(一)时空分布特征
陆相砂页岩铜矿床分布于我国南方的中新生代盆地中,几乎在我国南方所有的中新生代盆地均有铜矿化。目前除在云南滇中盆地、四川会理盆地、湖南沅麻盆地和衡阳盆地等地发现有开采价值的铜矿床外,在广东、广西、江西、贵州、安徽、西藏等省(区)的中新生代盆地中也有众多的小型砂页岩铜矿床(矿点)产出。现将一些主要含铜盆地和铜矿床(点)列于表8-3中。
表8-3 砂岩铜矿床分布一览表
从主要含铜层位来看,从西部到东部有逐渐变新的趋势。西藏主要为上三叠统,滇西主要为中侏罗统,滇中、会理和沅麻盆地主要为白垩系(尤以上白垩统为佳),衡阳及广东大湖盆地则为上白垩统至老第三系。
一般每个盆地中都有多个含铜层位,但最主要的含铜层位都形成于盆地演化的晚期。如滇中盆地,从早侏罗统的冯家河组,一直到晚白垩纪的3个层位中:①下白垩统高峰寺组凹地苴铜矿;②上白垩统马头山组六苴下亚段,如大姚、郝家河、老青山等铜矿;③上白垩统马头山组大村段,如大村、团山等铜矿。
在空间分布上,我国陆相砂页岩铜矿床主要分布在一些规模较大的裂谷盆地或断陷盆地中。铜矿床的分布主要受地层、岩相古地理和深大断裂三个因素的控制,因而在区域上表现出一定的方向性。如滇中盆地的铜矿床围绕元谋古陆呈半弧形分布,距古陆从几公里到10多公里不等。从区域看,滇中、会理、西昌一带的铜矿主要沿元谋-绿汁江和安宁河深大断裂附近分布(图8-1)。
(二)砂页岩铜矿床空间分布的分形特征
矿床一个复杂的地质系统,成矿作用是一个复杂的混沌力学过程。这种成矿作用的时空混沌性必然会导致矿床的分布在空间上是极不均匀的和非常复杂的,并在一个矿床中也将导致矿体空间展布和品位变化的复杂性,而描述这种时空复杂性的有效方法就是分形方法。
1.含铜盆地和铜矿床空间分布的分形特征
利用数盒子法对我国南方主要含铜盆地的空间展布进行了分形分析,结果如图8-8。从拟合直线斜率求得分维值D=0.911,相关系数r=0.996。
利用数盒子法分析了康滇地区砂岩铜矿床空间展布的分形特征,结果如图8-9。求得分维值D=0.932,相关系数r=0.997。表明区域含铜盆地的分布和局部地区砂岩铜矿床的空间分布均具有分形特征,且其分维值相近,反映了砂岩铜矿床空间展布的自相似性特征。
图8-8 我国南方含铜盆地分布的分形图解
图8-9 康滇地轴砂岩铜矿分布的分形图解
2.矿体品位变化的分形特征
对滇中大姚铜矿80个铜含量数据进行了分析,结果见图8-10,得出分维值D=1.19,相关系数r=0.983。可以看出,它与世界砂岩铜矿床的品位分维值(1.13)极为接近。
矿床的品位变化实际上是铜矿物沉淀的空间展布的复杂性的反映。因而可以对铜矿物的空间展布进行分形分析。分析方法采用数盒子法,即在光片的显微镜上,将其用不同的边长r离散化为小正方形格子,并分别统计有铜矿物进入的格子数。分析结果列于表8-4。可见砂岩铜矿床中铜矿物的空间分布具有分形特征,其分维值为1.078~1.370,相关系数均大于0.995。由表8-4还可以看出,砂岩型铜矿中的分维值大多比页岩型铜矿床大,但其变化范围也是砂岩型铜矿大,而页岩型铜矿的分维值为1.4~1.58,相对变化较小。这些特征说明了砂岩铜矿的品位比页岩铜矿要高,但砂岩铜矿的品位变化也比页岩铜矿大,而页岩铜矿的品位较低但较稳定,这与地质事实吻合。
图8-10 大姚铜矿铜品位分形图解
表8-4 砂岩铜矿床铜矿物空间分布的分形特征