玻利维亚奥鲁罗省D铜矿成矿地质条件及找矿预测.pdf

陈子聪（1987），男，工程师，650093 云南省昆明市。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）摘要玻利维亚多尔各市D铜矿地处安第斯褶皱带中段，西科迪勒拉构造带东南侧。通过对D铜矿区域成矿背景、矿床地质特征、矿石矿物组合的分析，对矿区深部开展了找矿预测。研究表明：矿床属地层、岩性及构造控制的含砂砾岩型铜矿床，含矿地层是找矿的基础条件，岩性、矿化蚀变是重要的找矿标志；矿床内发育粉砂岩型（I型）矿化、砂砾岩型（II型）矿化及石英脉型（III类）矿化，褶皱构造控制着矿源层和主要矿物组合的空间分布，断裂构造则为成矿提供容矿空间；Cu-Ag元素组合是矿区重要的矿化元素组合内带，元素组合中带、外带分别为Ca-Mn、U-V元素组合；本次研究圈定了3个重点找矿靶区，其中I、II靶区具有较好的找矿前景。关键词铜矿成矿条件找矿预测DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2023.08.003Metallogenic Geological Conditions and Prospecting Prediction of D Copper Depositin Oruro Province，BoliviaCHEN ZicongXI XiaoxinWEN DexiaoZHANG Fayin（Yunnan Metallurgical Resources Group Co.，Ltd.）AbstractThe D Copper Mine in the city of Dorge，Bolivia is located in the middle of the Andean foldbelt and the southeast side of the western Cordillera tectonic belt.Through the analysis of the metallogenicbackground，geological characteristics and ore mineral assemblage of the D copper deposit，the prospectingprediction was carried out in the deep part of the mining area.The study shows that the deposit belongs to thesandy conglomerate type copper deposit controlled by strata，lithology and structure.The ore-bearing strataare the basic conditions for prospecting，and lithology and mineralization alteration are important prospecting indicators.Siltstone type(type I)mineralization，glutenite type(type II)mineralization and quartz veintype(type III)mineralization are developed in the deposit.The fold structure controls the spatial distributionof the ore source layer and the main mineral assemblage，and the fault structure provides ore-bearing spacefor mineralization.The Cu-Ag element combination is an important inner zone of the mineralized elementcombination in the mining area.The middle and outer zones of the element combination are Ca-Mn and U-Velement combinations，respectively.This study delineated three key prospecting target areas，of which I andII target areas have good prospecting prospects.Keywordscopper mine，metallogenic conditions，prospecting prediction总第 652 期2023 年 8 月第 8 期现代矿业MODERN MININGSerial No.652August.2023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11现代矿业2023 年 8 月第 8 期总第 652 期资料进行综合分析，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NWSE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NWSE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。12陈子聪郄晓鑫等：玻利维亚奥鲁罗省D铜矿成矿地质条件及找矿预测2023 年 8 月第 8 期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22576、14751、13086石英脉，其中22576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（2471），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20170 m、延深560 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。13现代矿业2023 年 8 月第 8 期总第 652 期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14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）。参考文献1卢民杰，朱小三，郭维民.南美安第斯地区成矿区带划分探讨J.矿床地质，2016，35（5）:1073-1083.2冯瑞，张永明，URIBE HERNAN，等.新探明的玻利维亚银沙（Silver Sand）超大型因矿床地质特征和找矿评价 J.矿床地质，2021，40（1）:65-81.3万飞，暴永泉，付宝山.安第斯成矿带斑岩铜矿成矿规律综述J.吉林地质，2015，34（3）:45-48.4刘金.浅谈南美安第斯山斑岩型金铜矿成矿成因 J.世界有色金属，2018（15）:108-109.5刘飞，韩润生，李文尧，等.玻利维亚Lauran斑岩-浅成低温热液矿床地质特征及控矿因素 J.矿床地质，2022，41（1）:138-157.6夏方华，刘峰，王斌武.多民族玻利维亚国北奇差斯市锑多金属矿地质特征及矿床成因 J.世界有色金属，2017（5）:116-118.7张海忠，凌波，陈婉君.玻利维亚东部拉贝拉伟晶岩型铌钽矿成矿地质特征及找矿预测 J.河南科技，2021，40（17）:61-63.8罗序平，曾祥正，钟昌华.浅谈玻利维亚安第斯多金属成矿带特征 J.世界有色金属，2018，（18）:99-100.9李丽文，温彬，黄明生.玻利维亚阿利安萨铜矿床地质特征与成因分析 J.甘肃冶金，2015，37（3）:98-101.10 琚亮，张光亚，温志新，等.南美西部次安第斯弧弧前陆盆地分段特征 J.新疆石油地质，2011，32（4）:431-434.（收稿日期 2023-02-17）陈子聪郄晓鑫等：玻利维亚奥鲁罗省D铜矿成矿地质条件及找矿预测2023 年 8 月第 8 期（上接第5页）几厘米至数米不等的破碎蚀变带数条，见Au、Zn、Cu矿化。此区大面积为新太古代高级变质岩，局部有基性、中酸性脉岩出露，断裂构造以SN向、NW向为主，断裂中往往有热液活动痕迹，局部褐铁矿化发育，查证中可见金多金属矿化。下步应查明成矿热液来源，加强断裂构造与成矿关系研究，有望找到热液型金多金属矿。双山铁成矿远景区位于兴和县三道沟村南双山附近，面积3.9 km2。异常主元素为Fe，特征组合元素有Cd、Cr、Mo、Co、Zn，异常规模中等，浓度分带一般。经查证发现该区中部NW向辉绿岩含铁较高，为14%左右，且局部已被开采。该远景区出露地层为新太古代高级变质岩，局部脉岩发育，尤其是辉绿岩脉，由于含铁较高，规模较大，延伸较远，且出露良好，便于开采，有很大经济价值。下一步应注重该辉绿岩脉含铁及其他金属的系统研究，评估其开采经济价值，同时也要注重古老变质岩中铁矿的找矿分析研究。5结 论（1）通过1 5万化探普查在该区圈定了综合异常20处，划分找矿远景区4处，为指导该区找矿工作部署提供了最新的化探资料和依据。（2）Hs-18（朱家洼）异常突出，成矿地质条件优越，查证发现该区金、钼找矿潜力良好，下一步应重视该区找矿工作。参考文献1刘俊长，刘文跃，肖志泉，等.1 20万张家口幅地球化学图说明书 R.廊坊:河北省地质矿产局物探大队.1992.2章百明，赵国良，马国玺，等.河北省主要成矿区带矿床成矿系列及成矿模式 M.北京:石油工业出版社，1996.3宋瑞先，魏明辉，王金锁，等.张家口地质矿产 M.北京:地质出版社，2013.4郝连成，王卫国，胡延斌，等.冀西北怀安地区基底变质岩系构造变形序列研究 J.中国地质调查，2018，5（4）:57-66.5王剑，王卫国，柳志进，等.西洋河幅、套里庄幅、鹿尾沟幅、怀安县幅、水闸屯幅1:5万区域矿产调查报告 R.呼和浩特:武警黄金第七支队，2017.6李明喜，庞存廉.青海省1:50000地球化学水系沉积物测量工作细则 M.西宁:地矿部青海地质矿产勘查开发局，1999.7胡以铿.地球化学中的多元分析 M.武汉:中国地质大学出版社，1991.8杨书辰，杨玉茹，刘爱萍，等.1:20万天镇幅地球化学图说明书R.廊坊:河北省地质矿产局物探大队，1992.9赵鹏大，胡旺亮，李紫金.矿床统计预测（第二版）M.北京:地质出版社，1994.10 赵少卿，魏俊浩，高翔，等.因子分析在地球化学分区中的应用:以内蒙古石板井地区1:5万岩屑地球化学测量数据为例 J.地质科技情报，2012，31（2）:27-34.11 王占彬，顾松松，宋贺民，等.河北省怀安县一带水系沉积物测量报告 R.呼和浩特:武警黄金第七支队，2017.12 王占彬，宋贺民，马庆，等.河北省怀安县朱家洼矿区地球化学特征与找矿方向 J.地质与勘探，2020，56（1）:102-112.（收稿日期 2023-01-16）15