贊比亞謙比希銅礦研究現(xiàn)狀及問題

蔡珍旺

（中礦資源集團(tuán)股份有限公司，北京 海淀 100089）

1 研究現(xiàn)狀

1.1 沉積型層狀銅礦

近幾十年來，眾多國內(nèi)外學(xué)者對沉積型層狀銅礦進(jìn)行了詳細(xì)的研究，取得了極為豐碩的成果，尤其是借助于近年來分析測試手段的極大發(fā)展使得研究數(shù)據(jù)更為詳實，然而對其礦床成因及成礦模式依然充滿爭議[1]。

（1）后生巖漿成礦理論：早期研究者們通過礦物間的交代關(guān)系提出了礦床的熱液成因，并進(jìn)一步認(rèn)為花崗巖體提供了K、Ca、Si、Mg、P、S等。并指出，一旦能證明礦化地層不整合產(chǎn)于花崗巖體之上，即可否定后生巖漿成礦作用[2]。

（2）同生成礦理論：該理論認(rèn)為成巖作用與成礦作用幾乎同時發(fā)生，強(qiáng)調(diào)了地層構(gòu)型與礦化形成之間的根本聯(lián)系。自前人地質(zhì)工作者提出礦床中盆地尺度、伸展驅(qū)動的熱液對流對成礦的重要作用，近年來研究者們更關(guān)注盆地倒轉(zhuǎn)相關(guān)的結(jié)構(gòu)與礦石的關(guān)系及盆地倒轉(zhuǎn)中蒸發(fā)巖的作用[3]。

（3）我國學(xué)者華仁民教授(1989,1995)根據(jù)層狀銅礦的成因和銅的地球化學(xué)性質(zhì)，將沉積型層狀銅礦劃分為沉積-成巖（砂頁巖型）、沉積-噴流和沉積-改造三種，并將謙比希礦床歸結(jié)為沉積-改造型礦床。

1.2 謙比希盆地沉積型層狀銅礦研究

謙比希盆地沉積型層狀礦床地質(zhì)研究工作歷史悠久，自十九世紀(jì)銅礦發(fā)現(xiàn)后就有眾多地質(zhì)學(xué)家對本區(qū)進(jìn)行深入研究[4]。對中非銅礦帶的研究工作進(jìn)展和現(xiàn)狀可分階段概述如下：

（1）1930年之前：1899年，對該地區(qū)的銅鈷礦床進(jìn)行考察，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在贊比亞的Kansanshi銅礦和剛果(金)的一些銅鈷礦床，并發(fā)現(xiàn)了謙比希盆地內(nèi)包括謙比希、Nkana、Chibuluma礦床的露頭，1902年發(fā)現(xiàn)Luanshya，1905年發(fā)現(xiàn)Mkubwa礦[5]。隨后他的公司對Kansanshi銅礦進(jìn)行了勘探。英南非公司(BSA)對贊比亞銅礦帶于20世紀(jì)20年代進(jìn)行了全面系統(tǒng)的勘探相繼發(fā)現(xiàn)了Mufulira、Nchanga、Luanshya和Nkana等礦?？辈槭侄伟额^開展礦點檢查、踏勘，采用探槽、淺井手段追索礦體，隨后開展地表地質(zhì)填圖、施工鉆探、豎井和坑道探礦等工作。

（3）1930年代至50年代：首先通過脈石礦物、礦石礦物之間的交代關(guān)系提出了贊比亞銅礦床的屬于熱液成因，并且認(rèn)為巖漿巖體是K、Ca、Si、Mg、P、S等的物質(zhì)來源。在隨后的研究中也提出了相似的觀點，進(jìn)而逐漸形成贊比亞銅礦帶礦床的后生成因理論。

（3）1950年代至70年代：通過對礦床分布和地層構(gòu)型的研究首先提出了贊比亞銅礦帶同生沉積成因的觀點。根據(jù)礦石硫化物的分帶特征提出了謙比希礦床的成礦模型分帶，提出了各分帶模型的沉積環(huán)境特征。

2 存在問題概述

2.1 謙比希盆地沉積礦床存在的問題

（1）成礦期次重要性及兩期成礦作用的關(guān)系缺乏研究：雖然大部分學(xué)者均認(rèn)為贊比亞銅礦帶是在沉積成巖期形成（800-600Ma）的層狀銅礦床，但對造山期熱液脈型成礦作用（600-500Ma）研究較為弱，對兩個期次的成礦作用重要性及相互關(guān)系未可知。

（2）謙比希盆地成礦作用演化與大地構(gòu)造演化關(guān)系不明。雖然前人已對本區(qū)Lufulian褶皺帶進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究，但對于大地構(gòu)造與謙比希盆地礦床形成、贊比亞銅礦帶與構(gòu)造的研究則缺乏深入研究。

2.2 謙比希和謙比希東南礦床存在的問題

（1）謙比希盆地成礦流體形成及演化缺乏系統(tǒng)研究；雖然前人對謙比希礦床褶皺前石英脈中流體包裹體做了較為詳細(xì)的工作，但取樣僅局限于成礦作用中的一個階段，因此難于認(rèn)識流體的形成演化過程。

（2）謙比希盆地層狀礦床成礦物質(zhì)來源。目前對謙比希礦床和謙比希東南礦床C、O、S-Pb同位素較為薄弱。雖然前人工作表明，贊比亞銅礦帶形成中由于有機(jī)碳的參與造成C同位素的強(qiáng)烈虧損，但在謙比希和謙比希東南礦床中同位素數(shù)據(jù)較為薄弱，難以驗證該結(jié)論的可靠性。而對于S同為素的認(rèn)識則更為模糊，充滿矛盾。

3 建議的技術(shù)路線

（1）野外地質(zhì)調(diào)查與樣品采集。以點-線-面相結(jié)合的方式，對謙比希地區(qū)出露的各種地層單元（基地花崗巖、下羅恩群、上羅恩群、穆瓦夏群和孔德龍古群）進(jìn)行實地調(diào)研，通過巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、地質(zhì)年代學(xué)、同位素地球化學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)協(xié)同研究的方法，開展區(qū)域內(nèi)各地層單元地質(zhì)特征的系統(tǒng)研究與重點剖析，系統(tǒng)采集各巖石類型的測試分析樣品。

（2）巖石地球化學(xué)研究方法。對謙比希地區(qū)各類型巖石樣品的巖石化學(xué)組成（主量、微量及稀土元素）進(jìn)行系統(tǒng)研究，查明研究區(qū)域內(nèi)主要地層單元的巖石類型及其性質(zhì)。全巖主量元素使用X熒光光譜儀（XRF）分析，微量及稀土元素使用等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）分析。

（3）地質(zhì)年代學(xué)分析方法。主要應(yīng)用Re-Os法、Pb-Pb法對主成礦期的黃銅礦-斑銅礦及后期輝鉬礦的礦石樣品的沉積年齡和造山作用年齡進(jìn)行研究，系統(tǒng)厘定研究區(qū)域內(nèi)主要成礦期次的時限，剖析研究區(qū)域內(nèi)的成礦環(huán)境演化對Lufulian構(gòu)造帶的大地構(gòu)造指示意義。

（4）C-O同位素分析方法。針對區(qū)域和礦區(qū)內(nèi)出露的海相碳酸鹽、碳質(zhì)頁巖，對巖石樣品內(nèi)（全巖、碳酸鹽脈和蒸發(fā)巖結(jié)核）進(jìn)行C-O同位素分析，剖析成礦物質(zhì)的來源、成礦環(huán)境的演化，并驗證本區(qū)礦化與有機(jī)質(zhì)還原的關(guān)系。

（5）S-Pb同位素分析方法。在巖石學(xué)、礦物化學(xué)和全巖地球化學(xué)的研究基礎(chǔ)上，結(jié)合不同成礦階段（沉積期、造山期）的多種硫化物的礦物組合和礦物成分特征（黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、硬石膏），明確謙比希礦床S-Pb同位素的特征，確定成礦物質(zhì)來源，剖析礦床形成的物質(zhì)來源。

4 結(jié)語

依上所述，需弄清謙比希盆地沉積礦床問題，謙比希和謙比希東南礦床存在的問題，需要根據(jù)實際情況，運用現(xiàn)代的先進(jìn)技術(shù)，分析地質(zhì)特點、地層、成礦成因；從而提高對謙比希盆地層狀礦床的深一步的認(rèn)識。