塞罗德帕斯科多金属矿床：复杂矿体与地质特征分析

秘鲁塞罗德帕斯科多金属矿床位于秘鲁中部帕斯科省，距利马东北方向约200km，矿区所处位置海拔超过4200m。该矿床开发历史较早，在1630年即有记载，最早开发银矿，19世纪末期开始开采铜，1963年改为开采铅锌，目前由国有公司中秘鲁矿业公司（Centromin）运营。该矿床锌、铅金属资源量分别为736×104t和280×104 t，平均品位分别为9.2%和3.5%，是一处超大型热液交代型铅锌矿床。2014年该矿山项目的银、铅和锌的金属产量分别为54t、5900t和13000t。

（一）区域地质背景

矿区范围内出露的主要是晚古生代和中生代地层，最底部为泥盆纪埃克塞肖尔群页岩、千枚岩、细粒石英岩、碳质片岩及板岩；不整合上覆二叠纪米都群紫—红色砂岩、石英岩、砾岩，厚50～80m；不整合上覆三叠纪—侏罗纪帕里亚（布卡拉）灰岩层，本层中的第二带灰岩对铅、锌矿的聚集起显著作用，是一种薄层砂状灰岩和浅灰色夹硅质条带或结核的灰岩，灰岩角砾岩也较发育，该灰岩层厚可达2945m；上覆白垩纪哥亚组，由石英岩、红色页状砂岩及砾岩组成；最上部为古近纪—新近纪波科斑巴组灰岩夹砾岩、泥灰岩及红层（图8-2）。

矿区位于山间高原带的东侧，一个复背斜构成矿区构造主体，背斜轴呈近南北—北北西向，向两端倾伏，轴面向东倾斜，轴部为埃克塞肖尔群，两侧依次出现晚古生代及中、新生代地层，翼部出现一系列次级背斜和向斜，亦呈近南北向；更次一级的褶皱呈北西、近东西和北东等方向，规模小，且多呈短轴状，对成矿控制意义最大的是一组东西向小褶曲。

区域断裂构造十分发育，可划分为6个成矿前组合和2个成矿后组合，主要有南北向的塞罗德帕斯科断层，北东向及北西向的两期次的两组斜向断裂以及多组切穿矿化体的纵、横向断裂，这些断裂控制了矿区的火山通道、矿化现象分布以及矿体的位置（戴自希等，2005）。

图8-2　塞罗德帕斯科区域地质图（Bendezú et al，2008）

矿区的岩浆作用可分为两期：早期形成了火山颈相的鲁米亚利亚集块岩，地表面积2.7km×2.3km，呈筒状贯入于古生代地层中，碎块物主要由埃克塞肖尔群的千枚岩、石英岩、石灰岩及二长斑岩组成，基质除同种岩石的细屑物外，尚有火山玻璃及晶质岩浆物质等；后期主要为石英二长质岩浆侵入作用，实际上又包括两个亚期：第一亚期为石英二长斑岩，为浅灰色，斑状结构，斑晶为石英、斜长石和黑云母，基质由石英、正长石及斜长石组成，副矿物有钛铁矿、磷灰石、锆石及榍石等，分布于火山口颈的西及南边缘接触带上，部分岩枝-岩墙可贯入于围岩中，岩体本身有矿化，但无工业价值。第二亚期为钠长石化石英二长斑岩岩墙，斑晶为正长石、斜长石及少量石英和黑云母，基质为石英、正长石、钠长石和绿泥石等，副矿物有磷灰石、锆石、榍石、磁铁矿及钛铁矿等。岩墙未见矿化，可见其贯入矿体中，为成矿后产物。

（二）矿床地质特征

塞罗德帕斯科矿床是一个十分复杂的多金属矿床（图8-3），包括不同成分、不同产状和不同类型的各类矿体，按矿石组成可分为以下几类。

图8-3　塞罗德帕斯科矿床矿区地质图（施俊法等，2010）

1.黄铁矿-硅质矿体

该类矿体受纵向断层及火山管道接触带控制，分布于火山通道的东南缘，其东侧为布卡拉灰岩，其南侧为埃克塞肖尔群。矿体呈近南北走向，向西急倾斜，向北侧伏，地表长1800m，最宽300余米，平均宽120～150m，延深可达900m以上，但向下变短变窄，呈一不对称的漏斗状，深部分支成根须状。矿石主要由黄铁矿-硅质物组成，上部层中夹有未完全交代的沉积围岩，下部层则系交代火山岩，硅质主要来源于灰岩中的硅质条带及夹层。

2.铅锌矿体

铅锌矿体分布于黄铁矿-硅质体与灰岩的接触带附近，主要系交代黄铁矿或灰岩而成，部分呈脉状充填于裂隙中，锌、铅品位分别为9.2%、15%。按产状可分为3类。①不规则状矿体，产在黄铁矿体与灰岩之间，受纵向断裂控制，并沿着有利岩层发育，局部富集在横向褶皱轴部，延长达1200m，宽20余米至100余米，延深600m，系由灰岩中交代体及黄铁矿体中的大管状体组成。在地表浅部呈一些分散的小矿体，122～183m深处由南而北逐渐合为一体，矿体长轴呈北西向，向西急倾斜，向北侧伏。②层状矿体，分布在灰岩的若干层位上，受成矿前断裂控制，规模较小。③脉状矿体，集中于矿床的东北部，受北东向的圣阿尔维托裂隙系统及北西向的马达亨德裂隙系统控制。圣阿维托矿脉长300m以上，厚度由南西端的50m递减至北东端的6m。马达亨德矿脉由一群矿脉组成，单个矿脉厚度一般2.5m左右，最长可达600～700m。矿体中金属矿物以闪锌矿和方铅矿为主，伴有黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿等。

3.铜银矿体

位于火山通道东南侧，矿体往往就是矿脉之膨大或交汇部分。脉状矿体共有150条，长者可达500m，个别达800m，一般为100～200m，宽数厘米至2m，垂直延深达800m，常跨越火山通道与黄铁矿-硅质体的接触带，进入黄铁矿体中时常呈分支状，甚至呈马尾丝状。矿脉走向北西西—东西，部分（主要为南部）向北倾斜，部分（主要为北部）向南倾斜。从剖面上看，以中部的43号矿脉及南部的克里奥帕特拉矿脉这两组向北倾斜的大脉为“主干”，其他较小的脉群相当于它们的派生羽状脉系。不规则状矿体已知有50个以上，呈圆筒状、椭球状及水平板状，多位于黄铁矿体中，分布范围自地表到823m以下，向下有减少的趋势，单个矿体最大截面180m×60m，最大延深200m。组成矿脉和矿体的主要矿物为硫砷铜矿及黄铁矿，其次有白铁矿、闪锌矿、黝铜矿-砷黝铜矿、银砷黝铜矿，锑硫砷铜矿，还有一些原生辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、方铅矿、黄铜矿和辉锡矿、黑钨矿、辉锑矿、自然金等。

4.银-黄铁矿体(www.xing528.com)

在黄铁矿-硅质体的东部，铅锌矿体的两侧（主要为东侧），出现含银很高的黄铁矿体，由晚期黄铁矿、白铁矿、浅色闪锌矿、辉银矿、雄黄、方铅矿、辉铋矿、银砷黝铜矿、硫铜铋矿、明矾石、红银矿、蓝铁矿、硫铋锑银矿、自然银等组成，矿石结构呈多孔状，并有许多未完全交代的石灰岩残余。其成因可能与原生淋滤富集作用有关。在黄铁矿-硅质体中部，自地表以下91～213m处，有许多洞穴，直径达数米，局部有“崩塌”角砾岩，洞壁矿石具网格构造，表明硫化物已被溶蚀出去，而另一些硫化物出现于这些洞穴和网格中，说明淋滤交代作用相当强烈。银-黄铁矿体中矿石含银达896×10-6，含铅2.4%，锌2.2%。

除上述4种矿体外，还有次生富集带的银矿和铜矿、氧化银矿或含铁银矿等，后者主要系黄铁矿体上的铁帽，深自几米至120m，含银很高，有时铋-铅混合物也很有价值（戴自希等，2005）。

（三）控矿条件

塞罗德帕斯科矿床为中生代热液交代型矿床，容矿岩石为白垩纪灰岩、砂岩，中新世流纹岩、石英安粗岩、英安岩和石英二长岩等。矿化主要受构造控制，包括褶皱、断裂、裂隙、火山通道等。

（1）早期断裂构造控制火山通道，可能由于火山硫质喷气作用，在通道附近交代灰岩（部分为火山岩及其他岩石），形成了巨大的黄铁矿矿体。

（2）随后的构造活动控制了石英二长岩浅成岩体，形成与这一侵入作用有关的区内主要的铜铅锌银矿化，铅锌矿化较铜矿化略早。

（3）矿化富集严格受构造控制，南北向大断层为主要导矿构造，次一级的横向（东西向）褶皱及火山通道构造直接控制了主要铅锌矿体及黄铁矿体的富集，部分铅锌矿脉及铜矿脉则受几组裂隙系统控制。

（四）成矿模式与找矿标志

1.成矿模式

塞罗德帕斯科矿床主要为中生代—新生代热液交代型矿床，但由于多种、多期矿化的叠加，形成了复杂的多金属、多类型、多成因的矿床，成矿物质有铅、锌、银、铜、金、锑、铋、碲等。矿床类型有热液交代型、层控交代型、浅成低温热液型、火山角砾岩筒型、脉型、淋滤型、铁帽型等。已识别出两期矿化作用：早期发生在火山通道侵位和逆冲断层之前；晚期在成因上与火山通道同期的（岩浆）-热液作用有关。矿床的容矿岩石为白垩纪灰岩、砂岩，中新世流纹岩、石英安粗岩、英安岩和石英二长岩等。矿化主要受构造控制，包括褶皱、断裂、裂隙、火山通道等。早期断裂构造控制火山通道，可能由于火山硫质喷气作用，在通道附近交代灰岩（部分为火山岩及其他岩石），形成了巨大的黄铁矿矿体。随后的构造活动控制了石英二长岩浅成岩体，形成与这一侵入作用有关的区内主要的铜铅锌银矿化，铅锌矿化较铜矿化略早，矿化富集严格受构造控制，南北向大断层为主要导矿构造，次一级的东西向褶皱及火山通道构造直接控制了主要铅锌矿矿体及黄铁矿矿体的富集，部分铅锌矿脉及铜矿脉受几组构造裂隙控制。

2.找矿标志

（1）区域地层分布的三叠系—侏罗系布卡拉组灰岩层中的薄层砂质灰岩和浅灰色夹硅质条带或结核的灰岩，对铅、锌矿的聚集起显著作用。

（2）区域内多期的岩浆作用，包括早期形成的火山颈（火山通道）相集块岩和后期形成的主要为石英二长质岩浆的侵入相，形成区域内广泛分布的中生代—新生代热液系统，出现火山通道-穹隆杂岩等岩浆热液通道，以及发育石英二长岩等各类岩株和岩墙，为热液交代成矿提供了条件。

（3）区域内发育的各类断裂，控制着矿区的火山通道，为成矿热液运移提供了通道和淀积场所。

（4）各类矿体受断裂、裂隙、火山通道接触带、灰岩接触带等控制。

（5）区域内的各种淋滤交代、次生富集现象明显，铁帽、土状氧化带等均为直接的找矿标志。