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    摘要

    伊格莱西亚(Iglesia)地区位于阿根廷西北部圣胡安(San Juan)省北部地区,是南美安第斯成矿带的主要组成部分。区域内交通差、地形构造复杂,极大影响了地质找矿的进展,文章基于区域内典型的高硫浅成低温热液矿床——Veladero(贝拉德罗)Au-Ag矿床的特征,梳理了该区域已探明浅成低温热液矿床的空间分布规律,利用遥感技术,结合化探异常信息,划分成矿远景区。该地区存在两期成矿叠加,高硫型和低硫型浅成低温矿床在研究区东西两侧共生,具有较完整的斑岩-高硫、低硫型浅成低温热液型矿床结构,但是,区内目前仅探明了部分浅成低温热液矿床,找矿潜力仍巨大。文章以ETM+卫星影像为主的数据源解译出区域内成矿有利的地形地貌和“三角-环形-线型”成矿构造组合,基于ASTER遥感影像数据对研究区开展成像光谱法和主成分分析法的矿化蚀变异常信息提取,多光谱遥感技术提取的蚀变矿物组合异常区与区域内浅成低温热液矿床地质成矿有利区吻合,再结合水系沉积物地球化学异常和已探明矿山分布信息,建立该地区遥感地质找矿标志,最后,文章在研究区西侧圈划Z1-Z6高硫化浅成低温热液矿床找矿远景区;在东部的碳酸盐化-铁染(黄铁矿化和黄钾铁矾)区圈划Z7-Z9低硫化浅成低温热液矿床找矿远景区,对该地区的找矿调查工作具有重要的指导作用。

    Abstract

    The Iglesia region is located in the northern part of the San Juan Province in northwestern Argentina and is a major component of the South American Andean metallogenic belt. The poor infrastructure, complex relief and geologic structure in the region greatly affect the progress of geological exploration, based on the characteristics of the typical high sulfidation epithermal deposit—Veladero in the region, this paper untangles the spatial distribution characteristics of the discovered epithermal deposits in the region and summarizes the regional geological features of mineralization in the area. Two periods of mineralization overlap in the region, with high sulfidation and low sulfidation epithermal deposits coexisting on East and West sides of the study area, exhibiting a relatively complete mineralization system of porphyry, high sulfidation and low sulfidation epithermal deposits. It is believed that only a portion of epithermal deposits have been discovered in the region, and the potential for mineral exploration is still enormous. Using ETM+ satellite imagery as the main data source, the terrain and landforms favorable for mineralization in the region, as well as the "triangle-ring-lineament" mineralization structure combination, were interpreted. Based on ASTER remote sensing image data, imaging spectroscopy and principal component analysis were used to extract mineralization / alteration anomaly information in the study area. The alteration mineral combination anomaly areas extracted by multispectral remote sensing technology were consistent with the favorable areas for mineralization of epithermal deposits in the region. Combined with the geochemical anomalies of stream sediments sampling and the distribution information of known deposits in the region, the remote sensing geological prospecting indicators were established, and high prospective prospecting areas were divided, which has an important guiding role in mineral exploration and investigation work of the region.

  • 阿根廷西北部圣胡安省伊格莱西亚地区属于南美安第斯新生代铜(金)及多金属成矿带,为阿根廷最主要的铜金矿分布区(图1)。区内已探明的矿种主要包括铜、铅、锌、金、银、铁、锂、锰、锡、锑等(卢民杰,2016;Sillitoe, 2010),主要矿床类型有斑岩型铜金(钼)矿、浅成低温热液金(铜银)矿和砂金矿床。该成矿带已发现下阿姆贝德拉(Bajo Alumbrera)斑岩铜-钼-金矿、达卡达卡(Taca Taca)斑岩铜矿、贝拉德罗高硫型浅成低温热液型矿床等。目前,阿根廷已经发现的5个储量大于250 t的特大型金(铜钼)矿均位于成矿带附近,其中,贝拉德罗低温热液型金矿、帕斯库拉玛(Pascua-Lama)低温热液型金矿和帕楚(Pacho)斑岩型金-钼-铜矿就位于圣胡安省,下阿姆贝德拉斑岩型铜-金矿和阿瓜里卡(Agua Rica)斑岩型铜-钼-金矿位于研究区北部卡塔马卡(Catamarca)省(图1a)。区域内浅成低温热液型矿床成矿条件优越,具有较高的勘探潜力。然而,圣胡安地区地理气候条件恶劣极端,平均海拔5300 m,道路交通不便,地质工作程度较低,极大地影响了该区的地质找矿进展。

    近年来,光谱遥感技术在国内外条件艰苦地区的浅成低温热液型矿床找矿工作中得到广泛应用,并取得了较好的成果。在国内,中国地质科学院矿产资源研究所唐菊兴科研团队于2013年在中国西藏铁格隆南矿区利用多光谱遥感技术,通过分析不同波段的光谱信息识别与浅成低温热液型矿床相关的蚀变矿物,结合高精度测量和矿物学分析等勘查技术组合,成功发现了斑岩-浅成低温热液铜金成矿系统,使铁格隆南从一个沉寂几十年的地区变身为西藏首例千万吨级斑岩-浅成低温热液铜金矿床(唐菊兴,2016;唐楠,2017);在国外,智利国营铜公司(Codelco)于2020年在拉霍印加(Rajo Inca)矿区运用多光谱遥感卫星数据,通过分析不同波段的反射率数据,结合地质、地球化学等资料,对矿区的蚀变矿物进行填图,识别出与铜金成矿相关的石英-绢云母-黄铁矿蚀变带和高级泥化蚀变带,准确地圈定矿区的蚀变范围和矿化中心,发现新的矿化体和蚀变带,增加了资源储量,延长了矿山的服务年限(智利国营铜公司,2021);在美国内华达州金矿带,近几年,巴里克黄金公司及其他矿业公司利用多光谱遥感数据,通过波段比值、主成分分析等方法,提取与金矿化相关的蚀变矿物信息,如高岭土化、绢云母化等蚀变带的分布,结合遥感成矿构造解译以“蚀变矿物组合+构造控矿”模型圈定多个潜在的金矿化区域,一些以前未被发现的金矿点通过遥感技术的运用被陆续发现和勘探,为后续的地质勘查和钻探工作提供了重要的目标区域,提高了找矿效率,降低了勘查成本(Stephen et al., 2000)。

    本次研究主要利用Landsat-7卫星影像(空间分辨率为15~30 m,波长范围为0.45~0.90μm)、高分1号影像(空间分辨率为2~8 m,波长范围约为0.45~0.9μm)和ASTER遥感影像数据(空间分辨率为15~90 m,波长范围为0.52~11.65μm),对阿根廷西北部圣胡安省伊格莱西亚地区开展成矿构造解译和矿物蚀变异常提取工作,并对成矿构造解译和矿物蚀变异常结果进行地质成矿分析,寻找与已知浅成低温热液型矿床相似的地质特征和遥感标志,如相似的构造格局、蚀变类型等,结合分析成矿有利地质单元,建立区域内遥感地质找矿标志,圈定出成矿有利的地质单元和远景区,指导找矿勘察。

    1 区域成矿地质特征
    1.1 区域地质特征

    阿根廷西北部圣胡安地区属安第斯山构造带,受到太平洋板块的挤压,安第斯山脉隆起,形成一系列褶皱和逆冲断层,在古近纪至第四纪有广泛的火山活动。区域构造主要受法玛提安(Famatinian)、冈瓦南(Gondwanic)和安第斯(Andean)造山旋回控制(图1a~d),在北北东-南北向带中的一组断层系统带形成区域内最重要的断裂构造带,在区域主干断裂的基础上连接或转移一些北西-南东向次级断裂,这些断层被地壳压缩发生部分逆转,控制了二叠纪—三叠纪物质的沉积。断层方向与岩基侵入体的方位相吻合,侵入岩主要为晚石炭世花岗闪长岩、二叠纪花岗岩以及中中新世花岗闪长岩、花岗岩。大地构造上的北北东-南北向断裂影响石炭纪沉积物和火山岩的分布,其在科纳古(Colangüil)山脉发生一些逆转。自白垩纪以来,安第斯造山旋回从上白垩纪持续到现在的挤压构造运动开始,区域内重要的逆冲断层形成于上白垩世—新近纪构造演化中,其走向为南北,主要向东延伸。一条活跃的钙碱性火山弧在渐新世和中中新世之间形成,相关的次火山相侵入来自科纳古山脉的石炭纪和二叠纪岩石。安第斯旋回的构造活动一直延续到现在(Elizabeth et al., 2019;Sillitoe et al., 2010;N Rubinstein et al., 2025;María et al., 2025)。

    研究区出露的最古老的地层单元为古生代泥盆系砂砾岩,此外还出露二叠系—三叠系措伊欧伊(Choiyoi)组、阿瓜勒格拉(Agua Negra)组、格瑞妮特(Granit)组和罗斯布恩德斯(Los Puentes)组的安山质-英安质火山碎屑岩和火山岩。晚始新世—中始新世地层主要为塞德拉多德拉斯(Cºde las Tortolas)组、多尼安娜(Doña Ana)组、艾斯卡巴多所(Escabroso)组和提利多(Tilito)组,岩性主要为砾岩、砂岩和安山质火山碎屑岩;中—晚中新世地层主要为巴卡斯厄拉达斯(Vacas Heladas)组、多巴斯姆提科德斯(Tobas Multicolores)组和巴耶德库达(Valle del Cura)组火成岩,其岩性主要为砂岩、膏岩和安山质-英安质火山碎屑岩,并且构成了区域内中新世的矿床。上新世地层主要为赛德彼得迪欧(Cerro de vidrio)组,其岩性主要为安山质-英安质火山角砾岩、砾岩和砂岩;全新世地层主要为河流沉积物和冲积沉积物(图2)。

    1.2 区域蚀变矿物组合特征——以贝拉德罗矿床为例

    典型的矿物蚀变组合、矿石蚀变组构是判断浅成低温热液成矿作用过程及矿床类型的关键。以伊格莱西亚地区典型的高硫浅成低温热液矿床—贝拉德罗矿床为例,文章总结区域内浅成低温热液矿床蚀变矿物特征。

    贝拉德罗矿床是一个高硫浅成低温金银矿床,含矿岩性为火山碎屑沉积物、凝灰岩和火山角砾岩,与中新世双孔穹窿杂岩有关。岩石主要为层状火山碎屑岩和表碎屑沉积物(B1)、非层状杂岩相岩浆侵入的角砾岩(B2)、长英质晶屑岩屑凝灰岩(英安质流纹岩)(FCLT)、长石斑岩侵入体和穹隆(FP)、镁铁质晶屑岩屑凝灰岩(MCLT)、细粒中粒闪长岩(DIF)和崩积层(Co)为主(图3a、b)。凝灰岩、熔岩流以及火山碎屑岩,火山基岩的年龄在40~4 Ma。矿体主要分布在长英质凝灰岩、火山碎屑岩和热液角砾中(图3a、b)。从岩性三维图(图3b)可以看出,与成矿作用相关的基岩为一个穹隆杂岩。穹顶杂岩包括一个巨大的、中央的、角砾岩芯,该岩芯由凝灰岩构成,向外通过碎屑组成的角砾岩过渡到火山围岩中,代表从中央喷口喷出的碎片的层状凝灰岩单元形成一个环,覆盖在矿床南端的部分凝灰岩和角砾岩上。

    贝拉德罗矿床的平面蚀变图(图4a)和三维蚀变图(图4b)显示,贝拉德罗矿床蚀变主要以硅化、硅化-明矾石化、泥化、石英-伊利石化为主,硅化岩芯向外变为高级泥质蚀变,然后进入外围泥质和羟基蚀变晕,形成具有从硅化-高级泥化(明矾石、地开石)-泥化(高岭石)-少量绢云母化-少量青磐岩化(绿泥石、绿帘石)的明显分带特征。

    强烈的硅化显示贝拉德罗矿床成矿流体呈强酸性,受硅化和高级泥质蚀变的影响,含矿的蚀变类型主要为硅化-泥化-明矾石化。明矾石在极酸性环境下形成,在钻孔中分布极其广泛。高岭石发育于成矿系统中的泥化带;地开石作为高级泥化带的重要蚀变矿物,主要分布在钻孔的中下部,与高岭石共生。明矾石与高岭石、地开石等蚀变组合特征构成了贝拉德罗高硫化浅成低温热液型矿床的识别标志。此外,贝拉德罗矿床中的明矾石常伴生黄钾铁矾,并与结晶比较好的高岭石及地开石共生(图5a~f、图6a~f)。在极酸性流体环境下形成明矾石的同时,在钻孔下部也发现少量叶腊石。

    此外,贝拉德罗矿床底部有少量白(绢)云母和青磐岩的分布,白(绢)云母、青磐岩与斑岩型矿床密切相关,是斑岩型矿体的重要产出位置。钻孔中可见明显的明矾石-硅化-绢云母-青磐岩分带现象,指示在岩体深部存在斑岩型矿床,区域上的浅成低温热液矿床可能位于斑岩型矿床上部。

    1.3 区域浅成低温热液矿床特征

    根据前人研究及在阿根廷地质调查局网站收集的伊格莱西亚地区已知矿床/点分布数据(表1)显示,浅成低温热液矿床在研究区分布广泛,在区域上西侧以高硫型为主,东侧以低硫型为主(图7)。

    区域内的浅成低温热液矿床成矿时代大致分为2个时期,分别为冈瓦南(石炭纪—二叠纪—三叠纪)构造旋回时期和安第斯(古新世—中新世)构造旋回时期(Sillitoe et al., 2010; N Rubinstein et al., 2025; María et al., 2025)。

    在冈瓦南时期,研究区东侧和西侧分别形成高硫和低硫型浅成低温热液矿床。拉欧迪迦(La Ortiga)高硫型矿床为西侧目前唯一已探明的冈瓦南构造旋回时期的高硫型矿床,其赋矿围岩属于较大的“冈瓦尼卡火山”地层单元,由措伊欧伊组的酸性至中性火山—沉积层序组成(图2),分布于研究区东侧的低硫型矿床主要产于措伊欧伊组、阿瓜勒格拉组、格瑞妮特组和罗斯布恩德斯组中,岩性以火山灰岩层及泥岩、砂岩为主。

    在安第斯时期,研究区的西侧形成了众多的高硫型浅成低温热液矿床,未发现同时期的低硫型矿床。安第斯时期的高硫型矿床主要产于多尼安娜组、赛德彼得迪欧组、多巴斯姆提科德斯组和巴耶德库达组的酸性到中性成分的火山沉积岩中,岩性以流纹岩、安山岩、火山碎屑岩等及火山灰、砂岩等为主。

    伊格莱西亚地区浅成低温热液型矿床的矿石结构为自形-半自形结构、交代结构、压碎结构等,矿石构造主要为浸染状构造、细脉浸染状构造等细脉-网脉状浸染状矿化,矿化多见细小的石英脉,角砾与孔洞分布发育较多。金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、银金矿等。高硫型浅成低温热液矿床矿物主要以石英-明矾石-高岭石为主;低硫型浅成低温热液矿床主要以石英-冰长石-绢云母为主要特征(表1表2)。西侧和东侧矿床无论是在矿床地质特征,矿石矿物组合,以及成矿作用等方面都与典型的高、低硫型浅成低温热液矿床的特征一致。典型的矿物蚀变组合是判断浅成低温热液成矿作用过程及矿床类型的关键,结合研究区低硫化型与高硫化型浅成低温热液金矿床的主要特征(表2),光谱遥感技术能够有效的应用于该地区的找矿工作。

    2 遥感技术应用
    2.1 数据源和处理

    文章选取Landsat7卫星ETM+增强型专题制图仪(2000~2002年)遥感解译的卫星影像为底图,在植被覆盖度最低的季节,以Landsat7-ETM+为数据源(RGB波段合成方案:Landsat7-ETM+B7、B4和B2),参考高分1号卫星影像,以机助、目视和图像增强处理遥感解译方法,结合成矿地质条件进行综合解译,建立解译标志,解译区域构造、矿区构造和与成矿有关构造、地层、斑岩体(范三伏等,2011;陈玉明等,2015;杨晓勇等,2021)。其中,着重解译分析线性构造、环形构造和几何块状(三角形构造/岩体等)。

    以覆盖伊格莱西亚研究区的6景Terra卫星Aster多光谱高分辨率(2008~2010年)的遥感数据作为主要数据源,文章利用ENVI软件和利用主成分分析技术对研究区TERRA-ASTER遥感数据构建不同的提取模型,进行矿区及其周围地区矿化蚀变信息异常提取,主要提取的蚀变类型为镁铝羟基化物类、铁染类、钾化类和碳酸盐类。

    在提取镁铝羟基类的蚀变矿物信息时,铝镁羟基类的蚀变矿物信息的标准吸收谷在2.2~2.3 μm附近形成1个明显的吸收谷(李根军等,2011),主要对应ASTER数据Band6,以此分别构建了4波段(Band1、Band4、Band6、Band7)和(Band1、Band3、Band4、Band8)的主成分分析模型。铝羟基异常主分量(PC4)的本特征向量Band4和Band7的贡献系数与Band6的符号相反,而且Band4和Band6绝对值相对较高(李根军等,2011);镁羟基异常主分量(PC4)的本特征向量反射波段Band1与吸收波段Band3和Band8之间的特征向量的系数符号相反,而与Band4特征向量系数符号相同,且Band4特征向量系数符号为正,Band8系数符号为负,据此分别提取出铝镁羟基类蚀变信息。

    在提取铁染类的蚀变矿物信息时,掩膜主分量分析采用Band1、Band2、Band3、Band4波段,主分量输出的动态范围以±4σ为主,铁染蚀变矿物在Band2波谱范围与Band1和Band3相比,在反射波谱特征上相对较高。异常主分量本征向量Band1和Band3的贡献系数与Band2的贡献系数符号相反(李根军等,2011),研究区的数据PC4符合这一条件,根据PC4统计出象元灰度值平均值和标准离差(σ),最终,提取出铁染类的蚀变信息。

    在提取钾化类的蚀变矿物信息时,其在Band5、Band8波段形成2个反射峰,在Band6短暂下降形成1个小吸收谷。基于波谱特征采取主成分分析法选择Band1、Band4、(Band6+Band7)/2、Band8四个波段进行组合,其诊断特征为强吸收波段Band6和Band7跟强反射波段Band4、Band8的特征值符号应该相反,且综合贡献率最大。研究区的数据PC1符合这一条件,根据PC1统计出了象元灰度值平均值和标准离差(σ),提取出钾化类的蚀变信息。

    在提取碳酸盐化类的蚀变矿物信息时,波谱诊断特征主要表现在2.335~2.386 μm区间内有强吸收特征,表现在ASTER数据的Band8和Band9波段。碳酸盐系在ASTER数据的可见光近红外波段区间表现为反射值较大但波动性小,其中在Band4波段达到最大点形成反射峰,随后反射率开始降低,在Band8形成1个明显的吸收谷。根据波谱特征信息分析采用Band1、Band3、Band4、(Band5+Band8)/2四个波段组合提取碳酸盐化蚀变信息。诊断特征表现为:Band5和Band8波段具有强吸收特征,而Band4波段具有强反射特征;且对应这些特征的向量必须符号相反,同时具有相对较高的贡献率。研究区的所有数据PC4符合了这一条件,根据PC4统计出了象元灰度值平均值和标准离差(σ),提取出碳酸盐化类的蚀变信息。

    去干扰后,结果显示,蚀变异常越明显的位置,其分布越集中。据此,文章编制了研究区铝羟基类、镁羟基类、铁染类、钾化类和碳酸盐类蚀变矿物的组合信息分布图。基于蚀变异常的强度、聚集程度及其成矿蚀变组合特征,文章筛选圈定研究区内的异常区分布范围。

    2.2 构造信息与成矿意义

    根据成矿地质资料与遥感影像特征,参考异常区1∶10万地质图,基于ETM+卫星影像图,参考高分1号卫星影像,文章建立相应的遥感地质解译标志;采用人机交互解译技术,在研究区解译出大量的成矿地形地貌与三角形-环形-线形成矿构造组合(图8)。

    从地形地貌上,除少数例外,安第斯山脉所有高硫化浅成热液矿床都出现在高海拔地区,海拔3500 m以上。区域内大多数矿床位于造山带顶部的水洼附近,或热液活动时似乎是水洼的地方,这些地区形成相对平坦,被认为是隆起的亚平面古表面(Sillitoe et al., 1968; Proffett et al., 2003; Laura et al., 2011)。区域互连的三角形表面平台通过陡坎垂直纵深达100 m,由宽阔的平底山谷切割出高水平亚平面地貌,这样的三角形平台通常是由底部隆起古地表面破裂形成(Sillitoe et al., 1968; Laura et al., 2011; Candela et al., 2020)。三角形平台成矿在秘鲁南部斑岩型成矿带广泛分布,具有重要的找矿指示意义(Sillitoe et al.,1968; Laura et al., 2011; Javier, 2014)。伊格莱西亚的半干旱和干旱地区广泛发育着相互连通的古三角形平台地貌(图8)。这种独特的地形表明该区域浅地表曾经历过强烈的浅成侵入体活动,为浅成低温热液矿床的形成提供了有利条件。研究区内还广泛发育密集的南北向走滑断裂带及其次级断裂,它们将区域切割成连通的三角形断块(或称三角亚平台),形成了典型的三角形构造格局。区内已探明的浅成低温热液矿床(表1)发育于这些密集的断裂构造和三角形断块(三角亚平台)区域上。

    伊格莱西亚地区在地貌上的三角形平台通常是由底部隆起古地表面破裂形成,显示出下伏强烈的岩浆活动。结合区域地表影像的环形特征、三角形平台地貌(图8)和区域内较高的还原极(图9a)和总磁强度异常值(图9b)的匹配分布情况,文章解译出区域内与火山-次火山成矿活动密切相关的环形构造(图8)。

    伊格莱西亚地区东侧与西侧矿区的划分是以南北向贯穿中部的密集走滑断裂为界。中部密集的走滑断裂带与形成于新生代的一系列北南向的逆断层有关。这一特征在区域磁异常图(图9a~b)中表现明显,沿着走滑断裂带分布区域两侧显示出相对高值的还原极和总磁强度异常。区域内走滑断裂是区域南北走向的大地构造主干推覆构造断裂的一部分,在区域上与火山裂谷盆地接壤,是与大地构造相关的30º~60º和320º~300º共轭剪切组的一部分,其主要形成于安第斯构造旋回的新生代中期,尤其是中新世期间(约23 Ma前),与同期的成矿作用密切相关(Sillitoe et al., 1968; Costa et al., 2006; Diego et al., 2007; Tibaldi et al., 2017; Marcelo et al., 2020; Franco et al., 2022; 2023)。在冈瓦南时期,区域内密集的北西向的横向断层可能主导区域内高低硫型浅成低温热液矿床矿液的运移;而在安第斯成矿时期,区域内新产生的走滑断裂却阻隔了成矿热液向东运移,导致不同时期的高低硫型浅成低温热液矿床在东西两侧分布不同。

    伊格莱西亚地区的三角-环形-线性(含横断次生)构造为含矿热液渗透和交代活动提供了有利条件,这样的构造形式与成矿密切相关,是大型矿床赋存的有利指示标志。当区域内环形构造与线性构造同时控制成矿时,线性构造的频繁活动为中酸性岩浆的侵入或深部地质体的上升创造了条件,同时伴随着上覆岩层上升,在此过程中,上覆岩层的破裂会导致内部产生密集的线性三角形的网络,含矿热液在区域复合构造密集发育处沿裂隙贯通成矿。在地形地貌上显示的三角形构造说明盖层不厚,隐伏岩体埋藏浅,是区域内斑岩型-浅成低温热液型矿床有利地质构造背景的综合反映,为区域内找矿的有利部位。

    2.3 蚀变信息与成矿意义

    应用遥感技术提取的铝羟基信息主要反映浅成低温热液矿床的白(绢)云母、蒙脱石、伊利石和高岭石等蚀变矿物信息;提取的镁羟基信息主要反映绿泥石、绿帘石、方解石等含镁离子矿物蚀变矿物信息;在提取铁染类的蚀变矿物信息时,铁离子的铁矿主要有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、针铁矿和黄钾铁矾等;在提取碳酸盐类的蚀变矿物信息时,碳酸盐化的结果是形成大量的方解石、白云石、菱镁矿等碳酸盐类矿物,在铁、铜、铅、锌等相关矿床中碳酸盐化与矿化直接相关;提取钾化类蚀变信息反映区域内的钾长石等钾质蚀变类矿物(刘宏丽等,2016;段俊斌等,2019)。根据在研究区遥感蚀变信息提取结果显示(图10),西侧主要为高岭土类蚀变异常区、黄钾铁矾等铁染类异常区、青磐岩化类蚀变区以及钾化类蚀变区,为区域内浅成低温热液型矿化点集中分布的范围;东侧以碳酸盐化和铁染蚀变为主,说明东侧以灰岩、白云石等碳酸盐化类和黄铁矿化(黄钾铁矾)蚀变为主。

    根据阿根廷地调局在研究区进行水系沉积物取样的地球化学成矿元素化验分析结果(图11),区域内与浅成低温热液矿床成矿相关的Ag-Au-Cu-As-Sb-Pb元素的地球化学异常主要集中在研究区西侧的高硫浅成低温热液矿床分布区域,故西侧被认为可能是矿床的热源中心。

    在冈瓦南(石炭纪—二叠纪—三叠纪)时期,研究区内原始岩浆经历结晶分离作用,产生大量含有HS络合物和Cl络合物及金属的流体,流体向上移动过程中,由于温度、压力及密度的降低,沿区内密集的构造带或网脉裂隙带(图2)出现相分离和金属元素的再分配。由于热液中富含硫,在合适的物理化学条件下,成矿热液流体与围岩蚀变沸腾沉淀,硫会与热液中的金属元素如金、银、铜等结合,沉淀形成大量的硫化物,如黄铁矿、黄铜矿等,形成区域上的拉欧迪迦(La Ortiga)高硫矿床。热液中硫与金属结合沉淀硫化物,同时硫酸根还原产生氢离子,使热液呈酸性。酸性流体与岩石反应,引发明矾石化、高岭土化和硅化等蚀变;热液持续活动,从中心向外因条件变化呈现蚀变分带,中心蚀变强,向外逐渐减弱,并在研究区地表发育高岭土类、黄钾铁矾等铁染类、青磐岩化类以及钾化类的蚀变。同时,含矿热液沿着中部的近东西向的横向断裂向东侧运移。在断裂区域附近,低硫型浅成低温热液矿床区域沿着裂隙下渗的大气降水在地下热动力源的作用下运移,形成了以热源为中心的对流圈,循环的大气降水与相分离出来的流体在不同部位、以不同的比例混合,形成复杂演化的以大气降水为主,混有少量岩浆分异流体的成矿流体。在热液上升过程中,混溶作用周期性地发生,形成多次成矿,致使矿质富集形成研究区东侧含碳酸盐化-黄铁矿化蚀变的冰长石-绢云母型(低硫型)浅成低温热液金矿床。

    在安第斯(古新世—中新世)时期,新一期的原始岩浆活动,这一期的岩浆活动可能受区内近南北走向的同时期的走滑断裂构造影响(图8),与岩浆有关的成矿热液被阻隔向东部运移,导致仅在西侧叠加成矿。故在冈瓦南时期蚀变的基础上,西侧叠加又一期的明矾石化、高岭土化和硅化等蚀变,产生高级泥质蚀变和多孔状石英,形成西侧的明矾石-高岭石型(高硫型)浅成低温热液金矿床。

    3 遥感地质找矿标志建立与找矿预测

    浅成低温热液型矿床是以蚀变矿物的组合特征来进行划分(Bierlein et al., 2006;刘宏丽等,2016;Axel et al., 2017; H Sommer et al., 2017;段俊斌等,2019;李玉钊等,2024;李斌等,2024;杨献忠等,2024)。文章以区域内典型的高硫化浅成低温热液矿床—贝拉德罗矿床的成矿特征为研究对象,结合地表分布的其他浅成低温热液矿床特征,厘定区域内矿床的蚀变矿物类型及组合特征,运用遥感技术进行成矿构造解译和运用遥感短波红外技术进行地表成矿蚀变矿物信息提取,结合区域内水系沉积物地球化学数据(图11a~f)和已探明矿山分布位置信息,构建区域内基于遥感勘查技术的找矿标志。最后,文章在研究区圈划出9个找矿远景区(图12),分述如下:

    Z1-Z6找矿远景区:分布于研究区西侧,周围分布有已探明的矿床,区域内出露的冈瓦南时期的措伊欧伊组及安第斯时期的多尼安娜组、塞德拉多德拉斯组,岩性从酸性到中性,包括以流纹岩、安山岩、火山灰、砂岩等为主的沉积岩及火山碎屑熔岩。区域上主要以铁染、钾化、铝羟基和镁羟基蚀变特征明显,且铝羟基和镁羟基蚀变分布范围广,具有聚集性,2种蚀变相互叠合程度较高。根据区内水系沉积物异常显示(图11a~f):Z1区内(582.5~1060)×10-6的As元素异常点1个,(22.02~77.10)×10-6的Sb元素异常点1个,(118.25~196.80)×10-6的Pb元素异常点1个;Z2区内(28.9~1260)×10-9的Au元素异常点1个,(169.50~326.75)×10-6的As元素异常点1个;Z3区内(0.910~1.075)×10-6的Ag元素异常点1个;Z4区内(102.68~167)×10-6和(66.8~102.68)×10-6的Cu元素异常点各1个;Z5区内(1.08~1.60)×10-6的Ag元素异常点1个,(66.80~102.68)×10-6的Cu元素异常点1个,(15.55~22.02)×10-6的Sb元素异常点1个,(196.8~2500)×10-6和(118.25~196.80)×10-6的Pb元素异常点各1个;Z6区内(1.6~6.8)×10-6的Ag元素异常点1个、(28.9~1260)×10-9的Au元素异常点1个、(102.68~167)×10-6和(66.80~102.68)×10-6的Cu元素异常点各1个、(326.75~582.50)×10-6的As元素异常点1个、(22.02~77.10)×10-6的Sb元素异常点2个、(10.10~15.55)×10-6的Sb元素异常点1个,(196.8~2500)×10-6的Pb元素异常点1个,显示出良好的地球化学异常。区域内其地形地貌呈现出对成矿有利的“三角”平台,位于遥感解译的火山-次火山活动相关的环形构造附近,次级横向容矿导矿断裂发育,成矿断裂构造条件优越,为找高硫型浅成低温热液矿的重点远景区。

    Z7-Z9找矿远景区:位于研究区东侧位置,周围分布有已探明的矿床,蚀变主要以碳酸盐化、铁染为主,以及少量的钾化。遥感信息提取的这些蚀变信息对应的矿物组合主要为黄铁矿化、黄钾铁矾、碳酸盐等蚀变矿物。根据区域内水系沉积物异常显示(图11a~f),Z8区内(169.50~326.75)×10-6和(326.75~582.50)×10-6的As元素异常点各1个。以方解石、黄铁矿(黄钾铁矾)为代表的碳酸盐类-黄铁矿化类蚀变矿物在区内分布较广,可能含有低硫型矿床(图12)。

    4 结 论

    (1)伊格莱西亚研究区为一个完整的斑岩-高硫、低硫浅成低温热液成矿系统。研究区发育2期成矿作用,分别为冈瓦南时期和安第斯时期叠加成矿。2期成矿的热源中心推测皆在西侧区域,西侧为叠加的2期次的高硫型浅成低温热液矿集区,而东侧仅一期成矿,形成低硫型浅成低温热液矿集区。

    (2)西侧已探明的冈瓦南时期高硫型矿床较少,目前仅探明拉欧迪迦(La Ortiga)矿床。以目前在东侧勘探出的低硫浅成低温矿床的矿床量,推测西侧应该还有更多冈瓦南时期的高硫型矿床待勘查。贝拉德罗矿床底部出现绢英岩化-青磐岩化,区域内局部分布钾化蚀变,目前区域内未发现大规模的斑岩型矿床,找矿潜力巨大。

    (3) 浅成低温热液型矿床是以蚀变矿物的组合特征进行划分,因此多光谱的遥感技术为区域内该类型矿床的区分提供了有效、快捷的办法。在构造解译为三角平台和环形构造附近,通过遥感多光谱红外技术发现镁铝羟基、铁染类、钾化、碳酸盐化等蚀变矿物在研究区内异常聚集明显,结合水系沉积物地球化学异常点及已探明矿床分布信息,文章在西侧圈划Z1-Z6高硫化浅成低温热液矿床找矿远景区、在东部碳酸盐化-铁染(黄铁矿化和黄钾铁矾)区域圈划Z7-Z9低硫化浅成低温热液矿床找矿远景区。

    致谢南京地质调查中心王天刚正高级工程师和评审专家对本文提出宝贵意见和建议,提高了文章质量,在此表示感谢!

    表1伊格莱西亚地区浅成低温热液矿床地质特征表
    Table 1 Main geological characteristics of  epithermal deposits in Iglesia region

    矿床类型

    名称

    矿种

    岩性

    单元

    年代

    蚀变矿物

    高硫型


    El Soberado

    Au-Ag


    安山岩和英安岩

    Doña Ana组

    渐新世—中新世

    石英、明矾石、高岭土

    Los Amarillos

    安山岩

    Doña Ana组

    渐新世—中新世

    石英、褐铁矿、石膏、自然硫

    La Ortiga

    火山灰

    Choiyoi组

    二叠纪—三叠纪

    石英、褐铁矿、高岭土、石膏、自然硫

    Veladero Norte

    英安岩、流纹岩、安山岩

    Cºde Las Tórtolas组

    中新世

    石英、黄铁矿、褐铁矿、明矾石、泥化,绢云母、地开石、少量青磐岩化

    Guanaco Zonzo

    火山碎屑岩

    Doña Ana组

    渐新世—中新世

    石英、硫化物、明矾石、高岭土

    Los Despoblados

    英安岩、流纹岩、安山岩

    Doña Ana组

    渐新世—中新世

    石英、高岭土、明矾石

    Veladero Sur

    安山岩

    Cºde Las Tórtolas组

    中新世

    石英、黄铜矿、黄铁矿、明矾石、绢云母、泥化、地开石、少量青磐岩化

    Zancarrón Chezanco

    Au-Ag-Cu

    英安岩

    Doña Ana组

    渐新世—中新世

    黄铁矿、明矾石、石英、褐铁矿

    Lama

    安山岩

    Cºde Las Tórtolas组

    中新世

    黄铁矿、石英、高岭土、明矾石

    Proyecto Toro

    Au-Cu-Ag-Zn

    砂岩

    Tobas Multicolores Valle del Cura组

    渐新世—中新世

    铝矾土、黄铁矿、明矾石、高岭土


    低硫型


    El Fierro(La Perreada)

    Au-Ag

    火山灰岩层

    Choiyoi组和Agua Negra组

    二叠纪—三叠纪、石炭纪—二叠纪

    电气石、石英、冰长石、绿泥石、

    方解石

    El Fierro Alto

    Ag-Cu-Pb-Zn

    泥岩、砂岩、

    火山灰

    Agua Negra组

    石炭纪—二叠纪

    绢云母、冰长石、绿泥石、绿帘石、方解石

    El Fierro Bajo

    泥岩、砂岩、

    火山灰

    Agua Negra Granit和Los Puentes组

    石炭纪—二叠纪

    铝矾土、冰长石、电气石、绿泥石、黄铁矿、方解石

    表2伊格莱西亚地区低硫化型与高硫化型浅成低温热液矿床的主要特征
    Table 2 Main characteristics of low sulfidation and high sulfidation epithermal deposits in Iglesia region

    矿床类型

    矿石类型

    结构构造

    矿物

    蚀变矿物组合

    金属元素组合

    成矿流体特征

    典型矿床

    低硫化型(LS)(冰长

    石-绢

    云母)

    脉型为主,网脉状常见,浸染状和交代状矿石少见

    脉状,孔洞充填状(条带,胶状,晶簇状),角砾状

    黄铁矿、银金矿、自然金、闪锌矿、方铅矿、毒砂

    石英、玉髓、方解石、冰长石、伊利石、绿泥石、绿帘石

    以Au,Ag,Zn,Pb为主,Cu,Sb,As,Hg,Se为辅

    成矿流体以大气降水为主,含有来自岩浆的挥发分S和C,流体的pH值近中性,盐度小于3.5% NaCl eq.

    El Fierro

    高硫化型(HS)(酸性硫酸盐)

    浸染状矿石为主,脉石矿石为辅,交代状矿石常见,网脉状矿石少见

    围岩交代状,角砾状,脉状

    黄铁矿、硫砷铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿、铜兰、自然金、碲化物

    石英、明矾石、高岭石、地开石、黄铁矿、叶腊石

    以Cu,Au,Ag,As为主,Pb,Hg,Sb,Te,Sn,Mo,Bi为辅

    成矿流体以岩浆水为主,流体的pH值小于2,盐度小于5% NaCl eq.

    Veladero

    图1阿根廷西北部成矿带图及伊格莱西亚区位图 a.地理位置简图;b.成矿区带图;c.伊格莱西亚地理位置;d.伊格莱西亚区位图

    Fig. 1 Metallogenic belts in northwestern Argentina and geographical location map of Iglesia region a. Geographical location; b. Metallogenic belts; c. Geographical location of Iglesia; d. Iglesia regional map

    图2阿根廷西北部伊格莱西亚地区区域地质图 1—上上新统角砾岩、砾岩、砂岩;2—中上中新统火山集块岩;3—下中中新统砂岩、膏岩层、火山岩及火山碎屑岩;4—上渐新统-下中新统安山岩;5—始新统-渐新统砾岩、砂岩、安山岩;6—古新统砾岩、砂岩、火山碎屑岩;7—二叠系-三叠系火山碎屑岩和火山熔岩;8—泥盆系泥岩、砂岩、砾岩;9—晚石炭世花岗闪长岩;10—二叠纪花岗岩;11—中中新世花岗闪长岩、花岗岩

    Fig. 2 Regional geological map of Iglesia region in northwestern Argentina 1—Upper Neogene breccia, conglomerate, sandstone; 2—Middle Upper Miocene volcanic conglomerate; 3—Lower Middle Miocene sandstone, gypsum layer, volcanic rock,and volcaniclastic rock; 4—Upper Miocene Lower Miocene andesite; 5—Eocene Oligocene conglomerate, sandstone and andesite; 6—Paleocene conglomerate, sandstone, volcanic debris rock; 7—Permian Triassic volcanic clastic rocks and volcanic lava; 8—Devonian mudstone, sandstone, conglomerate; 9—Late Carboniferous granodiorite; 10—Permian granite; 11—Middle Miocene granodiorite and granite

    图3贝拉德罗矿床岩石平面剖面图(a)及三维图(b)

    Fig. 3 Geological plan and section maps (a) and 3D map (b) of the Veladero deposit

    图4贝拉德罗矿床蚀变平面剖面图(a)及三维图(b)

    Fig. 4 Alteration plan and section maps (a) and 3D map (b) of the Veladero deposit

    图5贝拉德罗矿床明矾石和黄钾铁矾、石英等矿物的显微照片 a.多孔石英中的粗粒明矾石;b.细粒明矾石细脉横切细粒石英;c.多孔石英中的他形立方和板状明矾石;d.明矾石与高岭石、石英相穿插; e.黄钾铁矾,自然金封闭在晶洞石英中;f.石英与高岭石、地开石共生 Alu—明矾石;Jrs—黄钾铁矾;Qz—石英;Kln—高岭石;Dkl—地开石;Vug—孔洞

    Fig. 5 Microscopic photos of minerals such as alunite, jarosite and quartz in the Veladero deposit a. Coarse grained alunite in vuggy quartz; b. Fine grained alunite veins intersect fine-grained quartz; c. Cubic and plate-like alunite in vuggy quartz; d. Alunite intersects with kaolinite and quartz. e. Jarosite and natural gold are enclosed in crystal cavity quartz; f. Quartz coexists with kaolinite and dickite Alu—Alum; Jrs—Jarosite; Qz—Quartz; Kln—Kaolinite; Dkl—Dickite; Vug—Vuggy

    图6贝拉德罗矿床明矾石与多孔石英等矿物的背散射电子图像 a.明矾石和APS矿物共生;b.明矾石,晶洞中填充黄钾铁矾,其形成较晚,赤铁矿或针铁矿沿裂缝和晶界出现;c.明矾石,赤铁矿或针铁矿沿裂缝分布;d.黄钾铁矾填充晶洞;e.高岭土、地开石与石英共生;f.高岭土、地开石与石英共生 Alu—明矾石;APS—磷酸硫酸铝;Jrs—黄钾铁矾;Qz—石英;Kln—高岭土;Dkl—地开石;Vug—孔洞

    Fig. 6 Backscatter electron images of minerals such as alunite and vuggy quartz in the Veladero deposit a. Coexistence of alunite and APS minerals; b. Alunite, jarosite filling in crystal cavities (vug), has a relatively late texture, with hematite or goethite appearing along cracks and grain boundaries; c. Alunite, hematite or goethite are distributed along cracks; d. Jarosite filled crystal cavities; e. Kaolin, dickite and quartz coexist; f. Kaolinite, dickite and quartz coexist Alu—Alunite; APS—Aluminum phosphate sulfate; Jrs—Jarosite; Qz—Quartz; Kln—Kaolinite; Dkl—Dickite; Vug—Vuggy

    图7伊格莱西亚地区浅成低温热液矿床分布图

    Fig. 7 Distribution map of epithermal deposit in Iglesia region

    图8伊格莱西亚三角形-环形-线形构造分布图

    Fig. 8  Distribution map of triangle, ring and lineament structures in Iglesia region

    图9伊格莱西亚地区还原极分布图(a)和总磁强度异常分布图(b)

    Fig. 9 Magnetic images of reduced to pole (a) and total magnetic intensity(TMI) (b) in Iglesia region

    图10伊格莱西亚地区蚀变矿物组合信息分布图 1—强铝羟基类蚀变矿物信息;2—强镁羟基类蚀变矿物信息;3—强铁染类蚀变矿物信息;4—强钾化类蚀变矿物信息;5—强碳酸盐类蚀变矿物信息;6—贝拉德罗矿床

    Fig. 10 Distribution map of alteration mineral assemblage information in Iglesia region
    1—Strongly aluminum hydroxyl alteration minerals; 2—Strongly magnesium hydroxyl alteration minerals; 3—Strongly iron stained altered minerals; 4—Strongly potassium altered minerals; 5—Strongly carbonate altered minerals; 6—Veladero deposit

    图11伊格莱西亚地区水系沉积物地球化学Au(a)、Ag(b)、Cu(c)、As(d)、Sb(e)、Pb(f)异常点分布图

    Fig. 11 Distribution map of Au(a),Ag(b),Cu(c),As(d),Sb(e),and Pb(f) geochemical anomaly points identified by stream
    sediment sampling in Iglesia region

    图12伊格莱西亚浅成低温热液矿床找矿远景区 1—贝拉德罗矿床;2—矿山及名称;3—环形构造;4—遥感解译走滑断裂;5—遥感解译断裂构造;6—遥感解译次级横向断裂;7—强铝羟基类蚀变矿物;8—强镁羟基类蚀变矿物;9—强铁染类蚀变矿物;10—强钾化类蚀变矿物;11—强碳酸盐类蚀变矿物;12—找矿远景区

    Fig. 12 High prospective exploration areas for epithermal deposits in the Iglesia region
    1—Veladero deposit; 2—Mine and name; 3—Circular structure; 4—Remote sensing interpretation of strike slip faults; 5—Remote sensing interpretation of fault structures; 6—Remote sensing interpretation of secondary transverse faults; 7—Strongly aluminum hydroxyl alteration minerals;
    8—Strongly magnesium hydroxyl alteration minerals; 9—Strongly iron stained altered minerals; 10—Strongly potassium altered minerals;
    11—Strongly carbonate altered minerals;12—Prospective area

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