关于IOCG矿床.doc

关于IOCG矿床在和师兄们聊天的过程中听到一个名词铁氧化型铜-金矿床，也即现在研究比较多的IOCG型矿床。师兄关于该类矿床并没有多说什么，但如此不经意间提了一句，便唤醒了自己脑海中这个即将消失的词汇，但当自己努力想回忆起点什么来的时候，记忆中却是一片茫然。当天晚上上网时，IOCG这几个字母再一次浮现在自己的脑海里，我随即到学校图书馆网站上下了十几篇相关文章。通过阅读这十几篇文章，我才对这一类型矿床有了一个大概的了解：1.IOCG矿床国内外研究简史IOCG为英文iron oxide-copper-gold的简写，中文名称为铁氧化铜-金矿床。该类型矿床的研究以上世纪七十年代发现南澳大利亚奥林匹克坝超大型铜-铁-金-铀矿床（20亿吨矿石,铁35 %,铜1.6 %,U3O3 0.06 %,金0.6 g/t,银3.5 g/t）为起始点,各国专家学者从此开始关注富氧化铁型矿床。随着研究的深入, 众多专家（Bell，Youles，Hauck，Hauck)根据奥林匹克坝矿床富含氧化铁、角砾岩筒控矿、形成于元古代等显著特征,将其与美国密苏里东南部的铁矿省、加拿大育空地区的Wernecke山、南澳大利亚的Mount Painter地区、中国的白云鄂博以及瑞典的基鲁纳等具有相似地质特征的矿床或矿集区进行了对比研究。到上世纪90年代初,Hitzman等(1992)以新的视角把这些看起来关系不大的矿床联系在一起,统称为元古宙铁氧化物(Cu-U-Au-REE)矿床，后来发现太古宙、中生代、新生代也有该类型矿床的形成，遂最终定名为铁氧化物铜-金矿床，即IOCG型矿床。Hitzman这一新型矿床概念的提出，将奥林匹克坝、基鲁纳、白云鄂博等世界级矿床联系起来，迅速引起世界范围内学术界和生产单位的高度重视，其研究工作开展的也如火如荼，被认为是矿床学界继斑岩型矿床、块状硫化物矿床、浅成低温热液型金矿床之后的又一研究高潮。在我国,对此类矿床的研究还处于初级阶段,张兴春等(2003)和王绍伟(2004)介绍了此类矿床的国际研究现状。随后毛景文（2008）、聂凤军（2008）、王美娟（2008）、方维萱（2009）、肖晓林（2009）等人也曾先后就该类矿床发表过文章，但多为介绍国外研究成果，亦或从国外的研究成果入手，将国内有类似特征矿床划归为此类新型矿床，鲜见有新的研究成果发表。2.定义关于该类型矿床的定义，国外不同的专家发表了自己的观点。Sillitoe于2003年将此类矿床定义为含有大量磁铁矿和(或)赤铁矿的矿床,并伴有黄铜矿斑铜矿,矿物组合变化范围大,与一定的构造-岩浆环境有关的一类矿床； 2006年,Corriveau则定义为具有贫硫化物、铁氧化物(低钛磁铁矿赤铁矿)含量超过20%的热液型多金属(铜-金-银-铀-稀土-铋-钴-铌-磷)矿床； 2007年,Hunt等认为IOCG矿床是指具有富磁铁矿赤铁矿(铁氧化物的TiO2含量小于2% )、大面积蚀变(尤其是Fe-Na-K交代)的一类矿床；我国学者也曾对此类型矿床下过定义，肖晓林、朱志敏（2009）则认为IOCG矿床是指一类具有贫硫化物、富铁氧化物(低钛磁铁矿赤铁矿)矿石的热液型铜或铜-金多金属矿床。以上概念可能由于研究者所侧重的方面不同，因而所下的定义稍有不同，但从以上定义中，我们可总结该类矿床的一般特征为：矿物以Fe、Cu、Au等金属矿物或它们的组合矿物为主，富铁贫硫，铁矿石以磁铁矿（低钛）和赤铁矿为主，蚀变以钠化和钾化为主，且有磁铁矿与下部钠化相伴而赤铁矿与上部钾化相伴的特征，另外多与角砾岩筒相伴生。3.成矿环境与时空分布对于IOCG型矿床的成矿环境,Hitzman等(1992)最早认为此类矿床出现在克拉通或大陆边缘,与伸展构造具有密切的时空关系。随着对该类型矿床研究程度的提高,一般认为此类矿床出现于3种环境:与非造山岩浆有关的大陆地块内部(如奥林匹克坝);与中性岩浆有关的较年轻大陆边缘弧(如南美安第斯);褶皱和推覆带(Mount Isa线形褶皱带内的矿床)。我国学者毛景文（2008）曾提出长江中下游宁芜-庐枞白垩纪盆地中129122 Ma原定为玢岩铁矿的部分矿床可能属于IOCG型，这部分矿床位于中国东部大陆边缘,与同时代的中基性火山-次火山岩有关,是白垩纪岩石圈拆沉过程在地壳的响应。而国际上比较公认的白云鄂博IOCG型矿床则位于华北克拉通北缘,其形成环境为大陆被动边缘元古宙裂谷带。对于IOGC矿床的时空分布，就其形成时间来说，主要形成于太古宙、元古宙、中生代、新生代等时期,另外古生代也有少量该类型矿床形成。其空间分布范围，则涉及南北美洲、亚洲、欧洲、非洲部分地区，值得注意的是与安第斯斑岩型矿床成矿带平行存在一条IOCG型矿床成矿带 (Sillitoe,2003)。地球上最早的IOCG型矿床位于巴西的Carajas地区,其形成时代为晚太古代，时间为2.352.75 Ga(Tazava et al.,2000;Dreher et al., 2008)。很多IOCG型矿床形成于元古宙,包括南澳大利亚的奥林匹克坝、昆士兰西北部的Cloncurry地区、澳大利亚北部的红岸(Red-bank)地区、中国的白云鄂博、加拿大育空地区的Wernecke山及大熊(Great Bear)岩浆带、美国密苏里东南的旧金山地区、瑞典的基鲁纳地区(Hitzman etal.,1992)、芬兰的Kolari和Misi地区(Niiranen,2005),其形成时代为19001600 Ma。还有一些IOCG型矿床形成于古生代,伊朗中部Bafq矿集区内IOCG型矿床的成矿时代为515529 Ma(Toraban-detal.,2007)。在阿根廷西北部的Salta省境内,产有2个中新生代IOCG型矿床(Arizario和Lindero)。墨西哥Durago地区的Cerro de Mercado矿床(Lyons,1988;Williams et al.,2005)、美国犹他州的铁泉矿床和智利的El Laco铁矿床被认为是新生代的IOCG型矿床。4矿床蚀变类型与矿石、脉石矿物组成对于该类型矿床的蚀变则主要发育深部的钠质蚀变和浅部的钾质蚀变，另外在地表有绢云母化和硅化。可形成的蚀变的矿物主要有钠长石、钾长石、阳起石、单斜辉石、方柱石、不定量的磷灰石、榍石、绿帘石、磁铁矿、赤铁矿和硫化物。这种区域性钠(钙)质蚀变作用可在几十至几百平方公里的范围内强烈发育并与大量不同类型的脆性和韧性构造有关,有时可有多期蚀变叠加。矿石矿物则主要有镜铁矿或赤铁矿、热液磁铁矿、黄铜矿、斑铜矿、斑铜矿、辉铜矿等, 次要矿物有铜（银、镍、钴和铀）砷化物、钙铀云母、氟碳铈矿、辉铋矿、钛铀矿、铈磷灰石、硫铜钴矿、辉钴矿、硅铀矿、铜蓝、蓝辉铜矿、磷铝铈矿、斜方砷铁矿、孔雀石、辉钼矿、独居石、沥青铀矿、晶质铀矿、磷钇矿、金（银、铋和钴）碲化物、自然铋（铜、金和银）和蛭石。脉石矿物有钠长石、钾长石、绢云母、碳酸盐、绿泥石、石英、角闪石、辉石、黑云母和磷灰石主要工业组分为铜和金,共伴生组分可有、钴、铀、稀土元素、钼、锌和银等。5.与该类型矿床有关的岩浆岩与IOCG型矿床有关的岩石主要为闪长岩、辉石闪长岩和花岗闪长岩,也有少量花岗岩。上述花岗质岩类大部分属于磁铁矿系列花岗岩或I型花岗岩，与产出斑岩型铜金矿床的花岗质岩类相似，但产出环境仅局限于大陆边缘或者陆内环境，在造山带环境下尚未发现与IOCG型矿床有关的花岗质岩类产出。在我国宁芜-庐枞盆地内与IOCG铁矿有关的岩石组合为辉长岩、辉石闪长岩、石英闪长岩、石英二长岩和花岗岩,稍晚出现碱性岩类,而与矿化有关的岩石都是辉石闪长岩类。6.矿床成因对于该类型矿床的成因是现在研究的热点和重点，但至今莫衷一是。有一点是比较公认的该类型矿床与岩浆活动关系密切，但成矿流体、成矿物质、成矿动力三方面是否全部来自岩浆则有不小的争议。硫同位素值显示为岩浆来源(Marschiket al.,2001;Sillitoe,2003;Oliver et al.,2004)。钠(-钙)质蚀变的稳定同位素研究也表明岩浆流体为最主要来源(Perring et al.,2000;Mark et al.,2004;Oliver et al.2004)。而Barton等(1996)提出了“盆地蒸发岩物质源模型”,认为IOCG型矿床的流体具有高的Cl/S比值，可能主要是来自与古蒸发岩有关的同生盆地流体,岩浆流体则为次。下伏岩体提供的热源导致盆地流体发生循环,形成热对流系统,与此同时,盆地流体与岩浆流体发生混合,导致矿床的形成。Barton等(2004)研究了IOCG型矿床的成矿过程,提出了岩浆与非岩浆2种成因模型；又进一步将非岩浆成因模型分为地表或浅部盆地流体模型及变质流体模型。7感想诚然，每一种新的矿床类型的提出都是在无数矿床学家和地质工作者艰苦的付出后总结归纳出来的，是劳动的成果、智慧的结晶，并且会在一定程度上促进实际找矿工作的开展，更有甚者直接导致大型、超大型矿床的发现。但学生认为，任何一种矿床类型的提出、成矿理论的创新都是理论层面上的，它最终都要归结到实践层面中来。因此，我们地质工作者应该对国际、国内矿床学的研究工作予以关注，实时掌握新的矿床理论研究成果，进而来拓宽自己在实际工作中的工作思路，让理论为我所用。但我们不应该脱离实践，过度