斑岩銅礦

斑岩銅礦床(porphyry copper deposits)通常是指與具有斑狀結構的花崗岩類侵入體共生的浸染狀、細脈浸染狀和細脈狀銅和鉬—銅組分的富集體

基本介紹

  • 中文名:斑岩銅礦
  • 外文名:porphyry copper deposits
含義特徵,時空分布,相關學科,分類,蝕變特徵,成礦構造背景,浮選工藝,

含義特徵

斑岩銅礦床(porphyry copper deposits)通常是指與具有斑狀結構花崗岩類侵入體共生的浸染狀、細脈浸染狀和細脈狀銅和鉬—銅組分的富集體。И.Г.帕夫洛娃提出了可以與其它內生礦床相區別的斑岩銅礦床10大特徵:
(1)具網狀細脈浸染成礦特徵;
(2)主要金屬礦物(黃鐵礦磁鐵礦黃銅礦輝銅礦,在有些礦床中為斑銅礦硫砷銅礦和揮銅礦)和與 其伴生的非金屬礦物(石英絹雲母鉀長石黑雲母高嶺石類礦物等)的成分穩定;
(3)銅的平均含量在原生礦石中比較低(0.3—0.8%),而在氧化礦石中明顯較高(達1—1.5%),而鉬在原生氧化礦石中的分布都比較均勻(0.005—0.05%),在這種情況下,礦石中銅與鉬的比值變化很大,形成一系列重要的銅、銅—金和銅—鉬礦床
(4)礦化與以中性成分為主的斑岩侵入體花崗閃長斑岩、石英二長斑岩),以及少數偏酸性(花崗斑岩
和偏基性的侵入體(閃長斑岩)有空間聯繫;
(5)礦化或直接發生在斑岩侵入體中,或發生在緊靠侵入體的外接觸帶圍岩——火山岩、侵入岩變質岩中;
(6)礦體發育在廣泛出現熱液蝕變岩的地帶,蝕變岩石絹雲母石英質、黑雲母—鉀長石質、泥質以及青磐岩型交代岩,
(7)根據金屬元素出現最大值①和主要共生的非金屬礦物②,可用如下順序寫出礦體和熱液岩中穩定分帶性;① Fe3+一Mo(Cu)一Cu(Mo)一Cu(Ag)一Fe2+(Au)一Pb一Zn一(Au、Ag);
②黑雲母—鉀長石,絹雲母、石英,蒙脫石高嶺土,青磐岩
(8)礦床儲量巨大,可保障礦石的大規模採挖,成本低廉並有露天採礦的可能性,
(9)與氧化作用有關的富礦的出現,形成了覆蓋較貧原生礦的次生硫化物富集帶
(10)斑岩銅礦床形成於地槽褶皺區(板塊活動邊緣)的不同發育階段.既可隨著地槽的岩漿作用在褶皺主期之前(在島弧階段)形成,又可在其後與造山階段和活化階段(板內斷裂帶)的斑岩侵入體和次火山岩有關。
在許多斑岩銅礦床的現代分類中,利用了如下一些特徵,不僅要考慮單個特徵,而且還要考慮各種特徵的組合:(1)所處大地構造和古構造的位置;(2)含礦岩漿建造及其所形成的含礦斑岩相的成分(3)含礦岩漿建造所侵入的地殼厚度和成分;(4)由R.H.西利托所劃分的斑岩銅礦系統中礦體的產狀(5)含礦岩漿岩體形成的深度,(6)是否存在角礫岩筒;(7)主要礦石和台有摻入組分的礦石的成分;(8)金屬礦的分帶特徵,(9))熱液蝕變岩的成分及其分帶性,(10)含礦侵入體及礦體體的形態特徵。

時空分布

斑岩銅礦在時間上主要集中分布於新生代,大約占59.5%,其次為中生代,大約占35%,中生代之前的超大型斑岩銅礦僅限於中亞-蒙古的古生代造山帶和某些前寒武紀克拉通造山帶。
世界上90%的超大型斑岩銅礦集中在環太平洋帶,特別是在東太平洋帶的被動大陸邊緣,太平洋西岸,作為超大型斑岩銅礦的僅有中國的德興銅廠銅礦和印尼的格拉斯貝格
在中國西南三江成礦帶,20世紀後期發現了西藏玉龍、21世紀以來發現了雲南普朗等超大型銅礦;在岡底斯成礦帶,發現了驅龍、雄村、多隆、甲瑪(斑岩-角岩型)大型-超大型銅礦。

相關學科

岩石學與地球化學特徵
岩石學:斑岩銅礦在空間上、時間上和成因上,主要與鈣鹼系列的斑岩侵入體密切相關,即與閃長玢岩-花崗閃長斑岩-石英二長斑岩-花崗斑岩-石英斑岩有關,特別是花崗閃長斑岩和石英二長斑岩占絕大多數。斑岩體一般與安山岩英安岩鈣鹼性系列火山噴發活動有關。侵入體主要是淺成、超淺成相,極少數為中深成相。與斑岩銅礦有關的斑岩體,是受構造控制的被動侵位,而且斑岩體的出露面積不大,一般不超過2平方公里。
地球化學:斑岩體在地球化學方面的特點是:一般CaO+Na2O+K2O>Al2O3>Na2O+K2O(摩爾數),通常k2O>Na2O,鍶的初始比值較小,一般為0.703~0.706,少數可到0.709(Sillitoe,1987;芮宗瑤等,1984;2004),而上地幔的現今的比值為0.704±0.002;富鉑族元素(唐仁理等,1995),礦石硫化物的值變化範圍窄(-0.5~5.5);平均值為0,與地幔硫同位素基本一致-地幔雖然具有不均一性,但它的變化範圍為-3~3(Chaussidon and Lorand, 1990);稀土模式為輕稀土富集型,銪異常不明顯,總量多數較高,含礦斑岩的REE特徵介於大洋玄武岩與地殼花崗質岩石,接近大洋玄武岩。
總的來說,斑岩銅礦的源區應該是以洋殼上地幔的物質為主,並有部分地殼物質的混染。

分類

含礦斑岩體有關圍岩
與斑岩銅礦有關的圍岩主要有兩類:一類為矽鋁質岩—主要為千枚岩片岩片麻岩、中-酸性侵入岩噴出岩火山碎屑岩泥質粉砂岩以及各種角礫岩等;另一類為碳酸鹽岩—有石灰岩、白雲岩泥灰岩等。共同的特點是硬、脆和碎,有利於礦液的運移和沉澱。

蝕變特徵

斑岩銅礦有其特徵的蝕變組合及其分帶形,俗稱“大白菜模式”,由內到外是:鉀化帶(黑雲母-鉀長石帶) →絹英帶(絹雲母-石英帶) →泥化帶→青磐岩帶。
黑雲母-鉀長石帶:鉀長石的交代現象是一種陽離子交換反應
石英-絹雲母帶:此帶圍繞和部分疊加與鉀化帶上,由於它與泥化帶往往賦存在內部鉀化帶和外部青磐岩帶之間,故也稱之為中間帶。其特點是鉀長石和斜長石均絹雲母化。角閃石和部分黑雲母也變成了絹雲母、黃鐵礦和白鈦礦金紅石
泥化帶(高嶺石-蒙脫石化):斜長石變化最為特徵,靠近礦體的斜長石多蝕變成高嶺石,

成礦構造背景

從大地構造來說,斑岩銅礦主要位於板塊邊緣,也可產於內陸造山帶。從已有的資料來看,控制斑岩銅礦就位的主要地質因素是斷裂—岩漿作用。也就是說,斑岩銅礦是在張性構造環境下,成礦岩漿沿斷裂通道上升形成的。並且含礦岩體一般賦存在深斷裂帶的次級斷裂或背(向)斜之中。
芮宗瑤等(1984)對中國40個斑岩銅礦進行了統計,發現57.5%受多組斷裂交匯的控制,22.5%受兩組斷裂交切及褶皺的控制,12.5%受斷裂旁側的配套構造的控制。

浮選工藝

1.大都採用粗精礦再磨再選的階段選別流程:即在粗磨的條件下進行銅鉬混合粗選,所得粗精礦再磨後,進一步精選。
2.斑岩銅礦的浮選:一般是銅鉬混合浮選,儘量地把鉬選入銅精礦中。當鉬含量太低,浮選無法分離或可分離而不經濟時,則選礦廠只產銅鉬混合精礦。浮選輝鉬礦最好的ph值為8.5,一般視礦石中黃鐵礦的含量及抑制它的需要,ph值可在8.5-12的範圍內調節。
3.浮選藥劑:銅鉬混選的捕收劑,最常用的是黃藥。用黑藥煤油等作輔助捕收劑。使用煤油時,應注意它與起泡劑的比例,以保持最佳的泡沫狀態。國外多數廠用甲基異丁甲醇作起泡劑,也有用松油的。國內主要是用松醇油作起泡劑。

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