红层铜矿化受断裂控制明显,呈整合和大致整合产出。铜矿物以自然铜和铜硫化物为主,伴生银,这是与多金属块状硫化物贱金属矿床最大的区别。常形成于酸性半干旱环境,铜富集于红层中陆相或浅海相玄武岩夹层内,矿体受玄武岩中杏仁体、裂隙及顶部角砾岩流控制,还原性含炭质沉积岩与同沉积断裂非常关键,容矿岩石多为浅海相玄武岩流、角砾岩、凝灰岩、红层砂岩、凝灰质砂岩、砾岩等。如美国基威诺半岛地区的Redstone矿床和我国西南(川滇黔)地区玄武岩铜矿(王居里等,2006;陈大,2015)。

在我国川滇黔峨眉山玄武岩大火成岩省,针对玄武岩铜矿开展了众多调查研究(朱炳泉等,2002)。这一地区玄武岩铜矿以滇东北研究最为集中,涉及有云南巧家大龙潭和新店子铜矿、会泽大黑山以及水槽子铜矿等矿床点(朱炳泉等,2002;王居里等,2006;唐冬梅,2006;单卫国等,2007;王富东等,2011;陈大,2015;覃廷荣和魏爱军,2016)。大地构造背景为攀西裂谷东部边缘盆地,矿床分布受北东和南北向断裂控制明显,矿化体赋存于上二叠统峨眉山玄武岩组熔岩层序,集中在玄武岩组顶部和上部,主要以灰绿色-深灰色凝灰质玄武岩、气孔状玄武岩为主,上下围岩多为高渗透性的玄武岩岩溶流或角砾岩。矿化层位一般具有多个,但均受到层位明显限制,尚未发现切穿不同岩性层的连续铜矿化体。矿体多呈透镜状、不规则状,偶有脉状,单矿体形态较为复杂,矿体厚度变化大。铜矿物以自然铜、赤铜矿、辉铜矿为主,孔雀石、斑铜矿、黝铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、辉铜矿、黄铜矿等次之,偶见有微量自然银和自然金。脉石矿物以方解石、石英为主,次为绿泥石、黄铁矿、铁白云石等。

很多学者(单卫国等,2007;陈大,2015;覃廷荣和魏爱军,2016)还将我国西南地区玄武岩铜矿与美国基韦诺型铜矿进行了对比研究,认为其成矿特征具有一定的相似性,即成矿均与玄武岩关系密切,但两者在成矿背景、含矿岩系、成矿机制等方面还存在一定的差异。

总之,火山岩红层铜矿是与玄武岩有关,受断裂控制的整合和大致整合产出的脉状铜硫化物和/或自然铜矿床,以及上覆沉积岩层中铜硫化物在内的多样化矿床组合。目前美国基威诺半岛地区找矿成果较为显著,但在我国川滇黔地区始终未取得重大突破,鉴于此本文不详细讨论。

3 中—新生代典型沉积岩型铜矿床及其与岩浆活动关系

沉积岩型铜矿床在各大洲典型沉积盆地内均有分布,成矿时限较宽(从元古代至新近纪),成矿系统复杂。除像古元古代俄罗斯乌多坎巨型铜矿带、中元古中非巨型铜矿带外,近些年也发现了不少中—新生代沉积岩型铜矿床,如云南楚雄盆地大姚铜矿(K)、新疆萨热克铜矿(J)和玻利维亚-阿根廷(E—N)等铜矿带(床)。而其中尤以砂砾岩型、异地式砂砾岩型、砂页岩型和曼陀型铜矿床工业价值较大。然而,在这些沉积岩型铜矿床内或周缘,不乏火山喷发-岩浆侵入活动,它们与沉积岩型铜矿床成矿之间有一定关系,但长期以来研究程度较低,本文围绕中—新生代这几类典型矿床及其与岩浆活动关系进行讨论,为同类型铜矿床找矿勘查提供参考。

3.1 新疆萨热克砂砾岩型铜矿床与碱性基性岩脉群

萨热克砂砾岩型铜矿床就位于中生代新疆萨热克巴依陆内拉分断陷盆地(方维萱等,2018)。中元古界阿克苏岩群为萨热克巴依次级盆地下基底构造层;志留系、泥盆系、石炭系和二叠系等构成萨热克巴依次级盆地的上基底构造层,在盆地两侧局部地带出露,也是中生代萨热克巴依次级盆地主要蚀源岩区。萨热克巴依次级盆地的充填地层体为中生代陆相红色碎屑岩系,包括下侏罗统莎里塔什组、康苏组;中侏罗统杨叶组、塔尔尕组;上侏罗统库孜贡苏组和下白垩统克孜勒苏群。上侏罗统库孜贡苏组为萨热克式砂砾岩型铜矿主赋存层位(刘增仁等,2014),由多个砾岩体构成,砾岩体呈透镜状产出。萨热克裙边式复式向斜的北南两翼控制了北矿带和南矿带,北矿带控制规模超过4000 m,现已成为大型生产矿山。

萨热克砂砾岩型铜矿床的成因认识有:上世纪50年代末至60年代初,中苏合作地质队及冶金702地质队开展过普查评价,定为岩浆热液矿床;高珍权等(2005)提出了沉积-改造型铜矿的成因观点,将其定为砂砾岩型铜矿;祝新友等(2011)认为萨热克铜矿属于与区域性盆地卤水作用有关的层控低温热液矿床;李志丹等(2011)认为是与盆地流体活动相关的砂砾岩型铜矿;张振亮等(2014)提出了热卤水溶滤沉积-构造叠加型成因观点;方维萱等(2015)认为萨热克铜矿床为砂砾岩型铜矿,晚侏罗世库孜贡苏期叠加复合冲积扇扇中亚相砂砾岩-杂砾岩属初始成矿地质体,后期沥青化-褪色化-碎裂岩化相多重耦合改造富集成矿,晚期辉绿辉长岩对萨热克铜多金属矿床形成了叠加成矿。

在萨热克铜矿南矿带,发育碱性基性岩脉,呈多条近平行或斜交组成岩脉群产出(图4a),侵位的最高层位为上白垩统克孜勒苏群第三岩性段紫红色砂岩、含砾砂岩和粉砂岩。祝新友等(2011)描述了辉长辉绿岩宏观分布、产状特征;方维萱等(2018)认为,在晚白垩世—始新世山体隆升过程中,伴随地幔热物质上涌发生了辉绿岩脉群侵位;黄行凯等(2017)研究了辉长辉绿岩地球化学特征、探讨了岩石成因;杜玉龙等(2020b)对萨热克辉长辉绿岩类成岩温度-压力-氧逸度特征与成岩作用演化趋势进行了探讨。综合以上,萨热克碱性基性岩与成矿关系密切:

图4 沉积岩型铜矿床典型照片

(1)萨热克巴依次级盆地基性岩浆来源于软流圈地幔和岩石圈地幔,岩浆脱离岩浆房后经历了多阶段的热演化和上升侵位过程(杜玉龙等,2020b),这种盆地深部隐伏基性岩浆的长期活动可能促使或加剧了下伏康苏组和杨叶组等煤系地层中烃源岩发生热解而生烃-排烃。富烃类还原性盆地流体还原氧化相铜质发生铜大规模沉淀富集,为萨热克式砂砾岩型铜矿床流体改造主成矿期(方维萱等,2016)。在南矿带岩脉群中,取得的3组锆石U-Pb加权平均年龄为(289±5)Ma(n=6,MSWD=0.013)、(1562±13)Ma(n=12,MSWD=1.13)和(1611±48)Ma(n=4,MSWD=0.61)(方维萱等,2021),但从碱性基性岩脉群侵位最高层位为下白垩统来看,这些年龄可能揭示了岩脉群形成时期的岩浆源区年龄。1611~1562 Ma属于中元古代,与萨热克中元古界阿克苏群时代类似,揭示了萨热克巴依长期以来多期次的岩浆活动;(289±5)Ma与塔里木板块发育二叠纪玄武岩时代类似,是目前得知的辉绿岩脉最年轻的形成年龄(方维萱等,2021)。考虑到锆石U-Pb年龄封闭温度在900 ℃,它们代表了岩浆结晶温度,推测这种基性岩浆在锆石U-Pb计时体系封闭之后仍持续上侵,岩浆尚未完全结晶冷却到常温状态,最终在古近纪侵位到下白垩统克孜勒苏群(方维萱等,2021)。长期隐伏岩浆活动促使下伏康苏组和杨叶组煤系地层烃源岩热解生烃-排烃,形成富烃类还原性盆地流体,富烃类还原性盆地流体改造主成矿期辉铜矿Re-Os同位素年龄(166.3±2.8)Ma(贾润幸等,2018)。萨热克铜矿石中流体包裹体化学成分的研究也揭示有机质主要来源于沉积盆地下伏康苏组和杨叶组中的烃源(贾润幸等,2017)。萨热克铜矿石中有机质碳同位素(方维萱等,2015)与塔里木盆地三叠-侏罗系陆相腐殖型烃源岩可溶有机组分的碳同位素(张中宁等,2006)基本一致,也表明萨热克巴依次级盆地流体中的有机质可能与下伏康苏组和杨叶组煤层的热解有关,长期隐伏的岩浆活动提供了热源。

(2)碱性基性岩浆热流体形成叠加成岩成矿。碱性基性岩脉群侵位的最高层位为上白垩统克孜勒苏群,推测侵位时间为晚白垩世—古近纪,而野外观察含铜石英脉切割岩脉,表明成矿稍晚于岩脉群侵位,辉铜矿Re-Os等时线年龄(58.6±2.0)Ma(方维萱等,2019)表明叠加成岩成矿形成于古近纪。在岩脉群周边和周缘形成了区域大规模褪色化蚀变带和区域性深源热流体叠加成岩成矿。变碱性超基性-变碱性基性岩脉群-褪色化蚀变带-断裂+裂隙+解理相带为主要储矿构造组合样式,形成了铜硫化物-硅化蚀变带和砂岩型铜矿体、砂砾岩型铜铅锌矿体(图4b、c)。碱性基性岩脉群本身富集Cu、Zn、Ag和Mo等成矿元素(杜玉龙等,2020b),局部形成碳酸盐化、黏土化含铜蚀变体,揭示碱性基性岩脉群不但是成矿物质供给系统,也是成矿系统中心相,在岩脉群周边及褪色化蚀变带中形成铜铅锌矿体,以碳酸盐化、绿泥石化为主要蚀变构造岩相学识别标志。

总之,萨热克碱性基性岩脉群不但对萨热克砂砾岩型铜床具有叠加改造成矿作用,且岩脉群与褪色化蚀变带-断裂+裂隙+解理相带直接控制形成南矿带砂岩型铜矿体和砂砾岩型铜铅锌矿体。

3.2 玻利维亚Turco异地式砂砾岩型铜矿床与碱性花岗闪长斑岩岩株

异地式砂砾岩型铜矿与斑岩成矿系统密切相关,是斑岩铜矿床浅部表生作用的产物(Mark,2007),因而异地式砂砾岩型铜矿也成为其周缘寻找斑岩铜矿的标志。玻利维亚Turco铜矿位于Altiplano高原盆地西北部(图2b),与Corocoro红层铜矿相距仅百余千米。智利东北部至玻利维亚这一带也是斑岩型铜矿/异地式砂砾岩铜矿最发育的地区之一,产有Cerro Colorado等多个斑岩型/异地式铜矿床(图2b)。Turco铜矿区出露地层为古近系—新近系,依次为渐新统Turco组、中新统Azurita组、中新统Huayllapucara组和中新统Totora组,整体为一套河湖相红色碎屑岩沉积,岩性有紫红色-绿色砂岩、页岩,穿插有火山碎屑岩,古近纪—新近纪碱性花岗闪长斑岩岩株分布广泛。渐新统Turco组第二岩性段紫红色、紫褐色砂砾岩为铜主含矿层位,铜矿物以赤铜矿、自然铜为主,次为硅孔雀石、黑铜矿等(图4d)。下伏渐新统Turco组第一岩性段紫红色中—厚层细粒砂岩夹粉砂岩、少量泥岩则构成含铜流体的构造岩相圈闭,局部见有孔雀石沿裂隙填充。上覆渐新统Turco组第三岩性段、第四岩性段和第五岩性段则含有大量火山碎屑物,以灰绿色含砾凝灰质砂岩、凝灰质砂岩、粉砂岩为主,砾石成分主要为安山质和英安质。矿化体上下盘则发生明显的褪色化,原岩由紫红色-紫褐色褪色为灰白色。

Turco矿床基本为氧化铜矿物和自然铜组成(图4d),这是表生富集的典型矿物组合,尤其是硅孔雀石的发育与智利El Tesoro异地式铜矿(Fernández-Mort et al.,2017)极为相似,说明含铜水溶液在运移、沉淀过程中发生了强烈的水岩反应,形成含铜合水硅酸盐矿物,或铜硫化物在干旱环境下进一步氧化成了自然铜、赤铜矿等。通过现场构造岩相学路线踏勘及综合研究认为,Turco铜矿床为典型的异地式砂砾岩铜矿(近源古河道砾岩型矿化),含矿层渐新统Turco组中砾石呈次棱角状杂乱堆积、分选性差(图4e),显示典型的近源堆积特征,而上覆地层中火山凝灰质成分明显增高,揭示上覆地层为火山机构远端相沉积。在距离Turco矿床上游2km处发现了斑岩铜矿点,而异地式砂砾岩铜矿最远可以形成于距离矿源8km远处。斑岩铜矿化产于电气石花岗闪长斑岩中(图4e、f),矿化受花岗闪长斑岩岩株控制,铜矿物主要为氯铜矿,呈脉状、网脉状以胶结物形式产出,沿裂隙较为富集,角砾中一般不含铜。斑岩体整体上劈理发育,岩石呈碎裂化,在发育的碎裂岩化相中铜尤为富集,说明该铜矿化处于斑岩体侵入构造系统边缘带,是表生成矿作用强烈地带。

综上,本文认为Turco铜矿与其上游2 km处的斑岩铜矿成矿系统密切相关,是该斑岩铜矿表生富集带被剥蚀、搬运到下游沉淀形成的典型的异地式砂砾岩型铜矿床。

3.3 玻利维亚Corocoro砂页岩铜矿床与碱性基性火山岩

玻利维亚Corocoro砂页岩铜矿位于Altiplano高原盆地西北部,与Turco铜矿、Cuprita铜矿处于同一次级火山盆地中(杜玉龙和方维萱,2021)。前寒武系为盆地下基底构造层,上基底构造层为侏罗系—白垩系、志留系等组成,陆内红色碎屑岩系、火山岩和火山沉积岩等为盆地充填地层体。Corocoro铜矿是南美洲规模最大的红层铜矿(Flint,1989),在16世纪就已被印第安人发现并小规模手工开采,在18世纪中叶的西班牙时期曾达到历史上开采高潮(Riera-Kilibarda et al.,2004)。止20世纪末,已累计产出铜金属量约55万t以上(Cox et al.,2007),至今还在开采。

矿区出露地层为白垩系、古近系—新近系和零星的第四系,白垩系为一套薄层膏岩相沉积,岩性为灰色-绿色薄层状石膏层;古近系—新近系为红色碎屑岩沉积。Corocoro群(25~17 Ma)Totora组冲积扇相Vetas段砾岩、砂岩和下部Ramos段含膏泥岩、含膏砂岩为含矿层。矿化受到地层岩性、Corocoro断层和盐底劈构造(Flint,1989)的复合控制,铜矿体呈层状-似层状和拉伸变长的透镜状。工业铜矿物以自然铜、辉铜矿和赤铜矿为主,次为铜硫化物与铜氧化物。最引注意的是含有大量的自然铜,呈扁平状,沿裂隙和基底平面充填,这与我国云南楚雄盆地中大姚铜矿、牟定铜矿等典型的红层铜矿明显不同。长期以来对于Corocoro铜矿的成因尚有争议:(1)Singewald and Berry(1922)认为,矿床并非同沉积成矿,矿质富集可能发生于地层沉积之后,还提出有机物质不能形成主要的还原剂,在Ramos段是缺少植物碎片的。他们认为含铜流体来源归结于下部闪长质岩浆。(2)Entwistle and Gouin(1955)研究证明,上部Vetas组砂岩、砾岩中除含石英、长石外,含有大量铁氧化物、绿泥石化的黑云母等碎屑岩相,认为长石主要由钠长岩的钠长石控制,但碎屑岩相可能受控于角闪安山斑岩;而下部Ramo段砂岩则含有大量的方解石、重晶石、天青石等矿物。上下段岩性具有显著差异,下部为典型的干旱炎热气候下蒸发岩沉积环境。认为Vetas矿床矿石是在矿床形成后一段时间沉淀的,后期矿床中的铜是下部Ramos矿床风化的衍生物;而Ramos矿床被认为可能是岩浆成因。本文认为上部碎屑岩相来自盆地东西两侧的火山弧,火山弧成为物源区之一,火山喷发以及火山盆地与矿床的形成有密切联系。(3)Ljunggren and Meyer(1964)认为,早期低品位的矿石是河床内与植物碎屑反应的含铜溶液同生形成的,铜质来源于西部安第斯山脉的斑岩铜矿床中含铜玄武岩侵蚀。(4)Eugster(1985)认为,河漫滩环境与蒸发岩的演化共同控制了铜矿形成、运移和沉淀,高渗透性河漫滩相砂岩为含金属流体运移通道和沉淀场所,下伏泥岩构成了良好的流体圈闭构造岩相体,砂岩中富含植物有机质,有机质以碳氢化合物的形式从盆地边部迁移到盆内,形成还原性成矿环境,来自于相邻硫酸钙矿床和硫化物胶结物溶解的H2S使得铜在新生的空隙中沉淀。(5)Flint(1989)认为,矿床与蒸发岩、富含有机质泥岩、碎屑岩、造山作用以及沉积盆地充填的火山岩源区密切相关,与埋藏在盆内金属矿物迁移演化和溶解性蒸发岩和泥岩中形成的成矿流体有关。

综上,Corocoro红层铜矿为产于新生代陆内红层盆地碎屑沉积岩中层状铜矿体,受地层岩性、断层控制,但含有大量自然铜、赤铜矿等。上下两种矿化类型具有显著差异,成因尚存在争议。在综合前人研究成果和考察基础上,认为火山喷发-岩浆侵入活动参与了成矿作用,火山盆地两侧的火山弧为Corocoro红层铜矿上部Vetas段砾岩、砂岩中矿化形成提供了部分物源,深成岩浆可能参与了下部Romas段含膏泥岩、含膏砂岩中矿化的形成。

3.4 玻利维亚Tupiza曼陀型铜银矿床与蚀变火山岩

玻利维亚Tupiza曼陀型铜银矿床位于Altiplano高原盆地东部边缘与东科迪勒拉过渡地带,南北向Nazareno火山断陷沉积盆地内(杜玉龙等,2020a)。盆地基底为奥陶系一套细碎屑海相沉积岩建造,在褶皱造山作用和挤压体制下形成了一系列逆冲断裂带和褶皱构造,构成了中—新生代Nazareno盆地基底先存构造系统。中—晚白垩世为火山断陷主成盆期,盆地接受沉积,形成一套由海陆过渡相到河湖相、粒度由粗变细的沉积岩建造;晚白垩世末期Tupiza-Mochará地堑再度快速断陷成盆和发生火山喷发-岩浆侵入事件,由断陷沉降粗碎屑岩沉积相→火山喷发相+火山溢流相+火山沉积相→次火山岩侵入相的构造岩相学相序结构。

Tupiza曼陀型铜银矿体赋存于上白垩统蚀变火山岩中,岩石类型组合为辉绿岩-辉绿玢岩、辉长岩-辉长玢岩、碱性玄武岩、钾质粗面玄武岩、橄榄玄武粗面安山岩和安粗岩(杜玉龙等,2020a)。铜富集成矿与蚀变火山岩相密切相关,曼陀型铜银矿受次火山颈相蚀变辉绿岩-辉绿玢岩、蚀变辉长玢岩、断裂构造和次火山热液蚀变作用复合控制,硅化-黏土化-褪色化蚀变为曼陀型铜矿找矿预测的构造岩相学蚀变岩相标志。在NNE向和NW向断裂交汇部位蚀变火山岩中铜银矿体明显富集,铜硫化物主要呈脉状-网脉状、稠密浸染状、角砾状产出(图4g、h、i)。在浅部形成了氯铜矿-孔雀石-蓝铜矿-辉铜矿-蓝辉铜矿-铜蓝等矿物组合;向深部辉铜矿、蓝辉铜矿等次生富集作用明显,辉铜矿交代黄铜矿、斑铜矿产出,蓝辉铜矿则常与黝铜矿伴生产出,形成铜硫化物脉体或网脉。在次火山颈相外围断裂-裂隙-蚀变带中,形成受蚀变火山碎屑流相、蚀变火山溢流相和蚀变次火山岩侵入相控制的脉状-网脉状铜铅锌矿化和铜铅锌地球化学异常(杜玉龙和方维萱,2019)。

通过综合评价圈定了找矿预测靶区3个,工程验证发现了厚大铜银矿体(杜玉龙和方维萱,2019)。在0线揭露4条主要的铜银矿化体,控制矿体斜深200余米,矿体向深部延深未封闭。铜矿体厚度0.56~13.63 m,铜品位0.6%~15.5%,伴生银1~15 g/t。钻孔揭露了深部砂砾岩型铜钴矿化体,含铜钴砂砾岩呈层状相体稳定分布,受上覆层状火山岩和下伏砂砾岩过渡界面控制,明显发生热液角砾岩化,以大量细粒黄铁矿为胶结物,揭示了与强烈的次火山热液活动有关,这可能与含铜钴砂砾岩上下盘有层状火山岩、次火山侵入岩体穿插有关,属于次火山热流体蚀变系统外缘相带。

总之,Tupiza铜矿成矿作用与蚀变火山岩、次火山热液密切相关,以火山机构中次火山颈相为中心,控制了曼陀型铜银矿成矿中心,褪色化-硅化-黏土化蚀变相带是铜银矿找矿的构造岩相学蚀变岩相标志。向外围形成脉状-网脉状含铜铅锌的断裂-裂隙-蚀变带,为铜铅锌矿化过渡相带。深部为砂砾岩中铜钴矿化体和Cu-Pb-Zn异常。预测在Tupiza铜矿床围绕蚀变次火山岩相体在深边部是寻找铜铅锌和铜钴矿体的有利地段。

4 结论

(1)沉积岩型铜矿床是全球仅次于斑岩型铜矿的铜工业矿床类型,在全球各大洲典型沉积盆地中均有分布,成矿时代从元古代、石炭纪、二叠纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪至古近纪—新近纪。

(2)按照容矿岩系,将沉积岩类铜矿床梳理为砂砾岩型铜矿、异地式砂砾岩型铜矿、砂页岩型铜矿、曼陀型铜矿、碳酸盐岩(白云岩)型铜矿和火山岩红层型铜矿等6个亚类。文中指出前5个亚类具有较大的工业价值,并综述了其地质特征。

(3)在一些沉积岩型铜矿床内或周缘,不乏火山喷发-岩浆侵入活动,它们与沉积岩型铜矿床之间有一定关系。通过新疆萨热克砂砾岩型铜矿、玻利维亚Turco异地式砂砾岩铜矿、Corocoro砂页岩铜矿和Tupiza曼陀型铜银矿等典型矿床研究认为,岩浆活动可直接参与沉积岩型铜矿成岩成矿或控制矿化产出,或对铜矿化形成叠加改造。异地式砂砾岩铜矿、曼陀型铜矿等与斑岩型、IOCG成矿系统之间有一定联系,可互为指示,拓展找矿思路,为境内外同类型矿床找矿勘查提供参考。

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