智利IOCG成矿带北部与秘鲁相连^{[ 10, 11]},南到智利圣地亚哥以南,呈狭长带状分布于智利海岸科迪勒拉山带中(20°~34°S,图1),沿阿卡塔玛(AFZ)断裂构造系统长约1 500km。在安托市-科皮亚波IOCG成矿带产于弧后盆地,南北长1 200 km,宽度在30~90 km。总体来看,单个IOCG矿床的主要储矿构造带长5~10 km, IOCG矿脉带长1~5 km,宽400~1 000 m, IOCG矿脉群沿倾向可采至500~700 m,Cu品位1 %~3 %^{[ 1]}。智利IOCG矿床矿石量达2.0亿t以上,铜资源储量在100万t以上,铜平均品位在0.7 %~1.5 %,明显高于斑岩铜矿(Cu 0.4 %~0.6 %),共生金和银资源储量规模较大且有综合利用价值(表1),如曼托斯布兰科和坎德拉里亚铁铜矿床中伴生银矿约1500 t。磁铁矿和赤铁矿具有综合利用价值,在坎德拉里亚铁铜矿床尾矿中,尾矿再选利用磁铁矿资源。铁氧化物型磷铁矿床中,磷具有综合利用价值。伴生有益组分有钴、钼和锌、铀和REE等,当钙质夕卡岩发育时,银铅锌矿化强度明显增加。在智利侏罗—白垩纪拉内格拉(La Negra)主岛弧带中,下侏罗—下白垩统钙碱性火山岩、火山碎屑岩及海相碳酸盐岩厚约5 000~10 000 m,局部夹蒸发盐岩层或厚层石膏岩,IOCG矿床主要赋存于侏罗-白垩系火山岩—火山碎屑岩—沉积岩系中,受AFZ、钙碱性中酸性侵入岩、岩浆热液角砾岩和不同地球化学相类型等控制显著^{[ 20~ 33]}。

Fig. 1

图1

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	Fig. 1 Mineralization zone of IOCG deposits in Chile, Modified after [1]图1 智利铁氧化物铜金矿床成矿分带,据文献[1]修编

IOCG矿体形态为复合型、脉型、夕卡岩型、热液角砾岩型和层控曼陀型^{[ 1]}。其中,受岩浆角砾岩体和岩浆热液角砾岩体控制的矿体规模大,适用于露天开采。矿石矿物主要为辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿(镜铁矿)等;少量黝铜矿、闪锌矿、方铅矿、钴黄铁矿、辉砷钴矿、自然金、银金矿和自然银等。富集辉铜矿和斑铜矿等低硫高铜硫化物为典型特征。黑铜矿、赤铜矿、氯铜矿和赤铜铁矿是典型干旱气候下形成的铜矿物。在铁铜矿体中矿物分带明显,从矿体中心到外部为辉铜矿带辉铜矿-斑铜矿带黄铜矿带黄铜矿-黄铁矿带。在IOCG型矿体和铁氧化物型矿体中,钴发生明显富集,钴独立矿物有辉钴矿、斜方砷钴矿、钴毒砂、红砷镍矿和砷镍矿等;月亮山铁铜矿床中,钴载体矿物为钴黄铁矿(Co=1.38%,N=42)和含钴黄铁矿(Co=0.38%,N=62)。

钾钠硅酸盐化蚀变相(碱性地球化学相^{[ 20]})组合为钾长石、黑云母、绢云母和钠长石。钠长石化明显强于钾长石和黑云母化。铁硅酸盐化(铁阳起石—铁纤闪石—铁电气石—铁绿泥石)—铁氧化物蚀变(磁铁矿—赤铁矿—镜铁矿)发育。从IOCG矿床的深部到浅部蚀变分带明显,①深部早期形成钠钙硅酸盐化+铁硅酸盐化蚀变相,矿物组合为钠长石—磁铁矿—铁阳起石—磷灰石;②中部为钾硅酸盐化蚀变相矿物组合为黑云母+钾长石+磁铁矿+黄铁矿+黄铜矿;③浅部为钾长石—绢云母±绿泥石±铁碳酸盐化;④ 部分矿床地表为黄铁矿化—硅化—绢云母—高级泥化蚀变,地表常发育粗晶方解石脉带或多孔状硅化脉,代表了晚期热液活动。⑤钠长石化强烈时伴有磁铁矿化增强,钾长石—绢云母化与含铜镜铁矿(赤铁矿)化密切相关。⑥超大型IOCG矿床多期次叠加围岩蚀变发育,蚀变岩相类型复杂且蚀变面积大,钾化和钠化可单独出现或相互交叠。在钙质岩—灰岩中常形成钙质夕卡岩及多金属矿化,在基性火山岩中发育钠长石—纤闪石—铁阳起石—金云母蚀变相。

在成矿时代上,侏罗—白垩纪主成矿时代集中在175.6~141 Ma,140~100 Ma和99~66 Ma;在时间—空间分布规律上,从智利北部(Tocopilla)到南部(El Soldado—EL Espino)成矿时代逐渐由老变新(表1和图1),IOCG成矿带北部Tocopilla和Michilla两个矿床成矿时代在165 ~157.4 Ma。在曼托斯布兰科斯铜银矿床中,先期流纹质岩浆热液角砾岩蚀变成矿事件形成于156 ~ 155 Ma,后期闪长—花岗闪长质岩浆热液角砾岩相带形成于141 ~ 142 Ma^{[ 8]}。IOCG成矿带中部坎德拉利亚铜铁金矿床主要成矿时代集中在116 ~ 110 Ma^{[ 3~ 5]}。IOCG成矿带南部EL Espino矿床成矿时代在(88.4 ± 1.2) ~ (86.09 ± 0.45) Ma^{[ 34]}。

Table 1

表1

Table 1(表1)

Table 1 Characteristics of typical IOCG deposits in Chile 表1 智利典型IOCG矿床特征表 矿床名称 曼托斯布兰科斯铜银矿床 曼托贝尔德金铜矿床 坎德拉利亚铜铁金矿床 月亮山铜铁矿床 曼陀型铜银矿床 赋矿地层 中上侏罗统拉内格拉组火山岩 侏罗系La Negra组和下白垩统Bandurrias组 上侏罗统Punta Del Cobre组 下白垩统Ksi组火山岩 下白垩统 Lo Prado组 岩石系列 双峰式安山岩-流纹岩组合,流纹岩质角砾岩 安山质熔岩和安山质火山角砾岩类,蒸发岩和Na-Cl交代相发育 下部变质安山岩→变质凝灰岩→上部变质安山岩→变质沉积岩 铁质安山岩—高铁安山岩+闪石辉石玢岩 钙碱性基性火山岩和英安岩 侵入岩系列 闪长岩和花岗闪长岩岩株缓倾斜岩床;基性岩脉群 矿区西部为花岗闪长岩—二长岩,东部为闪长岩—二长闪长岩—花岗闪长岩—英云闪长岩。 矿区西部二长闪长岩—石英二长岩岩基形成时代为(123±4)~(109.9 ± 1.7) Ma 早白垩世闪长岩—花岗闪长岩—二长斑岩系列(135 ~100Ma) +铁质辉长岩 矿区外围发育白垩纪闪长岩—花岗闪长岩—花岗岩系列 构造系统 AFZ断裂系统中NE向和NW向陡立断层+SN向正断层,控制了岩浆热液角砾岩系统 同岩浆侵入期角岩化带+区域变质+AFZ构造系统。AFZ断裂系统中脆—韧性断裂带为储矿构造系统 同岩浆侵入期AFZ韧性剪切带的形成时代为119~111 Ma,同成矿期脆—韧性剪切带的转换时代为111.0~110.7 Ma 同岩浆侵入期的AFZ脆韧性剪切带+闪长岩—二长斑岩岩基的侵入构造系统+辉绿辉长岩侵入构造 AFZ脆韧性剪切带向南延伸部位,次级顺层和切层断裂组 储矿构造样式 流纹斑岩穹顶相与流纹质岩浆热液角砾岩相带(体)+闪长—花岗闪长质岩浆热液角砾岩相带 似层状热液角砾岩体、近直立热液角砾岩体、赤铁矿胶结的热液角砾岩筒及AFZ断裂系统的次级平行分枝断裂组 同岩浆侵入期脆韧性剪切带+侵入构造+背斜构造+切层断裂组+受背斜构造控制的夕卡岩化带 岩浆热液角砾岩系统+脆韧性剪切带+二长斑岩侵入构造带+岩浆热液电气石角砾岩筒+断裂组 脆韧性剪切带中弧形构造扩容带,发育大型和小型S-L透镜体。顺层+切层构造耦合为储矿构造 资源储量与平均品位 矿石量5亿吨,Cu 1.0%,铜金属量500万吨;Ag 17g/t,银金属量1513t。Cu-Ag型 氧化矿1.8亿t,铜90万t ,Cu0.5%;硫化矿4.0亿t,Cu 0.52%,铜280万t。 Fe-Cu-Au型 矿石量4.7亿吨,Cu 0.95%,铜450万吨;Ag 3.1g/t,银1457 t;Au 0.22g/t,金103 t。共生铁。Fe-Cu-Au型 铁矿石量3亿吨,TFe 30.87 %,Cu 0.35 %,Au 0.11 g/t;Fe-Cu-Au-Co型 矿石量2.0亿吨,Cu1.35%,铜金属储量270万吨,Ag 6.0g/t。Cu-Ag型 储矿构造岩相学类型 流纹斑岩穹顶相+流纹质岩浆热液角砾岩相带+后期闪长—花岗闪长质岩浆热液角砾岩相带+钾硅酸盐蚀变相+钾化-青磐岩化蚀变岩 MVB热液角砾岩相带+糜棱岩相带+钾硅酸盐化蚀变相+钾化-绿泥石化蚀变带+弥漫状碱性流体交代充填相(碳酸盐蚀变相)+多期热流体叠加岩相(不等时不等位地球化学岩相) 夕卡岩化相(钠柱石-方柱石—石榴石夕卡岩+磁铁矿±角闪石和钾长石蚀变岩)+黄铜矿-黄铁矿化热液角砾岩相带+钾硅酸盐化蚀变相+钠钙硅酸盐蚀变相 岩浆热液角砾岩相(筒)+电石气热液角砾岩相+赤铁矿热液角砾岩+钾钠硅酸盐相+阳起石蚀变岩相+透辉石透闪石蚀变岩相 面状弥漫型蚀变,钠钾硅酸盐化、钙硅酸盐(阳起石)化、绿泥石-硅化热液角砾化、赤铁矿—铁白云石—菱铁矿蚀变相 成矿时代/Ma 156 ~ 155; 141 ~ 142 126.4 ~ 117 116 ~ 110 120,65 101~106 文献号 [8,9,21,22] [3,4,13,14,15,24,25] [1-5,23-29] 本文 [31]

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

从智利IOCG矿床的赋矿层位和产出构造单元等空间分布规律看,①曼托斯布兰科斯铜银矿床赋存于中上侏罗统拉内格拉组火山岩系中,岩石组合为火山碎屑岩、火山凝灰岩、流纹岩(穹)和同期钙碱性侵入岩(花岗岩—闪长岩侵入体),它们属侏罗纪—早白垩世主岛弧带的火山岩—侵入岩系。②曼托贝尔德铜银矿赋存在侏罗系—下白垩统安山质熔岩和火山角砾岩中,属侏罗纪主岛弧带与弧后盆地西缘过渡地段的火山—沉积岩系和钙碱性侵入岩系。③仙多明格铜铁金矿床赋存在中上侏罗统拉内格拉组钙碱性安山质熔岩系、下白垩统布达戴高布莱组安山岩与沉积岩类和火山碎屑岩类,属弧后盆地火山—沉积岩系。④坎德拉里亚铜铁金矿床赋存在下白垩统布达戴高布莱组中,属西侧紧邻侏罗纪-早白垩世主岛弧带的弧后盆地火山—沉积岩系。⑤埃尔索尔达多铜银矿床赋存在上侏罗—下白垩统长英质流纹英安岩、基性火山熔岩和火山碎屑岩中,其火山碎屑岩夹层为页岩—粉砂岩—砂岩和海相灰岩透镜体,属弧前盆地中火山—沉积岩系。⑥埃尔拉科(El Laco)赋存在新近系上新统火山岩系中(5.3 ~ 2.0 Ma)^{[ 39]},属上新统陆相铁质安山岩—铁质安山质次火山岩系。总之,侏罗纪-早白垩世火山弧带发育在拼接的岛弧型基底构造层上(弧前增生楔地体),其物质组成为古生代变沉积岩系和二叠纪过铝质侵入岩和火山碎屑岩系等,智利IOCG矿床一般均位于古生代弧前增生楔东侧,侏罗—白垩纪弧前盆地、主火山岛弧带和弧后盆地等三个构造单元中。

按照成岩成矿作用方式和物质来源特征,将智利IOCG矿床分为3种不同成因的矿床类型(图2),①火山喷溢型磷铁矿床,如Cerro Negro Norte和El Romeral矿床,属磷铁矿型端元类型矿床,产于拉内格拉主岛弧带中角闪辉石岩—辉石角闪石岩层附近,或产于苦橄质基性岩与中性熔岩层的过渡部位。磷铁矿和铁铜金矿层的上下盘围岩常为含磷灰石透辉角闪石岩、铁纤闪透辉石岩、阳起石岩等。该端元类型矿床的成矿母岩为富TFe和P₂O₅的基性—超基性岩浆,因不混溶导致结晶分异形成了火山喷溢型磷铁矿床,其上下盘围岩均富集TFe和P₂O₅,在赋存于铁质超基性—基性火山岩和侵入岩中似层状铁矿层,推测为富TFe和P₂O₅岩浆不混溶的结晶分异和火山喷溢作用形成。在后期岩浆叠加构造过程中,这些铁质可以活化并能够提供丰富的成矿物质。该端元类型发育在智利中央铁矿带中,宽30 km,长600 km,40余处铁矿床矿石量大于1.0亿t,铁矿石品位高,伴生少量磷、铜、钼和金。成矿时代集中在130~100 Ma(表1,2),矿体呈层状和似层状顺层产出,钠质硅酸盐蚀变岩相发育,磁铁矿矿石呈厚层块状和致密块状。该类型磷铁矿床常叠加脉状和脉带型铁铜矿脉,铜和金为伴生组分。②火山沉积—改造型铜银矿床,以埃尔索达多铜银矿床等。铁矿物相主要为赤铁矿相、铁碳酸盐相和铁硫化物相,包括赤铁矿、铁锰方解石、铁白云石、菱铁矿和黄铁矿等;但铁氧化物不甚发育,含银高而含金低。该类型铜银矿床产于弧前盆地火山—沉积岩系中,矿体脉群沿脆韧性断裂带产出或呈缓倾斜层状沿层间破带产出。该类型矿床的成矿物质来源于围岩之中,弧前盆地在隐伏岩浆和构造变形过程中,岩浆—构造驱动并形成了循环对流的盆地流体系统并萃取地层中成矿物质^{[ 31]},在AFZ构造系统中构造扩容带,因构造释压导致盆地流体卸载成矿物质形成矿质沉淀。③火山喷溢—岩浆热液叠加型铜铁金(锌银)矿床,以坎德拉里亚铜铁金矿床为代表。该类型矿床主要产于弧后盆地遭受AFZ构造系统形成的构造变形带,受岩浆角砾岩体、岩浆热液角砾岩体和构造角砾岩体复合控制明显。岩浆侵入构造+复式背斜(岩浆底拱+侧向挤压收缩变形)、火山构造、走滑断裂扩容带、热液角砾岩筒等是主要控矿构造组合样式。其中,AFZ断裂构造系统+岩浆侵入构造+复式背斜构造形成于弧后盆地构造反转过程,热液角砾岩体为富矿体主要储矿构造,它是多期次岩浆侵入—构造变形的叠加作用所形成。在成矿物质来源上,一是岩浆侵入活动直接带来了丰富成矿物质,如月亮山铁铜矿床中,含钴蚀变正长斑岩中,本身具有磁铁矿化和钴黄铁矿化;二是在坎德拉里亚铜铁金矿床,大量磁铁矿形成时的成矿温度在500~600℃,主硫化物形成期的成矿温度在>470~328℃,晚期方解石的形成温度<236℃,硬石膏均一温度在340~470℃;成矿热液系统形成的硫化物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]};强烈的岩浆侵入和构造作用驱动了弧后盆地中成矿流体对流循环系统,并萃取了地层中成矿物质,与岩浆热液成矿体系发生流体混合导致矿质大量沉淀^{[ 1~ 5, 23~ 29]}。④岩浆热液系统形成的IOCG矿床以曼托斯布兰科斯铜银矿床等为代表,据Ramírez等(2006)研究,其黄铁矿(δ³⁴S_CDT=-5.0‰~1.2‰)和黄铜矿(δ³⁴S_CDT=-4.5‰~-0.5‰)的硫同位素变化范围窄具有岩浆硫特征,青磐岩化相中方解石的碳和氧同位素显示幔源特征,钾化蚀变岩和钠化蚀变岩形成温度在450~460℃和350~410℃,成矿流体盐度分别在3~53和13~45 wt% NaCl eq.,因超压热流体水力破裂和流体沸腾作用形成了热液角砾岩化并导致矿质沉淀。发育多期次岩浆侵入形成的岩浆热液角砾岩筒和高盐度的岩浆热液成矿流体,因岩浆热液减压沸腾导致角砾岩化相带和矿质沉淀,与斑岩型铜钼金矿床具有类似的成矿机制^{[ 8, 9, 41~ 43]}。

Table 2

表2

Table 2(表2)

Table 2 Characteristics of typical IOCG deposits in Chile 表2 智利典型IOCG矿床特征表 矿床 成岩成矿时代/Ma 矿石量/平均品位/金属储量 文献号 Tocopilla ~ 165 2400万t。Fe-Cu-Au型 [35] Michilla 163.5 ~ 157.4 Cu-Ag型 [21] Trinidad 15Mt, Cu 1.5% ; Au 0.2~0.3 g/t ; Ag 7g/t [3,4,24,25] Socavon rampa 25Mt, Cu 1.2~2.0% ; Au 0.2~0.3 g/t ; Ag 7 g/t Santos 20Mt, Cu 1.5% ; Au 0.4~0.5 g/t ; Ag 7 g/t Resguardo 6Mt,Cu 1.8~2.0% ;Au 0.4~0.5 g/t ;Ag 7 g/t Carola 20Mt, Cu 1.4% Alcaparrosea 10Mt, Cu 1.4%;Fe-Cu型 Santo Domingo 486Mt,Cu 0.32%, Fe 27.2%,Au 0.043 g/t Rennie,2010 Panulcillo ~ 115 13.4Mt;Fe-Cu-Au型 [36] El Romeral 110 ± 3 2.2亿吨,Fe 52.7%;Fe-P型 [37] Los Colorados 111 ~ 108 矿石资源量4.0亿吨,铁平均品位48% Cerro Negro Norte 110 ~ 119 已采出铁矿石1.0亿吨, EL Espino 88.4 ± 1.2 ~ 86.09 ± 0.45 1.45亿吨,Cu 0.55%,Au 0.22 g/t [34] Cerro Imán 102 ± 3 1.0亿吨,Fe-P型 [37,38] El Algarrobo 99.6 ± 5 ~ 128 ± 6.4 2.0亿吨,Fe-P型 Dulcinea 65 ~ 60 Fe-Cu-Au型 [35] El Laco 5.3 ~ 2.0 Fe-P型 [39] 注：* Rennie D W. Technical Report on the Santo Domingo Peroperty, Region Ⅲ, Atacama Province, Chile. A NI 43-101 Technical Report prepared for Far West Mining Ltd. 2010

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

图2

Fig.2

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	图2 智利铁氧化物铜金(IOCG)矿床组合类型与叠加成矿序列Fig.2 Superimposing mineralization series of IOCG and associations of IOCG deposits in Chile

(1)在火山—沉积岩岩相上,①在智利海岸山带侏罗—白垩纪钙碱性火山岩系中局部发育蒸发岩相,这些蒸发岩为盆地流体形成提供了物源和硫源,如S,Cl和Sr同位素研究证明这些蒸发岩提供了成矿物质,对于岩浆热液系统驱动形成弧后盆地中对流循环流体系统、岩浆热液流体与盆地成矿流体混合导致矿质沉淀并富集成矿有较密切关系^{[ 6, 23, 29]}。②在弧后盆地中火山熔岩相→安山质火山角砾岩—集块岩相→火山碎屑岩相→海相薄层碳酸盐岩等组成的相序结构,对于形成似层状IOCG矿床十分有利,如坎德拉利亚—铜三角铜铁金矿床含矿岩石为安山岩—英安岩及火山碎屑岩、粉砂岩,上覆厚层灰岩为弱碱性地球化学相(障),为酸性成矿流体沉淀提供了弱碱性地球化学相的封闭条件,有利于岩浆侵入过程中形成似层状含矿夕卡岩化带。在GV地区沿海相薄层灰岩和闪长岩之间,形成了多层的似层状夕卡岩相,并赋存有似层状铜铁矿体。③在曼托斯布兰科铜银矿区,发育粗面岩、安山岩、英安岩、流纹岩等火山岩系,凝灰岩、砂岩和灰岩等沉积岩系,火山岩系→沉积岩系的相变部位属铜银矿体有利赋存相位。④在埃尔索达多铜银矿区,气孔—杏仁状安山质熔岩相带对似层状和脉带型铜银矿体形成十分有利。⑤在定鼎和塔拉甘特铜银矿区,富银辉铜矿呈豆状构造分布在安山质熔岩的气孔—杏仁构造中,揭示这些气孔—杏仁状构造对辉铜矿富集十分有利;在凝灰岩→生物碎屑灰岩的相变部位,形成了含铜硅化蚀变生物碎屑灰岩;这些铜富集部位显示在火山沉积过程中发生了铜初步富集成矿。

(2)在构造岩岩相学方面,一般IOCG矿床中均发育糜棱岩相带、糜棱岩化相带和碎裂岩化相,它们受AFZ构造系统和次级构造控制明显,沿AFZ断裂构造系统分布的构造岩相带对IOCG矿床具有不同控制作用。其成矿规律表现为：①岩浆热液角砾岩体(筒)常产于糜棱岩带的构造扩容区,与糜棱岩化相带密切相关。在月亮山铁铜矿床中,糜棱岩相带主要沿近南北向韧性剪切带分布并控制了月亮山主要铁铜矿体,EL Encierro韧性剪切糜棱岩化带长55km、宽1.5km,走向NNE(20°~30°),倾向东,倾角60°~80°,属AFZ断裂系统的主要分支之一。断裂带内岩石强烈糜棱岩化,见S型不对称褶皱和透镜体及水平—次水平拉长线理,其形成可能与东倾的低角度断层的扩展系统移动有关,形成于114±4Ma~104±3.2Ma,控制了月亮山3、4和7号矿段和电气石热液角砾岩筒的空间分布。碎裂岩化相带主要沿北东和北西向次级断裂分布,主要控制了铜金矿体和富矿脉带。②埃尔索达多铜银矿区碎裂岩化相(碎裂状蚀变火山岩)为最有利含矿岩相,碎裂岩化相表现为火山角砾岩和凝灰岩中发育小型裂隙和节理等,并为细脉状和脉状硫化物充填;上覆弱渗透性火山沉积岩层为含矿流体聚集成矿提供了较好的岩性封闭条件。③在定鼎和塔拉甘特铜银矿区,在安山质凝灰岩和安山岩中碎裂岩化相发育地段,在碎裂岩化相形成细网脉状辉铜矿矿石,辉铜矿沿裂隙、节理、变形气孔和杏仁体等小型构造充填。

(3)在IOCG矿床中,不同矿化型式与蚀变岩岩相学关系最为密切,以不同价态铁化蚀变相及相关蚀变相组合为例,①区域性弥漫状面型钠长石化相独立发育,或与青磐岩化相和方柱石化蚀变相相伴,形成于早期区域性热流体蚀变过程(如GV地区钠长石岩形成年龄为167±7.5Ma,全岩K-Ar法),并导致了Fe大规模活化迁移,为后期铁矿体形成提供了大陆成矿物质。②钙铁硅酸盐蚀变相(钠长石阳起石蚀变岩等)、铁硅酸盐蚀变相(铁绿泥石铁阳起石蚀变岩—铁透闪石蚀变岩等)和钙铁质夕卡岩化相有利于形成磁铁矿矿体。③阳起石铁绿泥石蚀变相发育地段,有利于形成磁铁矿—黄铁矿型矿体(矿石),这种矿石中Co发生强烈富集,主要形成了钴黄铁矿和含钴黄铁矿。④磁铁矿—磷灰石蚀变相主要与含REE-P-Fe型矿石(矿体)密切有关,如拉科磷灰石-磁铁矿矿床等。⑤赤铁矿蚀变相是主要IOCG矿床的含矿岩相带,在赤铁矿蚀变相中形成了大量辉铜矿和辉铜矿—斑铜矿等高铜低硫型铜硫化物,形成富铜银矿石带,如在曼托贝尔德和曼托斯布兰科斯矿区,岩浆热液角砾岩相中,镜铁矿—硫化物呈热液胶结物形式胶结各类角砾。⑥夕卡岩化相带不但与Fe-Cu-Au型IOCG矿床密切有关,而且在夕卡岩化相带发育时,Pb-Zn-Ag成矿强度也明显增加。⑦铁锰方解石—铁白云石—菱铁矿蚀变相一般在近地表附近沿断裂、节理和裂隙等构造带分布在闪长岩、花岗闪长岩和安山质火山岩中,主要形成富金银的铜矿石,常不能形成较大规模的工业矿体,但它们属于寻找隐伏IOCG矿床的重要标志。

(1)控制IOCG成矿带的构造特征。①南美板块(一级构造单元)在侏罗—白垩纪中太平洋超级地幔柱(Mid-Pacific Superplume)上涌侵位事件中^{[ 12, 40]},形成了安第斯活动大陆边缘(二级构造单元)和侏罗—白垩纪岛弧构造带,现今为智利海岸科迪勒拉山构造带(三级构造单元),智利IOCG矿床主要位于智利海岸科迪勒拉山构造带,IOCG成矿带主要受该三级构造单元控制。②在智利海岸科迪勒拉山构造带中,侏罗—白垩纪主火山岛弧带和平行于主岛弧带的近南北向AFZ断裂构造系统是四级构造单元和主要构造样式,也是控制智利IOCG成矿带关键条件。

侏罗—白垩纪主火山岛弧带和AFZ断裂构造系统是控制智利IOCG成矿带主要区域构造系统。其中,在晚白垩世初,AFZ断裂构造系统形成于主岛弧带和弧后盆地构造反转过程,由一系列左旋走滑的北西向、北北东向和南北向脆韧性断裂组构成。AFZ断裂系统伴随主岛弧带和弧后盆地构造反转不断增强且规模增大,因AFZ构造系统发展为主导体制,弧前盆地—主岛弧带—弧后盆地也发生强烈构造变形,与同期钙碱性岩浆侵位等事件耦合,形成了IOCG矿床、斑岩型铜金矿床和浅成低温热液型金银矿床等3个成矿系统共存和演替的关键进程。AFZ断裂系统经历了早期近水平韧性剪切→中期高倾斜脆韧性剪切→晚期近直立脆性变形的递进构造演化进程。IOCG矿床定位构造为韧性→脆性断层和走滑剪切断裂带中,受脆韧性剪切带控制明显,成矿作用主要发生在脆韧性转换或脆性构造变形过程,如坎德拉里亚铜铁金矿床等,北西向次级断裂控制含铜镜铁矿型矿体,北东向次级断裂控制含铜磁铁矿型矿体。

(2)控制IOCG矿床的定位构造样式。①侏罗—白垩纪主火山岛弧带进一步可以划分为弧前盆地、主岛弧带和弧内盆地、弧后盆地等五级构造单元,弧前盆地、主岛弧带、弧后盆地及后期构造变形样式和岩浆侵入构造带等五级构造单元类型和构造样式控制了IOCG矿床形成,这些五级构造单元是控制IOCG矿床的定位构造,其中,在AFZ构造系统中构造扩容带形成钙碱性侵入岩等复式岩体和岩浆热液角砾岩体对IOCG矿床形成十分有利。②大型钙碱性侵入体的侵入构造带和区域热变质带、同岩浆侵入体的AFZ脆韧性剪切带发育,对于形成IOCG矿床十分有利,如科皮亚波复式岩基形成的侵入构造带、同岩浆侵入期脆韧性剪切带和热变质相带等。③主岛弧带岩浆岩轴部构造带对于IOCG矿床形成十分有利,以大规模岩基、复式岩体、铁质基性—超基性火山岩和侵入岩(脉群)指示了岩浆岩轴部构造位置。

(3)IOCG储矿构造样式与控制作用。①岩浆热液角砾岩筒是智利IOCG矿床主要储矿构造样式,主要为岩浆热液角砾岩筒、热液角砾岩筒和电气石热液角砾岩筒等组成,并有多期脆韧性剪切带和热液蚀变交代相互叠加,对于形成大型IOCG矿床十分有利。②叠加构造对于形成IOCG富矿体十分有利,如富铜矿体受多期次断裂叠加和不同类型次级构造叠加控制,富矿体常定位在断裂产状变化处、构造交汇处、断裂构造扩容带、强劈理化等构造空间,属成矿流体高渗透的构造空间。

(1)磁铁矿系列侵入岩(铁质辉长岩-铁质闪长岩、铁质安山岩系列等)对于形成IOCG矿床较为有利。成入岩侏罗-白垩纪深成侵入岩体呈南北展布,IOCG矿床一般产出于深成侵入岩体外围1km~2km。以含磷灰石透辉角闪石岩、铁纤闪透辉石岩、铁质辉长岩、角闪闪长岩、石英闪长岩、二长闪长岩、二长斑岩和花岗闪长岩等为主,角闪石含量高,副矿物磁铁矿发育,属磁铁矿系列侵入岩。

(2)对于IOCG成矿有利的复式侵入岩体特征为：①以大型岩基形式为主,岩体出露面积大,总体南北向延伸,受AFZ断裂系统控制,复式侵入体长轴方向与区域构造线一致。②岩基内部和附近有大量岩枝、岩脉、岩墙和隐伏岩体相伴,多期岩浆侵入形成的复式岩体和岩浆角砾岩发育对于形成超大型IOCG有利。③早期为铁质安山岩系列,对于形成铁氧化物矿层有利。成矿期以铁质辉长岩类、含磷灰石透辉角闪石岩和铁纤闪透辉石岩为主,对磁铁矿型铁氧化物矿体形成有利。成矿期富铁闪长岩、二长闪长斑岩、二长斑岩和花岗闪长岩等对于含铜金镜铁矿(赤铁矿)型矿体形成有利。④发育岩浆角砾岩体和接触热变质相带(钾钠硅酸盐化相带—角岩化相带)、底拱式背斜构造与复式侵入岩体有关的侵入构造岩相带发育,对于形成大型IOCG矿床有利。⑤在近地表,岩浆结晶分异显著且形成岩相学分带清晰,如深源浅成侵入体对于IOCG形成有利,其岩石组合为二长斑岩、石英闪长斑岩—花岗闪长斑岩等,次火山岩相岩石组合为斑状铁质安山岩—辉石角闪玢岩等。

(3)岩浆源区与IOCG矿床成矿系统及演替结构有关。在塔拉甘特地区,石炭纪角闪英云闪长岩和花岗闪长岩的岩浆源区属幔源和地层混染作用,但侏罗—白垩纪侵入岩为辉长岩—闪长岩类—花岗闪长岩类,反映了更多的幔源特征且有较小地壳混染。科皮亚波深源铁镁质岩浆上涌侵位为IOCG矿床提供了丰富岩成矿物质,IOCG矿床与中太平洋超级地幔柱在侏罗—白垩纪上涌侵位事件形成的幔源岩浆有关^{[ 12, 40]},现今在地表为铁质辉长岩—磷灰石透辉角闪石岩—铁纤闪透辉石岩—闪石玢岩等。如在智利科皮亚波地区形成了明显的岩浆活动向东迁移规律,在塞勒伊曼(Cerro Iman)→月亮山铁铜矿区的岩浆侵入活动有3期,早期闪长岩(135~130 Ma)、中期二长闪长岩—二长斑岩(112~103 Ma)和晚期顺层辉石角闪玢岩(82 Ma);科皮亚波以东岩浆侵入时代在90~80 Ma;晚白垩世(80~65 Ma)岩浆活动向东继续迁移GV地区弧后盆地东缘(构造反转带),在NNE向铲形半地堑构造中有辉长岩—闪长岩大量侵入。在GV地区构造反转带中,晚白垩—古新世(65~40 Ma)为钙碱性深成岩浆弧,形成花岗岩→石英二长花岗斑岩→白岗岩侵入岩系列,这些钙碱性岩浆弧物质记录是寻找斑岩型铜金矿床和浅成低温热液型金银矿床重要标志。

(4)钙碱性侵入岩系列控制了IOCG矿床、斑岩型矿床和浅成低温热液型金银矿床等3种成矿系统叠加与过渡部位,Inca de Oro、Domeyko和Andacollo等地区为特征。在GV铜铁金矿区也具有十分类似的成矿地质背景和演化历史,①中侏罗世层状钠长石岩相属海底火山热水同生交代岩相(167±7.5 Ma),与层状含铁夕卡岩和含铜赤铁矿磁铁矿矿层属同时异体共生的相体结构,上覆浅海相碳酸盐岩层。在GV矿区东北部浅海相生物碎屑灰岩和薄层凝灰质灰岩中,发育层状钠长石岩、闪长岩和夕卡岩,它们共同组成了冲断褶皱带。②辉长岩—辉长闪长岩—闪长岩具有明显岩相分带,中心相为辉长闪长岩((136.4±3.3) Ma,(96.0±4.8) Ma),过渡相为辉石闪长岩和闪长岩((96.0±4.8)Ma、(65.9±2.9) Ma),磁铁矿体赋存在闪长岩体周围。③晚白垩世末期是GV地区闪长岩和辉石闪长岩形成期(65.0±1.5~61.9±2.3 Ma),与安山质火山角砾岩、安山岩、斑状安山岩和安山质凝灰岩等为同期异相结构。火山溢流相安山岩、火山爆发相安山质火山角砾岩和火山集块岩、火山空落沉积相安山质凝灰岩、火山沉积岩相沉凝灰岩和灰绿色凝灰质砂岩等围绕古火山机构中心(闪长岩侵入相)呈明显岩相学分带。北东向深成岩浆弧带侵入到前期火山岩层中,向南东延伸转变为南北向晚白垩世钙碱性深成岩浆弧,属钙碱性侵入岩有关的晚白垩世斑岩型铜钼金成矿亚带。④古近纪二长闪长斑岩、斜长花岗岩、斑状黑云母花岗岩—白岗岩形成年龄在(59.4±1.6) ~ (43.1±0.48) Ma,属于古近纪钙碱性岩浆弧带有关的斑岩铜钼金成矿带,揭示大陆地壳逐渐成熟并演化为大陆边缘弧,弧后盆地东缘转为古近纪钙碱性深成岩浆弧带。在侏罗—白垩纪IOCG型矿床中,叠加了晚白垩世和古近纪钙碱性岩浆弧,形成了面型和脉带型含银多金属铁锰碳酸盐蚀变体和浅成低温热液型金银矿。⑤钙碱性侵入岩体的岩相学分带清晰,边缘相为浅成花岗斑岩(43.1±0.48 Ma)和白岗岩;过渡相为黑云母花岗岩;中心相为深成伟晶状或粗粒黑云母角闪石电气石二长花岗岩(63~62 Ma)和黑云角闪花岗闪长岩(43~40 Ma)。局部形成含铜钼花岗岩质热液角砾岩筒和电气石热液角砾岩筒,这种岩浆热液角砾岩为基质支撑,角砾和熔结物为同成分,但钾长石和绢云母含量明显偏高,钾硅酸盐化蚀变相和电气石角砾岩化相发育。围绕角砾见暗色矿物的反应边和结晶边,显示角砾为先期结晶产物。在铜矿化强烈部位,发育泥化热液角砾岩相。黑云母花岗岩沿韧性剪切带侵入到火山岩中,形成含铜镜铁矿和辉铜矿黄铜矿硅化蚀变体,后期岩浆热液活动叠加改造形成北西向铜金银铅锌多金属矿化。