淺析銅礦成礦特征及外圍找礦潛力分析

王建勛

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

銅礦資源是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求中必不可少的礦物。中國(guó)的銅消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)，已成為世界上最大的銅消費(fèi)國(guó)。每年中國(guó)幾乎有一半以上的銅礦必須從海外進(jìn)口。中國(guó)的銅資源稀缺，與其他國(guó)家相比，銅資源在礦床規(guī)模，礦產(chǎn)品位和使用復(fù)雜性方面處于劣勢(shì)，并且不能自給自足。面對(duì)日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求，我國(guó)目前可供開采的銅礦產(chǎn)資源是非常有限的，依賴于進(jìn)口。

銅礦資源有限，它也會(huì)隨著時(shí)間的流逝被消耗掉，從而得不到補(bǔ)充。當(dāng)前已有銅礦基地的生產(chǎn)能力正在快速殆盡。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，銅礦的總生產(chǎn)能力已經(jīng)消失了一半，許多銅礦基地面臨閉坑[1]。銅礦的需求量逐年上漲，但銅礦的儲(chǔ)量壽命卻微乎其微，這是一個(gè)難以克服的問題。為此，在解決發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，銅礦資源保護(hù)的問題也至關(guān)重要。如何快速地查明那些地表難以發(fā)現(xiàn)的銅礦礦床是當(dāng)前地質(zhì)勘探工作的首要問題。努力增加銅礦資源，自給自足的銅礦儲(chǔ)量成為當(dāng)下發(fā)展的必然趨勢(shì)，既要加大銅礦資源的開發(fā)，又要加大勘探工作的力度。

1 成礦的地質(zhì)背景

世界上超過50%的銅來自斑巖礦床。由于銅資源具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，因此一直是科學(xué)界的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)理論認(rèn)為斑巖型銅礦床的形成與大洋板塊俯沖有關(guān)，銅礦的產(chǎn)出一般在大陸邊緣。與此同時(shí)，銅礦也可以是在碰撞造山構(gòu)造環(huán)境下產(chǎn)生的[2]。斑巖銅礦床作為典型的銅礦資源，它一般是與中酸性巖體有關(guān)。銅礦成礦的物質(zhì)主要來自上地幔和下地殼，除此之外，不同巖性是有規(guī)律呈現(xiàn)的，圍巖也可以提供一部分銅礦成礦物質(zhì)。

對(duì)于銅礦礦床而言，銅礦礦床的形成都是有一定的原始深度的。在銅礦成礦后，往往經(jīng)歷了多維度的疊加與改造，甚至直接影響了內(nèi)外力相結(jié)合的地質(zhì)作用。銅礦成礦作用結(jié)束后，受構(gòu)造作用的限制，強(qiáng)烈的地殼隆升和剝蝕作用直接導(dǎo)致礦體出露地表，被剝蝕，最后消失殆盡，失去原本的價(jià)值。除此之外，一些銅礦礦床經(jīng)過地殼隆升后，礦體部分出露地表，只有一部分銅礦會(huì)受到剝蝕，大部分銅礦都得以保存，被人們加以利用。還有一部分銅礦礦床受到區(qū)域性的隆升和剝蝕，仍然埋藏于地表以下，呈隱伏狀。但在目前的地質(zhì)勘探技術(shù)的支持下，可以被人所認(rèn)知，進(jìn)而得以開發(fā)，這部分銅礦礦體往往稱之為隱藏礦床。如果埋藏深度過大，銅礦含礦物質(zhì)還是很難被人們發(fā)現(xiàn)和利用，因而暫時(shí)不能被開發(fā)。

2 銅礦成礦的特征

銅礦結(jié)構(gòu)有四種類型：晶體結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、固溶分離結(jié)構(gòu)和壓縮結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)是主要類型，該結(jié)構(gòu)多為脈狀分布，其復(fù)合結(jié)構(gòu)為典型的礦石結(jié)構(gòu)。此外，還有塊狀、塊狀、條紋狀、角礫巖和結(jié)晶的洞穴狀結(jié)構(gòu)[3]。礦床多期構(gòu)造的特征反映了多期構(gòu)造的控礦作用。線性結(jié)構(gòu)與環(huán)形結(jié)構(gòu)相交的結(jié)構(gòu)破壞區(qū)，以及環(huán)形結(jié)構(gòu)邊緣的異常地質(zhì)環(huán)境是形成沉積的有利條件。從礦床的深部到淺部，銅礦成礦的溫度逐漸降低。礦液成礦是自下向上運(yùn)移的，越向上，礦液活動(dòng)越劇烈。銅礦成礦作用早期到晚期，含礦熱液的溫度也逐漸降低，直至銅礦化的各個(gè)階段。因此，銅礦成礦是一個(gè)復(fù)雜、降溫的過程。

在綜合分析區(qū)域地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)特征基礎(chǔ)上，利用多維勘探數(shù)據(jù)提取方法總結(jié)了構(gòu)造與巖漿的區(qū)域分布特征，礦床空間分布特征、礦化與蝕變等特征，建立了構(gòu)造-巖漿-礦化關(guān)系，并對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行了分析。巖石中銅礦的成礦規(guī)律，提出了以斑巖為例的研究區(qū)銅礦成礦模式。

圖1 以斑巖為例，研究區(qū)銅礦成礦模式簡(jiǎn)圖

3 區(qū)域成礦的規(guī)律

區(qū)域銅礦成礦規(guī)律是通過深層次的地質(zhì)作用、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)及成礦作用等諸多方面歸納總結(jié)的。對(duì)銅礦床的成因，以及銅礦成礦物質(zhì)的來源進(jìn)行研究討論。區(qū)域銅礦礦床分布和區(qū)域構(gòu)造空間分布相關(guān)性極強(qiáng)，區(qū)域銅礦床主要呈條帶狀分布。銅礦的主要發(fā)展為東西向構(gòu)造帶，北東向和北西向等構(gòu)造帶上也具有明顯的分布特征。

綜合分析區(qū)域銅礦礦床組合特征認(rèn)為：通常線性結(jié)構(gòu)從東到西具有一條帶，其特征是第一層的區(qū)域線性結(jié)構(gòu)控制著區(qū)域的總體結(jié)構(gòu)[4]。

區(qū)域內(nèi)不同時(shí)期的巖漿一構(gòu)造銅礦成礦，其大多數(shù)發(fā)生在北西向的地層內(nèi)。北西走向斷裂是重要的控礦構(gòu)造，北西向斷裂與北北西向斷裂的交匯處是重要的銅礦富集地，拉伸缺陷是形成銅沉積物的重要結(jié)構(gòu)條件。在一系列地球化學(xué)性質(zhì)上與洋殼俯沖作用有著密切關(guān)系。

銅礦成礦從老到新的變化，說明了礦床成因類型具有規(guī)律性。其具體表現(xiàn)是：銅礦成礦深度逐漸變淺，與此同時(shí)，新的銅礦礦床下面極大可能還存在其他礦化物質(zhì)。此外，熱液是銅礦成礦的主導(dǎo)作用。因此，通過熱液得到的銅礦也是最具遠(yuǎn)景的礦床類型。

4 找礦的方向以及潛力分析

在銅礦成礦的規(guī)律研究基礎(chǔ)上，通過分析研究區(qū)銅礦床的地質(zhì)特征和控礦因素，找到有關(guān)銅礦床的勘探資料。根據(jù)銅礦礦床的空間層次劃分，對(duì)研究區(qū)的銅礦找礦的方向進(jìn)行了總結(jié)，同時(shí)也為區(qū)域找礦的工作提供了理論依據(jù)[5]。在銅礦成礦的系統(tǒng)中，典型銅礦礦床找礦模型的研究工作開展的深入，還很廣泛。不同的銅礦礦床建立各種各樣找礦模型，是因?yàn)椴煌愋偷你~礦礦床發(fā)現(xiàn)的時(shí)間不一致，工作和研究程度也各不相同。因此，銅礦找礦模型及標(biāo)志的綜合程度及找礦應(yīng)用效果也不同。

總結(jié)了銅礦床的礦化規(guī)律，綜合考慮了礦化的區(qū)域條件、成巖作用、礦化的年齡和演化、礦床的空間分布規(guī)律、施加的礦化規(guī)律等，并在此基礎(chǔ)上，提出了區(qū)域探礦標(biāo)志和后續(xù)的一階段勘探方向。銅礦礦區(qū)激電中梯測(cè)量顯示：低電阻率、高極化率，這是銅礦找礦的類型中最為明顯的礦床找礦標(biāo)志，同時(shí)要格外重視高電阻率、低極化率的環(huán)境。

近年發(fā)展起來的航空物探測(cè)量系統(tǒng)，克服了原有方法的單一、測(cè)量和定位精度低、數(shù)據(jù)處理過于簡(jiǎn)單的問題，實(shí)現(xiàn)了多維度、多功能、多參數(shù)。最大限度地獲取銅礦找礦模型的多種信息，大大提高了遠(yuǎn)景區(qū)的區(qū)域地質(zhì)研究程度，更快、更準(zhǔn)確地進(jìn)行銅礦礦區(qū)的優(yōu)選。遙感技術(shù)作為一種信息技術(shù)，在區(qū)域銅礦勘探和隱伏礦體的預(yù)測(cè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，遙感影像可以提供有關(guān)圖像結(jié)構(gòu)的直觀信息，并為擬議的銅礦勘探模型中的隱蔽構(gòu)造帶和隱蔽巖石提供更可靠的信息[6]。

與此同時(shí)，化探異常源的追蹤過程也可以為銅礦找礦模型提供支持。它是以比例尺由小到大的勘查地球化學(xué)找礦方法為主線，以相應(yīng)比例尺為輔的綜合找礦過程。在這一過程中，追蹤范圍從大到小，異常濃集中心在探測(cè)中逐漸顯現(xiàn)，所追蹤的銅礦物質(zhì)漸趨異常源。而且，復(fù)雜的自然地理環(huán)境、地質(zhì)，以及地球化學(xué)條件直接決定了異常源的追蹤方法。化探異常源的途徑是多種多樣的。真正做到了快速、經(jīng)濟(jì)、高效地追蹤銅礦礦床，提高找礦的地質(zhì)效率，以及經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 結(jié)語

銅礦礦床是一定的地質(zhì)作用下的產(chǎn)物，銅礦礦床的形成需要多方面，并且有利的地質(zhì)因素的綜合。優(yōu)勢(shì)的含銅礦層位不僅提供豐富的成礦物質(zhì)，還提供銅礦成礦物質(zhì)得以遷移的空間。對(duì)優(yōu)勢(shì)的含銅礦層位含礦性分析，不僅能總結(jié)出銅礦成礦規(guī)律與找礦標(biāo)志，還可以為進(jìn)一步的銅礦找礦工作提供依據(jù)。

此外，今后需進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)各地區(qū)典型礦床成礦的特征進(jìn)行分析、對(duì)比、研究。根據(jù)結(jié)果顯示，新發(fā)現(xiàn)礦床類型的找礦潛力是值得進(jìn)一步開展地質(zhì)勘查工作的。在分析銅礦成礦規(guī)律的基礎(chǔ)上，整合多個(gè)勘探數(shù)據(jù)來判斷銅礦形成的方向和某些探礦區(qū)的實(shí)際檢查。但由于多源、多層次的找礦信息應(yīng)用程度不高，所以工作總體上對(duì)區(qū)域地球物理地球化學(xué)數(shù)據(jù)的利用程度還是有限的。