秘鲁南部古新世斑岩铜矿成矿带典型矿床成矿特征及找矿标志分析

　　秘鲁南部古新世斑岩铜矿成矿带典型矿床

　　成矿特征及找矿标志分析

　　O引言

　　铜矿为我国有色金属矿产资源缺口最大的金属之一，每年需大量进口，因此境外购买和勘查大型铜矿是一条保证国家矿产资源安全的必由之路。目前，斑岩型铜矿是世界上最重要的铜矿类型，具有规模大、采选条件好、生产成本低3个特点，而位于环太平洋斑岩型铜矿成矿带的智利．秘鲁矿集区有超大型斑岩铜矿床（储量在500万t以上）19处，占世界超大型斑岩铜矿总储量的55.2%，其中位于秘鲁南部的古新世斑岩铜矿成矿带有多个超大型斑岩铜矿，典型矿床有塞罗维德(CerroVerde)特大型斑岩型铜钼矿床，铜资源量为1399万t，平均品位为0.42%；托克帕拉(Toquepala)特大型斑岩型铜钼矿床，铜资源量为1550万t，平均品位为0.31%；夸霍内(Cuajone)特大型斑岩型铜钼矿床，铜资源量为884.5万t，平均品位为0.544%。本文将通过分析研究上述3个典型矿床的矿体形态、矿石类型和矿石构造、矿化蚀变分带、矿床时空分布、矿床成因等成矿特征，总结出该区内斑岩型铜矿的一般成矿规律及找矿标志，可供赴秘鲁开展矿业投资和矿产勘查人员参考。

　　1区域构造—岩浆演化成矿史

　　秘鲁南部的古新世斑岩铜矿成矿带位于科迪勒拉山脉西侧，沿北西．南东向的区域构造印加普基奥

　　(Incapuquio)断层系统分布。中—新生代以来，太平洋纳斯卡洋壳板块向南美大陆板块俯冲，区域形成一系列弧内和弧后裂谷，伴随着板块俯冲，从晚白垩世—古近纪(100～50Ma)，南北板片相向会聚，印加普基奥断层系统持续活跃，内陆发生了强烈的中酸性岩浆作用，形成了托克帕拉岛状岩浆弧(75～50Ma)，产出的托克帕拉群英安质—流纹质的火山岩、亚拉班巴(Yarabamba)岩基花岗闪长岩和蒂亚巴亚(Tiabaya)花岗闪长岩岩基沿印加普基奥断层系统展布，逐渐形成的Mash带（熔融、同化、储存和均一化）演化出含矿液岩浆，包含于稍晚的浅成—超浅成斑岩上侵并形成斑岩型铜矿床。

　　2成矿带典型矿床成矿特征

　　秘鲁南部古新世斑岩铜矿成矿带沿北西—南东向的印加普基奥区域构造分布，一直延伸到智利北部，是秘鲁最重要的铜矿产地，带内分布有10多个大型、特大型斑岩型铜矿床，以矿床规模大、经济价值高、研究频次多和正在开采等条件为标准，本文选取塞罗维德、夸霍内、托克帕拉3个特大型斑岩型铜钼矿床作为典型矿床，研究分析其矿体形态、矿石类型和矿石构造、矿化蚀变分带、矿床时空分布、矿床成因等成矿特征，进而总结出该区内斑岩型铜矿的一般成矿规律。

　　2.1矿体特征

　　2.1.1矿体形态

　　矿体的形态简单，规模巨大。大部分矿体在平面上表现为圆形、椭圆形，剖面上多为筒状，延深一般都很大。

　　塞罗维德铜矿目前主要开采利用有2个矿体，其中塞罗维德矿体呈椭圆形筒状分布，长轴为1800m，短轴约为1400m；圣罗莎矿体也呈椭圆形筒状，长轴约为2000m，短轴约为1200m，矿体的长轴方向大致为北西310°。夸霍内铜矿矿体长为1200m，宽约为1000m，表面呈近圆形。托克帕拉铜矿矿体表面呈近椭圆形，长轴约为2700m，短轴约为1800m。

　　2.1.2矿石类型和矿石构造

　　矿石按照自然类型分为氧化矿石和硫化矿石。氧化矿石有孔雀石、黑铜矿、块铜钒、硅孔雀石、胆矾、赤铜矿、黑铜矿和自然铜。硫化矿石有辉铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿。

　　矿石构造主要为浸染状构造、细脉状构造和角砾状构造（石英电气石角砾岩发育）。

　　2.2矿化特征

　　矿床具有典型的矿化垂直分带特征，从上至下一般依次分布有淋滤带、氧化矿石带、次生硫化物矿石富集带和原生硫化物矿石带，每个带对应有典型的矿石矿物。矿体中心向水平两侧，黄铜矿和黄铁矿的含量比例有显著的变化规律。

　　矿床矿化垂直分带明显。由于地处南半球热带地区，气候炎热干燥，后期的次生淋滤作用强烈，一般在矿体顶部发育淋滤带或铁帽，其中角砾岩区更为发育。矿石矿物有赤铁矿、针铁矿和少量黄钾铁矾、锰氧化物，厚度为70～150m。淋滤带之下是氧化带，铜的硫化物淋滤氧化为细脉状孔雀石、硅孔雀石、网脉状水胆矾和玉髓等，形成了可供开采的较富矿体，其中塞罗维德铜矿最为发育，厚度可达30m，也是其矿山名称“绿山”的由来。由于发生多次侵蚀作用，夸霍内铜矿氧化带矿体厚度仅有15m，托克帕拉铜矿没有氧化带。位于氧化带之下的是硫化物次生富集带，主要由辉铜矿、铜蓝、蓝辉铜矿等组成，是斑岩型铜矿中最富的带，矿石含矿多在1%以上，厚度可达45m(托克帕拉铜矿)，它和上部的氧化带、下部的原生硫化物带均存在混合在一起的过渡带。最下方的原生硫化物带是斑岩型铜矿的主体，主要矿物有黄铜矿、辉钼矿、斑铜矿、硫砷铜矿和黄铁矿等，矿石含铜一般为0.5%～0.8%，厚度可达上千米。

　　另外，由矿体中心向水平两侧存在矿物成分变化的规律，中心矿物主要是黄铜矿、斑铜矿、硫砷铜矿、辉钼矿和黄铁矿，矿体中心黄铜矿的含量高于黄铁矿，自中心向外，黄铁矿含量增加，黄铜矿含量相对降低，到矿体边缘黄铁矿含量可达黄铜矿含量的几十倍。

　　2.3蚀变特征

　　矿体及周边普遍发生强烈的蚀变作用，伴随蚀变作用形成矿化，最常见的是在含矿斑岩的中心及其深部和角砾岩发育钾化蚀变带，蚀变矿物为钾长石、黑云母，以及少量磁铁矿和硬石膏。这个带一般含矿较富但规模不大，比较特殊的是塞罗维德铜矿的钾化蚀变带一直延伸到浅表，而且钾化带矿体占到总矿体的80%。钾化蚀变带的外侧是千枚岩化蚀变带（石英绢云母化蚀变带），蚀变矿物是石英、绢云母和黄铁矿，它是夸霍内和托克帕拉铜矿主矿体所在的部位，主要发育在英安斑岩或安粗斑岩中，但塞罗维德铜矿主要发育在花岗闪长岩和片麻岩等围岩中，少量发育在英安斑岩中。最外带是蚀变温度低的青磐岩化蚀变带，它围绕着千枚岩化蚀变带分布，范围较大，蚀变矿物是绿帘石、绿泥石和方解石等，主要发育在矿体周边的围岩中。除以上典型的蚀变分带外，还有少量泥化带和硅化带。塞罗维德铜矿泥化带小范围在钾化带外侧的花岗闪长岩中，矿物组合是高岭土和石英，硅化带发育在角砾岩与石英闪长岩以及英安斑岩与片麻岩的接触带；托克帕拉铜矿的泥化带发育在石英闪长岩和火山岩中，蚀变矿物是高岭土和黏土。

　　2.4时空分布特征

　　2.4.1空间分布特征

　　区域的印加普基奥断层系统，为一个北西向切穿上地壳的挤压走滑断裂，发育多个大小不等的正花状构造，晚白垩世—古近纪的闪长岩、花岗闪长岩和二长岩等侵人体以及同期稍晚时间的成矿均由其控制，秘鲁南部古新世的斑岩铜矿几乎都紧邻该断层带产出，斑岩铜矿基本位于印加普基奥断层系统与北东50°-70°的线性构造交会处，该北东向构造线在航磁图上有较清晰的反映，这些交汇区域形成了构造薄弱地带，从而为70-50Ma时期的（含矿）岩浆侵入提供了位置。塞罗维德铜矿成矿斑岩的侵位由印加普基奥断层系统分支的北西—南东向的Cenicienta断层和北东—南西向的LaJoya线性构造控制，斑岩沿北西—南东向展布。夸霍内和托克帕拉铜矿在构造上主要受到印加普基奥断层系统的次级平行断裂控制，近直立的Micalaco断层控制了托克帕拉斑岩铜矿体的南段矿化边界，而夸霍内的矿体主要受限于Botiflaca和VinaBlanca两个断层。以上断层均为北西2900走向，几近平行。

　　按板块构造观点，区域内斑岩铜矿位于太平洋纳斯卡板块俯冲南美大陆板块的大陆板块一侧，沿着平行板块缝合线呈近南北向带状分布，矿床的位置距缝合线的距离大约在200km，塞罗维德、夸霍内和托克帕拉铜矿皆为如此。

　　2.4.2成矿时代特征

　　塞罗维德铜矿绢云母中40Ar／39Ar法测得热液活动的地质年代：CerroVerde矿床为62Ma±1.1Ma,SantaRosa矿床为62.2Ma±2.9Ma(Quangeta1．，2003)。由于英安斑岩侵入成矿同时发生了石英绢云母化蚀变，说明矿床成矿时间为62Ma左右。夸霍内铜矿用U-Pb法测得成矿的第一期安粗斑岩的地质年代为55.6Ma±0.6Ma。托克帕拉铜矿用U-Pb法测得主矿体的英安斑岩地质年代为56.8Ma±0.6Ma，含矿的英安质集块岩地质年代为56.2Ma±0.6Ma。

　　3个矿床的成矿时间如此接近，其中夸霍内和托克帕拉铜矿成矿时间几乎相同(两个矿床相距仅30km)，原因是3个矿床都是由晚白垩世—古近纪发生的构造—岩浆作用形成的托克帕拉岛状岩浆弧(75-50Ma)的晚期含矿斑岩上侵成矿的。

　　2.5矿床成因

　　经典斑岩铜矿的板块构造成矿模式认为，由于大洋板块富铜、金，且大洋沉积物富水和其他挥发组分，当大洋板块俯冲到大陆板块之下很深时，大洋板块会产生大规模的部分熔融并沿深大构造上涌，形成岛状的火山—侵入相岩浆弧，演化后期的含矿斑岩上侵形成斑岩型铜矿。秘鲁南部古新世斑岩铜矿成矿带的形成是由于纳斯卡大洋板块俯冲南美大陆板块，引发北西向切穿上地壳的区域走滑断裂带—印加普基奥断层长期活动，发育了大量与之交汇或平行的次级断层，形成了许多构造薄弱区，板块俯冲熔融演化的中酸性花岗质火山—侵入岩沿印加普基奥断层系统上涌，形成了托克帕拉岛状岩浆弧，与斑岩矿化有关的是托克帕拉群英安质—流纹质的火山岩、亚拉班巴岩基花岗闪长岩。岩浆演化后期，含矿液的英安斑岩（塞罗维德和托克帕拉铜矿）和安粗斑岩（夸霍内铜矿）沿构造薄弱区上侵成矿。

　　3结语

　　本文通过对以上典型矿床成矿特征的研究分析，初步总结了秘鲁南部的古新世斑岩铜矿成矿带的一般成矿规律，由此提出以下重要的找矿标志：

　　(1)岩浆岩标志。区内的岩浆岩主要是晚白垩世—古近纪由板片会聚形成的托克帕拉岛状岩浆弧(75-50Ma)，其中的托克帕拉群英安质—流纹质的火山岩、亚拉班巴岩基花岗闪长岩与斑岩成矿关系密切，其后期演化的含矿液浅成斑岩侵入成矿。因此，浅成的斑岩岩株主要是英安斑岩、安粗斑岩等，是寻找斑岩铜矿的找矿标志。

　　(2)构造找矿标志。区域的印加普基奥断层系统为导岩、导矿的通道，而二级同向断层层间挤压带、与其他方向断层的交汇带等形成的构造脆弱区，则是容矿和储矿的位置。需要注意的是，小型网状脉裂隙是有岩浆热液侵入的直接证据，因此区域断裂构造特别是邻近的二级构造是重要的找矿标志。通过航磁和遥感解译的方法可有效地找到成矿的有利构造位置。

　　(3)蚀变标志。矿化中心发育强烈的钾化和千枚岩化（石英绢云母化）蚀变，且矿化与蚀变位置重叠，可能是矿化与蚀变（塞罗维德铜矿化与钾化，夸霍内、托克帕拉铜矿化与千枚岩化）同时发生，可通过蚀变直接找到矿体。另外，大范围的青磐岩化也是斑岩成矿的主要标志。其他的蚀变标志还有泥化和硅化等，但规模不大也不典型。

　　(4)矿化标志。3个矿床的氧化淋滤带都比较发育，特别是针铁矿、赤铁矿、黄钾铁矾组成的铁帽，大多发育硅孔雀石、胆矾、孔雀石等铜氧化物，形成高品位的氧化矿石带（托克帕拉铜矿因多次剥蚀缺失氧化矿石带），这些矿化都是直接的找矿标志。另外，广泛出露的石英电气石角砾岩也是重要的直接或间接找矿标志：成矿期前、期中和期后，其角砾岩都有产出，分别对应纯净的石英电气石角砾岩、含铜石英胶结的电气石角砾岩和石英电气石胶结其他含铜岩石角砾的角砾岩。

　　                                       摘自：《安徽地质》2023年第1期