納米比亞辛克萊地區(qū)銅(金)礦成礦地質(zhì)特征及其找礦標志

郭玉溪，郭景會

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，鄭州 450001)

0 前言

納米比亞礦產(chǎn)資源較豐富，素有“戰(zhàn)略金屬儲備庫”之稱。礦業(yè)是納米比亞的傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)30多種，主要有：金剛石、鈾、銅、金、銀、鉛、鋅、角礫巖、碳酸巖等。其中銅儲量約120萬t，是納米比亞僅次于金剛石和鈾礦的重要礦產(chǎn)資源。

卡拉哈里銅成礦帶(Kalahari copper belt)是納米比亞最著名的銅成礦帶，南起黑爾美林豪森(Helmeringhausen)，向北東經(jīng)由瑞赫博斯(Rehoboth)到達博茨瓦納西部，沿卡拉哈里(Kalahari)克拉通(現(xiàn)命名為瑞赫博斯(Rehoboth)巖漿弧)西北邊緣形成一個銅成礦帶(圖1)。納米比亞目前開采的主要銅金礦即產(chǎn)于此帶上，產(chǎn)有特大型、大型銅(金)礦床。區(qū)內(nèi)的銅(金)礦產(chǎn)主要分布在辛克萊一帶，有20余處礦點或礦化點。本文通過地、物、化等工作手段揭露該區(qū)銅(金)礦的成礦地質(zhì)特征，并通過分析典型礦床的礦床成因，總結(jié)出該區(qū)銅礦的找礦標志。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

納米比亞屬于岡瓦納(Gondwana)超大陸的一部分，大地構(gòu)造單元包括剛果克拉通與卡拉哈日克拉通及卡奧科、達馬拉及伽利普造山帶。其南部的伽利普造山帶(Gariep)是泛非期—Kuunga造山帶—達馬拉成礦帶在納米比亞的南延部分。伽利普帶由伽利普地體、那馬奎地體和雷霍博特—辛克萊(Rehoboth-Sinclair)地體構(gòu)成。那馬奎活動帶是一個高度混合和高度變形的多造山活動帶，由數(shù)個年齡段的地質(zhì)單元構(gòu)成，其時代從2 000 Ma持續(xù)到1 000 Ma。辛克萊銅金礦區(qū)就位于伽利普地體和那馬奎過渡帶。

圖1 卡拉哈里銅成礦帶圖

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

研究區(qū)發(fā)育的主要地層為中元古界的Mokolian系、屬辛克萊(Sinclair)序列，包括納咖提斯(Nagatis)組，昆加斯(Kunjas)組和巴比(Barby)組，形成時代為中—晚元古。納加提斯(Nagatis)組是辛克萊(Sinclair)序列中最老的地層，是一套中基性火山巖、火山碎屑巖，由一套較厚的安山巖、長英質(zhì)熔巖、礫巖和凝灰?guī)r組成。昆加斯(Kunjas)組底部礫巖含有金礦化，礫巖向上遞變?yōu)闇\灰色長石質(zhì)砂巖和含礫長石砂巖，砂巖上部是白色至淺棕色或灰色頁巖，局部呈黃色和紅色，頁巖上部覆蓋著相對較厚的夾礫巖長石砂巖層。巴比(Barby)組底部是一套霏細巖、凝灰?guī)r夾少量的長石砂巖、礫巖，其上是一套厚層的斑狀熔巖，這套斑狀熔巖構(gòu)成了巴比(Barby)組的頂段，而研究區(qū)內(nèi)所有銅礦點都發(fā)育在該巖段內(nèi)。

圖2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡圖

2.2 構(gòu)造

辛克萊(Sinclair)地層廣泛經(jīng)歷了斷層錯斷作用，局部還發(fā)育緊閉褶皺。按時代先后順序，區(qū)域地層分為辛克萊(Sinclair)早—中期斷裂和晚期斷裂；前者為次級斷裂，后者為主構(gòu)造斷裂。區(qū)域構(gòu)造主方向為北西西—南東東向。局部發(fā)育一些近平行的次級斷裂，其走向為北東—南西向到南北向。主構(gòu)造切穿的地層為辛克萊(Sinclair)晚期序列，該套地層和礦化關(guān)系并不密切。次級斷裂切穿地層主要為昆加斯(Kunjas)組和巴比(Barby)組，這兩套地層和礦化關(guān)系密切。

2.3 巖漿巖

研究區(qū)南部、北部出露辛克萊(Sinclair)序列奴比布(Nubib)紅色斑狀花崗巖，中部出露哈爾瑪(Haremub)紅色—灰色混合花崗巖。

2.4 地球物理特征

2.4.1 航磁異常特征

從圖3可以看出，研究區(qū)位于寬大正異常帶與低緩負磁場區(qū)的交匯地帶，在其上疊加著北北東向狹長異常。推斷航磁負磁場背景是沉積巖分布區(qū)，狹長磁異常是火山巖帶的反映，負磁異常在與北東向斷裂構(gòu)造交匯部位，銅金礦化較為普遍，辛克萊銅(金)就位于北東向斷裂帶上，斷裂帶具有一定規(guī)模。

圖3 研究區(qū)航磁異常特征圖

2.4.2 激電異常特征

激電法在納米比亞的銅礦成礦預測的應用中取得了較好的效果。從圖4可以看出，全區(qū)視電阻率為相對低阻，區(qū)東南角有近北北東向的高阻出現(xiàn)；在低阻區(qū)47～8線的30～35號點、90～95號點以及15～40線的60號點有近北東向的中高阻異常顯示；在32～40線的40～80號點見有北西向的中高阻異常。顯示為在2個北東向中高阻異常帶中間夾環(huán)形中高阻異常。經(jīng)驗證，異常由構(gòu)造引起，中高阻主要反映的是石英脈充填及構(gòu)造角礫巖膠結(jié)。

圖4 研究區(qū)視電阻率平面圖

從圖5可以看出，視極化率總體反映為47～7線視極化率低，0～64線出現(xiàn)寬激電異常；0～64線的視極化率的異常均在中間環(huán)形電阻率異常周圍顯示；40線極化異常與電阻率異常也較吻合，24～40線的40～50號極化異常與電阻率異常也對應，經(jīng)后期地面地質(zhì)工作發(fā)現(xiàn)，礦體及礦化帶位置與激電異常的反應一致。

圖5 研究區(qū)視極化率平面圖

2.5 地球化學特征

區(qū)內(nèi)土壤分析元素中Ag呈強分異型，顯示經(jīng)歷了強烈的后生疊加改造，具有富集成礦的可能；Cu、Sn、Au、Bi呈分異型，其他元素呈較弱—弱分異性型。Pb、Sb呈富集、高背景分布；Ag、As、Zn、Co呈背景分布，Sn、Ni、Bi、W、Mo、Au呈低背景分布，Cu呈頻發(fā)分布。

3 典型礦床特征——辛克萊銅(金)礦

辛克萊銅(金)礦是在對土壤地球化學異常查證過程中發(fā)現(xiàn)的。異常區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，規(guī)模大小不一，較大的斷裂構(gòu)造展布方向為北東向、寬1 km左右、斷續(xù)岀露長度數(shù)十 km，控制著區(qū)內(nèi)次級斷裂構(gòu)造和銅金礦化的分布，次級構(gòu)造主要的展布方向為北東向、北西向、近南北向，銅金礦化多發(fā)育在次級的構(gòu)造裂隙和石英脈內(nèi)，圍巖多為安山巖。

3.1 礦體特征

經(jīng)過地表工程揭露，共發(fā)現(xiàn)4個銅礦體，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(如圖6)，礦體特征分述如下：

Ⅰ號銅礦體：分布在礦區(qū)西南部，分為兩段Ⅰ-1和Ⅰ-2，斷續(xù)岀露長度1 600 m，礦體具有分支復合的特征，厚度2～5 m，傾向290°～330°、傾角30°～60°，銅平均品位2%～4%；金含量(0.11～0.28)×10-6、最高含量0.68 ×10-6。Ⅰ號銅礦體南北二段之間為第四系鈣結(jié)礫巖分布區(qū)。

Ⅱ號銅礦體：分布在礦區(qū)東南部，位于Ⅰ號礦體東南側(cè)，岀露長600 m，厚度1.5～6 m，銅品位3%～5%；金含量0.13×10-6、最高品位1.97×10-6。礦體產(chǎn)于斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，圍巖為安山巖。

圖6 辛克萊銅(金)礦礦體分布特征圖

Ⅲ號銅礦體：分布在礦區(qū)東南部，位于Ⅰ號礦體東南側(cè)，傾角10°～20°，傾角較緩，圍繞山頭呈環(huán)狀分布，頂、底板圍巖為安山巖。礦體長400 m、厚2～3 m、延伸160 m，銅平均品位1%～2%；金含量(0.1～0.25)×10-6、最高品位2.19×10-6。

Ⅳ號銅礦體：分布在礦區(qū)東南部，位于Ⅰ號礦體東側(cè)，岀露長400 m，厚度1～3 m，銅品位0.3%～1%。礦體產(chǎn)于斷裂構(gòu)造帶內(nèi)，圍巖為安山巖。

3.2 礦石特征

辛克萊一帶銅(金)金屬礦物主要有孔雀石(如圖7)、銅藍、輝銅礦，其次為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、赤鐵礦、藍銅礦、方黃銅礦、藍銅礦等；脈石礦物主要有斜長石、綠泥石、角閃石、石英、方解石，含少量輝石、磷灰石、綠簾石等。金屬礦物總量在1%～5%左右，脈石礦物總量在95%左右。

礦石的主要結(jié)構(gòu)有他形粒狀結(jié)構(gòu)、自形—半自形結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、反應邊結(jié)構(gòu)和包裹結(jié)構(gòu)等；其構(gòu)造主要有星點狀、細脈狀，其次為浸染狀、塊狀、杏仁狀、氣孔狀。

次生硫化物富集：由于表生氧化和在氧化—還原界面附近的次生富集形成，由孔雀石、銅藍、輝銅礦、銅藍、斑銅礦等組成，銅品位在0.3%～2%。

3.3 蝕變特征

綠簾石化：呈黃綠色、微小粒狀；在伴有動力破碎的后退變質(zhì)作用中，Ca2+從斜長石、輝石和角閃石中析出而形成綠簾石族礦物；在近礦圍巖安山巖中綠簾石條帶主要沿裂隙斷續(xù)發(fā)育，其中以北東向較為發(fā)育。

圖7 辛克萊銅礦石特征圖

綠泥石化：在圍巖蝕變過程中，由鐵、鎂硅酸鹽礦物直接分解而成，與綠泥石化有關(guān)的圍巖主要是安山巖，與絹云母化、青磐巖化、綠簾石化及碳酸鹽化等相伴生。

碳酸鹽化：碳酸鹽化在礦體圍巖中發(fā)育，碳酸鹽礦物常呈脈狀，密集細脈狀分布于礦體及礦體外部圍巖中；圍巖中碳酸鹽常作為膠結(jié)物和雜基的組成成分分布于安山巖和英安巖中。

青盤巖化：主要是安山巖、英安巖及部分流紋巖，受中、低溫熱液作用產(chǎn)生的，一般是在近地表條件下形成。青盤巖化產(chǎn)生的特征礦物為綠簾石、綠泥石和碳酸鹽，含有少量的絹云母、菱鐵礦。

硅化：二氧化硅一般是由熱液帶入，在成礦、成礦后期熱液蝕變階段常形成不規(guī)則硅質(zhì)團塊或沿裂隙形成細脈。區(qū)內(nèi)硅化發(fā)育地段，銅金礦化較強，多為富礦部位，表明硅化與銅金成礦關(guān)系密切(如圖8)。

鐵鋁榴石化：呈棕紅色、微小粒狀和半自形粒狀，呈星點狀分布于安山巖中，含量2%～4%，與銅礦化關(guān)系不明顯。

圖8 含銅石英脈

4 找礦標志

通過對辛克萊地區(qū)的地質(zhì)背景、物化特征及典型礦床的分析研究，該區(qū)成礦條件較為優(yōu)越，銅、金礦資源潛力大。

1)礦床受火山機構(gòu)與斷裂破碎帶的控制，主要受北東向、其次受北西向斷裂構(gòu)造的控制，并以辛克萊為中心呈似放射狀分布的趨勢。

2)絕大多數(shù)礦體賦存于中元古界辛克萊(Sinclair)序列的巴比(Barby)組，主要產(chǎn)在火山噴發(fā)旋回頂部的灰綠色安山巖、角礫狀安山巖、石英脈的斷裂破碎帶內(nèi)，其次產(chǎn)在安山玢巖中，呈似層狀、透鏡狀、囊狀或陡傾脈狀。

3)辛克萊銅礦主要金屬礦物為孔雀石、銅藍、輝銅礦；礦石構(gòu)造類型為星點狀、細脈狀，其次為浸染狀、塊狀、杏仁狀、氣孔狀。近地表礦石普遍具有次生硫化物富集的特點。

4)地球化學、地球物理異常突出。辛克萊銅(金)礦就是在土壤地球化學異常查證過程中發(fā)現(xiàn)的礦床，并且具有環(huán)形中高阻異常、低極化率的特點。

5 結(jié)語

辛克萊地區(qū)位于卡拉哈里銅成礦帶上，成礦條件良好。今后找礦的重點方向是巴比(Barby)組地層安山玢巖，火山機構(gòu)及斷裂破碎帶中。土壤地球化學有明顯的異常反映，地球物理表現(xiàn)為高阻、低極化率的特點。今后還應加強礦床成因、深部成礦的綜合研究，以期取得重大找礦突破。

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