秘鲁 Cerro Fierro 铁铜矿地质特征及成因分析

2019-06-13金文强

世界有色金属 2019年8期

金文强

（天津华北地质勘查局，天津 300170）

Cerro Fierro铁铜矿位于秘鲁中南部，阿雷基帕（Ariquipa）大区阿卡里（Acari）城西北约10公里处，按照秘鲁能矿部对秘鲁成矿带的划分，该区属于秘鲁中上侏罗统海岸基岩I-O-C-G成矿带[1]，该带从北到南分布有Raul-Consdestable铜矿、Cerro Lindo铜锌矿、Marcona铁矿和Justa铜矿等大型特大型矿山，资源储藏量巨大，（图1）。

1 区域成矿背景

Cerro Fierro铁铜矿位于西科迪勒拉山脉西侧与海岸基岩带的过渡交替部位，出露最古老的地层为前寒武系结晶基底，由黑云母钾长花岗片麻岩、含磁铁绿泥石英片岩、燧石团块和条带灰岩、大理岩等,往内陆方向大面积发育侏罗世与白垩世的地层，侏罗世地层主要有火山凝灰岩、砾岩及薄层灰岩等，白垩世地层为页岩、泥岩、砂岩等。新近世地层为白色火山灰互层粘土岩及英安质凝灰岩[2]。

科迪勒拉造山带为一强烈地壳运动、构造、岩浆火山活动强烈的“B”型俯冲型造山带[3]从元古代到新生代，构造运动从未停止。秘鲁南部海岸基岩带构造以断裂为主，构造线展布与整个科迪勒拉山脉走向一致，主要为巨大的纵向（北西向）断裂带组成，这些北西向断裂一般倾向科迪勒拉山脉腹地（北东），倾角较陡。为NASCA板块向南美大陆俯冲的强烈挤压应力作用下形成的，早期为挤压性质，同时，造山期后受伸展构造控制，又具有张性特征。控制现代河谷的构造为与科迪勒拉山脉走向近乎垂直的北北东向和近南北向横断裂组成[2]。

海岸基岩带火山岩浆活动强烈,侏罗纪末造山运动，伴有广泛的岩浆侵入；白垩纪末大规模造山运动一直延续到新近纪。矿区晚侏罗世—早白垩世火山活动剧烈，有大规模的火山喷发和侵入活动。火山岩主要为侏罗纪喷发的基性-中基性-中酸性火山岩，主要岩石类型为玄武岩、玄武安山岩、英安岩及安山玢岩和英安斑岩。

持续构造运动和多期次的岩浆活动为本区的成矿提供有利的条件。

2 矿区地质特征

矿区出露岩浆岩为主，少量石英砂岩以及河沟处有第四系分布。近南北向断层发育，为主要容矿控矿构造。矿化以磁铁矿、镜铁矿、赤铁矿为主。

2.1 地层

矿区出露地层较少，石英砂岩，层状构造，成分几乎全为石英。层厚5cm～20cm不等，NEE倾向，78°∠58°。出露面积0.3Km2以上，在近Biella Union出露第四系，砾石、粉砂为主，范围较大。

2.2 构造

区内发育断层为主，断层以近南北向、北北东向为主，断层带较宽，在1m-100m以上不等，表现出明显的张性特征，断层带蚀变以膏盐化、阳起石化、绿帘石化、绿泥石化为主，为本区最重要的控矿构造。

2.3 岩浆岩

区内出露以岩浆岩为主，岩性主要有辉长岩、斜长岩、辉长闪长岩、闪长岩、二长闪长岩、英安斑岩、花岗斑岩、凝灰岩等，其中闪长岩类为白垩纪Coastal闪长岩。

辉长岩，粒状、辉长结构，块状构造，也常见微晶辉长岩。主要有基性斜长石与辉石组成，多黑灰色、灰色，常发生绿泥石化，碳酸盐化。区内以小岩体规模出露。

斜长岩，颜色较浅，灰白色、灰色，主要由大量的斜长石组成，次要矿物为辉石，角闪石。出露规模较小。

辉石闪长岩，颜色灰色、灰黑色。细-中粒结构，块状构造，由斜长石、角闪石、辉石组成。大规模岩体出露。

闪长岩，灰色为主，主要有斜长石、角闪石组成。大规模岩体、岩脉形式出露。

二长闪长岩，灰色、灰白色，粒状结构，由斜长石、钾长石，角闪石组成，块状构造。可与闪长岩渐变过渡。

英安斑岩，灰色、黑灰色，斑状结构，块状构造。斑晶以斜长石为主，基质隐晶质。脉状出露。

图1 中上侏罗统海岸基岩I-O-C-G成矿带

花岗斑岩，灰白色，斑状结构，块状构造，斑晶为石英、长石，基质隐晶质。脉状出露。

凝灰岩，灰色，灰黑色，区内以安山质晶屑凝灰岩为主，斜长石晶屑。主要出露于矿区北部。

3 矿床地质特征

矿区共划分3条矿带，西部矿带、中部矿带和中部矿带。

西部矿带：赋存于走向近南北的断裂带中，围岩为辉石闪长岩，矿带出露长度约2000m，宽1m～50m,铁铜矿体呈脉状、透镜体状、角砾状、浸染状等展布于断裂带中，矿体多数宽1m～3m，局部呈透镜状宽度可达9m～10m，矿体在矿带南部主要倾向西，矿带北部倾向东，说明该断裂具有旋转剪切特征。矿物类型主要为磁铁矿、赤铁矿和镜铁矿为主，下部见有铜蓝及孔雀石化。蚀变类型近矿带主要为阳起石化、绿泥石化、常见有阳起石与磁铁矿相互穿插的嵌晶，同时见有强硅化、后期发育碳酸盐岩化。两侧围岩蚀变为钾化、高岭土化，地表蚀变带表现为明显的红土化。

中部矿带：赋存于北北东向的断裂带中，走向北北东10°～20°之间，围岩为辉石闪长岩、二长闪长岩，延伸长达2700余米,矿带宽1m～50m不等，铁矿体呈有脉状、透镜体状、角砾状展布于断裂带中，矿体多数宽0.5m～2m，宽者可达7m～8m；矿石矿物有磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、孔雀石、铜蓝等，膏盐化、阳起石化、钾化、碳酸盐化蚀变普遍发育。

东部矿带：赋存于走向近南北的断裂带中，走向北北东20°左右，围岩为辉石闪长岩、二长闪长岩，延伸长约1000m,矿带宽2m～10m不等，铁矿体呈透镜状展布于断裂带中，矿体多数宽1m，宽者可达2m；矿石矿物有磁铁矿、赤铁矿、孔雀石等，绿泥石化、阳起石化、钾化、碳酸盐化蚀变普遍发育。

4 矿床成因及控矿因素

中生代Coastal中性侵入岩（岩株、岩枝状）活动晚期，由于构造活动强烈，富含铁质的热液流体沿近南北向及北北东向的断裂上侵，在适合的围岩或构造条件下成矿，矿石成因类型包括接触交代、贯入及热液等，矿石类型包括块状、网脉状、浸染状等。

矿区在区域构造环境上位于太平洋板块与美洲板块接触带的东侧，属活动大陆边缘，Sillitoe(2003)将铁氧化物-铜-金(IOCG)型矿床定义为含有大量磁铁矿和(或)赤铁矿的矿床[4],黄铜矿、斑铜矿,矿产组合变化范围大,与一定的构造-岩浆环境有关[5]。IOCG型矿床与深成侵入岩及同时期活动的断裂有密切的关系[6]。

综上所述，Cerro Fierro铁铜矿是构造控制的热液充填型矿床，属于铁氧化物-铜-金(IOCG)成矿系统中的一个部分。