玻利维亚Laurani斑岩-浅成低温热液矿床地质特征及控矿因素*

2022-03-17韩润生李文尧王加昇曹继锋

矿床地质 2022年1期

刘飞，韩润生**，李文尧，王加昇，雷丽，曹继锋

（1昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650093；2有色金属矿产地质调查中心西南地质调查所，云南昆明 650093；3陕西中金地质矿产科技有限公司，陕西西安 710100）

玻利维亚矿产资源丰富，成矿条件优越，矿床类型多样，以玻利维亚型多金属脉状矿床、与深成岩相关锡多金属矿床、造山型金（锑）矿、沉积岩容矿型铜矿、蒸发沉积矿床等著称于世（Arce-Burgoa,2009;Arce-Burgoa et al.,2009;杜菊民等,2017）。Laurani高硫化浅成低温热液矿床位于玻利维亚Altiplano盆地东北部（图1;Ahlfeld,1967;Redwood et al.,1997;Arce-Burgoa et al.,2009），发现和开采历史悠久，但研究程度低。Ahlfeld（1967）在划分玻利维亚成矿期与成矿省时，简要描述了该矿床地质特征，指出矿区火山岩主要由安山岩、英安岩、凝灰岩、流纹岩和火山角砾岩等组成，成矿与流纹岩岩枝有关，且成矿元素具有明显的分带性。Redwood等（1997）认为该矿床的形成可能受到区域性NW向Eucaliptus断裂控制，成矿与岩浆作用关系密切，弱青磐岩化英安岩中黑云母K-Ar年龄为（8.8±0.3）Ma（Redwood et al.,1989）。Keller等（1981）和Paar等（2009）分别报道了在该矿床发现的2种新矿物——Lammerit和Braithwaiteite，均为含铜矿物的表生氧化产物。Arce-Burgoa等（2009）指出该矿床历史上开采了0.5 t、Au、40 t、Ag和0.3 Mt Cu，并推测有20 t Au、1500 t Ag和1 Mt Cu的潜在资源量，暗示其仍具有较大的找矿潜力。前人的研究对Laurani矿床成矿作用有了一定的认识，但对制约成矿认识和找矿评价的重要科学问题，如矿床地质特征、热液蚀变特征、矿体展布规律、控矿因素等方面仍处空白。本文通过对该矿床构造、岩浆岩、热液蚀变、矿（化）体类型及特征的系统研究，阐述矿床地质特征，总结控矿因素，结合钻孔验证结果分析深部找矿潜力，以期提高该矿床成矿作用认识并指导找矿评价。

图1 Laurani矿床区域地质图（据SERGEOMIN-YPFB,2001;Redwood et al.,1997）1—第四系；2—新近系；3—古近系；4—中生代地层；5—古生代地层；6—花岗岩类侵入体；7—熔结凝灰岩；8—中新世中酸性火山岩；9—中新世钾玄岩；10—断裂；11—矿床；12—城市Fig.1 Regional geology of the Laurani deposit(after SERGEOMIN-YPFB,2001;Redwood et al.,1997)1—Quaternary;2—Neogene strata;3—Paleogene strata;4—Mesozoic strata;5—Paleozoic strata;6—Granitoid pluton;7—Welded tuff;8—Miocene intermediate-acidic volcanic rock;9—Miocene shoshonite;10—Fault;11—Mine;12—City

1 成矿地质背景

安第斯造山带是世界上最大的活动板块边缘之一，也是世界上著名的Cu、Au多金属成矿带（Allmendinger et al.,1997;Sillitoe,1992;Isacks,1988;卢民杰等,2016）。玻利维亚安第斯造山带是其中的重要组成部分，包括西科迪勒拉岩浆弧、Altiplano盆地、东科迪勒拉断褶带和次安第斯断褶带（Arce-Burgoa et al.,2009）。西科迪勒拉岩浆弧广泛分布中-晚中新世和上新世的火山岩（Jimenez et al.,2008），是安第斯中部火山岩带（Central Volcanic Zone）的重要组成部分，地质特征及演化与Altiplano盆地具有相似性（Soruco,2000）。东科迪勒拉断褶带以发育地壳缩短、褶皱、逆冲推覆为特征（Soruco,2000），同时伴有较强的岩浆作用。Altiplano盆地为连续的陆内山间盆地，平均海拔3800 m（Garzione et al.,2006），接收来自两侧的断褶带和岩浆弧的沉积物（U.S.Geological Survey et al.,1992）。

区域地层主要为第四系泻湖相、冰川相、冲积相沉积物，局部分布古近系与新近系陆相碎屑沉积物，毗邻东科迪勒拉断褶带零星出露志留系和泥盆系海相浅变质岩及白垩系陆相碎屑岩（Garzione et al.,2006）。区域岩浆岩主要为新生代钙碱性火山岩、次火山岩和浅成/超浅成侵入岩，具有不同的成岩时代，且岩浆活动往往伴随成矿作用发生；古生代和中生代岩浆活动较弱，主要沿不同构造单元的边界断裂带零星分布（Jimenez et al.,2008）。区域构造主要为一系列近于平行展布的NW向深大断裂和褶皱。构造活动与成岩成矿关系密切，如区域性NW向Eucaliptus断裂及其旁侧形成了一系列中新世岩浆岩，伴随断裂活动和岩浆作用，形成了众多Au-Ag-Cu多金属矿床（点）（图1;Redwood et al.,1997）。区域矿产以贵金属、有色金属为主，主要包括浅成低温热液型矿床、沉积岩容矿型铜矿、玻利维亚型多金属脉状矿床、与深成岩相关锡矿床等（Arce-Burgoa et al.,2009;杜菊民等,2017）。

2 矿床地质

2.1 地层

矿区出露地层主要为中新统和第四系（图2），矿区外围出露志留系浅变质砂岩、页岩和白垩系泥岩、砂岩（Lane,1996;Katsura,2004;Edwin,2004）。

图2 Laurani矿床地质图1—第四系；2—中新统；3—二长花岗斑岩；4—凝灰岩；5—英安岩；6—英安斑岩；7—火山角砾岩；8—大型断裂及倾向；9—推测断裂及倾向；10—走滑断裂及运动方向；11—小型断裂；12—矿体和矿脉；13—钻孔位置及编号；14—实测地质剖面Fig.2 Geological map of the Laurani deposit 1—Quaternary;2—Miocene strata;3—Monzogranite porphyry;4—Tuff;5—Dacite;6—Dacite porphyry;7—Volcanic breccia;8—Major faults and their dip direction;9—Speculated faults and their dip direction;10—Strike-slip faults and their motion direction;11—Small faults;12—Ore-bodies and ore-veins;13—Position and number of drilling holes;14—Measured geological profile

中新统为红色、红褐色泥岩、粉砂岩、砂砾岩（图3a），沿环状断裂环绕破火山口遍布矿区（图2）。中新统与岩浆岩接触部位由于热变质作用往往发生角岩化（图3b），在岩浆岩内常见中新统捕掳体（图3c）。第四系主要为残坡积物、冲积物、崩积物，分布于矿区局部地段（图2），角度不整合覆盖于中新统之上（图3d）。

图3 Laurani矿床地层、火山穹窿构造和环状断裂特征a.二长花岗斑岩侵位于中新统之上；b.二长花岗斑岩与中新统泥岩呈侵入接触，在接触部位发生接触热变质，在二长花岗斑岩一侧形成青磐岩化和碳酸盐化，在泥岩一侧形成角岩化；c.二长花岗斑岩内见中新统泥岩捕掳体，捕掳体发生褪色；d.第四系残坡积物角度不整合覆盖于中新统泥岩之上；e.火山穹窿构造特征；f.中新统与二长花岗斑岩以环状断裂为接触界面Fig.3 Characteristics of strata,volcanic dome structure and ring fault in the Laurani deposit a.Monzogranite porphyry emplaced above Miocene strata;b.Monzogranite porphyry is in intrusive contact with Miocene mudstone,and thermal metamorphism occurred at the contact segment,with propylitization and carbonatization on the monzogranite porphyry side and hornfelsization on the mudstone side;c.Miocene mudstone xenoliths can be observed in monzogranite porphyry,the xenoliths tend to fade;d.Quaternary residual sediments unconformably overlay Miocene mudstone;e.Volcanic dome;f.Miocene strata and monzogranite porphyry are bounded by ring fault

2.2 构造

矿区构造作用强烈，整体为环状断裂围限的火山穹窿构造、破火山口构造，其内发育爆破角砾岩筒、侵入接触构造和大量断裂、节理裂隙（图2），未见褶皱。

火山穹窿构造是Laurani矿床的典型宏观特征（图3e），为喷溢和侵位至浅表的岩浆物质大量堆积形成的穹状隆起，在平面上近圆形，东西宽约2.5～3.0 km，南北长约3～3.5 km（图2），在剖面上呈拱形。受岩浆多阶段喷发或侵位及构造强烈活动的影响，在火山穹窿构造基础上主要沿Huari Humana断裂发生塌陷，在矿区中心地段形成NE-SW向线状延伸的负地形，在边部则是以火山岩或侵入岩构成的陡崖（图3f），形成了破火山口构造。环状断裂主要是岩浆活动过程中生成的断裂，构成矿区火山穹窿构造、破火山口构造的外围界线，成为火山岩、侵入岩与外围地层的接触界面，具陡立、向心倾斜特征（图3f）。火山穹窿构造、破火山口构造与环状断裂构成矿区基本构造格架，约束矿床的定位和分布。

依据成岩成矿机制和构造岩相学相系角度下的角砾岩类成因分类（方维萱,2016），矿区角砾岩主要属于次火山角砾岩、岩浆热液角砾岩和火山角砾-集块岩，在此统称为爆破角砾岩。角砾成分主要为不同类型的火山岩和侵入岩，偶见砂岩角砾；角砾大小不一，一般为几厘米至几十厘米，大者可达米级，无分选性；角砾多呈棱角状，也见半浑圆状、浑圆状。爆破角砾岩筒（体）主要呈线状和筒状，其次为不规则状（图2），多与断裂关系密切，主要为岩浆-构造-热液多重耦合作用下形成的岩浆热液角砾岩构造系统（方维萱,2016），是矿区重要的控矿构造。如在San Geronimo矿化带北部见NE向线状延伸的爆破角砾岩筒（图2），宽几米至几十米，长约1 km，延伸较为稳定，其形成受到断裂活动影响。

矿区侵入接触构造可进一步划分为侵入接触热变质带和侵入接触断裂带。侵入接触热变质带主要为岩体与中新统的接触部位及附近，中新统一侧往往发生强烈的角岩化（图3b），矿化作用一般较弱。侵入接触断裂带主要发生在不同岩体的接触界面，其后遭受构造活动的叠加而形成的复合断裂带，为矿区主要控矿构造。侵入接触断裂带往往较为陡立，断裂面形态多呈舒缓波状、缓波状，局部呈不规则状，断裂带宽从几十厘米至十几米不等，一般宽约几米；断裂带内构造岩常表现出一定的分带性，构造岩多为碎粉岩、碎裂岩，主要表现为压扭性或扭压性。

矿区断裂、节理裂隙大量发育，不同方向均可见，又以NE向最为发育。NW向Eucaliptus深大断裂在矿区NE侧穿过，构成环状断裂的一部分，为区域性导岩、导矿构造（Redwood et al.,1997）。Eucaliptus断裂左行走滑在矿区形成了1组等间距展布的NE向右行扭压性断裂，构成矿区主要的导矿、容矿构造，并控制了大脉状、脉状矿体（脉）的形成和分布（图2）；其次为NW向、近EW向的断裂与节理，它们往往是NE向右行扭压性断裂派生的次级构造，是重要的容矿构造，共同控制脉状、细脉状和网脉状矿体（脉）的产出。近SN向断裂控矿作用较弱，仅在少量断裂内见矿化。

2.3 岩浆岩

2.3.1 岩石学特征

矿区岩浆作用强烈，岩相学研究表明岩浆岩主要为一套侵入岩、火山岩/次火山岩和火山碎屑岩组合，侵入岩为二长花岗斑岩，火山岩/次火山岩为英安岩/英安斑岩，火山碎屑岩主要为凝灰岩。

二长花岗斑岩呈岩墙状出露于矿区东部、北部，以环状断裂为界与中新统相接。岩石为灰白色、浅灰白色，块状构造，斑状结构（图4a），斑晶含量40%～55%，主要组成为斜长石（10%～15%）、正长石（5%～15%）、石英（5%～10%）、黑云母（5%～10%）（图4b），次为角闪石（0～4%）和透长石（0～3%）（图4c、d）；基质主要为斜长石、正长石和石英微晶，少量绢云母，显微粒状结构。部分岩石中黑云母含量较多而参与定名。岩石蚀变较弱，主要具绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化等。

英安岩大面积出露于矿区范围内。岩石为灰白色、灰色、浅灰绿色，块状构造、气孔构造和杏仁构造（图4e、f），斑状结构，斑晶含量15%左右，主要组成为斜长石（6%～8%）、石英（3%～4%），次为黑云母（0～3%）和角闪石（0～2%）；基质主要为斜长石和石英微晶，少数为绢云母，显微粒状结构、隐晶质结构。岩石蚀变强，主要发育绢云母化、硅化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、泥化等。

英安斑岩主要呈岩墙状出露于矿区北部，其次呈岩枝、岩株分布于英安岩、凝灰岩内。岩石为灰白色、浅灰白色、浅灰绿色，块状构造（图4g），斑状结构、嵌晶结构、聚斑结构、联斑结构、自碎斑结构和正边结构等（图4g、h、i），斑晶含量一般为35%左右，少数可达40%～45%，主要组成为斜长石（10%～20%）、石英（3%～10%）、正长石（0～6%）、黑云母（3%～8%），次为角闪石（0～4%）和透长石（0～2%）；基质主要为斜长石、正长石和石英微晶，少数为黑云母、角闪石和绢云母，显微粒状结构、交织结构。部分岩石的黑云母含量较多，而参与定名。岩石一般蚀变弱，主要发生硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、明矾石化等。

图4 Laurani矿床岩浆岩岩石学特征a.二长花岗斑岩，具块状构造和斑状结构，斑晶可见斜长石、正长石、石英和黑云母；b.二长花岗斑岩内斜长石具钠长石聚片双晶和环带构造，黑云母呈熔蚀骸晶状（+）；c.二长花岗斑岩内角闪石呈菱形，具简单双晶（+）；d.二长花岗斑岩内透长石呈自形长条状，见横向裂纹，基质具绢云母化（+）；e.英安岩，具气孔构造和块状构造；f.英安岩具气孔构造和杏仁构造，气孔内充填石英（-）；g.英安斑岩，具块状构造和斑状结构，斑晶可见石英、斜长石、黑云母和角闪石；h.英安斑岩内自形、半自形板状正长石，包含斜长石和黑云母形成嵌晶结构（+）；i.英安斑岩内黑云母、透长石和角闪石斑晶，黑云母发生绿泥石化，角闪石发生强烈绢云母化和绿泥石化，基质具绢云母化和绿泥石化，见粒状黄铁矿（-）；j.凝灰岩，具块状构造和凝灰结构；k、l.凝灰岩具凝灰结构，晶屑成分为石英、斜长石、黑云母、正长石、透长石，晶屑粒径为0.1～0.2 mm，被火山灰胶结（+）Pl—斜长石；Bt—黑云母；Hbl—角闪石；Qtz—石英；Ser—绢云母；Sa—透长石；Or—正长石；Chl—绿泥石；Py—黄铁矿Fig.4 Petrological characteristics of igneous rocks from the Laurani deposit a.Monzogranite porphyry,with massive structure and porphyritic texture,and phenocrysts of plagioclase,orthoclase,quartz and biotite can be observed;b.Plagioclase phenocryst exhibits multiple twinning and concentric ring structure,and biotite phenocryst has corrosion skeletal shape in monzogranite porphyry(+);c.Hornblende phenocryst exhibits rhombic and simple twinning in monzogranite porphyry(+);d.Sanidine phenocryst is euhedral,with crosswise cracks,and the groundmass occur sericitization in monzogranite porphyry(+);e.Dacite,with vesicular and amygdaloidal structure;f.Dacite with vesicular structure,and some vesiculas are filled with quartz(-);g.Dacite porphyry,with massive structure and porphyritic texture,and phenocrysts of quartz,plagioclase,biotite and hornblende can be observed;h.Orthoclase phenocryst is euhedral to subhedral,containing plagioclase and biotite to form a poikilitic texture in dacite porphyry(+);i.Biotite,hornblende and sanidine phenocrysts within dacite porphyry,biotite has chloritization and hornblende has strong sericitization and chloritization,and the groundmass has sericitization and chloritization,granulitic pyrites can be observed(-);j.Tuff,with massive structure and tuffaceous texture;k,l.Tuff with tuffaceous texture,and crystal pyroclasts consist of quartz,plagioclase,biotite,orthoclase and sanidine,these crystal pyroclasts are usually 0.1～0.2 mm,and were cemented by volcanic ash(+)Pl—Plagioclase;Bt—Biotite;Hbl—Hornblende;Qtz—Quartz;Ser—Sericite;Sa—Sanidine;Or—Orthoclase;Chl—Chlorite;Py—Pyrite

凝灰岩为灰白色、黄色，块状构造和层状构造（图4j），凝灰结构（图4k、l）。岩石主要由晶屑、火山灰组成。其中，晶屑成分主要为石英、黑云母、斜长石和正长石，次为透长石（图4k、l）。岩石蚀变强，主要发生泥化、绢云母化、硅化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等。

2.3.2 岩石地球化学特征

由于矿区岩浆岩均遭受了不同程度的蚀变作用，因此选取一批弱蚀变岩石进行了主量、微量元素地球化学分析（刘飞,2019）。如图5（英安岩和凝灰岩因烧蚀量高未进行投图）所示，二长花岗斑岩和英安斑岩主要落入英安岩和粗面英安岩区域（图5a），而且均落入亚碱性区域；从图5b可以看出，二长花岗斑岩和英安斑岩属于高钾钙碱性、钾玄岩系列。

图5 Laurani矿床岩浆岩TAS图解（a,底图据Middlemost,1994;虚线据Irvine et al.,1971）和w(SiO2)-w(K2O)图解（b,实线据Peccerillo et al.,1976;虚线据Middlemost,1985）Fig.5 The TAS diagram(a,base map from Middlemost,1994;dashed line from Irvine et al.,1971)and w(SiO2)-w(K2O)diagram(b,solid line from Peccerillo et al.,1976;dashed line from Middlemost,1985)of igneous rocks from the Laurani deposit

不同类型的岩浆岩具有Rb、Ba、K、Sr、Pb等大离子亲石元素相对富集，而Nb、Ta、P、Ti等高场强元素相对亏损的特征（图6a）。稀土元素配分模式显示（图6b），岩浆岩轻稀土元素相对富集，重稀土元素相对亏损，轻、重稀土分异明显，呈现右倾的曲线特征，而且英安岩、凝灰岩相较二长花岗斑岩、英安斑岩具有更加亏损重稀土元素的特征。总体来看，矿区不同类型岩浆岩具有较为相似的微量元素地球化学组成。

图6 Laurani矿床岩浆岩微量元素蛛网图（a）与稀土元素配分模式图（b）（标准化数据引自Sun et al.,1989）Fig.6 Primitive-mantle-normalized multi-element(a)and chondrite-normalized REE patterns(b)of igneous rocks from the Laurani deposit(normalized data from Sun et al.,1989)

2.3.3 年代学特征

选取5件岩浆岩样品（其中，二长花岗斑岩2件、英安斑岩2件和凝灰岩1件）进行了锆石U-Pb年代学测试，结果显示测试的不同类型岩石的年龄几乎一致，约为7.5 Ma（刘飞,2019），并与Redwood等（1989）报道的弱青磐岩化英安岩内黑云母的K-Ar年龄（（8.8±0.3）Ma）较为一致。

由于K-Ar同位素体系封闭温度较低，受后期蚀变影响较大，因此，该方法的测试结果难以准确代表岩石形成的年龄（和文言,2014）。Redwood等（1989）也提及，由于受到蚀变影响而不能获得更为准确的年龄。锆石U-Pb体系是目前已知矿物同位素体系中封闭温度最高的，锆石U-Pb测年可以给出非常准确的年龄信息（吴元保等,2004）。因此，本次锆石U-Pb测年较为准确地给出了Laurani矿区岩浆岩的形成时代为7.5 Ma左右，为晚中新世同期岩浆作用的产物。

同时，大量的地质观察结果显示，矿区岩浆岩存在一定的演化序列（刘飞,2019）：凝灰岩+二长花岗斑岩→英安岩→英安斑岩。凝灰岩和二长花岗斑岩可能是最先喷发和侵位形成的岩石，二者之间的形成先后顺序较难判断；其后是英安岩的大面积喷溢成岩，在矿区可观察到英安岩侵入凝灰岩内（图7a），以及英安岩内具二长花岗斑岩的捕掳体（图7b），反映英安岩的形成应晚于凝灰岩和二长花岗斑岩；最后是英安斑岩的侵位，可观察到英安斑岩侵位至凝灰岩内形成局部的小型穹隆（图7c）和呈岩枝状侵位至英安岩内（图7d）。

图7 Laurani矿床岩浆岩演化特征a.局部呈岩枝状的英安岩侵入凝灰岩内；b.英安岩内含二长花岗斑岩捕虏体；c.英安斑岩侵位至凝灰岩内；d.英安斑岩侵位至英安岩内Fig.7 Characteristics of magmatic evolution in the Laurani deposit a.Dacite locally occurred as apophysis and intruded into tuff;b.Monzogranite porphyry xenoliths can be observed in dacite;c.Dacite porphyry intruded into tuff;d.Dacite porphyry intruded into dacite

2.4 热液蚀变及其分带

2.4.1 蚀变类型及其特征

矿区热液蚀变作用强，发育硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、泥化、明矾石化、碳酸盐化、重晶石化等蚀变。

硅化具有多期特征，其中，早期硅化，石英以微细脉状、斑点状、团斑状呈面状分布，可观察到石英沿裂隙穿插、交代长石（图8a），在岩体内往往与黄铁矿化、绢云母化伴生，构成黄铁绢英岩化带；晚期硅化，石英主要以微细粒状集合体或隐晶状与黄铁矿、黝铜矿等金属矿物共生（图8b），其次以晶簇状、残余多孔状、微细脉状与明矾石、重晶石、黝铜矿等共生（图8c、d），构成石英-明矾石化-重晶石化带。

绢云母化与早期硅化伴生，主要呈白色、灰白色细小的片状、鳞片状，可观察到绢云母交代基质，以及呈面状或沿解理交代长石（图8e）、呈面状交代角闪石等（图8f）。

绿泥石化与绿帘石化、碳酸盐化相伴产出，构成青磐岩化带，往往呈团斑状、斑点状分布在岩石内，导致岩石总体呈浅绿色调，可观察到绿泥石不完全交代黑云母（图8f）。

绿帘石化与绿泥石化、碳酸盐化相伴产出，构成青磐岩化带，可观察到绿帘石不同程度地交代黑云母和角闪石（图8f），并见黑云母和角闪石被绿帘石完全交代而保留各自的假象。

碳酸盐化主要是碳酸盐矿物不同程度地交代长石（图8h）、黑云母和角闪石，其次是方解石以细脉状、脉状产在中新统内（图8i）。

泥化蚀变矿物主要包括高岭石、地开石、水白云母等，多使岩石呈灰黄色、灰白色、白色黏土状、泥状，构成矿区浅部大范围分布的泥化带，可观察到长石发生不完全泥化现象。

明矾石化与晚期硅化、重晶石化相伴产出（图8b、c），构成石英-明矾石化-重晶石化带，可观察到明矾石沿双晶纹不同程度地交代长石，部分长石被完全交代而保留假象。

重晶石化主要呈白色脉状、晶簇状、团斑状，往往与晚期硅化、明矾石化相伴产出构成石英-明矾石化-重晶石化带（图8c）。

图8 Laurani矿床热液蚀变特征a.石英呈细脉状穿插、交代具绢云母化的斜长石（+）；b.石英与明矾石、黄铁矿、黝铜矿共生；c.石英与黄铁矿、明矾石、重晶石共生；d.残余多孔状石英-黝铜矿-黄铁矿矿石，黄铁矿经后期氧化成褐铁矿；e.绢云母交代基质，以及沿解理交代斜长石（+）；f.绿泥石和绿帘石交代黑云母，角闪石发生强烈绢云母化而保留假象，基质具绿帘石化（+）；g.绿泥石、绿帘石呈浅绿色斑点状、团斑状分布于英安斑岩内；h.碳酸盐矿物呈不规则状、团块状不完全交代斜长石（+）；i.方解石呈细脉状产在中新统泥岩内Qtz—石英；Ser—绢云母；Bt—黑云母；Pl—斜长石；Chl—绿泥石；Ep—绿帘石；Hbl—角闪石；Cb—碳酸盐矿物；Cal—方解石；Alt—明矾石；Py—黄铁矿；Td—黝铜矿；Brt—重晶石；Lim—褐铁矿Fig.8 Characteristics of hydrothermal alteration in the Laurani deposit a.Quartz veinlets cross through and replace plagioclase with sericitization(+);b.Quartz is intergrowth with alunite,pyrite and tetrahedrite;c.Quartz is intergrowth with pyrite,alunite and barite;d.Residual and vuggy quartz-tetrahedrite-pyrite ore;e.Sericite replaces the groundmass and plagioclase along cleavages(+);f.Chlorite and epidote replace biotite,hornblende has strong sericitization and only remains its pseudomorph,the groundmass has epidotization(+);g.Chlorite and epidote are spotted and patchy in light green in the dacitic porphyry;h.Carbonate minerals are irregular and crumby replacing plagioclase incompletely(+);i.Calcite vein occurs in Miocene mudstone Qtz—Quartz;Ser—Sericite;Bt—Biotite;Pl—Plagioclase;Chl—Chlorite;Ep—Epidote;Hbl—Hornblende;Cb—Carbonate minerals;Cal—Calcite;Alt—Alunite;Py—Pyrite;Td—Tetrahedrite;Brt—Barite;Lim—Limonite

因此，矿区热液蚀变作用强烈，蚀变类型多样，热液蚀变组合主要包括黄铁绢英岩化带（黄铁矿+绢云母+石英）、青磐岩化带（绿泥石+绿帘石±碳酸盐矿物±少量石英）、泥化带（高岭石+地开石+水白云母±蒙脱石）、石英-明矾石化-重晶石化带（石英+明矾石±重晶石±少量碳酸盐矿物）和碳酸盐化带（主要为中新统内的方解石脉）。普遍发育的残余多孔状石英、明矾石化和重晶石化，反映成矿晚阶段酸性、高氧逸度的成矿环境，表现为高硫化浅成低温热液矿床的典型蚀变组合特征（Simmons et al.,2005;Billa et al.,2004）。

2.4.2 蚀变分带

通过地表、坑道大比例尺构造-矿化-蚀变综合地质剖面测量和钻孔地质编录，得出热液蚀变组合具有明显的水平分带和垂向分带：平面上，大致以英安斑岩为中心，从内至外依次为黄铁绢英岩化带→青磐岩化带→碳酸盐化带（图9）；在矿区浅部，大范围分布的泥化带不同程度地叠套在黄铁绢英岩化带和青磐岩化带内（图9）；石英-明矾石化-重晶石化带主要沿热液脉型矿体和部分接触断裂带型矿体（脉）及其旁侧分布。在垂向上，从深部至浅部，依次为黄铁绢英岩化带→青磐岩化带→泥化带。

图9 Laurani矿床A-A’综合地质剖面图（位置见图2；上为SE段，下为NW段）1—中新统；2—二长花岗斑岩；3—英安斑岩；4—凝灰岩；5—火山角砾岩；6—断裂；7—断裂构造岩；8—断裂倾角与倾向；9—蚀变界线；10—Au-Cu矿体；11—Pb-Zn矿体；12—地质点及编号Fig.9 A-A’comprehensive geological profile in the Laurani deposit(the position is shown in the fig.2;the upper part is SE segment and the lower part is NWsegment)1—Miocene strata;2—Monzogranite porphyry;3—Dacite porphyry;4—Tuff;5—Volcanic breccia;6—Faults;7—Tectonite in faults;8—Dip and dip direction of faults;9—Alteration boundary;10—Au-Cu Ore-bodies;11—Pb-Zn Ore-bodies;12—Position and number of geologic observation spots

笔者研究认为，Laurani矿床具有与典型的斑岩-高硫化浅成低温热液矿床相似的蚀变类型及分带特征，但缺失钾硅酸盐化带。钾硅酸盐化带的缺失可能存在2种可能：一是钾硅酸盐化带分布于矿区更深部，只是尚未揭露；二是矿区根本不存在钾硅酸盐化带。目前，受当地的工业技术条件和矿区所在的高海拔地理环境等客观因素制约，施工最深的ZK4钻孔揭露至811.3 m，该钻孔揭露了由深至浅，从黄铁绢英岩化带→青磐岩化带→泥化带的蚀变分带规律，但仍未揭露到钾硅酸盐化带。此外，矿区成岩年龄较新以及存在大范围分布的泥化带，反映在成岩成矿后剥蚀作用较弱。因此，笔者认为钾硅酸盐化带存在于矿区深部，只是目前尚未揭露。

3 矿（化）体类型与成矿元素分带

3.1 矿（化）体类型及其特征

根据矿（化）体的产出特征，厘定出4类矿（化）体（Liu et al.,2017）：

（1）斑岩型Au-Cu矿化体，主要为钻孔揭露矿区深部黄铁绢英岩化英安斑岩内的细脉状、细脉浸染状黄铁矿-黄铜矿-石英矿化（图10a），受斑岩体内小型断裂和节理裂隙控制，成矿元素组合以Au-Cu为主，也表明矿区深部存在斑岩型矿化。

（2）爆破角砾岩型Au-Cu矿（化）体，主要为细脉状、网脉状、团斑状矿石与角砾组成的集合体（图10b），矿（化）体局限于爆破角砾岩筒内部，分布不均及延伸不稳定，形态往往呈不规则状，成矿元素组合以Au-Cu为主。

（3）接触带型Cu-Au-Ag矿（化）体，可进一步划分为接触热变质带型矿化和接触断裂带型矿体2个亚类。其中，前者多为在岩体与中新统接触带部位形成的局部矿化，呈脉状、块状、不规则状（图10c、d）；后者主要呈厚大的脉状、块状矿体（图10e、f），延伸较为稳定，矿体的形态、产状和展布严格受侵入接触断裂带控制。

图10 Laurani矿床矿化类型及其特征a.英安斑岩内呈细脉状、斑点状分布的黄铜矿-黄铁矿-石英；b.爆破角砾岩筒内呈细脉状、网脉状分布的含Au-Cu矿脉；c、d.二长花岗斑岩与中新统泥岩的接触带部位局部形成脉状斑铜矿-黄铜矿-黄铁矿-石英矿石；e、f.侵入接触断裂带控制形成的脉状、块状矿体；g.英安斑岩内沿断裂充填的黄铜矿-黄铁矿-黝铜矿-石英-蓝矾矿脉；h.英安斑岩内沿断裂充填的黝铜矿-黄铁矿-石英-蓝矾-褐铁矿矿脉；i.凝灰岩内沿节理裂隙充填的细脉状、网脉状含Au-Ag-Cu矿脉；j.二长花岗斑岩内沿节理裂隙充填的细脉状、网脉状含Au-Ag-Cu矿脉Cp—黄铜矿；Py—黄铁矿；Qtz—石英；Bn—斑铜矿；Td—黝铜矿；Cha—蓝矾Fig.10 Mineralization types and their characteristics in the Laurani deposit a.Chalcopyrite-pyrite-quartz occurs in veinlets and mottling in dacite porphyry;b.Au-Cu containing ore-veins occur in veinlets and stockworks in explosive breccia pipes;c,d.Bornite-chalcopyrite-pyrite-quartz vein formed locally at the contact segment between monzogranite porphyry and Miocene mudstone;e,f.Veined and massive ore bodies formed in contact faults;g.Chalcopyrite-pyrite-tetrahedrite-quartz-chalcanthite vein formed in fault in dacite;h.Tetrahedrite-pyrite-quartz-chalcanthite vein formed in fault in dacite;i.Au-Ag-Cu containing ore veins occur in veinlets and stockworks infilling joints and fractures in tuff;j.Au-Ag-Cu containing ore veins occur in veinlets and stockworks infilling joints and fractures in monzogranite porphyry Cp—Chalcopyrite;Py—Pyrite;Qtz—Quartz;Bn—Bornite;Td—Tetrahedrite;Cha—Chalcanthite

（4）热液脉型Au-Ag-Cu-Pb-Zn矿体，主要为

San Geronimo、Tatal Pata和Carnavalito三个矿化带内的矿体（图2，图11），成矿元素组合为Au-Ag-Cu-Pb-Zn，各矿化带内矿体品位特征见表1。此外，矿区南部Alunita地段主要为Ag-Pb-Zn矿化，但矿化品位和规模未达到工业矿体标准（Enns et al.,1996）。热液脉型矿体以充填在断裂内形成的脉状、大脉状矿体为主（图10g、h），其次为充填在节理裂隙内形成的细脉状、网脉状矿体（图10i、j），后者宽度多在毫米-厘米级，构成矿化密集带。脉状、大脉状矿体又以2组方向矿脉系统占主导（图11）：①N50°E矿脉系统，主要包括San Geronimo、Santo Cristo、Negra、Nueva、San Domingo、San Antonio矿脉和Carnavalito矿化带内的矿脉，其宽度一至几米不等，延长几十至几百m，倾角70°～80°，大部分倾向NW，少数倾向SE，具尖灭再现和缓宽陡窄特征；②N20°E矿脉系统，主要包括San Carlos、Paralela和Toro矿脉，其宽度多在0.5 m左右，延长几十至上百m，倾角75°～85°，倾向NW或SE。

表1 Laurani矿床主要矿化带矿体品位特征Table 1 Grade characteristics of ore bodies from the main mineralization zones in the Laurani deposit

图11 Laurani矿床热液脉型矿体分布及成矿元素分带平面图Fig.11 Plan view showing the distribution of hydrothermal vein-type ore bodies and element zonation of the Laurani deposit

目前，矿区以热液脉型矿体（特别是大脉状、脉状矿体）和接触断裂带型矿体为主，这2类矿体内或其旁侧往往伴生（残余多孔状）石英-明矾石化-重晶石化，与黄铁矿、黝铜矿等共同构成矿石的组成部分（图8b～d），表现出高硫化浅成低温热液矿床的典型成矿特征（White et al.,1995;Hedenquist et al.,2000;Sillitoe et al.,2003;Simmons et al.,2005;范裕等,2010;杨永胜等,2015;唐菊兴等,2016）。爆破角砾岩筒因其往往具有较高的渗透性，成为斑岩-浅成低温热液矿床有利的容矿空间（White et al.,1995;Simmons et al.,2005;Sillitoe,2010;Zhong et al.,2017;Wang et al.,2020;方维萱,2016;刘飞等,2017;陈华勇等,2020）。爆破角砾岩筒是矿区重要的容矿场所，但是爆破角砾岩筒内的矿（化）体往往分布不均且延伸不稳定。据目前已施工的钻孔揭示，斑岩型矿化体主要产在深部的英安斑岩内，呈细脉状、细脉浸染状分布（图10a，图12i、k、l），而且往往与黄铁绢英岩化密切伴生。因此，笔者认为Laurani矿床是以浅部高硫化浅成低温热液型矿体为主，以深部斑岩型矿化体为辅，共同组成岩浆热液成矿系统，而且矿区深部具有形成斑岩型矿体的潜力。

3.2 矿石类型及结构构造

根据Laurani矿床金属矿物组合和氧化程度可将矿石分为硫化矿石和氧化矿石2类。其中，氧化矿石主要分布地表及300 m以浅，主要为褐铁矿+赤铁矿+黄铁矿±方铅矿±闪锌矿矿石和褐铁矿+黄铁矿+黝铜矿±方铅矿±闪锌矿矿石。300 m以深以硫化矿石为主，主要为黄铁矿+黝铜矿矿石、黄铁矿+方铅矿+闪锌矿矿石、黄铁矿+黄铜矿±斑铜矿矿石。

矿石结构包括自形-半自形粒状、他形粒状、包含、共边、骸晶、交代残余结构等。呈自形-半自形粒状产出的矿物主要为黄铁矿（图12a、b），也见自然金（图12c）。黄铁矿、黝铜矿等呈他形粒状分布（图12a、d、e）。包含结构可见黝铜矿与黄铁矿二者相互包含（图12a、d），以及闪锌矿包含自然金（图12c）。黄铁矿与黝铜矿共生、黄铁矿与石英共生，形成共边结构（图12a、b、f）。骸晶结构主要是后期生成的石英交代早期形成的金属矿物而形成的结构，如石英交代黝铜矿形成骸晶结构（图12e、f）。交代残余结构主要是后期生成的石英交代早期形成的金属矿物，如石英交代黝铜矿、黄铁矿形成交代残余结构（图12b、e、f）。

矿石构造主要为块状、浸染状、脉状和网脉状构造。块状构造多为黄铁矿与黝铜矿组成的矿物集合体为不规则状或不定形状，分布无定向性，矿石致密均匀且无空洞（图12g），是热液脉型矿体和接触断裂带型矿体的主要矿石构造。浸染状构造主要为黄铁矿集合体或黄铁矿与黝铜矿组成的矿物集合体呈星散状分布在矿石中，可进一步分为稠密浸染状构造和稀疏浸染状构造（图12h、i）。稠密浸染状构造是热液脉型矿体和接触断裂带型矿体的常见矿石构造，稀疏浸染状构造是斑岩型矿化体的主要矿石构造。脉状和网脉状构造主要为黄铁矿或黄铁矿与黄铜矿、黄铁矿与黝铜矿组成的矿物集合体呈细脉状、脉状分布（图10a，图12j、k、l），而且矿脉往往相互交叉切错，是热液脉型矿体、斑岩型矿化体和爆破角砾岩型矿体的主要矿石构造。

图12 Laurani矿床矿石结构构造a.黄铁矿呈半自形粒状，黄铁矿包含黝铜矿形成包含结构，黄铁矿与黝铜矿共生形成共边结构；b.黄铁矿呈自形-半自形粒状，黄铁矿与黝铜矿、石英共生形成共边结构；c.自然金呈自形-半自形粒状，闪锌矿包含黄铁矿和自然金形成包含结构；d.黄铁矿呈他形粒状，黝铜矿包含黄铁矿形成包含结构；e.黄铁矿呈自形-半自形粒状，黝铜矿呈他形粒状，石英交代黝铜矿和黄铁矿形成交代残余结构；f.黄铁矿呈半自形、他形粒状，黝铜矿呈半自形粒状，黄铁矿与黝铜矿共生形成共边结构，石英沿裂隙交代黄铁矿和黝铜矿形成交代残余结构；g.块状黄铁矿-黝铜矿矿石；h.粒状黄铁矿、方铅矿、闪锌矿与石英共生，构成稠密浸染状构造；i.微细粒黄铁矿呈斑点状均匀地分布于岩石中，构成稀疏浸染状构造；j.脉状构造黄铁矿-黝铜矿-石英矿石；k.黄铁矿呈细脉状分布于英安斑岩中；l.黄铁矿-石英呈细脉状、斑点状分布于英安斑岩中Qtz—石英；Py—黄铁矿；Td—黝铜矿；Gl—自然金；Gn—方铅矿；Sp—闪锌矿Fig.12 Ore textures and structures of the Laurani deposit a.Pyrite exists as hypautomorphic granular texture,pyrite contains and is intergrowth with tetrahedrite to form poikilitic texture and common edge texture;b.Pyrite exists as idiomorphic-hypautomorphic granular texture,pyrite is intergrowth with tetrahedrite and quartz to form common edge texture;c.Gold exists as idiomorphic-hypautomorphic granular texture,sphalerite contains pyrite and gold to form poikilitic texture;d.Pyrite exists as xenomorphic granular texture,tetrahedrite contains pyrite to form poikilitic texture;e.Pyrite exists as idiomorphic-hypautomorphic granular texture,tetrahedrite exists as xenomorphic granular texture,quartz replaces pyrite and tetrahedrite to form metasomatic relict texture;f.Pyrite exists as hypautomorphic and xenomorphic granular texture,tetrahedrite exists as hypautomorphic granular texture,quartz replaces pyrite and tetrahedrite along fracture to form metasomatic relict texture;g.Massive structure pyrite-tetrahedrite ore;h.Pyrite,galena and sphalerite exist as granular,and they are intergrowth with quartz to form dense disseminated structure;i.Micro-fine particle pyrite uniformly distributed in the rocks as mottling,forming sparse disseminated structure;j.Veined structure pyrite-tetrahedrite-quartz ore;k.Pyrite occurs in veinlets in dacite porphyry;l.Pyrite-quartz occurs in veinlets and mottling in dacite porphyry Qtz—Quartz;Py—Pyrite;Td—Tetrahedrite;Gl—Gold;Gn—Galena;Sp—Sphalerite

3.3 成矿元素分带

该矿床成矿元素以Au、Ag、Cu、Pb、Zn为主，成矿元素组合在水平和垂向上具有显著的分带性。

平面上，以NE向Huari Humana断裂为界，断裂上盘的San Geronimo、Tatal Pata和Carnavalito矿化带成矿元素组合为Au-Ag-Cu-Pb-Zn，而断裂下盘的Alunita地段成矿元素组合为Ag-Pb-Zn，表明成矿元素在矿区范围内具有分带性，也反映出Huari Humana断裂对成矿具有控制作用。再者，San Geronimo、Tatal Pata和Carnavalito矿化带内成矿元素组合也表现出显著的分带性：核部为Au-Cu组合，向外依次为Au-Ag-(Cu)组合和Ag-Pb-Zn组合（图11），成矿元素组合展布方向与矿化带延伸方向基本一致，而且从SW至NE，成矿元素组合具有从高温转变为低温的特征，一定程度上反映了成矿流体由SW向NE运移。

垂向上，深部主要为斑岩型矿化，成矿元素组合以Au-Cu为主，金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、自然金等；浅部主要热液脉型、接触断裂带型矿体，成矿元素组合以Au-Ag-Cu-Pb-Zn为主，金属矿物主要为黄铁矿、黝铜矿、方铅矿、闪锌矿、自然金等。

4 控矿因素与找矿潜力

4.1 构造活动对成岩成矿作用的控制

构造在浅成低温热液矿床形成过程中发挥着重要作用，区域性深大断裂、剪切带等控制了火山岩-次火山岩和矿床的定位（Kolb et al.,2009;Zhong et al.,2017），矿区或矿床内主要断裂、裂隙、岩性界面、角砾岩筒等控制了矿体的具体形态和展布特征（Henley et al.,1992;Simmons et al.,2005;Begbie et al.,2007;Kolb et al.,2009;Yasami et al.,2017;Zhong et al.,2017）。类似地，Laurani矿床也表现出显著的构造控岩控矿作用，具体表现为：

（1）一级大地构造单元决定了成矿地质构造背景，控制了区域上不同类型矿床的空间分布。西科迪勒拉岩浆弧中、新生代岩浆活动强烈，以形成浅成低温热液矿床、蒸发沉积矿床等为特征（Arce-Burgoa,2009;Arce-Burgoa et al.,2009;卢民杰等,2016;杜菊民等,2017）。东科迪勒拉断褶带断裂、褶皱活动强烈，以发育玻利维亚型多金属脉状矿床、与深成岩相关的Sn多金属矿床、造山型Au(Sb)矿床和热液脉型Pb-Zn-Ag矿床为特征（Ahlfeld,1967;Arce-Burgoa,2009;Arce-Burgoa et al.,2009;杜菊民等,2017）。Laurani矿床所处的Altiplano盆地夹持于上述2个构造单元之间，地质构造演化受到上述构造单元地质构造演化的影响，主要在盆地内形成了砂岩型铜矿床、浅成低温热液矿床、蒸发沉积矿床等（Ahlfeld,1967;Redwood et al.,1997;Arce-Burgoa,2009;Arce-Burgoa et al.,2009;杜菊民等,2017）。

（2）NW向Eucaliptus深大断裂带为区域性导岩、导矿构造，沿该断裂延伸的狭长区域内形成了一系列中新世岩浆岩和众多Au-Ag-Cu多金属矿床（点）（图1;Redwood et al.,1997），Laurani矿床即是其中的典型代表。

（3）火山穹窿构造与环状断裂作为矿区一级构造，不仅控制了岩浆岩的形成和分布，而且为成矿提供了有利的构造环境，在火山穹窿构造外未见矿化现象和明显的蚀变现象，约束了Laurani矿床的定位和分布范围。

（4）爆破角砾岩筒、侵入接触断裂带、断裂及节理裂隙等多种类型构造进一步控制了矿体（脉）的空间定位与产出特征，如San Geronimo、Tatal Pata和Carnavalito三个主要矿化带的形成和展布分别受3条NE向右行扭压性断裂控制（图2），矿化带内矿体（脉）因控矿断裂的特征呈现出倾向NW、陡立、等间距分布等特点。4类矿（化）体产出特征各异，反映构造类型及特征控制了矿体（脉）的空间展布与产出特征。

（5）成矿后弱构造活动和剥蚀作用使矿床得以较好保存。在矿床形成后，矿区未发生强烈的构造活动，微弱的构造作用导致对岩体、矿体的变形变位和剥蚀作用较弱，可以使矿床（体）得到较好保存，也预示着矿区深部可能存在隐伏矿体。

4.2 岩浆作用与成矿的关系

大多数浅成低温热液矿床的形成与同时期的火山岩、次火山岩有关（Simmons et al.,2005）。岩浆作用是控制Laurani矿床形成的主导性因素之一，主要表现为：

（1）岩浆岩成岩时代约束了成矿时代。不同类型岩浆岩具有较为一致的锆石U-Pb同位素年龄约7.5 Ma，反映它们是晚中新世同期岩浆作用的产物。成矿年龄因未获得有效的测试对象未做准确限定。矿床地质特征及成矿与岩浆作用的密切成因联系，反映成矿应同时或稍晚于岩浆活动，因此成矿时代大致限定在晚中新世。

（2）岩浆作用与构造作用有机耦合，共同控制4类矿（化）体的空间定位和产出特征。不同岩体、岩性的侵入接触部位，特别是英安斑岩与凝灰岩的侵入接触部位，由于岩性的差异利于侵入接触构造的形成和导致物理化学条件骤然改变（翟裕生等,1993;Simmons et al.,2005），有利于成矿物质聚集和沉淀，形成接触带型矿体。在不同岩体内大量发育的断裂、节理裂隙，是热液脉型矿体重要的容矿空间。爆破角砾岩筒作为岩浆作用与构造作用的有机统一，控制了爆破角砾岩型矿体的形成。

（3）岩浆作用约束了成矿物质和成矿流体来源及特征。黝铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿的S、Pb同位素研究表明成矿物质来源于岩浆作用（刘飞,2019）。成矿流体氢氧同位素组成相对稳定，δDV-SMOW为-101.50‰～-41.31‰，δ18OH2O为5.44‰～12.92‰（刘飞,2019），与原生岩浆水的氢氧同位素组成（Hugh et al.,1974）较为一致，表明成矿流体主要来源于岩浆水。

4.3 深部找矿潜力分析

综上所述，Laurani矿床为斑岩-浅成低温热液矿床，目前以浅部高硫化浅成低温热液型矿体为主，以深部斑岩型矿化体为辅，找矿标志（依据）包括：①NE向断裂裂隙构造、侵入接触构造和爆破角砾岩筒是主要控矿构造；②岩浆作用晚阶段形成的英安斑岩可能是致矿岩体；③（残余多孔状）石英-明矾石化-重晶石化的分布特征往往指示高硫化浅成低温热液型矿体的展布特征，黄铁绢英岩化、褐铁矿化及蓝矾的强烈发育部位往往反映矿（化）体的具体定位；④浅成低温热液型矿体（脉）主要具有NE-SW向延伸、倾向NW、向SW侧伏的特点。

根据上述找矿标志（依据），结合构造地球化学和高精度磁法、高频大地电磁法的勘查结果（刘飞,2019），在矿区施工了ZK2、ZK3和ZK4三个验证钻孔（图2），揭示出深部存在斑岩型、爆破角砾型Au-Cu-Ag-(Pb)-(Zn)矿化，而浅部和边部主要为Ag-Pb-Zn矿化，表明Laurani矿床深部具有寻找斑岩型矿体的潜力。