安第斯铜多金属成矿带地质背景及成矿特征

1 引言

全球铜矿主要分布在三大成矿带上：环太平洋成矿带、特提斯喜马拉雅成矿带和古亚洲成矿带(中亚成矿带)。环太平洋成矿带又分东带和西带，东带主要分布在太平洋东岸的科迪勒拉成矿带和安第斯成矿带。安第斯成矿带最突出的是斑岩铜矿床，为世界最大的斑岩型铜产区。据统计，全球超大型斑岩铜矿床共计34个，其中安第斯成矿带有13个，占总数量的38.24%。全球铜矿总储量约为45025万吨，安第斯成矿带为25422万吨，占总储量的56.46%。

铜是我国紧缺矿种之一，对外依存度长期高达 70%以上，因此研究安第斯巨型成矿带重要矿床地质背景和成矿体系对实施矿产资源走出去的开放战略有着极其重要的意义。

2 大地构造背景与构造分区

安第斯成矿带是环太平洋成矿域的组成部分，位于环太平洋成矿域的东南部。自晚三叠世开始，由劳伦古陆、冈瓦纳大陆、西伯利亚和巴塔哥尼亚聚合的潘基亚(Pangea)超大陆发生裂解，导致了南美大陆的分离。随着大西洋的逐渐打开，南美大陆向西漂移，太平洋纳斯卡板块向南美板块俯冲，使南美大陆西侧转化成活动大陆边缘。强烈的挤压作用，在大陆边缘形成强烈褶皱和逆冲断层，在始新世-早渐新世时构造活动达到顶峰。晚中新世-晚上新世以后，安第斯山链开始具有现代地貌的雏形。板块之间的俯冲碰撞作用使陆缘遭受强烈构造变形，形成了褶皱山系，伴随着俯冲作用，产生强烈而广泛的中酸性岩浆-火山活动。

根据基底组成、构造-岩浆演化、板块俯冲形式和成矿作用，安第斯造山带自北而南可分为三个次级构造单元，即：北安第斯构造区、中安第斯构造区和南安第斯构造区。

①北安第斯构造区包括厄瓜多尔、哥伦比亚和委内瑞拉等国，地貌上，该区山系呈条状分支、中间隔以广阔谷地和低地；总体构造线方向呈 NNE 向，北缘受加勒比海板块南缘右行转换断层的影响，构造线近 E-W 向。该构造区主要由数个增生的地体、一系列中-新生代火山岩带和山间构造盆地组成，中生代火山岩主要为玄武安山质-安山质，夹有大量的由蛇绿混杂岩组成的洋壳残片(增生楔)。构造区的火山-岩浆活动具有自东向西逐渐变新的趋势：在东科迪勒拉带，火山-岩浆活动主要为三叠纪-侏罗纪，而中科迪勒拉带主要为晚中生代-古近纪，西科迪勒拉带主要为晚中生代、古近纪及中新世。反应了太平洋板块俯冲具有仰冲逐级后退的特点。

②中安第斯构造区包括厄瓜多尔南部、秘鲁、玻利维亚西部和智利、阿根廷中北部，全长5000公里，其总体构造线近S-N向。在秘鲁和智利边界附近(南纬 18°左右，Arica 湾附近)，由于构造线向东弧形突出，特别是东科迪勒拉带的向东弧形突出的影响，使秘鲁和玻利维亚北段的总体构造线呈NW-SE 向展布，智利段构造线方向转为NNE-SSW向，并使这一地带成为安第斯成矿带中最宽(达到800公里)地段。中安第斯成矿带是安第斯造山带构造最复杂、中-新生代火山-岩浆活动最活跃、成矿作用最强烈的地段，几乎世界著名大型-超大型铜、钼、金多金属矿床均产在该段，也是安第斯成矿带中铜、钼、金多金属资源潜力最大的地段。构造-岩浆作用具有明显的由西向东迁移特征，即从海岸科迪勒拉带-前科迪勒拉带-西科迪勒拉带-安第斯高原区-东科迪勒拉带岩浆前缘逐步向东迁移，形成了侏罗纪-早白垩世、古新世、晚始新世-渐新世、早-中中新世和中中新世-早上新世等五个平行于弧系的构造-岩浆带，与此相对应的多个铜、钼、金多金属成矿带，这可能与大洋板块俯冲下插深度不断加大有关。

③南安第斯构造区位于智利南部的瓦尔迪维亚(Valdivia，南纬 39°左右)以南的地区，全长约1500公里。总体呈S-N走向，仅在最南端，由于受南极洲板块的俯冲影响，弯曲成近E-W向。在地貌形态上，自中安第斯延伸过来的火山岩带向南逐步趋于合并，东、西科迪勒拉合并形成安第斯主山脉。南安第斯构造区基底主要是古生代拼接到冈瓦纳古陆边缘的巴塔哥尼亚地体，由前寒武纪-古生代变质岩组成。此外，古生代-早中生代时期，沿西缘还增生有丘诺斯(Chonos)变质杂岩体、马德雷德迪奥斯(Madre de Dios)地体等。与中安第斯构造区相比，该区中-新生代火山活动相对较弱，且岩性较为偏基性，主要以玄武质或玄武安山质为主。

3 铜矿地质特征及时空分布规律

板块俯冲边界的矿床类型多样且丰富。安第斯带铜矿床类型包括斑岩型、IOCG型、矽卡岩型、热液脉型(角砾岩筒型)、块状硫化物型和沉积岩型矿床。从北到南部均有矿点分布，成矿时代从早古生界到更新世。

通过系统梳理安第斯成矿带581个铜矿床资料的发现，铜金属量大于50万吨的矿床有122个，根据安第斯成矿带铜金属量矿床品位-资源量分布散点图可以看出，斑岩型铜矿是最主要的铜矿类型，规模也是最大的，铜矿的品位主要介于0.3-0.8%之间；规模次于斑岩型矿床的类型是IOCG型；沉积砂岩型铜矿床规模小而少，但铜品位最高。

①在北安第斯构造区，受洋壳碰撞、仰冲和岛弧地体增生作用影响，主要形成块状硫化物型、斑岩型铜矿床。斑岩型矿床主要赋存于哥伦比亚北部到厄瓜多尔南部的一个火山岩带中，矿床规模通常较小。包括侏罗纪的Mocoa、San Carlos矿床，渐新世的Pantanos-Pegadorcito矿床，早中新世的Gaby、Papa Grande矿床，中中新世的 Chaucha矿床及晚中新世的Junin矿床等。

②中安第斯构造区成矿地质条件十分优越，是全球最重要的铜、钼、金多金属成矿带，产有一系列著名的大型-超大型铜、金多金属矿床，可划分为海岸科迪勒拉铁氧化物型铜-金成矿带(IOCG 型)、斑岩铜矿带、高原砂页岩型铜成矿带。

③南安第斯构造区成矿作用与中安第斯差异较大，主要为火山成因的块状硫化物型矿床及浅成低温热液型的金、银多金属矿。

在安第斯整个成矿带上，斑岩型 Cu-Mo、Cu-Au 矿床主要分布在中安第斯构造区，尤以秘鲁、智利两国成矿条件最好，且斑岩铜矿均位于靠近秘鲁-智利海沟的滨太平洋带分布。安第斯成矿带的斑岩型铜矿大体可分为六个成矿期，其中，晚古生代冈瓦纳旋回两期：310-250Ma(晚石炭世-二叠纪) 和 250-190Ma(三叠纪-早侏罗世)；安第斯旋回四期：白垩纪(132-73Ma)、古新世-始新世(65-50 Ma)、始新世晚期-渐新世(43-31Ma)和中新世中期-上新世(12-4Ma)。最重要的是始新世晚期-渐新世(43-31Ma)和晚新世中-早上新世 (12-4Ma)时期。

参考文献：

1. 赵宏军，卢民杰，邱瑞照，叶锦华：浅谈安第斯成矿带铜矿时空分布规律；2014中国地球科学联合学术年会

2.万飞，暴永泉，付宝山：安第斯成矿带斑岩铜矿成矿规律综述；吉林地质，2015年第3期45-48

3.陈华勇，肖 兵：俯冲边界成矿作用研究进展及若干问题；地学前缘，2014年第21期22-24