(冶金行业)铁氧化物新类型铁氧化物铜金铀稀土矿床

1、新类型：铁氧化物-铜-金（-铀）-稀土矿床王绍伟, 2004, 资源网国土资源情报（2） 一、前言 热液铁氧化物-铜-金（-铀）-稀土及有关矿床（英文多写为Iron oxide Copper Gold Deposits，即IOCG矿床），是一组近年认识并颇受矿业界、勘查界和学术界重视的矿床，此类矿床又曾被称为奥林匹克坝矿床。IOCG矿床组成一个广泛的没有很好界定的与一些构造岩浆环境有关的矿床群。如同其名称所表明的那样，它们主要是因为作为黄铜矿斑铜矿伴生矿物的热液磁铁矿和（或）赤铁矿（镜铁矿）含量高而归为一组的。除铜、铁和副产金外，这类矿床也可含较明显数量的钴、铀、稀土、钼、锌、银和其他元素。 据2000年11月加拿大温哥华举行的一次关于此型矿床的国际性专题讨论会材料，当时全球此类矿床已年产超过80万吨的铜和70万盎司（近22t）的金，还生产大量的铁矿石、磷灰石、铀和稀土元素等。世界上不少地区有其分布，具有重要的经济价值和理论意义，值得我们注意和重视。2000年12月在澳大利亚帕斯召开了关于此型矿床的专门国际会议，并出版包括24篇文章的会议文集。最近几年国外专业期刊刊出有关此型矿床的论文

2、也明显增多。 1975年澳大利亚南部发现特大型独特的元古宙奥林匹克坝铜-铀-金-银-稀土矿床，且不久就查明其总资源有矿石20亿吨，平均含铜1.6%，金0.6g/t，银3.5g/t，U3O8 0.6kg / t，铁约26%，有稀土元素1000万吨，并含硼、氟、磷、钴等。该矿床的重要意义引起了世界勘查界和有关研究机构的强烈兴趣。早年公众对该矿床了解不多。到1983年，由于地下勘探开发，取得了许多实际资料，认为是富铁氧化物的热液角砾岩杂岩中产出的矿床，并认为是代表一种独特矿床类型。接着开始找类似矿床热潮。到80年代中至晚期，研究人员和勘查地质人员开始认识到奥林匹克坝矿床与世界其他一些矿床在成矿方面有大体类似之处。1992年N.W. Hitzman等人的“元古宙铁氧化物Cu-U-Au-REE矿床地质特征与构造位置”一文专门叙述了这一情况8。奥林匹克坝矿床2001年矿山产铜量达20.05万吨，金3.53t，银28.4t，U3O8 4 400t，且在研究拟扩至年产35万吨铜，实际有可能年产60万吨铜。 90年代以来，此类矿床已成为勘查的一种重要目标。80和90年代的勘查导致发现了现已在生产的2个重

3、要矿床?智利中生代的坎德拉里亚（La Candelaria，或译“圣烛节”）和澳大利亚元古宙的欧内斯特亨里（Ernest Henry）；以及若干在开发的重要矿床，如巴西的太古宙萨洛博和索塞戈。现已有太古宙（巴西）、元古宙（澳大利亚、加拿大、美国、瑞典、南非、赞比亚）的，也有显生宙（智利北部和秘鲁南部的南美海岸科迪勒拉带侏罗白垩纪）的此型矿床。矿床一般规模大，品位较高。目前虽然关于此类矿床的知识增多，对其兴趣和勘查增多，但对其成因和归类仍有不同意见。对此类矿床的勘查目标，目前也尚难以预测其是否有开采价值，甚至是否无矿。 二、矿床特征 （一）一般特征 N.W.Hitzman指出，此类矿床可能是一系列矿床，从与典型的斑岩铜矿床相近，至磁铁矿-磷灰石和铁氧化物铜金系统。据认为，形成一个铁氧化物铜金系统的关键因素是还需有非岩浆的、氧化性的、咸的和较富铜的溶液流入。不过多数研究者倾向于认为岩浆热液起了主要作用。除上述典型铁氧化物铜金矿床外，这一系统的矿床也可包括瑞典基律纳铁-磷灰石矿床，我国白云鄂博铁-稀土-氟矿床，以及智利Manto（平卧矿体）型的Mantos Blancos铁-铜-银（无金）矿

4、床。南非的帕拉博腊碳酸岩容矿的Loolekop磁铁矿-铜硫化物-磷酸盐-稀土矿床也被认为是产在其来源岩浆岩中的此型矿床的一个端员。此型矿床已在有明显的早元古宙至中元古宙花岗岩岩浆作用的地体（克拉通）中被广泛认知。大多数研究者倾向于认为此型矿床与岩浆有关，但一般还未见到此型的大的含铜矿床（1-20亿吨矿石的）与一个足以产生所含的巨大角砾岩和（或）热液系统的规模的侵入体有直接的明确的空间和（或）时间关系。换言之，如果所认知的此型矿床确是岩浆-热液的，那么它需归为远源矿床。虽其成因仍有些争议，但大多数作者认为此型矿床是后生的，多为角砾岩含矿的矿化，与分布广的多为非造山的岩浆侵入作用有明显的伴生关系，但几乎没有一处矿体位于认为是与矿化同时和同成因的大的侵入体中。在中安第斯海岸科迪勒拉带，此型矿床看来与大体为闪长岩成分的深成岩体和某些强烈钠长石化的小侵入体有广泛伴生关系。一些较大的复合型（由热液角砾岩、脉、平卧交代矿体及矽卡岩等型式组合而成）矿床，产在离出露的深成侵入体（包括早期闪长岩相）达2km的地方，但也缺乏与具体侵入体的明确的成因关系。该带大多数此型主要脉矿床则含在深成侵入体（多为闪长岩成

5、分，也有辉长闪长岩成分）中。 （二）成矿时代与构造环境 已知此型矿床见于太古宙至上新世的岩石中。其中以形成于早元古宙至中元古宙（年龄大多在19亿至14亿年）的矿床较多，它们也是最早研究和确定的此型矿床。后来又发现和确定有显生宙和太古宙的此型矿床。如巴西卡拉雅斯区域此型矿床的形成时代，据最近对萨洛博矿床的研究，应属太古宙。萨洛博Au-Cu（Au-Mo-Ag）矿床产在亚马逊克拉通东南部，赋存于太古宙萨洛博群变质的大陆环境形成的火山-沉积岩系中。铜矿化由斑铜矿-辉铜矿和斑铜矿-黄铜矿组成（与磁铁矿一起浸染），原生矿化（主要为同生，并伴有含铀、钍流体）的年代为27.5亿年。在约25亿年前，该区构造活化，有走滑系统发育和老萨洛博型花岗岩侵入，以及富硼、铀、钍流体交代作用和黄铜矿及辉钼矿再淀积（后生矿化）。约21亿年前发生低级变质作用和有关的热液蚀变，促进了晚期磁铁矿淀积。在18亿19亿年前有非造山的年轻萨洛博花岗岩侵入活动。又据最近研究结果，认为萨洛博矿床矿化主要形成于25.760.08亿年前，可能与老萨洛博花岗岩有关。关于该矿床的成因模式，看法尚不尽相同。目前较多认为属于铁氧化物-铜-金-铀-

6、稀土模式，曾有认为系混合成因的（原生铜矿矿化是火山成因喷气来源，金和钼矿化为后生成因），有认为与变质热液流体有关的，也有个别人认为是斑岩铜矿的。 智利北部-秘鲁南部的海岸科迪勒拉带地区此型矿床主要是在中-晚侏罗世（约1.7-1.5亿年）和早白垩世（约1.3-1.1亿年）生成的，已知尤以早白垩世占多数。也有少数晚白垩世至第三纪（古新世）的例子，但一般规模不大。该区此型矿床成矿期有向东迁移（变年轻）现象，空间上与深成侵入带有关。 此型元古宙矿床均与酸性火成岩（主要为A型至橄榄玄粗岩质克拉通内花岗岩类）有关，有或无双模火山作用。通常在太古宙克拉通边缘部和（或）接近岩石圈边界（仍属克拉通内环境），由碰撞构造演化来的拉伸裂谷作用环境中。某些显生宙矿床是在俯冲带上的大陆边缘发现的。此型矿床可由盆地卤水至火成生成物或变质流体形成。矿床可与造山盆地衰微瓦解有关（如澳大利亚东北部克隆卡里区，加拿大格伦维尔区和南部非洲的卢菲拉造山带），或与非造山岩浆作用有关（如澳大利亚奥林匹克坝矿床所在的高勒克拉通，美国密苏里州东南部），或者与和俯冲带有关的大陆边缘的拉伸环境有关（如智利北部-秘鲁南部中生代岩带）。 在区

7、域规模上，矿床一般接近或沿地壳规模断层、剪切带或由航空磁测确定的区域线性构造分布。在矿床规模上，常有断层和剪切带或地质接触带控制，所以认为此型矿床是一类由构造控制的后生矿床。如中安第斯海岸科迪勒拉带此型矿床是在区域性拉伸（拉张）和张扭时形成的，位于不同走向的韧性至脆性断层（有正断层、走滑断层等，多为陡倾）或裂隙中。 （三）矿床规模 矿床矿量规模多在0.15亿10亿吨，铜品位在1%上下。较大的矿床一般矿量大（1亿吨），铜品位0.8-2.0%，金0.2-0.8g/t。中安第斯海岸科迪勒拉带此型单个脉型矿床的规模小，一般矿石量约为100-300万吨，铜品位1-3%，主要脉长1-5km，宽2-30m，沿倾斜可采至500-700m。有的脉型矿床集中的脉矿区的面积可较大。 （四）矿物和金属组合 矿床的不透明矿物以铁氧化物为主，有丰富至少量的磁铁矿和（或）赤铁矿（镜铁矿），有少量的黄铜矿斑铜矿辉铜矿磁黄铁矿黄铁矿。铜矿物是较低硫的铜矿物，通常是黄铜矿、斑铜矿和（或）辉铜矿。铜矿物含量低（常0.9?），Cu/Au比值变化范围有限10000-15000）。有些矿床有金属分带现象。早期的矿物共生组合大部是

8、以铁氧化物为主，接着是铜的硫化物和金为主的晚期组合，但也有例外。矿化的性质通常也有变化。早期为浸染型，后期则以裂隙与剪切带控制为多。早期铁氧化物和硅酸盐矿物的淀积温度约达600，铜金矿化为200-500。矿液盐度高（可高达50%NaCl当量），矿液通常以酸性、氧化性为主。 （五）矿化的一些特点 大多数人认为矿化是后生的，大部与变形有关。矿体产于脉和角砾岩中，也有在易起反应的围岩中呈交代体的（包括平卧状交代体）。大的矿床多为由角砾岩体、脉和（或）交代体等矿化型式组合成的复合型矿床。矿体多陡倾，筒状，甚至环状，呈陡倾至近直立的角砾化围岩筒状体。已知大多数大矿床（至少部分地）由角砾岩组成（角砾岩容矿），特别是在矿床中部。已知元古宙此型矿床的角砾岩体规模在1-20km2。矿化形成深度可从1km左右至6km左右。浅部属脆性变形（如奥林匹克坝矿床），深部为韧性变形（如澳大利亚奥斯博恩矿床）。总的趋势是随着深度加大，铁氧化物由赤铁矿为主，变为磁铁矿为主。其他含铁矿物也有变化，从浅部碳酸盐相（如铁白云石）经阳起石变至深部的铁闪石甚至铁橄榄石（如巴西萨洛博矿床）。 （六）围岩成分 矿床的围岩成分可以不同

9、。有较老的变火山岩、变沉积岩（如澳大利亚欧内斯特亨里矿床），也有颇老的片麻岩、花岗岩或变火山岩（绿岩）系（如巴西卡拉雅斯地区几个矿床），还有大体同时的非造山花岗岩类岩石（如奥林匹克坝矿床）等。在中安第斯海岸科迪勒拉带，此型大的复合型矿床的围岩为侏罗纪至早白垩世的火山-沉积岩系，其中有碎块状火山岩和火山碎屑岩，沉积岩中有时亦见有碳酸盐岩；单纯的脉型矿区的围岩多为侏罗纪至早白垩世闪长岩成分及辉长闪长岩成分的侵入岩。 （七）围岩蚀变 矿化的围岩蚀变多为弥漫型的、强烈的、原有矿物结构破坏的碱金属和铁质（交代）蚀变作用。碳酸盐蚀变一般不重要。典型的是富钾近源蚀变。蚀变组合可随形成深度而变化，由浅部的绢云母蚀变，变成深部的钾长石至斜长石蚀变。在中安第斯海岸科迪勒拉带与大的复合型矿床有关的蚀变一般比较复杂，某些矿床有广泛分布的早期钠质或钠钙质蚀变，特征的是有钠长石，含或不含阳起石，但有的矿床无此种蚀变。在坎德拉里亚-Punta del Cobre，就在铜进入前，有弥漫型黑云母-石英-磁铁矿钾长石蚀变发生。有些矿床最浅部主要有钠长石、绿泥石和方解石。在Mina Justa，高品位矿化与阳起石单斜辉石和磷灰石，并与钾长石-绿泥石-阳起石蚀变紧密伴生。在Manto verde，与脉角砾岩铜矿化紧密伴生的除钾长石和绿泥石外有绢云母，黑云母少见。在Raul-Condestable，钾蚀变不明显，早期纳长石、方柱石和一些钙质角闪石之后是铁氧化物、绿泥石和绢云母。海岸科迪勒拉带此型富磁铁矿脉型矿床，一般有一窄的蚀变晕，含下列一种或一种以上矿物：阳起石，黑云母，钠长石，钾长石，绿帘石，石英，绿泥石，绢云母和方柱石，而富赤铁矿脉趋于含绢云母和（或）绿泥石，含或不含钾长石或钠长石。有些此

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