銅礦指可以利用的含銅的自然礦物集合體的總稱(chēng),銅礦石一般是銅的硫化物或氧化物與其他礦物組成的集合體,與硫酸反應(yīng)生成藍(lán)綠色的硫酸銅。銅的工業(yè)礦物有:自然銅、黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦、藍(lán)銅礦、孔雀石等。已發(fā)現(xiàn)的含銅礦物有280多種,主要的只有16種。中國(guó)開(kāi)采的主要是黃銅礦(銅與硫、鐵的化合物),其次是輝銅礦和斑銅礦。
銅礦石一般是銅的硫化物或氧化物與其他礦物組成集合體,與硫酸反應(yīng)生成藍(lán)綠色的硫酸銅。自然銅礦物有各種各樣的顏色。黃銅礦呈亮黃色,斑銅礦呈暗銅紅色,氧化后變?yōu)樗{(lán)紫斑狀;輝銅礦(硫化二銅)鉛灰色;銅藍(lán)(硫化銅)靛藍(lán)色;黝銅礦是鋼灰色;藍(lán)銅礦(古稱(chēng)曾青或石青)呈鮮艷的藍(lán)色。在古代文獻(xiàn)中,青色即指深藍(lán)色。全世界探明的銅礦儲(chǔ)量約6億多噸,儲(chǔ)量最多的國(guó)家是智利,約占世界儲(chǔ)量的三分之一。我國(guó)有不少著名的銅礦,如江西德興、安徽銅陵地區(qū)、山西中條山、甘肅白銀廠、云南東川、黑龍江多寶山、西藏江達(dá)縣玉龍、墨竹工卡縣驅(qū)龍等。在金屬王國(guó)里,銅的導(dǎo)電性?xún)H次于銀。銅礦比銀礦多且價(jià)格便宜。當(dāng)今世界,一半以上的銅用于電力和電訊工業(yè)。
自人類(lèi)從石器時(shí)代進(jìn)入青銅器時(shí)代以后,青銅被廣泛地用于鑄造鐘鼎禮樂(lè)之器,如中國(guó)的稀世之寶——商代晚期的司母戊鼎就是用青銅制成的。銅礦石被稱(chēng)為“人類(lèi)文明的使者”。銅在地殼中的含量只有十萬(wàn)分之七,可是在四千多年前的先人就使用了,這是因?yàn)殂~礦床所在的地表往往存在一些純度達(dá)99%以上的紫紅色自然銅(又叫紅銅)。它質(zhì)軟,富有延展性,稍加敲打即可加工成工具和生活用品。銅礦上部的氧化帶中,還常見(jiàn)一種綠得惹人喜愛(ài)的孔雀石??兹甘蚱渖氏窨兹傅挠鹈妹K喑蕢K狀、鐘乳狀、皮殼狀及同心條帶狀。用孔雀石制成的綠色顏料稱(chēng)為石綠,又叫石錄。孔雀石別號(hào)叫“銅綠”,它還是找礦的標(biāo)志。1957年,地質(zhì)隊(duì)員來(lái)到湖北省大冶銅綠山普查找礦,通過(guò)勘探,發(fā)現(xiàn)銅綠山是一個(gè)大型銅、鐵、金、銀、鈷綜合礦床。
南美洲的智利,號(hào)稱(chēng)“銅礦之國(guó)”。那里有個(gè)大銅礦,也是外國(guó)人根據(jù)孔雀石發(fā)現(xiàn)的,那是18世紀(jì)末葉的一個(gè)趣聞。當(dāng)時(shí),智利還在西班牙殖民者的統(tǒng)治下。一次,有個(gè)西班牙的中尉軍官,因負(fù)債累累而逃往阿根廷去躲債。他取道智利首都圣地亞哥以南50英里的卡佳波爾山谷,登上1600米高的安第斯山時(shí),無(wú)意中發(fā)現(xiàn)山石上有許多翠綠色的銅綠。他的文化素養(yǎng)使他認(rèn)識(shí)到這是找銅的“礦苗”,于是帶著礦石標(biāo)本去報(bào)礦。后經(jīng)勘查證實(shí),這是一個(gè)大型富銅礦。這座銅礦特命名為“特尼恩特”(西班牙文意為“中尉”)。它是世界上最大的地下開(kāi)采銅礦,年產(chǎn)銅錠30萬(wàn)噸。
銅礦床種類(lèi)大致可分為以下幾種:
(1)海相火山巖黃鐵礦型銅礦床:產(chǎn)于下古生代石英角斑巖和細(xì)碧巖中。呈透鏡狀﹑似層狀。礦石礦物以黃銅礦、黃鐵礦為主。銅品位一般大于1%。如中國(guó)甘肅白銀廠、青海紅溝等礦床。
(2)超基性巖中的熔離型銅鎳硫化物礦床:產(chǎn)于下古生代純橄巖、輝橄巖、橄輝巖巖體的中、下部。呈似層狀、透鏡狀。礦石礦物以黃銅礦、鎳黃鐵礦為主。銅品位一般小于1%。如中國(guó)甘肅金川、新疆喀拉通克等礦。
(3)變質(zhì)巖層狀銅礦床:產(chǎn)于中元古代白云巖、大理巖、片巖片麻巖中,沿層產(chǎn)出。礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀。礦石礦物以黃銅礦、斑銅礦為主。銅品位一般大于1%。如云南東川湯丹、山西中條山胡家峪等礦。
(4)夕卡巖型銅礦床:產(chǎn)于中酸性侵入巖體和碳酸鹽巖的接觸帶內(nèi)外。礦體以似層狀、透鏡狀、扁豆?fàn)顬橹?。礦石礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦。銅品位一般大于1%。如安徽銅官山、江西城門(mén)山等礦。
(5)斑巖銅礦床:產(chǎn)于中生代、新生代花崗閃長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)斑巖等及其圍巖中。礦體呈似層狀、透鏡狀。礦石礦物以黃銅礦為主。銅品位一般小于1%。礦床常為大、中型。如江西銅廠、黑龍江多寶山、西藏玉龍、驅(qū)龍等礦。
(6)砂巖型銅礦床:產(chǎn)于中生代陸相砂巖與砂頁(yè)巖中。礦體呈似層狀、透鏡狀。礦石礦物以輝銅礦為主,其次為斑銅礦、黃銅礦等。銅品位多大于1%。如云南郝家河、四川大銅廠等礦。
斑巖型銅礦(斑銅礦)探明儲(chǔ)量居首位,約占全國(guó)總儲(chǔ)量的41%,近年來(lái)探明儲(chǔ)量仍有增長(zhǎng)。主要集中于3個(gè)成礦帶:阿爾卑斯-喜馬拉雅成礦帶(包括我國(guó)滇藏地區(qū))、中亞-蒙古成礦帶(包括我國(guó)新疆、甘肅、黑龍江)和環(huán)太平洋成礦帶(包括我國(guó)東部廣大地區(qū))。成礦時(shí)代從寒武紀(jì)到第三紀(jì),以喜馬拉雅期和燕山期為主。
矽卡巖型銅礦亦是主要類(lèi)型,其探明儲(chǔ)量約占我國(guó)總儲(chǔ)量的27%,尤其是岡底斯矽卡巖型銅礦資源量迅速增加。典型的矽卡巖型銅礦主要集中在長(zhǎng)江中下游地區(qū),成礦巖體以燕山期的花崗閃長(zhǎng)巖為主,圍巖以古生代以來(lái)的碳酸鹽巖地層為主。品位較高,規(guī)模不等,常形成大的富銅礦床。
層狀型銅礦,包括變質(zhì)巖中層狀銅礦和含銅砂頁(yè)巖型銅礦,約占全國(guó)總儲(chǔ)量的11%。變質(zhì)巖層狀銅礦往往由早期的海相沉積巖經(jīng)變質(zhì)形成,其成礦時(shí)代以元古宙和古生代最為重要,集中于康滇、狼山和中條山地區(qū)。含銅砂頁(yè)巖型的成礦時(shí)代集中于中生代至第三紀(jì),產(chǎn)于滇中盆地等。該類(lèi)銅礦除了富含銅金屬外,伴生有鉛、鋅、銀、鈷等,部分還富集多種稀散元素和放射性元素。
火山沉積型銅礦占全國(guó)總儲(chǔ)量的5.5%,海相火山巖型銅礦資源較陸相火山巖型多。礦體多產(chǎn)于不同巖性的火山巖地層的接觸部位,火山熔巖、火山碎屑巖層的頂部及其附近,以及上覆沉積巖層的界面上。礦體呈層狀、透鏡狀,往往成群出現(xiàn)。成礦時(shí)代以古生代和古元古代為主,其次是太古宙。
銅鎳硫化物型銅礦,占全國(guó)總儲(chǔ)量的6.4%,與基性—超基性巖體緊密相關(guān)。主要集中于龍首山、東天山、張廣才嶺等地區(qū),成礦時(shí)代以元古宙為主。
世界銅礦資源主要集中在智利、澳大利亞、秘魯、美國(guó)、墨西哥、俄羅斯等國(guó)家,其中智利是世界上銅礦資源最豐富的國(guó)家。從1996年至2013,世界銅儲(chǔ)量呈遞增趨勢(shì),尤其是在2002年之后,儲(chǔ)量增加較大,2010年之后,儲(chǔ)量亦增加較大。世界銅礦山產(chǎn)量從1994年至2013年,也是較穩(wěn)定地持續(xù)增長(zhǎng),產(chǎn)量稍有波動(dòng),但波動(dòng)不大。截至2013年,世界銅儲(chǔ)量在各個(gè)主要國(guó)家的資源情況和礦山銅產(chǎn)量見(jiàn)圖4。智利一直保持著銅礦資源大國(guó)的地位,同時(shí)也是銅的生產(chǎn)大國(guó)。智利國(guó)內(nèi)丘基卡馬塔(chuquicmata)是世界上最大的露天開(kāi)采銅礦礦山之一,同時(shí)還有埃爾特尼恩特(ElTenente)、埃斯康迪達(dá)(Escondida)等多個(gè)大型銅礦山。中非地區(qū)的贊比亞-扎伊爾銅帶、中非銅帶、剛-贊銅鈷,亦是世界上最大、最富的銅礦產(chǎn)地之一,近年來(lái)勘探投入增加,找礦成果顯著,累計(jì)探明的銅儲(chǔ)量約15000萬(wàn)噸~17000萬(wàn)噸。
據(jù)國(guó)土資源部?jī)?chǔ)量司,截至2001年底,全國(guó)共有銅礦區(qū)974個(gè),保有銅儲(chǔ)量(金屬量)1941.86萬(wàn)噸,基礎(chǔ)儲(chǔ)量3083.71萬(wàn)噸,分別占同年世界銅儲(chǔ)量(34000萬(wàn)噸)的5.70%和儲(chǔ)量基礎(chǔ)(65000萬(wàn)噸)的4.75%。主要分布在江西、云南、湖北、西藏、甘肅、安徽、山西、黑龍江等省,這8省的基礎(chǔ)儲(chǔ)量約占全國(guó)總基礎(chǔ)儲(chǔ)量的76.40%。
銅在我國(guó)各省、市、自治區(qū)均有數(shù)量不等的探明資源儲(chǔ)量分布。探明銅資源儲(chǔ)量占全國(guó)探明總儲(chǔ)量10%以上的有西藏、江西和云南,以西藏自治區(qū)最多,探明儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的23%,達(dá)2043萬(wàn)t。地質(zhì)大調(diào)查以來(lái),銅礦找礦勘探的重大突破,使西藏探明的銅資源儲(chǔ)量自2008年以來(lái)超過(guò)了江西和云南。銅探明資源儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量百分比在5%至10%之間的省區(qū)有內(nèi)蒙古、新疆、安徽和黑龍江。從礦產(chǎn)地個(gè)數(shù)來(lái)看,全國(guó)銅礦區(qū)在2012年達(dá)到1915處,尤其是在2005年之后增加較快。圖3展示5981處銅礦產(chǎn)地資料信息,覆蓋全國(guó)31個(gè)省、市、自治區(qū)。其中500萬(wàn)噸以上的超大型銅礦床3個(gè),50萬(wàn)噸以上至500萬(wàn)噸的大型銅礦床47個(gè),10萬(wàn)噸以上至50萬(wàn)噸的中型銅礦床120個(gè),1萬(wàn)噸至10萬(wàn)噸的小型銅礦床644個(gè),礦床累計(jì)814處,其他礦點(diǎn)和礦化點(diǎn)5156處,共計(jì)5970處。
雖然近年來(lái)我國(guó)銅礦找礦取得了重大突破,但還沒(méi)有找到千萬(wàn)噸級(jí)的銅礦,跟國(guó)外一些世界級(jí)銅礦相比還存在品位偏低、開(kāi)發(fā)條件差等不利因素。