武晗

(首鋼地質(zhì)勘查院地質(zhì)研究所，北京 100144)

0 引言

1992年，首鋼對秘魯?shù)鸟R爾科納(Marcona)鐵礦進(jìn)行了收購，礦權(quán)區(qū)包括馬爾科納鐵礦和胡斯塔(Justa)銅礦，面積共計670 km2。1993—2003年，首鋼地質(zhì)勘查院對馬爾卡納鐵礦及胡斯塔銅礦進(jìn)行了大量礦產(chǎn)勘查工作，全區(qū)分為東、西2個礦化區(qū)，8個礦脈帶，從圈定出的26個銅異常中新發(fā)現(xiàn)21條銅礦脈。2004年，加拿大查里厄特資源公司(Chariot Resources Ltd.)聯(lián)合韓國大韓礦業(yè)振興公社、韓國LG日高銅業(yè)公司，合資成立馬爾科貝(Marcobre)公司，收購了胡斯塔銅礦的礦權(quán)并開展勘查工作；2006年2月，該公司披露胡斯塔銅礦的金屬資源量為259.9×104t，成為近年來的重大找礦發(fā)現(xiàn)。TA-02勘查區(qū)位于首鋼秘魯鐵礦股份公司C.P.S-1礦權(quán)內(nèi)，南側(cè)為首鋼馬爾科納鐵礦，北側(cè)緊鄰馬爾科貝(Marcobre)公司的胡斯塔銅礦，TA-02勘查區(qū)具有較好的找礦前景。

在力拓公司2003年施工的19個鉆孔(總計進(jìn)尺6056.70 m)和首勘公司2014—2015年在TA-02區(qū)內(nèi)施工的34個鉆孔(總計進(jìn)尺7405.72 m)的勘查成果基礎(chǔ)上，2017—2018年，首鋼地質(zhì)勘查院地質(zhì)研究所受首鋼秘魯鐵礦股份公司的委托，在首鋼秘魯鐵礦MarconaTA-02勘查區(qū)開展銅多金屬礦地質(zhì)普查工作，施工鉆孔55個，總計進(jìn)尺29998.62 m，實(shí)施物探TEM測量17.90 km2/3417點(diǎn)。本文在對鉆孔資料綜合整理的基礎(chǔ)上，對TA-02勘查區(qū)的銅多金屬礦成礦特征進(jìn)行闡述，并對礦床類型進(jìn)行分析，希冀對今后的地質(zhì)勘查有所裨益。

1 區(qū)域地質(zhì)

首鋼秘魯馬爾科納(Marcona)鐵礦位于秘魯中南部西海岸附近，地處環(huán)太平洋構(gòu)造-巖漿活動帶東側(cè)的安第斯山褶皺帶西側(cè)中南段的馬爾科納臺地，屬于中安第斯成礦省的海岸安第斯Fe-Cu-Au成礦帶的北段[1-2]。安第斯山褶皺帶為世界上最著名的銅、多金屬成礦帶，特別是由秘魯南部至智利北部一帶最為重要。納斯卡板塊向南美洲板塊的俯沖作用使安第斯該褶皺帶內(nèi)構(gòu)造巖漿活動極為發(fā)育①。秘魯南部成礦帶的基底是阿雷基帕(Arequipa)地塊分布的外來古元古代-中元古代基底雜巖，在格林威爾造山運(yùn)動(1.0～1.3 Ga)期間拼貼到亞馬遜克拉通上。基底雜巖與上覆的新元古代、古生代沉積地層呈不整合接觸，中生代火山-沉積巖系廣泛出露[1](圖1)。

圖1 秘魯馬爾科納鐵礦區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[1]，修改)Fig.1 Regional geological map of Marcona Fe ore district1.新近系—第四系；2.新生界；3.中生界(包括格蘭德河組、賈懷伊組、堯卡組和科帕拉組)；4.下-中志留統(tǒng)馬爾科納組；5.元古宇(包括圣胡安組、切奎瑞安組和阿雷基帕地塊洛馬斯群)；6.白堊紀(jì)海岸巖基；7.白堊紀(jì)通加安山玢巖體；8.志留紀(jì)圣尼古拉斯巖基；9.斷裂；10.馬爾科納—米娜-胡斯塔地區(qū)主要鐵銅礦體；11.生產(chǎn)礦山；12.未生產(chǎn)(包括未建)礦山；13.TA-02勘查區(qū)范圍；14.城鎮(zhèn)

(1)地層：馬爾科納地區(qū)的地層分為4部分[2](圖2)。①元古宇：包括基底阿雷基帕地塊的古-中元古界洛馬斯(Lomas)群(Pt1-2L)、新元古界的切奎瑞安(Chiquerío)組(Pt3q)和圣胡安(San Juan)組(Pt3)；②古生界：下-中志留統(tǒng)馬爾科納(Marcona)組(S1-2m)；③中生界：包括中侏羅統(tǒng)格蘭德河(Río Grande)組下段(J2ga)、中-上侏羅統(tǒng)格蘭德河(Río Grande)組上段(J2-3gb)、上侏羅統(tǒng)賈懷伊(Jahuay)組(J3j)、下白堊統(tǒng)堯卡(Yauca)組(K1y)和科帕拉(Copara)組(K1k)；④新生界：包括古近系的皮斯科(Pisco)組(N1p)、米勒(Millo)組(N1-2m)、森卡(Sencca)組(N1-2s)和第四系(Q)。

圖2 馬爾科納-胡斯塔地區(qū)地層柱狀圖(據(jù)文獻(xiàn)[1-3]和注釋②，修改)Fig.2 Column of Marcona Fe ore district

(2)構(gòu)造。馬爾科納地區(qū)在區(qū)域上為一軸向NW的背斜，在礦區(qū)范圍內(nèi)則呈走向35°～65°，傾向NW，傾角近40°的單斜構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，單斜構(gòu)造趨于復(fù)雜化，地層沿斷裂產(chǎn)生程度不同的水平走滑或垂直升降，根據(jù)斷裂的走向與傾向特點(diǎn)，主要分成4個構(gòu)造組合[1]：①皮斯塔(Pista)斷裂組：是最老的正斷層，包含區(qū)域發(fā)育的雷朱扎(Lechuza)斷裂，走向295°，傾向NNE，傾角約60°，是沿前中生界基底上升巖塊邊界發(fā)育的滑脫斷層，這組斷層的活動在礦化之前即已開始，并持續(xù)到礦化期后[3]；②雷佩替松(Repeticion)斷裂組：斷裂與沉積巖的走向平行的NE向張性斷裂，反映了侏羅紀(jì)SEE-NWW方向的擠壓應(yīng)力場，推測與馬爾科納地區(qū)東北部NW向的特蘭托-利勃拉(Treinta Libras)區(qū)域性左行剪切斷裂有關(guān)[3]；③胡斯塔(Justa)斷裂組：亦稱米娜-胡斯塔(Mina Justa)斷裂)，控制著胡斯塔(Justa)銅礦區(qū)的主要鐵礦體和銅礦化帶；斷裂的走向與馬爾科納礦區(qū)附近的雷佩替松斷裂相近，但傾向SE，傾角較緩，主要為正斷層性質(zhì)，在馬爾科納礦區(qū)切割鐵礦體，局部呈逆斷層特點(diǎn)；④瓦卡(Huaca)斷裂組：為東部地區(qū)發(fā)育的正斷層，斷裂走向335°，傾向60°，為成礦后期形成，通常被晚期的斑狀安山玢巖脈穿插[1]。

(3)巖漿巖。區(qū)域巖漿巖有圣尼古拉斯(San Nicolás)巖基、通加(Tunga)安山玢巖、海岸(Coastal)巖基及各種巖脈。①圣尼古拉斯(San Nicolás)巖基：由沿海山地的一些巖漿巖構(gòu)成，巖體侵入基底巖系和下古生界中，在馬爾科納礦區(qū)的西南部，巖基中主要見有3種巖石類型，大致呈同心圓狀分布：中心部分為二長花崗巖，過渡部分為花崗閃長巖，外緣部分為輝長-閃長巖；②通加(Tunga)安山玢巖：出露于馬爾科納礦床以北的沿海山地東部，呈巖墻或巖床狀侵入到堯卡組及更老的地層單元中；③海岸(Coastal)巖基：在阿卡里-科布雷潘帕(Acarí-Cobrepampa)地區(qū)，海岸巖基侵入到下白堊統(tǒng)尼奧康姆(Neocomian)階或更老的地層中②。

2 礦區(qū)地質(zhì)

秘魯馬爾科納(Marcona)鐵礦區(qū)北部TA-02銅礦勘查區(qū)位于首鋼秘魯馬爾科納鐵礦的東北部，北與胡斯塔銅礦接壤，勘查區(qū)面積約20.33 km2(圖3)。

圖3 馬爾科納TA-02勘查區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.3 Geological sketch of Marcona property TA-021.中侏羅統(tǒng)格蘭德組；2.下-中志留統(tǒng)馬爾科納組；3.斑狀安山玢巖；4.安山玢巖；5.閃長巖；6.銅礦體；7.鈷礦體；8.鐵礦體；9.銅礦化體；10.斷裂；11.TA-02勘查區(qū)范圍

2.1 地層

主要出露有下-中志留統(tǒng)馬爾科納(Marcona)組、下-中侏羅統(tǒng)格蘭德河(Río Grande)組和第四系(Q)。

(1)馬爾科納(Marcona)組(S1-2m)。以大理巖、角頁巖、角巖、千枚巖和石英巖為主的巖石組合，為白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、砂頁巖經(jīng)熱變質(zhì)形成。本礦區(qū)的馬爾科納組主要分布于礦區(qū)的南部，主要巖性為角巖，局部見少量石英巖；上覆格蘭德河組下段(舊稱塞里托斯(Cerritos)組)，二者呈平行不整合接觸關(guān)系，地層總體走向NE，傾向NW。

(2)格蘭德河(Río Grande)組(J2-3g)。按巖性大致可分為上、下兩段。①格蘭德河組下段(J2ga)：舊稱塞里托斯(Cerritos)組，以砂巖為主，夾少量安山巖、英安巖；②格蘭德河組上段(J2-3gb)：以安山巖、英安巖和凝灰質(zhì)長石雜砂巖互層為特征，呈現(xiàn)多個沉積韻律，頂部偶見透鏡狀白云巖；底部的安山巖和凝灰質(zhì)長石雜砂巖呈灰黑色，上部的安山巖和凝灰質(zhì)長石雜砂巖呈紫紅色，反映出不同時段沉積環(huán)境的變化特點(diǎn)。格蘭德河組是馬爾科納—胡斯塔地區(qū)銅礦體的主要賦礦層位。

(3)第四系(Q)。礦區(qū)的第四系非常發(fā)育，大面積覆蓋于格蘭德河組之上，由砂礫巖、半固結(jié)砂巖和砂土組成。

2.2 構(gòu)造

勘查區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，并具多期活動特點(diǎn)，斷裂性質(zhì)存在由壓性→張性→壓扭性及反向的轉(zhuǎn)變過程，并伴有走滑(平移)，主要分為4組(見圖3)。

(1)皮斯塔斷裂：分布于礦區(qū)西部及南部，多為為壓扭性斷裂，是礦區(qū)內(nèi)形成較早的一組斷裂，常被認(rèn)為是馬爾科納組與格蘭德河組的分界線，規(guī)模較大，寬幾十米至近百米，多呈NW或NE向展布，局部呈近EW向展布，斷裂面總體向NE或NW向傾斜，傾角變化較大，一般為20°～70°。該組斷裂被認(rèn)為是多期活動的滑脫斷層，斷裂活動在礦化之前開始并持續(xù)到礦化之后。

(2)雷佩替松斷裂：即Repeticion N°1，見于礦區(qū)西部，為壓性斷裂，總體走向?yàn)?5°，傾向NW，傾角30°～60°，斷裂規(guī)模較大，主要表現(xiàn)為構(gòu)造破碎帶，斷裂兩側(cè)常見構(gòu)造片理化帶，該組斷裂切錯皮斯塔斷裂鐵礦體，對鐵礦體具有破壞作用。

(3)胡斯塔斷裂：斷裂走向主要為NW向和NE向，傾向NE或SE(局部走向近SN，傾向E)，傾角變化較大(30°～80°)。斷裂帶內(nèi)各斷裂規(guī)模大小不一，平行產(chǎn)出，主要表現(xiàn)為一系列構(gòu)造破碎帶和角礫巖帶，破碎帶和角礫巖帶中常充填有磁鐵礦體和銅礦體；許多脈巖(如斑狀安山玢巖(ocoita)、安山玢巖和閃長巖等)也沿斷裂帶侵入。部分地段可見斷裂帶切割了早期的磁鐵礦體，對鐵礦體有明顯的破壞作用。

(4)瓦卡斷裂：分布于全區(qū)，斷裂主要表現(xiàn)為地表的一系列平行分布的沖溝，鉆孔中主要表現(xiàn)為規(guī)模大小不一的構(gòu)造破碎帶。瓦卡斷裂多呈NW向平行展布，傾向NE或SW，一般傾角較大，斷裂內(nèi)巖石破碎強(qiáng)烈。此外，瓦卡斷裂也切割鐵礦體和銅礦體，斷裂內(nèi)的鐵礦體或銅礦體常呈角礫狀，局部礦體呈粉末狀或斷層泥。從瓦卡斷裂與地層、脈巖和礦體的關(guān)系上看，瓦卡斷裂的形成較晚，且活動較為頻繁，切割大部分地質(zhì)體，對礦體有破壞作用。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)的巖漿巖主要表現(xiàn)為多期次侵入形成的脈巖，主要巖石類型有安山玢巖、 英安玢巖、 閃長巖、基性巖和斑狀安山玢巖(Oc?ita)。斑狀安山玢巖是一種斑晶較大的安山玢巖，是礦區(qū)內(nèi)出露最廣泛的脈巖類型，多呈巖墻狀，沿NW向、NE向和近SN向斷裂產(chǎn)出，規(guī)模較大，走向延伸較為穩(wěn)定，一般500～1500 m，局部在斑狀安山玢巖的裂隙中充填有孔雀石，是區(qū)內(nèi)形成較晚的脈巖，穿切區(qū)內(nèi)大部分地質(zhì)體。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)常見的圍巖蝕變主要有：陽起石-透閃石化、碳酸鹽化、鉀化、綠泥石化和綠簾石化。①陽起石-透閃石化：非常發(fā)育，見于鐵礦體或浸染狀銅礦體中，規(guī)模大小不一，通常是陽起石產(chǎn)生透閃石化；②碳酸鹽化：比較發(fā)育，常呈細(xì)脈狀或網(wǎng)脈狀充填于各類巖石的裂隙和節(jié)理面中，蝕變不均勻，規(guī)模大小不一；③鉀化：是最為常見的一類圍巖蝕變，多見于銅礦體或鐵礦體附近的火山巖、砂巖或閃長巖中，蝕變寬度可從數(shù)米至數(shù)十米，是近礦圍巖蝕變；④綠泥石化：常見于安山巖、安山質(zhì)火山碎屑巖和斑狀安山玢巖中，蝕變不均勻，蝕變寬度可從幾米至數(shù)十米，是較常見的近礦圍巖蝕變；⑤綠簾石化：局部可見，主要產(chǎn)于安山玢巖和斑狀安山玢巖的裂隙或節(jié)理面，蝕變規(guī)模較小。

3 礦體及礦石特征

依據(jù)基本分析結(jié)果，按照品位w(Cu)≥2%、礦體真厚度≥2 m的指標(biāo)圈定銅礦體。

3.1 礦體分布特征

勘查區(qū)內(nèi)共有編號銅礦體89條，多數(shù)分布在勘查區(qū)的東段和中段；勘查區(qū)西段則以鐵礦體為主，銅礦較少。銅礦體多呈脈狀，少數(shù)呈透鏡狀，銅礦體具有平行分布的特征，部分礦體具分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體埋深一般為0～-575 m，分布范圍較廣，從淺部至深部均發(fā)現(xiàn)不同規(guī)模的銅礦體。銅礦體走向延伸100～1000 m，鉆孔控制礦體厚度一般為2～28 m(局部達(dá)40～80 m，此外Cu-67礦體厚度可達(dá)205 m)。按銅礦體產(chǎn)狀劃分可分為3組：①走向NE的銅礦體有47條，占比53%，礦體產(chǎn)狀：SE∠25°～45°；②走向NW的銅礦體有34條，占比38%，礦體產(chǎn)狀：NE∠>60°；③走向SN的銅礦體8條，占比9%，礦體產(chǎn)狀E∠50°～60°。由于本次勘查工程間距大(160 m×160 m)，故多數(shù)陡傾斜礦體僅為單剖面控制，且礦體鮮有地表露頭，因此理清礦體產(chǎn)狀為進(jìn)一步地質(zhì)勘查工作的重點(diǎn)內(nèi)容。

3.2 礦體圍巖特征

礦體主要賦存于格蘭德河組下段(即塞里托斯組)中。安山巖、變質(zhì)砂巖、粉砂巖、安山質(zhì)火山碎屑巖、英安質(zhì)火山碎屑巖、英安巖為礦體圍巖(圖4)。銅礦體傾向與地層相反且穿切地層。此外，在5線以東、深度300～400 m的馬爾科納組巖層中也見有銅礦體。在一些早期形成的安山玢巖和閃長巖內(nèi)也見有細(xì)脈狀-網(wǎng)脈狀的銅礦體。上述現(xiàn)象說明，區(qū)內(nèi)銅礦體對容礦地層和圍巖巖性均沒有明顯的選擇性。

3.3 礦化特征

礦體頂?shù)装宓慕V圍巖蝕變以陽起石化為主，蝕變強(qiáng)烈地段形成陽起石化巖，而礦石的脈石礦物中也以陽起石為主。陽起石化巖往往具有明顯的鐵、銅礦化，其礦物組合與礦體基本一致，表現(xiàn)出二者相伴而生的密切關(guān)系。陽起石化巖按產(chǎn)狀可分為2類：傾向SE的陽起石化巖和傾向NW的陽起石化巖(見圖4)。傾向SE的陽起石化巖具有明顯的銅(鐵)礦化特征，常常形成達(dá)到工業(yè)指標(biāo)的銅(鐵)礦體，傾向NW陽起石化巖一般只具有鐵礦化特征，銅的礦化不明顯，常形成單獨(dú)的鐵礦體或含銅鐵礦體。

圖4 TA-02勘查區(qū)2號勘查線地質(zhì)剖面圖Fig.4 Geological section of line 2 in property TA-021—4.下-中侏羅統(tǒng)格蘭德河組：1.變質(zhì)砂巖及粉砂巖；2.安山巖；3.英安巖；4.安山質(zhì)火山碎屑巖；5.斑狀安山玢巖脈；6.安山玢巖脈；7.陽起石化巖；8.銅(鐵)礦體；9.鐵礦體；10.地質(zhì)界線；11.鉆孔及編號

3.4 控礦因素

(1)陽起石化巖是圍巖在金屬礦化過程中水-巖交代作用的產(chǎn)物，而銅礦體實(shí)際上是陽起石化等蝕變巖中金屬品位達(dá)到工業(yè)指標(biāo)要求的部分。利用陽起石化巖與金屬礦化的緊密聯(lián)系且分布空間大于金屬礦體等特點(diǎn)，可將陽起石化巖作為勘查區(qū)進(jìn)一步找礦的標(biāo)志性地質(zhì)體，而將傾向SE的陽起石化巖作為本區(qū)尋找銅礦化體的目標(biāo)巖性。在工作中可從遙感光譜信息中篩選、提取出相關(guān)的蝕變信息，用以確定重點(diǎn)靶位；通過專題性圍巖蝕變填圖等工作，查清蝕變帶的位置和金屬礦化的范圍，為銅礦勘探工作確定具體部位。

(2)勘查區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，其中的斑狀安山玢巖(Ocoite)產(chǎn)狀與銅礦體高度一致，多呈巖墻狀沿NW向、NE 向和近SN向斷裂侵入，巖脈多具有一定延展長度，一般為500～1500 m。根據(jù)前人資料，斑狀安山玢巖脈形成較晚，切錯區(qū)內(nèi)大部分地質(zhì)體，其發(fā)育的地質(zhì)特點(diǎn)與區(qū)內(nèi)的蝕變-礦化地質(zhì)體具有一定的相似性。

(3)無論是蝕變礦化帶，還是入侵的脈巖，都直接受斷裂構(gòu)造的控制，本區(qū)的NW向、NE向和近SN向斷裂構(gòu)成了控巖、控礦的構(gòu)造組合，斷裂、蝕變礦化帶和脈巖“三位一體”控制著區(qū)內(nèi)的成礦，也是找礦工作中需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

3.5 礦石特征

(1)礦石類型。按礦石中主要礦物可將本區(qū)礦石分為3種自然類型。①含孔雀石氧化銅礦石：含孔雀石安山巖、含孔雀石英安巖、含孔雀石石英砂巖；②陽起石化銅礦石：黃銅礦黃鐵礦磁鐵礦陽起石化銅礦石、黃銅礦黃鐵礦磷灰石磁鐵礦陽起石化銅礦石、黃銅礦磷灰石黃鐵礦陽起石化銅礦石；③含磁鐵礦銅礦石：黃銅礦黃鐵礦陽起石磁鐵礦銅礦石、黃銅礦黃鐵礦透閃石磁鐵礦銅礦石、斑銅礦黃銅礦黃鐵礦陽起石磁鐵礦銅礦石、黃銅礦黃鐵礦陽起石斑銅礦磁鐵礦銅礦石。

(2)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石多為中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造包括浸染狀構(gòu)造(圖5a)、團(tuán)塊狀礦構(gòu)造和條紋狀構(gòu)造(圖5b-c)，另外還有細(xì)脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造和層紋狀構(gòu)造(圖5d)等。銅礦品位與礦石構(gòu)造密切相關(guān)，團(tuán)塊狀銅礦石的品位最高，團(tuán)塊狀+浸染狀銅礦石的品位次之，浸染狀銅礦石的品位最低。

圖5 礦石典型構(gòu)造照片F(xiàn)ig.5 Microscopic photo of typical ore structurea.浸染狀構(gòu)造(采自17TA-DD83孔，165.40 m)；b.條紋狀構(gòu)造(采自17TA-DD74孔，439.85 m)；c.條紋狀構(gòu)造(采自17TA-DD74孔，439.85 m)；d.層狀構(gòu)造(采自17TA-DD53孔，648.50 m)

(3)礦物組成。礦石中的含銅礦物，主要為黃銅礦，其次為斑銅礦和輝銅礦，氧化礦物為孔雀石；伴(共)生金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、含鈷礦物(本次采樣未見到)、閃鋅礦、方鉛礦、針鐵礦和毒砂等(圖6)。脈石礦物以斜長石、輝石、透閃石和陽起石為主，并有少量方解石、綠泥石、綠簾石和磷灰石等。

圖6 銅礦石中主要金屬礦物鏡下照片(正交偏光)Fig.6 Microscopic photo of the main metal mineral in Cu orea-b.鉆孔TA-DD42-G4，257.40～257.50 m；c-d.鉆孔17TA-DD51-G1，267.56～267.66 m；e-f.鉆孔17TA-DD51-G2，275.90～276.00 m；cp.黃銅礦；cv+dg.輝銅礦；bn.斑銅礦；sl.閃鋅礦；mt.磁鐵礦；py.黃鐵礦；hm.赤鐵礦；goe.針鐵礦；gn.方鉛礦；asp.毒砂；gg.不透明礦物

4 成礦元素分布特征

4.1 巖石中成礦元素的分布特征

勘查工作中實(shí)施了全孔采樣分析，基本分析樣品的檢測元素為Fe、Cu、Co、Zn。51勘探線17TA-DD51孔全孔采取巖石樣品197件，分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果(表1)顯示出成礦元素在不同巖石中的分布特點(diǎn)。從表1可見，區(qū)內(nèi)各類巖石的成礦元素含量普遍比地殼元素豐度高出2個數(shù)量級(>100倍)，表明區(qū)內(nèi)巖石中存在Fe、Cu、Co和Zn元素的富集，這些元素的來源和富集過程關(guān)系到區(qū)內(nèi)鐵銅多金屬礦化的成因演化，有待進(jìn)行深入研究與探討。

表1 勘查區(qū)巖石的主要成礦元素含量統(tǒng)計Table 1 Statistics of the main ore element content of rocks in the property

(1)地層。鉆遇地層均屬下-中侏羅統(tǒng)格蘭德河組，分為5種巖石類型：變質(zhì)砂巖及粉砂巖、安山質(zhì)火山碎屑巖、英安質(zhì)火山碎屑巖、安山巖、英安巖。①各類巖石中的Fe元素含量較為接近，平均值范圍為4.53%～6.83%；②變質(zhì)砂巖及粉砂巖、英安質(zhì)火山碎屑巖和英安巖的Cu元素含量略顯富集，平均值范圍為0.041%～0.051%，而安山質(zhì)火山碎屑巖和安山巖中的Cu元素含量則低于其它巖類，平均值為0.23%～0.33%；③不同巖石類型的Co元素含量較為接近，平均值范圍為0.002%～0.005%；④火山熔巖和火山碎屑巖中的Zn元素含量較為平穩(wěn)，平均值范圍為0.011%～0.034%；而在變質(zhì)砂巖和粉砂巖中Zn元素含量則出現(xiàn)明顯的富集趨勢，有36%的樣品中Zn元素品位>0.1%，最高可達(dá)0.673%，這種Zn元素富集的現(xiàn)象集中出現(xiàn)在鋅礦體上、下盤的砂巖類巖石中，表明可能與Zn的含礦熱液疊加有關(guān)，而難以代表巖石的背景性元素含量。

(2)脈巖。區(qū)內(nèi)脈巖按侵入順序分為較早侵入的安山玢巖和較晚形成的斑狀安山玢巖。表1顯示，脈巖中的Fe元素和Co元素含量平均值與地層的各類巖石相比，呈基本一致稍有增高的狀態(tài)；而Cu元素和Zn元素含量平均值明顯高于地層巖石的平均值(w(Cu)=0.057%～0.092%，w(Zn)=0.025%～0.147%)，是由于部分樣品的元素含量較高，提高了其平均值水平。

(3)陽起石化巖。從表1可見，鉆孔中陽起石化巖樣品的Fe、Cu、Co元素含量平均值較高，w(Fe)=10.46%，w(Cu)=0.152%，w(Co)=0.010%。在陽起石化巖中，F(xiàn)e、Cu、Co元素呈現(xiàn)顯著的正消長關(guān)系，但Zn元素并沒有體現(xiàn)出同步變化的特點(diǎn)；反之，當(dāng)Zn元素出現(xiàn)明顯提高的時候，另外3種元素并沒有明顯的響應(yīng)響應(yīng)。這種變化規(guī)律與銅、鋅礦體中成礦元素的分布規(guī)律是一致的。鑒于陽起石化巖是礦體圍巖水巖交代的產(chǎn)物，通常是與鐵銅礦化體呈共生的暈帶關(guān)系，因此陽起石化巖可作為本礦區(qū)顯著的找礦標(biāo)志，同時可利用蝕變巖的光譜信息，通過遙感蝕變填圖進(jìn)行找礦等工作確定礦化蝕變層位。

4.2 礦體中成礦元素的分布特征

對區(qū)內(nèi)礦石樣品的分析方法為紅外光譜定量分析，共分析元素36項(Ag、Au、Al、As、Ba、Be、Bi、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、FeO、Ga、K、La、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Ni、P、Pb、S、Sb、Sc、Sn、 Sr、 Ti、V、W、Y、Zn、Zr)。對分析結(jié)果的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)銅礦石的化學(xué)組分中，F(xiàn)e、S、Cu、Co的含量較高， 另外，Pb、Ni、Zn、Ag、Au元素局部達(dá)到伴生組分綜合利用指標(biāo)(表2)。

表2 TA-02勘查區(qū)銅礦體中成礦元素分析結(jié)果統(tǒng)計Table 2 Statistics of analysis of ore element of Cu ore body in the property

表2顯示，銅礦體內(nèi)具有明顯的Fe元素富集的特征，銅礦體中部分地段的Fe元素品位達(dá)到最低工業(yè)品位，Cu和Fe元素具有明顯的相關(guān)性，據(jù)此選擇有代表性的3線17TA-DD85孔、5-1線17TA-DD51孔、7線17TA-DD43孔、11線17TA-DD36孔的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)：①當(dāng)Cu元素含量達(dá)到邊界品位(0.2%)時，F(xiàn)e元素含量一般為15%～20%；②當(dāng)Cu元素含量達(dá)最低工業(yè)品位(0.5%)時，F(xiàn)e元素含量通?！?0%；③ Cu和Fe元素含量的正相關(guān)關(guān)系較為明顯(圖7a)但當(dāng)Fe、Cu元素含量較高，尤其是Cu元素大于最低工業(yè)品位時，Cu和Fe元素的相關(guān)性有所降低(圖8b)。

圖7 鉆孔樣品的Fe-Cu含量直方圖Fig.7 Histogram of Fe-Cu content of samples collected from drill corea.3線17TA-DD85孔；b.5-1線17TA-DD51孔；c.7線17TA-DD43孔；d.11線17TA-DD36孔

圖8 4個鉆孔樣品的Fe-Cu直方圖Fig.8 Histogram of Fe-Cu content of samples from 4 drill holesa.4個鉆孔樣品疊加統(tǒng)計圖；b.4個鉆孔銅品位≤1%樣品疊加統(tǒng)計圖

由此可見，區(qū)內(nèi)的銅礦化與鐵礦化具有高度的一致性，共/伴生關(guān)系清晰；銅礦體中的鐵元素含量局部可單獨(dú)圈定工業(yè)礦體進(jìn)行開采，或作為伴生礦綜合開發(fā)利用。利用礦化地段Fe、Cu元素的特點(diǎn)，可在本區(qū)尋找銅礦體的勘查工作中，考慮開展磁法勘探。

此外，銅礦體中存在鈷或鋅的礦化，二者的礦化程度不甚穩(wěn)定。根據(jù)Co和Zn的含量，局部地段與銅礦體形成共生或伴生關(guān)系，部分地段可形成單獨(dú)鈷礦體或鋅礦體。

5 礦床類型

自20世紀(jì)70年代奧林匹克壩超大型銅-金-鈾礦床被成功勘探，世界上又有大量類似的礦床被發(fā)現(xiàn)，IOCG型礦床(Iron oxide-Copper-Gold deposits)的概念被人們所認(rèn)知；1992年，Hitzman[4]將其統(tǒng)稱為“鐵氧化物-銅-金(-鈾)-稀土礦床”；2003年，Sillitoe[5]將IOCG型礦床定義為：含有大量磁鐵礦和(或)赤鐵礦的礦床，并伴有黃銅礦±斑銅礦，礦產(chǎn)組合變化范圍大，與一定的構(gòu)造-巖漿環(huán)境有關(guān)。國內(nèi)的張興春[6]、毛景文[7]、聶鳳軍[8]、方維萱[9]等先后對IOCG型礦床的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評述，梳理了IOCG型礦床的主要地質(zhì)特征、成礦模型、勘查特點(diǎn)。

位于秘魯南部—智利北部的海岸安第斯成礦帶是著名的IOCG型Fe-Cu-Au礦成礦帶，馬爾科納鐵礦和米娜—胡斯塔銅礦是秘魯南部典型的IOCG型礦床；TA-02銅礦勘查區(qū)處在馬爾科納鐵礦和米娜—胡斯塔銅礦之間，其成礦地質(zhì)條件、礦體地質(zhì)特征、礦石礦物組合、礦化及蝕變特征與之非常相似，所以TA-02勘查區(qū)的礦床類型亦為IOCG型。其特征如下：

(1)產(chǎn)出構(gòu)造位置。TA-02勘查區(qū)的銅礦形成于洋殼俯沖背景下島弧造山帶的伸展環(huán)境下，勘查區(qū)位于安第斯山褶皺帶西側(cè)的馬爾科納臺地邊緣。

(2)賦礦圍巖。區(qū)內(nèi)礦體圍巖主要為早-中侏羅統(tǒng)格蘭德河組下段巖石，巖性主要為砂巖、凝灰質(zhì)長石雜砂巖、火山熔巖。僅在本區(qū)南部5線以東300～400 m以深見到馬爾科納組巖石。銅礦體在2個地層單元中均有發(fā)育，且在礦體形態(tài)、礦物組合和化學(xué)組分方面沒有明顯的差異。另外，一些較早侵入的安山玢巖脈和閃長巖脈中也可見到細(xì)脈狀-網(wǎng)脈狀的礦化，也可作為礦體的容礦圍巖。因此，礦體圍巖沒有專屬性，但在不同物理性質(zhì)的圍巖中礦石差異性較大：在滲透性高的圍巖中礦化呈團(tuán)塊狀、似層狀，品位高；滲透性差的巖石中則為細(xì)脈狀、浸染狀礦化，品位低。

(3)巖漿巖。TA-02勘查區(qū)及周邊巖漿活動頻繁，北部發(fā)育有通加巖體、西南部發(fā)育有圣尼古拉斯巖基。通加巖體主要為安山玢巖；圣尼古拉斯巖基由3種巖性構(gòu)成同心圓狀，中心為二長花崗巖，其外為花崗閃長巖，外緣為輝長閃長巖。

(4)控礦構(gòu)造。TA-02勘查區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，呈多期(次)活動特征，不同產(chǎn)狀、不同時代的斷裂相互穿插，形成一系列構(gòu)造破碎帶和片理化帶，主要有皮斯塔斷裂、瑞佩替松斷裂和胡斯塔斷裂。早期斷裂提供了運(yùn)移通道和容礦空間。胡斯塔斷裂控制鐵銅礦化及陽起石化蝕變帶，是區(qū)內(nèi)鐵銅礦的主要控礦構(gòu)造，且斷裂的活動序次或產(chǎn)狀的不同會產(chǎn)生礦化特征上的差異。

(5)礦體形態(tài)特征。TA-02勘查區(qū)控礦斷裂多表現(xiàn)為斷裂破碎帶或構(gòu)造角礫巖帶，帶內(nèi)常充填磁鐵礦體、銅礦體和脈巖，鐵銅礦體的形態(tài)以脈狀為主。

(6)礦石礦物組合特征。銅礦石的金屬礦物組成變化不大，主要的銅礦物為黃銅礦，次為斑銅礦和輝銅礦，氧化礦物為孔雀石；其它金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、含鈷礦物(本次采樣未見到)、閃鋅礦、方鉛礦、針鐵礦和毒砂等。

(7)礦石化學(xué)組分特征。區(qū)內(nèi)主要礦種為鐵、銅，局部有鈷、鋅；礦石組分中Fe、S、Cu、Co元素含量較高，Pb、Ni、Zn、Ag、Au元素局部達(dá)到綜合利用指標(biāo)，F(xiàn)e和Cu元素具有明顯的正相關(guān)關(guān)系。

(8)圍巖蝕變特征。礦區(qū)銅礦體的圍巖蝕變發(fā)育。從礦體到圍巖，圍巖蝕變大致呈現(xiàn)鈉化→碳酸鹽化→鉀化→綠泥石化的變化。鈉化的礦物組合為鈉長石-陽起石-磁鐵礦-磷灰石-綠簾石-黃銅礦-黃鐵礦-斑銅礦；碳酸鹽化主要表現(xiàn)為由方解石構(gòu)成的碳酸鹽細(xì)脈；鉀化多發(fā)生在近礦圍巖中，主要礦物為鉀長石、黑云母等；綠泥石化的主要礦物為綠泥石和綠簾石，大多產(chǎn)于圍巖裂隙中。

在TA-02銅礦勘查區(qū)，由于銅礦化與鐵礦化具一致性、且Fe和Cu具有明顯的正相關(guān)關(guān)系，因此鐵銅礦體(石)具有一定強(qiáng)度的磁性特征，這個特征是一顯著的找礦標(biāo)志，利用這一特性可以合理選擇地球物理找礦方法，配置找礦方法組合，提高找礦效率。

6 結(jié)語

目前，TA-02勘查區(qū)在地質(zhì)普查階段提交推斷資源量為銅礦金屬量約110×104t，伴生鐵礦石1.7×108t，伴生鈷金屬量3×104t，伴生鋅金屬量21×104t。而銅、鈷、鋅和鐵礦均為我國當(dāng)前的大宗緊缺礦種，并被列入未來15～20年礦產(chǎn)資源的找礦重點(diǎn)，在此背景下本礦區(qū)的勘查及開發(fā)工作具有重要意義。

現(xiàn)階段勘查工作的鉆探工程間距較大，控制程度低，很多礦體為單剖面或單鉆孔控制，對于全面探討礦床的成礦規(guī)律和礦床成因還有一定難度。因此亟需開展進(jìn)一步的地質(zhì)勘查工作以加密控制現(xiàn)有礦體，理清礦體的賦存的空間變化規(guī)律；同時要加強(qiáng)控礦構(gòu)造的專題性研究，實(shí)施磁法測量、蝕變信息的遙感或地面調(diào)查，以輔助于成礦預(yù)測，爭取在空白區(qū)及深部發(fā)現(xiàn)更多的工業(yè)礦體。同時在勘查工作中積極引進(jìn)先進(jìn)的勘查系統(tǒng)方法和勘查技術(shù)理論，優(yōu)化和豐富礦產(chǎn)勘查技術(shù)，以增強(qiáng)礦產(chǎn)勘查工作的科學(xué)性、合理性。

注釋：

① Marcona Project-Mina Justa Definitive Feasibility Study:Technical Report to Hong Kong Stock Exchange. China Sci-tech Holding Limited,By AMEC Minproc,2010-04-19.

② 郭志山,楊艷忠,滕正雙. 首鋼秘魯鐵礦馬爾科納礦區(qū) MINA21礦區(qū)地質(zhì)勘探綜合研究報告.北京:首鋼地質(zhì)勘查院,2000: 1-14.