为什么智利有那么多的铜的科学故事

目前全球已探明的铜储量约为10亿吨，但分布很不均匀。南美洲的智利是世界上铜矿最丰富的国家，探明铜储量占全球的1/3以上。据估计，全球的铜资源量在30亿吨左右，其中60%分布在美洲大陆西缘。

智利位于南美洲西南部，东面是世界著名的安第斯山脉，西面是太平洋。尽管国土面积仅为75万平方千米，不到中国国土面积的8%，但铜的探明储量却是中国的4倍以上。

智利的铜矿主要是以品位低、储量大的斑岩铜矿形式产出。斑岩铜矿是最重要的铜矿类型，占全球探明铜储量的70%以上，全世界最大的10个斑岩铜矿中，5个在智利，其中包括3个最大的铜矿。怎么智利会这么“幸运”呢？

科学家研究发现，这主要与洋脊和年轻洋壳的俯冲有关。因为，洋壳中铜平均含量比地幔和陆壳要高3倍以上，加上俯冲带氧逸度高，源区的硫化物容易被破坏，因此俯冲洋壳部分熔融形成的岩浆中铜含量远高于其他岩浆。智利西面是东太平洋俯冲带，太平洋洋壳沿着东太平洋俯冲带的海沟俯冲到了南美洲大陆的下面，向东深入到南美大陆内部数百千米。与其他俯冲带不同的是，智利外海的太平洋洋壳是全世界最年轻的俯冲带之一，很多洋壳的年龄小于2500万年，俯冲时容易发生部分熔融。更重要的是，在长达4000多千米的俯冲带中，有4条年轻的洋脊正在俯冲。正是这些洋脊及其周围年轻洋壳的俯冲形成了智利特有的超大型斑岩铜矿。

安第斯山脉也对斑岩铜矿的分布起到很大的控制作用。斑岩铜矿多形成在地下2～4千米深处，没有大幅度的地壳隆升、剥蚀，斑岩铜矿很难被发现，即使被发现也往往没有经济价值。而太平洋板块的俯冲导致安第斯山脉快速隆升、剥蚀，使得大量形成于500万至3000万年前的智利斑岩铜矿出露地表，陆续被发现。

中国在地质历史上也曾经遭受过年轻板块和洋脊的俯冲，应该也形成过大量的斑岩铜矿。但是，很多矿床由于剥蚀程度太大而被破坏，如内蒙古北部著名的古亚洲洋闭合形成的地缝合线。浩瀚的古亚洲洋在距今5亿至4亿年左右在此俯冲消亡，应该经历过最终的洋脊俯冲等过程。但是内蒙古地区剥蚀程度很大，被老一辈地震学家命名为内蒙古地轴，多数地区的剥蚀深度超过10千米。而斑岩铜矿形成深度在2～4千米，很难被保存，因此一直没有找到大型的斑岩铜矿。距离中蒙边界数十千米的蒙古一侧，位于古岛弧区，剥蚀程度远远低于内蒙古地轴，有利于斑岩铜矿的保存。著名的奥玉特勒盖超大型斑岩铜矿就发育在距离中蒙边界不足50千米的蒙古一侧。还有一些地方，在洋脊俯冲后没有经历足够的剥蚀，斑岩铜矿应该还埋在地下2千米以下，不能被利用。