銅在地殼中的含量約為0.01%,在個别銅礦床中,銅的含量可以達到3%~5%。
自然界中的銅多以化合物即銅礦物存在,銅礦的主要種類有:
(1)硫化礦,如黃銅礦(CuFeS₂)、斑銅礦(Cu5FeS₄)和輝銅礦(Cu₂S)等。見圖 1‑1。
圖1-1 黃銅礦
圖1-2 輝銅礦(黃銅礦、斑銅礦)
(2)氧化礦,如赤銅礦(Cu₂O)、孔雀石[Cu₂(OH)₂CO₃]、矽孔雀石(CuSiO₃·2H₂O)、藍銅礦[2CuCO₃·Cu(OH)₂]等。
圖1-3 孔雀石
圖1-4 赤銅礦
(3)自然銅。
圖1-5 自然銅
根據2018年S&P數據,世界銅儲量為 8.47 億噸。儲量大于 1 億噸的國家為智利、秘魯;1 億至 5000 萬噸之間的國家為美國、墨西哥;5000 萬至 1000 萬噸的國家為中國、俄羅斯、印度尼西亞、剛果(金)、澳大利亞、贊比亞、加拿大、蒙古、哈薩克斯坦、巴西。全球已探明的銅資源儲量(均指資源量與儲量之和,且為銅金屬量)為 24.78 億噸。全球保有銅礦資源儲量排名前十的國家為智利、美國、秘魯、剛果(金)、澳大利亞、中國、俄羅斯、墨西哥、加拿大、阿根廷[1]。見圖 2‑1,表 2-1。
表2-1 世界銅礦國别分布表
世界銅資源主要分布在北美、拉丁美洲和中非三地。其中智利是世界上銅資源最豐富的國家,其銅金屬儲量約占世界總儲量的34.4%,資源量占世界的36.3%智利也是全球最大銅産國和出口國。
圖2-1 世界銅礦國别分布圖
世界上銅礦類型繁多,主要類型有斑岩型、沉積岩型層狀銅礦床、岩漿硫化物型、火山塊狀硫化物型、鐵氧化物銅-金型(IOCG)、矽卡岩型等六大類,合計占世界總資源儲量的 97.7%,其他次要類型如沉積銅(- 鉛 -鋅)多金屬礦(SEDEX 型)、淺成低溫熱液金 - 銀礦伴生的銅礦床等占 2.3%。見表 3-1。
表3-1 銅礦類型表
斑岩型銅礦 (porphyry copper deposits)通常是指與具有斑狀結構的花崗岩類侵入體共生的浸染狀、細脈浸染狀和細脈狀銅和钼—銅組分的富集體,是一種儲量大、品位低、可用大規模機械化開采的銅礦床,礦石儲量往往達幾億噸,銅品位常常小于1%,是世界上重要的銅礦工業類型之一。斑岩銅礦床10大特征:
(1)具網狀細脈浸染成礦特征;
(2)主要金屬礦物(黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、輝銅礦,在有些礦床中為斑銅礦、硫砷銅礦和揮銅礦)和與 其伴生的非金屬礦物(石英、絹雲母、鉀長石、黑雲母、高嶺石類礦物等)的成分穩定;
(3)銅的平均含量在原生礦石中比較低(0.3—0.8%),而在氧化礦石中明顯較高(達1—1.5%),而钼在原生氧化礦石中的分布都比較均勻(0.005—0.05%),在這種情況下,礦石中銅與钼的比值變化很大,形成一系列重要的銅、銅—金和銅—钼礦床;
(4)礦化與以中性成分為主的斑岩侵入體(花崗閃長斑岩、石英二長斑岩),以及少數偏酸性(花崗斑岩、和偏基性的侵入體(閃長斑岩)有空間聯系;
(5)礦化或直接發生在斑岩侵入體中,或發生在緊靠侵入體的外接觸帶圍岩——火山岩、侵入岩和變質岩中;
(6)礦體發育在廣泛出現熱液蝕變岩的地帶,蝕變岩石為絹雲母—石英質、黑雲母—鉀長石質、泥質以及青磐岩型交代岩;
(7)分帶特征;
(8)礦床儲量巨大,可保障礦石的大規模采挖,成本低廉并有露天采礦的可能性,
(9)與氧化作用有關的富礦的出現,形成了覆蓋較貧原生礦的次生硫化物富集帶
(10)斑岩銅礦床形成于地槽褶皺區(闆塊活動邊緣)的不同發育階段.既可随着地槽的岩漿作用在褶皺主期之前(在島弧階段)形成,又可在其後與造山階段和活化階段(闆内斷裂帶)的斑岩侵入體和次火山岩有關[2]。
沉積岩型(砂頁岩型)銅礦是泛指不同時代沉積岩中的層控銅礦,礦床産在一套沉積岩或沉積變質岩中,占世界銅儲量30%左右,礦床以其規模大,品位高,伴生組分豐富為特點,因而其經濟價值巨大。
火山塊狀硫化物型(黃鐵礦型)銅礦是指與海底火山作用有一定聯系的含大量黃鐵礦和一定數量銅、鉛、鋅的礦床,西方多稱該類礦床為“塊狀硫化物礦床”。
世界超大型(500 萬噸以上)斑岩銅礦幾乎都集中于環太平洋成礦域(重點為南美安第斯成礦帶)、特提斯-喜馬拉雅成礦域和古亞洲成礦域。
全球沉積岩型層狀銅礦床形成沉積環境上主要為地處古赤道附近具有揮發率高、滲透性好的古陸表海的沉積盆地中。在空間上集中分布于非洲中部Katangan 盆地的中非剛果(金)-贊比亞銅礦帶和中歐二疊紀 Zechstein盆地;其次,分布于西伯利亞Kodaro-Udokan 盆地(俄羅斯 Udokan礦床)、阿富汗盆地(Aynak 礦床),在美國Mid-Continent Rift(White Pine 礦床)、哈薩克斯坦Chu-Saryu 盆 地(Dzhezkazgan礦床)、以及中國雲南盆地(如雲南東川銅礦)中發育大型銅礦。
參考文獻
[1] 江少卿. 全球銅礦資源分布[J]. 世界有色金屬, 2018, 卷缺失(期缺失): 1-3.
[2] 來源于百度百科
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