铁氧化物-铜-金(IOCG)型矿床：基本特征、研究现状与找矿勘查

国际上对IOCG型矿床的研究如火如荼,中国则刚刚起步。文章全面评述了IOCG型矿床的研究现状,包括IOCG型矿床的定义、全球时空分布特点、成矿环境、与成矿有关的岩浆岩、矿体形态特征及围岩蚀变、矿床的形成过程、找矿评价标志等。最后,文章从IOCG型矿床的角度,对中国某些矿床进行了思考,认为长江中下游宁芜和庐枞盆地内的玢岩铁矿可能属IOCG型矿床,河北邯邢铁矿和湖北大冶铁矿也有IOCG型矿床的某些特点。

全球铁氧化物铜金型(IOCG)矿床的3类大陆动力学背景与成矿模式

目的对全球3类铁氧化物铜金型（IOCG，Iron—oxide Copper Gold Deposits）大陆动力学背景与成矿模式进行研究及总结。方法在对比全球典型IOCG矿床的元古代大陆裂谷盆地和流体叠加改造模式基础上，对智利洋壳俯冲背景下岛弧造山带的拉伸环境有关IOCG矿床和中国云南-四川IOCG矿床进行了实证研究。结果在智利与含铜金磁铁矿矿体密切相关的深成闪长岩类演化方向为闪长岩→辉长闪长岩→斜长岩＋闪石（玢）岩，闪长岩→花岗闪长岩＋石英闪长岩→花岗岩多与含铜金镜铁矿矿体有关。中国云南-四川铁钛氧化物铜金型（IOCG）属于第三类IOCG矿床成矿的大陆动力学背景，成矿大陆动力学过程为先期铁铜金氧化物型矿床形成于中元古代大陆裂谷盆地（无洋壳化），富铁钠质基性火山岩喷发形成铁氧化物铜金型和铁矿层，其上在碱性粗面质凝灰岩和含粗面凝灰质白云岩中赋存铜银矿层；在晋宁造山运动期后，在古地幔柱作用下，深源碱性闪长岩-辉长岩侵位发生高氧化叠加成矿，形成了碱性闪长岩-辉长岩中钛铁矿-钛磁铁矿矿（化）体，在围绕碱性闪长岩-辉长岩岩枝周边的隐爆角砾岩中形成了铁钛铜金氧化物型矿体。两期不同的大陆动力学背景与成矿作用叠加形成了东川超大型铁（钛）氧化物铜金型矿床，钛矿找矿潜力大且是今后找矿方向之一。结论全球铁氧化物铜金型（IOCG，Iron—oxide Copper Gold Deposits）形成于3类不同的大陆动力学背景，三种典型的成矿模式为一是以澳大利亚奥林匹克坝超大型铜-铁-金-铀-稀土元素矿床为代表，形成于元古代（19～14亿年）大陆裂谷盆地热水沉积和后期盆地流体叠加改造；二是南美（以智利为代表）IOCG矿床形成与洋壳俯冲背景下岛孤造山带，与深部地幔柱上升形成的岛弧造山带中局部拉伸环境密切有关；三是中国云南-四川铁钛铜金氧化物型矿床先期铁铜金氧化物型矿床形成于中元古代大陆裂谷盆地（无洋壳化）。

氧化铁型铜－金(IOCG)矿床的地质特征、成因机理与找矿模型

氧化铁型铜-金(IOCG)矿床主要指那些铁氧化物含量大于20%的铜-金矿床,其成矿理论研究和找矿勘查倍受国内外地质学家所关注。笔者对国外重要IOCG矿床地质特征进行了总结,同时,对其成矿作用和找矿模型进行了讨论。初步研究结果表明,尽管单一铁矿床和IOCG矿床同属氧化型成矿体系,但是它们分别为该体系的两个端元组分,因此,不应该将单一铁矿床列入IOCG矿床之列。另外,根据对澳大利亚IOCG矿床野外考察时所获经验,笔者对中国新疆、云南、安徽、四川和海南等省(区)铁-铜矿床的产出环境、地质特征和成矿作用进行了对比分析,其中雅满苏、天湖、老山口、乔夏哈拉、大红山、鹅头厂、拉拉、大小岭和石碌矿床与典型IOCG矿床存在许多相似之处,它们是否可划属为IOCG矿床尚值得进一步工作。

新疆乔夏哈拉铁铜金矿床与国内外IOCG矿床的对比研究

随着IOCG矿床不断取得巨大的勘探成果,IOCG矿床在国内外都日益受到关注。新疆乔夏哈拉铁铜金矿床在构造环境、元素组合、蚀变特征等方面与国外典型的IOCG矿床有相似之处,乔夏哈拉铁铜金矿床处于大陆边缘拉张环境,具有Fe-Cu-Au(-REE)多元素组合,蚀变以绿帘石矽卡岩化为主,垂直分带不明显;在成矿时代方面又区别于多数产在元古代的IOCG矿床,而是在古生代;乔夏哈拉西矿区切割铁矿层的闪长岩脉角闪石的Ar-Ar坪年龄为378.1±3.6Ma,故铁的成矿年龄应在泥盆纪。本文认为乔夏哈拉铁铜金矿床不仅与IOCG矿床有较多相似之处,与国内内蒙古白云鄂博铁稀土铌矿床、云南迤纳厂铁铜稀土矿床、云南拉拉铜铁金钴钼稀土矿床和云南稀矿山铁铜矿床等也有相似之处,因此,在中国寻找IOCG矿床尤其是大型矿床,是有可能的。

海南石碌铁钴铜(金)矿床与国内外IOCG型矿床的对比研究

IOCG矿床是近些年来被认知的一种重要矿床类型,因其巨大的经济和理论研究价值受到国内外矿业界和学术界的重视。海南石碌铁钴铜(金)矿床在构造环境、与岩浆岩的关系、矿体特征、元素和矿物组合、围岩蚀变等方面与国外典型的IOCG矿床有相似之处。该矿床处于大陆边缘拉张的裂谷环境,早期火山沉积岩为成矿提供初始矿源,后期侵入岩对成矿具有重要的改造富集作用,矿体基本呈层状、似层状及少量脉状产于石碌群第六层中,一般铁矿体在上,钴铜矿体在下,具Fe-Cu-Co(-Au)多元素组合,铁氧化物主要为赤铁矿,蚀变以透辉石化、透闪石化为主;在成矿时代方面区别于多数产在元古宙的IOCG矿床,而是经历了新元古代海相火山喷流沉积阶段、加里东期区域变质阶段、海西-印支期热液改造阶段和燕山晚期热液改造阶段。文章认为石碌铁钴铜(金)矿床不仅与IOCG矿床有较多相似之处,与国内内蒙古白云鄂博铁稀土铌矿床、四川拉拉铜铁金钴钼稀土矿床、新疆乔夏哈拉铁铜金矿床、云南迤纳厂铁铜稀土矿床和东川稀矿山铁铜矿床等也有相似之处。因此,在中国开展寻找IOCG矿床尤其是大型矿床,是很有前景的。

综合地球物理方法找矿应用:以智利科皮亚波地区月亮山磁铁矿型IOCG矿床为例

智利科皮亚波地区地处海岸山带东侧的智利铁带北段,已发现多个中—大型磁铁矿型IOCG矿床,该类矿床的形成与大洋俯冲背景下陆缘弧中性—铁镁质火山岩和火山-沉积建造中早白垩世中酸性岩浆岩的侵入中心密切相关。该成矿带大面积被第四系砂砾层覆盖,在成矿地质特征研究基础上,采用综合地球物理方法对覆盖层下隐伏矿床(体)进行定位预测成为技术关键并具有现实需求。通过深入研究科皮亚波地区磁铁矿型IOCG矿床的成矿地质特征,并采用航磁深部地质解译初选勘查靶区,结合磁铁矿型IOCG矿床成矿地质-物性参数统计分析,建立了勘查区磁铁矿型IOCG矿床成矿地质-地球物理异常模式,采用综合地球物理方法在月亮山勘查区第四系覆盖区圈定的深部靶位经钻孔验证,发现了大型隐伏磁铁矿型IOCG矿床。

扬子地块西南缘拉拉IOCG矿床矿化蚀变元素地球化学研究

拉拉IOCG矿床是我国西南地区著名的大型铁铜矿床,矿床中与铜(钼)矿化密切相关的钠长石化、碳酸盐化、钾长石化、黑云母化、萤石化等蚀变作用广泛发育。本文在对该矿床中黑云母片岩系列和钠长石变粒岩系列大量赋矿岩石样品进行岩相学研究的基础上,选取典型蚀变与矿化样品进行主、微量元素分析测试,通过质量比簇判别法和等浓度公式元素定量迁移计算研究矿床中蚀变元素特征及其与矿化的关系。质量比簇判别法和等浓度图解法确定了两个系列岩石共有的主量元素不活动组分为SiO_2,微量元素不活动组分为Yb。主量元素定量迁移计算表明黑云母片岩系列铜矿化与钠长石化和碳酸盐化成正相关关系,钠长石变粒岩系列铜矿化与钾长石化和碳酸盐化成正相关关系,且变粒岩系列碳酸盐化程度较片岩系列更强。稀土元素和金属元素定量迁移计算发现拉拉IOCG矿床中U、Co、Mo、Ni等成矿金属元素在蚀变过程中随Cu矿化大量带入,说明热液蚀变是拉拉Fe-Cu-Au-U-Mo-REE多金属矿床形成的主要原因。蚀变与矿化关系分析表明二者基本是同步发生,蚀变的过程也是矿化的过程,即蚀变的标志也是找矿的标志。拉拉IOCG矿床中蚀变元素地球化学特征及其与矿化关系的研究,对于矿床成矿理论的丰富及矿区进一步找矿勘探工作都具有重要意义。

对大冶铁矿划分为IOCG型矿床的探讨

对湖北大冶铁矿的岩浆类型、矿体形态、矿石特征、围岩蚀变、成矿物质来源等进行分析,发现湖北大冶铁矿具备IOCG(铁氧化物-铜-金)型矿床的定义性特征,即铁氧化物含量高,伴生黄铜矿,贫硫化物、低钛,广泛受Na、K蚀变的热液矿床。另外,大冶铁矿与中酸性岩浆关系密切,且成矿物质来源于岩浆。作为IOCG型的大冶铁矿,其成矿环境为与非造山岩浆有关的大陆地块内部。

四川拉拉IOCG矿床方解石REE与C,O同位素地球化学特征及意义

对拉拉铁氧化物-铜-金(IOCG)矿床中与铜矿化密切相关的变质期方解石(Ⅰ)和热液期方解石(Ⅱ)的稀土元素(REE)及C,O同位素地球化学特征进行研究,以探讨方解石成因及沉淀影响因素、成矿流体来源及性质。研究结果表明:方解石(Ⅰ)具有极低的REE总质量分数(wREE平均75.98×10-6),方解石(Ⅱ)的REE总质量分数相对较高(平均313.85×10^(-6));方解石(Ⅰ)的δ(13CPDB)为-3.84‰~0‰,方解石(Ⅱ)的δ(13CPDB)为-3.98‰^-1.40‰,二者大小接近且相对变化较小;方解石(Ⅰ)的δ(18OSMOW)为9.45‰~12.2‰,方解石(Ⅱ)的δ(18OSMOW)为8.1‰~11.6‰,后者相对低于前者。分析认为:方解石(Ⅰ)不是变质成矿期的主要REE载体,其成矿流体中REE含量很低;方解石(Ⅱ)为热液期REE的主要载体,其成矿流体中REE含量较高。两期方解石均为热液成因,但二者成矿流体不同源;水岩反应及降温作用耦合影响本矿床两期方解石的沉淀。方解石(Ⅰ)的REE配分曲线为平坦型,既有正Eu异常也有负Eu异常,无Ce异常,配分模式受流体中REE络合物稳定性控制,其成矿流体为大量LREE沉淀后的残余高温变质成矿流体,继承了海相喷发的火山围岩部分特征;方解石(Ⅱ)的REE配分曲线为左倾型,显著正Eu异常,无Ce异常,配分模式受方解石晶体化学因素控制,其成矿流体为大气降水与围岩反应形成的低温高氧逸度热卤水。方解石(Ⅰ)的成矿流体中的C由深源C和海水C共同提供;方解石(Ⅱ)的成矿流体中的C来自地幔柱成因的基性辉长岩浆分异释放的CO2,O同位素受大气降水影响发生明显负漂移。

拉拉铁氧化物-铜-金-铀(IOCG)矿床石英-磁铁矿地质温度计

拉拉矿床的形成经历了区域变质成矿期和热液成矿期,前人对拉拉矿床的区域变质峰期温度以及热液成矿期的成矿温度进行了研究,但对于区域变质期的成矿温度的研究资料相对不足。利用区域变质成矿期形成共生矿物组合磁铁矿-石英,采用石英-磁铁矿地质温度计,获得区域变质成矿期的成矿温度为450℃～500℃。并结合前人研究结果,认为拉拉矿床的形成是区域变质峰期之后的产物。

中国铁氧化物铜金(IOCG)矿床成矿规律及全球对比

1 IOCG的定义及存在的科学问题IOCG是铁氧化铜金矿床的英文简称,于1992年被正式提出(Hitzman et al.,1992),经过20年的发展,正与VMS,SEDEX,MVT等矿床类型一样被大家广为所知。IOCG的定义比较宽泛而且饱受争议。

IOCG:黔东南地区值得关注和重视的一种新的找矿类型

热液铁氧化物-铜-金矿床(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。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。自上世纪90年代以来,此类矿床已成为矿产勘查的一种重要目标。近期在黔东南地区矿产调查过程中,发现产于刚边花岗混合岩接触带的从江地虎、垄雷、归林、摆容等矿床(点)

高精度磁测在IOCG型铁矿勘查中的应用--以智利英格瓦塞铁矿为例

IOCG型(铁氧化物铜金型)矿床富含铁氧化物,且常缺失硫化物,高精度磁测是寻找IOCG矿床重要的有效手段之一。英格瓦塞铁矿位于智利中北部IOCG型矿床成矿带,前期地质工作程度较低。在智利英格瓦塞铁矿矿区地质特征调查基础上,重点针对中部矿区的7个磁异常区,利用RGIS对其高精度磁测数据进行面积上延、面积下延、剖面下延及2.5D反演拟合处理,结果表明,本区引起磁异常的磁性地质体整体呈NE向延伸、倾向NW、倾角较陡。除Ⅰ号和Ⅴ号磁异常规模较小外,其他几个磁异常中心找矿前景较大,有规模的磁异常区大多埋深在50~120 m之间,为下一步地质找矿钻探验证提供了有效的基础。同时,该勘查方法可为中国IOCG型铁矿找矿工作提供参考依据。

宁芜盆地北部梅山铁矿床与IOCG型矿床的对比研究

IOCG型矿床(Iron Oxide-Copper-Gold矿床,国内称铁氧化物-铜-金(-铀-稀土)及有关矿床,主要指含有大量磁铁矿和(/或)赤铁矿的矿床,并伴有黄铜矿、斑铜矿等,其矿产组合变化范围大,多与特定的构造-岩浆活动有关(Sillitoe et al.,2003)。毛景文等(2008)初步对国内外的IOCG型矿床进行讨论,认为宁芜地区的某些矿床可归入IOCG型矿床组合,区内玢岩铁矿模型可能对IOCG型矿床具有一定的示范作用。

扬子西南缘拉拉IOCG矿床辉钼矿微量元素地球化学特征

为了研究扬子西南缘拉拉IOCG矿床辉钼矿矿物学特征及成矿物质来源,运用电子显微镜及电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),对矿床中辉钼矿进行了矿/岩相学及微量元素研究。结果表明,矿床中共有两期辉钼矿:变质热液期浸染状辉钼矿(辉钼矿(Ⅰ))及后期热液期团块状辉钼矿(辉钼矿(Ⅱ)),其中辉钼矿(Ⅰ)镜下呈鳞片状、规则板柱状、弯曲板柱状集合体产出;辉钼矿(Ⅱ)晶体粗大且结晶程度较高,镜下呈片状集合体产出。两期辉钼矿的微量元素地球化学特征指示其源于不同的成矿流体。研究认为,辉钼矿(Ⅰ)的成矿流体为还原性流体、具富F-的特征,成矿物质来源于围岩,继承了围岩的微量元素地球化学特征;辉钼矿(Ⅱ)的成矿流体为氧化性流体,具低F-的特征,其成矿可能与外来流体的加入有关。

中国铁氧化物-铜-金(IOCG)矿床的基本特征及研究进展

铁氧化物-铜-金(Iron Oxide-Copper-Gold,IOCG)矿床是Hitzman et al.(1992)提出的一个新矿床类型。该概念的提出与澳大利亚Olympic Dam超大型矿床的发现有关,一定程度上促进了世界上同类新矿床的发现,引起工业界和学术界的广泛关注。中国IOCG矿床的研究起步较晚,在IOCG概念提出后很长一段时间内,并没有国内外公认的IOCG矿床报道。近年来,通过对一些Fe-Cu矿床的实例研究,目前已初步确立中国西南康滇地区、东准噶尔北缘和东天山阿齐山-雅满苏等Fe-Cu成矿带具有类似于IOCG的成矿特征,并且在矿床形成时代、机制及构造背景等成因问题上取得诸多进展。成矿时代上,康滇Fe-Cu成矿省形成于元古代,包括有～1. 65和～1. 0Ga两期主成矿事件,分别对应于区域上的两期板内岩浆作用,说明Fe-Cu矿化与大陆裂谷背景相关。东准噶尔北缘和东天山阿齐山-雅满苏成矿带均形成于古生代,分别为295～320Ma和～380Ma,被认为可能与陆缘盆地闭合有关。三个成矿带中Fe-Cu矿床围岩均为火山-沉积地层、均具有早期Fe矿化和晚期Cu矿化为主的特征且大部分矿床与同期侵入岩体没有明显空间关系,但在蚀变矿物组合及金属元素富集程度、流体特征等方面仍存在一些差别。例如康滇成矿省的蚀变组合以成矿前区域Na化、Fe矿化期Fe-Na-(Ca)化及铜矿化期K化和碳酸盐化等为特点;矿体在空间上常与大小不等的热液角砾岩筒共生;各矿床不同程度地富集REE、Mo、Au、Co等金属;成矿流体上早期以高温、中高盐度的岩浆热液为主,而成矿晚期则有更多非岩浆流体(盆地水、地层水或大气降水等)的加入。这些特点与世界上典型的IOCG矿床(特别是前寒武纪矿床)基本一致,因此目前为止,康滇成矿省作为中国的典型IOCG矿床而受国内外认可的程度相对较高。东准噶尔北缘与东天山阿齐山-雅满苏成矿带矿化特征较为相似,最新研究显示这些矿床中非岩浆流体(如盆地卤水、地层水等)对Fe-Cu矿化的贡献更大、成矿发生于陆缘盆地闭合期等,可能与南美中安第斯成矿带IOCG矿床更为类似。但是,部分矿床在成矿前均显示有明显的矽卡岩化,甚至个别矿床中矿体、岩体和矽卡岩具紧密时空关系而类似于矽卡岩矿床;多数矿床除Fe和Cu外,所含金属元素比较单一。这些特点一定程度上导致这两个矿带Fe-Cu矿床归属于矽卡岩还是IOCG矿床的问题上仍存在不少争议,尚待进一步的探索和讨论。基于目前的研究现状,本文也对中国IOCG矿床今后研究中值得关注的问题提出了一些设想和展望,包括不少矿床Fe-Cu矿化空间上分离的原因、不同地球化学行为差异较大的成矿元素(如Co、Ni与REE、U、Mo等)在矿床中均有富集的原因等方面。

秘鲁南部Acari铁矿IOCG矿床地质特征

Acari铁矿位于秘鲁中南部沿海IOCG成矿带,紧邻大型交代型铁矿床,是一个脉状高品位磁铁矿床,同时伴随有蚀变型铜、钼、金矿。成矿受断裂构造控制,铁矿以伴随强烈的阳起石化为特征。通过对比临近的矿床,充分展现IOCG矿床的多样性。

赞比亚西北省发现IOCG碳酸岩型铜矿床

IOCG碳酸岩型铜矿床世界罕见,中国尚未见报道。最近,中矿资源勘探股份有限公司在赞比亚西北省卡森帕市希富玛村附近发现并查明一个中型碳酸岩型铜矿床,将其命名为希富玛铜矿床。此矿床还具有铁氧化物-铜-金（IOCG）型矿床的特征,如矿石中铁氧化物（磁铁矿为主,少量赤铁矿）含量〉20%,有用金属以Cu为主,伴生有益组分有Zn、Co、Au、Ag、Mo、Cd,REE的含量也高,受构造岩浆带控制等。因此,希富玛铜矿床可称为IOCG碳酸岩型铜矿床。

四川拉拉IOCG型铜矿床成矿特征

四川拉拉铜矿床为我国典型的铁氧化物-铜-金(Ironoxide-copper-gold,IOCG)型矿床,结合野外考察和室内综合分析方法,在分析前人相关研究成果的基础上,从矿床地质特征、年代学、赋矿围岩、岩浆活动、成矿流体以及构造演化等方面,对四川拉拉铜矿床的主要成矿期次及成矿模式进行了划分和探讨。研究结果表明:1该矿床的成矿期次可划分为4个阶段,在时间先后顺序上依次为矿源建造火山沉积期、区域变质改造期、叠加改造热液成矿期、新元古代变质改造期;2成矿模式为漫长而又复杂的地质过程,是多期次、多阶段、多种成矿作用相互叠加的结果。该矿床成矿期次和成矿模式的分析成果,对于该矿区进一步开展找矿勘探工作有一定的参考价值。

四川拉拉铁氧化物铜金矿床(IOCG)形成的矿相学证据

四川拉拉铜矿是我国西南重要的大型铜矿,并且共(伴)生丰富的金—钼—钴—稀土—铁可供综合利用。系统的矿相学研究表明,矿石矿物主要为热液磁铁矿、黄铜矿、黄铁矿、白铁矿和辉钼矿;矿床围岩蚀变种类较多,主要有黑云母化、硅化、碳酸盐化、钠长石化、钾长石化、磷灰石化、阳起石化、萤石化等;矿石结构包括自形-半自形-它形晶粒结构、交代残余结构、包含结构和枝状结构,矿石构造包括浸染状构造、条带状构造、脉状-网脉状构造和角砾状构造;载铜矿物主要为黄铜矿,钴主要赋存于黄铁矿和白铁矿中,钼赋存于辉钼矿中,金主要以自然金或含银自然金形式赋存于黄铜矿、黄铁矿和叶碲铋矿中;磁铁矿中钛含量低,矿石中硫含量低,罕见铅锌硫化物矿物。因此,拉拉铜矿应属于典型的铁氧化物铜金矿床。