资源描述：
第 14 卷 第 5 期 2007 年 9 月 地学前缘 中国地质大学 北京; 北京大学 Earth Science Frontiers China University of Geosciences, Beijing; Peking University Vol. 14 No. 5 Sep. 2007 收稿日期 2007 -08 -03; 修回日期 2007 - 09 -15 基金项目 中国地质调查局项目 1212010561502, 1212010561501, 1212010711814 ;/ 十一五0国家科技支撑计划课题 2006BAB01A03 ; 国 家自然科学基金项目 40572063 作者简介 严光生 1963 , 男, 博士, 研究员, 地球化学专业, 主要从事区域地质矿产和战略部署研究。E -mail yguangsheng mail. cgs. g ov. cn 中国大陆斑岩铜矿资源潜力定量评价 严光生 1, 邱瑞照2, 连长云2, Warren J1 Nokleberg3, 曹 黎1, 陈秀法2 , 毛景文4, 肖克炎4, 李锦轶5, 肖庆辉6, 周 肃7, 王明燕7, 刘大文2, 元春华2, 7, 韩九曦2, 王靓靓2, 7, 陈 正2, 陈玉明2, 谢桂青4, 丁建华4 11 中国地质调查局, 北京 100037 21 中国地质调查局 发展研究中心, 北京 100037 31 U1 S1 Geological Survey, Menlo Park, California USA 41 中国地质科学院 矿产资源研究所, 北京 100037 51 中国地质科学院 地质研究所, 北京 100037 61 国土资源部 信息中心, 北京 100812 71 中国地质大学 北京 , 北京 100083 Yan Guangsheng1, Qiu Ruizhao2, Lian Changyun2, Warren J1 Nokleberg3, Cao Li1, Chen Xiufa2, Mao Jingwen4, Xiao Keyan4, Li Jinyi5, Xiao Qinghui6, Zhou Su7, Wang Mingyan7, Liu Dawen2, Yuan Chunhua2, 7, H an Jiuxi2, Wang Liangliang2,7, Chen Zheng2, Chen Yuming 2, Xie Guiqing4, Ding Jianhua4 11 China Geological Survey , Beij ing 100037, China 21 Develop ment and Research Center, China Geological Survey , Beijing 100037, China 31U1 S1 Geological Survey , Menlo Park, Calif ornia USA 41 Institute of Mineral Resources, Chinese A cademy of Geological Sciences, Beijing 100037, China 51 Institute of Geology , Chinese A cademy of Geological Sciences, Beijing 100037, China 61 Inf ormation Center of M inistry of Land and Resources, Beijing 100812, China 71 China University of Geosciences, Beijing 100083, China Yan Guangsheng, Qiu Ruizhao, Lian Changyun, et al 1 Quantitative assessment of the resource potential of porphyrycopper sys - tems in China. Earth Science Frontiers, 2007, 145 027 -041 Abstract Using the and principle of the / three -part0 mode of mineral resource assessment, we have studied the geological setting, and tempora- l spatial distribution rule and models of the porphyry copper depos - its in China. In our assessment we have also included 46 prospective areas. Based on the metal reserves data - base in 1999 and data from currently producing deposits, we have constructed a database of 984 deposits. We have studied grade -tonnage models according to the different types of mineralization, constructed a digital ore - finding model, and developed quantitative assessment procedures for mineral resources.The probable re - sources for each prospective area have been calculated. This provides a reference database for uating the re - source potential of porphyry copper systems in China. 28 严光生, 邱瑞照, 连长云, 等/地学前缘 Earth Science Frontiers2007, 14 5 Key words / three -part0 mode of mineral resource assessment; porphyry copper; resource potential; China 摘 要 应用美国/ 三部式0资源评价方法原理, 对中国大陆斑岩铜矿成矿地质背景、 时空分布规律、 矿床模型 等方面研究, 圈出 46 个远景区; 以中国 1999 年金属储量数据库和区划矿产地数据为基础, 建立了铜矿数据库 共 984 个, 分不同类型进行品位吨位的研究, 以此为基础构造出数字找矿模型和开发出矿产资源定量评价模 型程序, 并计算了每个远景区的概率资源量, 为评估中国斑岩铜矿资源潜力提供了参照。 关键词/ 三部式0资源评价方法; 斑岩铜矿; 资源潜力; 中国大陆 中图分类号 P618 1 41; P588112 文献标识码 A 文章编号 1005 -23212007 05 -0027 -15 矿产资源是一个国家国民经济持续、 快速发展 和工业化进程的重要保证, 因此如何尽快摸清/ 家 底0是各国地球科学家们竞相探索的重要科学问题。 我国在矿产资源潜力评价这一领域进行了许多 有益探索, 形成了以/ 地、 物、 化、 遥0综合信息为特色 的理论与方法, 取得许多重要成果 如中国主要成矿 区带矿产资源远景评价 [ 1 -7] ; 遥感图像与其他地学数 据综合图像处理技术及预测找矿[ 8]; 地球化学块体 的理论与评价方法技术 [ 9] ; 中国东西部块体内的矿 产资源评价① -②; 成矿系列理论[ 10] ; 地质异常与成矿 预测理论 [ 11] 和/ 三联式0矿产资源预测方法 [ 12] 等, 近 年来结合 GIS 进行多源地学信息系统综合成矿预 测的研究 [ 13 -16] 。同时, 我国通过 50 多年系统的地质 工作, 截至 2006 年, 已经大部分完成陆地区域地质 调查 1B5万, 1 B20 万, 1 B25 万 、 区域化探扫面 1B20 万, 1 B50 万 、 区域重力 1 B 20 万, 1 B 50 万, 1 B100万 、 航磁 1 B5 万, 1 B20 万, 1 B50 万 等基础地质工作。新一轮国土资源大调查实施以 来, 中国地质调查局已完成全国范围的大中型矿产 地、 区域重力、 航磁、 区域化探、 1B20 万、 1 B50 万和 1B250 万地质图空间数据库等, 为评价全国重要矿 产资源潜力奠定了基础。 / 三部式0 评 价 方 法 是由 美 国 学 者 Singer 1993 [ 17] 提出的区域资源潜力评价方法, 本文报道 用该方法对中国斑岩铜矿资源潜力进行的定量评价 结果。 1 / 三部式0评价方法简介 定量评价矿产资源的目的是对资源勘探工作可 能获得的结果进行预测。利用评价成果, 能够进行 勘探区划, 指导土地利用, 进行区域经济规划和估计 在不同条件下矿产的可利用性。简而言之, 主要是 预测未发现矿床。因为矿床是未发现的, 不确定性 就成为主要问题。首次对该问题进行阐述的论文是 Allais 1957 [ 18] 关于阿尔及利亚撒哈拉矿床勘探可 能得到的结果评价, 近年来, 许多文章论述了矿产资 源评价的不同方法和形式 [ 19 -21] 。美国地质调查局 USGS 从 1975 年开始使用/ 三部式0定量评价方 法, 当初目的是提供一种与经济分析相匹配的矿产 资源定量信息, 这样矿产资源价值就可以与土地和 其他所产生的价值相对比 [ 22] 。最初应用在阿拉斯 加土地分类问题中, 现在已增加概率模拟功能[ 23]。 目前使用/ 三部式0评价方法完成了美国北部、 中部和南部 5 106 km2范围内不同比例尺、 不同地 质环境和不同信息水平下的资源评价工作 1998 , 以及中亚、 东南亚地区的评价工作。/ 三部式0评价 工作方法 图 1 可概括为以下三部 1 根据矿床类 型的可能地质环境圈定可行地段; 2 估计矿床品 位 -吨位模型和金属量; 3 矿床个数估计。评价过 程中地质图是必备的, 最好还要有矿产地、 地球物理 资料和地球化学信息, 这些信息在圈定可行地段时 必须与圈定该矿床类型的地质建造结合起来。品 位 -吨位模型在定量评价和勘探规划中十分有用, 有 的学者 [ 24] 认为品位 -吨位模型与矿床数联合是将地 质专家资源评价结果转化为经济专家能够理解的基 石。在/ 三部式0评价方法中, 应使用标准的品位 -吨 位模型, 除非地区性模型明显与一般模型不一致。 矿床数估计目前是以不确定性概率形式表达的, 使 用这种估计主要应考虑矿床数与品位 -吨位的一致 性。矿床模型是在矿产资源评价中将地质、 矿产、 地 球化学、 地球物理等多元信息综合联系在一起的框 架。 ① ② 严光生, 等1 我国东部地区地球化学块体内矿产资源潜力预 测. 2002. 连长云, 等1 我国中西部地区地球化学块体内矿产资源潜力预 测. 2003. 严光生, 邱瑞照, 连长云, 等/地学前缘Earth Science Frontiers2007, 14 5 29 图 1 美国/ 三部式0资源评价方法 据 Singer, 1993[ 17] Fig1 1 Diagram showing how deposit models integrate diverse ination used in mineral resource assessments of USA[17] / 三部式0定量评价的优点在于其内在的一致 性。在/ 三部式0评价中, 可行地段的圈定 远景区 是和矿床描述性模型相一致的, 品位 -吨位模型也和 标准模型一致, 估计的矿床数也和品位 -吨位模型一 致。这样, 一致性评价是构造一致性品位 -吨位和描 述性模型的自然结果。新的矿床密度模型和其他拓 展模型必须与目前的模型相一致, 新版本的矿床模 型、 模型的定量化和对矿床数估计新方法也应和原 有评价模型一致兼容。 2 中国斑岩铜矿成矿远景区 2 11 中国斑岩铜矿特征 / 斑岩铜矿0一词最早出自 20 世纪初美国西南 部 亚利桑那州、 新墨西哥州 的斑岩铜矿带, 其原意 是指产于强烈绢云母和石英化中酸性斑岩里的细脉 浸染型铜矿。目前多数学者认为, 斑岩铜矿是指与 花岗质斑状侵入岩相关的具有 Cu、 Mo、 Pb、 Zn、 S 地 球化学晕且硅酸盐蚀变普遍发育于岩体内部由岩浆 期后热液形成的细脉浸染状和角砾状硫化物矿 床[ 25 -27], 可以包括部分夕卡岩矿体[ 25], 也可以包括 与其有密切时空和成因联系的浅成低温热液铜银金 矿床[ 27 -29]。 据统计, 全球铜矿以斑岩型为主, 占总储量的 55 13, 其次为砂页岩型铜矿 2912 、 黄铁矿型 VHM 8 18 和铜镍硫化物型 311 铜矿, 还 存在少量的铜铀金型和玄武岩型自然铜等①。目前 全球已知的 500 万吨以上的铜矿床中斑岩铜矿个数 占 63 , 储量占 64 [ 30] 。根据中国不同类型铜矿 储量和矿床数的统计 表 1 , 其中斑岩型铜矿储量 占 37121 , 接 触 交 代 型 占 22 171, 变 质 型 9 102, 海相火山气液型 811, 热液型占 715, 海 相沉 积 型 6 10 , 岩 浆 型占 5 123, 表 生 型 为 0 107。矿床个数统计 斑岩型矿床 62 个, 仅占总 矿床数 6 13 , 表现为矿床个数少而矿产资源量大; 接触交代型为 262个, 占总矿床数 26 1 62 , 表现为 矿床个数多且储量大; 热液型占总矿床数 33 133 , 但储量不大。岩浆熔离型铜镍硫化物矿个数和储量 均占总数量 5左右。中国和全球统计说明斑岩铜 矿在铜矿资源中占据重要地位。 表 1 中国铜矿资源量、 矿床数统计结果② Table 1 Statistic results of the copper resource amount and deposit number in China 矿床类型矿床数比例/ 资源量比例/ 岩浆型5. 235. 23 斑岩型6. 337. 21 接触交代型26. 6222. 71 海相火山气液型7. 728. 1 陆相火山气液型2. 131. 36 热液型33. 337. 5 海相沉积型5. 066 陆相沉积型7. 212. 13 变质型5. 759. 02 表生型0. 910. 07 由于斑岩铜矿具有巨大利用价值, 对其研究一 直是国际矿床学界的热点, 许多学者分别在岩浆氧 化状态的确定标志及其与斑岩铜矿之间的成因联 系、 硫的溶解度及硫来源、 流体中氯的分配系数及其 对成矿的重要性、 水与成矿关系、 蚀变作用和成矿岩 浆的起源以及成矿物质来源等方面进行了深入研 究 [ 31 -32] , 但对其成因一直存在较大的争论, 目前主要 存在以下几种模式 1 岩浆热液说 正岩浆模 式 [ 33] ; 2 板块构造成矿模式 洋壳重熔成矿 [ 34] ; 3 活动转移说[ 35]; 4 变质岩浆成矿说[ 36]。大多数 ① ② 王登红, 余金杰. 斑岩铜矿的勘查与评价[ C] M中国地质调查 局. 国内外斑岩型铜矿研究进展. 2002 209 - 222. 肖克炎, 等. 中国铜矿产资源潜力定量评价模型研究专题报告. 2006. 30 严光生, 邱瑞照, 连长云, 等/地学前缘 Earth Science Frontiers2007, 14 5 学者都赞同斑岩铜矿的成矿作用经历了早期的岩浆 阶段和晚期的大气降水阶段, 然而, 在搬运和沉淀成 矿元素主要与早期岩浆热液还是晚期来自围岩的流 体有关还存在很大的争论。 2 12 中国斑岩铜矿的时空分布规律 全球已知斑岩铜矿的时间和空间分布极不均 一, 主要集中分布在环太平洋构造域、 特提斯 喜马 拉雅构造域和古亚洲构造域。这三大造山带在中国 均有大面积出露, 分别是东部的环太平洋活动带、 北 方的天山 兴蒙造山带和西南部的特提斯 喜马拉 雅造山带 [ 37 -38] , 暗示中国具有非常好的发育斑岩铜 矿的构造条件。 中国斑岩铜矿在环太平洋构造域、 特提斯 喜 马拉雅构造域和古亚洲构造域均有分布, 其中以环 太平洋成矿域发育最多, 包括长江中下游成矿带、 赣 东北成矿带、 闽东南成矿带、 西秦岭成矿带、 华北地 台北缘成矿带、 延边成矿带、 乌努格土山成矿带和南 大兴安岭成矿带, 成矿时代为侏罗纪 白垩纪 [ 39 -49] 。 虽然对中国东部的中生代构造背景存在较多的争 论, 近年有研究者认为是中国大陆岩石圈/ 软流圈系 统与太平洋板块俯冲联合作用, 导致中国东部岩石 圈去根诱发了岩石圈不连续带重新活化、 软流圈上 涌和大规模的岩浆 -成矿活动[ 38, 50 -52]。 古亚洲造山带介于西伯利亚板块和华北陆块 塔里木地块 卡拉库木地块之间, 是古生代古亚洲 洋经过复杂的扩张 -闭合过程形成的十分宽阔的造 山带[ 53]。晚泥盆世 石炭纪古亚洲洋最终消失, 南 北大陆板块发生碰撞对接, 形成了阿尔泰南部到东 北多宝山等多个斑岩铜矿 [ 37] , 主要发育以下成矿 带 多伦 赤峰成矿带、 额尔齐斯 左轮 黑河成矿 带、 祁连走廊成矿带和天山北山成矿带。近年来新 疆东天山等 的斑岩铜 矿找矿取 得了重要的 进 展① [ 54] , 斑岩铜矿的成矿时代为古生代 [ 44, 48, 55 -56] 。 滨太平洋成矿带与古亚洲斑岩铜矿成矿带在我国东 北 含内蒙古东北部 叠加交汇, 成矿时代和矿床特 征兼具二者特色。 特提斯 喜马拉雅造山带是中国西部重要的斑 岩铜矿地区, 但过去地质工作相对薄弱。自从地质 大调查开展以来, 在斑岩铜矿研究方面取得了十分 喜人的成果, 如西藏冈底斯、 云南中甸地区等的斑岩 铜矿找矿取得了重要进展[ 57]。目前已有的矿床主 要集中于德格 义敦 中甸、 冈底斯和玉龙 金沙 江 红河成矿带, 另外, 还存在第三纪班公错成矿 带[ 37]。除德格 义敦 中甸成矿带形成于晚三叠 世以外[ 58 -59], 其他矿床的成矿时代主要为新生代, 主 要分为两个时间段, 冈底斯成矿带时间主要集中于 14 16 Ma [ 52, 60 -61] , 玉龙成矿集中区/ 班公错成矿带 和三江成矿带成矿时代为 35 50 Ma[ 52, 58, 62, 66]。 2 13 中国斑岩铜矿类型 中国铜矿类型可分为岩浆熔离型铜镍硫化物 矿、 斑岩型、 接触交代型、 海相火山气液型、 陆相火山 气液型、 热液型、 海相沉积型、 陆相沉积型、 受变质型 和表生型等 10 种[ 47]。其中斑岩型铜矿的类型与矿 化类型之间具有密切关系。据统计 [ 63] 图 2 , 花岗 岩、 正长岩和流纹岩中出现斑岩铜钼矿的概率明显 图 2 全球不同类型斑岩铜矿的含矿 岩体与岩石类型的关系 据 Singer 等, 2002[63] Fig1 2 Relationship between ore -bearing plutons and rock types in different type of porphyry copper deposits in globe[ 63] 大于斑岩铜金矿。对中国 28 个重要铜 钼 和钼矿 区的成矿斑岩的平均 SiO2、 分异指数和矿化类型统 计①表明, 随着 SiO2和 DI 值的增大, 矿化类型依次 更替顺序为 铜金型→铜和多金属型、 铜砷多金属型 →铜铁型→铜型→铜 钼 。我国约 17 15 的斑岩 铜矿的围岩为碳酸盐岩[ 33]。同时, 部分斑岩铜矿或 矿田内有同期或稍早期的陆相火山活动, 如江西银 山、 内蒙古乌努格吐山、 安徽沙溪等地。 ①芮宗瑶. 斑岩铜矿综述[ C] M中国地质调查局. 国内外斑岩型 铜矿研究进展. 2002 1 -44. 严光生, 邱瑞照, 连长云, 等/地学前缘Earth Science Frontiers2007, 14 5 31 根据斑岩铜矿的成矿元素含量和组合可分为不 同类型 斑岩铜矿 Cu 、 斑岩铜金矿 Cu -Au 和斑岩 铜钼矿 Cu -Mo , 一般 Au g/ t / Mo 比值大于 30 为斑岩铜金矿 Cu -Au , 小于 3 为斑岩铜钼矿 Cu -Mo 。根据中国斑岩铜矿的产出特点, 本次研 究将中国斑岩铜矿分为斑岩铜矿 Cu 、 斑岩铜金矿 Cu -Au 和斑岩铜钼矿 Cu -Mo 三类。这三种类型 矿床可以产于类似的地质环境, 发育于局部和区域 性成矿带, 不同地区不同类型的矿床发育主要与剥 蚀深度有关[ 25, 64 -65], 在形成深度上, 斑岩铜钼矿深 度最大, 而斑岩铜金矿最浅 [ 25] 。 2 14 中国大陆斑岩铜矿成矿地质背景 中国大型斑岩铜矿产出大地构造环境可分为大 陆边缘、 岛弧环境、 板内环境以及与走滑断裂和拉分 盆地有关的环境 [ 37, 66] 。综合分析中国的情况, 不难 发现中国西南造山区、 东南造山区、 西北造山区和东 北造山区的部分地区, 是我国斑岩铜矿可能蕴藏的 良好远景区。中国东北中蒙国境线中国一侧的内 蒙古东部地区、 吐哈盆地南缘、 天山中部等地是相 对比较有利的地区; 而中央造山区长期以挤压为 主, 则不利于斑岩铜矿的形成或者不利于斑岩铜 矿的保存。 通过对中国大陆已经发现的斑岩铜矿产出地区 地质构造的研究, 对这些已经发现的斑岩铜矿形成 的地质背景和成矿时期分析, 其形成时的地质构造 背景可以大体划分为如下三种类型 古生代活动陆 缘、 中生代活动大陆边缘和新生代后碰撞阶段。 2 14 1 1 古生代活动大陆边缘的斑岩铜矿 这类斑岩铜矿目前仅见于中国东北的多宝山地 区、 中国西北的天山土屋 延东和莱利斯高尔、 东准 噶尔北部的索尔库都克和卡拉先格尔等地。近年有 报道说, 西准噶尔包谷图金矿可能属于斑岩型铜金 矿床。就现今空间位置而言, 这些斑岩铜矿产区可 以划分为多宝山、 土屋 延东、 莱利斯高尔、 东准噶 尔北部和西准噶尔等成矿带。但是从这些地区的大 地构造背景和古构造格局重建等方面的研究考虑, 多宝山和土屋 延东可能属于同一成矿带, 它们的 地质构造背景为西伯利亚古板块南缘的岛弧或活动 陆缘带, 西天山莱利斯高尔、 西准噶尔包谷图和东准 噶尔北部等地, 属于哈萨克斯坦古板块边缘的活动 陆缘带, 是后期的地质作用特别是大型断裂活动, 把 它们错移到现今的构造位置。因此, 在壳 -幔岩石圈 物质结构上属于/ 老物质新结构0的特征 [ 38] 。 2 14 1 2 中生代活动大陆边缘的斑岩铜矿 中国大陆中生代的斑岩铜矿主要分布在中国东 部地区 图 3 。这类斑岩铜矿中, 以德兴斑岩铜矿 为典型代表。该矿床位于中国东南部, 产出在叠加 于扬子古陆之上的中国东部中生代中期 晚侏罗世 早期 活动陆缘岩浆带的南段, 含矿围岩主要为花岗 闪长斑岩, 其侵入时代约为 160 150 Ma。近年来, 在中国东部陆续发现了一些晚侏罗世至早白垩世的 与中生代岩浆活动有关的斑岩型矿床和矿化, 有些 学者称该时期为/ 成矿作用大爆发0时期。中国东部 斑岩铜矿的成矿地质背景有学者认为是东亚中生代 活动大陆边缘, 其形成和演化与太平洋板块向亚洲 大陆之下的俯冲有关, 但是与俯冲有关的岩浆岩带 一般不超过 100 km, 难以解释中国东部岩浆岩带为 何深入内陆 1 000 km。因此, 近年研究认为太平洋 板块俯冲可能不是唯一因素, 很可能是太平洋板块 俯冲与中国大陆岩石圈/ 软流圈系统联合作用的结 果 [ 38, 50 -52] 。 2 14 1 3 新生代后碰撞阶段的斑岩铜矿 中国大陆新生代的斑岩铜矿仅见于三江地区和 西藏的冈底斯岩浆岩带内 图 3 。近年的研究发 现, 它们的成矿时代分别是始新世早期 40 50 Ma 和中新世早期 15 Ma 左右 [ 52] 。 1 三江地区始新世的斑岩铜矿成矿的地质背 景。三江地区的斑岩铜矿主要分布在三江地区的东 部, 即西南造山区与扬子古陆的结合部位。已知的 矿床有昌达沟斑岩铜矿、 玉龙斑岩铜矿、 扎那尕斑岩 铜矿、 多霞松多斑岩铜矿、 马拉松多斑岩铜矿、 雪鸡 坪斑岩铜矿、 西范坪斑岩铜矿、 马厂箐斑岩铜矿和六 方斑岩铜矿等。这些矿床产出的地区, 主体是三叠 纪的岛弧为主的造山带, 但是与斑岩铜矿形成相关 的岩浆活动, 则主要是 40 50 Ma 前后的始新世早 期的岩浆活动。目前资料表明, 三江地区毗邻的扬 子古陆边缘具有被动陆缘的特征, 表明扬子古陆与 西南造山区之间的洋盆在关闭过程中是向现今造山 区一侧俯冲的, 而该洋盆是古特提斯洋的一部分。 但是在西南造山区形成过程中特提斯洋的收缩与关 闭是通过向欧亚板块之下俯冲完成的, 即在三江地 区, 从三叠纪到新生代初, 经历了两个洋盆的演化, 与这两个古洋盆演化有关的古俯冲带方向是相反 的。因此, 三江地区斑岩铜矿的形成与特提斯洋 演化晚期有关, 而与古特提斯洋的演化没有必然 联系。 32 严光生, 邱瑞照, 连长云, 等/地学前缘 Earth Science Frontiers2007, 14 5 图 3 中国大陆主要铜矿类型分布图 Fig13 Distribution of main types of Cu -deposits in China continent 2 冈底斯岩带东段斑岩铜矿的成矿地质背景。 冈底斯岩带东段的斑岩铜矿产出在雅鲁藏布江缝合 带北侧的冈底斯岩浆弧的东段。但是如上文所述, 该缝合带所代表的洋盆是在白垩纪末期至古新世初 期关闭的, 而斑岩铜矿的形成则主要是在中新世早 期, 相隔将近 40 Ma, 显然不应该将其归因于印度与 欧亚大陆之间的碰撞或其间特提斯洋岩石圈板块的 俯冲。从空间分布看, 与斑岩铜矿形成同期的岩浆 活动见于雅鲁藏布江缝合带两侧, 甚至在喜马拉雅 山区也有相当数量的新生代中酸性岩浆活动。因 此, 多数学者把这一时期的岩浆活动归因于后碰撞 阶段。 欧亚 印度板块碰撞发生于 65 Ma 左右 [ 67 -68] 。 也就是说, 特提斯洋岩石圈板块向欧亚大陆之下的 俯冲, 不大可能持续到新生代期间。因此, 上述两个 时期的成矿作用, 都发生在印度板块与欧亚板块碰 撞之后。邱瑞照等 2006 [ 52] 在总结中国东部、 西北 和西南地区成矿特征和构造 -岩浆 -成矿事件序列对 比基础上, 从造山带型岩石圈演化过程出发, 提出一 个地区大规模成矿作用的发生起始于造山岩石圈根 失稳、 去根和大规模软流圈上涌时期, C 型埃达克岩 的出现是其标志之一; 指出三江地区和西藏冈底斯 的大规模成矿作用, 前者主要与班公湖 怒江带闭 合事件形成的造山带型岩石圈演化过程中的岩石圈 去根相关, 后者主要与雅鲁藏布江带闭合事件形成 的造山带型岩石圈演化过程中的岩石圈去根相关; 在现今, 前者属于岩石圈拆沉后又被加厚的岩石圈, 后者是已经拆沉或正在拆沉的岩石圈 [ 38, 52] 。 严光生, 邱瑞照, 连长云, 等/地学前缘Earth Science Frontiers2007, 14 5 33 图 4 中国斑岩铜矿远景区分布图 Fig1 4 Distribution of prospective areas for porphyry copper deposit in China 1 古亚洲洋的西伯利亚古板块的活动陆缘 从新疆东部到中国东北依次为 VIII -2、 VIII -4、 IX -2、 IX - 6、 II -1、 II - 2、 II -3、 II - 4; 2 蒙古 -鄂霍茨 克洋 古太平洋 大陆边缘 包括大兴安岭北部的 I -1 和 I -2; 3 古亚洲洋的哈萨克斯坦古板块的活动陆缘 包括位于西天山和西准噶尔的 VIII -1、 VIII -3、 IX -1、 IX -3、 IX -4、 IX -5; 4 古亚洲洋的中朝古陆北部活动陆缘和敦煌地块北部活动陆缘 包括北山和阿拉善地区的 X -2、 X - 3, 中朝北缘的III - 1; 5 中亚造山带中与古特提斯洋演化有关的活动陆缘或岛弧区 从昆仑山到秦岭依次为 X -1、 X - 5、 X -6、 X -7、 X - 4、 V -2; 6 东亚中生代活动大陆边缘 从北到南依次为 III -2、 III -3、 IV - 3、 IV -5、 IV-2、 IV - 4、 IV -1、 VI -1、 VI - 2、 VII -1、 VII - 2、 VII -4、 VII5、 VII - 3; 7 特 提斯洋关闭后的印度与欧亚板块的碰撞带 包括三江地区的 XI -4、 XI -5、 XI -6, 冈底斯地区的 XI - 1、 XI -2、 XI -3 2 15 中国斑岩铜矿成矿远景区 T RACT S 圈定 根据中国斑岩铜矿成矿模式, 结合成矿地质背 景、 已知矿床、 中酸性岩体、 铜地球化学异常等, 在 1 B250万地质底图上共圈定了 46 个斑岩铜矿成矿 远景区 T RACT S 图 4 , 在这些区域内深度小于 1 km 的范围可能有未被发现的矿床, 在区域外发现 矿床的概率为 0 。这项工作是根据综合信息研究 进行判断而做出的, 对于覆盖着沉积岩或其他不利 于成矿的岩石区域将被排除在远景区外。在圈定远 景区时, 尽可能包含所有的地区, 也就是说, 当一个 地区有两种可能的地质解释时, 将选择圈定较大区 域的解释。对一些矿床类型, 在容许地段内, 可以划 分更小的有利区域, 根据矿床分布规律或者地质、 地 球物理、 地球化学信息, 这些有利区域存在矿床的可 能性更大。 3 中国斑岩铜矿床远景区潜力评价 3 11 评价方法 按照/ 三部式0评价方法体系, 首先使用世界斑岩 铜矿模型, 结合我国斑岩铜矿成矿特征进行评价。 第一步 是根据地质条件可能允许存在一种或一 种以上矿床类型的区域进行圈定, 这些被称为远景区 的地区是根据矿床模型确定的地质标准进行圈定的, 而矿床模型又是根据对研究区和世界范围内已知矿 床的研究形成的。远景区 TRACT 可以有也可能没 34 严光生, 邱瑞照, 连长云, 等/地学前缘 Earth Science Frontiers2007, 14 5 有已知矿床,当存在矿床的概率可以忽略不计时, 这 些区域将被排除在远景区之外。在美国地质调查局 的93 个标准矿床模型中, 17A 表达了该类型矿床存 在的描述性特征 [ 69] , 圈定TRACT 的主要依据是板块 俯冲碰撞岛弧构造岩浆带 图 3 以及已知矿床、 中酸 性岩体、 铜地球化学异常等, 以 1B250 万地质图为基 础, 圈定出 46个斑岩铜矿成矿远景区 图 4 。 第二步 估计在容许地段内的未发现矿床的个 数, 直接估计该远景区存在多少矿产地[ 17]。远景区 内存在未发现的矿床个数, 但我们不知道这个数字, 所以按主观估计对应每一种可能性为 90、 50 、 10 的矿床个数。通常可能性为 90 的矿床数的 情况是估计者已经知道的, 该类矿床已被勘查公司 进行过勘查工作, 只是其储量没有发布。可能性为 10 矿床数的估计表示该远景区存在形成该类矿床 就位和成矿条件, 如地表只是构造交汇处、 仅有能够 代表隐伏矿床存在的地球物理、 地球化学异常等情 况。矿床数估计变化区间越大, 表明对该地区矿床 的相关信息知道越少, 不确定性越大; 估计数变化区 间越小, 表明估计的可信度越高。 第三步 矿床的品位 -吨位模型模拟。在矿产资 源潜力评价中, 资源量评价与估算一直是较困难的, 传统方法有地球化学块体法、 数学地质多元回归方 法等。这些方法试图建立资源量与多变量的线性关 系。但实际上资源量与地质因素关系是十分复杂 的, 地球化学异常高的地方, 资源量不一定就高。资 源量到底与哪个变量有关, 各人理解不一。在/ 三部 式0评价中, 认为每个矿床类型有自己一定的品位、 吨位分布特征, 夕卡岩类型与斑岩铜矿就有不同的 分布, 未发现的斑岩铜矿模型应该服从目前的分布 特征, 据此建立定量评价模型。 3 12 中国斑岩型铜矿品位 -吨位分布特征 矿床品位和吨位是矿产资源经济定量评价的重 要参考指标。近年来, 随着美国地质调查局 Singer 等[ 17]提出的/ 三部式0矿产资源评价方法, 矿床的品 位 -吨位又成为热点研究领域, 因为标准的地区品位 - 吨位模型是其方法中的重要一环。根据美国地调局 建立的全世界 90 个矿床模型的标准品位 -吨位分布 模型 [ 69] , 以此为基础, David 1992 等开发了 MARK3 软件。随着分形等非线性科学的出现, 一些学者运用 分形技术研究品位 -吨位模型[ 20], 认为铜矿矿床品位 - 吨位具有某种分形特征和分形指数关系。 为构造我国斑岩铜矿数字找矿模型, 此次研究 以我国 1999 年金属储量数据库和区划矿产地数据 为基础, 建立了包含 984 个矿床的铜矿数据库 包括 近年发现的土屋超大型矿床 , 分不同类型进行品 位 -吨位研究 表 2 。由此为基础开发出矿产资源 定量评价模型程序。斑岩铜矿选择如表 2 所示, 使 用的是中国地质调查局提供的铜矿数据库, 将原储量 库A、 B、 C、 D 储量相加得到矿床的资源储量总量。 通过铜矿数据库统计分析表明, 目前我国已勘 探发现的铜矿储量共 8 446 万吨, 平均 8158 万吨。 其中铜矿储量在 50 万吨以上 包括伴生 的大型矿 床 37 个, 全部为单或共生矿。 在基于品位 -吨位分布矿产资源定量评价方法 中, 矿床的品位、 吨位分布特征是资源量模拟的基 础。本次分类型进行铜矿的品位、 矿石量的统计分 布研究。关于铜矿床资源量和品位的分布特征, 20 世纪 50 年代一些学者认为品位服从正态分布、 之后 更多的矿床学家认为矿床品位服从对数正态分布。 20 世纪 90年代随着分形研究的热潮, 分形创始人 Mandelbrot 认为铜矿品位服从多重分形。为查明 我国各个矿床类型的统计分布特征, 分别使用了两 种方法进行铜矿品位和吨位的分布研究 图 5、 6 ① 图 5 斑岩铜矿品位、 金属量、 矿石量正态分布图 Fig1 5 Normal distribution diagram of grade, metal and ore quantity of porphyry copper 图 6 斑岩铜矿品位、 金属量、 矿石量累计分布图 Fig1 6 Accumulative total distribution of grade, metal and ore quantity of porphyry copper ①肖克炎, 等. 中国铜矿产资源潜力定量评价模型研究专题报告. 2006. 严光生, 邱瑞照, 连长
展开阅读全文
