贊比亞索盧韋齊地區(qū)銅礦礦床成因研究及其找礦意義

■李軍旗 董寒杰 柳陽(yáng)陽(yáng)

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)河南鄭州450016）

贊比亞索盧韋齊地區(qū)銅礦礦床成因研究及其找礦意義

■李軍旗 董寒杰 柳陽(yáng)陽(yáng)

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)河南鄭州450016）

贊比亞西北省索盧韋齊地區(qū)銅礦便是在世界上著名的盧菲利安（Lufilian）弧形褶皺帶分布地區(qū)。本文在對(duì)索盧韋齊地區(qū)銅礦礦床的地層、構(gòu)造、巖漿巖及其礦床地質(zhì)特征等總結(jié)的基礎(chǔ)上，對(duì)該區(qū)銅礦礦床的成因進(jìn)行了分析，并對(duì)成礦規(guī)律進(jìn)行了研究，指出了找礦方向

銅礦礦床成因研究找礦意義索盧韋齊贊比亞

1　引言

銅是贊比亞最重要的礦產(chǎn)資源。已探明儲(chǔ)量為1900萬噸（基礎(chǔ)儲(chǔ)量為3500萬噸），約占世界總儲(chǔ)量的6%。主要為沉積型氧化或硫化銅礦床，集中分布在贊比亞中北部的銅礦帶，其次為贊比亞西北部的穹窿分布區(qū)和贊比西帶，屬中非銅礦帶的組成部分［1］。

2　區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造上介于西部安哥拉卡斯米（Kasai）地塊，北部剛果班格韋盧（Bangweulu）地塊與南部津巴布韋（Zimbabwe）板塊之間，晚元古代加丹加群內(nèi)，是一個(gè)具有多次造山運(yùn)動(dòng)及巖漿活動(dòng)的構(gòu)造活動(dòng)地帶，因而表現(xiàn)出多種構(gòu)造共存，構(gòu)造類型較為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)（圖1）。礦區(qū)北西部是Kabompo穹隆，中心是基底片麻巖和花崗巖露頭大面積出露，向外依次為加丹加超群（SOLWEZI群）上羅恩組（WAMIKUMBI組）砂屑質(zhì)黑云片巖、石英巖、大理巖等，再由松散石英砂巖和底部礫巖覆蓋。

2.1區(qū)域地層

區(qū)域出露的地層主要為太古代基底雜巖MUKONDU組和KABOMPO組、晚元古代加丹加（Katanga）超群SOLWEZI群下羅恩組（或WUSHINGWI組）和上羅恩組（或WAMIKUMBI組）、下KUNDELNGU群西LUNGA組、上KUNDELUNGU群KANYIDMA組和KAOSANA組、KAROO超群MABOMBA組、第四系。

2.2區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造為受盧菲利安（Lufilian）弧形褶皺帶控制形成的軸向EW的寬緩復(fù)式向斜盆地構(gòu)造，褶皺軸向EW85°，向N傾伏，而向S仰起。

主干斷裂有北東-南西向和北西-南東向兩組，以北西-南東向?yàn)橹?，兩?cè)發(fā)育一系列北東-南西向次級(jí)斷裂構(gòu)造，兩組斷裂多呈平行狀分布，構(gòu)成菱型格網(wǎng)狀構(gòu)造格局，東-西主干斷裂以壓扭性為主，次級(jí)斷裂多為張性。

2.3區(qū)域巖漿巖

區(qū)域巖漿巖出露主要為石英二長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、變質(zhì)輝長(zhǎng)巖、變質(zhì)輝綠巖等，主要為裂谷期伴隨著堿性的巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的，形成時(shí)代主要有1700Ma、1600 Ma、880 Ma和460Ma［2］。

2.4區(qū)域變質(zhì)作用

贊比亞西部地區(qū)的地層和礦化系統(tǒng)所表現(xiàn)的變質(zhì)程度較低，地層溫度不高?？傮w上，地層表現(xiàn)為未發(fā)生較大規(guī)模的形變。引起熱液蝕變的熱力梯度僅為相鄰的侵入體以及有限的地溫條件和地溫梯度產(chǎn)生，熱液作用表現(xiàn)的相對(duì)平靜［3］。

3　成礦地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)分布多個(gè)礦業(yè)公司，其中最大的澳大利亞礦業(yè)公司正在進(jìn)行銅礦勘查工作，與工作區(qū)具有相似的銅礦成礦條件。同時(shí)在區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有大量磁-赤鐵礦礦脈和大面積出露的赤鐵礦出露。

卡倫比拉（Kalumbila）項(xiàng)目有關(guān)地質(zhì)資料顯示，卡倫比拉項(xiàng)目位于Kabompo基底穹窿的東南緣，位于礦區(qū)東北20～30km處。區(qū)、內(nèi)出露地層由北西向南東依次為：基底雜巖、加丹加超群以及少量零星分布的加丹加期后的年輕地層。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育多條斷層系統(tǒng)，礦床就分布在多條斷裂構(gòu)成的三角形區(qū)域內(nèi)；含礦地層為加丹加超群地層。項(xiàng)目范圍內(nèi)的基底雜巖和沉積蓋層都經(jīng)歷了后期盧富里安造山運(yùn)動(dòng)，普遍發(fā)育強(qiáng)烈的構(gòu)造變形和角閃巖相變質(zhì)作用。基底雜巖由細(xì)粒-粗粒的黑云母花崗片麻巖，少量的角閃巖、基性-超基性、酸性片麻巖組成以及云母-藍(lán)晶石片巖。

4　礦床成因

關(guān)于中非銅—鈷成礦帶銅鈷礦床的成因，地質(zhì)學(xué)家提出了多種成因理論，其中主要有同生理論（syngenetic）：成礦作用和成巖作用幾乎同時(shí)發(fā)生（李志鋒，1992；華仁民，1995）；后生理論（epigenetic）：成礦作用發(fā)生在地層沉積之后的成巖過程，成礦物質(zhì)源于深部的巖漿侵位；多期理論（diagenetic）：認(rèn)為至少有兩期礦化作用，早期為同沉積礦化，后期為熱液混合形成的礦化［4］。

本次研究區(qū)地處中非銅鈷成礦帶西部邊緣，主要受到Lufilian褶皺弧控制，周邊已發(fā)現(xiàn)礦區(qū)銅礦床總體為沉積型銅礦，主要分布在背斜或穹窿外緣，主要含礦巖系為加丹加超群羅恩組的砂頁(yè)巖層。

本區(qū)礦床成因?yàn)槌傻V作用和成巖作用同時(shí)發(fā)生的。成巖作用對(duì)成礦元素的遷移起著重要作用，使礦化元素活化遷移。其形成過程為：海底厭氧生物產(chǎn)生必要的硫，硫化物隨濃度的變化沉積下來。河流中攜帶的呈溶解狀態(tài)或懸浮的粘土顆粒上的金屬元素，流入加丹加海。重的金屬碎屑及少量呈溶解狀態(tài)的金屬硫化物首先沉淀下來，而后是含量較高的鈷硫化物及鐵硫化物沉淀下來［5］。

5　成礦規(guī)律

5.1控礦因素

根據(jù)對(duì)贊比亞西北省索盧韋齊地區(qū)銅礦相關(guān)資料分析，贊比亞銅礦帶的控礦因素主要有：沉積盆地、含礦層位、沉積相、基底隆起等因素，而本區(qū)地處贊比亞西北省索盧韋齊地區(qū)，屬于盧弗里安（Lufulian）弧西端，主要受含礦地層、沉積相、基底隆起（穹窿）控制。

5.1.1含礦層位

本區(qū)含礦層位為加丹加超群地層。銅礦化受地層控制，由下到上的區(qū)域上的穆瓦夏組、下羅恩組、上羅恩組等都有銅礦化出現(xiàn)，但主要還是在下羅恩組的碳質(zhì)砂頁(yè)巖地層中，該巖性為本區(qū)的主要含礦層位。

5.1.2沉積相

贊比亞大部分銅礦均產(chǎn)于沉積盆地邊緣，礦化與沉積盆地的沉積相有很大關(guān)系。隨沉積相的變化，礦物相總體上會(huì)出現(xiàn)無礦帶—輝銅礦化帶—斑銅礦化帶—黃銅礦化帶—黃鐵礦化帶的趨勢(shì)，但此趨勢(shì)又受到后期構(gòu)造的影響而產(chǎn)生變化。及時(shí)分析巖石中的金屬礦物，以礦相的變化推測(cè)推測(cè)沉積相的變化，對(duì)找尋銅礦具有指導(dǎo)性的推斷［6。

5.1.3基底隆起

本區(qū)礦床產(chǎn)出于穹窿邊緣，主要因?yàn)樵隈妨倪叢砍１Ａ粲薪跬暾南铝_恩組沉積環(huán)帶，既前人所說的“海岸線”。穹窿的中心一般不具備銅礦化形成環(huán)境，在穹窿向海一側(cè)的下羅恩組地層中一般都具有銅礦化。本區(qū)的卡倫比拉礦區(qū)就地處Kabompo穹窿的東南邊緣。因此，基底隆起（穹窿）不僅為銅礦床的形成提供物質(zhì)來源，而且也在一定程度上控制了銅礦長(zhǎng)的分布位置。

5.2找礦標(biāo)志

5.2.1地層標(biāo)志

尋找地表出露地層，尋找下羅恩組含礦地層，主要含礦巖系為碳質(zhì)砂頁(yè)巖層。本區(qū)植被覆蓋較厚，應(yīng)重點(diǎn)放在河流、民采等地段。

5.2.2構(gòu)造標(biāo)志

運(yùn)用物探技術(shù)，尋找沉積盆地邊緣，根據(jù)沉積相的變化規(guī)律，結(jié)合鉆探巖心中的主要金屬礦物，對(duì)所處地區(qū)的含礦性進(jìn)行判斷，做出重點(diǎn)勘查靶區(qū)的篩選。

5.2.3找礦方向

根據(jù)本區(qū)成礦地質(zhì)條件、區(qū)域地球物理特征、地球化學(xué)特征和礦體特征及分布規(guī)律，歸納總結(jié)提出本區(qū)下一步找礦方向。

（1）本區(qū)與相鄰卡倫比拉（Kalumbila）項(xiàng)目具有相同成礦地質(zhì)背景和銅礦成礦條件。

（2）經(jīng)過前期開展的1:1萬地質(zhì)草測(cè)工作，在位于礦區(qū)西部，西LUNGA組含鈣質(zhì)和白云大理巖條帶的變質(zhì)泥巖與上羅恩組的鮞狀赤鐵礦分界部位，地表采樣Cu 0.12%，Co 0.046%及Cu 0.26%，Co 0.005%。因此，推斷其下伏地層中應(yīng)該有主要含銅層位的長(zhǎng)石石英砂巖，但應(yīng)密切關(guān)注鉆探施工過程中有可能出現(xiàn)的斷層和褶皺構(gòu)造。

（3）由于本區(qū)屬于林密，植被覆蓋較厚地段，加之大面積被鮞狀赤鐵礦所覆蓋，地表工作很難取得較好的找礦效果，因此，本區(qū)應(yīng)在類比鄰區(qū)已經(jīng)成熟的礦區(qū)之外，應(yīng)加大物探等可進(jìn)行深部探測(cè)的工作，尋找有利成礦地段，減少勘查成本。

［1］覃鋒，郭健，張雪亭，等.贊比亞銅鈷礦產(chǎn)分布特征及控礦因素研究 ［J］.礦床地質(zhì)，2010，29（增刊）：1-3.

［2］Mendelsohn F，gunning H C，Galick W G，et al.The geology of the northern Rhodesian copper belt［M］.London：Macdonald&Co.Ltd.，1972；279-289.

［3］張東紅，肖波，張璨，等.贊比亞沉積型銅（—鈷）礦地質(zhì)及未來礦業(yè)展望 ［J］.地質(zhì)與勘探，2013，49（3）：1-13.

［4］張學(xué)良，劉耀輝，覃鵬，葛華，劉宇辰，李佐林，等.贊比亞銅帶省Mwambashi-A礦床地質(zhì)特征及找礦方向 ［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，2013，27（增刊）：36-40.

［5］張道俊，冷瑩瑩，等.贊比亞銅礦床類型及地質(zhì)特征 ［J］.地質(zhì)與勘探，2013，49（3）：570-576.

［6］趙興國(guó).贊比亞謙比希銅礦床地質(zhì)特征 ［J］.地質(zhì)與勘探，2010，46（1）：183-190.

P61［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-97-2

2011年度國(guó)外礦產(chǎn)資源風(fēng)險(xiǎn)勘查項(xiàng)目（201130A01600244）

李軍旗（1981～），男，工程師，研究方向?yàn)榈V產(chǎn)地質(zhì)勘查。