智利科皮亚波多铎金铜矿地质特征及找矿标志

杨新雨，徐 巧，袁 莹，刘方方，张 伟

(1.中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京矿产地质研究院有限责任公司，北京 100012；3.中国黄金集团地质有限公司，北京 100012)

0 引言

多铎金铜矿位于智利北部科皮亚波市西南方向，直线距离约70 km(图1)，距离首都圣地亚哥约800 km，矿区中心坐标(WGS84)：西经：70°59′19.9″，南纬：27°55′41.5″。距离矿区周边直线距离100 km的范围内，分布多个著名的金铜铁矿床，主要有Mantoverde，Candelaria、Mantos Blancos，Domeyko、Andacollo等。矿区成矿地质条件较好。

对矿区主要开展了1∶1万地质填图、1∶1万高磁测量和1∶1万土壤地球化学测量，并对重点异常地区进行槽探揭露和深部钻探验证工作。发现矿体规模、特征较稳定，深部成矿潜力巨大。

1 区域地质概况

智利北部是举世闻名的环太平洋成矿带的组成部分(图2)，产于太平洋板块俯冲形成的安第斯大陆边缘弧上，主体发育于晚中新世安第斯构造旋回期，受平行弧展布的走滑断裂和NW向基底构造控制[1]。众多大型、超大型矿床构成了4条SN向平行展布的重要金属成矿带，自东向西依次为晚中新世—上新世成矿带、晚渐新世—中中新世成矿带、古新世—早始新世成矿带和白垩纪成矿带[2]。

多铎矿区处于智利西部著名的白垩纪成矿带上，该成矿带上代表性的大型矿床包括Domeyko和Andacollo。Andacollo是一个铜、金和银复合型矿床，由中部的斑岩型铜矿床、外围的层控曼陀型金矿床和少量贱金属脉组成，储量110 t (1.2×10-6) 金[3]。Andacollo矿区出露的岩石包括一个火山岩系列，由早白垩纪安山岩和英安岩熔岩流、火山角砾岩和火山碎屑岩组成。侵入岩组成从闪长岩到花岗闪长岩，成岩年龄从130～87 Ma。矿区断裂构造发育，包括两组断层，一组为成矿前的NW向—EW向断层，倾向南西，倾角50°～90°；另一组是成矿后的SN向断裂。第一组断裂是很重要的，提供了成矿流体运移的通道，沉淀形成脉状和曼陀型矿化，后来发生水平运动，形成断层擦痕。

Andacollo斑岩发育几个蚀变类型：阶段Ⅰ钾化蚀变，该蚀变是出现钾长石和黑云母，具有黄铁矿-黄铜矿-辉钼矿成矿作用，该蚀变主要出现在深部，向外逐渐变成青磐岩化组合，为绿泥石+方解石+绿帘石组合；阶段Ⅱ石英-绢云母蚀变，局部叠加在钾化蚀变之上；阶段Ⅲ青磐岩化，与曼陀型矿床有关的脉完全不同，出现典型的青磐岩化。

智利(南美洲西缘)的这几条成矿带并非独立存在，而是有着非常紧密的联系[4]。从空间来看，这几条成矿带内代表性的独立巨型矿床(矿集区)可连出数条与SN向带大角度(60°～75°)斜交的NWW向成矿系统，这些成矿系统的方向一致(NWW向，290°～300°)。由单个NWW向成矿系统中代表性的巨型矿床构成。从成矿时代来看，由西至东，从约120 Ma(最早160 Ma)至10Ma(最晚4 Ma)，配套规律相当明显。这可能反映了板块俯冲的时间和空间效应，最早由西向东的俯冲形成了近SN向的局部张应力，产生近EW向的导矿空间，形成最早海岸山带矿床。随着俯冲的继续，这种空间向东延伸，随之产生了古新世—晚中新世斑岩铜矿床和晚中新世—早上新世斑岩铜矿床。以此观点来看，这种NWW向成矿系统内找矿空间可能更大。从矿床类型看，海岸山带的IOCG型矿床、前安第斯带的伴有弧火山熔岩系的斑岩铜矿床和安第斯带的岩浆系列斑岩铜金矿床也具有规律性配套产出的特点[5-6]。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地质

多铎金铜矿区距离智利海岸线约18 km，地层相对较老并且较完整(图3)。

2.1.1 地层

矿区大部分被泥盆系—石炭系恰尼阿深组变质杂岩覆盖(Dcce)，为滨海—浅海相，主要包含砂岩，千枚岩。砂岩与千枚岩呈互层状产出。

砂岩为深灰色、灰白色，具变余砂状结构，粒状变晶结构，块状构造，碎屑组分主要为石英、斜长石、绢云母、硅质岩岩屑等。千枚岩具显微粒状鳞片变晶结构，斑点状构造。矿区矿化与千枚岩关系密切，目前圈定的铜金矿体主要分布在千枚岩中。

矿区中部和东北角出露少量冲积、洪积沉积物和三角洲冲击扇。

2.1.2 构造

矿区主体构造格架近SN向，构造性质为韧性剪切构造带，两条近似平行的共轭韧性剪切带形成拉线形状，形成张性破裂，矿体群小角度的扭曲，形成储矿空间。两条破碎带长度约8 km，宽400～600 m，南北贯穿整个矿区，倾角近直立，破碎带内具硅化、碳酸盐化，在构造带北段金矿化较好，南段铜品位逐渐变富。这种现象推测与岩体有关，南部岩体出露较大，温度相对较高，铜矿品位相对较富而金品位相对较低。

图3 多铎金铜矿区地质图Fig.3 Geological map of Duoduo gold-copper mining area1—第四系冲积物沉积物 2—恰尼阿深变质杂岩 3—石英质闪长岩 4—闪长岩脉 5—矿体及编号

2.1.3 岩浆岩

矿区岩浆活动强烈，主要侵入岩有闪长岩、石英闪长岩和花岗闪长岩。白垩纪石英闪长岩主要分布于矿区的东南角(Kdc)，出露面积较大，基本没有蚀变，矿物主要成分为石英、长石、角闪石等，中粗粒结构，块状构造，内部可见脉状的铜金矿体，受构造控制明显。在与地层接触面附近具有高磁异常和化探异常，推断该处深部可能存在另外一期岩体，为找矿有利部位。

在矿区的西南角分布少量的三叠纪花岗闪长岩，呈岩床或岩脉产出，矿物主要是石英、长石、黑云母等局部见黄铁矿，中粒结构，块状构造，与地层为侵入接触关系，未见矿化。

矿区中部断续出露一条闪长岩脉(δ)，岩石为深灰色，粗粒结构，块状构造，局部出露规模不大，走向近SN，与区内矿体走向一致，在岩脉附近矿体矿化较好，矿体分布于岩脉的两侧，与岩脉关系密切。该岩脉为成矿提供了热液和物源。

2.1.4 围岩蚀变

矿区的围岩蚀变较为普遍，主要类型有碳酸盐化、硅化、黄铁矿化(褐铁矿化)、碳酸盐化、退色化、局部炭化等。其中以硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、退色化等与成矿关系密切。

2.2 矿区高磁异常特征

由矿区岩石的物性参数统计来看，整个工作区岩性的物性有较大的区别，从标本测定及统计结果分析(表1)可知，本区破碎蚀变岩为高阻高极化特性，与成矿关系密切，为物探方法提供依据。

从测区的磁场特征分析(图4)，可将磁场划分为5种磁场特征，即测区中部呈SN向延伸的串珠状相对平稳正磁异常和南西角较平稳正磁异常、测区南东角的跳跃变化正磁异常、测区北西部的负磁异常、北东部的中等正磁异常和南西部的弱正磁异常。

表1 多铎金铜矿岩矿标本物性参数测定统计Table 1 Statistical table of physical parameters of ore and rock samples in Duoduo gold and copper deposit

图4 多铎金铜矿区ΔT磁异常图Fig.4 ΔT magnetic anomaly map of Duoduo gold-copper mining area

1)测区中部呈SN向延伸的串珠状相对平稳正磁异常和南西角较平稳正磁异常。该特征异常主要分布于测区的中部呈SN向串珠状分布以及分布于测区的南西角，表现为较稳定的正磁异常特征。其中中部呈SN向串珠状分布的高磁异常对应区内串珠状出露的闪长岩脉，而西南角高磁异常对应于地表出露为加莱纳山脉花岗质岩脉。从地质资料上看，串珠状正磁异常与闪长岩脉对应，该闪长岩脉与成矿关系密切，因此串珠状的正磁异常是成矿的有利部位。

2)测区南东角的跳跃变化正磁异常。该特征异常分布于测区的南东角，表现为跳跃变化的正磁异常特征，此外其北部为一个相对独立的近椭球状正磁异常，长轴呈NW向展部，异常范围约1 km2。该异常对应于地表出露为石英闪长岩，根据区域地质资料，该异常反映出的为克罗拉达山石英质闪长岩，其北部的椭圆状磁异常应为该岩性小岩枝引起的异常，区内矿体与该岩枝在空间上具有一定的关系显示在成因上具有联系。

3)测区北西部的负磁异常、北东部的中等正磁异常和南西部的弱正磁异常。除上述描述的由侵入岩引起的磁异常外，在测区的北西部表现为负磁异常特征，北东部表现为中等正磁异常特征，南西部表现为弱正磁异常特征，对应于区域地质资料均为恰尼亚深变质杂岩，而磁异常特征显示为不同的磁性特征，认为可能由变质程度的不同或受岩浆岩作用的差异造成磁性差异而形成不同的磁异常特征。测区北东部的中等正磁异常为变质程度较强，南西部的弱正磁异常变质程度次之，北西部的负磁异常变质程度最弱。区内的矿化与变质程度有关，变质程度较强的矿化较好。

2.3 矿区地球化学特征

依据该区元素共生组合规律及异常分布特征，编制了主元素为Cu、Au异常的综合异常图两套，主元素Cu、Au分别勾绘出了3个浓度带，相关的其他元素勾绘出异常下限曲线，全测区共圈定6个综合异常。综合异常编号顺序由上至下、从左至右依次编号，编号依次为H-1号至H-6号综合异常(图5)。

图5 多铎金铜矿区化探测量综合异常图Fig.5 Comprehensive anomaly map of geochemical survey in Duoduo gold-copper mining area1—Au元素异常等值线 2—Cu元素异常等值线

H-1号综合异常位于测区中偏北侧，该综合异常为点状，异常规格化面金属量值(NAP)为19.54，为本区异常规模排序第2位的综合异常。单元素异常峰值较高，Au异常峰值为587×10-9、Cu异常峰值为10 000×10-6、As异常峰值为638×10-6、Ag异常峰值为0.65×10-6等。Cu元素含量已达矿体的边界品位。根据R型聚类分析，元素组合主要为Au-As-Cu-Ag-Co-Mn-Ni，该点状综合异常应为Cu-Au矿化体所引起。经过对异常进行现场检查，对应地表V1号矿体。

H-2号综合异常位于测区北东侧，综合异常带面积约1.28 km2，长约1.5 km，宽约1.0 km。异常规格化面金属量值(NAP)为7.7，单元素异常规模最大的为As异常(2.35×10-6)，依次为Au(1.88×10-9)、Sb(0.8×10-6)、Cu(0.65×10-6)等。该综合异常各元素异常浓集中心重合，元素异常峰值较高，具三级异常浓度分带特征。该异常对应地表为V2、V3、V4号矿体，从异常可以看出该处矿体之间也存在异常，结合物探异常推测，矿体在深部可能复合为一条。

H-3号综合异常位于测区中北偏东处，形态受水系影响形成长带状。在测区基本呈SN向延展。异常规格化面金属量值(NAP)为37.13，为本区异常规模较大的综合异常，评序第1位。所分析的元素基本均有异常出现，异常峰值较高。单元素异常规模最大的为Sb异常(17.69×10-6)，依次为Cu(3.76×10-6)、As(3.45×10-6)、Hg(3.34×10-6)、Au(2.3×10-9)等。该综合异常Cu、Au元素异常形成多处浓集中心。该异常为H-2号综合异常向南部的延伸，异常强度相对H-2号异常金异常变低而铜异常变高，这与基本分析数据一致，该处对应椭圆形高磁异常，为岩体与地层接触部位，具有较大的找矿前景。

H-4号综合异常位于测区中南偏西处，综合异常带面积约0.84 km2，长约1.1 km，宽约0.8 km。异常规格化面金属量值(NAP)为9.31，为本区异常规模评序第3位。单元素异常规模较大为Au异常(3.56×10-9)，依次为Cu(2.30×10-6)、As(1.26×10-6)等。各元素异常峰值较高，具三级异常浓度分带特征。该异常对应V6号矿体。

H-5号综合异常位于测区南西部，综合异常带面积约0.8 km2，长约1.3 km，宽约0.8 km。异常规格化面金属量值(NAP)为6.07，所分析的元素多有异常出现，单元素异常规模最大的为Au异常(1.79×10-9)，依次为Cu(1.1×10-6)、As(0.91×10-6)、Co(0.44×10-6)等。该综合异常带各元素异常套合较好，具三级异常浓度分带特征。该异常对应地表V8号矿体，钻探已经验证矿体向深部逐渐变大变富(图6)。

H-6号综合异常位于测区南东部，综合异常带面积约1.5 km2，长约1.8 km，宽约0.8 km。异常规格化面金属量值(NAP)为5.38，单元素异常规模最大的为Sb异常(1.86×10-6)，依次为Cu(0.95×10-6)、Au(0.78×10-9)、Mo(0.46×10-6)等。该综合异常带各元素异常套合较好，以中外异常浓度带为主。地表检查异常对应岩体内受断裂控制的矿体。

图6 多铎金铜矿区V8号矿体深部验证情况Fig.6 Drilling verification of No.8 orebody in the deep part of Duoduo Au-Cu deposit

总之，经地表检查，综合研究化探资料，目前圈定的化探异常与矿(化)体吻合较好，因此，化探在该处找矿方法有效，可迅速缩小靶区，特别是H-2、H-3号异常为今后找矿的重点地段。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

本矿区矿化主要与碳酸盐化、硅化、褐铁矿化关系密切。根据地表槽探、深部钻孔资料，结合地表追索调查，目前在矿区共圈定矿体9条，其中主要矿体为V4、V8矿体。矿体特征详见表2。

V4号金铜矿体：矿体根据矿化不同又分为两段，北段为V4-1，南段为V4-2矿体，而V4-2矿体控制程度相对较低。V4-1矿体为含铜金矿体，分布在矿区东南部的蚀变构造破碎带内，北部32线起至南部31线，矿体出露地表，赋矿围岩为千枚岩、砂岩、闪长岩脉等。矿体长1900 m，延深尚未控制，水平厚度为1.06～4.00 m，平均厚度为2.47 m；矿体平均w(Cu)=0.33%，w(Au)=4.51×10-6。矿体产状：倾向90°～110°，倾角75°～85°。

V8号金铜矿体：分布在矿区西部矿化带，矿体有多个分支，在分支复合处矿化变好，矿体南部147线起至北部195线，矿体出露地表；围岩为泥盆纪的千枚岩、砂岩、局部少量闪长岩脉等，矿体产于蚀变千枚岩中。矿体长约800 m，延深130 m，水平厚度为1.00～2.22 m。

其他矿体工作程度相对较较低。

3.2 矿石矿物成分及结构构造

多铎矿区矿石类型主要有金矿石、金铜矿石等。

金矿石：呈浅紫红色、灰白色，中粗粒结构、块状构造，普遍有不同程度的赤铁、褐铁矿化，深部原生矿石主要为黄铁矿-石英，硫化物呈星点状，细脉状分布于石英脉两侧。

金铜矿石：中细粒结构、角砾-碎裂状构造，地表氧化矿石孔雀石呈星点状、薄膜状、细脉状分布与颗粒较大的方解石的边部，深部原生矿石主要为黄铁矿-黄铜矿-石英，硫化物呈团块状，斑点状分布。

矿石构造多为角砾-碎裂状构造(图7)、细脉-浸染状构造(图8e)、星散浸染状构造(图8f)、团块状构造。

矿石结构主要为自形—半自形结构(图8c、8f)、交代结构。

4 矿床成因及找矿标志

多铎矿区矿体主要赋存于泥盆系—石炭系变质千枚岩中，矿区中闪长岩、花岗闪长岩脉较发育，矿体的形成和分布主要受断裂构造和侵位其中闪长岩脉、花岗闪长岩脉的控制。因此，初步认为成矿流体与次火山岩关系密切。地表浅成低温热液矿床特征明显，发育碳酸盐化和高岭土化，矿化呈细脉状、浸染状分布。侵入构造带和后期热液叠加是多铎铜金矿床的控矿构造主要样式，矿体主要产于侵入脆韧性剪切构造带和次级张剪性断裂(裂隙)带状中。构造带走向NNW向或近SN向。因此多铎矿区具有典型的浅成低温热液型矿化特点，目前发现的矿体为浅成低温热液类型。

根据综合资料显示多铎矿区找矿标志较明显：

1)地表含铜(孔雀石)石英脉，为后期热液叠加成矿期，已经发现的矿体说明是有多期热液叠加的结果，碳酸盐脉与石英脉交错穿插。

2)地表铁锰碳酸盐脉是多铎铜金矿体的直接找矿标志，铁锰碳酸盐脉沿着脆韧性剪切构造带充填，显示该区早期低温环境。

3)地表出露的岩脉为间接的找矿标志。本区岩脉侵入与成矿密切关系，为成矿提供了热源，同期形成的侵入构造为成矿提供了空间。

4)物探异常具有低阻、高极化特点，是寻找深部矿体的找矿依据。

5)化探异常与铜金矿化带吻合程度很好，目前发现的矿体均产于化探异常范围，以w(Cu)≥280×10-6、w(Au)≥12×10-9圈定的化探异常范围均找到了相应的铜金工业矿体。

表2 多铎矿区矿体基本特征Table 2 List of basic characteristics of orebodies in Duoduo mining area

图7 多铎金铜矿矿石Fig.7 Ores in Duoduo gold-copper mining area

图8 多铎金铜矿含矿岩石Fig.8 Ore-bearing rocks in Duoduo gold-copper mining area(a)容矿岩石手标本 (b)矿石原岩为闪长岩的手标本，发生了强烈碳酸盐化和孔雀石化；(c)矿石原岩为闪长玢岩，发生了强烈碳酸盐化(正交偏光)；(d)矿石原岩为石英闪长岩的镜下特征(正交偏光)；(e)碳酸盐化与浸染状硫化物矿化(反射光)；(f)图c的反射光，碳酸盐化与星散浸染状硫化物矿化。

5 结论

多铎金铜矿是该区主要矿床类型之一，矿化普遍，矿床规模较大，成矿主要受早白垩纪中酸性、酸性侵入岩浆活动和断裂构造控制，矿床位于闪长岩体、花岗闪长岩周边部千枚岩中。矿体呈透镜状、脉状等，在走向和倾向上尖灭再现、分支复合等现象。主要矿体长度大于1000 m，厚1～5 m。矿石矿物以中低温矿物组合为主。围岩蚀变以中低温热液蚀变为特征，有硅化、绢云母化、碳酸盐化、高岭土化及黄铁矿化等。

初步认为矿化与次火山岩关系密切。应注意寻找浅成低温热液型金矿、斑岩型金铜矿和曼陀型金铜矿等复合类型的矿床。

另外，多铎矿区发育晚石炭纪幔源钙碱性花岗岩，二叠纪—三叠纪侵入岩侵位于石炭纪岩浆弧。在安托法加斯塔大区即第二大区的东南部，晚石炭纪—早二叠纪火山机构中也发育小型金矿床和其他贱金属矿床，因此在多铎矿区也应该重视该类型的矿床。