秘鲁东南部安达维拉斯－亚乌里斑岩－矽卡岩铜钼成矿带地质特征

傅朝义，郭小冬，高光明，郭建栋，董金录，张恒，董少波

（1.中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012；2.中国冶金地质总局第三局地勘院，山西 大原 030002；3.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083；4.桂林理工大学，广西 桂林 541004）

0 引言

斑岩型矿床过去又被称为“细脉浸染型”矿床，其成因上均与斑状结构的中酸性浅成或超浅成的侵入体有关（袁见齐等，1985）。矽卡岩主要是在中酸性－中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石的接触带上或其附近（Meinert，1989；江晶等，2013）。在特定地质条件下，斑岩型矿床与矽卡岩型矿床存在一定的共生关系，而形成斑岩型－矽卡岩型矿床的成矿系列。如本文研究的秘鲁东南部的安达维拉斯－亚乌里成矿带即是斑岩－矽卡岩铜钼共生或伴生的成矿模式，其地质背景、成矿模式和成矿地质条件有其特殊性。

斑岩铜矿的概念首先出现在北美地区。1905年，北美洲宾厄姆（Bingham）的发现成为世界上第一个斑岩铜矿床（张杨等，2011），其被描述为“在石英二长斑岩和花岗斑岩中的巨型铜矿”；1918 年，在W.H.艾孟斯主编的《经济地质学原理》一书中最早使用“斑岩铜矿床”这个术语（金文强，2010）；1970年，Lowell and Guibert（1970）建立了第一个斑岩铜矿的地质模式（后人称之为“大白菜”模式）；在20世纪70 年代后期，R.H.Sillitoe 等将斑岩铜矿与板块构造联系起来，提出的一系列观点大大促进了斑岩铜矿地质勘查和理论研究，尤其是世界各地在斑岩地区不断发现了大型、特大型矿床，斑岩铜矿逐渐成为世界各国铜矿资源的主要成矿类型（Lowell and Guibert，1970；Silltoe，1972）。矽卡岩的提出相对较早，起初是瑞典中部矿工用来称呼与铁矿石伴生的硅酸盐岩石，后由焦聂邦（1875）正式提出，矽卡岩矿床成为独立的矿床类型（赵一鸣，1990；赵一鸣等，1999；张守林，2001；邹国富和坚润堂，2012），现在对矽卡岩矿床的理论研究非常成熟。

秘鲁从南到北有3 个主要的斑岩成矿带：秘鲁南部古近纪斑岩铜钼成矿带；秘鲁北部斑岩铜金成矿带和秘鲁东南部“阿雅库乔（Ayacucho）－阿普里马克（Apurimac）－库斯科（Cusco）”斑岩－矽卡岩铜钼成矿带。总体而言，所有的斑岩成矿带均为纳兹卡板块向南美大陆俯冲的大地构造背景下形成的。但各斑岩铜金成矿带成矿地质背景、有用金属组成、成矿时代等各具特色（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；张杨等，2011；肖娟等，2020）。

Perello（2003）等学者将秘鲁中南部阿雅库乔（Ayacucho）－阿普里马克（Apurimac）－库斯科（Cus⁃co）始新世－渐新世斑岩－矽卡岩型铜多金属矿带进一步扩大成Andahuaylas－Yauri 成矿带（Perelló et al.，2003，2004），该成矿带已经探明和正在工作的有超过40 个的大型－超大型斑岩－矽卡岩型铜－钼－（金）多金属矿床，是最近秘鲁最大发现和矿业开发最热的斑岩－矽卡岩铜金多金属成矿带①②。

1 安达维拉斯－亚乌里成矿带概述

安达维拉斯－亚乌里成矿带是全球一个迅速崛起的斑岩铜矿带。西起秘鲁的阿亚库乔，经阿普里马克、库斯科、普诺延伸到智利北部，到目前为止，该带已经发现和厘定了13 个独立的斑岩群（Perelló et al.，2003）。已经探明和正在工作的有超过40 个大型－超大型斑岩－矽卡岩型铜－钼－（金）多金属矿床（图1）。

2 成矿带成矿地质特征

图1 安达维拉斯－亚乌里始新世－渐新世斑岩－矽卡岩铜－钼－金－（银）多金属成矿带重要矿床分布图

安达维拉斯－亚乌里成矿带位于秘鲁南东部安第斯山脉腹地，该区为南美著名的亚马逊河源头区，河谷地带海拔3000 m 左右，大部分斑岩矿床位于4000 m 以上的高山区。该成矿带面积约2.5 万km2，从北西安达维拉斯，往南东延伸至亚乌里。该成矿带横跨智利北－秘鲁南正常俯冲边缘与北部秘鲁中至北部的平俯冲边缘的过渡带。基底由片麻岩所组成，从库斯科西北约130 km（Carlotto，1998），往北延伸至Maraón 地块。其上覆盖有大于10000 m厚的古生代岩石，如寒武纪至早二叠世火山沉积的海相与陆相岩石。其成矿年龄值在28.7～41.9 Ma，大部分年龄值集中在32～36.9 Ma 之间（图2）。斑岩矿床产出与始新世－早渐新世安达维拉斯－亚乌里岩基有关，岩性为酸性到中性的侵入岩。岩基包含2 个岩浆侵入阶段的岩石，第一个阶段的岩石是以闪长岩和堆晶成因的辉长岩为特点的铁镁质岩石，侵位年代是48～43 Ma。第二阶段的岩石是依次侵入第一阶段岩石的花岗闪长岩和石英二长闪长岩，侵入年代在42～30 Ma（Carlotto，1998），表明在中始新世和下渐新世之间有一次强烈的抬升运动。在同一时代，还发生了Anta 组的火山岩沉积（中始新世－下渐新世），沉积成分是超过1000 m 的安山质熔岩流和英安质火成碎屑岩流，内嵌火山碎屑成分的砾岩层（Carlotto，1998）。主要赋矿地层为中生代和早新生代的海相沉积岩，即中－上白垩统的阿尔必－土伦阶的碳酸盐岩石序列。

该成矿带内有40 多个斑岩型铜矿化体系，19个体系被归入5 个主要的簇内，还有超过12 个独立的矿化中心（Perelló et al.，2003），以及上百个磁铁矿点。含铜斑岩的岩株主要是钙碱性侵入岩，成分为含有黑云母和闪石的花岗闪长岩。局部区域也有二长花岗岩，二长岩，石英二长岩和二长闪长岩成分的岩株。热液蚀变包括绢云母－绿泥石化，石英－绢云母化和钾化，还有连成一体的青磐岩化。局部有钙－钾化蚀变和高级泥化蚀变的现象，在石灰岩为主要围岩的部位，有聚结在一起的带有矽卡岩矿化的硅酸钙岩石（Perelló et al.，2003）。

该成矿带的斑岩铜矿床和远景矿区内，斑岩铜金矿体系中有的富Au，贫Mo，如Cotabambas（Perelló et al.，2003，2004），有Au 和Mo 2 种元素都富有的矿床，如Tintaya 和los Chancas，有的则相对富Mo 而贫Au，如Lahuani。

斑岩铜矿体系中矿石的主要矿物是黄铜矿和斑铜矿，都是在钾化蚀变的早期阶段形成的。这个成矿带中大部分斑岩体系中，因为黄铁矿含量很少导致矿物的表层次生富集比较少见。含铜的斑岩岩株位于Yura群的碎屑岩层，以及安达维拉斯－亚乌里岩基某些阶段的岩石中，在构造和岩性有利的区域，会有可观的辉铜矿表层富集（Perelló et al.，2003）。

图2 安达维拉斯－亚乌里斑岩－矽卡岩铜钼成矿带主要矿床分布及形成年代

安达维拉斯－亚乌里斑岩－矽卡岩成矿带的赋矿地层从侏罗系Yura 群到新近系始新世－早渐新世San Jeronimo 群均有，其中矿床大量集中在上侏罗统Yura 群Soraya 组到白垩纪Mora 组和Ferrobamba 组的地层中，主要赋矿岩石有碳酸盐岩、泥质岩、石英岩和砂岩，最新的为新近纪的安山岩（图3）。

安达维拉斯－亚乌里岩基露头为多种侵入岩构成的复式岩基，其中斑岩铜矿床的形成与安达维拉斯－亚乌里岩基的隆起以及Incaic 造山运动密切相关。岩基侵位发生在以下3 个阶段（Perelló et al.，2003），早期阶段的特点是钙碱性堆晶岩（辉长岩，橄榄辉长岩，闪长岩），在温度1000°C，202～303 kPa 环境下结晶在浅层岩浆房底部。中期阶段为中性岩（二长闪长岩，石英闪长岩，石英二长岩和花岗闪长岩）为主的侵位。岩石颜色可以描述为浅灰色，呈中粒到粗粒似斑状结构。岩基主要由该种岩石构成。晚期阶段的花岗闪长岩一英安岩侵入次火山岩 形 成 围 岩。Carlotto（1998）和Perelló et al.（2003）等通过K－Ar 同位素定年确定侵位过程发生于始新世至渐新世早期（48～32 Ma），其中早期堆晶岩年龄在48～43 Ma，晚期中性岩年龄在40～32 Ma。

3 伸展构造控矿作用

伸展构造起源于北美西部的科迪勒拉山脉，以北美内华达和加利福尼亚地区的盆岭构造和拆离断层著称。同一构造体系下的南美西部的安第斯山脉，长期以来，多数地质理论和地质学者均以板块俯冲作用下的挤压作用和逆冲推覆构造占主导统治地位。对于斑岩型矿床，秘鲁多数地质工程师和多数文献也认为安第斯造山带斑岩铜矿的形成与Nasca板块向南美大陆俯冲，诱发中酸性岩体“被动侵位”而形成。作者认为是在造山期后应力松驰的伸展构造环境下，岩体的侵位是由基底上拱“主动侵位”而形成。由于岩浆的上拱作用，盖层岩石必然由岩浆活动中心向周边滑脱拆离，斑岩型矿床在伸展拆离构造体系下形成矿床。野外露头和钻探的一些证据有力地支持了伸展构造形成斑岩型－矽卡岩型矿床的理论推断。近年来已经有地质学家认识到安第斯造山带存在十分明显的伸展构造。通过资料研究和现场考察，认为在安达维拉斯－亚乌里斑岩－矽卡岩成矿带内，与成矿有关的斑岩体及位于白垩系碳酸盐岩之上的火山－沉积岩系列是伸展构造环境的产物。

现场考察发现安达维拉斯－亚乌里始新世－渐新世斑岩－矽卡岩成矿带具有明显的伸展构造特征。在Corivale 矿区，矿区伸展构造主干构造大致为北西300°走向，与安第斯造山带的构造线方向一致。从秘鲁1∶100 万地质图上分析，Corivale 矿区处于一个岩浆型伸展构造的核杂岩中心，宽缓的北西向长垣状、近于等轴状的复式背斜核部地层由侏罗系Yura 群石英岩及砂岩组成，两翼依次为白垩系碳酸盐岩、古近系和新近系火山沉积地层和红层地层组成。其核部为花岗闪长岩和石英二长闪长岩、花岗岩及花岗斑岩等组成“复式岩基构造”。沿核杂岩南部，发育一条北西向的左行走滑断层，岩体和已知的地层对应标志层水平错动约为6～7 km。小岩株和斑岩脉往往沿北西向断层展布。岩体与围岩接触带部分地段为典型的拆离断层，形成明显的数百米宽，几十米厚的缓倾斜糜棱岩带（图4）。

图4 Corivale 矿区碳酸盐岩质糜棱岩（拆离断层）宏观特征（上）及远眺（下）

在岩体的顶部，与拆离断层带一致的缓倾斜层状节理十分发育，而且，岩体顶部受拆离断层带影响，形成明显的层状蚀变带。其上发育碳酸盐岩糜棱岩化，沿糜棱岩面理分布着条带状的细粒黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿等金属硫化物。这种类型的矿化在Corivale 矿区十分普遍。糜棱岩带顶板往往发育微角砾岩带，微角砾岩带发育在矿化蚀变的糜棱岩与深黑色含碳质的石灰岩接触界面附近。根据野外观测，区内拆离断层滑脱带存在以下几个滑动面。

不同期次的岩体之间以缓倾斜层节理和蚀变－未蚀变岩体的缓倾斜界面表现出来。

岩体与围岩接触带，包括岩体与砂质岩石、岩体与碳酸盐岩的接触带。

不同岩性之间的接触界面，由于不同的岩性其力学干性不同，往往产生滑动拆离，如Antilla 铜矿拆离断层产于砂质岩石与泥质岩石的接触带，Corivale 碎屑岩与碳酸盐岩之间的界面往往形成微角砾岩带。

不同化学活性岩石之间的接触界面，如深色的碳质灰岩与浅色的亮晶灰岩之间的接触界面往往发育糜棱岩带，同时浅色的质地较纯的碳酸盐岩也是糜棱岩带发育和矿体赋存的主要部位。

加拿大Banoro 资源公司在Antilla 矿的四条勘探线剖面显示出该区伸展拆离断层控矿的特征，矿体实际上为沿拆离断层带展布的缓倾斜板状体，在拆离断层带发现90 多米厚的铜矿带。多数钻探工程是在下侏罗统Yura 组石英岩质糜棱岩之下拆离断层带施工的（图5，6）。在Antilla 和Corivale 矿区的山顶平台，往往发育有古近纪－新近纪的红色盆地沉积，这些盆地为明显的伸展构造形成的“箕状地堑盆地”。

4 典型矿床案例

4.1 安蒂拉（Antilla）斑岩铜矿

Antilla 斑岩铜矿床是加拿大Panoro Minerals Ltd.在安达维拉斯－亚乌里成矿带上所拥有的矿权之一。安蒂拉铜矿床位于秘鲁南部阿普里马克大区库斯科南西140 km2处。矿区的中心位置UTM 坐标：8，414，000N 和718，500E，海拔3300～4100 m。

图5 Antilla 斑岩铜矿A－B′地质剖面图①

图6 Antilla 矿床在拆离断层带（图5）施工钻探现场照片

Antilla 斑岩铜矿位于安达维拉斯－亚乌里岩基的南西边界处，周边分布有Los Chancas、Parchite、PenangAlta、Lahuani、Trapiche、Chama 斑岩－矽卡岩铜银金多金属矿床。Antilla 铜矿位于査尔万卡岩浆型核杂岩的南东翼。包括Corivale、Tapairihua 和加拿大绿色资源公司的矿权区均位于该岩浆型核杂岩的周缘（图7），均受伸展构造控制。该岩浆型核杂岩核部由一条十分明显的左行北西走滑断层从矿区南西通过，根据对应地层错开测量，其水平断距达7 km。

Antilla 斑岩铜矿主要成矿特征描述如下。

（1）地层

Antilla 斑岩的围岩是Yura 群的Chuquibambilla组和Soraya 组的碎屑岩序列。

（2）岩浆岩

矿区内可分5 种类型的斑岩体，从老到新描述为：Chalhuany 斑岩体，和大部分深成矿化物质的来源有关，主要由英安斑岩和粗安斑岩组成→成矿间斑岩体→晚期斑岩体（英安质）→粗面斑岩体，后面两期岩浆活动与矿化无关。

（3）构造

区内构造较复杂，控制了矿体的产出形态，包括两个主要的断裂系统，一组发育在矿区西部走向近北西向，另一组在矿区南部走向为东西向，两组断裂长度都超过10 km；区内还有一个近北西向的走滑断层带，倾角约80°；局部还见褶皱构造控制了英安斑岩的分布。另外Antilla 矿区的伸展构造发育，拆离断层控矿的特征十分明显。

（4）矿床地质特征

主要矿体为沿拆离断层带展布的缓倾斜板状体，在拆离断层带发现90 多米厚的铜矿体。矿区内的矿化、蚀变与典型斑岩型矿床相似，主要的Cu、Mo 矿化来自裂隙中细脉浸染状的黄铜矿、斑铜矿和辉钼矿，并常伴有钾化和绢云母化。深部矿化也常与围岩性质、相关蚀变有关。地表常见铜蓝、孔雀石以及颗粒状黄铁矿、黄铜矿。2013 年12 月，加拿大Tetra 技术公司通过Panoro 公司施工的9130 m 的钻探结果（49 个钻孔）和前人施工的5162 m 钻孔（39个钻孔），估算有1.459 亿万t 矿石量，其中有0.40%铜和0.009%钼②。

4.2 伽里瓦里（Corivale）斑岩－矽卡岩铜钼矿床

伽里瓦里（Corivale）斑岩－矽卡岩铜钼矿是庄胜矿业集团在安达维拉斯－亚乌里成矿带上的矿权，其北部紧邻Antilla 斑岩铜矿、南部与加拿大绿色资源公司的斑岩铜矿毗邻，周边还有Lahuani、Trapiche等斑岩型矿床。Corivale 矿位于秘鲁中南部的阿普瑞马克（Apurimac）省境内，在该省首府阿巴凯（Abancay）市的南方向约90 km。矿区中心大地坐标是南纬14°22′56″，西经73°02′30″。

图7 Corivale－Antilla 斑岩铜矿周边变质核杂岩构造地质图①②

伽里瓦里（Corivale）斑岩－矽卡岩铜钼矿主要成矿特征描述如下。

（1）地层

区域古生界地层缺失，而中生界、新生界地层出露较广。区内出露最老地层为中生界侏罗系上侏罗统至白垩系下白垩统Yura 群，主要分为3 个组，由下而上分别为Piste 组、Chuquibambilla 组和Soraya组。

（2）构造

矿区内构造主要受安第斯山的造山运动影响，其构造总体走向与安第斯造山带北西走向的构造线一致。矿区内断裂主要为北西向，其次为近东西向和近南北向断裂，组成完整的断裂构造系统。这些断裂有的为控矿断裂，有的为赋矿断裂，同时为火山活动及热液的上侵提供有利通道。

（3）岩浆岩

矿区内岩浆活动强烈，岩浆岩主要侵入期为古近纪，岩体分布面积较大，具有复式岩体的特征，岩性主要为花岗闪长岩类，矿区分布在这些岩体周边。根据野外实地勘查，有花岗闪长岩、黑云母花岗岩、花岗斑岩三期明显的岩浆侵位作用。其次，还发现有闪长玢岩脉、安山岩和安山质熔岩。

（4）矿床地质特征

矿区内矿床（化）主要与古近纪渐新世－始新世花岗岩类侵位活动有关，同时与区内伸展构造及后期逆冲挤压构造关系密切，矿区内发现的矿床（点）主要有5 种类型：产于岩体与围岩接触带，与矽卡岩有关的铜－多金属矿床。

产于拆离断层带，与伸展构造有关的层状－似层状铜－铅锌矿床；与后期挤压作用有关的脉状铜－铅（银）－锌－锰矿床；产于断裂带中的脉状浅成低温热液金矿床。产于花岗闪长岩体中的斑岩型矿床。

产于岩体接触带与矽卡岩有关的铜－多金属矿床（化）和产于花岗闪长岩体中的斑岩型矿床是主要的铜钼矿床类型。一些部位存在明显的多种矿化叠加富集作用，具有“多因复成”的特征。

5 结论

（1）秘鲁安达维拉斯（Andahuaylas）－亚乌里（Yauri）始新世－渐新世斑岩－矽卡岩型铜多金属矿带为秘鲁近年来新发现并引起重视的一个新的找矿潜力巨大的成矿带。在该成矿区内包含有斑岩型铜银矿床、富磁铁的矽卡岩型铜铁矿床以及斑岩－矽卡岩型的铜多金属矿床，已经确定的斑岩型矿化系统有31 个，包括可分为5 组的19 个矿化系统和另外12 个单独的矿化中心。

（2）纳斯卡板块向南美洲板块俯冲交汇处，俯冲过程始于早侏罗世，经过长期剧烈的板块运动及火山岩浆活动，为矿区提供丰富的成矿物质和良好成矿构造环境。安达维拉斯（Andahuaylas）－亚乌里（Yauri）成矿带总体上为板块俯冲环境，但成矿期存在“伸展环境”。

（3）上侏罗统－下白垩统的Yura 群地层为成矿有利地段，其岩性由下部还原环境下沉积的含炭及有机质的黑色碳酸盐岩逐步过渡到碎屑岩系的砂页岩和滨海相的砂岩。化学性质活泼且脆性较大的碳酸盐类岩石与酸－中性的浅成岩浆岩接触，易发生交代作用而形成品位较富的矽卡岩型矿床。另外上部发育较致密以及有孔隙度相对较低的石英砂岩、凝灰质砂岩和流纹凝灰岩也能起到遮挡作用。

（4）北西－东南走向的区域深大断裂构造系统控制了安达维拉斯（Andahuaylas）－亚乌里（Yauri）岩基和区域矿床的分布。区域内各矿床都受该断裂构造影响，其大部分矿床出现在与次级断裂交汇地带，次级构造也是含矿热液的运移通道和容矿空间。矿区伸展构造发育，主要表现为沿花岗岩侵入带分布有较宽的糜棱岩矽卡岩化矿化蚀变带，因此本区有良好的成矿构造环境，拆离断层带是最重要的控矿构造。

（5）安达维拉斯（Andahuaylas）－亚乌里（Yau⁃ri）成矿带铜矿化在空间和时间上都和中始新世至早渐新世（8～32 Ma）的“主动侵位”的钙碱性安达维拉斯（Andahuaylas）－亚乌里（Yauri）岩基有关，其提供了丰富的成矿物质、矿化剂和成矿动力。区域酸性到中性的侵入岩和中、上白垩统的阿尔必－土伦阶的碳酸盐岩石序列接触，导致了铜矿化，并生成了铜－锌矽卡岩体；基性最强的侵入岩和中上阿尔必－土伦阶的碳酸盐岩石序列接触，生成了块状的铁－铜－金矿化体；侵入岩内部，则含有细脉状的、主要矿物为金－铜的斑岩型矿化。

（6）成矿带矿床类型从斑岩体到围岩存在“斑岩－矽卡岩－岩浆热液三位一体的铜多金属矿化”，矿化类型按产出位置分为5 类：①产于斑岩体内部斑岩铜钼矿；②产于岩体接触带，与矽卡岩有关的铜－多金属矿床；③产于拆离断层带，与伸展构造有关的层状－似层状铜－铅锌矿床；④与后期挤压作用有关的脉状铜－铅（银）－锌－猛矿床；⑤产于断裂带中的脉状浅成低温热液金矿床。

注释

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］.