1、第 59 卷第 3 期2023 年 5 月地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORATIONVol.59No.3May，2023秘鲁安托尼奥铁矿区花岗闪长岩地球化学特征及其地质意义席振1，2，高光明2，彭恩生2（1.湖南城市学院市政与测绘工程学院，湖南益阳413000；2.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南长沙410083）摘要 安托尼奥(Antonio)铁矿位于秘鲁中东部阿普里马克(Apurimac)始新世-渐新世斑岩-矽卡岩型铜-钼(铁-金)成矿带,矿体的空间展布受到安达胡拉斯-雅乌里(Andahuaylas-Yauri)岩基岩石与弗若巴木巴(Ferrobamba)组碳酸盐岩的接触
2、带控制。矿区花岗闪长岩具有高硅和钠,低铁、镁和钙的特征,铝饱和指数(A/CNK)为0.920.99,富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素和活泼不相容元素,亏损Nb、Ti、P等高场强(HFSE)元素,表现出准铝质I型花岗岩的特征。结合区域构造演化认为,花岗闪长岩为幔源镁铁质岩浆结晶分异,可能有俯冲洋壳与下地壳部分熔体物质参与,形成于纳兹卡(Nazca)大洋板片低角度俯冲到南美大陆板块之下的挤压背景向拉伸背景过渡时期。动力背景的转变有利于区域大量斑岩型及相伴生的热液型、矽卡岩型矿化的形成。结合矿区地球物理勘查结果,安托尼奥出露的多个铁矿体在矿区深部合并为一个矿体,向南西侧倾伏延深,并可能有其他
3、类型矿体(矿石)出现。关键词花岗闪长岩地球化学铁矿安达胡拉斯-雅乌里岩基秘鲁东部中图分类号P59文献标识码A文章编号0495-5331（2023）03-0664-14Xi Zhen,Gao Guangming,Peng Ensheng.Geochemical characteristics and geological significanceof granodiorite in the Antonio iron ore deposit,PeruJ.Geology and Exploration,2023,59(3):0664-0677.0引言秘 鲁 东 部 阿 班 凯（Abancay）南 的
4、 安 托 尼 奥（Antonio）铁矿处于超大型安达胡拉斯-雅乌里岩基与中生代碳酸盐岩的接触带上，发育大量的矽卡岩矿物。安达胡拉斯-雅乌里（Andahuaylas-Yauri）岩基由闪长岩、花岗闪长岩、二长岩等中酸性岩组成，周围广泛发育白垩纪灰岩-白云岩地层。该岩基从秘鲁中部一直延伸到智利境内，内部发育许多世界级超大型斑岩型、矽卡岩型矿床，还有上百个地表以磁铁矿为主的矽卡岩型铁-铜-金矿点，构成了秘鲁阿普里马克（Apurimac）始新世-渐新世斑岩型-矽卡岩型铜-钼（铁-金）成矿带（Noble et al.，1979；Perello et al.，2003；Carlotto et al.，20
5、09）。安托尼奥为该成矿带中的一个中小型铁矿，其南东约30 km为超大型拉斯班巴斯（Las Bambas）铜钼金矿（见图1）。拉斯班巴斯斑岩-矽卡岩型铜钼金矿由铁山矿（Ferrobamba）、铜 山 矿（Chalcobamba）和 硫 山 矿（Sulfobamba）3个矿体组成，矽卡岩型铁矿体、斑岩型铜-钼-金-银矿体具有共生的关系，其中地表出露的铁山矿发育大量的磁铁矿矿石，铁矿体下部灰岩层中发育大量透镜状含铜钼矽卡岩矿体（Perelloet al.，2003）。本次研究基于侵入岩体地球化学特征，总结岩体形成的大地构造背景，结合深部地球探测，以期能在深边部寻找到区域类似的铁多金属矿体。doi:
6、10.12134/j.dzykt.2023.03.017收稿日期2022-05-02；改回日期2022-08-23；责任编辑陈伟军。基金项目国家自然科学基金（编号：40827002）和中国地质调查局项目“安第斯巨型成矿带重要矿床地质背景、成矿作用和找矿潜力研究”（编号：12120114010301）联合资助。第一作者席振（1986年-），男，2017年毕业于中南大学，获博士学位，讲师，现从事地学信息处理与矿产勘查工作。Email：。席振664席 振等：秘鲁安托尼奥铁矿区花岗闪长岩地球化学特征及其地质意义第 3 期图1秘鲁中部地形构造单元及矿床分布略图（据Carlotto，2013修改）Fig.
7、1Outline map of topographic structural units and deposit distribution in central Peru（modified from Carlotto，2013）a-秘鲁中部地形构造单元；b-安达胡拉斯-雅乌里区域矿床分布；1-矿床；2-安达胡拉斯-雅乌里岩基；3-断层；4-地形边界；5-城市a-topographic tectonic unit of central Peru；b-distribution of deposits in the Andahuaylas-Yauri region；1-ore deposit；2-A
8、ndahuaylas-Yauri batholite；3-fault；4-topographic boundary；5-city1地质与地球物理特征1.1地质背景地质背景安托尼奥矿区内出露地层较为简单，东侧大面积出露属于安达胡拉斯-雅乌里岩基的花岗闪长岩。安达胡拉斯-雅乌里岩体是秘鲁东部具有重要成矿意义的大型岩基，从北西安达胡拉斯到南东雅乌里，侵入岩出露延续大于300 km，岩基宽度从25 km到130 km。主要由辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩等组成。矿区花岗闪长岩中节理和断裂的方向以NE15为主。矿区西部发育弗若巴木巴组灰岩、燧石灰岩。矿区灰岩地层受构造影响，发育形成阿塔库查（Atacocha
9、）向斜，与矿区外的卢因塔（Lluyinta）向斜相邻。矿区主要控矿构造为陡倾约60的北西向断层，并与晚期北东向断裂带交汇，控制矿区铁矿体及矽卡岩带的空间形态。矿区侵入体侵入到弗若巴木巴灰岩地层，接触带的变形作用在强度和范围上都是变化的，某些地方接触带很明显，而其他地方只能看到大理岩化和重结晶的灰岩。在矿区可以看到矽卡岩中具有铁矿化，主要是磁铁矿，少量赤铁矿和镜铁矿。矿区出露较大的铁矿体主要有三个，均产于灰岩和花岗闪长岩接触带上，钙矽卡岩发育。矿区铁矿体露头似层状，按照位置分为北部矿体，中部矿体和南部矿体。北部矿体地表露头约500 m90 m，主要是磁铁矿。接触带灰岩强烈大理岩化，在内矽卡岩带发
10、育棕色石榴石。中部矿体露头约220 m120 m，磁铁矿为主，含部分镜铁矿。南部矿体露头约340 m80 m。三个矿体之间发育连续分布的大面积矽卡岩带，而矿体之间受到沼泽、湖泊及第四系覆盖，露头不连续。在沼泽区周边还可见到多个小铁矿化带，见磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿聚集。主矿体以磁铁矿、赤铁矿为主，含少量褐铁矿、针铁矿。矿区海拔较高，风化蚀变强烈，地表见大量褐铁矿化区，裂隙中有孔雀石化，铜蓝出现。矿区接触交代分带明显，从岩体、矽卡岩到大理岩化灰岩、灰岩，在南部矿体，自西向东，从含方解石细脉灰岩-大理岩化灰岩（外矽卡岩带）-含石榴石矽卡岩化磁赤铁矿矿体-夹矽卡岩化灰岩透镜体-石榴石辉石矽卡岩带（内矽
11、卡岩带）-钠长石化褐铁矿化的闪长岩-花岗闪长岩侵入体（见图3b）。其中内矽卡岩带靠近花岗闪长岩和闪长岩体，形成接触交代的辉石、石榴石、阳起石等高温结晶矿物。形成长达 400 m 的环带，在与安山质-英安质脉接触处，棕色块状石榴石不规则脉中出现退化蚀变。矽卡岩矿物主要由铁含量较高的黑色石榴石和辉石组成，含少量绿帘石、黑柱石和阳起石。外665地质与勘探2023 年矽卡岩靠近灰岩，在一些安山质-英安质火山岩与灰岩接触区域发育在0.5 m以内宽度环带，表现为石榴石呈细脉状分布。大理岩化灰岩、大理岩带是灰岩经过重结晶作用形成，重结晶较强则形成大理岩，可达100300 m宽度，白色到灰色中细粒结晶，伴有铁
12、矿化出现。1.2矿体电阻率测深异常特征矿体电阻率测深异常特征根据铁矿体地表露头位置，布置两个剖面5个坐标点的垂直电阻率测深测量，位置见图2。矿体的电阻率反演结果显示，随深度垂向变化，电阻率呈现分层性。顶部位置分两层，第一层深度0.52.7 m为风化壳残积物堆积，电阻率偏高。第二层层厚1.19.1 m，含弱导电性，可能为矿化蚀变带及矽卡岩，并含有黄铁矿、磁铁矿等矿物。中部位置，电阻率普遍较低，应该为矿体赋存位置，呈现透镜体状。根据反演结果进行垂深10 m、30 m、50 m做电阻率等值线立体图（图4），30 m以上，电阻率高值中心在SEV3点，低阻中心偏近SEV1点，表明浅部矿体在北部矿体附近具
13、有较大的厚度或夹有较少的脉石成分。随深度变化，矿体中心向西南移动。深部电阻率反演中，90 m以下电阻率变化幅度有高有低。SEV2、SEV1、SEV3、SEV4即A-A 的电阻率略高于中部位置的电阻率，整体处于持续性的低缓异常，指示引起异常的成分有所变化，值得引起重视。图2安托尼奥矿区地质简图Fig.2Simplified geologic map of the Antonio mining area1-第四系；2-弗若巴木巴组灰岩；3-花岗闪长岩；4-矽卡岩；5-断层；6-铁矿体；7-草地；8-采样位置；9-电阻率测深测线及测量点1-Quaternary；2-limestone of Ferr
14、obamba Group；3-granodiorite；4-skarn；5-fault；6-iron ore body；7-grassland；8-sampling location；9-resistivity sounding lines and measuring points666席 振等：秘鲁安托尼奥铁矿区花岗闪长岩地球化学特征及其地质意义第 3 期图3安托尼奥矿区野外地质特征及花岗闪长岩镜下特征Fig.3Field photographs of the mining area and microscopic feature of granadiotite in Antonioa-矿区
15、南西侧的阿塔库查向斜远貌；b-南部铁矿体；c-石榴石矽卡岩；d-中部铁矿体；e-花岗闪长岩；f-花岗闪长岩正交偏光显微镜下照片；pl-斜长石；bt-黑云母；hbl-角闪石；qz-石英a-far view of the Atacucha syncline on the south west side of the mining area；b-southern iron ore body；c-garnet skarn；d-central ore body；e-granodiorite；f-transmitted light photograph of granodiorite；pl-plagioc
16、lase；bt-biotite；hbl-hornblende；qz-quartz图4电阻率测深反演立体等值线图Fig.4Stereo contour map of resistivity sounding inversion2岩浆岩样品采集与测试分析本次测试5件样品采自矿区地表，由于地表沼泽较多，花岗闪长岩样品（AW01、AW12、AW14、AW47、AW49）取自中部和南东部，位置见图2。全岩主量和微量元素由ALS Chemex（Lima）公司完成测试。采用X 射线荧光光谱仪（ME-XRF06）进行主量元素测定，分析精度高于优于 1%。稀土和微量667地质与勘探2023 年不具有明确的趋势性，安托尼奥矿区有弱负相关特征（图5d）。稀土元素总含量较低（66.03129.32）10-6，LREE轻度富集，HREE较为平坦分布，具有弱负Eu异常，呈平滑右缓倾REE配分模式。富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素和活泼不相容元素，亏损Nb、Ti、P等高场强（HFSE）元素（图6）。图5安托尼奥花岗闪长岩TAS（a，据Middlemost，1994），SiO2-K2O（b，据Pecceril
