玻利维亚奥鲁罗省D铜矿成矿地质条件及找矿预测

陈子聪 郄晓鑫 文德潇 张发银

（云南冶金资源股份有限公司）

玻利维亚奥鲁罗省D铜矿位于玻利维亚首都拉巴斯（La Paz）以南，地处安第斯褶皱带中段、西科迪勒拉构造东南侧，是西科迪勒拉砂岩铜矿带上的代表矿带，也是玻利维亚最具找矿潜力的区域［1-2］。在区域古近统—新近统砂砾岩及火山岩夹层中发育众多的砂砾岩型铜矿、金矿、铅锌银矿等，其北西侧、南东侧分别发育众多著名铜矿［3-4］。自20世纪发现D铜矿以来，前人在矿区开展了大量地质勘查工作，但对于矿床成矿地质条件的研究鲜有开展［5-6］。本次研究通过系统现场调查，结合地质物化探手段，对所获资料进行综合分析，厘定矿床地质特征及成矿地质条件，并圈定综合找矿靶区，为下步矿床勘查工作提供科学依据。

1 区域成矿背景

环太平洋成矿域是闻名全球的Cu、Au多金属成矿带，位于安第斯（Andes）造山带，由东太平洋的大洋型纳斯卡板块（Nazca Plate）沿秘鲁智利海沟俯冲于南美板块之下形成［7-8］。该造山带总体处于次级构造北Altiplano内，最古老的岩石是基底变质花岗岩，出露地层较复杂，岩性可分为熔结凝灰岩、山麓沉积物与火山质碎屑的混杂沉积物、红色砂岩和页岩、固结红色、绿色砂岩及含砾砂岩等，以熔结凝灰岩的形成时间最晚且出露范围最广。

受安第斯造山运动的影响，区内形成了一系列NW—SE向的区域性大断裂和褶皱轴，控制着区域地层、岩浆岩及矿产的分布，并形成NW向、NE向、近SN向和近EW向的次级断裂。断裂构造活动与成矿关系密切，为成矿热液提供导矿通道及容矿场所，北Altiplano南西端发育大规模拖延褶曲，为矿床的富化提供有力空间（图1）。

2 矿区地质特征

2.1 地层岩性

矿区主要出露渐新统多尔各组（E3t）陆相混杂沉积序列，由冲积平原和河流沉积的砂岩、砾岩及沉积火山碎屑组成，总体呈NW—SE向展布，可进一步划分为5个岩性段。第一岩性段（E3t1）岩性为紫红色中—厚层状块状细砂岩夹薄—中层状粉砂岩，沿裂隙充填孔雀石细脉及零星团块；第二岩性段（E3t2）以紫红色、紫褐色的含砾砂岩为主，砾石由安山岩质、火山质岩屑及少量石英砾石组成，矿化主要赋存于含砾砂岩包裹灰白色含砾砂岩；第三岩性段（E3t3）岩性以灰绿色含凝灰质砂岩为主，其次可见灰褐色含砾-凝灰质、灰绿色含砾-凝灰质砂岩、红褐色泥质凝灰质砂岩和含凝灰质砂岩，地表被灰白色粉砂质、灰绿色凝灰岩、红褐色泥质物充填，局部裂隙被白色石英脉及红褐色泥质-硅质脉充填，为矿区弱矿化层；第四岩性段（E3t4）以紫红色薄至中层状细砂岩、粉砂岩为主，偶见少量浅灰绿色含凝灰质砂岩；第五岩性段（E3t5）为紫红色中—厚层状含砾细砂岩、灰白色薄至中层状含砾凝灰质砂岩、灰褐色中—厚层状含砂砾岩混杂沉积，火山灰含量较高，厚度大于260 m。

2.2 地质构造

D铜矿位于嘎兰嘎斯（Carangas）—D铜矿向斜构造带南段，以NW向的向斜展布为主要特征［9-10］。在区域应力的挤压和断裂构造（F1、F2-1、F2-2）的共同作用下，在向斜轴部北东段形成走向NW、轴向大致与向斜轴线平行的次级不对称背斜，并向北西倾伏，造成B区地层的扭曲。区域发育4条规模较大的断裂，总体呈向北散开、向南收敛的空间分布特征（表1）。总体而言，矿区主干断裂（F1、F2、F3）及褶皱构共同造控制着初始矿层的空间分布，同时为矿质富集提供空间。

矿区内渐新统多尔各组第三段（E3t3）地层节理裂隙发育，发育3组225°∠76°、147°∠51°、130°∠86°石英脉，其中225°∠76°方向的石英脉局部伴有硅孔雀石矿化，可见黑铜矿、赤铜矿，局部见少量自然铜颗粒，形成细脉状铜矿化。地表出露乳白色、烟灰色石英脉，局部石英脉被浸染为浅蓝色、浅紫色及黄色。

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变发育硅化、碳酸盐化、石膏化、泥化等，砂岩由红褐色转变为灰白色，并伴随着热液脉体的产出（表2）。泥化可划分为3种类型：砾石泥化主要表现为砾石内发育泥化团斑及云母片，为矿质的再次富集提供物源条件；发育灰白色、灰绿色、紫褐色及灰褐色胶结物，其中灰白色、灰绿色胶结物硅质含量较高；矿区内普遍分布红褐色泥质细脉。矿区内发育红褐色泥质脉、白色含泥质-硅质石膏脉及白色石英脉，多见泥质脉从中心充填石膏脉，显示出由早期中酸性-弱还原环境到后期弱碱性-氧化流体环境的转变。

3 矿床地质特征

3.1 矿化特征

矿床发育砂岩-砂砾岩型及砂岩-砂砾岩型含铜燧石脉2种矿化，其中砂岩-砂砾岩铜矿体呈条带状产出，局部呈透镜状、小瘤结状产出（图2），倾角变化较大（24°～71°），走向上多见膨大、缩小及分枝复合现象，总体呈SN向展布，局部矿体受断裂构造及褶皱构造的影响而导致走向延伸发生折拐而转为NNE向，伴随着70°以上的陡倾角，反映出断层、褶皱引起的变形发生于成矿活动之后；砂岩-砂砾岩含铜燧石脉铜矿化主要赋存于多尔各组第三岩性段（E3t3）内，可见多条细脉平行产出，单条脉体则具张扭性特征，偶见主脉与支脉分枝复合现象，中心带可见劈理化，局部沿劈理裂隙面发育少量铜矿化。

3.2 矿体特征

浅表矿化以次生富集的赤铜矿、团块状硅孔雀石、自然铜为主，构成十数条走向长度大于1 km、宽20～170 m、延深5～60 m的矿化带，3个方向上矿化不均匀、连续性较差，沿走向和倾向尖灭再现的现象显著，较深部孔雀石化则以相互独立的斑点状为主，仅局部出现类似地表的富集团块状及不规则散点状的自然铜矿化。矿石矿物产出特征可看出，矿（化）体产于灰白色、紫褐色含砾砂岩中，紫褐色含砾砂岩中发育灰白色团斑状含砾砂岩，偶见原生砾石组成矿石。结合钻孔揭露情况，矿化可划分为2种：第一种为具大量孔雀石及少量自然铜的矿化，胶结物以泥质含量较多，反映出矿化后的淋漓作用；第二种为自然铜产出较多而孔雀石产出较少，胶结物以硅质含量较高。

3.3 矿石矿物特征

矿床内金属矿物以斑铜矿、赤铜矿、黄铜矿、自然铜、硅孔雀石、黑铜矿为主，脉石矿物发育方解石、玉髓、水云母及铁泥质等，多见矿物呈星散状产出，偶见自然铜交代呈残余状，赤铜矿进一步被黑铜矿、硅孔雀石交代，呈极不均匀状充填于碎屑粒间，而石英、硅孔雀石等后生矿物则多沿微裂隙-裂隙充填构成细脉，亦或不均匀充填于玉髓的球粒中心圈层呈环状，矿石结构则以含砂质角砾状结构、含砾粗粒砂状结构、片状结构、残余结构、他形粒状结构、针状结构、鳞片结构、纤维状结构为主（表3）。

3.4 矿物组合规律

矿床发育粉砂岩型矿化（I型）、砂砾岩矿化（II型）及石英脉型矿化（III型）。其中，粉砂岩型（I型）矿化产于I内带，硅孔雀石多充填于裂隙之中，并伴有赤铜矿、自然铜、黑铜矿、孔雀石及少量钛铁矿、赤铁矿等金属矿物，中带及外带碎屑中含大量黑云母，填隙物中则含大量水云母、铁泥质物；砂砾岩（II型）矿化赋存于II内带，自内带至外带碎屑、填隙物逐渐减少，主要金属矿物为赤铜矿、自然铜、黑铜矿、孔雀石，偶见赤铁矿、褐铁矿；石英脉型（III型）矿化则产于III内带，伴随着玉髓、石英的产出，内、外带界线清晰。

4 找矿标志

4.1 地质标志

前已述及，矿（化）体赋存于多尔各组第二岩性段（E3t2）赤褐色、灰褐色中—厚层状含砾砂岩中，矿化出现层位中出现褪色现象而呈浅色，局部矿化强烈地段而呈灰绿色，矿石矿物在粉砂岩中呈稠密浸染状产出，因此褪色含砾砂岩可作为寻找同类矿化的直接找矿标志。矿床已揭露的主要矿体产于F1断层带、F2断层带及背斜两翼，含砾砂岩及砂砾岩中间隙、裂隙为成矿热液的贯入提供容矿空间，因此断裂构造交汇部位、节理裂隙密集带及孔隙发育地段是重要的矿化地段。

4.2 地球物理标志

通过对矿区地球物理探测，认为双频激电异常高幅频率区指示着矿区内矿（化）体的存在，其中I号高阻高幅频率异常区与矿区B区地表出露矿体基本吻合，II号低阻高幅频率区与矿区北部矿化带对应，故可推断I号异常区、II号异常区深部是探寻同类矿（化）体的有利部位。

4.3 岩石地球化学标志

根据矿区岩石地球化学测量结果，矿区元素组合划分为Cu+Ag元素组合带（背斜两翼含矿地层E3t2）、Pb+Zn元素组合带（背向斜核部）及Sn（Bi）+Mo+W和REE元素（A区北西部含矿地层E3t2）组合，总体显示出自背斜核部往外中温元素组合（Pb+Zn）→中高温元素组合（Cu+Ag）→高温元素组合（Sn-Bi+Mo+W）的元素组合分带，可作为寻找含矿层位的间接找矿标志。

5 找矿预测

综合前文认识，在D铜矿区圈定了3个找矿靶区：靶区I走向近SN向，该区内存在蚀变矿区组合异常及U-V元素组合异常、Cu-Ag元素组合异常、Ca-Mn元素组合异常，地表出露大量矿脉，F1断裂穿过，双频激电异常指示该靶区内存在2个已知矿体异常和找矿意义异常，具有重要的找矿前景；靶区II走向近SN向，该区内存在蚀变矿区组合异常及U-V元素组合异常、Cu-Ag元素组合异常、Ca-Mn元素组合异常，靶区内存在1个已知矿体异常和找矿异常，找矿前景良好；靶区III走向NE，为4号采场分布区，双频激电异常相对弱，具有一定的找矿前景（图3）。