阿根廷贡萨利托多金属矿区矿床成因探索

2019-06-17赵坦汪忠兴

安徽地质 2019年1期

赵坦，汪忠兴

（华东冶金地质勘查研究院，安徽合肥 230088）

1 多金属矿区简介

贡萨利托多金属矿区位于阿根廷共和国进里奥内格罗省的中南部，其西北临近帕依莱曼镇（Paileman），东北临近圣安东尼奥（San Antonio）市，向南与希拉格兰德（Sirra Grand）地区相连，地理位置在南纬41 °～42 °和西经65°和66°之间，面积约750km2。

在区内复杂的沉积变质岩中，已有多个铅、银为主的开采（包括坑采的露采）矿山。其中较大矿山为东部的贡萨利托（Gonzalito）银铅锌矿和中部的玛丽亚特雷莎（Maria Teresa）铅矿。

2 成矿区地质背景

贡萨利托多金属矿区的大地构造位置为阿根廷巴达哥尼亚(PATAGONIA)地台/索姆库拉(SOMUNCURA)地块。根所阿根廷国家地质资区域构造总体上与阿根廷全境基本一致。

2.1 地层

图1 贡萨利托地区地质图Figure 1. Geological map of the Gonzaleto area

本区由变质基底与盖层两部分组成。变质基底由寒武系贡萨利托（GONGZALITO）地层和志留系哈圭利托地层组成：①贡萨利托地层由变质岩、混合岩与花岗岩组成，出露于哈圭利托断层的东侧，主要岩性有黑云母石英片岩、石英长石片岩、黑云母片麻岩、白云母-石榴石花岗岩等，其中黑云母石英片岩(又称黑色片岩)分布最为广泛，发育节理及鳞片变晶结构，由黑云母、白云母、石英、长石组成。②哈圭利托地层由变质程度较低的绿片岩相的一套岩石组成，出露于哈圭利托断层两侧，主要岩性有石英千枚岩、钠长石-绿帘石-绿泥石片岩和透闪石片岩等，其中最主要岩性为石英千枚岩，深灰-中灰色，见片理和带状石英，主要矿物成分石英、白云母、绿泥石等。盖层由白垩系罗卡地层和第四系组成：①罗卡地层：为一套滨湖相-泻湖相沉积地层，主要岩性有熔结角砾岩、凝灰岩、黏土岩、凝灰质粉砂岩、钙质砂岩、沥青质泥灰岩、含贝壳泥质灰岩等。②第四系为洪积、冲积物，岩性主要为中厚层泥沙、淤泥、碎石和角砾等，局部可见冰碛物。

2.2 构造

本区构造主要由哈圭利托断层及众多不同构造期的次一级断裂组成，构造的主方向为北西向和北东向，且构造活动与岩体侵入密切相关，同时控制矿（化）体的展布和形态。

哈圭利托断层为哈圭利托地层和贡萨利托地层的接触带，走向NW向，倾向朝东，倾角76°～86 º，断层两侧有大面积岩浆岩出露。次一级断层则平行或穿切哈圭利托断层，切割构造单元和岩石基底，发育方向为NE向。

本区构造大致分三个阶段：加里东期构造造成了前寒武基底的片理化及局部褶曲；海西期构造运动造成部分地层浅变质并导致了早古生代和二叠系花岗岩侵入；三叠纪到中侏罗世之间则发生了局部的构造活动，导致闪长岩脉和煌斑岩脉的侵入，以及糜棱岩化的发育。

2.3 岩浆岩

本区内出露的岩浆岩为帕依莱曼花岗岩和玛里费尔地层。①帕依莱曼花岗岩沿哈圭利托断层分布，展布方向为NW向，与断层走向一致，大部分出露在断层西南地区，通常呈粉红色、半自形粒状，矿物成为为长石、石英、镁铁质矿物和少量黑云母等。该岩体侵入到早古生代的哈圭利托地层中，上覆不整合接触的中生代火山岩盖层。同位素测定为270±10百万年（早二叠世）。②玛里费尔地层为一套流纹岩喷溢组合，其主要岩性有流纹斑岩-流纹质凝灰岩-晶屑凝灰岩-玻屑凝灰岩组成，浅灰白色-浅红色-砖红色，主要成分为石英、长石、黑云母等，在哈圭利托断层两侧均有分布，部分地区覆盖于帕依莱曼花岗岩之上，出露面积较大。K-Ar法定年为160±10Ma，时代为侏罗系。岩浆活动通常与构造活动相伴，岩浆热液为矿质的富集和运移起到了重要作用。

3 矿（化）体地质特征

3.1 成矿(化)区(带)的划分与已知矿床分布

贡萨利托地区有三个成矿带：哈圭利托成矿带、玛丽亚特雷莎(MARIA TEREZA)成矿带、贡萨利托成矿带，三个成矿带均与构造有关，分别位于哈圭利托断层带和黑色片岩带内，构造作用为岩体的侵入创造了条件，区内普遍发育中酸性岩脉，岩体的侵入带来的岩浆热液，为矿质的富集和运移创造了有利条件。在空间上，带内所发现的矿体分布与构造一致，矿体（脉）的展布情况也基本和构造方向一致，这说明构造在成矿作用过程中起到极其重要的作用。这三个矿带的地质特征对比如表1：

3.2 矿（化）体赋存形态和矿石特征

表1 贡萨利托地区多金属成矿带地质特征对比Table 1. Comparison of geological characteristics of polymetallic metallogenic belts in the Gonzalito area

贡萨利托多金属矿是一个复杂的构造热夜活动的结果，在成矿过程中经历了叠加变形，多期岩浆活动，多相变质等，最终形成了热液矿床。

贡萨利托多金属矿床的矿化类型为块状硫化物型。块状硫化物矿(化)体为透镜体型，即以透镜状的多金属硫化物集合体形式出现，由小型构造控制，延伸方向为NE和NW向，近地表矿石矿物有褐铁矿、石膏、锰氧化物等，深部透镜体矿石矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等（见图2）。

图2 块状硫化物氧化带和原生带中的金属矿石Figure 2. Metal ores in massive sulfide oxidation zones and primary zones

4 多金属矿的成矿因素分析

4.1 地层的含矿性

贡萨利托地区多金属矿的赋矿地层为元古代变质岩，包括大面积出露的贡萨利托地层和沿哈圭利托断层展布的哈圭利托地层，变质地层中的金属元素含量比较高，是成矿物质的一个重要来源。2015年下半年，安徽省华东冶金地质勘查研究院地质工作人员，赴该多金属成矿区开展了针对贡萨利托地层的岩石地球化学工作（笔者也参加了这次工作），通过采样、分析圈出多个综合异常区。见图3：

由综合异常可以看出贡萨利托地层的变质岩，尤其是黑色片岩具有Cu、Au、Ag、Pb、Zn等多金属元素异常。异常特征见表2：

图3 岩石地球化学综合异常H1、H2，其中着色部分为金元素异常Figure 3. Comprehensive petrogeochemical anomalies H1 and H2, with the colored parts being gold element anomalies

由此看出寒武系变质贡萨利托地层，为成矿的一个主要矿源层，为矿床的形成提供了物质来源。

4.2 岩浆岩的成矿作用

多期多阶段的岩浆活动沿着构造断裂、裂隙和基底的薄弱片理带侵入，不仅形成了区内主要相关的酸性的侵入岩和煌斑岩脉、细晶岩脉等各种类型的小岩脉；而且也给成矿区带来了丰富的成矿物质来源和大量的岩浆热液，进一步激化了地层中多金属元素的活化、迁移，在适宜的层位富集成矿。

表2 异常特征简表Table 2. Summary of features of the anomalies

4.3 构造的控矿作用

（1）贡萨利托地区多金属矿与构造活动密切相关，多金属矿体（脉）多分布在断层带的旁侧，并沿断层的走向展布，黑色片岩带本身属于构造片岩带，其片岩带走向与地区主构造方向一致；控矿构造带内的矿体（脉）多集中分布，体现了变质岩地层矿物质分布的不均匀性；另外我们认为构造活动导致的变质分异是变质岩矿物质富集的一个重要因素。

（2）构造控制矿体（脉）的走向，在对矿体（脉）的走向统计发现，矿体（脉）的走向主方向为北西向，其次为北东向；本次统计了矿脉走向共53组，走向范围集中在280°～340 º和10 º ～50°，其中280°～340 º 为38组，10 º -50°为8组，大体和构造的方向一致。矿体（脉）走向统计见下表3：

（3）构造往往伴随着岩浆活动，而岩浆活动为

表3 矿体（脉）走向统计表Table 3.Statistics of trends of ore bodies (veins)

区内的矿体在空间和时间上与黑色片岩中金属含量有关，黑色矿化片岩的存在，不仅是严格的控制片岩型矿层，而且限制了硫化物透镜体的本身的界限，确定了区内矿床层控特征。根据我们2008年在本区南部希拉格兰德铁矿详查中对志留系含矿地层构造和物质成分的研究，原始沉积的含矿地层，在构造-热液活动的初期阶段，以交代过程占主导地位，到热液期后则为填充过程。

推测成矿模式为：古生界原始沉积含矿地层，经过中、低程度的各种变质过程后，一个源于多期构造过程的裂隙，导致了海西期后与印支燕山期岩浆周期的相关热液上升，受构造-岩浆热液的影响，早期矿化地层再活化，发生了迁移、变质、再沉淀、置换交代和充填等多期的一系列矿化演变，最初，发生了中温矿物组合的沉淀。当热液温度下降至约200℃，萤石、石英和玉髓开始沉淀、交替和重复，产生典型的低温结构：充填角砾状、带状和皮壳状与含有空洞的玫瑰花状结构。形成具有充填裂成矿提供了一个热液来源。构造活动使变质基底片理化，形成了构造薄弱带，为岩脉和岩体的侵入创造了条件，岩体和岩脉的侵入带来的岩浆热液，则起到了矿物质的活化、运移和富集的作用。