探访秘鲁马尔科纳铁矿区

秘鲁马尔科纳（Marcona）铁矿区位于首都利马东南520km处，行政隶属伊卡大区纳斯卡省，圣胡安市管辖，矿区地理坐标：南纬15°08′—15°26′，西经74°55′—75°18′。矿区分布在一东西长15km，南北宽10km范围内，矿区海拔800m左右，为滨海荒漠区。已发现铁矿体、矿化点117个，截至2012年底，矿区铁矿资源量近22.5×108t。

（一）大地构造背景

秘鲁马尔科纳铁矿位于安第斯造山带中北部的海岸科迪勒拉带，形成于大洋板块向南美板块俯冲背景下的岛弧造山带的拉伸环境。

秘鲁中南部-智利北部的海岸科迪勒拉带，位于安第斯山脉西侧与东太平洋海岸岩基带的过渡部位，为与中酸性岩浆有关的大陆边缘弧。安第斯山脉是中新生代太平洋板块向南美板块俯冲作用形成的造山带，带内构造岩浆活动强烈，成矿条件优越，属于环太平洋多金属成矿带的重要组成部分。在该海岸科迪勒拉带，包括马尔科纳铁矿在内已发现数十个大型火山成因型的矿床。

（二）区域与矿床地质

1.区域地质

（1）区域地层。秘鲁中南部的海岸岩基带，出露最古老的地层为前寒武纪结晶基底，以片岩、片麻岩、花岗岩和混合岩为主，上覆新元古界和古生界的沉积岩，再向上是中生界火山岩和沉积岩。

古生代奥陶纪的马尔科纳组是铁矿的主要赋矿母岩，岩石成分是厚度超过1500m的千枚岩和角（页）岩，原岩为粉砂岩、灰岩、白云岩等海相沉积岩。

中生界地层主要有侏罗纪的塞里托斯组和白垩纪的Copara组。早-中侏罗世塞里托斯组地层以断层接触覆盖在古生代马尔科纳组地层之上，两者产状基本一致。为一套由安山岩、凝灰岩、凝灰质杂砂岩夹大理岩、页状、片状泥灰岩组成的火山-沉积岩系，分布于本区的中北部，厚度大于2000m，也是本区的赋矿母岩；白垩纪的Copara组与下层岩石为不整合接触，由互层状的泥质页岩、钙质沉积岩、凝灰岩和安山质熔岩组成，厚度约1000m，主要分布在本区东北部。

古近系—新近系由黏土岩、砂岩和浅黄色砾岩组成的Pisco组地层以角度不整合覆盖在其他地层之上。

（2）区域岩浆岩。该区岩浆活动强烈，火山岩主要为侏罗纪喷发的基性—中基性—中酸性火山岩，岩石类型为玄武岩、玄武安山岩、英安岩、安山玢岩和英安斑岩。岩浆岩分布范围广泛，为多期侵入作用形成。奥陶纪早期—泥盆纪主要为侵位于前寒武纪结晶基底的粗粒黑云母钾长花岗闪长岩、辉长岩墙、岩脉等；早中侏罗世和白垩纪—古近纪以大规模的中性闪长岩岩基、中酸性岩脉和辉长岩脉为主。

（3）区域构造。受纳斯卡大洋板块向南美板块俯冲作用影响，区内断裂构造发育，主体构造线方向与安第斯山脉走向一致，主要由巨大的北西向断裂带组成，这些北西向断裂一般倾向北东，倾角较陡，是大洋板块向南美板块俯冲的强烈挤压应力作用下形成的，早期为挤压性质，造山期后受伸展构造控制，又具有张性特征。此外，区内还发育一系列北东—北东东向及近东西向断裂，铁矿体受断裂控制明显。

2.矿区地质

秘鲁马尔科纳铁矿主要赋存在古生代马尔科纳组和中生代塞里托斯组两套地层中，马尔科纳组地层是一套以海相白云质灰岩、泥质灰岩、砂页岩等经热变质而形成的大理岩、角页岩、角岩、千枚岩、石英岩岩系，塞里托斯组地层是一套由砂岩、泥灰岩、角砾岩、凝灰岩、安山熔岩组成的火山-沉积岩系。铁矿沿断裂或层间断裂贯入，呈层状和似层状产出，与围岩整合接触。单个矿体走向延长最大可达2000～2700m，厚度100～300m，倾向延伸长度为200～1000m。矿体主要受北东、北东东向的雷佩替松断裂控制，走向北东或近东西向，倾向北西或北（图10-8）。

铁矿矿石矿物以磁铁矿为主，其次是黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿，偶见方铅矿、镁菱铁矿；脉石矿物以阳起石、透闪石为主，其次是石英、长石、绿帘石、绿泥石、方解石、石膏等。矿石结构多为中细—中粒粒状变晶结构，少数为细粒结构。矿石构造为块状构造。

一般矿体上部有10～20m厚的氧化带，以赤铁矿、假象磁铁矿、褐铁矿及孔雀石为主，是原生矿石表生风化作用的产物。

（三）控矿条件(www.xing528.com)

秘鲁马尔科纳铁矿区有以下几方面控矿因素。

1.大地构造背景控矿

秘鲁马尔科纳铁矿位于海岸科迪勒拉带，属于陆缘弧后盆地区，随着弧后盆地的发育，受大洋板块向南美板块俯冲作用影响，形成一系列平行海沟的左旋走滑脆韧性断裂带，而同期富含铁质的钙碱性侵入体沿脆韧性剪切带侵位，形成铁矿体。

图10-8　首钢秘鲁马尔科纳铁矿地质图（据尚潞军等，2017）

a.矿区位置图；b.矿区地质构造图1.第四系；2.下—中侏罗统塞里托斯组（J1-2c）；3.志留系—泥盆系马尔科纳组（S—Dm）；4.古元古界洛马斯杂岩（Pt1Lmc）；5.花岗闪长岩；6.基性岩；7.安山玢岩；8.英安岩；9.铁矿体；10.主干断裂；11.一般断裂

2.岩性控矿

该区铁矿主要赋存在古生代一套海相沉积岩序列和中生代火山-沉积岩序列中，海相沉积岩序列中铁矿品位较高，TFe平均在50%以上，而中生代火山-沉积岩序列中铁矿品位相对低些，TFe平均为35%～45%。

3.构造控矿

铁矿体主要产在北西向深大断裂旁侧的北东-南西向次级断裂带内，断裂对矿体控制作用明显。

（四）成矿模式与找矿标志

1.成矿模式

秘鲁马尔科纳铁矿成矿模式大致经历以下3个阶段：第一阶段是板块俯冲，地壳深部发生重熔，产生大量岩浆熔融体，沿俯冲带的深大断裂上升，大量火山物质喷溢到地表；第二阶段深部重熔岩浆侵位上移，形成大规模的花岗闪长岩体，作为矿质和热液载体，沿围岩层间或断裂带贯入，形成层状矿体；第三阶段是岩浆演化后期，随着成矿物质进一步迁移、活化，铁质得以相对富集，以贯入、充填等方式形成规模矿体，同时，富含挥发分的多金属成矿物质和残余岩浆沿不同期次的断裂和裂隙侵位，形成类型各异的岩脉群和铜等多金属硫化物矿床。

2.找矿标志

结合前面介绍，总结秘鲁马尔科纳铁矿区铁矿找矿模型如下，见表10-6。

表10-6　秘鲁马尔科纳铁矿区铁矿找矿模型