1、斑巖型及矽卡巖型銅礦床斑巖型及矽卡巖型銅礦床地質地質- -地球化學找礦模型的構建地球化學找礦模型的構建以江西城門山銅礦床為例以江西城門山銅礦床為例 一、建?；舅悸芬?、建?；舅悸? 1 總體思路總體思路以前人工作（文獻資料和數據）為基礎；以前人工作（文獻資料和數據）為基礎；以現代成礦、成暈理論為指導；以現代成礦、成暈理論為指導；圍繞成礦地質條件，分析控制成礦地質因素；圍繞成礦地質條件，分析控制成礦地質因素；通過對比研究，表達地質因素為地球化學找礦通過對比研究，表達地質因素為地球化學找礦標志：標志：成礦模式成礦模式地質找礦模型地質找礦模型地球化學找礦模型地球化學找礦模型2 2 關于復合型銅礦床

2、關于復合型銅礦床（1 1）礦床學有關矽卡巖型、斑巖型礦床概念；）礦床學有關矽卡巖型、斑巖型礦床概念；（2 2）城門山銅礦床矽卡巖型與斑巖型礦體形）城門山銅礦床矽卡巖型與斑巖型礦體形成于同一巖漿活動，是同一成礦演化過程，只是成成于同一巖漿活動，是同一成礦演化過程，只是成礦期次、成礦控制因素和圍巖條件等不同；礦期次、成礦控制因素和圍巖條件等不同；（3 3）從勘查目的出發，為便于探討礦床地球）從勘查目的出發，為便于探討礦床地球化學異常特征、建立地球化學找礦模型，以獨立礦化學異常特征、建立地球化學找礦模型，以獨立礦床進行研究。床進行研究。二、成礦特征與成礦模式研究二、成礦特征與成礦模式研究 城門山城門

3、山“多位一體多位一體”（矽卡巖型、斑巖型、似（矽卡巖型、斑巖型、似層狀塊狀硫化物型）銅多金屬礦床位于揚子陸塊北層狀塊狀硫化物型）銅多金屬礦床位于揚子陸塊北東緣、長江中下游成礦帶之九瑞礦集區（圖東緣、長江中下游成礦帶之九瑞礦集區（圖1 1）。）。1 1 成礦地質特征：成礦地質特征： 燕山期中酸性小巖體侵入在中燕山期中酸性小巖體侵入在中- -古生代的碳酸古生代的碳酸鹽巖地層中；鹽巖地層中； 北西向構造北西向構造- -巖漿帶。巖漿帶。圖圖1 1 長江中下游成礦帶礦集區分布示意圖長江中下游成礦帶礦集區分布示意圖花崗閃長斑巖與灰巖的接觸帶形成矽卡型銅花崗閃長斑巖與灰巖的接觸帶形成矽卡型銅多金屬礦體；多金

4、屬礦體；石英斑巖花崗閃長斑巖的巖體中形成斑巖型石英斑巖花崗閃長斑巖的巖體中形成斑巖型銅鉬礦體；銅鉬礦體；中石炭統黃龍組灰巖與上泥盆統五通組砂巖中石炭統黃龍組灰巖與上泥盆統五通組砂巖層面上形成了似層狀塊狀硫化物型礦體（圖層面上形成了似層狀塊狀硫化物型礦體（圖2 2）；）；整體特征：整體特征：“ ”“ ”型（油條燒餅型）特型（油條燒餅型）特大型銅多金屬礦床。大型銅多金屬礦床。T1d下三疊大冶組下三疊大冶組P1q下二疊棲霞組下二疊棲霞組Qp 石英斑巖石英斑巖SiLs硅化灰巖硅化灰巖P1m下二疊茅口組下二疊茅口組D3w上泥盆五通組上泥盆五通組gdp 花崗閃長斑巖花崗閃長斑巖SK矽卡巖矽卡巖P2長興龍潭

5、組長興龍潭組S3s上志留紗帽組上志留紗帽組Fel褐鐵礦褐鐵礦Bf構造角礫巖構造角礫巖2 2 礦床成因礦床成因 （1 1）海底熱液噴流沉積成礦系統海底熱液噴流沉積成礦系統: : 石炭紀時石炭紀時形成的區域性的層狀形成的區域性的層狀S S、FeFe、CuCu、AuAu等礦體或礦坯等礦體或礦坯層；層； （2 2）巖漿熱液成礦系統：燕山期強烈的殼）巖漿熱液成礦系統：燕山期強烈的殼- -幔幔作用作用, ,多重巖漿侵位，大規模的夕卡巖型和斑巖型銅、多重巖漿侵位，大規模的夕卡巖型和斑巖型銅、鐵、硫、金礦石的堆積。鐵、硫、金礦石的堆積。海底熱液噴流沉積成礦系統：海底熱液噴流沉積成礦系統：來自野外、礦石和地球化

6、學的證據（該部分來自野外、礦石和地球化學的證據（該部分資料來自蔣少涌資料來自蔣少涌20082008學術交流文件）學術交流文件）城門山層狀硫化物噴氣構造城門山層狀硫化物噴氣構造城門山層狀硫化物中膠城門山層狀硫化物中膠狀黃鐵礦狀黃鐵礦( (反射光反射光5050）城門山層狀硫化物中膠狀城門山層狀硫化物中膠狀黃鐵礦殘留黃鐵礦殘留( (反射光反射光5050）城門山層狀硫化物中球城門山層狀硫化物中球狀黃鐵礦殘留狀黃鐵礦殘留( (反射光反射光5050）城門山層狀硫化物中球城門山層狀硫化物中球狀黃鐵礦殘留狀黃鐵礦殘留( (反射光反射光5050）SrRbBaTh TaNbCe Zr HfSmTi Y YbSc

7、Cr1E-41E-30.010.1110Sample/MORB層狀礦體膠黃鐵礦礦石層狀礦體膠黃鐵礦礦石SrRbBaTh TaNbCe Zr HfSmTi Y YbSc Cr1E-41E-30.010.1110Sample/MORB矽卡巖礦石矽卡巖礦石微量元素特征微量元素特征La Ce Pr NdSmEuGdTb DyHo Er TmYb Lu1E-30.010.1110矽卡巖中黃鐵礦矽卡巖中黃鐵礦 WS-14 WS-18-1 WS-18-2 WS-1 WS-7脈狀礦體脈狀礦體黃鐵礦黃鐵礦La Ce Pr NdSmEuGdTb DyHo Er TmYb Lu1E-30.010.1110 WS-3

8、4-1 WS-34-2 E12-1-7-1 E12-1-8 E12-1-7-2膠黃鐵礦石膠黃鐵礦石REE特征特征巖漿熱液成礦系統：巖漿熱液成礦系統：來自同位素年代學和礦床學的證據來自同位素年代學和礦床學的證據ss封山洞: Re-Os 1442 Ma武山Re-Os 146.42.6 Ma城門山Re-Os: 1372 Ma;1422 Ma成礦年齡成礦年齡 ( (據李進文等、吳良士等據李進文等、吳良士等) )與巖漿活動有關的成礦作用與巖漿活動有關的成礦作用3 3 城門山礦床成礦模式城門山礦床成礦模式 （1 1）可能存在）可能存在海底熱液噴流沉積成礦系統；海底熱液噴流沉積成礦系統； （2 2）以燕山期

9、巖漿熱液成礦系統為主，噴流）以燕山期巖漿熱液成礦系統為主，噴流沉積成礦作用之上疊加的巖漿熱液成礦作用對期進沉積成礦作用之上疊加的巖漿熱液成礦作用對期進行了深刻的改造。行了深刻的改造。Two-stage model of MSD in South China城門山城門山“三位一體三位一體”銅多金屬成礦模式銅多金屬成礦模式( (據贛西北隊資料修改據贛西北隊資料修改) ) 斑巖銅鉬礦斑巖銅鉬礦矽卡巖銅矽卡巖銅礦礦似層狀含似層狀含銅黃鐵礦銅黃鐵礦1 1 圍繞中酸性斑巖體圍繞中酸性斑巖體銅多金屬礦床形成必不可少的條件，也是重要銅多金屬礦床形成必不可少的條件，也是重要的找礦標志之一；巖體呈巖株狀產出，平面

10、上呈不的找礦標志之一；巖體呈巖株狀產出，平面上呈不規則的橢圓形，剖面上呈筒狀；淺成超淺成侵位；規則的橢圓形，剖面上呈筒狀；淺成超淺成侵位；巖體規模巖體規模0.50.51.0Km1.0Km2 2；巖石類型以花崗閃長斑巖；巖石類型以花崗閃長斑巖對銅成礦最為有利。對銅成礦最為有利。 三、三、地質找礦模型地質找礦模型 2 2 中酸性侵入小巖體接觸帶附近中酸性侵入小巖體接觸帶附近圍巖為碳酸鹽類巖石圍巖為碳酸鹽類巖石( (下二疊統茅口組與上二下二疊統茅口組與上二疊統長興組、上二疊統長興組與下三疊大冶組等不疊統長興組、上二疊統長興組與下三疊大冶組等不同巖性差異面同巖性差異面) )，在接觸帶及巖體內圍巖捕虜體

11、形，在接觸帶及巖體內圍巖捕虜體形成矽卡巖型礦體；成矽卡巖型礦體；圍巖為碎屑巖時注意尋找斑巖型礦床及圍巖中圍巖為碎屑巖時注意尋找斑巖型礦床及圍巖中細脈侵染型及脈狀型礦體；細脈侵染型及脈狀型礦體；五通組碎屑巖與黃龍組碳酸鹽巖之層間界面是五通組碎屑巖與黃龍組碳酸鹽巖之層間界面是似層狀含銅塊狀硫化物礦體賦存的重要層位似層狀含銅塊狀硫化物礦體賦存的重要層位 3 3 圍巖矽卡巖化、硅化及大理巖化圍巖矽卡巖化、硅化及大理巖化找礦重要標志之一。找礦重要標志之一。矽卡巖化形成早于金屬礦化，兩者關系最突出的矽卡巖化形成早于金屬礦化，兩者關系最突出的特征是礦化疊加在矽卡巖體上，矽卡巖體基本上就是特征是礦化疊加在矽卡

12、巖體上，矽卡巖體基本上就是礦體；礦體；成礦階段的蝕變主要是硅化，共同組成了成礦作成礦階段的蝕變主要是硅化，共同組成了成礦作用中最為重要的石英硫化物階段；用中最為重要的石英硫化物階段；大理巖化分布范圍較大，利用大理巖化可預測隱大理巖化分布范圍較大，利用大理巖化可預測隱伏巖體。伏巖體。 4 4 鐵帽鐵帽硫化物礦床的直接找礦標志，雖然原生礦物在表硫化物礦床的直接找礦標志，雖然原生礦物在表生氧化作用下發生了強烈的變化，但仍可找到原生硫生氧化作用下發生了強烈的變化，但仍可找到原生硫化物的殘留及銅等次生礦物，鐵帽中化物的殘留及銅等次生礦物，鐵帽中CuCu、PbPb、ZnZn、AuAu等元素含量較高，利用鐵

13、帽殘留原生礦物、次生礦物等元素含量較高，利用鐵帽殘留原生礦物、次生礦物及元素組合來判斷原生礦床種類。及元素組合來判斷原生礦床種類。5 5 銅草（海洲香糯）銅草（海洲香糯）銅礦床（礦化）重要的植物標志，尤其在含硅質銅礦床（礦化）重要的植物標志，尤其在含硅質巖或燧石結核碎石的殘坡積層中常見，以成片生長和巖或燧石結核碎石的殘坡積層中常見，以成片生長和紫色牙刷形花序為特征而被發現和識別。紫色牙刷形花序為特征而被發現和識別。1 巖石原生暈地球化學標志巖石原生暈地球化學標志 成礦指示元素：從巖石原生暈測量結果表明，成礦指示元素：從巖石原生暈測量結果表明，在成礦成暈過程中，礦床及其周圍具有在成礦成暈過程中，

14、礦床及其周圍具有CuCu、PbPb、ZnZn、AuAu、AgAg、MoMo、W W、SnSn、BiBi、AsAs、MnMn、CoCo、NiNi、HgHg、F F等元素的原生暈異常，這些元素可以作為尋找該類等元素的原生暈異常，這些元素可以作為尋找該類礦床的指示元素礦床的指示元素; ;其中最主要的指示元素為其中最主要的指示元素為CuCu、PbPb、ZnZn、AuAu、AgAg、MoMo，它們代表了礦床主要成礦元素和，它們代表了礦床主要成礦元素和伴生元素組合特征。伴生元素組合特征。AgMoCuMnZnPb城門山礦區基巖風化面元素地球化學圖城門山礦區基巖風化面元素地球化學圖CuPbZnAgMoMn2

15、2 原生暈分帶原生暈分帶 銅礦體：銅礦體：PbPb、ZnZn、AsAs、MnMn（HgHg）為前緣暈；）為前緣暈；CuCu、AuAu、AgAg為礦中暈；為礦中暈；MoMo、W W、SnSn為礦尾暈；為礦尾暈； 鉬礦體：鉬礦體：MoMo、W W（SnSn）元素以深部斑巖體為中心，）元素以深部斑巖體為中心，往上往外，元素的組合為往上往外，元素的組合為CuCu、AuAu、AgPbAgPb、ZnZn、AsAs、MnMn（HgHg）；）； 賦存于五通組和黃龍組不整合面上的塊狀含銅黃鐵賦存于五通組和黃龍組不整合面上的塊狀含銅黃鐵礦：以花崗閃長斑巖體位中心，礦：以花崗閃長斑巖體位中心，CuCu、AuAu元素

16、向東西兩元素向東西兩側對稱分布為：側對稱分布為：AgAg、AuAu（CuCu）PbPb、ZnZn、AsAs（HgHg）元）元素組合。素組合。+14米中段-106米中段-226米中段-346米中段0.2%0.05%0.01%-46米中段-166米中段-286米中段-406米中段城門山銅礦各水平中段城門山銅礦各水平中段CuCu元素地質地球化學元素地質地球化學圖圖+14米中段-46米中段-106米中段-166米中段-226米中段-286米中段-346米中段-406米中段0.04%0.01%0.002%城門山銅礦各水平中段城門山銅礦各水平中段MoMo元素地質地球化學圖元素地質地球化學圖從上到下不同中段

17、從上到下不同中段CuCu、MoMo元素異常地球化學圖元素異常地球化學圖上，結合前人鉆孔原生暈資料分析：上，結合前人鉆孔原生暈資料分析：（1 1）礦床上部）礦床上部ZnZn、PbPb、AgAg、CuCu等元素異常發等元素異常發育，異常寬度大，含量高；育，異常寬度大，含量高；（2 2）而在礦床的下部）而在礦床的下部MoMo元素異常相對較大，元素異常相對較大，強度高，強度高，ZnZn、PbPb、AgAg、CuCu等元素異常厚度較小，含等元素異常厚度較小，含量低，甚至無異常存在。量低，甚至無異常存在。三維空間坐標系三維空間坐標系三維地形三維地形三維地質體三維地質體三維圖層三維圖層 CuCu元素三維空間

18、分布形態元素三維空間分布形態 Cu Cu元素的高含量元素的高含量( (0.20.2) )主要分布在淺主要分布在淺部，形成部，形成“銅帽銅帽” MoMo元素三維空間分布形態元素三維空間分布形態 Mo Mo元素的高含量元素的高含量( (0.040.04) )主要分主要分布在深部，形成布在深部，形成“鉬核鉬核”4 4 基于巖石原生暈的找礦地球化學模型基于巖石原生暈的找礦地球化學模型 礦床和礦體異常的元素組合分帶特征，是評價礦床和礦體異常的元素組合分帶特征，是評價和預測礦床（礦體）剝蝕程度、礦化類型的重要地和預測礦床（礦體）剝蝕程度、礦化類型的重要地球化學標志，因而是構建礦床球化學標志，因而是構建礦床找礦地球化學模型找礦地球化學模型的的重要因素。重要因素。 由于成礦地質條件直接約束礦床成因，因此不由于成礦地質條件直接約束礦床成因，因此不同成礦地質條件下形成的礦床異常元素組分分帶規同成礦地質條件下形成的礦床異常元素組分分帶規律性和發育程度將表現出明顯差異律性和發育程度將表現出明顯差異這是成礦地這是成礦地質條件能夠用地球化學評價指標表達的實質質條件能夠用地球化學評價指標表達的實質。找礦地球化學模型：找礦地球化學模型： （1 1）城門山銅礦明顯受巖體、接觸帶構造控）城門山銅礦明顯受巖體、接觸帶構造控制，形成以礦體為中心的分帶，制，形成以礦體為中心的分帶， （2 2）AsAs、HgHg、MnMn