秘魯東南部安達維拉斯－亞烏里斑巖－矽卡巖銅鉬成礦帶地質特征

傅朝義，郭小冬，高光明，郭建棟，董金錄，張恒，董少波

（1.中色地科礦產勘查股份有限公司，北京 100012；2.中國冶金地質總局第三局地勘院，山西 大原 030002；3.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083；4.桂林理工大學，廣西 桂林 541004）

0 引言

斑巖型礦床過去又被稱為“細脈浸染型”礦床，其成因上均與斑狀結構的中酸性淺成或超淺成的侵入體有關（袁見齊等，1985）。矽卡巖主要是在中酸性－中基性侵入巖類與碳酸鹽類巖石的接觸帶上或其附近（Meinert，1989；江晶等，2013）。在特定地質條件下，斑巖型礦床與矽卡巖型礦床存在一定的共生關系，而形成斑巖型－矽卡巖型礦床的成礦系列。如本文研究的秘魯東南部的安達維拉斯－亞烏里成礦帶即是斑巖－矽卡巖銅鉬共生或伴生的成礦模式，其地質背景、成礦模式和成礦地質條件有其特殊性。

斑巖銅礦的概念首先出現在北美地區。1905年，北美洲賓厄姆（Bingham）的發現成為世界上第一個斑巖銅礦床（張楊等，2011），其被描述為“在石英二長斑巖和花崗斑巖中的巨型銅礦”；1918 年，在W.H.艾孟斯主編的《經濟地質學原理》一書中最早使用“斑巖銅礦床”這個術語（金文強，2010）；1970年，Lowell and Guibert（1970）建立了第一個斑巖銅礦的地質模式（后人稱之為“大白菜”模式）；在20世紀70 年代后期，R.H.Sillitoe 等將斑巖銅礦與板塊構造聯系起來，提出的一系列觀點大大促進了斑巖銅礦地質勘查和理論研究，尤其是世界各地在斑巖地區不斷發現了大型、特大型礦床，斑巖銅礦逐漸成為世界各國銅礦資源的主要成礦類型（Lowell and Guibert，1970；Silltoe，1972）。矽卡巖的提出相對較早，起初是瑞典中部礦工用來稱呼與鐵礦石伴生的硅酸鹽巖石，后由焦聶邦（1875）正式提出，矽卡巖礦床成為獨立的礦床類型（趙一鳴，1990；趙一鳴等，1999；張守林，2001；鄒國富和堅潤堂，2012），現在對矽卡巖礦床的理論研究非常成熟。

秘魯從南到北有3 個主要的斑巖成礦帶：秘魯南部古近紀斑巖銅鉬成礦帶；秘魯北部斑巖銅金成礦帶和秘魯東南部“阿雅庫喬（Ayacucho）－阿普里馬克（Apurimac）－庫斯科（Cusco）”斑巖－矽卡巖銅鉬成礦帶?？傮w而言，所有的斑巖成礦帶均為納茲卡板塊向南美大陸俯沖的大地構造背景下形成的。但各斑巖銅金成礦帶成礦地質背景、有用金屬組成、成礦時代等各具特色（Barazangi and Isacks，1976；Noble et al.，1984；Chacdm，1995；Goldfarb and Phil?lips，1998；Carlotto，1998；Perelló et al.，2003，2004；Sempere et al.，2008；張楊等，2011；肖娟等，2020）。

Perello（2003）等學者將秘魯中南部阿雅庫喬（Ayacucho）－阿普里馬克（Apurimac）－庫斯科（Cus?co）始新世－漸新世斑巖－矽卡巖型銅多金屬礦帶進一步擴大成Andahuaylas－Yauri 成礦帶（Perelló et al.，2003，2004），該成礦帶已經探明和正在工作的有超過40 個的大型－超大型斑巖－矽卡巖型銅－鉬－（金）多金屬礦床，是最近秘魯最大發現和礦業開發最熱的斑巖－矽卡巖銅金多金屬成礦帶①②。

1 安達維拉斯－亞烏里成礦帶概述

安達維拉斯－亞烏里成礦帶是全球一個迅速崛起的斑巖銅礦帶。西起秘魯的阿亞庫喬，經阿普里馬克、庫斯科、普諾延伸到智利北部，到目前為止，該帶已經發現和厘定了13 個獨立的斑巖群（Perelló et al.，2003）。已經探明和正在工作的有超過40 個大型－超大型斑巖－矽卡巖型銅－鉬－（金）多金屬礦床（圖1）。

2 成礦帶成礦地質特征

圖1 安達維拉斯－亞烏里始新世－漸新世斑巖－矽卡巖銅－鉬－金－（銀）多金屬成礦帶重要礦床分布圖

安達維拉斯－亞烏里成礦帶位于秘魯南東部安第斯山脈腹地，該區為南美著名的亞馬遜河源頭區，河谷地帶海拔3000 m 左右，大部分斑巖礦床位于4000 m 以上的高山區。該成礦帶面積約2.5 萬km2，從北西安達維拉斯，往南東延伸至亞烏里。該成礦帶橫跨智利北－秘魯南正常俯沖邊緣與北部秘魯中至北部的平俯沖邊緣的過渡帶?；子善閹r所組成，從庫斯科西北約130 km（Carlotto，1998），往北延伸至Maraón 地塊。其上覆蓋有大于10000 m厚的古生代巖石，如寒武紀至早二疊世火山沉積的海相與陸相巖石。其成礦年齡值在28.7～41.9 Ma，大部分年齡值集中在32～36.9 Ma 之間（圖2）。斑巖礦床產出與始新世－早漸新世安達維拉斯－亞烏里巖基有關，巖性為酸性到中性的侵入巖。巖基包含2 個巖漿侵入階段的巖石，第一個階段的巖石是以閃長巖和堆晶成因的輝長巖為特點的鐵鎂質巖石，侵位年代是48～43 Ma。第二階段的巖石是依次侵入第一階段巖石的花崗閃長巖和石英二長閃長巖，侵入年代在42～30 Ma（Carlotto，1998），表明在中始新世和下漸新世之間有一次強烈的抬升運動。在同一時代，還發生了Anta 組的火山巖沉積（中始新世－下漸新世），沉積成分是超過1000 m 的安山質熔巖流和英安質火成碎屑巖流，內嵌火山碎屑成分的礫巖層（Carlotto，1998）。主要賦礦地層為中生代和早新生代的海相沉積巖，即中－上白堊統的阿爾必－土倫階的碳酸鹽巖石序列。

該成礦帶內有40 多個斑巖型銅礦化體系，19個體系被歸入5 個主要的簇內，還有超過12 個獨立的礦化中心（Perelló et al.，2003），以及上百個磁鐵礦點。含銅斑巖的巖株主要是鈣堿性侵入巖，成分為含有黑云母和閃石的花崗閃長巖。局部區域也有二長花崗巖，二長巖，石英二長巖和二長閃長巖成分的巖株。熱液蝕變包括絹云母－綠泥石化，石英－絹云母化和鉀化，還有連成一體的青磐巖化。局部有鈣－鉀化蝕變和高級泥化蝕變的現象，在石灰巖為主要圍巖的部位，有聚結在一起的帶有矽卡巖礦化的硅酸鈣巖石（Perelló et al.，2003）。

該成礦帶的斑巖銅礦床和遠景礦區內，斑巖銅金礦體系中有的富Au，貧Mo，如Cotabambas（Perelló et al.，2003，2004），有Au 和Mo 2 種元素都富有的礦床，如Tintaya 和los Chancas，有的則相對富Mo 而貧Au，如Lahuani。

斑巖銅礦體系中礦石的主要礦物是黃銅礦和斑銅礦，都是在鉀化蝕變的早期階段形成的。這個成礦帶中大部分斑巖體系中，因為黃鐵礦含量很少導致礦物的表層次生富集比較少見。含銅的斑巖巖株位于Yura群的碎屑巖層，以及安達維拉斯－亞烏里巖基某些階段的巖石中，在構造和巖性有利的區域，會有可觀的輝銅礦表層富集（Perelló et al.，2003）。

圖2 安達維拉斯－亞烏里斑巖－矽卡巖銅鉬成礦帶主要礦床分布及形成年代

安達維拉斯－亞烏里斑巖－矽卡巖成礦帶的賦礦地層從侏羅系Yura 群到新近系始新世－早漸新世San Jeronimo 群均有，其中礦床大量集中在上侏羅統Yura 群Soraya 組到白堊紀Mora 組和Ferrobamba 組的地層中，主要賦礦巖石有碳酸鹽巖、泥質巖、石英巖和砂巖，最新的為新近紀的安山巖（圖3）。

安達維拉斯－亞烏里巖基露頭為多種侵入巖構成的復式巖基，其中斑巖銅礦床的形成與安達維拉斯－亞烏里巖基的隆起以及Incaic 造山運動密切相關。巖基侵位發生在以下3 個階段（Perelló et al.，2003），早期階段的特點是鈣堿性堆晶巖（輝長巖，橄欖輝長巖，閃長巖），在溫度1000°C，202～303 kPa 環境下結晶在淺層巖漿房底部。中期階段為中性巖（二長閃長巖，石英閃長巖，石英二長巖和花崗閃長巖）為主的侵位。巖石顏色可以描述為淺灰色，呈中粒到粗粒似斑狀結構。巖基主要由該種巖石構成。晚期階段的花崗閃長巖一英安巖侵入次火山巖 形 成 圍 巖。Carlotto（1998）和Perelló et al.（2003）等通過K－Ar 同位素定年確定侵位過程發生于始新世至漸新世早期（48～32 Ma），其中早期堆晶巖年齡在48～43 Ma，晚期中性巖年齡在40～32 Ma。

3 伸展構造控礦作用

伸展構造起源于北美西部的科迪勒拉山脈，以北美內華達和加利福尼亞地區的盆嶺構造和拆離斷層著稱。同一構造體系下的南美西部的安第斯山脈，長期以來，多數地質理論和地質學者均以板塊俯沖作用下的擠壓作用和逆沖推覆構造占主導統治地位。對于斑巖型礦床，秘魯多數地質工程師和多數文獻也認為安第斯造山帶斑巖銅礦的形成與Nasca板塊向南美大陸俯沖，誘發中酸性巖體“被動侵位”而形成。作者認為是在造山期后應力松馳的伸展構造環境下，巖體的侵位是由基底上拱“主動侵位”而形成。由于巖漿的上拱作用，蓋層巖石必然由巖漿活動中心向周邊滑脫拆離，斑巖型礦床在伸展拆離構造體系下形成礦床。野外露頭和鉆探的一些證據有力地支持了伸展構造形成斑巖型－矽卡巖型礦床的理論推斷。近年來已經有地質學家認識到安第斯造山帶存在十分明顯的伸展構造。通過資料研究和現場考察，認為在安達維拉斯－亞烏里斑巖－矽卡巖成礦帶內，與成礦有關的斑巖體及位于白堊系碳酸鹽巖之上的火山－沉積巖系列是伸展構造環境的產物。

現場考察發現安達維拉斯－亞烏里始新世－漸新世斑巖－矽卡巖成礦帶具有明顯的伸展構造特征。在Corivale 礦區，礦區伸展構造主干構造大致為北西300°走向，與安第斯造山帶的構造線方向一致。從秘魯1∶100 萬地質圖上分析，Corivale 礦區處于一個巖漿型伸展構造的核雜巖中心，寬緩的北西向長垣狀、近于等軸狀的復式背斜核部地層由侏羅系Yura 群石英巖及砂巖組成，兩翼依次為白堊系碳酸鹽巖、古近系和新近系火山沉積地層和紅層地層組成。其核部為花崗閃長巖和石英二長閃長巖、花崗巖及花崗斑巖等組成“復式巖基構造”。沿核雜巖南部，發育一條北西向的左行走滑斷層，巖體和已知的地層對應標志層水平錯動約為6～7 km。小巖株和斑巖脈往往沿北西向斷層展布。巖體與圍巖接觸帶部分地段為典型的拆離斷層，形成明顯的數百米寬，幾十米厚的緩傾斜糜棱巖帶（圖4）。

圖4 Corivale 礦區碳酸鹽巖質糜棱巖（拆離斷層）宏觀特征（上）及遠眺（下）

在巖體的頂部，與拆離斷層帶一致的緩傾斜層狀節理十分發育，而且，巖體頂部受拆離斷層帶影響，形成明顯的層狀蝕變帶。其上發育碳酸鹽巖糜棱巖化，沿糜棱巖面理分布著條帶狀的細粒黃鐵礦、黃銅礦和閃鋅礦等金屬硫化物。這種類型的礦化在Corivale 礦區十分普遍。糜棱巖帶頂板往往發育微角礫巖帶，微角礫巖帶發育在礦化蝕變的糜棱巖與深黑色含碳質的石灰巖接觸界面附近。根據野外觀測，區內拆離斷層滑脫帶存在以下幾個滑動面。

不同期次的巖體之間以緩傾斜層節理和蝕變－未蝕變巖體的緩傾斜界面表現出來。

巖體與圍巖接觸帶，包括巖體與砂質巖石、巖體與碳酸鹽巖的接觸帶。

不同巖性之間的接觸界面，由于不同的巖性其力學干性不同，往往產生滑動拆離，如Antilla 銅礦拆離斷層產于砂質巖石與泥質巖石的接觸帶，Corivale 碎屑巖與碳酸鹽巖之間的界面往往形成微角礫巖帶。

不同化學活性巖石之間的接觸界面，如深色的碳質灰巖與淺色的亮晶灰巖之間的接觸界面往往發育糜棱巖帶，同時淺色的質地較純的碳酸鹽巖也是糜棱巖帶發育和礦體賦存的主要部位。

加拿大Banoro 資源公司在Antilla 礦的四條勘探線剖面顯示出該區伸展拆離斷層控礦的特征，礦體實際上為沿拆離斷層帶展布的緩傾斜板狀體，在拆離斷層帶發現90 多米厚的銅礦帶。多數鉆探工程是在下侏羅統Yura 組石英巖質糜棱巖之下拆離斷層帶施工的（圖5，6）。在Antilla 和Corivale 礦區的山頂平臺，往往發育有古近紀－新近紀的紅色盆地沉積，這些盆地為明顯的伸展構造形成的“箕狀地塹盆地”。

4 典型礦床案例

4.1 安蒂拉（Antilla）斑巖銅礦

Antilla 斑巖銅礦床是加拿大Panoro Minerals Ltd.在安達維拉斯－亞烏里成礦帶上所擁有的礦權之一。安蒂拉銅礦床位于秘魯南部阿普里馬克大區庫斯科南西140 km2處。礦區的中心位置UTM 坐標：8，414，000N 和718，500E，海拔3300～4100 m。

圖5 Antilla 斑巖銅礦A－B′地質剖面圖①

圖6 Antilla 礦床在拆離斷層帶（圖5）施工鉆探現場照片

Antilla 斑巖銅礦位于安達維拉斯－亞烏里巖基的南西邊界處，周邊分布有Los Chancas、Parchite、PenangAlta、Lahuani、Trapiche、Chama 斑巖－矽卡巖銅銀金多金屬礦床。Antilla 銅礦位于査爾萬卡巖漿型核雜巖的南東翼。包括Corivale、Tapairihua 和加拿大綠色資源公司的礦權區均位于該巖漿型核雜巖的周緣（圖7），均受伸展構造控制。該巖漿型核雜巖核部由一條十分明顯的左行北西走滑斷層從礦區南西通過，根據對應地層錯開測量，其水平斷距達7 km。

Antilla 斑巖銅礦主要成礦特征描述如下。

（1）地層

Antilla 斑巖的圍巖是Yura 群的Chuquibambilla組和Soraya 組的碎屑巖序列。

（2）巖漿巖

礦區內可分5 種類型的斑巖體，從老到新描述為：Chalhuany 斑巖體，和大部分深成礦化物質的來源有關，主要由英安斑巖和粗安斑巖組成→成礦間斑巖體→晚期斑巖體（英安質）→粗面斑巖體，后面兩期巖漿活動與礦化無關。

（3）構造

區內構造較復雜，控制了礦體的產出形態，包括兩個主要的斷裂系統，一組發育在礦區西部走向近北西向，另一組在礦區南部走向為東西向，兩組斷裂長度都超過10 km；區內還有一個近北西向的走滑斷層帶，傾角約80°；局部還見褶皺構造控制了英安斑巖的分布。另外Antilla 礦區的伸展構造發育，拆離斷層控礦的特征十分明顯。

（4）礦床地質特征

主要礦體為沿拆離斷層帶展布的緩傾斜板狀體，在拆離斷層帶發現90 多米厚的銅礦體。礦區內的礦化、蝕變與典型斑巖型礦床相似，主要的Cu、Mo 礦化來自裂隙中細脈浸染狀的黃銅礦、斑銅礦和輝鉬礦，并常伴有鉀化和絹云母化。深部礦化也常與圍巖性質、相關蝕變有關。地表常見銅藍、孔雀石以及顆粒狀黃鐵礦、黃銅礦。2013 年12 月，加拿大Tetra 技術公司通過Panoro 公司施工的9130 m 的鉆探結果（49 個鉆孔）和前人施工的5162 m 鉆孔（39個鉆孔），估算有1.459 億萬t 礦石量，其中有0.40%銅和0.009%鉬②。

4.2 伽里瓦里（Corivale）斑巖－矽卡巖銅鉬礦床

伽里瓦里（Corivale）斑巖－矽卡巖銅鉬礦是莊勝礦業集團在安達維拉斯－亞烏里成礦帶上的礦權，其北部緊鄰Antilla 斑巖銅礦、南部與加拿大綠色資源公司的斑巖銅礦毗鄰，周邊還有Lahuani、Trapiche等斑巖型礦床。Corivale 礦位于秘魯中南部的阿普瑞馬克（Apurimac）省境內，在該省首府阿巴凱（Abancay）市的南方向約90 km。礦區中心大地坐標是南緯14°22′56″，西經73°02′30″。

圖7 Corivale－Antilla 斑巖銅礦周邊變質核雜巖構造地質圖①②

伽里瓦里（Corivale）斑巖－矽卡巖銅鉬礦主要成礦特征描述如下。

（1）地層

區域古生界地層缺失，而中生界、新生界地層出露較廣。區內出露最老地層為中生界侏羅系上侏羅統至白堊系下白堊統Yura 群，主要分為3 個組，由下而上分別為Piste 組、Chuquibambilla 組和Soraya組。

（2）構造

礦區內構造主要受安第斯山的造山運動影響，其構造總體走向與安第斯造山帶北西走向的構造線一致。礦區內斷裂主要為北西向，其次為近東西向和近南北向斷裂，組成完整的斷裂構造系統。這些斷裂有的為控礦斷裂，有的為賦礦斷裂，同時為火山活動及熱液的上侵提供有利通道。

（3）巖漿巖

礦區內巖漿活動強烈，巖漿巖主要侵入期為古近紀，巖體分布面積較大，具有復式巖體的特征，巖性主要為花崗閃長巖類，礦區分布在這些巖體周邊。根據野外實地勘查，有花崗閃長巖、黑云母花崗巖、花崗斑巖三期明顯的巖漿侵位作用。其次，還發現有閃長玢巖脈、安山巖和安山質熔巖。

（4）礦床地質特征

礦區內礦床（化）主要與古近紀漸新世－始新世花崗巖類侵位活動有關，同時與區內伸展構造及后期逆沖擠壓構造關系密切，礦區內發現的礦床（點）主要有5 種類型：產于巖體與圍巖接觸帶，與矽卡巖有關的銅－多金屬礦床。

產于拆離斷層帶，與伸展構造有關的層狀－似層狀銅－鉛鋅礦床；與后期擠壓作用有關的脈狀銅－鉛（銀）－鋅－錳礦床；產于斷裂帶中的脈狀淺成低溫熱液金礦床。產于花崗閃長巖體中的斑巖型礦床。

產于巖體接觸帶與矽卡巖有關的銅－多金屬礦床（化）和產于花崗閃長巖體中的斑巖型礦床是主要的銅鉬礦床類型。一些部位存在明顯的多種礦化疊加富集作用，具有“多因復成”的特征。

5 結論

（1）秘魯安達維拉斯（Andahuaylas）－亞烏里（Yauri）始新世－漸新世斑巖－矽卡巖型銅多金屬礦帶為秘魯近年來新發現并引起重視的一個新的找礦潛力巨大的成礦帶。在該成礦區內包含有斑巖型銅銀礦床、富磁鐵的矽卡巖型銅鐵礦床以及斑巖－矽卡巖型的銅多金屬礦床，已經確定的斑巖型礦化系統有31 個，包括可分為5 組的19 個礦化系統和另外12 個單獨的礦化中心。

（2）納斯卡板塊向南美洲板塊俯沖交匯處，俯沖過程始于早侏羅世，經過長期劇烈的板塊運動及火山巖漿活動，為礦區提供豐富的成礦物質和良好成礦構造環境。安達維拉斯（Andahuaylas）－亞烏里（Yauri）成礦帶總體上為板塊俯沖環境，但成礦期存在“伸展環境”。

（3）上侏羅統－下白堊統的Yura 群地層為成礦有利地段，其巖性由下部還原環境下沉積的含炭及有機質的黑色碳酸鹽巖逐步過渡到碎屑巖系的砂頁巖和濱海相的砂巖?；瘜W性質活潑且脆性較大的碳酸鹽類巖石與酸－中性的淺成巖漿巖接觸，易發生交代作用而形成品位較富的矽卡巖型礦床。另外上部發育較致密以及有孔隙度相對較低的石英砂巖、凝灰質砂巖和流紋凝灰巖也能起到遮擋作用。

（4）北西－東南走向的區域深大斷裂構造系統控制了安達維拉斯（Andahuaylas）－亞烏里（Yauri）巖基和區域礦床的分布。區域內各礦床都受該斷裂構造影響，其大部分礦床出現在與次級斷裂交匯地帶，次級構造也是含礦熱液的運移通道和容礦空間。礦區伸展構造發育，主要表現為沿花崗巖侵入帶分布有較寬的糜棱巖矽卡巖化礦化蝕變帶，因此本區有良好的成礦構造環境，拆離斷層帶是最重要的控礦構造。

（5）安達維拉斯（Andahuaylas）－亞烏里（Yau?ri）成礦帶銅礦化在空間和時間上都和中始新世至早漸新世（8～32 Ma）的“主動侵位”的鈣堿性安達維拉斯（Andahuaylas）－亞烏里（Yauri）巖基有關，其提供了豐富的成礦物質、礦化劑和成礦動力。區域酸性到中性的侵入巖和中、上白堊統的阿爾必－土倫階的碳酸鹽巖石序列接觸，導致了銅礦化，并生成了銅－鋅矽卡巖體；基性最強的侵入巖和中上阿爾必－土倫階的碳酸鹽巖石序列接觸，生成了塊狀的鐵－銅－金礦化體；侵入巖內部，則含有細脈狀的、主要礦物為金－銅的斑巖型礦化。

（6）成礦帶礦床類型從斑巖體到圍巖存在“斑巖－矽卡巖－巖漿熱液三位一體的銅多金屬礦化”，礦化類型按產出位置分為5 類：①產于斑巖體內部斑巖銅鉬礦；②產于巖體接觸帶，與矽卡巖有關的銅－多金屬礦床；③產于拆離斷層帶，與伸展構造有關的層狀－似層狀銅－鉛鋅礦床；④與后期擠壓作用有關的脈狀銅－鉛（銀）－鋅－猛礦床；⑤產于斷裂帶中的脈狀淺成低溫熱液金礦床。

注釋

①Panoro Minerals Ltd.2007.Independent Technical Report on the Mineral Exploration Properties of Cordillera de las Minas S.A.An?dahuaylas－Yauri Belt，Cuzco Region，Peru ［R］.

② Panoro Minerals Ltd.2009.Antilla Copper Project Apurimac，Peru Restated，Ammended NI 43－101 Technical Report［R］.