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黄铜矿CuFeS2
［化学组成］Cu34.63%，Fe30.43%，S34.94%，常含少量Ag、Au、Zn等杂质。
［晶体结构］四方晶系，其结构与闪锌矿相似(图13－4)，S2－作立方最紧密堆积，Cu2+和Fe2+位于半数四面体空隙中。与闪锌矿不同之处为阳离子有Cu2+和Fe2+两种，它们沿c轴相间排列。
［形态］呈四方四面体(图13－5)，但甚为罕见;通常呈致密块状或粒状。
图13-4 黄铜矿的结构
图13-5 黄铜矿的晶形
［物理性质］铜黄色，表面常有蓝、紫红、褐等色的锖色;条痕黑色;不透明;金属光泽。硬度3～4;无解理;相对密度4.1～4.3。具导电性。
［成因产状］黄铜矿可形成于多种条件下。
在岩浆作用中，黄铜矿与磁黄铁矿、镍黄铁矿共生于基性或超基性岩中，如铜镍硫化物矿床。
在热液和矽卡岩作用中黄铜矿与方铅矿、闪锌矿、磁黄铁矿、辉钼矿、黄铁矿等多种硫化物以及石英、萤石、方解石等共生，如矽卡岩矿床、块状硫化物矿床、斑岩矿床等。
在外生作用中，黄铜矿矿床见于沉积形成的含铜砂岩等层状铜矿中。
黄铜矿在地表容易风化，其风化产物主要有褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿以及次生辉铜矿等，可作为铜矿床找矿标志。
［鉴定特征］以其较深的铜黄色、硬度以及铜的焰色反应(见辉铜矿描述)等特点易于识别。黄铁矿与其相似，但黄铁矿颜色较浅，硬度很高(6.5)。斑铜矿的锖色呈浓的紫蓝色，与黄铜矿的较淡的锖色差异较大，且二者新鲜面的颜色也不同。
［用途］其含铜量虽然不如辉铜矿和斑铜矿，但在自然界的分布非常广泛，因而是最重要的铜矿物之一。
磁黄铁矿族
甘肃金昌市金川铜镍矿床
一、大地构造位置
金川镍、铜矿床位于前寒武纪早期中朝克拉通西南龙首山隆起带南侧（汤中立等，1987），与北祁连加里东褶皱带相毗邻。
二、矿区地质
（一）地层
龙首山隆起带出露地层主要有古元古界、新元古界、泥盆系、石炭系、二叠系及侏罗系。古元古界呈北西条带状分布，由白家嘴组（
）及塔马沟组（
）组成。前者主要由混合岩、片麻岩及蛇纹石大理岩组成。后者主要由各种片麻岩、片岩及条带状大理岩组成。上述两组岩石呈不整合或假整合接触。侵位于塔马沟组的白色伟晶花岗岩脉，K-Ar同位素年龄为1719Ma。新元古界地层亦呈NWW向展布，主要由墩子沟组和韩母山群组成。前者主要由砾岩、砂岩和结晶灰岩组成；后者主要由绢英片岩、钙质片岩及灰质角砾岩组成，二者为不整合或断层接触。
（二）构造
古元古界组成一单斜构造，倾向SW，它们被形成复背斜的新元古界所超覆。上古生界、中生界则形成同斜褶皱。
龙首山隆起带走向EW，西部转为NW向。构造的线性特征十分明显。隆起带两侧为深断裂。断裂倾角60°～70°（图2-2）。平行主断裂的次级断裂亦较发育，隆起带还有一走向NE的平推断层。在金川侵入体中常见此类断层，并切割侵入体。
（三）岩浆岩
本区岩浆活动发育。吕梁期（1700Ma），侵入体为伟晶花岗岩、斜长角闪岩，常呈小透镜体产出，往往被加里东期镁铁质岩脉切穿。含硫化物超镁铁质侵入体是由多次岩浆贯入而成的，形成时代为中元古代1508 Ma±31Ma。加里东期岩浆活动极其普遍，主要的代表性岩石为规模不等的花岗质侵入体，亦可见少量超镁铁岩、基性辉长岩及闪长岩和花岗闪长岩。
图2-1 中国岩浆熔离型铜矿床分布图 Fig.2-1 Distribution plan of liquation-type copper deposits in China
图2-2 金川区域地质图 Fig.2-2 Regional geological map of Jinchuan area
1—第四系；2—中生界-第三系；3—古生界；4—前寒武系；5—龙首山隆起带；6—花岗岩-闪长岩侵入体；7—镁铁-超镁铁侵入岩；8—断裂
1.岩体地质
金川含硫化物超镁铁深成侵入体以100交角侵位于古元古界白家嘴组的变质岩中。侵入体的Nd-Sm同位素年龄为1508Ma±31Ma（汤中立等，1992）。该岩体长6500m，宽数十米到500m不等，其两端均为第四系所覆盖，地表出露长约4500m，出露面积为1.34km2，走向为N50°W，倾向SW，倾角50°～80°，呈不规则脉状展布，它被E—NE向的剪切断裂切割为四个区段，这4个区段从西到东（图2-3）编号为Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ矿区。
Ⅲ号矿区的侵入体相对于I号矿区的侵入体被F2断层向SW方向错开达900多米，其上被40～50m厚的第四系沉积物覆盖。该侵入体长500多米，东部较宽，向西尖灭。东端部分延深至600m以下尖灭，西端延深约200m呈楔型尖灭。该侵入体倾向南，倾角60°～70°。
Ⅰ号矿区侵入体出露长约1500m，西宽东窄。西端宽达320m，东端宽约20m。向下延深大于700m。倾角较陡（70°～80°），倾向SW。
Ⅱ号矿区侵入体的长度大于3000m，东部被第四系覆盖，向西逐渐变宽，在F17附近宽度最大，达530m，再朝西，又变窄。该侵入体走向约N50°W，倾角50°～60°，倾向SW，东部倾角变缓。
Ⅳ号矿区侵入体位于全矿区最东端，长1300m，除西端位于混合岩之下外，其余均被第四系覆盖，覆盖厚度50～140m。侵入体的走向发生强烈偏转，为N80°W，倾角50°～60°，倾向SW。侵入体形态呈不规则透镜状，东部向下分叉并尖灭。最宽＞230m，向下延伸达400～600m。综上所述，金川侵入体形态受包围它的断层的性质控制。在剪切断层控制作用明显地段，侵入体向下延伸较深，且呈平板状（图2-3b）；在张性断裂发育地段，侵入体向下延伸不深，横剖面上呈漏斗状（图2-3c）。在剪切作用发育地段，岩浆分异不明显；而在张性断裂发育地段，岩浆分异作用则十分明显，各岩相均较发育。
图2-3 金川侵入体平面（a）及剖面（b、c）地质图 Fig.2-3 Geological plan（a）and section（b,c）of Jinchuan intrusive bodv
1—第四系；2—元古宇；3—二辉橄榄岩；4—斜长二辉橄榄岩；5—橄榄二辉岩；6—二辉岩；7—浸染状矿石；8—网状富矿；9—氧化矿石；10—交代状矿石；11—块状硫化矿石；12—悬挂式浸染状矿石；13—岩浆岩岩相接触界线；14—不同阶段岩相接触界线；15—断层
2.侵入体侵入阶段和岩石类型
金川含Cu-Ni硫化物岩体是一个复式侵入体，可分为三个侵入期次。
第一期为细-中粒二辉橄榄岩和橄榄二辉岩，主要产于Ⅰ、Ⅲ矿区侵入体的中、上部（西南侧），朝东南逐渐变窄，中止于F16。第二期为中-粗粒超镁铁岩分布于Ⅰ、Ⅲ矿区侵入体之中、下部，向东南逐渐变宽，成为Ⅱ、Ⅳ矿区侵入体的主岩相。第三期为中粒纯橄岩，主要产于Ⅰ、Ⅱ矿区侵入体之下部。
各期次岩体较基性的部分产于岩相中心，向外基性程度逐渐降低（图2-3）。同一期次内各岩类之间的接触界线是逐渐过渡的，而不同期次之间的接触界线则是突变的。较早期次的侵入体已经蚀变或强烈破碎，有些接触带往往被晚期岩脉所充填。
金川各类岩石的主要造岩矿物为：橄榄石、单斜辉石、斜方辉石及斜长石。橄榄石一般为半自形-自形短柱状，但当其被其他矿物颗粒包裹时，则呈浑圆状，一般Fo77%～90%，极少部分Fo91%～94%。斜方辉石主要呈他形晶产出，半自形晶少见，En80%～87.3%，成分相当于古铜辉石。在二辉岩中斜方辉石为紫苏辉石，En76.5%，斜方辉石含量少于单斜辉石。
所有岩石均已蚀变，橄榄石一般蚀变为蛇纹石和纤蛇纹石，蚀变矿物一般沿裂隙分布，在强蚀变地段则被叶蛇纹石所代替。古铜辉石常蚀变为绢石。单斜辉石一般蚀变为纤闪石和透闪石，呈单斜辉石假象出现，但其被蚀变为绿泥石时，其原来单斜辉石的结构则变得模糊不清。斜长石一般被葡萄石取代。纯橄岩蚀变较强的地方出现菱镁矿、方解石和绿泥石。
3.侵入岩的化学成分
金川侵入岩的平均化学成分相当于二辉橄榄岩的成分（表2-1），其中的Mg、Fe、Ni、Cr含量及w（Mg）/w（Fe）值（3.02～2.2）随岩石基性程度的降低而有规律的减少。Fe2+和Fe3+的含量成反比，Fe3+与蚀变强度有关。Si、Ca、Al、Na、K含量与Mg、Fe含量呈反比关系。Na2O含量一般＜0.5%，但在一些含斜长石的岩石二辉岩或橄榄二辉岩中却＞1%,w（K2O）＜w（Na2O。K2O含量在约2%的样品里＞0.3%。在极个别样品中，其含量＞1%。含Ni硫化物超镁铁岩中的Cr含量低于那些无矿的同类岩石，这反映Cr3+对单斜辉石有亲合倾向。Cr含量较低的原因可能是与其在岩石晚期蚀变阶段铬尖晶石中的Cr被Fe置换迁出形成磁铁矿有关。
表2-1 金川侵入体岩石成分（wB/%） Table 2-1 Lithologic composition of Jinchuan intrusive body（wB/%）
注：LOI——烧失量；m/f=Mg2+原子数/[（Fe3+Fe2++Mn2+）原子数]
三、矿床地质特征
（一）矿体和矿石类型
金川矿床已知有24、1、2号三个主矿体（图2-4），其Cu-Ni金属储量占整个矿床的90%以上，其余矿体储量不足10%。
金川矿床的矿石可划分为三种类型，与之对应的矿化作用为：岩浆、气成热液和热液作用。岩浆型矿石根据其离熔作用（不混熔硫化物分离）发生的地点及侵位的次序可划分为三种类型：就地熔离型矿石、深部熔离贯入型矿石及晚期贯入型矿石。气成-热液矿化主要形成接触交代矿石。纯热液型矿石主要叠加于深部熔离-贯入矿体之上，个别叠加于就地熔离矿体之上。
1.就地岩浆熔离矿石（主要为浸染状硫化物矿石）
这类矿石在金川矿床中具第二位，为有经济价值的矿石类型，呈透镜状遍布侵入体各个部分所有相带中，其长可达几百米，厚为1m至数十米，沿矿体的走向、倾向有分支复合现象，沿矿体倾向分支现象更为明显。较大矿体一般产于较富橄榄石的二辉橄榄岩中，位于侵入体中、下部。
矿石主要为浸染硫化物型。矿体中部硫化物最富，从矿体到围岩硫化物逐渐减少。主要硫化矿物是磁黄铁矿、镍黄铁矿及黄铜矿，其比率是：5.9:5.6∶1。其他硫化矿物为方黄铜矿、马基诺矿、墨铜矿。上述硫化矿物呈不规则布丁状，一般粒径约1～3mm，均匀地充填于硅酸盐矿物如橄榄石和辉石的空隙里。在矿体较下部边缘中可见由晚期阶段热液作用所形成的斑杂状矿石，这些矿石矿物以其集合体块度变化大（0.1～10cm）为特征。矿体上部镍黄铁矿和磁黄铁矿大多已被蚀变为紫硫镍矿和白铁矿、黄铁矿，但保留有残余结构。
图2-4 金川矿床主矿体纵、横断面示意图 Fig.2-4 Sketch of longitudinal and cross section of main ore body in Jinchuan deposit
1—混合岩；2—大理岩；3—斜长角闪岩；4—二辉橄榄岩；5—斜长二辉橄榄岩；6—橄榄二辉岩；7—星点状矿石：8—海绵陨铁状矿石；9—块状矿石；10—岩相界线；11—主矿体编号
2.深部岩浆熔离-贯入矿石（主要形成网状硫化物矿石）
这种矿石最重要，由其组成的矿体规模大，厚几十米至几百米，长几百米至几千米，主要产于侵入体之深部或者说是底部（图2-4）。有几个矿体位于岩体上盘，而有一两个矿体贯入到侵入体下盘。矿体形态通常呈平板状、透镜状，但也有些呈似脉状，矿体会突然变薄或变厚，分支现象更为常见。
矿体倾角时而陡于侵入体，时而又缓于侵入体，穿插于先形成侵入体的各岩相中。矿体分布不受早期分异相分布的控制。
矿体规模和位置与侵入体的分异程度和规模无关。含硫化物的岩石是纯橄岩。由岩体中部向边部，其辉石含量有所增加。硫化物集合体大小约1～6mm，充填于硅酸盐矿物的间隙里，形成网状矿石，其含量可占纯橄岩的12%～15%。局部动力和热液作用使得硫化物呈似片麻状、绒毛状、星云状构造。此类矿石的结构和矿物组合基本与就地岩浆熔离矿体相同，有发育良好的乳浊状、似火焰状、格子状、文象状和薄层状结构，它们均是离熔作用的产物。由交代作用形成的网状结构、环带结构较为常见。主要金属矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，其比例是4.8∶2.6∶1。在一些矿带里，Pt、Pd、Au、Ag较为富集，含量大于1×10-6。这样的矿带厚可达几十米，长几百米，向下延伸达100m。
富矿带的主要特征是：构造裂隙比较发育，矿石结构、构造及矿物组合变化较大；矿石结构既可见到网状结构，也可见到交代网状结构（矿化物呈叶片状）以及似片麻状、星云状或似云状构造；硫化物一般表现出交代熔蚀结构、残留结构；硅酸盐矿物一般被强烈蚀变为蛇纹石、碳酸盐和滑石，形成纤蛇纹石-滑石-菱镁矿集合体。
铜矿物特别是方黄铜矿，在富矿带中明显增加，甚至可达硫化物总量一半以上，这些富矿带正如图2-4所表明的那样，富集了包括Cu在内的Pt、Pd、Au、Ag、Se等元素，上述这些元素主要以砷化物、自然元素、金属混合物、碲化物、铋化物、锑化物形式存在于主矿物里。Co主要以固溶体形式存在于镍矿物中，w（Ni）/w（Co）值为41,Ni-辉砷钴矿与Fe-Ni-辉砷钴矿一般很少见到。Se往往在硫化物中替代S。
3.晚期贯入矿石（主要形成块状硫化物矿石）
这类矿石位于侵入岩最深部位的深部熔离-贯入矿体底部或其与围岩接触带。矿体通常以不规则状透镜体或脉体群形式出现，长约几米至几百米，厚数十厘米至20m，狭缩—膨胀变化突然。块状硫化物是这类矿石的主要类型，矿体边部或末端有时出现次块状、角砾状矿石。角砾成分包括原生网状结构矿石、辉绿岩及其他围岩。块状硫化矿石的脉石矿物含量不超过2%，主要以绿泥石集合体为代表。矿石的金属矿物是磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿、紫硫镍矿及少量磁铁矿、赤铁矿、硫铁铜钾矿。磁黄铁矿（黄铁矿）、镍硫化物和黄铜矿三者间含量之比为4.3∶1∶1。这种类型矿石中镍硫化物含量比其他类型矿石低。它们是在岩浆晚期温度较低的环境中形成的。
4.接触交代矿石
这类矿石部分产于侵入体上盘或围岩的捕虏体里，但主要产于侵入体之下盘。规模较大的矿体长约几百米、厚几米至几十米，呈层状、透镜状或者似囊状紧靠含硫化物侵入体，或与围岩整合产出。矿体主要由稀疏浸染状—稠密浸染状、网状矿石组成。侵入体附近Ni含量最高，远离侵入体，Ni含量降低。Cu与Ni情况相反。矿石中的主要硫化矿物为磁黄铁矿（＋黄铁矿）、镍黄铁矿（＋紫硫镍矿）及黄铜矿（＋方黄铜矿、墨铜矿），它们之间的含量比为1.2:0.7∶1。磁铁矿和赤铁矿＜1%，马基诺矿很少出现。硫化矿物呈半自形或他形，罕见条纹交代结构、交代假象结构以及出溶结构。围岩经过交代作用，也可形成矿体。这些围岩包括大理岩、片麻岩及斜长角闪岩。大理岩常蚀变为含钙铝榴石的透辉岩、透闪岩及绿泥片岩。蚀变作用主要围绕矿体的外侧分布。
（二）矿石成分
1.矿石矿物成分
主要金属矿物有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、马基诺矿、墨铜矿、紫硫镍铁矿等，以及自然金、银、自然铂及多种上述元素合金，各类碲化物、铋、锑、砷化物类矿物，铬尖晶石类矿物。脉石矿物主要有贵橄榄石、古铜辉石、顽火辉石、透辉石、蛇纹石、拉长石等。
2.矿石化学成分
金川矿床中，矿体占整个侵入体总体积的43%。整个侵入体平均含Ni 0.42%、Cu 0.23%、S 1.74%。
金川矿床各类矿石中w（Ni）/w（Cu）值为0.61～2.97，平均1.29。块状矿石中w（Ni）/w（Cu）值最高。热液矿石比值最低为0.61。
金川矿区中铂族元素平均含量较高。各矿区铂含量平均（0.05～0.64）×10-6，且铂、钯含量高于锇铱钌铑，其比值为2.0～7.45，在斑杂状矿石中极个别样品铂高达81.67×10-6（李文渊，1996）。
（三）矿石结构构造
金川铜镍矿矿石结构、构造多样。岩浆就地熔离矿体，矿石结构以半自形至他形粒状结构为主，次为交代结构、交代残余结构；矿石以稀疏浸染状构造为主。岩浆深部熔离-贯入矿体矿石为半自形、他形粒状结构、乳浊状结构、格状结构、交代结构、叶片状结构。矿石以海绵晶秩构造为主，局部有星云状和云雾状构造。晚期贯入矿体矿石结构以半自形粒状结构为主。矿石常见构造为块状构造。其他类型矿石前已叙及不赘。
（四）围岩蚀变特征
岩浆期形成的矿体主要受自变质及后期热液作用影响而常发生见蛇纹石化、碳酸盐化、滑石化。接触交代型及热液叠加型矿体中局部出现夕卡岩化、绿泥石化。围岩为大理岩时，常见钙铝榴石、透辉石、透闪石岩。
（五）物化探异常特征
金川岩体所处的构造岩浆带上，有一个明显的重力梯度密集带，重力梯度值达25mg/km，该岩浆岩带磁场强度（△T）一般为200～400nT，最大值700nT。在铜镍矿体上激电异常明显，ηs值一般大于5%，最高可达12%。
含矿岩体地表具明显土壤化探异常，内、中、外分带明显，以Cu、Ni、Cr三元素为主，并伴有Co、Sr等元素异常。
四、成矿条件
（一）同位素特征
矿床中不同期次各类矿石中硫同位素δ34S为1.06‰～2.53‰，与陨石硫接近。硫可能来自上地幔。
岩体的87Sr/86Sr较高为0.702547～0.711761，有的投点落在大陆壳演化线上，说明岩浆可能有地壳锶污染。143Nd/144Nd为（0.511800±10）～（0.512064±12），接近或大于球粒陨石，说明岩浆源发生过局部熔融。
金川岩体Sm-Nd等时线法测年为1508Ma±31Ma。
（二）成矿物理化学条件
据造岩矿物理论估算、造岩矿物熔融试验、熔融包体等方法测定：橄榄石液相线温度为1400℃，固相线温度为1200℃；辉石、斜长石在1100℃开始晶出。岩浆就位深度为10～15km，岩浆房深度在30km以下。硫化物初始熔离温度为1400～1500℃，硫化物呈单硫化物固溶体晶出温度为1000℃，到600℃以下发生固溶体分解，热液叠加作用发生在414～488℃左右。
五、矿床成因模式
（一）成矿阶段
含硫化物岩浆上升和贯入可分为4个连续阶段，即：硅酸盐岩浆阶段；含硫化物岩浆阶段；富硫化物岩浆阶段和硫化物熔融阶段。各阶段有如下特征：
第一阶段的硅酸盐岩浆仅形成少量由稀疏浸染状硫化物组成的矿体，呈小的悬挂凸镜体，位于侵入体西段的中、上部（图2-3b）。
第二阶段，含硫化物岩浆形成由稀疏浸染状硫化物组成的厚层状和凸镜状矿体，位于侵入体之中下部（图2-3c），其Ni、Cu储量占矿段储量的10%。
第三阶段的富硫化物岩浆贯入后，形成网状结构矿体，它呈大的凸镜体位于侵入体下侧（图2-3b、图2-3c），其Ni、Cu储量占矿段储量的85%。
第四阶段，硫化物熔体主要贯入到具网状结构矿体的底部裂隙里或其最底部（图2-3c），仅个别情况下，硫化物熔融体可贯入到其顶部、上盘或下盘。此类矿体呈脉状、透镜状、囊状，由块状硫化物组成，其Ni-Cu储量占矿段总储量的1%。
另外，在靠近侵入体底部和上部接触带的围岩里，以及侵入体的围岩捕虏体里，可见到接触交代矿体，它占矿段Ni-Cu储量的1%～2%。还可见到热液叠加型矿体，产于原生网状结构矿体，尤其是稀疏浸染型矿体里，此类矿体一般以富Cu、Pt、Pa、Au、Ag和Se为特征。
各类矿体的w（Cu）/w（Cu+Ni）、w（Pt）/w（Pt+Pd）值如表2-2。
表2-2 金川矿石类型有关元素含量比值 Table 2-2 Content ratio schedule of some elements of ore in Jinchuan deposit
（二）综合模式
以目前所获的金川矿床地质和成分特征为基础，提出下列成因模式：
含铁超基性岩浆起源于地幔，上侵于地壳大于10km处（图2-5a）的岩浆房里，原始岩浆的体积比现在的侵入体的体积至少大3倍。
图2-5 金川镍铜矿床成因模式 Fig.2-5 Metallogenic model of Jinchuan Ni-Cu deposit
1—硅酸盐岩浆；2—含硫化物岩浆；3—富硫化物岩浆；4—硫化物熔融体；5—接触交代矿化；6—热液叠加矿化
地幔岩浆在上升到地壳中的岩浆房里后，在1700～1400℃范围内，不混溶流化物熔融体发生分离作用，橄榄石发生结晶分异作用（图2-5b）。熔离后的硫化物熔体聚集，在重力作用下，下沉于岩浆房底部，而大量的橄榄石也结晶。并沉淀于硫化物熔融体之上，继之而来的岩浆中继续分离出来的硫化物熔融体又沉淀于橄榄石晶体之间，从而形成网状结构矿石层。一些硫化物微滴分离更晚，从而停滞悬浮于岩浆体之上部。这样，一个无矿岩浆—含硫化物岩浆—富硫化物岩浆—硫化物熔融体（下降系列）的分层模式便在岩浆房中形成。
当岩浆房的温度在1400～1200℃期间，仅橄榄石继续结晶，硫化物保持其熔融状态，在脉动式构造应力驱动下，无矿岩浆—含硫化物岩浆—富硫化物岩浆—硫化物熔融体依次上升（图2-5c），侵位于地壳10～15km处，形成现存的矿体和岩石。下地壳岩浆房上部的岩浆上侵到一处或多处位置。接着，上述的无矿岩浆—含硫化物岩浆—富硫化物岩浆及硫化物熔融体呈脉支式依次上侵到前面未固化的侵入体的位置。每次脉动式上侵都是沿早先形成的岩体下侧进行的，因为是该位置代表了一软弱带，利于岩浆上侵。
无矿岩浆和含硫化物岩浆在低于1200℃条件下继续就地结晶（Kudo和Weil,1970;Hakli和Wright,1967；中国科学院地球化学研究所，1981），依次形成古铜辉石、顽火辉石、拉长石，深部带上来的稀疏的硫化物微滴以及被封存于橄榄石间的或晚期结晶矿物间的就地熔离形成的硫化物微滴，在悬挂式板状矿体里形成稀疏浸染状矿石。
上述4种熔体侵位后，其中的挥发分随着温度降低以及结晶作用的断续进行而增加，最终挥发分聚集，导致自变质作用发生。原生的橄榄石和辉石被蚀变，形成蚀变矿物集合体，包括蛇纹石、角闪石及绿泥石。硫化物通过渗滤-扩散作用以及交代作用，侵入到围岩以及接触带附近围岩捕虏体中（图2-5d）。受影响的围岩（主要是碳酸盐岩）被混染交代形成夕卡岩包括透闪石、绿泥石、少量钙铝榴石、硅镁石和其他接触交代矿物。上述接触交代作用进行温度可能为600～480℃。因为矿石成分来自于侵入岩中的硫化物，故未发现岩浆矿石与接触交代矿石中硫化矿物集合体间的差别，只是后者铜矿物的比例较高。随着挥发分的进一步聚集，挥发流体中成矿成分的比例有所增加。在构造应力的驱动下，这种高挥发分的流体贯入到网状矿体及浸染状矿体里的局部构造软弱带中（图2-5c），形成具有热液叠加特征的矿体。此种热液成矿作用可使原生的网状矿石变为毡状、星云状矿石，也可使稀疏浸染状矿石变为斑杂状矿石。它也使得硅酸盐矿物发生强烈的蛇纹石化。铜矿物特别是方黄铜矿的比例相对于总的硫化矿物增加了约一半，而且这类矿体里的Pt、Pd、Au、Ag及Se的相对丰度也显著增加。其中Pt、Pd是以砷化物、碲铋化物、碲化物的形式产出，而Au、Ag是以显微和微细粒（0.076mm）自然金和银金固溶体形式存在。硒主要是以硫化物中硫的替代物形式出现。总之，该矿化阶段是以热液叠加为特征的，这主要表现为岩浆硫化物矿石中的Cu、Pt、Pd、Au、Ag和Se明显富集，该阶段的矿石里磁黄铁矿和黄铜矿的平衡温度为189～339℃。
含矿侵入体就位时代为1500Ma。成矿后，该区经历了漫长而复杂的地质演化过程，表现为明显的地壳隆起和剥蚀。到第四纪，大多数已知含硫化物侵入体已暴露于地表，侵入体西部矿体较浅，暴露部位遭受氧化作用，在镍铜硫化物矿床上形成氧化带，而东部的侵入体中的矿体从未暴露过，它们的最大埋深达300m。
中非（赞比亚—刚果（金））铜矿带
沉积型铜矿是指产在一套沉积岩或沉积变质岩中，矿体产状受地层严格控制的（顺层或不顺层），成矿时代与地层时代一致或稍晚的、非岩浆热液作用的一类层控铜矿床，也称为砂岩铜矿、页岩铜矿等（Bates et al.,1987;Cox et al.,2003；华仁民，1995）。沉积型铜矿中，除了富含铜、钴、银以外，还含有一定量的金、铂族、铀和少量稀土元素资源。沉积型铜矿是重要的铜矿工业类型之一，矿床以其规模大、品位高、伴生组分丰富为特点，经济价值巨大。全球范围内，沉积型铜矿的含矿地层时代集中在古元古代、新元古代和二叠纪这3个地质历史时期，新元古代最为发育（表1-1）；矿床形成的地质背景主要是在古老克拉通周围及裂谷构造环境中（华仁民，1989）（图1-1），其中最典型的成矿盆地有：西伯利亚的古元古代Kodaro-Udokan盆地、中部非洲的新元古代Katangan盆地和欧洲的二叠纪Kupferschiefer盆地。此外，在北美大陆、南美巴西、澳大利亚和中亚地区也有零星分布；我国最典型的沉积型铜矿是云南东川铜矿（华仁民，1989；高坪仙，1996；何毅特，1996）。
表1-1 新元古代全球重要的层控铜（多金属）矿床
（据华仁民，1989，有修改）
尽管在全球范围内，相对其他类型的铜矿，沉积型铜矿床数量较少（据Cox et al.统计，2003全球约有785个沉积型铜矿），分布也相对局限；但是其中却包含了全球约30%的铜、13%的银（Singer,1995）和50%的钴（Brown,1997）资源储量。近年来，沉积型铜矿的铜产量约占全球铜产量的25%和钴产量的80%，其中钴最主要产自中部非洲的赞比亚和刚果（金）。
中非铜－钴成矿带是世界上典型的、最重要的沉积型铜－钴矿成矿带之一，主要地跨赞比亚、刚果（金）和刚果（布）等几个国家，并向西南延伸到纳米比亚（克林奥布（Klein Aub）铜矿床）、博茨瓦纳（马翁迪矿化带）。该铜矿带上的铜矿化连续发育，目前已发现的矿床和矿化点多达500余处。根据地质特征和地理位置又可分为刚果（金）加丹加铜矿亚带（过去称为刚果（金）沙巴铜矿亚带）、赞比亚铜矿亚带（过去成为北罗德西亚铜矿带）和赞比亚西北省穹窿区铜矿带三个次级分带。
图1-1 全球主要沉积型铜矿分布示意图
（据Brown,1997;Hitzman et al.,2010；有修改）
中非铜－钴成矿带是世界上最大的铜矿资源产区之一，仅在赞比亚境内就形成了长220km、宽65km的“铜带”。现已探明赞比亚的铜矿石储量约为12×108t，平均铜品位约2.5%。中非铜矿带中还伴生巨量的钴资源：估计其资源量达236×104t（刚果（金）的资源量达200×104t，赞比亚的资源量36×104t），共占非洲钴资源量的97%。已发现和开发的矿床主要分布在赞比亚铜带省和刚果（金）加丹加省，含矿地层为新元古代加丹加超群（Katangan Supergroup）的罗恩群（Roan Group，实际工作中也习惯称为罗恩组）；由于后期卢富里安碰撞造山作用使该地区的含矿地层呈明显的褶皱和逆冲构造，形成著名的卢富里安弧形构造带（Lufilian Arc）。中非铜－钴成矿带在赞比亚境内呈北—北西走向，进入刚果（金）后走向转为北西向；整体延伸近700km，宽度约150km（图1-2）。
中非铜－钴矿带中包含了世界上可采钴资源的50%以上和众多世界级铜－钴矿床（图1-2），例如Kolwezi、Tenke-Fungurume、Skinkolobwe、Konkola-Chililabom bwe、Nchanga、Nkana、Mufulira等，这些矿床单个的金属资源量均达10×106t以上。据Freem an（1986年）估算，中非铜－钴矿带含有约4.9×108t高品位的铜矿石资源，平均品位高达3.37%；如果按边界品位全铜（TCu）为1%计算，整个中非铜－钴矿带中约含有2×108t铜金属资源。这些矿床的矿化特征为顺层产出的浸染状、条带状含铜－钴硫化物（黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、硫铜钴矿、方硫钴矿等），含矿岩性以黑色泥质砂页岩、白云质泥岩为主，少量为砂岩或砾岩。
中部非洲加丹加超群地层总厚度约5～10km，地层序列从下到上可分为：罗恩群（Roan）、穆瓦夏群（Mwashya）和孔德龙古群（Kundelungu）（图1-2）。罗恩群地层的岩性主要为硅质砂页岩和碳酸盐岩，包括下罗恩亚群（Lower Roan）和上罗恩亚群（Upper Roan）。穆瓦夏群地层岩性为碳质页岩和泥岩。孔德龙古群地层岩性为代表性的陆壳碎屑沉积岩，为盆地闭合，造山作用晚期的产物。加丹加超群沉积地层呈不整合覆盖在基底杂岩之上，基底为卢福布（Lufubu）群片岩、石英岩、片麻岩、变质花岗岩和穆瓦（Muva）超群石英云母片岩。最新的研究表明，罗恩群地层的沉积年龄约为880～735 Ma（Kampunzu et al.,2009）。整个加丹加超群地层的形成经历了新元古代沉积盆地从打开→发育→闭合的演化过程。
图1-2 中非铜－钴矿带主要Cu-Co矿床分布图
（据Cailteux et al.,2005修改）
中非铜－钴矿带从19世纪晚期被发现以来，经过20世纪50～90年代的详细研究，地质学家提出了多种成矿理论：
1）同生理论（syngenetic）：成矿作用和成岩作用几乎同时发生，成矿金属源于陆地风化剥蚀，被地表河流带入沉积盆地；硫化物的沉淀是由还原作用造成的。20世纪80年代盛极一时的“裂谷成矿模式”（Unrug,1988；李志锋，1992）以及华仁民（1995年）提出的“沉积－成岩模式”所持的就是同生理论观点。
2）后生理论（epigenetic）：认为成矿作用是发生在沉积物质沉积之后的成岩过程，成矿热液流体和成矿元素来源于深部岩浆岩的侵位。虽然，中非铜－钴矿带中某些矿床的含矿地层和下伏基底岩浆岩中确实均发育有少量的含硫化物热液细脉，但都无法解释区域上含矿地层与基底岩浆岩明显的呈不整合接触关系，并且锆石U-Pb年代学研究也证明铜带省中基底岩浆岩的成岩时代明显早于含矿地层的成岩时代（Sweeney et al.,1994）。
3）多期理论（diagenetic）：认为至少具有2期矿化作用，早期为同沉积矿化，后期为热液流体混合作用形成的矿化。
尽管争议很多，但是学术界主流观点还是认为：中非铜－钻矿的成因属同生理论，部分矿床经历了后期成岩和变质作用的改造。该成矿带中巨量的成矿金属最有可能来源加丹加超群之前的陆壳岩石（Sweeney et al.,1991;Sweeney et al.,1994；华仁民，1995），尤其是古元古代的低品位“斑岩型铜矿”。例如，津巴布韦克拉通上的太古宙B angw eulu矿床和其他铜－钴－镍矿床/矿化体（Hitzman et al.,2010）；并且已有的地质工作在赞比亚境内发现了多处基底花岗岩、片麻岩中发育有明显的铜矿化，例如赞比亚中央省的Mukushi、铜带省的Samba等（Freeman,1988a）。
近年来，矿相学、硫化物S同位素、硫化物R e-O s年代学、沥青铀矿U-Pb年代学等方面的研究越来越清楚地表明，中非铜－钴矿带中的矿床，具有长时间多期次的成矿过程，绝大多数矿床中硫化物与含矿岩石是同时形成的，少量硫化物形成在后期变质作用时期；但是在坎桑希（K ansanshi）和科普希（K ipushi）矿床中，后期变质作用形成的硫化物占主要地位。随着研究的深入以及技术手段的提高，特别是原位微区S同位素的应用，揭示了某些矿床（如恩昌加铜矿，N changa）中共生的硫化物（黄铁矿－含铜－钴硫化物）之间具有明显差异的、不平衡的S同位素组成，暗示矿床中硫化物的形成具有多期次特征，以及存在不同性质含矿流体的混合作用（M cG ow an et al.,2003）。流体包裹体研究表明，同生沉积成矿过程中，硫化物的成矿温度约为130～270℃（G reyling et al.,2005），或者更低（100℃）（Sw eeney et al.,1994）。
以上可看出，目前对于沉积型铜矿的区域地层、构造背景和成矿流体循环等方面研究都比较清晰；但是，对于成矿金属来源、流体循环、后期变质作用对具体矿床的成矿贡献等方面研究还存在争议（Brown,1997）。对于中非沉积型铜－钴矿带的研究有待进一步深入。
甘孜－理塘金银铜成矿带
位于三江地区东缘的甘孜－理塘成矿带，是发育在印支期的板块结合带以及同名洋脊型火山岩－蛇绿岩带之上的以金为主的成矿带。矿带北西端始于西邓柯，南东经甘孜南下，经理塘至木里、而后为扬子地块边缘向西的推覆带所掩盖。金矿化集中于中南段（图11-3），已发现中型金矿床4处（嘎拉、雄龙西以及金厂沟、生康砂金矿床），小型及矿点多处，这些矿床（点）的形成，大都与燕山—喜马拉雅期碰撞推覆作用有关，是本区有前景的金成矿带之一。此外，银铜矿点也有多处发现，具潜在成矿远景。
（一）成矿地质构造背景
甘孜－理塘结合带是扬子板块西缘中咱－中甸微陆块裂离扬子陆块于石炭纪至早三叠世裂开形成小洋盆，而后在晚三叠世晚期即勉戈晚期洋壳向西俯冲，洋盆封闭而成，并在其西侧形成昌台－乡城岛弧带和义敦弧后盆地。在甘孜－理塘洋盆的开裂过程中，形成了甘孜－理塘火山岩－蛇绿岩带，带内主要发育二叠纪—晚三叠世海相基性火山岩、火山碎屑岩、砂板岩、灰岩、放射虫硅质岩等深水火山－沉积岩组合，以及镁铁－超镁铁岩岩体和岩墙，并常见不同时代的灰岩块体。中段理塘一带，以早中三叠世火山岩为主，而在南段则以晚二叠世为主。与枕状熔岩相伴的有橄榄岩，各种堆晶岩、辉绿岩、辉绿玢岩、辉长岩及放射虫硅质岩，共同组成相对完整的蛇绿岩套，代表了晚二叠世—晚三叠世早中期洋脊扩张型基性岩浆活动的产物。
甘孜理塘洋盆封闭后的碰撞造山活动，主要发生在燕山期，沿结合带形成一组巨大的反S型断裂带，包括东缘的甘孜－理塘－木拉木里大断裂和西缘的邓柯－绒坝岔－拉波大断裂。该组断裂可能具有剪切扭动的特性，北西段西倾、中南段东倾，夹持其间的火山－沉积岩系，遭到了强烈的挤压剪切变形作用，成矿带上的绝大多数金矿床（点），都分布在这些断裂带上。
甘孜－理塘金成矿带的主要金矿化围岩以晚二叠世—晚三叠世的火山－沉积岩系为主。其中以上三叠统曲嘎寺组的基性火山岩、凝灰质粉砂岩及岩屑砂岩等最为重要。根据有关地层成矿元素丰度表（表11-5）中看出，三叠系基性火山岩－沉积岩系中，Au的含量虽然不高，但蚀变后Au、As含量有同步增高的趋势，而在三叠系中普遍出现的褐铁矿中Au的含量较高。此外，据成矿带上1:50万Au、Cu、Pb、Zn地球化学图和异常图，成矿带上Au的含量等值线较为密集，并有较显著的浓度高地。从地层地球化学场特征看（图11-5）。晚二叠世—晚三叠世地层中，Au的平均含量高于其它时代地层，燕山期花岗岩中Au的平均含量，也高于其它时代侵入的岩体。
（二）成矿作用特点
甘孜－理塘成矿带主要成矿系列为陆－陆碰撞阶段成矿大系的推覆剪切带中的金矿床亚系列（Ⅲ4），以嘎拉金矿为代表。该矿床位于甘孜城附近，直接位于组成冲断带的两条大断裂间的片理化剪切带中（图11-5）。形成与片理化一致的似层状、透镜状矿体。矿化围岩为上三叠统曲嘎寺组的碱性玄武岩和玄武质凝灰岩。由于遭到强烈的构造变动和交代蚀变作用，围岩出现强烈的干糜岩化、千枚岩化以及绢云母化和碳酸盐化，使灰绿色的基性火山岩形成灰白色的由铁白云石、绢云母和石英构成的绢云母铁白云石片岩，并出现大量的黄铁矿和毒砂。矿体中常见的金属矿物有毒砂、黄铁矿、辉锑矿、金红石、磁铁矿等，脉石矿物有绢云母、铁白云石、石英、绿泥石等，此外还见有自然金、自然铜、自然镍、辉砷镍矿、闪锌矿等微量矿物。矿石结构有结晶结构、交代残余结构、碎裂结构。主要构造包括浸染状、条带状和角砾状。矿体具片理化及揉皱。主要矿石类型有黄铁矿－毒砂－金矿石、含碳质角砾状矿石及辉锑矿－石英－金矿石等。金的赋存状态除部分自然金外，尚存在于黄铁矿、毒砂及辉锑矿中，以辉锑矿中含量最高，平均含Au为2075×10-6，其它伴生元素除铊（Tl）外，含量均较低。金矿石中铊的含量可达50×10-6～281×10-6，具有综合利用前景。根据研究，主要的成因参数：
图11-3 甘孜－理塘成矿带金、铜矿床（点）分布图
图11-4 甘孜－理塘带中不同时期岩体和层位中Au含量
表11-5 甘孜理塘成矿带主要矿化岩层成矿元素丰度表
注：Au′＝Au+Ag+Hg+As;Cu′＝Cu+Pb+Zn。
图11-5 嘎拉金矿地质略图
（据108队资料改绘）
1—砂质、粉砂质板岩及千枚岩；2—含碳质干枚岩；3—绢云母石英千枚岩；4—碱玄质凝灰熔岩；5—碱玄岩；6—玄武质凝灰熔岩；7—绢云母片岩；8—灰岩；9—辉长岩；10—Au矿体及编号；11—第四系沉积物；12—强碳酸盐化、片理化带（剪切带）；13—断裂及编号；14—地质界线；15—岩相界线；16—岩石中Tl含量及采样位置，（ZK）表示钻孔中取样，（CD）表示坑道采样
成矿温度黄铁矿－毒砂矿石为191℃～245℃，辉锑矿－石英矿石为203℃。成矿压力为800×105Pa，流体成分Na＞K,Cl＞F，富含CO2,w（NaCl）小于0.1%。硫同位素为﹣7.3‰～﹣4.9‰，包体水氢氧同位素δD为﹣100‰～77‰，δ18OH2O为3.2‰～6.7‰，大部分落在大气降水范围内，为大气水与岩浆水的混合流体。
矿石及矿化带稀土元素特征（参数、分配模式）与围岩基本相同。矿石及围岩中Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、Tl、Bi、Mo、As等元素的含量特点基本相近，具有明显的继承性。据Rb-Sr法测得成矿时代的年龄值为157.0Ma。
由此可以认为该金矿床的形成，是甘孜－理塘结合带构造演化的直接产物。当甘孜－理塘洋盆于二叠纪形成时，从深部（下地壳甚至幔源物质）带来的Au、Fe等成矿元素，在基性火山岩沉积岩系中形成初步富集，于晚三叠世后洋盆封闭，燕山期的碰撞造山活动，沿缝合线方向形成推覆剪切构造带。随着温度、压力的增高导致火山－沉积岩系的破碎、变质和成矿元素的活化、迁移，而后在有利成矿的剪切带中交代成矿。
成矿带内，除金已形成工业矿床外，银矿化、铜矿化和褐铁矿化（点）分布广泛，个别已达到小型矿床规模。这些矿点，大都位于断裂带及其旁侧，矿化围岩也是二叠纪至晚三叠世的火山沉积岩系。如木里绕窝银多金属矿点，产于曲嘎寺组中，含银为420×10-6；林戈含银褐铁矿点，也产于曲嘎寺组中，已发现含银褐铁矿脉10余条，平均含银为35.5×10-6～50×10-6；理塘觉五铜矿点，含矿岩系为曲嘎寺组，含Cu为2.4%，含Ag为6×10-6；产于上三叠统的此唤金银多金属矿床，w（Ag）为50×10-6～300×10-6，最高7272×10-6。w（Au）为1.47×10-6～8.4×10-6,w（Cu）为1.24%～8.4%，但其规模很小；产于上三叠统白云岩中的立彤观银矿点，含银59×10-6～86×10-6。这些矿点大多位于金矿床（点）的附近，从其地质特征看，它们的物质来源和成因，可能与金矿床类似，同时从区域地球化学资料看，二叠纪至晚三叠世地层中，Ag、Cu的背景含量较高，特别在蚀变玄武岩中平均达0.13×10-6，褐铁矿中Ag的平均含量也达0.14×10-6，因此，在成矿带内，Ag、Cu矿的潜在远景也是存在的，而普遍分布的褐铁矿化可作为寻找这些矿床的重要标志之一。
（三）成矿远景区
根据实际工作，已确定如下找矿远景区
1．新龙县披羌直日棍巴金矿（化）点（图11-3中4）
金矿化点位于四川省新龙县披羌乡通霄沟口，有乡村公路通过，地理坐标东经100°07′40″，北纬30°47′12″。海拔高度3000m，位于甘孜－理塘结合带南北向蜂腰地带的东侧主断裂上，含矿岩系为上三叠统曲嘎寺组，矿化见于脆韧性剪切带的强碎裂剪切的黑色断层泥和碎裂蚀变基性凝灰岩中，严格受断裂破碎带的控制。
矿化分带自下而上如下。
（1）黑色断层泥金矿化，厚0.3m，产于F1断层接触面上，具强烈的挤压片理及透镜体，局部见含黄铁矿星点的石英脉，风化表面呈褐色、黄褐色，含Au为0.94×10-6。
（2）蚀变碎裂基性凝灰岩中金矿化位于断层泥之上，基性凝灰岩为灰绿色，风化表面为褐黄色，具强烈片理化和碎裂化，主要由绿泥石（40%～60%）、白云石（5%～80%）和少量白钛矿、黄铁矿、毒砂、绢云母等组成，变余凝灰结构。矿化层宽约47m，拣块取样分析下部1.2m中含Au为1.38×10-6,Ag为3.5×10-6，上部含Au较低，仅0.01×10-6～0.04×10-6,Ag为1.5×10-6，顶部与蚀变玄武岩呈过渡关系。
该矿化点的总体特征是严格受断裂破碎带控制，含矿岩系为强烈蚀变基性凝灰岩，主要蚀变作用有碳酸盐化、绢云母化及黄铁矿化（含星点状黄铁矿、毒砂）。矿化区为Au、Sb、Cu组合异常区，面积达32km2，并有Ag、As、Hg、Pb、Cd、Mo、V等元素异常与之复合。地质特征、异常范围、金浓度值以及元素组合特征，与嘎拉金矿区十分类似，矿化区以北已发现雄龙西中型金矿床，矿床特征与之十分相似，因此，该矿点是一个具有较大潜在远景的金矿找矿靶区。
2．理塘觉五铜矿远景区（图11-3中7）
矿点位于四川省理塘县觉五乡独草坝，地理坐标东经100°08′56″，北纬30°26′21″，海拔高程3700m，有乡村公路通过，构造上位于甘孜－理塘结合带南北向蜂腰段的南端。铜矿化见于结合带中间断裂破碎带内，含矿岩系为上三叠统曲嘎寺组基性火山岩－碎屑岩－结晶灰岩，赋存围岩为强烈碳酸盐化蚀变基性凝灰质碎屑岩，底板为黑色硅质板岩。矿体厚2m，地表以孔雀石为主，次为蓝铜矿，偶见黄铜矿、辉铜矿，脉石矿物为碳酸盐、石英及钠长石等，具强烈交代结构，地表有强烈褐铁矿化。地表拣块取样分析，含Cu为2.4%及微量Zn（0.03%）、Ag（6×10-6）、Au（0.05×10-6）等。该矿点位于觉五三级铜异常的南端次浓集中心。觉五铜异常是川西最大的铜异常之一，面积达220km2以上，异常西部已发现麻火小型铜矿床（品位1.24%～3.89%）和亚火含银铜矿床，北部的坐景寺和西部的亚火，分别叠合有Au的三级异常和二级异常，南端也有Au的三级异常，但异常东部高浓集区尚无矿点发现。由于觉五矿点具有良好的成矿地质条件和Cu、Au等地化异常，是本区很有希望的Cu、Au找矿靶区。
江西德兴铜（钼）矿田
德兴矿田位于江西省德兴县，包括铜厂、富家坞特大型和朱砂红大型铜（钼）矿床，及其周围一些多金属矿床（点）。
一、区域背景
德兴斑岩铜矿田地处环太平洋金属成矿带的外带，扬子准地台内江南台隆东段南缘。受江南台隆与钱塘坳陷之间的赣东北深断裂带控制，矿田分布于断裂带北西侧的北东向多金属成矿带内（图3.2.1）。
图3.2.1 江西德兴铜矿田及外围地质图
矿田区处于乐平重力高北东重力抬高区与大茅山重力低之间梯度带的东南，偏重力低一侧，呈同向扭曲的重力低值带中；磁场以赣东北深断裂带为界，北西为平静磁场区，南东为复杂磁场区，矿田位于复杂磁场区边缘的北西向低缓负异常中（图3.2.2）。
图3.2.2 江西德兴铜矿田及外围地球物理-地球化学（水系沉积物）区域场剖析图
地球化学场显示为Cu、Mo、Au等元素构成的北东向高背景带（图3.2.2）。该异常带长一百多公里，宽几千米至几十千米，其中以Cu、Mo为主，伴有Au、Ag、Pb、Zn、Cd、As、Sb、Hg、Bi等多元素组合异常。德兴铜（钼）矿田和银山铅锌（银）铜矿田异常位于其中段，前者以Cu、Bi、Mo、Au、W等元素组合为主，后者以Pb、Zn、Cd、As、Sb、Hg为主；各元素异常具有明显的浓度分带，异常间相互套合或重叠。
二、成矿环境
1.地层
矿田区内，除赣东北深断裂带中零星分布有侏罗系和外围东南隅有震旦系、寒武系之外，大面积出露江南台隆基底层——中元古界双桥山群浅变质岩系（千枚岩、凝灰质千枚岩、沉凝灰岩、变余砂岩等），其原岩为泥质、粉砂质及火山凝灰质沉积岩。双桥山群浅变质岩即德兴铜矿的围岩。
2.构造
区内褶皱、断裂发育。褶皱构造主要有早期的泗洲庙EW向向斜，晚期的德兴—铜厂和张家坂—雷门两处NE向复式倒转背斜，两者斜交于矿区中部。断裂构造以NE向赣东北深断裂带为主体，除改造了早期EW向断裂构造外，又形成了与之配套的NNE向、NW向断裂系统。
赣东北深断裂是区内导岩、导矿的主要断裂带，多组不同方向断裂与次级背斜的交汇是控制岩体就位的主要因素，岩体与围岩接触带是斑岩矿体的主要赋矿部位。
3.岩浆岩
岩浆活动频繁，尤以燕山期岩浆活动最为强烈，形成多种岩性的侵入岩和次生火山岩。与成矿有关的燕山早期浅—超浅成侵入杂岩体，由花岗闪长斑岩、英安斑岩、石英闪长玢岩、闪长玢岩、石英斑岩等组成。花岗闪长斑岩和英安斑岩为主要成矿母岩。
斑岩体的相变不明显，其蚀变、矿化呈过渡渐变关系。
4.区域地球化学
（1）赣东北多金属成矿带中，各矿床均处于高Fe2O3（＞5%）、Al2O3（＞13%）、K2O（＞2.5%）；低SiO2（＜70%）、NaO2（＜0.3%）的地球化学环境。
（2）双桥山群浅变质岩平均w（Cu）=40×10-6，其中凝灰质岩石最高，w（Cu）=74×10-6，其他成矿元素含量亦较高，如w（Pb）=29×10-6、Mo为1.8×10-6、Zn为104×10-6、Ag为0.37×10-6。
燕山早期各类浅成侵入体中，亲铁和亲铜元素含量为区域岩浆岩类中最高，从其早阶段到晚阶段呈Cr、Ni、Co、V、Ti元素含量降低，Cu、Mo、Pb、Zn、Ag元素含量增高的趋势。如燕山早期花岗闪长斑岩Cu、Mo含量全区最高w（Cu）为（132～230）×10-6、Mo为（3.7～10）×10-6，Ag含量也较高；安山玢岩中Pb、Zn和英安玢岩中Ag为全区最高。
（3）据矿田及周围700km2范围内，岩矿石样品Cu元素分析结果，显示Cu地球化学场可清晰的划分出高、中、低值场。其高值场位于矿体中心，而围绕三个矿床的外围显示为低值场，面积约400km2，再向外呈中值（或正常）场（图3.2.3）。这种地球化学场清楚地表明围岩为成矿提供了物质来源，因而认为双桥山群为区内主要矿源层。
（4）矿田上，水系沉积物测量显示主成矿元素异常规模大、强度高，并具有清晰的多元素异常组合分带特征（图3.2.4），内部带以 Cu、Mo、Au、Ag、W、Bi 为主，外围带以Pb、Zn、Cd、Mn、As为主。矿田异常约 100km2，包括富家坞、铜厂、朱砂红三个矿床，形成三个明显的浓集中心，以 Cu 2400×10-6圈出的内带，组合有 Mo、W、Sn、Ag、Sb等异常；Pb、Zn、Mn、As、Co等异常呈环状，围绕着 Cu异常内带。
图3.2.3 江西德兴铜矿田（水系沉积物）铜地球化学场分布图
5.区域地球物理场
区域布格重力异常形态复杂，重力高、低异常交替出现。德兴矿田一带总体显示为北西向重力低异常，或处于300°方向的剩余重力高异常上的低值异常带（图3.2.4）中；朱砂红斑岩体位于重力低异常向北凸出的舌状重力低上，铜厂斑岩体位于弱重力高的鞍部，富家坞斑岩体位于其东部重力低异常处。
磁场表现为北部伴有弱负异常的低缓磁异常，走向300°，ΔZmax=250nT，50nT等值线圈闭与矿田蚀变带形态相似，范围略大。
图3.2.4 江西德兴铜矿田区地球物理-地球化学场剖析图
三、矿床地质特征
1.矿体组合分布及产状
三个矿床的主要矿体均赋存于浅成含矿斑岩小岩株的浅侧部，沿岩体与围岩接触带分布；矿体与围岩没有明显的分界线。已圈定的矿体倾向北西，呈空筒状，平面上呈环形；矿体边界根据采用的工业品位指标而定。
铜厂、富家坞和朱砂红矿床的矿体倾角依次为：30°～50°，25°～46°，40°～60°，其中富家坞矿床剥蚀最深，铜厂铜矿大部分被剥蚀，朱砂红为隐伏矿床。
2.矿石构造及主要矿物组合
矿石构造有细脉浸染状、细脉状和浸染状，并形成如下矿石构造分带：
斑岩体中心………接触带……………………围岩
浸染←微脉～细脉←浸染 ‖ 微脉～浸染→细脉～浸染→细脉～大脉
金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿，次为辉钼矿、砷黝铜矿及斑铜矿，辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉铋矿、磁黄铁矿等硫化物含量更少。脉石矿物以石英、绢云母、水白云母、伊利石、绿泥石为主，碳酸盐和硫酸盐矿物及赤铁矿次之。
3.矿化阶段及分带性
成矿期可分为：岩浆晚期气成热液成矿期、岩浆期后热液成矿期和次生氧化成矿期。以岩浆期后热液成矿期最主要，它又可分为五个成矿阶段。
以斑岩接触带为中心的内外对称矿化分带为主，环状侧向分带次之。
4.蚀变类型及分带
蚀变具有斑岩中心蚀变和接触带蚀变叠加、改造的特点，并由接触带向两侧大致形成对称的蚀变分带。蚀变分带见表3.2.1。
表3.2.1 德兴矿田蚀变分带简表
5.氧化带
矿田氧化带较发育，氧化带中，铜、铅、锌等有色金属呈贫化趋势，铁、金等元素则相对富集。
6.主要控矿因素
赣东北深断裂带控制着有色金属矿带的延展，具有明显的导岩、导矿作用；深断裂带北西侧区域性NW—NNW向断裂控制着矿田的展布；元古宇地层褶皱轴部与多组断裂交叉复合部位控制矿床定位。
中元古界双桥山群富亲铁和亲铜元素，提供了铜、钼（少量）等成矿元素和有利于金属硫化物沉淀的还原环境。
燕山早期花岗闪长斑岩含铜量高于地层中铜含量的7.7倍，为成矿提供了矿质来源。斑岩体内外接触带为主要容矿构造。
四、矿区地球物理特征
1.岩矿石物理性质
区域上燕山期花岗岩、花岗闪长岩密度远小于双桥山群浅变质岩，其密度差达0.25×103kg·m-3；而磁性为弱—微磁。
因矿区内岩矿石种类繁多，且均经受过不同程度的蚀变，故仅以岩石的蚀变强弱进行岩石的物性统计分类（表3.2.2）。
表3.2.2 德兴矿田主要岩矿石物性参数表
根据表3.2.2统计，矿区内铜矿石密度最大，次为浅变质岩；花岗闪长斑岩密度最小。磁性最强的强蚀变花岗闪长斑岩仅具中等磁性，矿石与中蚀变花岗闪长斑岩次之，磁性最弱者为未蚀变的花岗闪长斑岩。矿石极化率无实测资料，但据地面激电观测及硫化物矿石一般极化率资料，应属高极化；且岩石极化率似与蚀变强弱呈正相关。
2.物性模型
矿田区岩矿石物性特征归纳于表3.2.3，依据朱砂红矿区49线地质剖面转换的物性模型参见图3.2.5（b）下图，相应物性体特征见表3.2.3。
3.地球物理异常
（1）重力异常：宏观上矿田呈重力低反映，朱砂红矿床处于其西侧梯度带上；铜厂、富家坞位于重力低异常的侧向突出部位（图3.2.4）。按钻孔中w（Cu）≥0.4×10-2控制矿体范围，对朱砂红、铜厂、富家坞矿床进行了重力异常模拟计算，相应异常值分别约为0.5×10-5、0.9×10-5、0.5×10-5m·s-2（密度差取0.18×103kg·m-3），异常幅值远小于含矿斑岩引起的重力低幅值；故在矿田上仍显示为重力低异常。
表3.2.3 德兴矿田主要岩矿石物性特征归纳表
根据49线朱砂红矿床物性地质剖面［图3.2.5（b）］，并参考矿田主要岩矿石物性数据（表3.2.2），其计算Δg异常幅值大于0.4×10-5m·s-2［图3.2.4（b）］。
（2）磁异常：矿田上呈现低缓磁异常，北部伴有弱负异常。ΔZ 150nT等值线大致沿中蚀变带边界分布。
朱砂红矿区49线综合剖面显示［图3.2.5（a）］：含矿斑岩外接触带，ΔZ异常剧烈跳跃，幅值超过300nT；中部在小幅度跳跃中，可见约100nT的低缓异常。磁异常系矿体、含矿岩体及外接触带中局部磁铁矿化引起，异常极值部位向含矿岩体倾斜方向位移。49线物性地质体剖面计算ΔZ，在矿上有异常［图3.2.5（b）］反映。
（3）激电异常：朱砂红49线综合剖面［图3.2.5（a）］显示进入蚀变带后，激电即呈‘低阻高极化’的异常特征；在厚大的矿体上，异常更加明显，视电阻率ρS与视极化率ηS曲线组成平缓宽阔的镜象异常，ρS＜50Ω·m，ηS呈10%的高背景，ηSmax＞30%。激电异常为矿体与蚀变带的综合反映，异常总体向矿体倾斜方向位移。
图3.2.5（a）49线物探剖面
图3.2.5（b）物性断面及地球物理异常模型
表3.2.4 朱砂红铜矿区49线地球物理实际模型参数表
4.干扰体或干扰因素及其影响
在蚀变带中圈定矿体时激发极化法的主要干扰为黄铁矿化引起的异常；磁法干扰为磁性矿物分布不均匀引起的。
五、矿区地球化学特征
1.岩矿石地球化学参数
（1）仍以蚀变强弱进行岩石归类，各类岩石微量元素含量列于表3.2.5。其中以中强蚀变浅变质岩中Cu、Mo最高；中—强蚀变花岗闪长斑岩中Ag、Au含量最高。
（2）各斑岩体中微量元素含量见表3.2.6，其中含矿岩体较非含矿岩体的Cu、Mo、Ag含量明显高，且其离差和变异系数大，频率分布曲线呈双峰或多峰形式；含矿与矿化岩体中微量元素含量则不易区分。
表3.2.5 德兴矿田区岩（矿）石部分微量元素含量统计表
表3.2.6 德兴矿田岩体中部分微量元素含量统计表
2.地球化学异常
（1）不同采样介质均有地球化学异常显示。
溪流水化学异常：面积＞20km2，异常呈北西向展布（图 3.2.6），浓集部位在出露或隐伏矿床的中强蚀变带上方，其高值异常c（Cu2+）≥0.64mg/L、c（）=16～64mg/L、pH≤5；局部还有Mo4+异常，含量0.001～0.005mg/L。
图3.2.6 不同采样介质地球化学异常平面图
河流重砂异常：重矿物多达50种，主要为金属硫化矿物和自然金，异常亦呈北西向展布，面积达40km2，黄铜矿、辉铜矿的重砂异常主要分布在铜厂、富家坞矿区。
土壤地球化学异常：面积25km2，比蚀变范围大，呈北西向展布；有明显分带特征，内带由Cu、Mo、Ag、W、Sn、Bi等元素异常组成，外带由Pb、Zn、Ag、As、Ni、Co、Mn等元素异常组成。三个矿床上方均有明显的Cu、Mo、Ag异常。
岩石地球化学异常：异常面积大于蚀变带范围，Cu、Mo、W、Bi、Ag异常浓集中心对应于三个矿床的上方；Pb、Zn、Mn、Ni、Co等元素亦有明显异常。
（2）异常特征。矿田中三个矿床具有相同的成矿条件，地球化学异常特征也基本相同，仅因剥蚀深度不同，地表异常显示有所差异。其主要成矿元素Cu、Mo及Ag异常特征示于表3.2.7。
三个矿床上的异常规模约为岩体规模的3～10倍，其形态相似；异常规模排列顺序与矿体规模顺序一致，即铜厂＞富家坞＞朱砂红。
表3.2.7 德兴铜矿田三个矿床Cu、Mo、Ag元素异常特征
据朱训等1983年资料，朱炳球1982年资料整理。
图3.2.7 富家坞铜矿床岩石地球化学异常
以富家坞半隐伏铜矿床为例，异常面积为岩体出露面积的4倍（图3.2.7），异常空间分布的明显特征是：Cu、Mo、Ag异常包围着花岗闪长斑岩岩体，浓集中心在岩体周围，强度的排列顺次与矿体的规模顺序一致，揭示了铜（钼）矿与斑岩体有成因联系。矿床剖面异常形态见图3.2.8。
图3.2.8 富家坞铜矿床3线勘探剖面钻孔岩石地球化学异常
3.元素分带序列与矿化剥蚀程度评价指标
（1）矿床异常与矿田异常均具有明显的组分分带特征。矿床异常分为中心带和边缘带，与矿田异常的内部带和外围带对应。矿床异常中心带由Cu、Mo、Ag、Au、W、Sn等元素组成，边缘带由Pb、Zn、Mn、Ni、Co等元素组成。矿床上显示出Cu、Mo、Ag异常在中部，Pb、Zn、Mn、Co、Ni异常在边缘的元素水平分带特征。
以富家坞矿床为例，其垂向分带序列自上而下为：Zn—Pb—As—Ag—Mn—Ni—Cu—Mo。
（2）Cu、Mo异常中伴有Au、Ag异常时，可作为矿体赋存部位的标志；或者矿带或矿区岩石中出现（0.02～0.n）×10-6的Au异常，和大于0.5×10-6的Ag异常时，可用以指示赋矿部位。
4.地球化学异常模型
德兴斑岩铜矿（斑岩体呈岩株形式产出）平面上，异常围绕斑岩体呈等轴状面型分布，元素组合中心带以Cu、Mo、Ag、Au、Bi、Se为代表，边缘带以（W、Sn）As、Co、Pb、Zn、Cd、Mn为代表；剖面上，异常呈钟状分布，垂向分带也十分明显。以德兴矿田中半隐伏的富家坞矿床为例，其地球化学异常模型见图3.2.9。
图3.2.9 富家坞铜矿床岩石地球化学异常模式
六、地质-地球物理-地球化学找矿模型
1.德兴铜（钼）矿田地质-地球物理-地球化学找矿标志归纳于表3.2.8。
2.德兴铜（钼）矿田地质-地球物理-地球化学模型见图3.2.10。
3.地质找矿勘查物探化探优选方法组合流程
（1）发现和圈定铜、多金属成矿带。以1∶20万水系沉积物测量为主，配合1∶10万航空物探和1∶20万区域重力测量。
（2）寻找并圈定含矿岩体。岩石（土壤）地球化学、水化学测量，1∶5万水系沉积物测量；1∶5万高精度重、磁测量与1∶2.5万激发极化法；地形条件较好时，亦可采用自然电场法等。
（3）含矿岩体中确定赋矿部位并了解其产状。大比例尺（1∶2.5万～1∶1万）岩石（土壤）地球化学测量；大比例尺（1∶1万～1∶5千）高精度重、磁测量，激发极化法、瞬变电磁法等。
七、地质、地球物理、地球化学特征简表
表3.2.A 德兴铜（钼）矿田矿床地质特征简表。
表3.2.B 德兴铜（钼）矿田矿床地球物理特征简表。
表3.2.C 德兴铜（钼）矿田矿床地球化学特征简表。
表3.2.8 德兴铜（钼）矿田矿床地质-地球物理-地球化学找矿标志集
图3.2.10 德兴铜（钼）矿田地质-地球物理-地球化学模型
表3.2.9 地质体-物性体-地球化学异常对应表
表3.2.A 德兴铜（钼）矿田矿床地质特征简表
表3.2.B 德兴铜（钼）矿田矿床地球物理特征简表
表3.2.C 德兴铜（钼）矿田矿床地球化学特征简表
黄铜矿族
本族矿物为黄铜矿、黄锡矿等。黄铜矿和黄锡矿均有两种同质多像变体：低温四方晶系和高温等轴晶系变体，二者的转变温度：黄铜矿是550℃，黄锡矿是420℃。高温变体其阳离子在结构中呈无序分布，具闪锌矿型结构。低温四方晶系变体，阳离子在结构中呈有序分布，因而与高温变体比较，其对称性降低。这两者的高温等轴晶系变体均能与闪锌矿无限混溶，而在低温下发生固溶体的出溶。
黄铜矿Chalcopyrite—CuFeS2
晶体参数 四方晶系；对称型
。空间群
；a0=0.343nm,c0=0.569nm;Z=2。
成分与结构 Cu 34.56%,Fe 30.52%,S 34.92%。当形成温度高于200℃时，其成分与理想化学式比较，S不足，即（Cu+Fe）:S1。含有Mn、As、Sb、Ag、Zn、In和Bi等混入物。晶体结构视为两个闪锌矿晶胞叠加，即构成黄铜矿的单位晶胞。每一金属离子（Cu和Fe）的位置均相当于闪锌矿中锌离子的位置，被四个硫离子包围形成四面体配位。而每个硫离子亦被四个金属离子（2Cu+2Fe）所包围，因此阴阳离子的配位数均为4（图8-9）。所有配位四面体的方位都是相同的。反映在形态上呈四方四面体晶形。
图8-9 黄铜矿的晶体结构
（据陈武等，1985）
形态 晶形呈四方四面体，但不常见。{112}晶面上常出现生长条纹（图8-10），但在
晶面上却很少出现，且二者光泽也不同。通常为致密块状或粒状。
图8-10 黄铜矿的晶形
矿物学导论（第二版）
（据Berry等，1983，修改）
物理性质 黄铜色，但往往带有暗黄或斑状锖色；条痕绿黑色；金属光泽。硬度3～4；密度4.1～4.3g/cm3。具有导电性。
鉴定特征 黄铜矿以更黄的颜色、较低的硬度区别于黄铁矿；与自然金的区别在于绿黑色的条痕、性脆及溶于硝酸。
次生变化 氧化带中，黄铜矿易于氧化分解，转变为易溶于水的硫酸铜，然后与含碳酸的水溶液作用形成孔雀石、蓝铜矿。如果与含硅酸的水溶液作用则形成硅孔雀石。在气候干燥条件下的氧化带中能保留各种含铜硫酸盐矿物。在含铜硫化物矿床的次生富集带中，黄铜矿被次生斑铜矿、辉铜矿和铜蓝所交代。
成因与产状 黄铜矿形成于多种地质条件下。在铜镍硫化物岩浆矿床中，与磁黄铁矿、镍黄铁矿共生。斑岩铜矿中，与斑铜矿、辉钼矿等共生。还产于各种热液成因铜矿床中，以及某些沉积成因（包括火山沉积成因）的层状铜矿床中。
我国黄铜矿的主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部的中条山地区、甘肃的河西走廊及西藏等。
主要用途 提炼铜的主要矿物原料。
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