铜矿床的地质—地球物理特征及成矿规律分析论文

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　　摘 要 ：由于铜矿床资源短缺，挖掘新铜矿床出现瓶颈，研究铜矿床的地质—地球物理特征及成矿规律。地壳的频繁运动，岩 浆的变质融合是铜矿床形成的主要原因。铜矿床区域地球物理特征明显，存在铜矿床的地区一般会出现重力场变小，磁力场异 常的情况。在分析铜矿床的成矿规律时发现，铜矿床形成的时间较为集中，空间分布紧密，在板块运动较为激烈和矿物质较为 丰富的区域易形成铜矿床。

　　关键词 ：铜矿床 ;地球 ;物理特征 ;成矿规律

　　铜是一种重要金属，在很多领域都具有很大的作用，但目前 铜矿资源供不应求， 由于铜的分布较为集中， 所以仅依靠少数铜 矿床来满足铜矿需求是目前亟待解决的问题。现阶段对于铜矿 床的研究虽在一定程度上已取得巨大进展， 但对于种类丰富、产 量巨大的铜矿床来说还是远远不够的。铜矿是指含铜的自然矿 物，铜矿的形成是由于地壳运动，所以需要很长的时间。因为铜 矿床的形成与其具有的独特性质和所需的地质、环境等条件有 关，所以其成矿的规律也有迹可循。铜矿床主要分为斑岩、层状 型、火山岩型以及矽卡岩型这四大类，除此之外，还有一些占比 不高的小分类。绝大部分铜矿床都不是单一类型的铜矿床， 一个 类型的铜矿床往往伴生着其他类型的铜矿床，所以铜矿床多为 共生铜矿床。铜矿床的形成根据不同种类， 在不同的地质特征处 可以总结其规律。在盆地处多为层状铜矿床， 在河流中下游多为 矽卡岩型铜矿床，在板块边缘且地面凸起的地方为斑岩铜矿床， 在火山岩附近的便为火山岩型铜矿或块状硫化物矿床。因此， 铜 矿床的形成是明显分区域且存在可研究规律的。

　　1 铜矿床的地质特征

　　铜矿是世界上重要的资源之一， 开采出来的铜矿如图 1所示。

　　铜矿床一般处在板块与板块交接地带，其形成位置地层发 育全面，沉积类型丰富，地质构造繁复，岩浆活动频繁，变质作 用也很强烈，这种环境条件对形成丰富多样的铜矿床具有很好 的作用， 铜矿床的形成原因与地壳和板块的运动密不可分， 陆壳 的形成是由古板块演变而来的， 以它为中心， 不断向外部扩展发 育，直至各个时期的板块褶皱处为止，形成了火山岩浆类、沉积 岩系和有关类型。铜矿会不间断地形成新的铜矿， 这是由于一些 大型铜矿不断地向板块边缘进行运动。因此，一般情况下，大中 型的铜矿床都会形成和出现在板块与板块交接地带，板块边缘的褶皱处等地壳运动激烈的地方 [1]。多旋回演化特性是地壳运动 拥有的独特性质，沉积的种类丰富，构造岩浆活动频繁，铜矿床 在形成之后，不会稳定其铜矿种类，随着时间的推移，会与周围 环境中的其它物质重新组合、叠加，这样一来，最终我们看到的 就并不是一个铜矿床只含有一种类型的铜矿，而是出现共生矿 床。同时在一个成矿集中区又会带有多种组分， 进而出现单一矿 床罕见， 共生矿床较常见的情况。

　　2 铜矿床的地球物理特征

　　铜矿床的形成是非常繁复的一种状态过程，铜矿床的形成基 本控制在物理特性等形成原因方面。铜矿床受到破裂控制显著， 铜矿区域的地球物理特征非常明显， 体现出各区域的形成结构运 动频繁，岩浆活动非常强烈。重力场小，等值线距离较远，重力 值在 1×10-5m 每秒至 5×10-5m 每秒区间内浮动。西部呈半圆状， 等直线密集程度降低。在盆地外，远处只核心部位，重力只从 1×10-5m 每秒上升到 5×10-5m 每秒。中间部位异常值不断上升， 这样一来，东北方向的重力值就会有所降低，这个长度在 90km 左右，宽度大约在 10km~23km，呈现NE 趋势，这会在东南方向 形成断陷盆地。西部重力场呈现微束形状线性异常，东北方向展 布。重力场的分布和该地区的地质构造有很大的关系，整体方向呈NW趋势，中间重力值呈异常状态。由此推测，其深度部分可 能存在NW趋势的断裂或者存在隐伏研究状态的岩体状态。

　　3 铜矿床的成矿规律

　　3.1 铜矿床的分布情况

　　铜矿床在时间及空间分布上都较为集中，从时间上来讲多 为新生代，智利是拥有铜矿资源最多的国家，铜矿储量达到了 27.5%， 铜矿产量更是高达 31.9%。澳大利亚储铜矿量为 12.6%， 产量为 5.5%，秘鲁拥有铜矿占比达到了十分之一。美国、墨西 哥，俄罗斯紧随其后， 其中，美国和墨西哥铜矿储量占比皆达 5% 以上，中国铜矿储量虽然只有 4.4%，但铜矿产量达到了 9.2%， 如图2所示。除了最大的智利丘基卡马塔露天铜矿山之外，中非地区也 有很多产铜矿地带，例如赞比亚、中非等也是大的铜矿产出地。 在所有铜矿床中，斑岩铜矿的占比达到了 50% 以上，是铜矿床 类别中最主要、数量最多的一种。斑岩铜矿主要的成矿带有三 个， 阿尔卑斯喜马拉雅成矿带、中亚蒙古成矿带以及环太平洋成 矿带。矽卡岩型铜矿床也是铜矿床中占比较大的一种， 超过四分 之一，主要分布在河流下游地区，在盐酸盐岩地层发现的较多， 它的规模可大可小，品位比斑岩铜矿要高，但有时在矽卡岩型 铜矿床的附近也会发现斑岩铜矿。层状性铜矿床大约占铜矿床 的 10%，这种铜矿床一般是由沉积岩经过数百年的变质形成，常 常在盆地出现， 此外这种铜矿常常有其他种类金属的伴生， 例如 铅、银等金属，并且还会拥有放射性元素。火山岩型铜矿或块状 硫化物矿床一般会占铜矿床的 5%左右，它的分布绝大多数是在 火山岩地层接触的部位，分为海上火山岩型铜矿和陆地火山岩 型铜矿。

　　3.2 铜矿床的形成原因

　　斑岩铜矿床的形成是由于洋壳在俯冲的过程中会出现一个 部分熔融的情况，而这些岩浆正常情况下会直接穿过地壳造成 火山喷发，形成火山岩。但是如果遇到了挤压环境，这些岩浆就 会形成一个浅部岩浆房， 浅部岩浆房难以喷发， 这样一来就会在 地面下形成结晶。地壳中的铜会通过硫化过程逐步聚集到一个范围较小的， 紧接着再从岩浆中转移到流体系统， 最后才在地壳 中经过沉淀形成铜矿 [2]。矽卡岩型铜矿床一般和斑岩铜矿的分布 地点有很大程度上的重合，但矽卡岩型铜矿床的形成主要依赖 于矽卡岩这类含有盐酸盐物质的岩石，这类岩石中含有丰富的 金属矿物质，而矽卡岩型铜矿床就是侵入体通过与矽卡岩这种 含有盐酸盐物质较多的矿石中的铜元素慢慢融合，最终形成铜 矿床。它的形成原因可能是区域变化，可能是火山沉积，也可能 是喷流沉积，由此可见，它的形成是不是单一的地质作用，而是 由多种地质作用引起的。层状铜矿床通常存在于各大盆地， 因为 它对地层的要求较高， 因此这些地层中的有机质较为丰富， 而在 含矿地层的上方通常会覆盖较厚的沉积地层，这些沉积地层在 一定程度上可以阻止矿热液的流失。层状铜矿的矿体较薄， 分为 很多层。盆地内的热液活动，会在一定程度上造成热液蚀变。热 液蚀变带有铜元素的矿物就会形成层状铜矿床。综上所述， 铜矿 床是地壳中长期演化的产物。

　　3.3 铜矿床的成矿规律

　　不同种类的铜矿床成矿地点及时间各不相同。斑岩铜矿床多 形成在新生代和中生代，易形成于褶皱区域即版块活动边缘，板 块运动较为激烈但未发生火山喷发和火山岩的地区或内陆造山 地带。矽卡岩型铜矿床主要在中生代时期形成，由于其形成的独 特物质要求，所以存在于盐酸盐矿石含量较多的地区，常见于河 流中下游。层状铜矿床形成于前寒武纪时期，成矿于盆地，且拥 有层状铜矿床的盆地底部常存在红层岩系，上部覆盖海相沉积， 这样特殊的结构才能为层状铜矿床的产生提供充足的空间 [3]。火 山岩型铜矿或块状硫化物矿床大多数形成于新生代和古生代， 常 见于火山熔岩的附近或上覆沉积岩层表面， 这种铜矿床的形成一 般是成群出现的 [4]。铜矿床的形成与其需要的地质和物质息息相 关，发现铜矿床的形成条件是探究铜矿床成矿规律的必要条件。

　　4 结语

　　本文通过对铜矿床的地质分析及其形成特点总结了铜矿床 的成矿规律，概括了不同种类的铜矿床所形成的时间及空间规 律。由于本文篇幅原因， 无法把每一个种类的铜矿床的成矿规律 都总结到，仅挑选目前占比较大的四类主要铜矿床进行研究与 总结， 在对铜矿床的整体地质、地球物理特征及成矿规律的研究 上略有片面。在今后铜矿床的开发上， 可以借助其分布情况形成 原因， 通过其成矿规律更加快速准确地找到铜矿床， 也可以通过 它的成矿规律研究其更好的开采方式，帮助铜矿床更好地进行 开发。

　　参考文献

　　[1] 江伟华 , 卿芸 , 阎浩 . 津巴布韦德特地区某铜矿床地球物理特征及找矿方向 [J]. 现代矿业 ,2020.36(06):44-45.

　　[2] 罗安华 , 李福 , 刘慧鹏 , 等 . 羊拉铜矿江边矿段地球物理特征及找矿方向 [J]. 科 学技术与工程 ,2019.19(13):33-40.

　　[3] 康鹏 , 彭新发 , 王小明 , 等 . 新疆哈密大草滩地区地质地球物理特征及铜矿远 景区划分 [J].矿产勘查 ,2019.10(05):1136-1140.

　　[4] 刘建伟 , 彭新发 , 王涛 , 等 . 青海德尔尼铜矿地质特征及外围靶区优选 [J]. 矿产 勘查 ,2019.10(05):1113-1118.

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