秘魯BAYA銅礦地質(zhì)特征及成因淺析

李子鵬， 王 歡， 胡中岳

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院,湖北 武漢 430034)

秘魯位于太平洋東岸,南美洲西側(cè),處于太平洋板塊與南美板塊的交匯處,區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,中酸性侵入巖發(fā)育,成礦地質(zhì)條件十分優(yōu)越,是環(huán)太平洋成礦域的重要組成部分。BAYA銅礦區(qū)位于秘魯中部北西向構(gòu)造帶和近東西向構(gòu)造帶的交匯部位,巖漿巖發(fā)育,礦化蝕變強(qiáng)烈。通過對BAYA銅礦區(qū)地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)特征的綜合分析,認(rèn)為銅礦化與震裂角礫巖帶影響范圍內(nèi)隱爆(爆破)角礫巖筒、網(wǎng)脈帶、中酸性小巖體關(guān)系密切,是尋找隱伏斑巖體的有利地段。

1 地質(zhì)背景

BAYA礦區(qū)處于西安第斯北西向構(gòu)造—巖漿帶西側(cè)與S 14°緯向構(gòu)造帶交匯地帶(圖1),還處于納斯卡洋脊俯沖帶的影響范圍內(nèi)[1]。成礦位置位于秘魯南部晚白堊世斑巖型銅—鉬礦成礦帶的北部地段。

從區(qū)域構(gòu)造上看,規(guī)模巨大的北西向構(gòu)造—巖漿帶與S14°緯向構(gòu)造帶在礦區(qū)一帶交匯,形成了大量分支構(gòu)造,為成礦提供了有利的通道與空間。從巖漿活動(dòng)上看,本地區(qū)位于太平洋板塊向南美板塊俯沖的安第斯山陸緣造山帶火山弧的外側(cè),具有十分復(fù)雜的噴出—侵入歷史,尤以中—新生代安第斯旋回最為強(qiáng)烈,發(fā)育了北西向大規(guī)模的構(gòu)造—巖漿巖帶,是形成該地區(qū)Cu、Fe、Au多金屬成礦帶的關(guān)鍵因素。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

圖1 秘魯大地構(gòu)造及地貌分區(qū)圖
Fig.1 Geotectonic and geomorphic division map of Peru

1.地貌—構(gòu)造單元界線及編號；2.次一級單元界線及編號；3.構(gòu)造—巖漿帶；4.緯向構(gòu)造；5.BAYA銅礦；Ⅰ.海岸山脈帶；Ⅱ.西安第斯帶；Ⅲ.山間高原帶；Ⅳ.東安第斯帶；Ⅴ.亞安第斯帶；Ⅵ.亞馬遜平原。

2.1.1地層

僅在溝谷地帶零星分布第四紀(jì)沉積,主要為一套陸相碎屑沉積物：沖積層、洪積層、殘積層等(圖2)。

2.1.2構(gòu)造

區(qū)內(nèi)皺褶構(gòu)造不發(fā)育,構(gòu)造主要表現(xiàn)為NW向和NE向兩組斷裂帶,由一系列的破碎蝕變帶、密集節(jié)理帶、劈理帶等組成。

圖2BAYA銅礦區(qū)地質(zhì)簡圖
Fig.2 Geological map of BAYA copper mining area

1.全新統(tǒng)洪沖積；2.晚白堊世—古新世鉀長花崗巖；3.晚白堊世Tiabaya超單元；4.晚白堊世Incahuasi超單元；5.震裂角礫巖帶；6.絹云母化帶；7.隱爆角礫巖；8.石英化網(wǎng)脈帶；9.閃長玢巖脈；10.閃長巖脈；11.輝長巖脈；12.石英閃長巖脈；13.細(xì)晶巖脈；14.實(shí)測界線；15.斷層；16.線性構(gòu)造；17.環(huán)形構(gòu)造；18.銅礦化體及編號。

(1) NW向斷裂(組)。受區(qū)域性安第斯構(gòu)造—巖漿帶的影響,該組斷裂在礦區(qū)內(nèi)十分發(fā)育,主要分布在礦區(qū)中西部。該組斷裂是區(qū)內(nèi)主要的控巖控礦構(gòu)造,與礦化有關(guān)的震裂角礫巖帶、絹云母化帶主要呈NW向展布。該組斷裂帶總體傾向北東,傾向一般22°～62°,傾角一般50°～60°,屬成礦前斷裂。

(2) NE向斷裂(組)。是區(qū)域性S 14°緯向構(gòu)造帶在本區(qū)的派生斷裂,該組斷裂雖不及NW向斷裂發(fā)育,但也有一定規(guī)模,主要分布于礦區(qū)東北部,總體傾向北西,傾向一般330°～345°,傾角一般60°～75°。

同時(shí)通過遙感影像解譯,在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)多個(gè)環(huán)形構(gòu)造,主要分布于礦區(qū)中部偏南以及西部一帶,與西北部震裂角礫巖帶對應(yīng)較好,受NW向斷裂控制,整體呈北西向展布,推斷為隱伏淺成中—酸性侵入巖、尤其是斑巖雜巖體的活動(dòng)地帶與分布區(qū)域。

2.1.3巖漿巖

巖漿巖在礦區(qū)廣泛分布,巖性主要為中—酸性侵入雜巖,時(shí)代為晚白堊世,為秘魯海岸巖基帶(Batolito de la Costa)的組成部分,具有多期次多類型特征。據(jù)INGEMMET(秘魯能源礦業(yè)部地質(zhì)礦業(yè)冶金研究院)2003年1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果并結(jié)合礦區(qū)實(shí)際,本區(qū)侵入巖至少可劃分為四個(gè)期次,第一期為晚白堊世Incahuasi超單元英云閃長巖、花崗閃長巖、黑云母花崗閃長巖,其同位素年齡為(78±1)～(83±1) Ma,主要分布于礦區(qū)東部；第二期為晚白堊世Tiabaya超單元由石英閃長(玢)巖、花崗閃長巖、閃長巖組成的雜巖體,其同位素年齡為76～83 Ma,是礦區(qū)的主要侵入巖體。第三期為晚白堊世細(xì)粒鉀長花崗巖,呈小巖體或巖株?duì)盍阈欠植加诘V區(qū)西北部。同時(shí)礦區(qū)內(nèi)大量發(fā)育中基性—中酸性巖脈群,主要分布于震裂角礫巖內(nèi)及其附近,巖性主要有閃長玢巖、閃長巖、輝長巖、細(xì)晶巖、石英閃長玢巖等,巖脈受構(gòu)造控制明顯,西南部巖脈總體沿北東向展布,西北部沿北西向展布,而東部則沿近南北向和北北東向展布。

在多期次巖漿侵入作用下,在礦區(qū)中形成了大規(guī)模震裂角礫巖帶、隱爆角礫巖筒、石英化網(wǎng)脈帶、絹云母化網(wǎng)脈帶等,上述巖石為本區(qū)主要賦礦巖石。

(1) 震裂角礫巖：分布于礦區(qū)的西北部和東北部(圖2),其原巖為Tiabaya超單元侵入雜巖,巖石保留原巖的結(jié)構(gòu)構(gòu)造,礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦化體多分布于震裂角礫巖帶內(nèi)。西北部震裂角礫巖,出露面積約4.89 km2,總體呈北西向展布,巖石明顯受到脆性動(dòng)力變質(zhì)作用,主要礦物碎裂,石英多呈他形齒狀分布,具波狀消光(圖3)。巖石內(nèi)網(wǎng)脈狀構(gòu)造以及節(jié)理裂隙構(gòu)造均較為發(fā)育(圖4),在地表表現(xiàn)為角礫間裂隙被含有褐鐵礦等鐵氧化物的長英質(zhì)細(xì)脈充填,具有較強(qiáng)烈的硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化以及(硅)孔雀石化等蝕變。東北部震裂角礫巖,出露面積約0.27 km2,總體沿北東向展布,呈透鏡狀,特征與西北部震裂角礫巖相似,帶內(nèi)北東向巖脈、節(jié)理裂隙非常發(fā)育,伴有強(qiáng)烈的硅化、綠泥石化、綠簾石化以及褐鐵礦化、孔雀石化等蝕變。

圖4 震裂角礫巖巖石破碎特征
Fig.4 Rock fragmentation characteristics of the seismic breccia

(2) 隱爆角礫巖：位于礦區(qū)中部偏西南一帶,與西北部震裂角礫巖疊加,出露面積約0.12 km2。平面上呈不規(guī)則圓狀—橢圓狀,長軸與北西向主構(gòu)造方向一致,深部形態(tài)未知,但從地表的出露部分來看,呈陡傾的筒狀(圖5)。隱爆角礫巖的角礫主要來自圍巖Tiabaya超單元的花崗閃長巖、石英閃長(玢)巖等,角礫大小1～50 cm不等,棱角—次棱角狀,膠結(jié)物為長英質(zhì)的脈狀物質(zhì)。根據(jù)鏡下鑒定結(jié)果,巖石成巖過程是：原巖是花崗閃長巖,受到較強(qiáng)的脆性動(dòng)力變質(zhì)作用而碎裂成大小不等的碎塊,在變質(zhì)作用下,重結(jié)晶作用明顯,被粉化的長英礦物重結(jié)晶成他形齒狀彼此嵌接,后又受到角閃—黑云母化,可見角閃石、黑云母呈帶狀、集合體狀分布于巖石中(圖6)。隱爆角礫巖具強(qiáng)烈的鉀化、硅化、綠泥石化、綠簾石化以及石英—電氣石化、孔雀石化蝕變。

圖6 鏡下正交偏光(花崗結(jié)構(gòu),碎裂結(jié)構(gòu))
Fig.6 Orthogonal polarizatio(granitoid texture，cataclastic texture)

(3) 石英化網(wǎng)脈帶：主要分布于礦區(qū)北西部,一般出現(xiàn)在西北部震裂角礫巖帶的中部地勢較低的溝谷及其兩側(cè)附近,與隱爆角礫巖關(guān)系密切。巖石具密集網(wǎng)脈狀石英化(圖7),網(wǎng)脈多具共軛性質(zhì),間距一般數(shù)厘米—數(shù)十厘米。除了石英充填外,還有褐鐵礦、絹云母充填其中。網(wǎng)脈帶是巖漿侵入隆升作用下的產(chǎn)物,在斑巖型礦床的找礦勘查中具有找礦標(biāo)志作用,一般被認(rèn)為屬含礦斑巖體的近端。

(4) 絹云母化網(wǎng)脈帶：主要分布于礦區(qū)北西部—中部,北段與西北部震裂角礫巖帶平行展布,中部轉(zhuǎn)向南東東方向延伸,并與中東部一帶近南北向的絹云母化網(wǎng)脈帶相連,由北西至南東延伸超過4 km,出露總面積約0.8 km2。巖石具強(qiáng)烈的絹云母化和密集網(wǎng)脈狀石英化(圖8)。該絹云母化網(wǎng)脈帶可能系石英化網(wǎng)脈帶進(jìn)一步強(qiáng)烈絹云母化作用后的產(chǎn)物。

2.1.4 地球物理特征

通過系統(tǒng)的1∶5 000激發(fā)激化剖面測量,在平面上發(fā)現(xiàn)4處低阻異常和5處高充電率異常,異常主要分布在角礫巖、絹云母化、環(huán)形、線性構(gòu)造密集區(qū)及巖脈交匯處。

圖8 絹云母化網(wǎng)脈帶特征
Fig.8 Characteristics of sericitization stockwork

以充電率異常J1為例,該異常為一高充電率異常(圖9),充電率M2最大值>40 mV/V,以M2=8.2 mV/V等值線圈定的局部異常,面積約1.71 km2,向西南未封閉,對應(yīng)的電阻率為216～555 Ω·m,為中低阻異常。異常區(qū)主要出露Tiabaya單元花崗閃長巖、石英閃長巖及與上述巖石同成分的震裂角礫巖,巖石內(nèi)網(wǎng)脈狀構(gòu)造以及節(jié)理裂隙構(gòu)造發(fā)育,多被長英質(zhì)細(xì)脈充填,伴有強(qiáng)烈的硅化、褐鐵礦化及(硅)孔雀石化,已發(fā)現(xiàn)CuⅡ號及CuⅢ號銅礦化體南段,且兩礦化體向南存在延長的趨勢。北西向和北東向中基性巖脈在異常中心部分交匯,同時(shí)還位于一個(gè)環(huán)形構(gòu)造的中心部位。

對異常進(jìn)行解析,激電測深剖面顯示(圖10),近地表見多個(gè)不規(guī)則狀低阻異常區(qū),以及多個(gè)高充電率異常區(qū),局部低阻異常與高充電率異常對應(yīng)性較好,且充電率異常向深部延伸,推測存在隱伏礦體,尤其是隱伏的斑巖礦體。

結(jié)合地表礦化蝕變體的分布特征,表明區(qū)內(nèi)礦化體主要分布于低阻中高充電率異常區(qū)和中—低充電率過渡區(qū),即礦化地段一般偏離異常高值區(qū)域,反映了礦床的低硫特征,并推測與硫化物風(fēng)化流失作用有關(guān)。

2.1.5地球化學(xué)特征

對礦區(qū)開展1∶1萬土壤地球化學(xué)測量,圈定主成礦元素銅異常20處,高背景區(qū)主要分布在震裂角礫巖帶和絹云母化帶內(nèi),受構(gòu)造控制明顯,總體呈北西—北北西向展布。

圖9HS4綜合異常剖析圖
Fig.9 Comprehensive anomaly analysis map of HS4

1.花崗閃長巖、石英閃長巖；2.鉀長花崗巖；3.震裂角礫巖帶；4.絹云母化帶；5.閃長玢巖脈；6.閃長巖脈；7.輝長巖脈；8.細(xì)晶巖脈(長英質(zhì))；9.銅礦化體及編號；10.地質(zhì)界線；11.線性構(gòu)造；12.環(huán)形構(gòu)造；13.1∶5 000地物化(土壤)綜合剖面及編號；14.施工探槽。

圖10HS4-1綜合剖面圖
Fig.10 Comprehensive section map of HS4-1

同時(shí)圈定綜合異常7處,其中HS4綜合異常為礦區(qū)中最主要的化探異常,Cu、Zn元素異常規(guī)模大,強(qiáng)度高,Cu最大值達(dá)2 537.40×10-6,Zn最大值444.68×10-6,二者套合非常一致,且主成礦元素Cu具有三級濃度分帶,多個(gè)濃集中心,濃集中心總體呈北北西—近南北向展布。根據(jù)元素組合分布特征,低溫元素(Au、Ag、As)異常明顯位于中溫元素(Cu、Mo、Zn)的外側(cè)(圖9),顯示出較好的礦體前緣暈及深部可能存在富礦體的特征。

對異常進(jìn)行解析,主成礦元素Cu異常的分布與震裂角礫巖帶及其東北部的細(xì)粒鉀長花崗巖小巖株的展布相吻合,經(jīng)地表查證,在該異常區(qū)發(fā)現(xiàn)了CuⅡ、CuⅢ、CuⅣ號銅礦化體,各礦化體的分布整體與Cu異常濃集中心的分布高度一致。

2.2 礦體地質(zhì)

2.2.1礦體特征

地表所發(fā)現(xiàn)礦體均為氧化礦,經(jīng)地表稀疏的槽探工程揭露控制,按國內(nèi)氧化礦一般工業(yè)指標(biāo)(邊界品位0.5%,工業(yè)品位0.7%),共圈定地表礦體7個(gè)(表1),根據(jù)礦體產(chǎn)出的體系及位置的不同,可分為東西兩個(gè)礦段：西礦段位于礦區(qū)西北部震裂角礫巖帶、絹云母化網(wǎng)脈帶內(nèi),銅礦(化)體主要賦存于震裂角礫巖帶與絹云母化網(wǎng)脈帶的接觸部位,地表孔雀石化近南北向斷續(xù)延伸250～1 940 m,圈出銅礦體4個(gè)；東礦段位于礦區(qū)東北部,銅礦(化)體賦存在震裂角礫巖及北東向次級斷裂破碎帶內(nèi),地表孔雀石化呈北東向斷續(xù)延伸278～580 m,圈出銅礦體3個(gè)。

2.2.2礦石特征

表1 BAYA銅礦區(qū)礦體特征一覽表Table 1 List of orebody characteristics in BAYA copper mining area

地表主要出露氧化礦,表現(xiàn)為(硅)孔雀石化、藍(lán)銅礦化呈浸染狀(圖11)、薄膜狀(圖12)分布于巖石及其裂隙面,局部可見原生礦物殘余,在侵入作用、隆升作用、構(gòu)造應(yīng)力作用、后期交代作用、表生作用的共同影響下,形成了相應(yīng)的礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

圖12 薄膜狀礦化
Fig.12 Thin film mineralization

礦石主要結(jié)構(gòu)有交代殘余結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、他形晶粒結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)等。

礦石主要構(gòu)造有角礫狀構(gòu)造、浸染狀—斑塊狀構(gòu)造、脈狀—網(wǎng)脈狀構(gòu)造、皮殼狀構(gòu)造、腎狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、放射狀構(gòu)造等。

氧化礦礦物成分：主要礦石礦物為鏡鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、孔雀石、硅孔雀石、褐鐵礦,少量礦物有黃銅礦、磁鐵礦、輝銅礦、輝鉍礦、閃鋅礦等。脈石礦物主要有鈉長石、石英、電氣石、微斜長石、絹云母、綠簾石、綠泥石、高嶺石、鉀長石等。黃銅礦多呈星點(diǎn)狀、浸染狀嵌布于脈石礦物中(圖13-a),或被輝鉍礦、輝銅礦等次生硫化物交代,以不規(guī)則狀的殘晶包體形式存在(圖13-d)；孔雀石則呈他形粒狀沿裂隙分布(圖13-b)；輝鉍礦多呈放射狀集合體(圖13-c),多為細(xì)長針狀,局部分散于晶洞之中,晶形較好。輝鉍礦與礦石中的黃銅礦關(guān)系較為緊密,在輝鉍礦的放射狀集合體中可見有浸染狀黃銅礦；磁鐵礦是礦石中較為重要的鐵的氧化物,具均質(zhì)性,多呈他形晶粒狀,節(jié)理發(fā)育,多被赤鐵礦交代而呈殘晶狀,可見赤鐵礦沿磁鐵礦的邊緣(圖13-e)或解理縫進(jìn)行交代,有的被赤鐵礦交代殆盡,留下網(wǎng)格狀外形(圖13-f)。

圖13 典型礦石的顯微照相
Fig.13 Microphotographs of typical ores

2.3 蝕變作用及分帶

因多期次巖漿侵入,區(qū)內(nèi)巖石蝕變強(qiáng)烈,蝕變種類有鉀化、硅化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、褐鐵礦化以及孔雀石化等,在空間上具有從震裂角礫巖向外順北西向面狀展布的特征,與典型的斑巖Cu-Mo礦床的蝕變特征較為一致,并且具有一定的水平分帶性。

(1) 鉀化：主要見于隱爆角礫巖、震裂角礫巖及鉀長花崗巖小巖體的節(jié)理裂隙面,呈浸染狀分布,多疊加硅化、綠泥石化。

(2) 石英—絹云母化：出露于礦區(qū)中西部,形成絹云母硅化網(wǎng)脈帶分布于震裂角礫巖內(nèi)及其與花崗閃長巖圍巖的接觸帶兩側(cè),該蝕變帶是礦區(qū)主要的含礦蝕變帶,通常表現(xiàn)為鉀長石被蝕變?yōu)椴灰?guī)則狀或團(tuán)塊狀的絹云母和石英集合體,同時(shí)析出鐵質(zhì),并褐鐵礦化,地表貌似“火燒皮”(圖8)。形成的蝕變礦物為石英和絹云母,次要礦物一般有黑云母、綠泥石、磷灰石、榍石。常見的不透明礦物主要有黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦,在地表氧化環(huán)境下,進(jìn)一步次生分解形成褐鐵礦化、孔雀石化、藍(lán)銅礦化。

(3) 泥化蝕變：主要位于絹云母化外圍,與絹云母化蝕變共生,多呈補(bǔ)丁狀產(chǎn)出,斷續(xù)分布,該蝕變帶內(nèi),除石英外,斜長石等硅酸鹽礦物多發(fā)生黏土化,高嶺石、伊利石等礦物明顯增多,原巖結(jié)構(gòu)遭到破壞,顏色呈白—灰白色,松散粉末狀,該蝕變內(nèi)銅礦化明顯減弱。

(4) 青磐巖化：在地表露頭中普遍發(fā)育,顏色呈明顯的青綠色—綠色,主要表現(xiàn)為綠泥石化、綠簾石化,一般沿巖石的節(jié)理裂隙不均勻分布,局部呈浸染狀,多伴有褐鐵礦化,是礦區(qū)內(nèi)分布最廣的蝕變帶。

3 礦床成因淺析

3.1 典型礦床對比分析

3.1.1典型礦床

根據(jù)秘魯成礦區(qū)帶劃分,BAYA礦區(qū)屬秘魯南部晚白堊世斑巖型銅—鉬成礦帶,該成礦帶內(nèi)的斑巖型銅礦床的產(chǎn)出明顯受NW向構(gòu)造—巖漿帶的控制,與晚白堊世侵入的淺成—超淺成中酸性巖株關(guān)系密切。

Los Pinos銅礦位于BAYA銅礦北北西約9 km處,礦區(qū)大面積出露晚白堊世Incahuasi超單元花崗閃長巖、英云閃長巖及與上述巖石同成分的石英電氣石角礫巖,同時(shí)還有大量安山玢巖、閃長玢巖等以巖脈群、巖墻群形態(tài)分布,它們都屬于海岸巖基帶。深部鉆孔見有二長斑巖,主要Cu礦化來自裂隙中細(xì)脈浸染狀的黃銅礦、斑銅礦。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為近南北向斷裂帶,是北西向區(qū)域構(gòu)造帶次級斷裂帶,控制了礦體的展布。同其他的斑巖銅礦一樣,存在著強(qiáng)烈的熱液蝕變,中心的鉀長石化蝕變,在地表沒有出露,通過鉆探確定。往外為石英絹云母化蝕變,最外圈為青磐巖化。礦體主要產(chǎn)于二長斑巖及其圍巖內(nèi),淺表為氧化帶,常見銅藍(lán)、孔雀石,局部零星見有黃銅礦殘余；深部見斑巖型原生礦,主要與鉀化蝕變有關(guān),細(xì)脈浸染狀,常見的礦物組合為：石英—磁鐵礦—黃銅礦—斑銅礦。閃長玢巖等巖墻穿插礦體(圖14),破壞連續(xù)性,礦體銅品位一般0.15%～1%。

圖14LosPinos銅礦區(qū)縱剖面圖(PAH,1994)
Fig.14 Longitudinal section of the Los Pinos copper mining area

1.Incahuasi超單元花崗閃長巖、英云閃長巖；2.氧化礦；3.混合帶；4.原生礦；5.成礦期后巖墻。

3.1.2對比分析

BAYA銅礦與Los Pinos斑巖型銅礦相毗鄰,經(jīng)過綜合比對研究,認(rèn)為它們在成礦控礦條件、礦床特征、礦物組合、蝕變組合等方面具有很多的相似性(表2)。

表2 BAYA與LOS PINOS礦床地質(zhì)特征對比Table 2 Comparison of geological characteristics betweenBAYA and LOS PINOS deposits

3.2 成礦規(guī)律總結(jié)

根據(jù)區(qū)內(nèi)銅礦(化)體的分布特征,以及鄰區(qū)已發(fā)現(xiàn)的大型、特大型銅礦床的地質(zhì)特征,礦床主要有以下分布規(guī)律：

(1) 銅礦體主要賦存于震裂角礫巖帶、隱爆角礫巖筒、硅化網(wǎng)脈帶、絹云母化網(wǎng)脈帶,以及斷裂、節(jié)理劈理密集帶、環(huán)形構(gòu)造發(fā)育的地段。

(2) 礦化產(chǎn)于斑狀侵入巖及圍巖中,呈浸染狀或細(xì)脈狀產(chǎn)出；地表以淋濾型氧化礦為主,含銅礦物主要為孔雀石、藍(lán)銅礦、硅孔雀石等,品位較低,主要呈脈狀、透鏡狀展布,局部富集,氧化礦深度大致在0～100 m；深部銅品位逐漸變富,礦體厚度變大,礦化以浸染狀黃銅礦為主,見斑巖型原生礦,局部淺至中深部發(fā)育次生富集帶,含銅礦物主要為輝銅礦、斑銅礦等。

(3) 礦化區(qū)域具有明顯的物探、化探異常。礦化主要分布在低阻高充電率異常區(qū),以及中、低阻和中、低充電率的過渡區(qū),同時(shí)具有強(qiáng)度高、規(guī)模大、多濃集中心的Cu化探異常,并與Mo、Zn、Au、Ag等元素異常套合較好。

(4) 含礦侵入巖體與圍巖均遭受普遍而強(qiáng)烈的斷裂疊加破碎與改造、形成常見的復(fù)合型礦化。

(5) 礦化集中區(qū)域伴有強(qiáng)烈的代表性圍巖蝕變,宏觀上一般具有一定的分帶性。

3.3 礦床成因淺析

綜合前人成果,安第斯成礦帶中斑巖銅礦與成礦有關(guān)的巖體大多是中生代—新生代古近紀(jì)—新近紀(jì)淺成—超淺成小侵入體,其形成與區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育的同時(shí)期火山—巖漿構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)。是在早期閃長巖、花崗閃長巖及花崗巖基侵入后,補(bǔ)充侵入而成的,主要為石英閃長斑巖、花崗閃長斑巖、二長斑巖、石英二長斑巖、石英斑巖、英安斑巖、粗安斑巖等各類淺成—超淺成的中—酸性鈣堿系列的小侵入體(巖株)[2]。

在太平洋板塊向南美板塊的俯沖作用下,南美大陸西緣遭受強(qiáng)烈構(gòu)造變形,形成了一系列北西向深大斷裂,直接導(dǎo)致了巖石圈的破裂以及巖漿大面積侵位[3]。BAYA銅礦的形成就與該區(qū)頻繁活動(dòng)的中生代末期到新生代早期強(qiáng)烈的巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)。

(1) 成礦期前：礦區(qū)內(nèi)主要沿北西向斷裂侵入大面積區(qū)域性的Incahuasi和Tiabaya超單元,巖性主要為花崗閃長巖、石英閃長巖、閃長巖等,為海岸巖基帶的組成部分。

(2) 成礦期：晚白堊世有中酸性的含礦巖漿沿繼承性的區(qū)域構(gòu)造侵入,由于本地區(qū)快速的隆升和剝蝕,使含礦巖漿在較高的構(gòu)造層次侵位,上升到一定高度的巖漿房停留時(shí),部分巖漿在圍巖和巖漿房的底部邊緣帶中冷卻結(jié)晶,析出大量斑晶,造成殘余巖漿中水和其他揮發(fā)組分的富集[4]。富水富揮發(fā)分的低密度殘余巖漿在浮力作用下向上繼續(xù)侵位時(shí),揮發(fā)相達(dá)到飽和或過飽和,引起巖漿二次沸騰,發(fā)生爆破或隱爆,形成強(qiáng)烈的裂隙化和角礫巖化,殘余巖漿迅速凝結(jié)形成基質(zhì),產(chǎn)生斑狀結(jié)構(gòu)小巖體,同時(shí)帶來了成礦物質(zhì)的巖漿熱液,在斑巖體偏上部、角礫巖筒及裂隙系統(tǒng)等構(gòu)造有利部位沉積富集,從而在斑巖內(nèi)部形成浸染狀的礦化,在圍巖中形成脈狀的礦化。對本礦區(qū)而言,可能存在部分殘余巖漿,上升到更淺部位形成細(xì)粒鉀長花崗巖小巖體,具有低品位全巖礦化特征。隨著地面快速隆升及剝蝕,除了突然減壓和快速降溫的影響外,大氣降水的加入,使整個(gè)巖漿熱液系統(tǒng)從早期巖漿水為主,到晚期與大氣降水混和,鹽度降低。圍巖由于受到巖漿熱液和大氣降水共同蝕變的作用,由巖體中心向外形成鉀化、硅化—絹云母化、高嶺土化、青磐巖化(綠泥石化、綠簾石化、方解石化)等蝕變。

(3) 成礦期后：由于后期巖漿的侵入,形成巖脈、巖墻群,破壞了礦體的連續(xù)性[5]。

綜合所述,BAYA銅礦成因類型為與晚白堊世多期次的構(gòu)造—巖漿熱液活動(dòng)有關(guān)的斑巖型銅礦,成礦與其中的中酸性淺成—超淺成斑巖侵入體密切相關(guān),其成礦模式如下(圖15)。

圖15 成礦模式示意圖
Fig.15 Schematic diagram of metallogenic model

1.花崗質(zhì)斑巖；2.細(xì)粒鉀長花崗巖；3.隱爆角礫巖；4.網(wǎng)脈帶；5.震裂角礫巖帶；6.Tiabaya超單元；7.Incahuasi超單元；8.鉀化；9.石英絹云母化；10.絹云母化、高嶺石化、綠泥石化；11.青磐巖化；12.北西向區(qū)域斷裂；13.巖漿熱液；14.大氣降水。

4 找礦方向

目前按照國內(nèi)氧化礦常規(guī)工業(yè)指標(biāo)圈定的銅礦體數(shù)量多、規(guī)模小,但震裂角礫巖帶內(nèi)普遍發(fā)育0.1%以上的礦化,并具有面狀分布的特點(diǎn)。通過類比鄰區(qū)已知的Los Pinos中大型斑巖型銅礦床,其地表地質(zhì)特征與BAYA礦區(qū)極為相似,均為低品位的氧化銅礦體,但深部為斑巖型原生礦體,局部淺—中深部發(fā)育次生富集帶。預(yù)測在本礦區(qū)東、西礦段震裂角礫巖帶及細(xì)粒鉀長花崗巖所在的地表面積性低品位銅礦化地段深部存在相關(guān)聯(lián)的隱伏斑巖型礦體,具有深部找礦潛力。

5 結(jié)論

根據(jù)區(qū)內(nèi)礦(化)體的地質(zhì)特征,并類比鄰區(qū)具有相同地質(zhì)背景和成礦條件的中大型斑巖型銅礦床,初步確定礦床類型為斑巖型銅礦。通過對礦區(qū)地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)特征的綜合分析,認(rèn)為銅礦化與震裂角礫巖帶影響范圍內(nèi)隱爆(爆破)角礫巖筒、網(wǎng)脈帶、中酸性小巖體關(guān)系密切,同時(shí)物探資料顯示深部存在低阻高充電率異常,推測與隱伏斑巖礦體有關(guān),具有尋找深部斑巖型銅礦的良好前景。