谢桂青等:长江中下游斑岩-矽卡岩铜多金属矿床共伴生碲、硒资源现状和成矿规律

文摘   2024-10-21 09:11   安徽  

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长江中下游斑岩-矽卡岩铜多金属矿床共伴生碲、硒资源现状和成矿规律浅析

谢桂青1,2,吴晓林1,李新昊1,朱乔乔3,高任1

1 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院

2 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室

3 中国地质科学院矿产资源研究所,自然资源部成矿作用与资源评价重点实验

         

 

导读:
碲和硒在新能源、高科技产业和国防军工等领域具有不可替代的重要用途硒主要用于感光、光电、红外、玻璃、颜料、冶金、农业和生物、医疗保健;碲主要用于合金剂、红外夜视设备、光盘存储、温度控制系统、太阳能电池、感光材料、量子存储等(张生辉等,2022)。斑岩-矽卡岩铜多金属矿床常伴生大量的碲、硒资源,提供了全球目前几乎所有的碲、硒产量,但是,它们在这些矿床中的成矿规律还不清楚。
我国的碲、硒资源都主要来自长江中下游成矿带。本文对长江中下游成矿带铜多金属矿床中伴生碲、硒的赋存状态、控矿条件和分布规律进行了探讨性研究,估算了碲、硒资源量。结果显示,该成矿带铜多金属矿床中伴生碲、硒主要以独立矿物形式存在,发育4种产状碲的独立矿物和2种产状硒的独立矿物,它们均形成于硫化物阶段,后者主要形成于晚硫化物阶段。该成矿带上的矿床类型可分为硒矿床、碲硒和硒碲矿床三种。以岩体为中心向外,碲、硒含量由低到高依次为斑岩型矿体、矽卡岩型矿体和层间交代型矿体已探明的伴生碲、硒资源量分别为9061吨和10574吨,相当于18个大型碲矿床、21个大型硒矿床,这些矿产资源已部分回收利用。其中九瑞矿集区的资源量最大。
本文研究初步揭示了长江中下游成矿带碲、硒矿化的成矿规律,可为资源评价和找矿勘查提供科学依据。

基金项目:国家重大研究计划重点支持项目(92162217);国家杰出青年科学基金项目(41925011)。

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0 引言

1 矿产资源现状

2 赋存状态

3 成矿规律

4 结论    

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0  引言
战略性关键矿产主要包括稀有、稀土、稀散和部分稀贵“四稀”金属矿产,它们在新能源、高科技产业和国防军工等领域具有不可替代的重要用途,在国际上称为关键金属或关键矿产资源,其富集机制和成矿规律是矿床学界的研究热点。作为关键金属的重要组成部分,稀散金属(也称分散元素)指在地壳中丰度很低,且在岩石中以极为分散为特征的元素,包括镓、锗、硒、镉、铟、碲、铼、铊,矿石中富集程度为地壳丰度的万倍至百万倍,达到超常富集程度目前在“四稀”矿床中稀散金属成矿作用的研究程度较低,其超常富集机制还不清楚。
在8种稀散金属中,碲、硒的独立矿物最多,据Mindat网站最近检索结果,国际矿物学会迄今已批准的含碲、硒矿物分别197、150种,碲、硒是揭示稀散金属矿床超常富集机制的最佳对象。已有资料表明,碲、硒可以共伴生产于浅成低温金矿床、铜镍铂族元素硫化物矿床、斑岩(铜)金矿床、矽卡岩(铜)金矿床等,但斑岩-矽卡岩铜多金属矿床提供了目前全球几乎所有的硒、碲产量,斑岩型铜矿床伴生的碲、硒矿产资源是主要矿床类型。碲、硒是两种重要的稀散金属,在冶金、新能源电池、半导体材料等领域广泛应用,碲被称为现代工业、国防和尖端技术的维生素。我国是全球碲、硒产量最高的国家,硒、碲分别为我国紧缺和优势的金属矿产,近年来我国对碲的需求量以约80%的年增长率高速增长,将面临供不应求的局面。在国际经济地质学家协会2023年会上,碲、稀土元素、铂族元素、锂、镍和钴被称为电池金属,其重要性不言而喻。
长江中下游成矿带是我国“斑岩-矽卡岩复合成矿理论”的发源地,已探明大中型斑岩-矽卡岩铜多金属矿床几十个。据不完全统计,近20处矿床共伴生硒和/或碲矿化。近年来,我国学者在碲/硒的赋存状态、空间分布特征和矿床模型等方面取得了初步进展本文收集了勘探报告和最近发表的碲硒资源量,讨论碲硒独立矿物种类和硫化物中碲硒含量变化规律,探讨长江中下游斑岩-矽卡岩铜多金属矿床伴生碲硒矿产资源的成矿规律。
1  矿产资源现状
我国在20世纪50年代开始关注稀散金属矿产资源,如孟宪民和涂光炽(1959)提出我国含有各种稀有和分散元素,在许多有色金属矿床中找到了有工业价值的分散元素,建议加强综合利用的研究。长江中下游成矿带在20世纪50年代末已开展稀散元素矿产找矿勘查,如安徽省专门成立了稀有分散元素工作队开展调查评价工作,发现了矽卡岩型铜矿床伴生有硒等元素,但以矿点为主。程志中等(2012)绘制了中国南方地区碲地球化图,长江中下游成矿带存在安庆-铜陵和黄石-九江两个碲地球化学异常,与斑岩-矽卡岩铜多金属矿集区有关。全国矿产资源潜力评价结果表明,长江中下游是我国最重要的碲成矿带,已探明多个大中型斑岩-矽卡岩型碲、硒矿床。
长江中下游成矿带受南北边界断裂及“中轴线”主干断裂控制,碲、硒呈共伴生产于斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中,安徽琅琊山铜金矿庐枞井边-石门庵脉状铜金矿分别有20×10–6~200×10–6和50×10–6~150×10–6硒含量,但资源量未知。除此以外,碲、硒矿化主要位于鄂东南、九瑞、安庆-贵池和铜陵4个矿集区(图1和表1)。这些资源量是根据20世纪八九十年代不同阶段矿床普查和勘探报告中给出的资源量数据,通过矿精粉中的碲、硒含量估算获得,未考虑近年找矿最新进展,因此,本文碲硒资源量估算数据总体略低于实际值。另外,湖北省铜绿山和安徽省姚家岭的碲、硒资源量未见报告,本文通过以下方法获得:湖北省铜绿山斑岩-矽卡岩铜铁金矿床中碲含量较高,如铜多金属矿石中碲的含量达136×10–6,铜铁矿石中碲的含量最高可达252.5×10–6,均达到工业品位,但已有勘查报告未给出资源量本文根据2个铜精粉平均含量,估算Te、Se资源量分别为212t和478t,相当于中型矿床规模(表1)。安徽省姚家岭大型铅锌铜矿床是近十年提交勘探报告,矿石Te、Se平均含量分别为21.8×10–6和80×10–6,结合闪锌矿和黄铜矿中Te、Se含量,估算Te和Se资源量为188t和758t总体来说,这些资源量是目前可以获得的较为可靠数据,长江中下游成矿带Te和Se资源量总计分别为9061t和10574t。参照《矿产资源储量规模划分标准》(2000年4月24日国土资源部国土资发[2011]133号),可进一步对矿床伴生碲、硒资源量的规模级别进行划分:500t以上为大型,200~500t为中型,小于200t为小型,该带相当于18个大型碲矿床、21个大型硒矿床。

图1 长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床共伴生碲、硒分布图

1—鸡冠咀金-铜矿床;2—铜绿山铜-铁-金矿床;3—铜山口铜-钼矿床;4—鸡笼山金-铜矿床;5—封三洞铜-金矿;6—武山铜-金矿床;7—城门山铜-金矿床;8—安庆铜铁矿床;9—狮子山铜-金矿床;10—凤凰山铜-金矿床;11—冬瓜山铜-金矿床;12—新桥硫-铁-金矿床;13—姚家岭铜-铅锌矿床;14—沙溪铜-金矿床;15—琅琊山铜-金矿床

         

 

表1 长江中下游共伴生碲、硒资源典型斑岩-矽卡岩矿床特征一览表

         

 

据统计,全球90%的硒和80%的碲来自重金属铜阳极泥,主要以Ag2Se、Cu2Se、CuAgSe、Cu2Te、Ag2Te、AuTe2等物相形式存在。长江中下游成矿带碲、硒矿床被相关企业进行了综合回收利用,如铜陵有色金隆铜业公司自2013年从废弃的精炼炉渣中提取回收碲,长江中下游地区的三家主要大型矿山企业(大冶有色金属集团、江西铜业集团和铜陵有色公司)已生产出精碲、粗硒、二氧化硒、碲化铜、亚硒酸钠等产品矿山企业的部分铜精粉来自于进口,各矿床综合回收产量无法获得,考虑到这些矿山提供了企业的主要原材料,根据铜阳极泥规模推断碲、硒的产量。由图2可知,上述3家公司铜阳极泥规模在国内外都名列前茅,也说明我国的碲、硒资源都主要来自长江中下游成矿带。据不完全统计,大冶有色金属集团、江西铜业集团和铜陵有色公司每年产量合计120余吨碲、330余吨硒(公司年报内部资料)。

图2 国内外阳极泥处理企业及规模

2  赋存状态
岩浆/热液矿床碲、硒的赋存状态包括3种,分别为以类质同象进入硫化物晶格、碲/硒的独立矿物、微/纳米级矿物包裹体,前两者的关注较多,对微/纳米级矿物的报道较少,仅在河北东坪金矿床和保加利亚Elatsite斑岩铜金矿床的硫化物中分别发现纳米级的金-银-碲化物和碲钯矿。在高于300℃的热液矿床中,硒能扩大硫的类质同象置换范围,且易于进入硫化物晶格,只有在中低温、硫含量较低时,倾向于形成硒的独立矿物;碲在热液矿床中除少部分进入硫化物晶格外,多数与Au、Ag、Bi、Pb、Hg等元素结合,形成碲的独立矿物。据统计,还原条件下形成的岩浆热液金矿床以富铋和贫碲、硒[Bi>Te(+S,Se)]以及黑铋金矿+自然铋+磁黄铁矿组合为特征;而在氧化条件下则以富碲、硒和贫铋[Te(+S,Se)>Bi],以及金碲化物+自然碲组合为特征,暗示氧化性斑岩-矽卡岩铜多金属矿和浅成低温金矿床有丰富的碲、硒矿物。目前对浅成低温金矿床中碲、硒化物开展了较为深入的研究,对全球少数氧化性斑岩-矽卡岩铜多金属矿床也开展了稀散金属赋存状态的研究,如美国Pebble超大型斑岩铜金矿床可见碲金矿、碲金银矿。
长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床碲、硒赋存状态的研究程度较低周涛发等(2020)总结提出:铜陵矿集区不同铜矿床中硒主要以类质同象形成存在于硫化物,未发现独立矿物,黄铁矿是主要的富硒矿物,硒含量为10×10–6~100×10–6碲以独立矿物和类质同象两种方式产出,前者以辉碲铋矿为主,如姚家岭矿床硫化物阶段可见与闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿共生的不同产状辉碲铋矿;后者以类质同象形式取代硫而赋存于斑铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿和黄铜矿中,碲的含量由高向低依次为斑铜矿>黄铁矿>黄铜矿>磁黄铁矿,不同于海底块状硫化物矿床中黄铜矿的碲、硒含量大于黄铁矿另外,自然金、自然银和银金矿中均检测到较高的硒和碲含量(0.01%~0.1%)。近年来,鄂东南和九瑞矿集区斑岩-矽卡岩铜金矿床碲、硒的赋存状态研究取得了一些进展。本文收集长江中下游成矿带前人和未发表的含碲硒独立矿物、不同硫化物中碲硒含量等资料,探讨其赋存状态,初步研究了铜绿山矿精粉中碲赋存状态。
结果表明,除了微/纳米级矿物外,长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床发育丰富的碲、硒独立矿物,碲独立矿物有辉碲铋矿、碲铋矿、赫碲铋矿、硫碲铋矿、碲银矿、碲金矿、碲铅矿、自然碲,相比而言,硒的独立矿物种类较少,有硒银矿、硒铅矿、硒铋银矿、硒硫铋铅矿和硒碲铋矿等(表1)。这些碲、硒的独立矿物主要形成于硫化物阶段,碲的独立矿物在早晚硫化物阶段均发育,不同阶段存在一定差异,早阶段主要发育碲硫盐矿物,以碲铋矿-辉碲铋矿系列矿物为主,多数与黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿共生(图3a~3e),晚阶段以碲化物为主,有碲铅矿、碲金矿、碲汞矿、碲金银矿、自然碲等矿物,常与黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、方解石等矿物共生(图3g、3h)。碲金矿和碲金银矿能否与硫化物早阶段黄铜矿共生,还需要进一步研究。碲银矿形成的物化条件较宽,在不同硫化物阶段均可发育(图3a、3b、3d、3f)。碲的独立矿物主要有4种产状:①呈半自形-自形粗粒结构与硫化物共生,如城门山铜金矿床自形-半自形辉碲铋矿与黝铜矿共生,被碲银矿-硫铋铜矿交代(图3a);②以不规则粒状沿硫化物边缘交代,如铜绿山铜铁金矿和鸡冠咀金铜矿床中可见碲铋硫盐矿物交代黄铜矿或黄铁矿(图3b、3c);③呈浑圆状包裹于不同硫化物中,如姚家岭铅锌铜矿床发现黄铜矿中包裹碲铋矿-碲银矿(图3d),鸡笼山金铜矿床中赫碲铋矿-碲银矿包裹于方铅矿(图3f);④以碲化物矿物组合产于石英方解石脉,如封三洞铜金矿区远端矿石中可见碲金银矿+碲金矿+碲铅矿组合产于方解石细脉中(图3h)。以第二和三种产状为主,二者可以在同一矿床同时出现,如鸡冠咀金铜矿床(图3c、3e)。硒的独立矿物大多形成于晚硫化物阶段,存在2种产状,一是在姚家岭铅锌铜矿床中发现硒银矿包裹于闪锌矿中(图3i),另一种是在鸡冠咀金铜矿床中可见硒银矿与晚世代黄铜矿共生,产于方解石脉中。

图3 长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中碲、硒的独立矿物

(a)城门山半自形辉碲铋矿被硫铋铜矿和碲银矿交代;(b)铜绿山富Se辉碲铋矿与碲银矿交代黄铜矿;(c)鸡冠咀未知Bi-Te-S矿物交代黄铜矿和黄铁矿;(d)姚家岭碲铋矿-碲银矿包裹于黄铜矿(Xiongetal.,2022);(e)鸡冠咀浑圆状硫碲银矿-斑铜矿包裹于黄铜矿中(Lietal.,2023);(f)鸡笼山浑圆状赫碲铋矿-碲银矿包裹于方铅矿中;(g)封三洞半自形自然碲、红铊矿包裹于方解石中(Hanetal.,2020);(h)封三洞矿床碲金银矿-碲铅矿-碲金矿包裹于方解石脉中(Xieetal.,2019);(i)姚家岭浑圆状碲银矿包裹于闪锌矿中(Xiongetal.,2022)矿物符号:Alt—碲铅矿;Bn—斑铜矿;Ccp—黄铜矿;Clv—碲金矿;Gn—方铅矿;Hs—碲银矿;Hed—赫碲铋矿;Lor—红铊矿;Nmt—硒银矿;Ptz—碲金银矿;Py—黄铁矿;Sp—闪锌矿;Td—辉碲铋矿;Te—自然碲;Tel—碲铋矿;Ted—黝铜矿;Wh—硫铋铜矿

         

 

矿精粉中关键金属元素赋存状态是矿产资源可回收利用的关键,目前研究程度不高。张一帆等(2021)初步建立了长江中下游成矿带富钴硫矿精粉中关键金属元素赋存状态的研究方法流程。本文以铜绿山铜精粉为例,通过综合矿物分析技术(TIMA)和扫描电镜(SEM)测试结果,发现碲主要以辉碲铋矿和碲银矿为主(图4),与矿石中观察获得的主要碲独立矿物种类(图3b)一致;暂未发现硒的独立矿物,推测其主要是以类质同象方式赋存于硫化物中上述碲、硒的独立矿物组合与该带氧化性斑岩-矽卡岩铜多金属矿床一致
图4 铜绿山铜精粉的矿物组合(TIMA)(a)、半自形辉碲铋矿(b,c)和辉碲铋矿-碲银矿(d)
矿物符号:Bn—斑铜矿;Ccp—黄铜矿;Hm—赤铁矿;Hs—碲银矿;Mt—磁铁矿;Py—黄铁矿;Td—辉碲铋矿
         

 

长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床主要硫化物中的碲、硒含量见表2,不同硫化物含量对比见图5。不同硫化物对碲、硒的富集能力表现出一定的差异性黄铁矿中的碲含量变化较大,范围低于检出限至100×10–6(表2),在同一个矿床中其含量变化可达到三个数量级(表2),如鸡冠咀金铜矿床的黄铁矿中碲含量可达912×10–6,因此,不能排除碲在黄铁矿中以微/纳米级矿物包体形式存在的可能黄铁矿中能够富集十几至上百ppm硒含量(表2),其含量变化范围通常在1~2个数量级之间,有些斑岩铜矿床黄铁矿硒含量能够富集达百分比级别(表2),如沙溪铜金矿床主成矿期黄铁矿中的硒含量高达52921×10–6。黄铜矿作为主要的铜矿石矿物,其碲含量变化范围在检出限至10×10–6之间,极少数能达上百10–6(表2)。相比而言,硒含量往往能在黄铜矿中富集几十甚至几百ppm(表2)。黄铜矿的硒含量通常大于黄铁矿(图5),但在不同矿床中黄铁矿与黄铜矿的碲含量高低存在差异性,如姚家岭矿床中黄铜矿中碲含量高于黄铁矿(图5),而鸡冠咀金铜矿床黄铜矿中的碲低于黄铁矿(图5),具体原因有待进一步研究。相比黄铁矿和黄铜矿,闪锌矿中的碲、硒含量明显偏低(表2,图5),碲含量多小于10×10–6,硒含量为1×10–6~100×10–6,极少高于100×10–6目前,缺少长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中斑铜矿等铜矿物中的碲、硒含量数据。

图5 长江中下游成矿带典型斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中不同硫化物Te、Se含量箱线图

矿物符号:Ccp—黄铜矿;Py—黄铁矿;Sp—闪锌矿

         

 

表2 长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中的硫化物Te、Se含量
         

 

目前关于热液矿床中不同硫化物的碲、硒含量变化规律还存在争议,有些学者认为不同类型岩浆热液矿床中黄铁矿的硒含量与温度、碲含量和氧逸度呈负相关,低温有利于硒进入黄铁矿,氧逸度降低有利于碲进入黄铁矿有些学者认为黄铁矿中硒含量与温度呈正比有些学者认为矿物共生组合能够导致碲、硒在不同硫化物中富集程度存在差异,如当闪锌矿-方铅矿-黄铜矿共生时,碲、硒倾向于在方铅矿中富集。研究表明,黄铁矿中As的富集在一定程度上提高Au在矿物中的溶解度,对Te的富集存在一定的促进作用,As-Te含量相关图解可用于判断碲在黄铁矿中的赋存形式本文通过收集长江中下游典型斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中黄铁矿的1561个LA-ICP-MS数据,As-Te含量相关图解表明,发现多数碲在黄铁矿中以固溶体(即类质同象)形式,部分以微纳米矿物包裹体形式存在(图6),与前述碲的赋存状态一致。综上所述,有必要加强长江中下游成矿带典型斑岩-矽卡岩铜多金属矿床不同硫化物中碲、硒含量变化规律的研究。
图6 长江中下游斑岩-矽卡岩铜多金属矿床黄铁矿中Te-As含量图解
3  成矿规律
在斑岩-矽卡岩铜金矿床中,铜、金含量通常呈正相关性,但以往对伴生碲、硒矿床的分布规律研究相对较少。Lindgren(1933)的矿床学教材和Sindeeva(1964)的碲、硒矿床专著均未涉及到斑岩-矽卡岩稀散金属矿床涂光炽等(2004)提出稀散金属可以独立成矿的新理论,主要侧重于低温矿床。IGCP486项目侧重于利用碲、硒化物组合探讨岩浆热液作用中金的富集机制,但未涉及到斑岩-矽卡岩矿床伴生碲、硒矿化的成矿规律。
长江中下游成矿带碲、硒矿化共伴生产于~140Ma大中型斑岩-矽卡岩铜多金属矿床,还有~130Ma沙溪斑岩铜金矿床硒含量较高(50×10–6~150×10–6)。根据矿化元素不同分为硒矿床、碲硒、硒碲矿床,其中硒矿床以鸡笼山金铜矿床和狮子山铜金矿床为代表,所蕴含的硒资源量分别为200t和2065t(表1);碲硒矿床以城门山为代表,估算碲的资源量为5571t,硒的资源量达到大型规模(1338t)(表1);硒碲矿床以武山为代表,估算碲、硒的资源量分别为1867t、793t(表1)。已有资料显示(图7),鄂东南、九瑞和铜陵3个矿集区的碲、硒资源量存在明显差异性,如鄂东南矿集区碲资源量为308t(约占3%),硒资源量为926t(约占9%)九瑞矿集区碲资源量为6703t(约占74%),硒资源量为4810t(约占46%)铜陵矿集区碲资源量为2050t(约占23%),硒资源量为4163t(约占39%)。由此可见,九瑞矿集区碲、硒资源量的比例最大,造成这种资源量差异的根本原因还不清楚另外,同一矿集区发育的碲、硒矿床类型和对应含量存在一定差异性,如九瑞矿集区城门山碲硒矿床层间交代型矿石碲含量(29.51×10–6)高于硒含量(10.39×10–6,武山硒碲矿床层间交代型矿石硒含量(5.94×10–6)低于碲含量(48.50×10–6)。蒋少涌等(2019)通过对九瑞和鄂东南矿集区成矿岩体的研究,认为幔源组分比例越高,成铜金矿潜力越好,九瑞矿集区斑岩-矽卡岩铜金矿床的含矿岩浆幔源比例高于鄂东南和铜陵矿集区。因此,长江中下游成矿带含矿岩浆演化与碲硒矿化的耦合关系值得进一步研究
图7 长江中下游各矿集区碲、硒规模占比饼状图
         

 

由表1可知,长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床的碲、硒含量存在一定差异,如碲含量相对较高的矿床为九瑞矿集区城门山和鄂东南矿集区铜绿山;硒含量较高的矿床主要位于铜陵矿集区,硒高达300×10–6(表1)。该成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床通常发育斑岩型、矽卡岩、层间交代型3种矿体,不同类型矿体中的碲、硒含量存在明显差异,由高到低依次为层间交代型、矽卡岩、斑岩型,层间交代型矿体碲、硒的含量最高,Te含量均值为48.8×10–6,Se含量均值为19.5×10–6斑岩型矿体碲、硒的含量最低,Te含量均值为6.5×10–6,Se含量均值为4.3×10–6矽卡岩型矿体碲、硒的平均含量分别为17.2×10–6、10.8×10–6,介于斑岩型矿石与层间交代型矿体之间(图8a)。这种含量差异与矿石形成的物理化学条件相关,如鸡冠咀金铜矿床的碲、硒含量在中低温(300~220℃)黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿组合矿石中最高,九瑞矿集区城门山铜金矿床发育斑岩、矽卡岩、层间交代型三类型矿体(图9),据地质队资料统计,三类占总资源量比例分别为15%、30%和45%,从剖面图9来看,碲、硒含量最高为层间交代型矿体,层间交代型矿石碲的含量高达388×10–6,硒的含量高达190×10–6对比研究全球代表性斑岩-矽卡岩铜金和铜钼矿床中的碲硒含量,发现两者的硒含量类似(图8b),但铜金矿床的碲含量明显高于铜钼矿床,相比而言,铜钼矿床含矿岩浆更多地壳物质加入,导致硫化物饱和,碲进入硫化物导致硅酸盐岩浆变低,降低形成富碲的潜力因此,应加强斑岩铜金成矿系统中层间交代型矿体伴生碲硒化的找矿潜力评价工作。
图8 (a)长江中下游地区不同矿石类型碲、硒品位散点图(实心点位为对应矿石类型平均品位);(b)斑岩-矽卡岩Cu-Au和Cu-Mo矿床矿石碲、硒品位含量对比
         

 

图9 城门山铜金矿床三种不同类型矿体和伴生碲、硒品位等值线图

         

 

   

斑岩、矽卡岩、层间交代型三类矿体的温度、水岩反应比例、pH等物理化学条件明显不同,长江中下游成矿带斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中不同矿体中不同硫化物中碲、硒的含量存在一定差异(图10)。以黄铁矿为例,矽卡岩型矿体中黄铁矿的碲平均含量高于斑岩型、层间交代型矿体,硒含量也有明显的规律,即由高到低依次为斑岩型>矽卡岩>层间交代型(图10a),这种变化可能与形成温度、矿物组合、硫逸度等因素有关,可见控制碲、硒在不同类型矿体黄铁矿中的富集因素仍需要进一步研究相比而言,黄铜矿和闪锌矿在不同类型矿体中的变化规律不明显,如城门山铜金矿床中斑岩、矽卡岩、层间交代型矿体的黄铜矿碲、硒平均含量表现出升高的趋势,闪锌矿中的硒含量则呈现出下降趋势,而姚家岭铅锌铜矿床矽卡岩、层间交代型矿体的黄铜矿和闪锌矿均呈现出下降趋势(图10b)当然,不同类型矿体硫化物中碲、硒含量变化规律的研究还处于起步阶段,需要更多实例。目前,对控制碲、硒在黄铜矿和闪锌矿中的富集机制的研究相对薄弱,应加强斑岩-矽卡岩铜金成矿系统中稀散金属地球化学行为的研究。

图10 长江中下游成矿带典型斑岩-矽卡岩铜多金属矿床中不同矿体类型硫化物碲、硒含量变化箱线图

4  结论
(1)长江中下游成矿带多处铜多金属矿床共伴生大规模的硒和/或碲矿化,估算碲、硒资源量分别为9061t和10574t,相当于18个大型碲矿床、21个大型硒矿床,这些矿产资源已部分回收利用。
2)该带发育硒、碲硒、硒碲3类矿床,伴有丰富的碲、硒独立矿物,主要形成于硫化物阶段,有4种产状碲的独立矿物和2种产状硒的独立矿物,后者主要形成于晚硫化物阶段。
(3)九瑞矿集区碲、硒资源量大于鄂东南和铜陵矿集区,同一矿集区发育的碲、硒矿床类型和对应含量存在一定差异性。同一矿床具有以岩体为中心向外碲硒的含量由低到高依次为斑岩型矿体、矽卡岩矿体、层间交代型矿体,三类矿体不同硫化物中碲、硒含量存在一定变化规律。
(4)建议加强斑岩-矽卡岩铜金成矿系统中碲、硒富集机制的研究。
致谢
感谢冷成彪教授和匿名审稿专家提出的修改意见和建议,使本文质量得以提高。
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原文来源:谢桂青,吴晓林,李新昊,等.长江中下游斑岩-矽卡岩铜多金属矿床共伴生碲,硒资源现状和成矿规律浅析[J].矿物岩石地球化学通报,2024,43(1):35-48.DOI:10.3724/j.issn.1007-2802.20240009. 

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