摘要
塞尔维亚佩吉铜金矿床位于世界著名的特提斯欧亚成矿带西端的Timok火山沉积盆地南部，由上部高硫型铜金矿化和下部斑岩型铜金矿化组成，前者一般产于后者前锋部位。上部高硫型铜金矿化主要赋存在高级泥化蚀变带中，铜矿物以铜蓝和硫砷铜矿为主，少量辉铜矿；下部斑岩型矿化主要赋存在绢英岩化和钾化蚀变带内，局部叠加泥化和高级泥化蚀变，主要铜矿物为黄铜矿和斑铜矿，其次为铜蓝和硫砷铜矿，并可见少量辉铜矿和蓝辉铜矿。区内铜金矿化均产于具有埃达克质钙碱性火山岩特征的下部安山岩中。本文在总结佩吉铜金矿床已知地质和矿化特征的基础上，总结出2种矿化类型的找矿标志，认为区内已知矿体深部、边部及其南部外围具有较大高硫型和斑岩型矿化找矿潜力，为下一步勘查工作的开展提供参考。
Abstract
Cukaru Peki copper-gold deposit is located in the south of the Timok volcanic sedimentary basin at the western end of the world-renowned Tethyan Eurasian metallogenic belt. The deposit comprises an upper high-sulfidation mineralization zone and an underlying porphyry mineralization zone. High-sulfidation mineralization usually occurs at the front of porphyry mineralization, and mainly located in the advanced argillic alteration zone, copper minerals are mainly covellite and enargite, with a small amount of chalcocite. Porphyry mineralization mainly located in the phyllic and potassic alteration zone, with local argillic and advanced argillic alteration overprinted, the mainly copper minerals are chalcopyrite and bornite, followed by covellite and enargite, and a small amount of chalcocite and digenite. The copper-gold mineralization located in the lower andesite with the characteristics of Adaktic calc-alkaline volcanic rocks. On the basis of describing the geological and mineralization characteristics of the Cukaru Peki Copper-Gold deposit, the paper summarizes the prospecting signs of high-sulfidation mineralization and porphyry mineralization, considers that the deep and edge of the known ore body and its southern periphery have greater prospecting potential of these two types of mineralization, which provides reference for the next geological exploration work in the area.
0 引言
佩吉铜金矿床位于塞尔维亚著名的Timok火山沉积盆地南部，在该火山沉积盆地内已相继发现多个大型—超大型的高硫型-斑岩型铜金矿床，以及数量众多的中小型铜金矿床/点（Handler et al.， 2004；Albrecht et al.，2005）。多数大型铜金矿床具有上百年的发现及开采历史（Zimmerman et al.， 2008），而佩吉铜金矿床由于埋藏深度较大（>500 m），前后历经多家公司数十年的找矿勘查，于 2012 年验证物探异常时被发现。首个见矿钻孔 FMTC1210 施工孔深近 2 km，在浅部揭露到两百多米高品位的高硫型浅成低温热液铜金矿化后，在深部也揭露到数百米厚的斑岩型铜金矿化，至此该区找矿取得了重大突破。截至目前，佩吉铜金矿已探获铜金属量超1500万 t，金金属量超400 t，规模已达超大型。
紫金矿业集团股份有限公司于 2018 年底收购佩吉铜金矿，之后在该区快速的开展深边部探矿工作，并取得较大的找矿成果。在原上部高硫型矿体 （UZ 矿体）东部新发现一个铜金属量超 30 万 t 的高硫型矿体（UZ2 矿体），同时也扩大了下部斑岩型矿体（LZ 矿体）的规模。目前区内仍有较大面积成矿条件类似的空白区未开展工作，找矿潜力巨大。但由于该矿床埋藏较深，探矿难度较大，为更有效地开展区内下一步探矿工作，笔者拟通过阐述佩吉铜金矿床高硫型矿化和斑岩型矿化各自的空间分布特征、热液蚀变特征、矿石组成特征及热液元素分布特征，总结高硫型和斑岩型矿床找矿标志，并分别指出 2 种类型矿化的找矿方向，为研究区及外围下一步的探矿工作提供借鉴，同时为国内外同类型矿床的找矿勘查工作提供参考。
1 区域地质背景
1.1 大地构造背景
佩吉铜金矿床位于塞尔维亚东北地区的 Timok 岩浆成矿带的 Bor 铜金矿集区内，大地构造位置处于阿尔卑斯 — 喜马拉雅造山带最西端 ABTS （Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie 的简称）岩浆弧造山带中（Janković，1976，1997；Heinrich and Neu‐ bauer，2002；Schmid et al.，2008）。ABTS岩浆弧自匈牙利到罗马尼亚的阿普塞尼山脉（Apuseni），经塞尔维亚、保加利亚一直延伸到黑海，走向延长 1500 km，宽 10~70 km（图1，Handler et al.，2004；Zimmer‐ man et al.，2008）。ABTS 岩浆弧及其相关成矿带形成于晚白垩世与俯冲相关的侵入岩侵入前阿尔卑斯基底（古生代和元古代变质沉积岩和花岗岩），并经历多次中生代造山事件，在带内形成了多个大型推覆体（Kolb et al.，2012；Gallhofer et al.，2015）。 ABTS 弧随后在阿尔卑斯造山运动（晚白垩世至新近纪）期间强烈变形，围绕默西亚（Moesian）地台（微克拉通）弯曲产生当前“L”形弧（Pătraşcu et al.， 1990，1992，1993，1994）。板块俯冲和碰撞使地壳发生重熔，在相对短暂的时间里约 30 Ma（90～60 Ma），产生了丰富的岩浆，进而在 ABTS 岩浆弧内产出一系列的斑岩型铜（金）矿床、高硫型浅成低温热液矿床、矽卡岩型矿床，是全球重要的金、铜矿产地之一（Handler et al.，2004；韩宁等，2019）。
1.2 区域地质特征
区域地层受大地构造单元控制较明显，总体呈北西向展布，主要出露志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系等。区内侏罗系、白垩系及古近系分布较广，其他地层仅小面积出露。其中，侏罗系主要分布于 Timok火山沉积盆地的东西两侧，呈带状分布；上白垩统地层广泛分布在Timok火山沉积盆地中；另外，中新统沉积物覆盖于盆地的东部地区。
Timok 地区的地质构造环境是复杂的多次俯冲、碰撞/造山运动以及整个古近纪后碰撞构造作用中大规模的弧形构造作用的结果，其中还包括主要的走滑断层，总体右旋位移超过 100 km。Timok 位于Moesian克拉通西缘Dacia地体的Getic区域内，主要构造是北西-南北向的褶皱、逆冲断层和断层。沿着 Timok 火山沉积盆地边缘还有许多 NNW 和 SN 向的断层和逆冲断层，并在后期产生了一系列近于东西向、北东向的平移断层、正断层等（Knaak and Márton，2016）。
Timok 火山沉积盆地呈南北向透镜状地堑，盆地内岩性复杂，由一系列与钙碱性岩浆有关的英安质-安山质次火山岩、火山-沉积岩及以二长岩-闪长斑岩和花岗闪长岩组合为主的深成岩体（Cio‐ banu et al.，2002；韩宁等，2019）。
1.3 区域矿产分布
Timok成矿带位于ABTS岩浆带的中心区域，该成矿带南北长约85 km，宽最大可达25 km。目前在 Timok 成矿带上发现的斑岩和斑岩-浅成低温热液矿床均主要沿 NNW340°方向展布，从北部的 Maj‐ danpek（马伊丹佩克铜金矿）→中部 Bor（波尔铜金矿）→南部Cukaru Peki（佩吉）铜金矿床（图1）；另外还有斑岩型的 Cerovo、Borska Reka 等铜金矿床，浅成低温热液型的 Coka Marin、Tilva Ros、TilvaMika 等铜金矿床，在马伊丹佩克铜金矿还发现了小规模的矽卡岩型铜多金属矿化。由北往南，矿床埋深逐渐加大。目前除马伊丹佩克、波尔和佩吉大型—超大型斑岩铜金矿床投入比较多的勘查工作外，其他部位总体工作程度较浅，多数处于预查—普查阶段，区内找矿潜力较大。
图2佩吉铜金矿床地质简图
1—冲积物；2—中新世沉积物；3—上白垩统泥灰岩；4—上白垩统波尔页岩；5—上白垩统波尔砾岩；6—下部安山岩；7—辉石角闪玄武安山岩； 8—下白垩统沉积岩；9—英安玢岩；10—闪长岩；11—地质界线；12—实测断层；13—推测断层；14—正断层；15—逆断层；16—物探解译断层； 17—矿权范围；18—矿床位置
2 研究区地质特征
2.1 地层
区内主要出露晚白垩世（次）火山岩和火山-碎屑沉积岩，其次为中新世粗碎屑岩和全新世冲洪积物（图2）。根据钻探工程揭露情况，从上到下依次划分为中新世沉积岩、波尔砾岩、泥灰岩、上部安山岩和下部安山岩（图3b）。
下部安山岩的岩性较复杂，主要由一系列流纹质-安山质的火山岩、火山沉积岩、次火山岩及深成侵入体组成，在其顶部局部夹薄层（粉）砂岩，但由于岩石蚀变较强，多数岩性肉眼难以区分（饶东平， 2021）。上部安山岩主要岩性为斜长角闪安山岩或安山质角砾岩，以粗粒角闪石发育为特征，厚度一般为数十米至数百米，岩石整体蚀变和矿化均较弱。
泥灰岩一般分布在上部安山岩上部，主要由 （砂岩）粉砂岩和泥质灰岩组成，厚度 70 m 以上，局部呈胶结物状分布在上部安山岩内；在上部安山岩和下部安山岩过渡部位也常出现数十厘米至数米的泥灰岩，显示火山喷发作用与沉积作用同时进行。泥灰岩被 Bor 砾岩覆盖，其后中新世沉积岩不整合覆盖。
本区高硫型矿体主要赋存于上部安山岩与下部安山岩的接触部位，偏下部安山岩内；斑岩型矿体则全部赋存在下部安山岩中。
2.2 构造
区内主要发育 Bor2 北西向区域性断裂及与其近平行的次级断裂（图2），该组构造具长期活动特点，可能控制了区内火山岩和矿化的分布。从钻孔揭露情况看，Bor2断裂带北西走向，往南西倾，倾角约 60°~70°，断裂带宽一般为 10~40 m，向深部延伸超 2 km。目前已发现的上部高硫型矿体和下部斑岩型矿体均赋存在 Bor2 断裂内及上盘（图3），Bor2 断裂上下盘蚀变和矿化差异较明显。一般 Bor2 断裂上盘及断裂带内蚀变和矿化较强，断裂带下盘岩石新鲜或弱蚀变，未见铜金矿化。
2.3 岩浆岩
研究区下部安山岩成分复杂，其内含流纹质至安山质的次火山岩、火山岩和深成侵入体等，前人测年结果显示，下部安山岩形成时代大致在 85~91 Ma，上部安山岩形成时代 86~82 Ma（Miodrag and Vladica，2019），与本区成矿年龄大致接近（Dina et al.，2021）。
微量元素分析结果显示：下部安山岩 Sr含量为 2.3×10-6~9400×10-6，平均 806×10-6；Y 含量为 0.05× 10-6~45.5×10-6，平均 6.42×10-6；Sr/Y 比值为 2.5~14000，平均 390。Sr 和 Y 元素含量特征显示，该区岩浆岩为埃达克质岩浆（侯增谦，2004）。
3 矿体特征
佩吉铜金矿床目前已发现 2 种矿化类型，分别为浅部的高硫型铜金矿化和深部的斑岩型铜金矿化。其中，前者主要赋存在-400~100 m 标高，后者主体赋存在-600 m标高以下，仅东部扬起部位可达-100 m 标高。高硫型矿体一般产于斑岩型矿体的前锋部位（图3）。
图3矿体平面投影图（a）和纵剖面示意图（b）
3.1 高硫型矿体特征
目前在研究区已发现2个具有一定规模的高硫型铜金矿体，分别为 UZ和 UZ2矿体，后者位于前者东部约 300 m。矿体主要产于下部安山岩顶部，赋矿围岩主要为火山角砾岩、（含角砾）晶屑凝灰岩、火山凝灰岩等。UZ 矿体呈筒状或不规则的椭球体状，向深部规模变小且呈分支状，平面上长轴方向 340°左右，延长约 400 m，短轴方向宽 300 m，最大倾斜延伸约600 m，总体倾向南西250°，倾角80°左右； UZ2 矿体形态为（似）板状或透镜状，走向为北北西向或近南北向，倾向西或南西，倾角一般在 40°~50°，平面上南北控制延长 250~300 m，东西控制延深约400 m。
矿体围岩发育一套典型的高硫型蚀变，主要为泥化（高岭石-伊利石-蒙脱石化）和高级泥化（石英-明矾石-地开石化），局部为绢英岩化（石英-绢云母化）。围岩蚀变具有一定的分带性，自上而下依次是泥化→高级泥化→绢英岩化。
铜金矿化主要赋存于高级泥化带中，少量分布在泥化蚀变带内。矿石构造自上而下依次为块状构造→半块状构造→脉状构造→细脉浸染状构造 →浸染状构造（图4）。矿石矿物主要为黄铁矿、铜蓝和硫砷铜矿，其次为辉铜矿，少量方铅矿和闪锌矿。
UZ矿体主要以块状或半块状硫化物矿化为主，金铜品位总体较高，Cu平均品位 2.88 %，Au平均品位 1.82×10-6；UZ2 矿体主要以浸染状或脉状矿化为主，局部为块状或半块状硫化物矿化，金铜品位普遍比较低，Cu 平均品位 1.56 %左右，Au 平均品位 0.57×10-6。
图4UZ矿体典型矿化照片
a—块状铜蓝；b—半块状铜蓝；c—块状铜蓝；d—脉状铜蓝；e—细脉浸染状铜蓝；f—浸染状铜蓝
3.2 斑岩型矿体特征
斑岩型矿体位于高硫型矿体以下约 200 m 位置，形态为不规则的巨型椭球体状，平面上东西控制延伸约 1300 m，南北控制延伸约 1000 m，控制最大倾斜延伸超 1000 m。总体上矿体倾向西（南西和北西），北东扬起，倾角较缓（约 30°），并向北西侧伏。矿体埋藏深度基本在1000 m以下，仅北东扬起部位埋藏深度比较浅，一般在700 m左右。
矿体产于上白垩统下部安山岩中。从钻孔揭露情况看，矿体内构造发育，岩石较破碎，金属矿物沿网脉状、脉状裂隙充填。岩性为一定强度蚀变矿化的角砾岩、碎裂岩、碎裂状安山质岩石及石英闪长斑岩，总体上矿化强弱相间发育，较富矿石铜平均品位可达 1%~2%，较贫矿石铜品位一般 0.5%~1%；矿石中金矿化较弱，平均品位一般小于0.2×10-6。
围岩蚀变主要为绢英岩化和钾化，局部为绿泥石化、泥化和高级泥化，铜金矿化主要赋存于钾化和黄铁绢英岩化蚀变带中。围岩蚀变也具有一定的分带性，自下而上总体上表现为：钾化→（泥化、高级泥化叠加）黄铁绢英岩化→（高级）泥化。在高硫型矿化发育部位，其深部的黄铁绢英岩化蚀变带常见被泥化和高级泥化广泛叠加，如100线（图5a）； 而远离高硫矿化区域，深部的斑岩矿化围岩蚀变总体比较完整，受后期的泥化和高级泥化蚀变叠加不明显，如600线（图5b）。
斑岩型矿化的矿石构造以细—网脉状和浸染状为主（图6），局部受后期热液叠加，在高级泥化叠加部位中见少量块状硫化物矿化。矿石矿物以黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿为主，其次为铜蓝、硫砷铜矿，少量辉铜矿、蓝辉铜矿和辉钼矿。
图5100线（a）和600线（b）蚀变分布特征
图6LZ矿体典型矿化照片
a—细脉浸染状黄铜矿（Cp）；b—细脉状黄铜矿（Cp）；c—细脉状黄铜矿（Cp）-斑铜矿（Bn）；d—浸染状黄铜矿（Cp）；e—浸染状铜蓝（Cv）
3.3 矿石特征
3.3.1 矿石成分
佩吉铜金矿主要金属矿物为黄铁矿、铜蓝、硫砷铜矿和黄铜矿，次为斑铜矿，少量辉铜矿、蓝辉铜矿、辉钼矿、方铅矿和闪锌矿等（图7）；主要非金属矿物为石英、长石、黑云母、明矾石、地开石、高岭石、蒙脱石、绢云母、绿泥石、绿帘石、石膏、方解石等，少量重晶石、磷灰石和锆石等。
3.3.2 铜矿物分布
区内主要常见的铜矿物为铜蓝、硫砷铜矿、黄铜矿和斑铜矿，少量辉铜矿和蓝辉铜矿。由于本区存在上部高硫型和下部斑岩型两种铜金矿化类型，不同矿化类型在空间上有不同蚀变和矿化，导致铜矿物分布也不一致。
从上部高硫型矿化至下部斑岩型矿化，铜矿物分布具有一定的连续性和继承性。从浅部往深部，铜矿物总体呈现为：硫砷铜矿→硫砷铜矿+铜蓝+辉铜矿→铜蓝+硫砷铜矿+斑铜矿+黄铜矿→黄铜矿+ 斑铜矿+（蓝）辉铜矿→黄铜矿的分带。
3.4 热液元素分布特征
以高硫型矿化和斑岩型矿化均发育的100线为例，主要成矿热液元素等值线图（图8）显示。Au元素主要富集在 UZ矿体内，其次为 UZ2矿体，下部斑岩型LZ矿体富集程度较低；Cu元素主要富集在UZ、 UZ2 矿体和 LZ 矿体内，且具有向南西倾伏的特征。在上部高硫型矿化中，Au 元素分布与 Cu、Ag、As、 Sb、Sn 元素空间分布特征相似，显示存在较明显的相关性；Cu 元素分布特征与 Au 元素基本一致。在下部斑岩型矿化中，Au 含量较低，主要与 Ag、Pb、 Zn、As、Sb、Sn元素空间分布特征相似；Cu元素主要与Mo元素分布特征接近（一般斑岩矿化带内，Mo含量普遍在15×10-6 以上；斑岩矿化带外，Mo含量一般在10×10-6 以下），显示两者存在较强的相关性。
图7佩吉铜金矿床矿物组合特征
a—铜蓝与硫砷铜矿共生；b—铜蓝交代黄铁矿；c—铜蓝充填在黄铁矿颗粒内；d—铜蓝和硫砷铜矿交代黄铜矿；e—铜蓝和辉铜矿共生，并交代斑铜矿；f—辉铜矿交代斑铜矿，并充填与黄铁矿颗粒内；Py—黄铁矿；Cv—铜蓝；En—硫砷铜矿；Cp—黄铜矿；Bn—斑铜矿；Cc—辉铜矿；Qz— 石英；Dk—地开石；Chl—绿泥石；Ser—绢云母
图8100线主要成矿热液元素剖面分布示意图
4 找矿标志及找矿方向
4.1 找矿标志
4.1.1 高硫型矿床找矿标志
（1）岩性标志：高硫型矿床产于下部安山岩顶部，主要赋矿围岩为斑状安山岩和安山质火山角砾岩。
（2）构造标志：高硫型矿床一般产于与 Bor2 断裂平行的次级北西向断裂带内，特别是北西向断裂叠加北北西向或近东西向断裂部位，是较好的高硫型矿化找矿标志。
（3）围岩蚀变标志：高硫型矿床主要分布在高级泥化和泥化蚀变带内，高品位铜金矿化主要与高级泥化（硅化-明矾石-地开石化）密切相关。因此， 高级泥化（硅化-明矾石-地开石化）可作为寻找高硫型矿床的围岩蚀变标志。
（4）地球物理标志：高硫型矿化由于矿石结构主要为块状、团块状、角砾岩，局部为浸染状和细网脉状，因此主要表现出低磁、高重力、低阻和高极化地球物理特征，该特征可作为高硫型矿化的间接找矿标志。
（5）地球化学标志：高硫型矿化 Au、Cu 元素与 Ag、As、Sb等中低温元素空间分布特征相近，显示具有较强的相关性，该中低温元素组合可作为高硫型铜金矿化的指示元素组合。
4.1.2 斑岩型矿床找矿标志
（1）岩性标志：斑岩型矿床产于下部安山岩中，主要赋矿围岩为安山质火山角砾岩、碎裂岩、碎裂状安山质岩石及石英闪长斑岩。
（2）构造标志：斑岩型矿化明显受北西向 Bor2 断裂带控制，呈北西向展布，铜金矿化均产于 Bor2 断裂带内及上盘，Bor2断裂可作为斑岩型矿化结束的标志。
（3）围岩蚀变标志：斑岩型矿化主要产于钾化和黄铁绢英岩化蚀变带中，局部被后期的泥化和高级泥化叠加改造。因此，钾化和黄铁绢英岩化可作为斑岩型矿床的围岩蚀变找矿标志。
（4）地球物理标志：斑岩型矿化矿石结构主要为浸染状和细网脉状，少量角砾状和团块状，因此主要表现为（中）低重力、低磁、高阻和高极化地球物理特征，该特征可作为斑岩型矿化的间接找矿标志。
（5）地球化学标志：斑岩型矿化Cu元素与Mo元素空间分布特征类似，Mo元素在斑岩型矿化带内含量普遍在15×10-6 以上，而斑岩矿化带外，Mo含量一般在10×10-6 以下，该特征可作为寻找斑岩型矿化的地球化学标志之一。
4.2 找矿方向
对比相邻矿区 Bor 斑岩成矿系统，斑岩矿体呈北西倾伏、北东扬起，高硫型矿体主要产于斑岩矿体前锋的特征，目前在斑岩矿化前锋部位已发现数十个规模不等的高硫型矿体。本区斑岩和高硫矿化特征与Bor矿区类似，且斑岩矿化规模大于后者，但由于矿体埋深比较大、勘查程度总体也较低，目前浅部仅发现 2个具有一定规模的高硫型矿体（UZ 和 UZ2矿体），深部斑岩型矿化也尚未封闭，显示该区具有较大的高硫型和斑岩型矿化找矿潜力。
（1）高硫型矿化找矿方向应主要集中在 2 个方向
① 在已知斑岩体的前锋顶部，垂向标高为-400~100 m；②在已知矿化带南部，已有少量钻孔揭露较强的泥化和高级泥化蚀变，局部见铜蓝和硫砷铜矿发育，由于目前钻探工程较少，且高硫型矿体总体规模比较小（一般走向延长不超过 400 m），尚未揭露到上规模的高硫型铜金矿化，该部位具有较好的寻找高硫型矿化的潜力，需要进一步的探索。
（2）斑岩型矿化找矿方向
除继续沿走向和倾向控制已知的矿化规模外，主要沿着北西向 Bor2 断裂上盘开展探矿工作。目前已有稀疏钻孔在已知矿床的南部外围揭露到数公里长的强泥化、高级泥化和绢英岩化蚀变，局部存在弱的铜金矿化，显示该区深部具有寻找斑岩型矿床的找矿潜力。但由于本区斑岩矿化埋深总体较大，现有钻孔深度多数偏浅，尚未揭露到深部的斑岩矿化中心。为降低勘查风险，建议先开展大功率、高精度的物探方法测量，圈定矿致异常后进行钻探验证。
5 结论
（1）佩吉铜金矿床高硫型铜金矿化产于斑岩型铜金矿化的前锋部位，矿化主要产于高级泥化带中，矿石矿物主要为黄铁矿、铜蓝和硫砷铜矿。目前研究区勘查程度总体较低，仅发现 2 个具有一定规模的高硫型矿体，区内仍具有较大的寻找高硫型铜金矿体的潜力。
（2）斑岩型铜金矿化主要赋存于钾化和黄铁绢英岩化蚀变带中，矿石矿物以黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿为主，其次为铜蓝、硫砷铜矿，少量辉铜矿、蓝辉铜矿和辉钼矿。
（3）目前已知斑岩矿体沿走向和倾向均尚未控制，深部找矿潜力巨大。另外，在已知斑岩矿化外围也有稀疏钻孔揭露到较强的斑岩矿化围岩蚀变，显示具有寻找下一个斑岩型铜金矿体的潜力。
致谢 感谢在野外勘查实践中项目组成员的大力支持及公司领导的悉心指导和帮助，感谢评审专家对论文提出的宝贵意见。
