贊比亞莫坎博（Mokambo）銅礦成礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

韓 波， 張曉坤，盛 偉，李福杰，亓宗明

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇 南京 210007）

贊比亞-剛果（金）成礦帶（或稱中非銅礦帶）是世界上著名的銅多金屬成礦帶，其中銅鈷資源量巨大，是世界上最大的沉積型銅礦帶，眾多大型礦床主要集中在贊比亞銅帶省和剛果（金）加丹加（Katanga）省。莫坎博銅礦位于贊比亞銅帶省穆富利拉市東北部15km處，緊靠贊比亞和剛果（金）邊境線。本文通過對2012年以來野外調(diào)查和礦產(chǎn)勘探成果進行綜合研究，對莫坎博銅礦地質(zhì)特征、成礦規(guī)律和找礦標(biāo)志等方面進行了分析[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

莫坎博銅礦位于中非銅礦帶，大地構(gòu)造位置隸屬盧弗里安（Lufilian）弧型構(gòu)造帶。該構(gòu)造帶西起安哥拉，向東北延伸進入剛果（金），再轉(zhuǎn)向東南進入贊比亞并一直延續(xù)到剛果（金）的東南突出端，全長約800km。盧弗里安弧劃分為外褶皺帶、穹頂區(qū)域、復(fù)向斜帶和上加丹加巖層，其中外褶皺帶即為中非銅礦帶[2]。中非銅礦帶按照空間位置分為贊比亞銅礦帶和剛果（金）銅礦帶，其中贊比亞銅礦帶長約150km，寬約50km，位于盧弗里安弧型構(gòu)造帶的東南端，主要分布在贊比亞銅帶省和西北省?？ǜ话＃↘afue）復(fù)式背斜是本區(qū)內(nèi)最大的背斜。背斜軸呈NW-SE展布，平均走向145°。眾多大型銅鈷礦床就分布于卡富埃背斜兩翼的次級構(gòu)造部位中，并沿背斜軸部兩側(cè)呈雁列狀展布[3]。穆富利拉向斜屬于卡富埃背斜的北東一翼，位于贊比亞穆富利拉市和剛果（金）莫坎博鎮(zhèn)之間，該向斜軸走向120°～135°，長40～50km，寬12～15km，推測深度超10km，其西北部邊界和東南部邊界分別由卡富埃背斜和莫坎博穹窿限定，向斜兩翼地層傾角50°～75°，地層厚度西南翼厚，東北翼薄。莫坎博銅礦位于穆富利拉向斜的東北翼，向斜西南翼發(fā)育有穆富利拉銅礦。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)發(fā)育下元古界和上元古界地層，主要為盧弗布（Lufubu）系和加丹加系，地表廣布第四系覆蓋物?；诪橄略沤绫R弗布系地層，巖性為花崗片麻巖或片麻巖，僅沿礦區(qū)東北邊界贊比亞-剛果（金）邊境一帶呈線狀分布，未出露。上元古界加丹加系分為下羅安（Roan）組、上羅安組、姆瓦夏（Mwashia）組和下孔德龍古（Kundelungu）組。下羅安組地層是一套沉積碎屑巖，區(qū)域變質(zhì)作用致局部具變質(zhì)特征，地表見露頭，沿走向形成串珠狀低矮山丘，走向NW-SE，傾向SW，傾角58°～72°，上緩下陡，東緩西陡。下羅安組地層又分為五段，一段至五段巖性分別為深灰色細礫巖、淺灰色長石石英砂巖、灰黑色細礫巖、淺肉紅色長石石英砂巖和灰黑色長石石英砂巖，總厚度超過200m。下羅安組三、四、五段見銅礦化且五段礦化最好、四段礦化一般、三段礦化較差，一段和二段未見銅礦化。上羅安組地層為一套碳酸鹽巖和含碳酸鹽巖細粒碎屑巖組合，巖性為白云巖、含礫白云巖、絹云母綠泥片巖、細砂巖和粉砂巖等，均未見銅礦化。姆瓦夏組主要為泥巖和頁巖組成，下孔德龍古組主要為冰磧巖、白云巖和頁巖組成。第四系廣泛發(fā)育于平坦低洼區(qū)，幾乎覆蓋全區(qū)，自上而下依次為砂土及紅土，局部發(fā)育腐殖土、粘土和砂礫層，松散膠結(jié)，最厚處可達50m。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

莫坎博銅礦位于穆富利拉向斜東北翼邊緣部位，呈單斜構(gòu)造產(chǎn)出，東北邊界被莫坎博穹窿限制，向西南一直延伸到礦區(qū)以外，未見褶皺發(fā)育。地層傾向南西，傾角上緩下陡，局部受變質(zhì)作用影響發(fā)育小型褶曲。向斜核部地層為孔德龍古組，兩翼地層為加丹加系。礦區(qū)構(gòu)造整體穩(wěn)定，上、下羅安組地層接觸帶處白云巖呈碎裂狀、破碎狀，其中節(jié)理、裂隙發(fā)育，局部形成破碎帶或節(jié)理裂隙帶，適合流體的運移、交代和沉淀，會對原生礦體的淋濾和次生富集有一定的影響。

2.3 巖漿巖和圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動微弱，發(fā)育的巖漿巖主要為輝長輝綠巖，產(chǎn)于上羅安組巖層接觸帶附近，呈巖床順層侵入，靠近白云巖一側(cè)，地表未出露。輝長輝綠巖多呈深灰綠色～灰黑色，主要成份為斜長石和輝石（已蝕變），次生蝕變礦物主要有綠泥石、粘土礦物、絹云母和鐵氧物質(zhì)等。礦區(qū)內(nèi)巖漿作用和熱液作用較弱，圍巖蝕變類型較少，主要有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化和黃鐵礦化等。其中硅化和碳酸鹽化是最主要的蝕變類型，與銅礦化關(guān)系密切。

3 礦床地質(zhì)特征

莫坎博銅礦全部賦存于地表以下，發(fā)育Ⅰ號和Ⅱ號上、下兩條礦化帶，共圈定礦體22條，其中主礦體2條（Ⅰ-1和Ⅰ-2）和小礦體20條（Ⅰ-3 ～Ⅰ-19、Ⅱ-1 ～ Ⅱ-3）。銅礦體產(chǎn)于下羅安組灰黑色長石石英砂巖、淺肉紅色長石石英砂巖和灰黑色細礫巖三個巖性段中，中間含有部分礦化較弱、相同巖性的夾石。Ⅰ號和Ⅱ號兩條礦化帶均呈層狀-似層狀、透鏡狀，中間厚、兩端薄，形態(tài)均較為簡單。產(chǎn)狀與地層基本一致，平均傾向225°，傾角58° ～ 72°，深部傾角大于淺部傾角，西部傾角大于東部傾角，受地層控制特征明顯。Ⅰ號礦化帶位于上部，規(guī)模較大，產(chǎn)于灰黑色長石石英砂巖和淺肉紅色長石石英砂巖中。Ⅰ-1和Ⅰ-2號兩條主礦體均產(chǎn)于Ⅰ號礦化帶內(nèi)，其中Ⅰ-1號礦體走向控制長度3450m，傾向控制深度400 ～ 600m，平均厚度超11m，平均品位 1.35%；Ⅰ-2號礦體走向控制長度1350m，傾向控制深度400 ～ 500m，平均厚度超8m，平均品位1.53%。Ⅰ-3 ～Ⅰ-19號小礦體分布于主礦體的上下盤。Ⅱ號礦化帶位于Ⅰ號礦化帶下部，規(guī)模較小，產(chǎn)于中部細礫巖和淺肉紅色長石石英砂巖中，Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3號小礦體發(fā)育于Ⅱ號礦化帶內(nèi)。

4 成礦地質(zhì)特征

中非銅礦帶中大多數(shù)銅礦均經(jīng)過了多期次成礦作用[4]，莫坎博銅礦成因相似，為早期同生沉積、中期變質(zhì)熱液改造和后期表生氧化富集多期次成礦作用綜合而成。其中早期同生沉積為主要成礦作用，大多數(shù)金屬礦物與含礦巖石是同時形成，少量形成在后期的變質(zhì)熱液作用和表生氧化富集時期。

（1）賦礦層位嚴格限制在下羅安組第三、四、五段長英質(zhì)沉積碎屑巖地層中，其它地層中未見礦化。主要礦化發(fā)育在巖性變化的界面附近，遠離巖性接觸帶礦化變?nèi)酰瑢俚湫偷纳皫r銅礦床。區(qū)內(nèi)構(gòu)造、巖漿作用較不發(fā)育，未見構(gòu)造和巖漿巖對礦體的形成和賦存產(chǎn)生明顯的影響，說明礦體的形成與賦存主要受地層控制，是同生沉積作用的結(jié)果。銅礦區(qū)內(nèi)最主要的礦石結(jié)構(gòu)為填隙結(jié)構(gòu)，未發(fā)生交代作用的黃銅礦、斑銅礦等原生硫化物多沿碎屑顆粒間隙發(fā)育，呈膠結(jié)狀或填隙狀，未見上述金屬礦物在碎屑顆粒內(nèi)部或裂隙內(nèi)大量發(fā)育，表明此類硫化物多為成礦流體在碎屑巖成巖作用期沉淀，構(gòu)成膠結(jié)物或填隙物，為同生作用的表現(xiàn)。

（2）鑲邊結(jié)構(gòu)是第二重要的礦石結(jié)構(gòu)。常見輝銅礦交代黃銅礦或斑銅礦形成鑲邊結(jié)構(gòu)，隨交代程度的高低，輝銅礦或占據(jù)原礦物顆粒的大部或少部，僅在顆粒中心殘留少量原礦物。此外，輝銅礦交代黃銅礦或斑銅礦內(nèi)部的交代結(jié)構(gòu)也較常見，可見輝銅礦的形成明顯晚于成巖時期形成的黃銅礦或斑銅礦，是后期熱液交代作用的結(jié)果。鑒于區(qū)內(nèi)未發(fā)育與成礦關(guān)系密切的巖漿活動，僅受區(qū)域變質(zhì)作用影響，且礦石中多見白云石、石英和輝銅礦組成的細脈，推測此期成礦是變質(zhì)熱液改造的結(jié)果。

（3）區(qū)內(nèi)地表附近以及層間破碎帶上的礦體廣泛發(fā)育自然銅、赤銅礦和孔雀石等礦物，是典型的表生氧化銅礦物，說明礦體在后期經(jīng)歷了表生氧化作用。Ⅰ號礦體在標(biāo)高1100m左右的厚度普遍較大，除灰黑色長石石英砂巖和淺肉紅色長石石英砂巖接觸帶附近礦化較好外，該帶兩側(cè)的礦化也較好，而其它部位的礦體僅集中在巖性接觸帶附近，厚度較薄。這表明礦體在此范圍內(nèi)發(fā)生了次生富集成礦作用，地表礦體被氧化、淋濾形成的流體運移到此范圍與原生礦體發(fā)生作用，產(chǎn)生礦物的再次富集，使礦體變厚。以上說明礦體發(fā)生了表生氧化富集作用，為第三期成礦作用。

綜上，莫坎博銅礦床是多期成礦的結(jié)果。早期成巖成礦階段，碎屑顆粒間圈閉的成礦流體在成巖作用的影響下，隨pH值、Eh值、溫度和壓力的變化，在碎屑顆粒間沉淀形成黃銅礦和斑銅礦等原生硫化銅礦物。此后受盧弗里安構(gòu)造運動的影響，銅帶省發(fā)生廣泛的區(qū)域變質(zhì)作用，地層中變質(zhì)熱液交代早期形成的金屬銅礦物，形成輝銅礦等次生硫化銅礦物。最后地表附近的礦體受氧化、淋濾等作用的影響，形成孔雀石、藍輝銅礦和藍銅礦等銅的氧化物。氧化、淋濾形成的流體與氧化帶下的硫化物發(fā)生作用，形成厚大的硫化物富集帶。

5 找礦標(biāo)志

根據(jù)莫坎博銅礦床的賦礦位置、成礦特征和成因類型，結(jié)合野外實地勘查，總結(jié)出該區(qū)找礦標(biāo)志如下：

（1）地層標(biāo)志：礦體層控特征明顯，自上而下賦礦圍巖依次為下羅安組灰黑色長石石英砂巖、淺肉紅色長石石英砂巖和灰黑色細礫巖。因此，發(fā)育下羅安組相同地層的區(qū)域均有較大的找礦潛力。

（2）地形標(biāo)志：下羅安組地層在區(qū)內(nèi)抗風(fēng)化能力較強，在靠近贊比亞和剛果（金）邊境線一帶多形成地勢略高的串珠狀小山脊，是尋找賦礦地層的良好標(biāo)志。

（3）地表礦化標(biāo)志：賦礦地層在地表多發(fā)育孔雀石化和褐鐵礦化，廣泛發(fā)育的孔雀石和褐鐵礦預(yù)示了可能的深部銅礦化。

（4）歷史采礦標(biāo)志：銅帶省的銅礦開采歷史悠久，工業(yè)化開發(fā)以前，當(dāng)?shù)鼐用窬烷_始采掘地表的富礦體，因此前人留下的古采坑和老硐也是良好的找礦標(biāo)志。