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1、秘鲁斑岩铜矿带的若千地质特征朱 关 祥J月川11|;川川智利和秘鲁是世界上主要的铜资源国和 产铜国。两国铜矿资源绝大部分来自斑岩铜矿。智利现有铜储量(金属量,下同)15亿吨,名列世界第一。1978年 产铜1 04万吨,仅 次于美国(13 5万吨)、苏联(110万吨)。智利斑岩铜矿带从该国中部的特尼恩特铜矿到最北部的莫恰铜矿长两千多公 里,带内有 几十个大小不等 的铜矿床。其中储量在1 00万吨以 上 的矿床不下十几个。特别是北部的丘基卡马塔和中部的特尼恩特铜矿,为世界上 最大的斑岩铜矿床。秘鲁现有铜储量2 7 2 0万吨,居世界 第七 位。1978年产铜3 5万吨,位于美、苏、智、加、赞、扎之
2、后。全秘鲁大致可以分北部、中部及南部三个铜矿带,其中以南部斑岩铜矿带最重要。该带从最南部的托克帕拉矿床往北西延伸长约千余公里,现有斑岩铜矿床 十多个。其中塞罗维德矿床为秘鲁最大的斑岩铜矿床,目前控制铜储量8 0。多万吨。夸 霍内、托克帕拉及盖亚维科等铜矿储量也都是5 0。万吨左右的特大型矿床。为促进我国斑岩铜矿的找矿工作,笔者 根据对智利、秘鲁两国主要斑岩铜矿考察所 了解的情况及查阅部分材料,)降它俏的矿床地质特征及成矿地质条件大致归纳如下几个特点,供参考对比。斑岩铜矿带在时空上的分布规律1.按板块构造观点,这两.国的斑岩铜矿 床位于太平洋板块中的纳茨卡板块和南美大陆板块结合处大陆板块一侧(即
3、位于板块俯 冲带的上盘),沿着平行板块缝合线呈近南北 向带伏分布(图1)。各个矿床的具体位置距板块结合处 往往 有一定距离,大约在20 0公里 左右。如秘鲁 塞罗维德、夸霍内和托克帕拉铜矿,智利丘基卡马塔、特尼恩特及萨尔瓦多铜犷等西距!天板以纳,芡l之扳块图1智利、秘普斑岩铜矿带的大地构造位里示意 图(引自尸orphyr了C op pe rCas eStudy)板块结合处均在20 0公里 左右(图2、3)。另外,这两个国家的斑岩铜矿均位于南 美洲安第斯山金属矿带的西侧,即靠近秘鲁一智利海沟的滨太平洋带分布。由斑岩铜矿 带往东,依次出现铅、锌(银)矿带及锡、钨( 银)矿带(图4)。形成时代新是这
4、两国斑岩铜矿带的 又一 个重要特点。它们均位于第三纪形成的南北 走向的安第斯山脉西侧。据现有资料,斑岩 铜矿形成的时代最老的是第三纪始新世(5 8 百万年),最新的是第三纪上新世(4百万年),都是新生代构造岩浆 活动 的产物。2二斑岩铜矿床 产出部位和 大的构造 岩浆 活动关系密切。从智利的特尼恩特矿床到丘 基卡马塔矿床,从秘鲁的托克帕拉矿床到塞卜-. 万二一几-一_-,护-一一- 一一._-计了美:!J、11卜二内不万1 一带、曰2 二3理:沙川! 日 O图2了中新世时纳茨卡板块和南美 大陆板块相互 关系及斑岩铜矿位置与板块结合处的距离示意图(切过智利北部波特雷里约斯的剖面)1一第三纪及中
5、生代陆相架石,2一中生代及古生代岛弧一海沟深成岩,8一古生代岩石,4一前寒 武纪岩石萨尔瓦多】 !体的底板岩石大部分是晚中生代的火山岩,而成矿岩体则大多是新生代中、晚第三纪的酸、中性浅成侵人体。这种侵入斑岩的特点是由早期闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩(组 成安第斯山的基体)侵入后,进一步演化侵 入而成。斑岩类型有花岗斑岩、英安斑岩、石英二长斑岩、粗安斑岩等。斑岩铜矿床 产在大面 积 出露的中一新生代火山岩的 基 础之 上,而含矿斑岩的侵人又是和形成这些大面 积分布的火山岩的构造活动密切有关。3.太平洋东部斑岩铜矿成矿带具有带状 分布、成群集中的特点。智利斑岩铜矿带由 南而北贯穿整个智利的中北部,在
6、长达两千 多公里 的范围内,有好几十个斑岩铜矿床断 续分布其中。南秘鲁铜矿带在长约1千公里范围内也有十多个铜矿床成带分布。矿床的 成群集中尤为突出。如南秘鲁铜矿带,在莫 奎 巴省附近约四百平方公里范围内,就有托 克帕拉、夸霍内及盖亚维科三个大 型铜矿床,构成一个大的矿田。往北 不远还有塞罗维德、圣何塞、恰帕等矿床。又如丘基卡马口口曰口的帅川。洲!飞:l则云2仁心、呱、人户匕l叫|司| | | |11|lw e. |J。,一构川。一大 图3早第三纪时纳茨卡板块和南美大陆板块相 互关系及斑岩铜矿位置与板块结合处的距离示 意图(切过秘普南部阿雷基帕市剖面)1一中生代岛弧一海沟深成岩,2一古生代岩石,
7、8一前寒武纪岩石,4一中生代陆相岩石(图2、8据V.F.Hol lise tr,1975)准几一、与厂价臼日门“ 了卜卜,八11卜知加狡钩J f l/tll人罗维德矿床,作为成矿母岩和 矿体的底板岩石,大部分是不同成分(主要是中酸性)、不同类型(从侵人到喷出)的火成岩g如塞 罗维德矿床的成矿岩体是第三纪始新世的英安斑岩、石英闪长岩,矿体底板岩石是晚中生 代的火山岩系,夸霍内矿床的成矿岩体是第三纪始新世的闪长岩、石英粗安斑岩,矿体 的底板岩石是晚白垄纪到早第三纪的托克帕拉世的一套火山岩(主要是安 山岩);丘基 卡马塔矿床的成矿岩体则是第三纪渐新世的花岗斑岩,其底板岩石及围岩 也是一套酸性 侵人岩
8、,特尼恩特矿床的成矿岩体是第三纪上新世 的石英闪长岩、英安斑岩,矿休底板岩石主要是上白恶早第三纪的发列龙斯建造 的一套安山岩。由此可见,两国斑岩铜矿矿海/仗J l、*,里“:(州 夕 、/ _ 巨二。.:、:、!,、口_、;、,、 ,、:、石胜、(IJ:、返,l斤图4南美洲安第斯山金属矿分带示意田(引自Porphyry肠pperCaseStudy)塔矿区,除丘基卡马塔矿床外,其北6公里有丘基北矿(即潘帕诺特斑岩铜矿),现控 制铜储量约5 00万吨,往东北四十多公里有 规模很大的阿布_立斑岩铜矿(现控制铜储量有1500万吨),在丘基卡马塔之南4公里有 左基南矿(即埃克索提卡氧化矿),它们组成一个
9、巨大的丘基卡马塔矿田。这 里矿石类型齐全,矿床规模巨大,又适宜大规模露天开采,是智利产铜最多的地区。4.矿床具体产出的构造位 置有 两类:一是在两组断裂的交错处。如秘鲁夸霍内铜矿就产生在北西及近东西向两组断裂的交错处。这里构造破碎岩石蚀变强 烈,矿化发育,是形成铜矿的有利部位。对于同一个时 代侵人的同一个成矿岩体,如不具备上述构、造条件,岩体及围岩没有强烈的蚀变作用,矿化作用也就较差,往往就不含矿。另 一种为产在一组大断裂的旁侧。如 丘 基卡马矿床产在西部近南北走向的断层(即菲什尔断层)的东侧,成矿斑岩沿断层侵人,矿体产在断层东部的 小破碎带中,构成典型的网脉型斑岩铜矿。沿着菲什尔断层往北,受
10、该断 层控制的还有潘帕诺特、阿布拉及魁北雷德 布兰卡等铜矿床。含矿岩体的特点、 该地 区的斑岩铜矿床和各种中酸性的浅 成斑岩有关。但各个矿床的成矿母岩其侵位 时代、岩石成分、蚀变类型及规模大小有其相同的地方,又有不同之点。总 的有下面几个特点:1。成矿母岩侵位时代很新,从南到北大 致有由新变老的趋势。如铜矿带最南端的智利特尼恩特矿床,成矿岩体英安斑岩是在4百万年时侵位的,为最年青的 成矿斑 岩。往 北不远的里奥勃兰姆科(安第纳)铜矿的成矿母岩为4.9百万年,智利北部庄荃卡马塔矿床的成矿母岩(丘基卡马塔花岗斑岩)为28百万年。继续往北到智利最北部和秘鲁交 界处莫恰铜矿的成矿母岩则是5 6百万年侵
11、位 的。进人秘鲁境内的夸霍内,托克帕拉铜矿的成矿母岩石英粗安斑 岩、英安斑 岩的 侵位 时间分别为5 0百万年和 5 8 百 万年。其北边的塞罗维德铜矿成矿母岩是 5 8.8百万 年侵位的。由上可见,两国斑岩铜矿的成矿母岩的 畏位时间都发生在第三纪。据 有 关 资 料报 道,美国西南部斑岩铜矿 的含矿斑岩的侵位时间 大致在7 0 11 0百万年的早第三纪 到晚白翌纪。再往北到加拿大西部不列颠哥伦比亚地区的 斑岩铜矿,它们的成矿岩休的侵位 时间大多是白噩纪到侏罗纪。对整个太平洋东部斑 岩铜矿成矿带而 言,其成 矿岩休的 时 代愈往 北愈老也是比较洁楚的。在我国,除 台湾省东部奇美斑 岩铜矿及 西
12、藏玉龙斑岩铜矿的成矿岩体是第三纪侵位的以外,尚未发现这种时代很新的 斑岩铜矿。但 是在侏罗纪、白垄纪(燕山期)形成的斑 岩铜矿的实例比较多,这一现象和科迪勒于亿山化部加拿大的斑岩铜矿相近。2.多期多次侵人,成分比较 复杂。如丘 基卡马塔矿床的含矿花岗斑岩就是由多期多次侵入而成的一个复合岩体。根据其侵入时 间 的先后、岩石成分和结构构造 的不同,丘 基卡马塔花岗斑岩可 以分成西斑岩、东斑岩 及勃姆科斑岩。西斑岩最早侵入 于侏罗纪爱 丽那花岗岩中,呈条带状,岩 石 从质很细,斑晶主要是斜长石及 少员钾 长石,有圆形的石英及黑云母。510:含量6 4一6 8 %,其后为 东斑岩侵人于爱丽那花岗岩及西
13、斑岩,分布在西斑岩的两侧,岩石基质变粗达到中粒程 度,斑晶有斜长石及钾长石,有拉长的石英及细粒黑云母,510:含量6 7 6 9%,比西斑岩要高一些,A12O:含量平均1 4 1 5%,KZO含量35%,均比西斑岩要低,勃姆 科斑岩最后侵人于东斑岩,呈树枝状、脉状,有钾长石及斜长石斑晶,石英含量较 多。这三种斑岩的含 矿性 不 同,丘 基卡马塔的主 矿体产在东斑 岩,西斑岩次之,勃姆科斑岩含矿最差。又如智利萨尔瓦矿床的含矿岩休是花 岗闪长斑岩,同样根据侵 入时 间的先后及相互 接触关系,岩石成分及结构构造 的差异,也可以进一步细分成“X”、“K”、“L”斑岩。最早侵入的“X”斑岩为细拉花岗闪
14、长岩,等粒结构,基质由石英、长石及少量黑云母组成,岩石发生强 烈的钾一硅酸盐化 蚀变;接着侵人的“K”斑 岩,由料长石作斑晶故又 称作斜长石斑岩,斑晶粒度变粗,斑状结构明显,具有强烈的蚀变和矿化,铁 镁矿物有黑 云母、角闪石,石英含量较少,最后侵人 的是“L”斑岩,它切过“K”、“X”斑岩,基质由石英、细粒 斜长 石组成,斑晶也以斜长石为主,此岩体的特点是分布广泛,没有明显的蚀变和矿化。这 三种斑岩的含矿性也不同,“X”、“K”斑岩是主要的含矿斑岩,而最后侵入的“L”斑 岩一般不含矿。类似的情况在秘鲁的一些斑岩铜矿中也都 可见到。不 同矿床的成矿母岩类型也不尽一致,种类较多。如智利特尼恩特矿
15、床为英安斑岩,萨尔瓦 多矿床为花岗闪长斑岩,丘基卡 马塔矿床为花岗斑岩。在秘鲁各个斑岩铜矿 的 含矿斑岩有英安斑岩、石英粗安斑岩、二 长斑岩、石英二长斑岩及花岗闪 长斑 岩等等。3.含矿岩体普遍具有强烈的蚀变作用,伴随蚀变作用形成矿化。由于岩体及围岩成分不同以及在岩体的不同部位,蚀变作用可以分好几种类型。最常见的也是比较典型的 是在含矿斑岩的中心及其深部发育钾化蚀变带,蚀变矿物有钾一长石、黑云母及绢云母,命属矿物有浸染状黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿 及辉铜矿等。这个带往往不含矿,或者虽含 矿较富但规模不大。比较特殊的是在丘基卡马塔矿床,钾化蚀变带出露不多,矿区所见是大量的石英绢云母化蚀变。钾化蚀变带
16、的外 侧是石英绢云母化蚀变带(也有叫千枚岩化蚀变带),它的范围经常是斑岩铜矿主 矿体 所在的部位,蚀变带主要有石英、绢云母及 少量绿泥石组成,金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿及少量辉铂矿、方铅矿、闪锌矿 等。以秘鲁塞罗维德矿床为例,该带硫化物含量47%,最高达1 4%,黄铜矿和黄铁矿 的 比例为2:1到1:4。最外带是青盘 岩化蚀变带,它围绕着石莱绢云母化蚀变带分布,范围较大,主要蚀变矿物有绿泥石、绿帘石、方解石等,还有少量 绢云母、石英、硬石膏等,有的矿床还有电气石出现。金属矿物主要是黄铁矿,因此,一般也将该带看作黄铁矿晕的 范围。除上述典型的蚀变 分带外,还经常有次生泥化 带、次生黑 云 母 化及硅化带发育。如丘基卡马塔矿床,在石英绢云母化蚀变带外侧,广泛发育有粘土化(泥化、高岭土化)蚀变,主要由粘土 矿物高岭土、蒙脱石、绢云母等组成,金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、少从辉铜旷,也是主要矿体所在部位。有 良好灼蚀变分带,为找矿 工作提供了 重要线索。如 秘鲁夸霍内铜矿,上部被2
