智利IOCG成礦帶北部與秘魯相連^{[ 10, 11]},南到智利圣地亞哥以南,呈狹長(zhǎng)帶狀分布于智利海岸科迪勒拉山帶中(20°~34°S,圖1),沿阿卡塔瑪(AFZ)斷裂構(gòu)造系統(tǒng)長(zhǎng)約1 500km。在安托市-科皮亞波IOCG成礦帶產(chǎn)于弧后盆地,南北長(zhǎng)1 200 km,寬度在30~90 km?？傮w來(lái)看,單個(gè)IOCG礦床的主要儲(chǔ)礦構(gòu)造帶長(zhǎng)5~10 km, IOCG礦脈帶長(zhǎng)1~5 km,寬400~1 000 m, IOCG礦脈群沿傾向可采至500~700 m,Cu品位1 %~3 %^{[ 1]}。智利IOCG礦床礦石量達(dá)2.0億t以上,銅資源儲(chǔ)量在100萬(wàn)t以上,銅平均品位在0.7 %~1.5 %,明顯高于斑巖銅礦(Cu 0.4 %~0.6 %),共生金和銀資源儲(chǔ)量規(guī)模較大且有綜合利用價(jià)值(表1),如曼托斯布蘭科和坎德拉里亞鐵銅礦床中伴生銀礦約1500 t。磁鐵礦和赤鐵礦具有綜合利用價(jià)值,在坎德拉里亞鐵銅礦床尾礦中,尾礦再選利用磁鐵礦資源。鐵氧化物型磷鐵礦床中,磷具有綜合利用價(jià)值。伴生有益組分有鈷、鉬和鋅、鈾和REE等,當(dāng)鈣質(zhì)夕卡巖發(fā)育時(shí),銀鉛鋅礦化強(qiáng)度明顯增加。在智利侏羅—白堊紀(jì)拉內(nèi)格拉(La Negra)主島弧帶中,下侏羅—下白堊統(tǒng)鈣堿性火山巖、火山碎屑巖及海相碳酸鹽巖厚約5 000~10 000 m,局部夾蒸發(fā)鹽巖層或厚層石膏巖,IOCG礦床主要賦存于侏羅-白堊系火山巖—火山碎屑巖—沉積巖系中,受AFZ、鈣堿性中酸性侵入巖、巖漿熱液角礫巖和不同地球化學(xué)相類型等控制顯著^{[ 20~ 33]}。

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	Fig. 1 Mineralization zone of IOCG deposits in Chile, Modified after [1]圖1 智利鐵氧化物銅金礦床成礦分帶,據(jù)文獻(xiàn)[1]修編

IOCG礦體形態(tài)為復(fù)合型、脈型、夕卡巖型、熱液角礫巖型和層控曼陀型^{[ 1]}。其中,受巖漿角礫巖體和巖漿熱液角礫巖體控制的礦體規(guī)模大,適用于露天開(kāi)采。礦石礦物主要為輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦(鏡鐵礦)等;少量黝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、鈷黃鐵礦、輝砷鈷礦、自然金、銀金礦和自然銀等。富集輝銅礦和斑銅礦等低硫高銅硫化物為典型特征。黑銅礦、赤銅礦、氯銅礦和赤銅鐵礦是典型干旱氣候下形成的銅礦物。在鐵銅礦體中礦物分帶明顯,從礦體中心到外部為輝銅礦帶?輝銅礦-斑銅礦帶?黃銅礦帶?黃銅礦-黃鐵礦帶。在IOCG型礦體和鐵氧化物型礦體中,鈷發(fā)生明顯富集,鈷獨(dú)立礦物有輝鈷礦、斜方砷鈷礦、鈷毒砂、紅砷鎳礦和砷鎳礦等;月亮山鐵銅礦床中,鈷載體礦物為鈷黃鐵礦(Co=1.38%,N=42)和含鈷黃鐵礦(Co=0.38%,N=62)。

鉀鈉硅酸鹽化蝕變相(堿性地球化學(xué)相^{[ 20]})組合為鉀長(zhǎng)石、黑云母、絹云母和鈉長(zhǎng)石。鈉長(zhǎng)石化明顯強(qiáng)于鉀長(zhǎng)石和黑云母化。鐵硅酸鹽化(鐵陽(yáng)起石—鐵纖閃石—鐵電氣石—鐵綠泥石)—鐵氧化物蝕變(磁鐵礦—赤鐵礦—鏡鐵礦)發(fā)育。從IOCG礦床的深部到淺部蝕變分帶明顯,①深部早期形成鈉鈣硅酸鹽化+鐵硅酸鹽化蝕變相,礦物組合為鈉長(zhǎng)石—磁鐵礦—鐵陽(yáng)起石—磷灰石;②中部為鉀硅酸鹽化蝕變相礦物組合為黑云母+鉀長(zhǎng)石+磁鐵礦+黃鐵礦+黃銅礦;③淺部為鉀長(zhǎng)石—絹云母±綠泥石±鐵碳酸鹽化;④ 部分礦床地表為黃鐵礦化—硅化—絹云母—高級(jí)泥化蝕變,地表常發(fā)育粗晶方解石脈帶或多孔狀硅化脈,代表了晚期熱液活動(dòng)。⑤鈉長(zhǎng)石化強(qiáng)烈時(shí)伴有磁鐵礦化增強(qiáng),鉀長(zhǎng)石—絹云母化與含銅鏡鐵礦(赤鐵礦)化密切相關(guān)。⑥超大型IOCG礦床多期次疊加圍巖蝕變發(fā)育,蝕變巖相類型復(fù)雜且蝕變面積大,鉀化和鈉化可單獨(dú)出現(xiàn)或相互交疊。在鈣質(zhì)巖—灰?guī)r中常形成鈣質(zhì)夕卡巖及多金屬礦化,在基性火山巖中發(fā)育鈉長(zhǎng)石—纖閃石—鐵陽(yáng)起石—金云母蝕變相。

在成礦時(shí)代上,侏羅—白堊紀(jì)主成礦時(shí)代集中在175.6~141 Ma,140~100 Ma和99~66 Ma;在時(shí)間—空間分布規(guī)律上,從智利北部(Tocopilla)到南部(El Soldado—EL Espino)成礦時(shí)代逐漸由老變新(表1和圖1),IOCG成礦帶北部Tocopilla和Michilla兩個(gè)礦床成礦時(shí)代在165 ~157.4 Ma。在曼托斯布蘭科斯銅銀礦床中,先期流紋質(zhì)巖漿熱液角礫巖蝕變成礦事件形成于156 ~ 155 Ma,后期閃長(zhǎng)—花崗閃長(zhǎng)質(zhì)巖漿熱液角礫巖相帶形成于141 ~ 142 Ma^{[ 8]}。IOCG成礦帶中部坎德拉利亞銅鐵金礦床主要成礦時(shí)代集中在116 ~ 110 Ma^{[ 3~ 5]}。IOCG成礦帶南部EL Espino礦床成礦時(shí)代在(88.4 ± 1.2) ~ (86.09 ± 0.45) Ma^{[ 34]}。

Table 1 Characteristics of typical IOCG deposits in Chile 表1 智利典型IOCG礦床特征表

從智利IOCG礦床的賦礦層位和產(chǎn)出構(gòu)造單元等空間分布規(guī)律看,①曼托斯布蘭科斯銅銀礦床賦存于中上侏羅統(tǒng)拉內(nèi)格拉組火山巖系中,巖石組合為火山碎屑巖、火山凝灰?guī)r、流紋巖(穹)和同期鈣堿性侵入巖(花崗巖—閃長(zhǎng)巖侵入體),它們屬侏羅紀(jì)—早白堊世主島弧帶的火山巖—侵入巖系。②曼托貝爾德銅銀礦賦存在侏羅系—下白堊統(tǒng)安山質(zhì)熔巖和火山角礫巖中,屬侏羅紀(jì)主島弧帶與弧后盆地西緣過(guò)渡地段的火山—沉積巖系和鈣堿性侵入巖系。③仙多明格銅鐵金礦床賦存在中上侏羅統(tǒng)拉內(nèi)格拉組鈣堿性安山質(zhì)熔巖系、下白堊統(tǒng)布達(dá)戴高布萊組安山巖與沉積巖類和火山碎屑巖類,屬弧后盆地火山—沉積巖系。④坎德拉里亞銅鐵金礦床賦存在下白堊統(tǒng)布達(dá)戴高布萊組中,屬西側(cè)緊鄰侏羅紀(jì)-早白堊世主島弧帶的弧后盆地火山—沉積巖系。⑤埃爾索爾達(dá)多銅銀礦床賦存在上侏羅—下白堊統(tǒng)長(zhǎng)英質(zhì)流紋英安巖、基性火山熔巖和火山碎屑巖中,其火山碎屑巖夾層為頁(yè)巖—粉砂巖—砂巖和海相灰?guī)r透鏡體,屬弧前盆地中火山—沉積巖系。⑥埃爾拉科(El Laco)賦存在新近系上新統(tǒng)火山巖系中(5.3 ~ 2.0 Ma)^{[ 39]},屬上新統(tǒng)陸相鐵質(zhì)安山巖—鐵質(zhì)安山質(zhì)次火山巖系?？傊?侏羅紀(jì)-早白堊世火山弧帶發(fā)育在拼接的島弧型基底構(gòu)造層上(弧前增生楔地體),其物質(zhì)組成為古生代變沉積巖系和二疊紀(jì)過(guò)鋁質(zhì)侵入巖和火山碎屑巖系等,智利IOCG礦床一般均位于古生代弧前增生楔東側(cè),侏羅—白堊紀(jì)弧前盆地、主火山島弧帶和弧后盆地等三個(gè)構(gòu)造單元中。

按照成巖成礦作用方式和物質(zhì)來(lái)源特征,將智利IOCG礦床分為3種不同成因的礦床類型(圖2),①火山噴溢型磷鐵礦床,如Cerro Negro Norte和El Romeral礦床,屬磷鐵礦型端元類型礦床,產(chǎn)于拉內(nèi)格拉主島弧帶中角閃輝石巖—輝石角閃石巖層附近,或產(chǎn)于苦橄質(zhì)基性巖與中性熔巖層的過(guò)渡部位。磷鐵礦和鐵銅金礦層的上下盤(pán)圍巖常為含磷灰石透輝角閃石巖、鐵纖閃透輝石巖、陽(yáng)起石巖等。該端元類型礦床的成礦母巖為富TFe和P₂O₅的基性—超基性巖漿,因不混溶導(dǎo)致結(jié)晶分異形成了火山噴溢型磷鐵礦床,其上下盤(pán)圍巖均富集TFe和P₂O₅,在賦存于鐵質(zhì)超基性—基性火山巖和侵入巖中似層狀鐵礦層,推測(cè)為富TFe和P₂O₅巖漿不混溶的結(jié)晶分異和火山噴溢作用形成。在后期巖漿疊加構(gòu)造過(guò)程中,這些鐵質(zhì)可以活化并能夠提供豐富的成礦物質(zhì)。該端元類型發(fā)育在智利中央鐵礦帶中,寬30 km,長(zhǎng)600 km,40余處鐵礦床礦石量大于1.0億t,鐵礦石品位高,伴生少量磷、銅、鉬和金。成礦時(shí)代集中在130~100 Ma(表1,2),礦體呈層狀和似層狀順層產(chǎn)出,鈉質(zhì)硅酸鹽蝕變巖相發(fā)育,磁鐵礦礦石呈厚層塊狀和致密塊狀。該類型磷鐵礦床常疊加脈狀和脈帶型鐵銅礦脈,銅和金為伴生組分。②火山沉積—改造型銅銀礦床,以埃爾索達(dá)多銅銀礦床等。鐵礦物相主要為赤鐵礦相、鐵碳酸鹽相和鐵硫化物相,包括赤鐵礦、鐵錳方解石、鐵白云石、菱鐵礦和黃鐵礦等;但鐵氧化物不甚發(fā)育,含銀高而含金低。該類型銅銀礦床產(chǎn)于弧前盆地火山—沉積巖系中,礦體脈群沿脆韌性斷裂帶產(chǎn)出或呈緩傾斜層狀沿層間破帶產(chǎn)出。該類型礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源于圍巖之中,弧前盆地在隱伏巖漿和構(gòu)造變形過(guò)程中,巖漿—構(gòu)造驅(qū)動(dòng)并形成了循環(huán)對(duì)流的盆地流體系統(tǒng)并萃取地層中成礦物質(zhì)^{[ 31]},在AFZ構(gòu)造系統(tǒng)中構(gòu)造擴(kuò)容帶,因構(gòu)造釋壓導(dǎo)致盆地流體卸載成礦物質(zhì)形成礦質(zhì)沉淀。③火山噴溢—巖漿熱液疊加型銅鐵金(鋅銀)礦床,以坎德拉里亞銅鐵金礦床為代表。該類型礦床主要產(chǎn)于弧后盆地遭受AFZ構(gòu)造系統(tǒng)形成的構(gòu)造變形帶,受巖漿角礫巖體、巖漿熱液角礫巖體和構(gòu)造角礫巖體復(fù)合控制明顯。巖漿侵入構(gòu)造+復(fù)式背斜(巖漿底拱+側(cè)向擠壓收縮變形)、火山構(gòu)造、走滑斷裂擴(kuò)容帶、熱液角礫巖筒等是主要控礦構(gòu)造組合樣式。其中,AFZ斷裂構(gòu)造系統(tǒng)+巖漿侵入構(gòu)造+復(fù)式背斜構(gòu)造形成于弧后盆地構(gòu)造反轉(zhuǎn)過(guò)程,熱液角礫巖體為富礦體主要儲(chǔ)礦構(gòu)造,它是多期次巖漿侵入—構(gòu)造變形的疊加作用所形成。在成礦物質(zhì)來(lái)源上,一是巖漿侵入活動(dòng)直接帶來(lái)了豐富成礦物質(zhì),如月亮山鐵銅礦床中,含鈷蝕變正長(zhǎng)斑巖中,本身具有磁鐵礦化和鈷黃鐵礦化;二是在坎德拉里亞銅鐵金礦床,大量磁鐵礦形成時(shí)的成礦溫度在500~600℃,主硫化物形成期的成礦溫度在>470~328℃,晚期方解石的形成溫度<236℃,硬石膏均一溫度在340~470℃;成礦熱液系統(tǒng)形成的硫化物δ³⁴S_CDT在-0.7 ~ +3.1‰,硬石膏δ³⁴S_CDT在+14.5 ~ +17.5‰^{[ 3]};Cl/Br值在1 121~1 244、δ³⁷Cl在+0.20 ~ +0.46‰、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值在0.70599~0.70584^{[ 23]};強(qiáng)烈的巖漿侵入和構(gòu)造作用驅(qū)動(dòng)了弧后盆地中成礦流體對(duì)流循環(huán)系統(tǒng),并萃取了地層中成礦物質(zhì),與巖漿熱液成礦體系發(fā)生流體混合導(dǎo)致礦質(zhì)大量沉淀^{[ 1~ 5, 23~ 29]}。④巖漿熱液系統(tǒng)形成的IOCG礦床以曼托斯布蘭科斯銅銀礦床等為代表,據(jù)Ramírez等(2006)研究,其黃鐵礦(δ³⁴S_CDT=-5.0‰~1.2‰)和黃銅礦(δ³⁴S_CDT=-4.5‰~-0.5‰)的硫同位素變化范圍窄具有巖漿硫特征,青磐巖化相中方解石的碳和氧同位素顯示幔源特征,鉀化蝕變巖和鈉化蝕變巖形成溫度在450~460℃和350~410℃,成礦流體鹽度分別在3~53和13~45 wt% NaCl eq.,因超壓熱流體水力破裂和流體沸騰作用形成了熱液角礫巖化并導(dǎo)致礦質(zhì)沉淀。發(fā)育多期次巖漿侵入形成的巖漿熱液角礫巖筒和高鹽度的巖漿熱液成礦流體,因巖漿熱液減壓沸騰導(dǎo)致角礫巖化相帶和礦質(zhì)沉淀,與斑巖型銅鉬金礦床具有類似的成礦機(jī)制^{[ 8, 9, 41~ 43]}。

Table 2 Characteristics of typical IOCG deposits in Chile 表2 智利典型IOCG礦床特征表

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	圖2 智利鐵氧化物銅金(IOCG)礦床組合類型與疊加成礦序列Fig.2 Superimposing mineralization series of IOCG and associations of IOCG deposits in Chile

(1)在火山—沉積巖巖相上,①在智利海岸山帶侏羅—白堊紀(jì)鈣堿性火山巖系中局部發(fā)育蒸發(fā)巖相,這些蒸發(fā)巖為盆地流體形成提供了物源和硫源,如S,Cl和Sr同位素研究證明這些蒸發(fā)巖提供了成礦物質(zhì),對(duì)于巖漿熱液系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)形成弧后盆地中對(duì)流循環(huán)流體系統(tǒng)、巖漿熱液流體與盆地成礦流體混合導(dǎo)致礦質(zhì)沉淀并富集成礦有較密切關(guān)系^{[ 6, 23, 29]}。②在弧后盆地中火山熔巖相→安山質(zhì)火山角礫巖—集塊巖相→火山碎屑巖相→海相薄層碳酸鹽巖等組成的相序結(jié)構(gòu),對(duì)于形成似層狀I(lǐng)OCG礦床十分有利,如坎德拉利亞—銅三角銅鐵金礦床含礦巖石為安山巖—英安巖及火山碎屑巖、粉砂巖,上覆厚層灰?guī)r為弱堿性地球化學(xué)相(障),為酸性成礦流體沉淀提供了弱堿性地球化學(xué)相的封閉條件,有利于巖漿侵入過(guò)程中形成似層狀含礦夕卡巖化帶。在GV地區(qū)沿海相薄層灰?guī)r和閃長(zhǎng)巖之間,形成了多層的似層狀夕卡巖相,并賦存有似層狀銅鐵礦體。③在曼托斯布蘭科銅銀礦區(qū),發(fā)育粗面巖、安山巖、英安巖、流紋巖等火山巖系,凝灰?guī)r、砂巖和灰?guī)r等沉積巖系,火山巖系→沉積巖系的相變部位屬銅銀礦體有利賦存相位。④在埃爾索達(dá)多銅銀礦區(qū),氣孔—杏仁狀安山質(zhì)熔巖相帶對(duì)似層狀和脈帶型銅銀礦體形成十分有利。⑤在定鼎和塔拉甘特銅銀礦區(qū),富銀輝銅礦呈豆?fàn)顦?gòu)造分布在安山質(zhì)熔巖的氣孔—杏仁構(gòu)造中,揭示這些氣孔—杏仁狀構(gòu)造對(duì)輝銅礦富集十分有利;在凝灰?guī)r→生物碎屑灰?guī)r的相變部位,形成了含銅硅化蝕變生物碎屑灰?guī)r;這些銅富集部位顯示在火山沉積過(guò)程中發(fā)生了銅初步富集成礦。

(2)在構(gòu)造巖巖相學(xué)方面,一般IOCG礦床中均發(fā)育糜棱巖相帶、糜棱巖化相帶和碎裂巖化相,它們受AFZ構(gòu)造系統(tǒng)和次級(jí)構(gòu)造控制明顯,沿AFZ斷裂構(gòu)造系統(tǒng)分布的構(gòu)造巖相帶對(duì)IOCG礦床具有不同控制作用。其成礦規(guī)律表現(xiàn)為：①巖漿熱液角礫巖體(筒)常產(chǎn)于糜棱巖帶的構(gòu)造擴(kuò)容區(qū),與糜棱巖化相帶密切相關(guān)。在月亮山鐵銅礦床中,糜棱巖相帶主要沿近南北向韌性剪切帶分布并控制了月亮山主要鐵銅礦體,EL Encierro韌性剪切糜棱巖化帶長(zhǎng)55km、寬1.5km,走向NNE(20°~30°),傾向東,傾角60°~80°,屬AFZ斷裂系統(tǒng)的主要分支之一。斷裂帶內(nèi)巖石強(qiáng)烈糜棱巖化,見(jiàn)S型不對(duì)稱褶皺和透鏡體及水平—次水平拉長(zhǎng)線理,其形成可能與東傾的低角度斷層的擴(kuò)展系統(tǒng)移動(dòng)有關(guān),形成于114±4Ma~104±3.2Ma,控制了月亮山3、4和7號(hào)礦段和電氣石熱液角礫巖筒的空間分布。碎裂巖化相帶主要沿北東和北西向次級(jí)斷裂分布,主要控制了銅金礦體和富礦脈帶。②埃爾索達(dá)多銅銀礦區(qū)碎裂巖化相(碎裂狀蝕變火山巖)為最有利含礦巖相,碎裂巖化相表現(xiàn)為火山角礫巖和凝灰?guī)r中發(fā)育小型裂隙和節(jié)理等,并為細(xì)脈狀和脈狀硫化物充填;上覆弱滲透性火山沉積巖層為含礦流體聚集成礦提供了較好的巖性封閉條件。③在定鼎和塔拉甘特銅銀礦區(qū),在安山質(zhì)凝灰?guī)r和安山巖中碎裂巖化相發(fā)育地段,在碎裂巖化相形成細(xì)網(wǎng)脈狀輝銅礦礦石,輝銅礦沿裂隙、節(jié)理、變形氣孔和杏仁體等小型構(gòu)造充填。

(3)在IOCG礦床中,不同礦化型式與蝕變巖巖相學(xué)關(guān)系最為密切,以不同價(jià)態(tài)鐵化蝕變相及相關(guān)蝕變相組合為例,①區(qū)域性彌漫狀面型鈉長(zhǎng)石化相獨(dú)立發(fā)育,或與青磐巖化相和方柱石化蝕變相相伴,形成于早期區(qū)域性熱流體蝕變過(guò)程(如GV地區(qū)鈉長(zhǎng)石巖形成年齡為167±7.5Ma,全巖K-Ar法),并導(dǎo)致了Fe大規(guī)?；罨w移,為后期鐵礦體形成提供了大陸成礦物質(zhì)。②鈣鐵硅酸鹽蝕變相(鈉長(zhǎng)石陽(yáng)起石蝕變巖等)、鐵硅酸鹽蝕變相(鐵綠泥石鐵陽(yáng)起石蝕變巖—鐵透閃石蝕變巖等)和鈣鐵質(zhì)夕卡巖化相有利于形成磁鐵礦礦體。③陽(yáng)起石鐵綠泥石蝕變相發(fā)育地段,有利于形成磁鐵礦—黃鐵礦型礦體(礦石),這種礦石中Co發(fā)生強(qiáng)烈富集,主要形成了鈷黃鐵礦和含鈷黃鐵礦。④磁鐵礦—磷灰石蝕變相主要與含REE-P-Fe型礦石(礦體)密切有關(guān),如拉科磷灰石-磁鐵礦礦床等。⑤赤鐵礦蝕變相是主要IOCG礦床的含礦巖相帶,在赤鐵礦蝕變相中形成了大量輝銅礦和輝銅礦—斑銅礦等高銅低硫型銅硫化物,形成富銅銀礦石帶,如在曼托貝爾德和曼托斯布蘭科斯礦區(qū),巖漿熱液角礫巖相中,鏡鐵礦—硫化物呈熱液膠結(jié)物形式膠結(jié)各類角礫。⑥夕卡巖化相帶不但與Fe-Cu-Au型IOCG礦床密切有關(guān),而且在夕卡巖化相帶發(fā)育時(shí),Pb-Zn-Ag成礦強(qiáng)度也明顯增加。⑦鐵錳方解石—鐵白云石—菱鐵礦蝕變相一般在近地表附近沿?cái)嗔?、?jié)理和裂隙等構(gòu)造帶分布在閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和安山質(zhì)火山巖中,主要形成富金銀的銅礦石,常不能形成較大規(guī)模的工業(yè)礦體,但它們屬于尋找隱伏IOCG礦床的重要標(biāo)志。

(1)控制IOCG成礦帶的構(gòu)造特征。①南美板塊(一級(jí)構(gòu)造單元)在侏羅—白堊紀(jì)中太平洋超級(jí)地幔柱(Mid-Pacific Superplume)上涌侵位事件中^{[ 12, 40]},形成了安第斯活動(dòng)大陸邊緣(二級(jí)構(gòu)造單元)和侏羅—白堊紀(jì)島弧構(gòu)造帶,現(xiàn)今為智利海岸科迪勒拉山構(gòu)造帶(三級(jí)構(gòu)造單元),智利IOCG礦床主要位于智利海岸科迪勒拉山構(gòu)造帶,IOCG成礦帶主要受該三級(jí)構(gòu)造單元控制。②在智利海岸科迪勒拉山構(gòu)造帶中,侏羅—白堊紀(jì)主火山島弧帶和平行于主島弧帶的近南北向AFZ斷裂構(gòu)造系統(tǒng)是四級(jí)構(gòu)造單元和主要構(gòu)造樣式,也是控制智利IOCG成礦帶關(guān)鍵條件。

侏羅—白堊紀(jì)主火山島弧帶和AFZ斷裂構(gòu)造系統(tǒng)是控制智利IOCG成礦帶主要區(qū)域構(gòu)造系統(tǒng)。其中,在晚白堊世初,AFZ斷裂構(gòu)造系統(tǒng)形成于主島弧帶和弧后盆地構(gòu)造反轉(zhuǎn)過(guò)程,由一系列左旋走滑的北西向、北北東向和南北向脆韌性斷裂組構(gòu)成。AFZ斷裂系統(tǒng)伴隨主島弧帶和弧后盆地構(gòu)造反轉(zhuǎn)不斷增強(qiáng)且規(guī)模增大,因AFZ構(gòu)造系統(tǒng)發(fā)展為主導(dǎo)體制,弧前盆地—主島弧帶—弧后盆地也發(fā)生強(qiáng)烈構(gòu)造變形,與同期鈣堿性巖漿侵位等事件耦合,形成了IOCG礦床、斑巖型銅金礦床和淺成低溫?zé)嵋盒徒疸y礦床等3個(gè)成礦系統(tǒng)共存和演替的關(guān)鍵進(jìn)程。AFZ斷裂系統(tǒng)經(jīng)歷了早期近水平韌性剪切→中期高傾斜脆韌性剪切→晚期近直立脆性變形的遞進(jìn)構(gòu)造演化進(jìn)程。IOCG礦床定位構(gòu)造為韌性→脆性斷層和走滑剪切斷裂帶中,受脆韌性剪切帶控制明顯,成礦作用主要發(fā)生在脆韌性轉(zhuǎn)換或脆性構(gòu)造變形過(guò)程,如坎德拉里亞銅鐵金礦床等,北西向次級(jí)斷裂控制含銅鏡鐵礦型礦體,北東向次級(jí)斷裂控制含銅磁鐵礦型礦體。

(2)控制IOCG礦床的定位構(gòu)造樣式。①侏羅—白堊紀(jì)主火山島弧帶進(jìn)一步可以劃分為弧前盆地、主島弧帶和弧內(nèi)盆地、弧后盆地等五級(jí)構(gòu)造單元,弧前盆地、主島弧帶、弧后盆地及后期構(gòu)造變形樣式和巖漿侵入構(gòu)造帶等五級(jí)構(gòu)造單元類型和構(gòu)造樣式控制了IOCG礦床形成,這些五級(jí)構(gòu)造單元是控制IOCG礦床的定位構(gòu)造,其中,在AFZ構(gòu)造系統(tǒng)中構(gòu)造擴(kuò)容帶形成鈣堿性侵入巖等復(fù)式巖體和巖漿熱液角礫巖體對(duì)IOCG礦床形成十分有利。②大型鈣堿性侵入體的侵入構(gòu)造帶和區(qū)域熱變質(zhì)帶、同巖漿侵入體的AFZ脆韌性剪切帶發(fā)育,對(duì)于形成IOCG礦床十分有利,如科皮亞波復(fù)式巖基形成的侵入構(gòu)造帶、同巖漿侵入期脆韌性剪切帶和熱變質(zhì)相帶等。③主島弧帶巖漿巖軸部構(gòu)造帶對(duì)于IOCG礦床形成十分有利,以大規(guī)模巖基、復(fù)式巖體、鐵質(zhì)基性—超基性火山巖和侵入巖(脈群)指示了巖漿巖軸部構(gòu)造位置。

(3)IOCG儲(chǔ)礦構(gòu)造樣式與控制作用。①巖漿熱液角礫巖筒是智利IOCG礦床主要儲(chǔ)礦構(gòu)造樣式,主要為巖漿熱液角礫巖筒、熱液角礫巖筒和電氣石熱液角礫巖筒等組成,并有多期脆韌性剪切帶和熱液蝕變交代相互疊加,對(duì)于形成大型IOCG礦床十分有利。②疊加構(gòu)造對(duì)于形成IOCG富礦體十分有利,如富銅礦體受多期次斷裂疊加和不同類型次級(jí)構(gòu)造疊加控制,富礦體常定位在斷裂產(chǎn)狀變化處、構(gòu)造交匯處、斷裂構(gòu)造擴(kuò)容帶、強(qiáng)劈理化等構(gòu)造空間,屬成礦流體高滲透的構(gòu)造空間。

(1)磁鐵礦系列侵入巖(鐵質(zhì)輝長(zhǎng)巖-鐵質(zhì)閃長(zhǎng)巖、鐵質(zhì)安山巖系列等)對(duì)于形成IOCG礦床較為有利。成入巖侏羅-白堊紀(jì)深成侵入巖體呈南北展布,IOCG礦床一般產(chǎn)出于深成侵入巖體外圍1km~2km。以含磷灰石透輝角閃石巖、鐵纖閃透輝石巖、鐵質(zhì)輝長(zhǎng)巖、角閃閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)斑巖和花崗閃長(zhǎng)巖等為主,角閃石含量高,副礦物磁鐵礦發(fā)育,屬磁鐵礦系列侵入巖。

(2)對(duì)于IOCG成礦有利的復(fù)式侵入巖體特征為：①以大型巖基形式為主,巖體出露面積大,總體南北向延伸,受AFZ斷裂系統(tǒng)控制,復(fù)式侵入體長(zhǎng)軸方向與區(qū)域構(gòu)造線一致。②巖基內(nèi)部和附近有大量巖枝、巖脈、巖墻和隱伏巖體相伴,多期巖漿侵入形成的復(fù)式巖體和巖漿角礫巖發(fā)育對(duì)于形成超大型IOCG有利。③早期為鐵質(zhì)安山巖系列,對(duì)于形成鐵氧化物礦層有利。成礦期以鐵質(zhì)輝長(zhǎng)巖類、含磷灰石透輝角閃石巖和鐵纖閃透輝石巖為主,對(duì)磁鐵礦型鐵氧化物礦體形成有利。成礦期富鐵閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)斑巖、二長(zhǎng)斑巖和花崗閃長(zhǎng)巖等對(duì)于含銅金鏡鐵礦(赤鐵礦)型礦體形成有利。④發(fā)育巖漿角礫巖體和接觸熱變質(zhì)相帶(鉀鈉硅酸鹽化相帶—角巖化相帶)、底拱式背斜構(gòu)造與復(fù)式侵入巖體有關(guān)的侵入構(gòu)造巖相帶發(fā)育,對(duì)于形成大型IOCG礦床有利。⑤在近地表,巖漿結(jié)晶分異顯著且形成巖相學(xué)分帶清晰,如深源淺成侵入體對(duì)于IOCG形成有利,其巖石組合為二長(zhǎng)斑巖、石英閃長(zhǎng)斑巖—花崗閃長(zhǎng)斑巖等,次火山巖相巖石組合為斑狀鐵質(zhì)安山巖—輝石角閃玢巖等。

(3)巖漿源區(qū)與IOCG礦床成礦系統(tǒng)及演替結(jié)構(gòu)有關(guān)。在塔拉甘特地區(qū),石炭紀(jì)角閃英云閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖的巖漿源區(qū)屬幔源和地層混染作用,但侏羅—白堊紀(jì)侵入巖為輝長(zhǎng)巖—閃長(zhǎng)巖類—花崗閃長(zhǎng)巖類,反映了更多的幔源特征且有較小地殼混染?？破啿ㄉ钤磋F鎂質(zhì)巖漿上涌侵位為IOCG礦床提供了豐富巖成礦物質(zhì),IOCG礦床與中太平洋超級(jí)地幔柱在侏羅—白堊紀(jì)上涌侵位事件形成的幔源巖漿有關(guān)^{[ 12, 40]},現(xiàn)今在地表為鐵質(zhì)輝長(zhǎng)巖—磷灰石透輝角閃石巖—鐵纖閃透輝石巖—閃石玢巖等。如在智利科皮亞波地區(qū)形成了明顯的巖漿活動(dòng)向東遷移規(guī)律,在塞勒伊曼(Cerro Iman)→月亮山鐵銅礦區(qū)的巖漿侵入活動(dòng)有3期,早期閃長(zhǎng)巖(135~130 Ma)、中期二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖—二長(zhǎng)斑巖(112~103 Ma)和晚期順層輝石角閃玢巖(82 Ma);科皮亞波以東巖漿侵入時(shí)代在90~80 Ma;晚白堊世(80~65 Ma)巖漿活動(dòng)向東繼續(xù)遷移GV地區(qū)弧后盆地東緣(構(gòu)造反轉(zhuǎn)帶),在NNE向鏟形半地塹構(gòu)造中有輝長(zhǎng)巖—閃長(zhǎng)巖大量侵入。在GV地區(qū)構(gòu)造反轉(zhuǎn)帶中,晚白堊—古新世(65~40 Ma)為鈣堿性深成巖漿弧,形成花崗巖→石英二長(zhǎng)花崗斑巖→白崗巖侵入巖系列,這些鈣堿性巖漿弧物質(zhì)記錄是尋找斑巖型銅金礦床和淺成低溫?zé)嵋盒徒疸y礦床重要標(biāo)志。

(4)鈣堿性侵入巖系列控制了IOCG礦床、斑巖型礦床和淺成低溫?zé)嵋盒徒疸y礦床等3種成礦系統(tǒng)疊加與過(guò)渡部位,Inca de Oro、Domeyko和Andacollo等地區(qū)為特征。在GV銅鐵金礦區(qū)也具有十分類似的成礦地質(zhì)背景和演化歷史,①中侏羅世層狀鈉長(zhǎng)石巖相屬海底火山熱水同生交代巖相(167±7.5 Ma),與層狀含鐵夕卡巖和含銅赤鐵礦磁鐵礦礦層屬同時(shí)異體共生的相體結(jié)構(gòu),上覆淺海相碳酸鹽巖層。在GV礦區(qū)東北部淺海相生物碎屑灰?guī)r和薄層凝灰質(zhì)灰?guī)r中,發(fā)育層狀鈉長(zhǎng)石巖、閃長(zhǎng)巖和夕卡巖,它們共同組成了沖斷褶皺帶。②輝長(zhǎng)巖—輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖—閃長(zhǎng)巖具有明顯巖相分帶,中心相為輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖((136.4±3.3) Ma,(96.0±4.8) Ma),過(guò)渡相為輝石閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖((96.0±4.8)Ma、(65.9±2.9) Ma),磁鐵礦體賦存在閃長(zhǎng)巖體周圍。③晚白堊世末期是GV地區(qū)閃長(zhǎng)巖和輝石閃長(zhǎng)巖形成期(65.0±1.5~61.9±2.3 Ma),與安山質(zhì)火山角礫巖、安山巖、斑狀安山巖和安山質(zhì)凝灰?guī)r等為同期異相結(jié)構(gòu)。火山溢流相安山巖、火山爆發(fā)相安山質(zhì)火山角礫巖和火山集塊巖、火山空落沉積相安山質(zhì)凝灰?guī)r、火山沉積巖相沉凝灰?guī)r和灰綠色凝灰質(zhì)砂巖等圍繞古火山機(jī)構(gòu)中心(閃長(zhǎng)巖侵入相)呈明顯巖相學(xué)分帶。北東向深成巖漿弧帶侵入到前期火山巖層中,向南東延伸轉(zhuǎn)變?yōu)槟媳毕蛲戆讏资棱}堿性深成巖漿弧,屬鈣堿性侵入巖有關(guān)的晚白堊世斑巖型銅鉬金成礦亞帶。④古近紀(jì)二長(zhǎng)閃長(zhǎng)斑巖、斜長(zhǎng)花崗巖、斑狀黑云母花崗巖—白崗巖形成年齡在(59.4±1.6) ~ (43.1±0.48) Ma,屬于古近紀(jì)鈣堿性巖漿弧帶有關(guān)的斑巖銅鉬金成礦帶,揭示大陸地殼逐漸成熟并演化為大陸邊緣弧,弧后盆地東緣轉(zhuǎn)為古近紀(jì)鈣堿性深成巖漿弧帶。在侏羅—白堊紀(jì)IOCG型礦床中,疊加了晚白堊世和古近紀(jì)鈣堿性巖漿弧,形成了面型和脈帶型含銀多金屬鐵錳碳酸鹽蝕變體和淺成低溫?zé)嵋盒徒疸y礦。⑤鈣堿性侵入巖體的巖相學(xué)分帶清晰,邊緣相為淺成花崗斑巖(43.1±0.48 Ma)和白崗巖;過(guò)渡相為黑云母花崗巖;中心相為深成偉晶狀或粗粒黑云母角閃石電氣石二長(zhǎng)花崗巖(63~62 Ma)和黑云角閃花崗閃長(zhǎng)巖(43~40 Ma)。局部形成含銅鉬花崗巖質(zhì)熱液角礫巖筒和電氣石熱液角礫巖筒,這種巖漿熱液角礫巖為基質(zhì)支撐,角礫和熔結(jié)物為同成分,但鉀長(zhǎng)石和絹云母含量明顯偏高,鉀硅酸鹽化蝕變相和電氣石角礫巖化相發(fā)育。圍繞角礫見(jiàn)暗色礦物的反應(yīng)邊和結(jié)晶邊,顯示角礫為先期結(jié)晶產(chǎn)物。在銅礦化強(qiáng)烈部位,發(fā)育泥化熱液角礫巖相。黑云母花崗巖沿韌性剪切帶侵入到火山巖中,形成含銅鏡鐵礦和輝銅礦黃銅礦硅化蝕變體,后期巖漿熱液活動(dòng)疊加改造形成北西向銅金銀鉛鋅多金屬礦化。