1.地质背景
格拉斯贝格(Grasberg)斑岩型铜金矿床位于印度尼西亚伊里安查亚省中部的热带地区,海拔4200m以上。在其东南方向约3km处已知有埃茨伯格、东埃茨伯格等夕卡岩型铜金矿床。
矿体产于上新世形成的面积为3km2的多相二长闪长斑岩岩株里,其上部侵入始新世—渐新世灰岩。如同东部的奥克特迪矿床一样,灰岩层是晚新生代大陆与岛弧碰撞过程中产生的褶皱逆冲断带的一部分。在高品位的深成黄铜矿和伴生金的矿化作用中,出现了钾硅酸盐蚀变的斑岩。该斑岩特点是石英和磁铁矿间强烈的网脉和交代作用。金含量向下增加,至少到1300m的深度。虽然岩株上部周围的石灰岩只有大理岩化,但在深部部分地转化为铜金共生的夕卡岩。在厚度小于5m的地区,表生作用很少,并且淋滤铁帽发育,下伏富集的辉铜矿。
格拉斯贝格斑岩-夕卡岩型铜金矿床的矿石储量不断增加,2000年底该区保有总的证实和概略储量增至25.1亿t,平均品位为铜1.10%、金1.04×10-6、银3.40×10-6,即有铜2761万t、金2610t、银8500t。此外,还有地质资源量13.95亿t,含可回收的铜690万t和金700t。
2.勘查与发现
1936年,荷兰地质学家J.J.多齐在登山考察时发现了埃茨伯格矿床,在当地称为“比吉山”。当时,他识别出了地表的埃茨伯格夕卡岩矿体,其中硫化物和高温黑云母充填在岩筒的斑岩里。埃茨伯格基本上由岩株构成,在地表发育着薄薄的土壤层,在上面生长着草本植物,与周围灰岩光秃的景观形成鲜明的对比。因此,J.J.多齐将该矿床命名为埃茨伯格。1939年,他提出报告,但并未引起人们的注意。然而,1959年,荷兰的东婆罗公司的文献评述中提到了J.J.多齐的报告,这引起了美国弗里波特公司的关注。1960年,弗里波特公司组织了一个勘查队,重新对埃茨伯格铜矿床进行调查和取样,证实了矿体的存在。但由于政治和技术问题,迟迟不能对远景区表生露头进行钻探评价。直到1967年,印度尼西亚颁布新的外商投资法,该公司才与印度尼西亚政府签约进行该区矿产勘查。1968年,钻探探明埃茨伯格夕卡岩型矿床,矿石储量为3300万t,铜品位超过2%,1972年下半年,弗里波特公司对这个露天矿坑的铜-金-银矿床进行开采。
图8-15 印度尼西亚伊里安查亚省埃茨伯格地区铜-金矿床分布图
(引自G.D.MacDonald和L.C.Arnold,1994)
1973年,上述露天矿投产后,弗里波特公司在其外围进行勘察,包括钻探工作,其目的是寻找另外的低温热液铜金夕卡岩型矿床。1974~1976年,在露采坑东1.6km处钻探发现了显著的铜矿化。1977年,开始打一个1200m的平窿,1978年中完成,后在平窿内进行详勘,探明东埃茨伯格矿床(东比吉山)(图8-15)。矿体呈弧形,长700m,宽达150m,延伸350m,也属夕卡岩型矿床。其主要控矿构造是一北西向逆断层及3组成矿前断裂和裂隙。这4组构造在白云岩和泥质岩中形成了高度碎裂带,角砾化为夕卡岩化和矿化提供了条件。
20世纪60年代后期至70年代,弗里波特的地质人员对格拉斯贝格矿点进行了多次调查,认为这是一个斑岩型铜矿体系。虽然在格拉斯贝格山周围相对平坦的地方出露有石英和磁铁矿等矿化的网脉,但整个格拉斯贝格山在薄层淋滤铁帽下面缺少辉铜矿的富集。所以,地质人员认为这种矿化不具有经济价值。因为当时认为,一个深成斑岩型铜矿的最大含铜量小于0.8%。在格拉斯贝格山地区,铜的地表含量范围在200×10-6~5000×10-6之间;1985年,在格拉斯贝格山脚下一个关键钻孔铜的含量为0.3%~0.5%,据此认为是斑岩铜矿床。
1987年,印度尼西亚弗里波特公司的地质人员再次对格拉斯贝格矿床远景作调查,并获得了一个很有开采前景的岩屑金含量,其范围在1.5×10-6~2.5×10-6之间。为了检验金矿床资源的潜力,为了证明金的高含量并不是由于表生富集所引起的,1988年克服了相当大的困难,用直升飞机支持在山顶安置了钻探设备后,打了第一个钻孔富金露头的下面。浅部倾斜钻孔打穿含金层,其中铜含量大于1%。GRS-3号钻孔打的角度更陡,但也打穿了矿化较发育的斑岩层。GRS-4号钻孔的钻探角度是垂直的,得到的600m岩心主要为深成岩,其中平均含铜1.65%,含金1.4×10-6。
在格拉斯贝格岩筒里存在高品位的深成斑岩型铜金矿的矿化作用,到这个时候已经很清楚了。钻探工作继续进行着,许多圈定钻孔和开拓钻孔在地下巷道系统中相互交汇。在1989年下半年,弗里波特公司开始露天开采。其日产量扩大到10.5万t,并且弗里波特正在讨论进一步增加产量的问题。
3.小结
格拉斯贝格斑岩型铜金矿床的发现,是28年来弗里波特公司在埃茨伯格地区持续勘探的结果,首先应归功于25年前在登山考察过程中认识到三种铜矿化。最近对格拉斯贝格几个远景区的评价表明,岩屑地球化学异常足以消除人们对深成斑岩型铜矿床的偏见。格拉斯贝格勘探的历史表明了地质文献评述工作的重要性,还表明不能盲目地接受那些已被普遍认可的矿床品位-吨位模型。