安第斯成礦帶斑巖銅礦成礦規(guī)律綜述

萬(wàn) 飛，暴永泉，付寶山

1.吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所，吉林 長(zhǎng)春130012； 2.吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所，吉林 通化134001；3.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春130011

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安第斯成礦帶斑巖銅礦成礦規(guī)律綜述

萬(wàn) 飛1，暴永泉2，付寶山3

1.吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所，吉林 長(zhǎng)春130012； 2.吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所，吉林 通化134001；3.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春130011

本文重點(diǎn)論述了安第斯成礦帶地質(zhì)構(gòu)造背景、礦床特征及成礦規(guī)律，提出了安第斯成礦帶受板塊俯沖致深成巖漿強(qiáng)烈侵位和近南北的逆沖斷層控制礦床的雙重構(gòu)造因素的控制（大多數(shù)大型、超大型斑巖銅礦產(chǎn)于該斷裂帶）及安第斯成礦帶斑巖銅礦南北分區(qū)，東西分帶的礦床分布規(guī)律。

超大型斑巖銅礦床；成礦規(guī)律；成礦區(qū)；成礦帶

0 引言

全球斑巖銅礦主要分布在3 大成礦帶上： 環(huán)太平洋成礦帶 ， 特提斯喜馬拉雅成礦帶和古亞洲成礦帶 （中亞成礦帶）。環(huán)太平洋成礦帶又分東帶和西帶 ， 東帶主要分布在太平洋東岸的科迪勒拉成礦帶和安第斯成礦帶。

安第斯成礦帶最突出的是斑巖銅礦銅礦，為世界最大的斑巖型銅礦床重要組成部分。據(jù)統(tǒng)計(jì)［1］，全球超大型斑巖銅礦床共計(jì)34個(gè)，安第斯成礦帶有13個(gè)，占總數(shù)量的38.24%?？們?chǔ)量為45 025萬(wàn)噸，安第斯成礦帶為25 422萬(wàn)噸，占總儲(chǔ)量的56.46%。

故此，對(duì)安第斯巨型成礦帶重要礦床地質(zhì)背景、成礦作用和找礦潛力研究，對(duì)中國(guó)實(shí)施礦產(chǎn)資源"走出去"的開(kāi)放戰(zhàn)略有著極其重要的意義。

1 成礦地質(zhì)構(gòu)造背景

南美洲大陸主要由三個(gè)大地構(gòu)造單元組成： 安第斯褶皺帶、巴西地臺(tái)和巴塔哥尼亞地臺(tái)。安第斯褶皺帶是一條復(fù)雜的中生代—古近紀(jì)的山鏈，大體呈南北向延展。其基底由上前寒武系—古生界地層組成。中生代時(shí)隨著大西洋的逐漸擴(kuò)張，南美大陸向西漂移，而轉(zhuǎn)化成活動(dòng)大陸邊緣，中生代以火山巖和火山碎屑巖為主。新生代安第斯構(gòu)造帶急劇上升，為斷裂和強(qiáng)烈火山活動(dòng)時(shí)期，其間發(fā)育了山間盆地和大陸邊緣盆地。始新世—早漸新世時(shí)構(gòu)造活動(dòng)達(dá)到頂峰。晚中新世—晚上新世以后盆地消失，安第斯山鏈開(kāi)始具有現(xiàn)代地貌的雛形；巴西地臺(tái)由圭亞那地盾、中巴西地盾、巴西濱海地盾（又稱大西洋地盾、圣弗朗西斯科地盾）以及一些地塊、褶皺帶和盆地組成；巴塔哥尼亞地臺(tái)由巴塔哥尼亞地塊和德塞阿多地塊組成，地臺(tái)邊緣被一系列顯生宙的山鏈所包圍，北邊是巴西地臺(tái)，西、西北和西南是安第斯山鏈，南面為麥哲倫山系。

安第斯褶皺帶是太平洋東側(cè)的一個(gè)大洋板塊——納茲卡板塊，它以8.4 cm/a的速度由南西向北東俯沖到南美板塊之下形成的，從西向東形成了典型的溝（秘魯—智利海溝）-弧（山脈）-弧后系（前陸盆地）系統(tǒng)。

安第斯褶皺帶靠近秘魯—智利海溝形成的礦床年齡為白堊紀(jì)（100 Ma），向東依次為古新世（60～50 Ma）、晚始新世—漸新世（40～30 Ma）、漸新世—中中新世（20～10 Ma），再到晚中新世—上新世。這種情況表明，成礦作用是隨著納茲卡板塊持續(xù)地向大陸俯沖，鈣堿系列巖漿和熱液不斷產(chǎn)生，銅、鉬、鉛、鋅等成礦元素在不同的時(shí)間被不斷地被萃取和集中沉淀而依次地形成礦藏，并逐步形成了安第斯成礦帶。

安第斯成礦帶受雙重構(gòu)造因素的控制，一方面由于納斯卡板塊向南美板塊俯沖的影響，導(dǎo)致沿畢尼奧夫帶深部軟流圈上涌導(dǎo)致巖石圈碎裂，深成巖漿強(qiáng)烈侵位；另一方面由于納斯卡板塊北北東向作用于南美板塊，在智利、秘魯、阿根廷、玻利維亞一帶形成了近南北向安第斯沖斷褶皺造山帶（大多數(shù)大型、超大型斑巖銅礦產(chǎn)于該斷裂帶）。見(jiàn)圖 1。

圖 1 構(gòu)造地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 Geological structure minerals map

2 安第斯成礦帶礦床特征

2.1 典型礦床

通過(guò)對(duì)安第斯成礦帶38個(gè)礦床成礦特點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，成礦元素被活化、集中并形成大型、超大型礦床的礦石堆積可能要2～ 5 Ma時(shí)間，這可能表明大型、超大型礦物堆積不僅僅是要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間而且要經(jīng)過(guò)多階段的萃取和堆積的。例如智利丘基卡馬塔銅礦成礦年齡為34～31 Ma，規(guī)模達(dá)到了6 935萬(wàn)噸。

2.2 南北分區(qū)

由于納斯卡大洋板塊沿著近南北向秘魯—智利海溝的不同地段，潛沒(méi)于南美洲板塊之下的角度、應(yīng)力強(qiáng)度和速度等有很大的差異，因此造成了該帶構(gòu)造特征（強(qiáng)度）、巖漿活動(dòng)以及礦產(chǎn)分布具有南北分區(qū)的特點(diǎn)。

北區(qū)（10°N～3°S）：板塊俯沖角度較小，哥倫比亞和厄瓜多爾境內(nèi)，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，形成北部成礦區(qū)，以銅、金為主。典型礦床有潘塔諾斯銅礦、米拉多銅礦等礦床。

中區(qū)（3°S～16°S）：主要是集中在秘魯境內(nèi)，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，形成中部成礦區(qū)，以銅、金、銀為主，是安第斯成礦帶重要組成部分。典型礦床有塞羅貝爾德銅礦、夸 霍內(nèi)銅礦、安塔帕凱銅金礦床、特羅莫克銅礦、彼里納金礦、阿爾多契卡馬金礦、亞納科查金銀礦等礦床。

南區(qū)（16°S～35°S）：主要是在智利、玻利維亞和阿根廷境內(nèi)，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，形成南部成礦區(qū)，以銅、金、銀、鉛、鋅為主，是安第斯成礦帶重要組成部分。典型礦床有阿根廷的拉阿倫布雷拉銅金礦、米納比利給達(dá)斯銀錫鋅、貝拉德羅金礦等，智利的丘基卡瑪塔銅礦、厄爾特尼恩特銅礦、埃斯康迪達(dá)銅礦等，玻利維亞的圣克里斯托巴爾銀鋅鉛礦、波多西銀礦等。

2.3 東西分帶

由于納斯卡板塊向北東方向俯沖于南美板塊之下，從西向東，巖漿巖形成時(shí)代越來(lái)越新，成礦時(shí)代亦越來(lái)越新，成礦時(shí)代晚于巖漿巖時(shí)代。同一成礦期的礦床呈線性平行于俯沖帶分布，礦床的形成與巖漿弧的遷移方向一致。從190～6 Ma，礦化分帶依次為Fe、Cu（內(nèi)帶）- Cu 、Mo（中帶）-Au、Ag（外帶）- Ag、Au、Cu（最外帶）。

內(nèi)帶：距離現(xiàn)代智利海槽100～160 km，產(chǎn)有一系列淺成熱液脈狀礦床（Cu、Pb、Zn、As），成礦年齡150～110 Ma；斑巖型-矽卡巖型Fe、Cu（Au）和交代網(wǎng)脈狀礦床Au、Cu（Fe），成礦年齡130～110 Ma；脈狀礦床Cu（Fe 、Au），成礦年齡190～150 Ma。例如智利的Candelaria Copper Mine（銅礦）產(chǎn)于該帶中。

中帶：距離現(xiàn)代智利海槽200～250 km，與智利西部走滑斷裂帶相重疊。產(chǎn)有一系列大型超大型斑巖銅（鉬）礦床，成礦年齡59～31 Ma。也是納斯卡板塊俯沖加速的時(shí)期，世界上最大的斑巖銅礦都產(chǎn)于這個(gè)時(shí)期，例如Mina Chuquicamata產(chǎn)于該帶中。

Mina Chuquicamata銅礦銅儲(chǔ)量6 935萬(wàn)噸，銅品位0.56%，成礦年齡32 Ma；El Tenierte銅儲(chǔ)量6 776萬(wàn)噸，銅品位0.68%，成礦時(shí)代為（新近系）晚第三紀(jì)；La escondida銅儲(chǔ)量2 880萬(wàn)噸，銅品位1.60%，成礦年齡34 Ma。

外帶：距離現(xiàn)代智利海槽250～285 km，產(chǎn)有一系列斑巖型Au、Ag和淺成熱液脈狀A(yù)u、Ag礦床，成礦年齡25～5 Ma。

最外帶：距離現(xiàn)代智利海槽400～500 km，產(chǎn)有一系列斑巖型Au、Ag和淺成熱液脈狀A(yù)u、Ag礦床，成礦年齡10 Ma。例如阿根廷的Mina Alumbrera產(chǎn)于距離智利海溝520 km。

2.4 含礦巖體

根據(jù)收集到的地質(zhì)資料分析，自中生代以來(lái)到新生代，安第斯成礦帶的巖漿巖類型為鈣堿系列，其火山巖為安山巖。其侵入巖為小型（多小于1 km2）淺成中性及中酸性復(fù)式巖體，巖石類型多為花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖、石英閃長(zhǎng)巖、英安斑巖，可見(jiàn)閃長(zhǎng)巖、石英斑巖、花崗斑巖。巖體呈巖株?duì)?、巖筒狀，可見(jiàn)巖墻狀、脈狀等。通常侵位于地殼淺部1～2 km處（海拔高度一般為2 000～4 000 m），與同期的火山巖密切共生，并常見(jiàn)熱液爆破角礫巖。

例如智利Chuquicamata斑巖銅礦的斑巖體為斑巖雜巖構(gòu)成，而不是單一的斑巖體；阿根廷Bajo de la Alumbrera斑巖銅礦與礦化有關(guān)的侵入巖體由一系列英安斑巖組成；智利E1 Teniente斑巖銅鉬礦床與英安斑巖巖墻和英安巖巖筒以及侵入的鎂鐵質(zhì)中性巖床、巖株雜巖關(guān)系密切。根據(jù)斑巖銅礦的斑巖體研究表明，高鉀鈣堿性巖漿最有利于大型、超大型斑巖銅礦床的形成。

因此可見(jiàn)安第斯成礦帶的斑巖銅礦的形成，是與俯沖與大陸板塊之下的大洋板塊本身富銅、富金以及大洋板塊沉積物富水和富含其他揮發(fā)組分有著密切關(guān)系。當(dāng)大洋板塊俯沖到大陸板塊之下一定深度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模的部分熔融，形成安第斯成礦帶的火山-侵入相巖漿帶。在巖漿帶遷移過(guò)程中淺成—超淺成斑巖體是火山-深成建造的一部分。

2.5 礦床地質(zhì)

根據(jù)收集整理南美地區(qū)斑巖銅礦資料，總結(jié)其礦床地質(zhì)特征如下：

2.5.1 礦體特征（賦存部位）

礦化斑巖體通常侵位于地殼淺部1～2 km處，與同期的火山巖密切共生，并常見(jiàn)熱液爆破角礫巖。礦體產(chǎn)于斑巖侵入體中及其內(nèi)外接觸帶圍巖中。一般發(fā)育在上部、邊部或發(fā)生在緊靠侵入體的外接觸帶圍巖——火山巖、侵入巖和變質(zhì)巖等巖石中。

2.5.2 礦物特征

金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦及金銀礦物等。脈石礦物為石英、長(zhǎng)石、重晶石、絹云母及粘土礦物等。

2.5.3 礦化分帶

從中心向上向外礦化從鉬（銅）礦化→銅（鉬）礦化→鉛鋅礦化→金礦化。

2.5.4 圍巖蝕變

從巖體中心向外、向上：

⑴核心帶（核部）：石英、絹云母、綠泥石、鉀長(zhǎng)石，磁鐵礦、黃鐵礦+黃銅礦。

⑵鉀化帶：石英、鉀長(zhǎng)石、黑云母、絹云母、硬石膏低品位核礦帶（銅、鉬）。

⑶似千枚巖化帶（石英-絹云母化帶）：石英和絹云母.黃鐵礦帶；似千枚巖化帶幾乎在所有斑巖型銅礦中均廣泛發(fā)育，其強(qiáng)度、范圍和礦化的規(guī)模有直接關(guān)系。

⑷泥質(zhì)蝕變帶：高嶺石、蒙脫石、石英。

⑸青磐巖化帶：綠泥石、綠簾石、方解石.黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、金、銀。

實(shí)際上不是所有的礦床都具有這樣清晰的分帶，往往只有其中的一部分，并且有的蝕變帶是疊加的，例如：黃鐵絹英巖化蝕變帶就可以疊加在鉀蝕變和銅礦化區(qū)域之上及外圍。

2.6 成礦時(shí)代

南美的斑巖型礦床主要是形成于新生代的古新世—始新世、始新世—漸新世、中新世中期—上新世3個(gè)時(shí)期，主要集中分布在古新世（60 Ma）—始新世（30 Ma）、中新世中期（15 Ma）—上新世（4 Ma）期間，且成礦時(shí)代從秘魯—智利海溝向東安第斯山脈方向逐漸由老到新。

［1］ 夏 斌，陳根文，王 核.全球超大型斑巖銅礦床形成的構(gòu)造背景分析［J］.中國(guó)科學(xué)（D輯）， 2002.12（32）增刊： 87-95.

Metallogenic regularities of porphyry copper in the Andes metallogenic belt

WAN Fei1， BAO Yong-quan2， FU Bao-shan3
1. Institute of Geological Sciences of Jilin Province， Changchun 130012， Jilin， China； 2.The Fourth Geological Survey of Jilin Province， Tonghua 134001， Jilin， China；3.Regional Geological and Mineral Resources Survey of Jilin Province， Changchun 130011， Jilin， China

This paper mainly discusses geological structure background， features and metallogenic regularity of ore deposit in the Andes metallogenic belt. Put forward the formation of ore deposit is controlled by the dual structure factors：First， Andean metallogenic belt is strongly affected by the plate subduction leads to strong invasion of plutonic magma；Secondly， nearly north-south thrust fault. Most of the large and ultra-large porphyry copper deposits are found in this fault zone. And put forward the distribution law of ore deposit that the porphyry copper in the Andes metallogenic belt is regionalized from south to north and zoning from east to west.

Ultra-large porphyry copper deposits； metallogenic regularity； metallogenic partition； metallogenic zone

P618.41

A

1001—2427（2015）03 - 45 -4

2014-12-05；

2015-09-22

萬(wàn) 飛（1981—），男，吉林長(zhǎng)春人，吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所工程師.