智利中北部海岸山脉中生代层控型铜(银)矿床.pdf

第 1 卷第 4期 2 0 1 0年 7月 矿 产 勘 查 MI NERAL EXPLORAT1 0N Vo L 1 NO 4 J u l y ， 2 0 1 0 智利中北部海岸山脉中生代层控型铜( 银 ) 矿床 张立新 ， 周 佳 ， 贾长顺 ( 中色地科矿产勘查股份有 限公 司， 北京 1 0 0 0 1 2 ) 摘要文章试对 智利一个重要 的矿床类 型层 控型铜 ( 银 ) 矿 床做一综 合概括 和介绍 。层控 型铜 ( 银 ) 矿床 ， 是智利继斑岩 型、 I O C G型 ( 铁氧化物铜金型 ) 之后 的第三 大矿床类 型。主要分布于智利 中北部 海岸山脉 ， 介于南纬 2 1 。一 3 4 。 。矿床赋存于晚侏罗纪至早 白垩 纪火 山和 火山沉积 岩系 中。具体 又可分 为两条成矿 带 ： 即安托法加斯塔海岸山脉侏 罗纪成矿 带 以及 中部 白垩 纪成矿带 。此 类矿床 的成 因虽 众说纷纭 ， 但火 山喷流沉积加后期次火 山侵入体热液叠加改造成因观点理论依据最为充分 。矿床 的形成 、 就位是安第斯 演化初期 ， 即侏罗纪至早 白垩纪 的板块俯 冲事件产物 。 关键 词 海岸 山脉层控型铜 ( 银 ) 矿床次火 山侵 入体岩 浆弧智利 中图分类号 ： P 6 1 7 ； P 6 1 8 4 1 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 4 7 8 0 1 ( 2 0 1 0 ) O 4 0 3 9 3 0 7 O 引言 长期 以来 ， 有关 智利 铜矿 床 的分 类 ， 除 了我 们所 熟知 的斑岩 型 和 I O C G 型 ( 铁 氧化 物 铜 金 型 ) 之 外 ， 一 直存 在 一种所 谓 的 “ 智利 曼托 型 矿床 ( C h i l e a n M a n t o T y p e D e p o s i t ) ” 。所 谓 “ 曼 托 ” ， 是 西 班 牙 语 “ M a n t o ” 音译 ， 其 含 义 为 “ 层 状 、 席状 体 ” ， 具 体 是 指 产状与容矿地层平行或近平行的层状矿体。其实 ， 这类矿床更确切 的说法， 应为多数学者普遍接受 的 “ 层控型矿床 ” ， 因为此类矿床 的矿体 除层状外 ， 还 包括不规则状、 角砾岩筒状 和与容矿火山岩地层不 整合的脉状矿体 ， 但矿床都产于特定地层内， 受地层 控制。但是 ， 自从 2 0世纪 8 0年代中期 ， 大型铁氧化 物铜金 矿 床 的 发 现 ( C a n d e l a r ia ， Ma n t o V e r d e等 ) 之 后， 从经济重要性上来说 ， 它已经降到第三位。智利 最初对这些层控型矿床的开采是集中在层状矿体上 ( M a n t o ) ， 因之传统上这类 矿床一 直 以“ 智利 曼托 型” 知名 。但以笔者观点 ， “ Ma n t o型” 并未跳 出传统 意义上的层控矿床范畴 ， 不应单独定义为一种矿床 成 因类型， 而将其作 为层控矿床内一类特殊的矿 体 形 态更恰 如其分 。 。 1 矿床分布与资源潜力 侏 罗 纪 至早 白垩 纪时 期 ， 由于太 平 洋板 块 的俯 冲作用 ， 使得 沿智 利 中北 部 海 岸 山脉 区域 发 育 了一 条岩浆弧 ， 大量镁铁质中酸性岩浆侵入古生代地层 ， 或 喷 出为地 表熔 岩 。在 此 海 岸 山脉 带 上 ， 赋存 有 大 量的铜矿床 ， 构成 了一条南北 向的侏罗纪至早 白垩 纪 成矿 带 。这 些赋 存 于 火 山或 火 山沉 积岩 系 中 ， 含 附属矿物银的层控型铜矿床 ， 传统上一直是智利产 铜 的第二 大来 源 。 按照矿床时空分布来划分 ， 智利北部层控矿床 成矿带可以具体分 为两个带 ( 图 1 ) ： 一是南纬 2 1 。 3 0 至南纬 2 6 。 ： 北 部 安 托 法加 斯 塔 区域 海 岸 山脉侏 罗纪成 矿带 ； 二 是 南 纬 3 0 。 至 南 纬 3 4 。 ： 第 三 区 和首 都 区之 间的早 白垩纪成 矿带 。侏 罗纪成 矿带上 的主 要 铜矿 床 有 ： 曼 托 斯 布 兰科 斯 ( Ma n t o s B l a n co s ) ， 好 望山( B u e n a E s p e r a n z a ) ， 苏珊娜 ( S u s a n a ) ( 米奇亚矿 区 ) ， 胡 阿 雷斯 ( J u a r e z ) ， 太 平 山 ( Ma n t o s d e l P a cifi- C O ) ， 月亮 山( Ma n t o s d e l a L u n a ) ， 和圣多明戈 ( S a n t o D o m in g o ) 等 。早 白垩 纪 成 矿 带上 的矿 床 主要 有 ： 埃 尔索尔达多( E 1 S o l d a d o ) ， 劳阿基雷( L o A g u ir r e ) ， 黑 收稿 日期 2 0 1 0 0 l一1 9 第一作者简介】 张立新 ， 女 ， 1 9 7 8年生 ， 2 0 0 8年毕业 于贵州大学 ， 获硕士学位 ， 助理工程师 ， 现主要从事矿业 经济评估工作。 3 93 矿 产 勘 查 山( C e T o N e g r o ) ， 塔尔古纳( T a l cu n a ) ， 卡特姆 ( C a t e mu ) ， 瓜 亚坎 ( G u a y a ca n ) 。 图1 智利北部火山岩容矿的层控型铜( 银 ) 矿床分布 此类矿床单个 资源量差异很大 ， 铜金属量从几 万吨到数十万吨， 甚至几百万吨都有。多数矿床属 于中小型( 按智利标准 ， 一般铜金属量小于 1 0 0万 t 的矿床 ) 。 侏罗纪成矿带上最大的矿床是位于安托法加斯 塔市东北 4 0 k m 的曼托斯布 兰科斯 ( Ma n t o s B l a n C O S ) ， 它一个矿床的产 量 占了侏罗纪成矿带产量 的 5 0 。其矿体 长 约 2 4 0 0 m， 宽 4 5 0 9 0 0 m， 厚 1 5 0 3 5 0 m。其矿石量 约为 5亿 t ， 铜 品位约为 1 。 白 1 9 6 0年到 2 0 0 2年， 已经 采 出 2亿多 吨矿 石 ( Ma k 一 3 9 4 s a e v a n d Z e n t il l i， 2 0 0 2 ) 。剩余储量约为 1 4 2亿 t ， 铜 平均品位 0 8 6 ， 另有矿石量 1 5 6亿 t ， 铜平均 品 位 0 8 9 ( A n g l o B a s e Me t a l s R e p o r t ， 2 0 0 3) 。其 他侏罗纪矿床都显著较小， 但总储量和产量也能达 到几百 万 吨矿 石 量 ， 铜 品 位 1 3 8 ， 银 品 位 ( 8 2 5 )1 0 。最 重要 的是 位 于米 奇 亚 矿 区 的苏 珊 娜 与胡 阿雷斯 等矿床 和圣 多 明戈 矿床 。 早 白垩纪 成矿带 上最 大 的矿 床是 位于智 利首 都 圣地 亚 哥西北 约 1 2 0 k m 的埃尔 索 尔达 多 ( E 1 S o l d a d 0 ) ， 其矿 石量超过 2亿 t ， 铜 品位 1 4 ( B o r ic e t a 1 ， 2 0 0 2 ) 。其 次是 劳 阿基 雷 ( L o A g u ir r e ) ( 现 已采 完 ) ， 位于 圣 地 亚 哥 以 西 ， 已经 开 采 了 1 1 l 0万 t 矿 石 ， 铜 品位为 2 1 4 。另外 一 组 为更 小 的 矿床 。典 型矿床有 ： 塔尔古纳 ( T a l cu n a ) ( B o r ic ， 1 9 8 5 ) ， 瓜亚 坎 ( G u a y a ca n ) ( R u i z e t a 1 ， l 9 7 1 ) ， 和黑 山 ( C e r r o N e g r o ) ( E l g u e t a e t a 1 ， 1 9 9 0 ) 。在黑 山 ( C e r r o N e g r o ) 已 经 开采 出 6 0 0万 t 含 铜 1 3 、 银 3 l X 1 0 的矿 石 ， 而其 他矿 山则 约为 2 0 0万 t 含 铜 1 7 ， 银 2 5 X 1 0一 ( C a n l u s 。 1 9 9 0) 。 2层控型铜 ( 银 ) 矿床特征 2 1 赋矿 围岩 此类矿床主要赋存于侏罗系和下白垩系的火山 岩 中 ， 少量产 于火 山碎 屑 岩 ( 或 ) 夹下 白垩 系火 山 物 质 的沉积岩 中( M a k s a e v Y Z e n t i l l i， 2 0 0 2 ) 。 安托法加斯塔区域海岸山脉成矿带 的层控铜矿 床赋存于侏罗系 L a N e g r a组 的火 山岩 中。该组厚 度估计至少为 3 8 0 0至 5 0 0 0 in ( 原来 由 G a r cia 1 9 6 7 年定 名 ， 作 为一个 厚 达 1 0 0 0 0 I n的 火 山岩 单 元 ) ， 主 要 由玄武岩 和安 山岩 构 成 ， 含少 量 英 安 岩 。岩 石化 学特 征表 明 ， 属钙 碱 性 ， 基 底 为拉 斑 玄 武 岩 ， 上 部 则 为碱 性熔岩 。这 一厚 大的侏 罗纪火 山岩 系被不 同 的 作者 以不 同的方式 诠 释 ： 岛弧 ( P a l a cio s ， 1 9 8 2 ) ， 大陆 岩浆弧( R o g e r s ， 1 9 8 5 ) ， 硅铝质边缘盆地 ( B u ch e h Y Z e i l ， 1 9 8 6 ) 等。但几乎所有观点都不约而同将其归 因于俯冲火山作用 ， 目前多数学者倾 向于 D a l l m e y e r ( 1 9 9 6 ) 等的观点 4 3 ， 将其作为伸展和扭张构造框架 下发育的岩浆弧。受低级区域性变质作用所影响， 岩 石 内发 育大 量诸 如 葡 萄 石 、 纤 闪石 、 绿 帘 石 、 绿 泥 石 、 方解石、 石英、 钠长石等次生矿物。通常， 这些次 生矿物都产于火山岩 中的杏仁 ( 气孔 ) 或角砾孔隙 第 1 卷第 4期 张立新等 ： 智利 中北部海岸 山脉 中生代层控型铜 ( 银 ) 矿床 内， 岩石的原始结构仍然保存 ( B o r ic e t a 1 ， 1 9 9 0 ) 。 侏 罗 成 矿 带 的 矿床 大 部 分 产 于熔 岩 和 玄 武 质 、 安 山质火 山 角砾 岩 中。其 中最 大 的矿 床曼 托斯 布兰科 斯 ( Ma n t o s B l a n co s ) 矿 区 内还 发 现有 凝灰 岩 、 英 安质 和流纹 质 角砾 岩 。此外 ， 这 些 铜 矿 床 大部 分 位于次火山侵入体 附近 ， 包括 由辉 长岩 ， 闪长岩 ， 闪 长斑岩( 次火山相) 所构成的岩脉、 岩枝和岩株。这 些 侵入体 通 常 被 认 为 是 侏 罗 纪 火 山作 用 同 期 产 物 ( P a l a cio s Y D e fin is ， 1 9 8 1 ) 。通 常 这些 侵 入体 不 含 有 经济 价值 的矿化 。但是 ， 在曼 托斯 布 兰科 斯 ( Ma n t o s B l a n co s ) 和圣多明戈 ( S a n t o D o min g o ) 矿床中存在矿 化 的英 安质 和安 山质岩 枝 ， 在 R e n co r e t 矿床 中 ， 矿化 则 更是 出现 在英安 质 和 安 山质 岩 枝 中 ， 并 扩 展 到岩 枝 侵入 的下侏 罗统 砂岩 和灰岩 中有 限制 范 围内 。在 B u e n a E s p e r a n z a ， S u s a n a和 S a n t o D o min g o等 ， 也存 在 穿切矿 体 的侵入 体 ， 说 明 这些 侵 入 体 有些 直 接 提 供 成矿物 质 ， 有 些可 能仅 为热源 和流 体源 ， 有 些则 可 能还是与最初成矿无关 的破矿侵人体。 早白垩纪成矿带上的矿床 ， 同样大部分产于火 山岩 中 ： 玄 武岩 、 安 山质 熔岩 或融结 角砾 岩 、 英 安岩 、 粗面岩 、 流纹 岩 等 。矿化 岩 石 构 成 了不 规 则 体 或层 状体 ， 主要位于熔 岩流的上部 ， 矿 化充填杏仁体孔 隙 、 小裂 隙 、 火 山碎 屑角砾 岩胶 结物 或熔岩 流 的角砾 中 ， 但 同样构成 了火 山岩 基 质 中细 到 中等 浸染 状 矿 化。某些较小规模 的 白垩纪层控铜矿 床属 于位 于 某 个特 定 水平 层 位 的层 状 矿体 。产 于 T a l cu n a C o r r a l Q u e ma d o ， C e r r o C a t e mu盆 地 的 滨 海 相 到 浅 海 80 0 0N 9 00 0N ( 过渡带 ) 相夹火 山组分的白垩系沉积岩系 中( C a m u s ， 1 9 9 0 ) 。这些层 ( 板 ) 状矿体通过微弱矿化 区 而互 相 联 通 。很 多 时 候 ， 矿 化 层 是 智 利 中部 白垩 系 ( Ma r q u e s a峡谷 组 和 L a s C h il ca s 组 ) 火 山岩 和 沉 积岩 的接触 部 位 。典 型 的例 子 有 塔 尔 古 纳 ( T a l cu n a ) 矿 区 ( B o r ic， 1 9 8 5 ) ； 圭 亚坎 ( G u a y a ca n ) ( R u iz e t a 1 ， 1 9 7 1 ) ， 黑 山 ( C e r r o N e g r o )( E l g u e t a e t a 1 ， 1 9 9 0 ) 等 。 2 2 矿体特征 此类矿床内的矿体呈层状 ， 似层状、 透镜状 、 角 砾岩筒和不规则状等型式。与地层呈整合或不整合 接触 ， 形 态 为单一 或复合 型 ( 层状一角砾岩简 、 层 状一不规 则 状 等 ) 。在 曼 托 斯 布 兰 科 斯 ( M a n t o s B l a n co s ) 矿床 中， 矿化赋存于 5个透镜状矿体 中， 一 同构成 了 一 个 板 状 不 规 则 体 ， 与 地 层 稍 微 不 整 合 ( 图 2 ) 。 在 好 望 山 ( B u e n a E s p e r a n z a ) 和 苏 珊 娜 ( S u s a n a ) 矿床 中则存在一个近垂直的中央角砾岩筒 和一 系列 与地层 整合 的层 状 体 ， 分 布 于火 山堆 中孔 隙性、 渗透性最好 的层 面( 岩流 中的杏仁体和角砾孔 隙中) ， 在角砾岩体周围展布。在圣多明戈( S a n t o D o mi n g o ) 和月亮 山( Ma n t o s d e l a L u n a ) 矿床 中既存 在与 地层整合的层状矿体 ， 也有与地层不整合的层状矿 体 ， 还 有 不规 则 状矿 体 。同 E 1 S o l d a t o ( 图 3 ) 矿 床一 样 ， 这些矿体都赋存在同一层位内或与某一层位密切 相关 ， 因而尽管矿体形态复杂多样 ， 不一而足 ， 但仍属 层控矿床 。 层状岩石 圈洪积 物 上层 安山岩 英 安岩 一下层 安山岩 图例 断层 a昔废石堆 矿化 氧化矿 t - “ 7 1 硫化矿 图 2 曼托斯布兰科斯矿 山地质剖面 图( 英美公司智利) 3 9 5 矿 产 勘 查 2 3 矿化特征 图3埃 尔索尔达 多( E I S o l d a d o ) 矿床剖面图 层控型铜 ( 银) 矿床 内生矿化特征为 ： 存 在辉铜 矿和斑铜矿 ， 以及少量黄铜矿 ， 铜蓝 ， 和蓝辉铜矿 ； 尽 管多数学 者未 描述 具 体 的银 矿 物 ， 但是 典 型 的此 类 矿床含有银等伴生金属元素。脉石矿物包括石英 、 赤 铁矿 、 黄铁矿 、 绿泥石 和方 解石 。矿化 是典 型的 富 含铜的硫化物 ， 表明成矿流体中硫的活动性低 。 埃尔索尔达多 ( E 1 S o l d a d o ) 内生硫化 物为黄铜 矿 ( 占硫化物总体的 6 0 ) ， 斑铜矿 ( 2 5 ) ， 黄铁矿 ( 1 0 ) ， 辉铜 矿 ( 5 ) ； 脉 石 矿物 为方解 石 ， 赤铁 矿 ， 绿 泥石 ， 绿 帘石 ， 钠 长石 ， 钾长 石 。 曼 托斯 布 兰科 斯 ( Ma n t o s B l a n co s ) 内生 矿 物 则 为辉 铜矿 ， 斑 铜矿 ， 黄铜 矿和 蓝辉铜 矿 ， 黄铁 矿 ； 脉石 矿物中除石英， 方解石 ， 赤铁矿 ， 绿泥石外 ， 还包含镜 铁矿 ， 是矿 物 中较 早析 出的 ， 主要存 在于叠加 于矿体 之上 的贫化 安 山岩 流 中。 劳阿基雷( L o A g u ir r e ) 矿床位于圣地亚哥东部 L o P r a d o隧道 附 近 ， 矿 体 为 不 规 则 状 ， 长 6 0 0 m， 宽 2 0 0 m， 延深 1 5 0 in ( 1 1 1 0万 t ， 铜品位 2 1 4 ； 边界 品位 0 8 ) ， 赋 存 于 南 北 走 向 ， 东 倾 ， 倾 角 4 0 。 的 V e t a N e g r a 组 ( 阿普第阶一阿尔必阶) 的安山质火山 岩中。内生矿化属于浸染状辉铜矿和斑铜矿 ， 含有 蚀 变晕 圈 ， 向外 为斑铜 矿一 黄铜矿 ， 黄铜 矿一 黄铁矿 和黄铁 矿 。脉 石 矿 物 包 括 方 解 石 ， 绿 帘 石 和石 英 。 相关 蚀变 包 括 赤 铁 矿 化 ， 泥 化 ， 绿 泥 石 化 和 绿 帘 石 化 。 对这 些 矿床 的矿 物共 生研 究 表 明 ， 内生 硫 化物 的析出顺序如下： 黄铁矿一黄铜矿一斑铜 矿一辉铜 3 9 6 矿一铜蓝一蓝辉铜矿 ， 析 出顺序表 明了硫化物中的 铜含量逐渐增多 ， 并表明随着时间， 成矿流体中硫的 活动性 降低。接下来 的富含铜硫化物 ( 斑铜矿 ， 辉 铜矿 ， 铜蓝 ， 蓝辉铜矿) 交代富含铁的硫化物( 黄铁 矿一黄 铜矿 ) 产 生 了铁 的释 放 ， 使 得 大 量 的 赤 铁 矿 得 以形 成 。 此 类矿 床存 在矿 化水 平 和 垂直 分 带 现象 ： 通 常 智 利北 部 的层 控 型铜 矿分 为上 部表 生氧化 带和下 部 内生硫化带。绝大部分层控型矿床都有一个上部的 氧化带 ， 垂直 延 深 最 深 达 2 5 0 m。每 个 带 的重 要 性 因各个矿床 而异。有一些只有氧化物 构成 的矿床 ( Ma n t o s d e l a L u n a ， J u a r e z ) ， 和仅 仅有 内生硫 化物 的 矿床 ( B u e n a E s p e r a n z a ) 。表生氧化带和内生硫化带 之 间的界 限是 渐变 的 ， 某些 矿床 中还存 在混 合带 ， 两 种类 型 的矿 石 都 存 在 ( S u s a n a ， S a n t o D o m in g o ) 。 大 部分 不含 硫化 物的 次生 富集 带 ， 仅 仅 在曼 托 斯 布 兰 科斯 ( Ma n t o s B l a n co s ) 的特 定 部 位 中 发 现 。在曼 托 斯布 兰科斯 ( Ma n t o s B l a n co s ) 和圣多 明 戈 ( S a n t o D o m in g o ) 中 ， 内生矿化体 具有 水平 分带 ， 含有 一个 含辉 铜矿 ， 斑 铜矿 和 或 蓝辉 铜 矿 的富 含铜 的核 心 ， 被 一 个斑 铜矿 ， 黄铜矿 或仅 有黄铜 矿 的 区域环 绕 ， 最外 为 黄铜矿， 黄铁矿或仅有黄铁矿 的外圈 ( 无经济性) 。 此外 ， 存在一个弱到 中等的热液蚀变 ， 由钠长石 ， 绿 泥石 ， 赤铁 矿 ， 石 英 ， 绢 云母 ， 方 解石 ， 绿帘 石 ， 榍 石 ， 方柱石 和锐钛 矿 。蚀 变 没 有 破 坏岩 石 的原始 结 构 ， 含 矿火 山岩显 微镜 下也 没有显 示 出与本 区域 的火 山 岩 有 显 著 不 同 。蚀 变 在 曼 托 斯 布 兰 科 斯 ( M a n t o s B l a n co s ) 中特别 强烈 ， 其 中发现 了含 N a ， F e ， 和 Mg 的交代作用( C h a v e z ， 1 9 8 5 ) 。 第 1 卷第 4期 张立新等 ： 智利 中北部海岸山脉 中生代层控型铜 ( 银 ) 矿床 埃尔索尔达多( E 1 S o l d a d o ) 矿床 中内生 矿物存 在 分带 ， 核心 为斑铜 矿一 辉铜 矿一赤 铁矿 ， 向外 被黄 铜矿 ， 黄铜矿一黄铁矿环绕 ， 最外环绕矿体的为含有 黄 铁矿 的蚀变 晕 。与矿石 相关 的热液 蚀变 包括碳 酸 盐 化 绿 泥石化 ， 硅化 ， 钠长 石化 。 劳阿基雷( L o A g u i r r e ) 矿床内生矿化属于浸染 状辉 铜矿 和斑铜 矿 ， 含 有蚀 变晕 圈 ， 向外依 次为斑 铜 矿一黄铜矿， 黄铜矿一黄铁矿和黄铁矿。 内生 矿物产 于角砾 岩胶 结物 、 裂 隙充填物 、 熔 岩 杏仁体充填物以及熔岩不 同层面的浸染状细脉中， 集 中在 火 山岩 中 的孔 隙 度 最 大 区域 ( 原 生 性 孑 L 隙 ) 或热液角砾岩体 ( 次生性孑 L 隙) 中。角砾岩 由角砾 为棱角状 到 近圆形 火 山岩 角砾 ， 直径 大 小 从 毫米 级 到两米 ， 主要为厘米级角砾 ， 胶结物为细一隐晶安山 质 ， 含热液物质 ， 由铜和铁的硫化物胶结。在苏珊娜 ( S u s a n a ) ( 米 奇亚矿 区 ) ， 角砾 岩筒 直 径 为 1 2 01 5 0 m， 垂直延 深超 过 3 5 0 m。S o t o和 D r e y e r ( 1 9 8 5 ) 认 为 角砾岩体为火山来源， 但是它 的特征与岩浆热液角 砾岩更为吻合， 这类角砾岩是 由热液流体爆破性释 放以及后来的重力坍塌所产生的。这一结论 由好望 山( B u e n a E s p e r a n z a ) 矿 山 的剖 面 中所显示 的一 个 隐 伏角砾岩体所支持 ， 它未到达地表 ， 具热液角砾岩筒 的典型 特征 。 2 4地球化学特征 此类矿床内的矿石矿物与脉石矿物的关系表明 矿床形成于相对较低的温度 。好望山( B u e n a E s p e r a n z a ) 矿床中方解石和石英 中的流体包裹体均一温 度为 6 5 1 9 5 ， 压力 为 2 8 53 1 5 b a r ( 静 岩压 力 条件下 1 0 0 0 m深 度 ， 或 静水 压力 下 2 5 0 0 m) 。P a l a cio s ( 1 9 9 0 ) 报导 了在好 望 山 ( B u e n a E s p e r a n z a ) 的辉 长质侵入体的石英 中存在极 高盐度的流体包裹体。 均一温度为 4 4 0 C 5 0 0 C， 表明这一岩体既是成矿 流体源又是成矿热源 ， 其温度 向外下降。矿石硫同 位素 6 “ S局 限在 一0 1到 一2 1 ， 说 明其 为 岩 浆 来 源。埃尔索尔达多 ( E l S o l d a d o ) 流体包裹体研究 表 明成矿流体为高盐度 ( 平均 ( N a C I ) 为 3 4 ) 流 体 ， 2 3 相 ( 液一 气 态 和 液一 气一 固态 ) ， 无 沸 腾 证 据 ， 均一温度如表 1 。 3层控型铜 ( 银 ) 矿床成 因研 究 智利层控型铜矿床的成因是一个长期争论的问 表 1 埃尔索尔达多层控铜矿床流体包裹体均一温度特征 寄主矿物 均一温度范围 压力修正后最高温度 备注 题。最初开采 的这类矿 床的层状矿体 ， R u i z e t a 1 ( 1 9 6 5 ， 1 9 7 1 ) 认 为 它 们 为 同生 成 因 ， 提 出铜 的硫 化 物是 与 围岩熔岩 一 同结 晶的 ， 其 中部分 可 能 是来 源 于与火 山作 用相关 的喷流活 动 。其证据 之一是 熔岩 含有铜异常( 铜( 2 0 03 0 0 )X 1 0 ) ， 但是后来对 L a N e g r a 组 熔 岩 的研 究 ， 显 示铜 含 量 ( 6 61 6 8 ) 1 O ， 并不支持其结论。后来发现的不整合矿体以 及其 他证 据 明确表 明智 利层控 铜矿 床是外 生 的。但 是 ， 关 于外生 性 同样 存 在 不 同 立 场 ， 可 以 总结 为 两 类 ： 第 一类 观点 支持 热液 变 质成 因 ( L o s e r t ， 1 9 7 3 ； S a t o ， 1 9 8 4 ； S il l i t o e ， 1 9 9 0 ) 。在变 质作 用过程 中 ， 火 山 岩 系中所含的铜因淋滤作用 富集在由构造 、 多孔层 面 和 或次火山侵人体所控制的成矿有利部位。根据 这一观点 ， 成矿流体为在变质作用脱水过程中所产 生 的变 质水 。侏 罗 纪火 山岩 的低 级 区域 蚀 变 变 质 属于绿片岩相 ， 所有 涉及 的反应都是水合作用 ( 水 合作 用 次生 矿物 ： 绿泥 石 ， 绿 帘石 ， 黝帘 石 ， 绢 云 母) ， 若产生脱水作用至少需要角 闪岩相 ， 这一变质 程度 在 L a N e g r a组 岩 石 里 未 发 现 。这 表 明在 区 域 变质过程中此岩系吸收了水 ， 但未释放出以利于铜 元素 运移 和富 集 的流体 。但 是 ， L o s e r t ( 1 9 7 3 ， 1 9 7 4 ) 提 出火 山岩 的脱水 和 流体 的运 移是 于侏 罗纪岩 基在 火 山岩 系 中的侵位 过程 中产生 的。这些侵 入体 可能 同样提供了矿化中的部分流体和金属， 在此假说 中， 侵入作用发生于变质作用之后。第二类观点支持此 类矿床是与次火山侵入体相关的热液成 因( E s p i n o z a， 1 98 2， Es p in o z a e t a 1 ， 1 9 9 6； Ch a v e z ，1 9 8 5； Pa l a e i o s ， 1 9 8 6 ) 。在这一观点 中， 层控型铜矿床 的形成就 位和热液蚀 变直接与小 型次火 山侵入体 ( 火 山颈 ， 岩枝 ， 岩脉) 的侵位相关 ， 这些小型次火 山侵入体代 表 了侏罗纪火山作用的通道。铜以及其他元素来 自 产生这些侵入体的岩浆 ， 但是这些侵入体内一般不 含矿化。E s p in o z a ( 1 9 9 6 ) 提 出， 事 实上侵 人体 比火 山岩更新 ， 放射性同位素资料表 明火山岩年代范围 3 9 7 矿 产 勘 查 为 1 8 61 7 5 Ma ， 矿化 区域 的侵入体年代为 1 4 9 1 4 7 Ma 。V iv a l l o和 He n r iq u e z ( 1 9 9 8 ) 提 出 ， 通过 对地 球化 学和 同位素对 比 ， 侏 罗 纪 火 山 岩 中层 控 型铜 矿 床与侵位于安托法加斯塔海岸 山脉侏罗纪岩基中的 中晚侏 罗 纪 中温 铜 矿 脉 ( M in it a D e s p r e cia d a ， T o l d o Ve l a r d e ， N a g u a y a n E 1 De s e s p e r a d o ， J u l ia ， Mo n t e cr i s t o ) 具有 相 同的热液 成 因 。这 些铜 矿 脉 由阳起 石 ， 磁 铁 矿， 黄铜矿 ， 黄铁矿， 斑铜矿 ， 毒砂 ， 电气石 ， 石英， 钾 长石 ， 和绿泥 石构成 ， 代表 了造 成临近 围岩 矿化 的更 深热液系统的通道。C h a v e z ( 1 9 8 5 ) 提出此类矿床的 铜矿化首先是通过喷流活动沉积 ， 然后被浅成侵入 体运移 和富集 。两种 情况 同时存 在 的情形 也是 可能 的 ( P a l a cio s Y D e l f in is ， 1 9 8 1 ； C a m u s ， 1 9 8 6 ； O y a r z u n ， 1 9 8 5) 引。 以埃 尔索 尔达多 矿床 ( E 1 S o l d a d o ) 为例 ， 关 于该 矿床 的成 因亦 有多 种 不 同 的假 设 ： 第 一类 是 与 酸性 次 火 山岩浆作 用相 关 的外 生 成 因 ， 主要 证 据 是 流体 的高盐度、 硫同位素 的岩浆来源指示以及流体包裹 体中无沸腾的证据 。第二类是喷流成 因， 但 目前没 有 支持此 成 因的具 体 证 据 。第 三 是变 质 成 因 ， 这是 由 S a t o ( 1 9 8 4 ) 在研究智利层控型铜矿床 中提 出的。 赋存 E 1 S o l d a d o矿床的 L o P r a d o 组尼奥克姆统火山 岩 呈现 含 浊 沸 石 的 葡 萄 石 一绿 纤 石 相 ； 但 是 H o l g r e m( 1 9 8 7 ) 的一项 研 究表 明 ， 区域 性 的绿 泥 石 属 于 早 期辉绿 泥石 ， 矿石 中 的绿 泥石 为晚期 密绿泥 石 ， 这 表明存在一种与矿化相关 的热液蚀变 ， 而这种蚀变 与火 山岩的 区域 性蚀 变 变 质作用 完全 不 同 ， 这 成 为 此 类矿床 变质成 因观 点一个 无法 回避 的矛盾 。 研究 发现 ， 在埃 尔索尔达 多 ( E 1 S o l d a d o ) 矿 床 中 存 在与铜 矿化 相关 的沥青 ( Z e n t il l i e t a 1 ， 1 9 9 4 ； Z e n - t il l i e t a 1 ， 1 9 9 7 ； Wil s o n Y Z e n t il l i， 1 9 9 9 ) 。沥 青 是石 油 的 固体残 留 ， 出现在 所有矿 体 中 ， 是整 个铜矿 床 的 组 成部分 。沥青 充 填 了熔 岩 ， 熔 结 凝灰 岩 和 岩 脉 中 的孔隙 ， 杏仁孔 隙和 或细 脉 ； 独 自出现 或与方 解石 、 黄铁矿 、 黄铜矿、 斑铜矿、 闪锌矿共生。草莓状黄铁 矿 有可 能是生 物成 因 。接触 关 系表 明硫 化物 出现 于 沥青之后。 ： 下 白垩纪的火 山作 用生成 了 L o P r a d o 组 ， 包括喷出流纹英安质穹窿， 可能产生与火山作用 相 关 的黄铁 矿 和毒砂 。阿普 第 阶一 阿尔 必 阶的火 山 作 用沉积 了在 上 的 V e t a N e g r a组 ， 从 在 下 的侏 罗纪 和 白垩纪海相沉积岩系( 6 0 o C1 2 0 C) 中产生了石 油并运移 ， 使其落进 L o P r a d o 组 的孔隙层。在成岩 3 9 8 作用过程 中， 沉积了草莓结构黄铁矿和碳酸盐 ， 石油 的降解产生 了沥青 。较高温度 ( 1 5 0 C3 0 0 ( 2 ) 热 液流体交代之前存在的黄铁矿和沥青 ， 沉积铜硫化 物 ， 此过程 被南北 向构 造所 控制 ， 可能 与此 区域 的构 造事件 和侵 入体 的侵位相 关。 埃 尔索 尔达多 ( E 1 S o l d a d o ) 的成 矿 年代 为 阿尔 必 阶 ( 。 A r ”A r年龄 为 1 1 0 2 ， 1 0 3 2 ， 1 0 11 ) 。这 一 年 龄 与此 区域存 在 的侵人体的放射性年龄 ( 1 1 8 9 7 Ma ) 相吻合， 并与 推定的 区域 变质相 吻合 ( 葡 萄石一绿纤石 ； 1 0 5 1 0 1 Ma ) 。 4 结论 关于此类矿床的共同显著特点是受特定火山岩 层位控 制 ， 并 与次 火 山相 超 浅 成 侵入 体 产 出存 在 密 切 的时 、 空 相关 关 系 ， 尽 管 这 些 侵 入 体 矿 化 情 况 不 同 。矿 床通 常产 于辉 长 质 ， 闪 长 质或 安 山质 次火 山 侵入体， 如岩脉 ， 岩床 ， 岩株或火山颈附近。因此笔 者较倾向于 B o r ic( 1 9 9 7 ) 提 出的“ 矿 床形成包括 数个叠加阶段 的火 山喷流沉积加后 期热液叠加改 造” 。即早 期 火 山 活 动 可 能 形 成 部 分 V HMS型 矿 化 ， 后期多期次火山作用叠加改造， 但这种叠加改造 作 用可 能形 成 已有 矿 ( 化 ) 体成 矿 元 素 的富 集 或 贫 化。安第 斯演 化初 期 ， 侏 罗 纪 至早 白垩 纪 的板 块 俯 冲事件 ， 使沿南美活动大陆边缘发育了一条岩浆弧， 大量镁铁质至中酸性岩浆侵入是此类矿床形成的重 要 也可 能是最 主要 因素 。矿化 与 中生代火 山沉积 地 层 中侵位的岩基是同时发生的。 参 考文献 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 l 2 3 4 5 6 第 1卷第 4期 张立新等 ： 智利中北部 海岸 山脉中生代层控 型铜 ( 银 ) 矿床 7 8 d e l d i s t r i t o mi n e r o P u n t a d e l C o b r e J R e v i s t a G e o l 6 g i ca d e Ch il e ，V，1 9 8 0 517 6 Ca mu s FL o s y a cimie n to s e s t r a t o l ig a d o s d e C u，P bZn Y Ag d e C h i l e M E d i t o r i a l d e l a U n i v e r s i d a d d e C o n ce p ci 6 n ，1 9 8 6 5 7 4 6 3 5 C a mu s F Ge o l o g ica l c h a r a ct e r is t ic s o f S t r a t a b o u n d De p o s it s As s o ci a t e d w i t h L a cu s t r in e S e d im e n t s J C e n t r a l C h i l e J ， 1 9 9 0 4 9 4 6 2 9 C h a v e z WG e o l o g i ca l s e t t i n g a n d t h e n a t u r e a n d d i s t r i b u t i o n o f d is s e min a t e d c o p p e r min e r a l iz a t i o n o f t h e Ma n t o s Bl a n c o s d is t ri ct M A n t o f a g a s t a P r o v i n ce ， C h i l e ， 1 9 8 5 3 7 9 1 0 D a l l m e y e r R D， B r o w n M，G r o co t t J ，T a y l o r G K，T r e o l a r P J Me s o z o ic Ma g ma t ic a n d Te c t o n ic Ev e n t s w it h in t h e An d e a n P l a t e B o u n d a r y Z o n e， 2 672 77 3 0 ， No r t h Ch il e ， Co n s t r a in t s f r o m 4 0 A r 3 9 A r Mi n e r a l Ag e s J T h e J o u r n a l o f G e o l o g y ，1 9 9 6 V 1 0 4 1 9 4 0 T h e Me s o z o ic s t r a t a b o u n d t y p e co p p e r( s i l v e r )d e p o s i t s in t h e co a s t a l r a n g e o f mid d l e a n d n o r t h e r n Ch il e ZHANG L i x in，ZHOU J ia，J I A Ch a n gs h u n ( S i n o t e ch Min e r a l E x p l o r a t i o n C O，L t d ，B e i j n g 1 0 0 0 1 2) Abs t r a ct ： I n t h is a r t icl e t h e a u t h o r s ma d e a s u mma r y a b o u t a n i mp o r t a n t d e p o s i t t y p e i n C