納米比亞北部桑格里鉛礦田礦床地質(zhì)特征及找礦潛力分析

黃 雷， 葉景平， 朱汗青

(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，江西 南昌 330201)

2006～2007年納米比亞北部桑格里礦田，完成礦田的OM、TE兩個(gè)礦床詳查及外圍Zinc，TES，TN礦區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)工作。探獲鉛(332+333)金屬量75 萬 t，伴生銅 2 萬 t、鋅 6 萬 t、銀 415 t，鉛礦達(dá)大型規(guī)模。預(yù)測鉛資源量大于200萬t。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

桑格里鉛礦田位于納米比亞達(dá)馬拉造山帶的北部。達(dá)馬拉層序廣布，發(fā)育一系列大型平臥褶皺為特征。其中一個(gè)大型平臥同斜褶皺橫穿整個(gè)礦田，它由相當(dāng)于晚元古代界Ugab亞群組合全部層序構(gòu)成(7.3～10 Ma)。桑格里向斜屬這個(gè)大型褶皺構(gòu)造的一部分，礦田位于向斜盆兩翼(圖1)，盆地長約20 km，寬3 km，為二級(jí)沉積盆地，更大的一級(jí)盆地為奧托隆瓦里(Otj)向斜(施俊法等，2010)。

1.1 地層特征

桑格里向斜中巖石地層單位劃分及層序劃分見表1，并整理簡化1994～1996年RTZ礦業(yè)勘查公司資料。

1.2 構(gòu)造特征

桑格里向斜(二級(jí)盆地)是一個(gè)大倒轉(zhuǎn)同斜褶皺，發(fā)育了斯瓦科普群的烏格布亞群的全部地層序列和其上部庫瑪斯亞群柯爾茲組、楚梅布組的一部分地層序列。軸面和同斜褶皺兩翼地層都傾向西，傾角35°左右。轉(zhuǎn)折端發(fā)育很多派生褶皺。

在空間上可大體區(qū)分出五個(gè)推覆逆沖斷層，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5 分別處在 Dn/Nuom，Nuom/nuou，Nuou/Nuok，Nuok/Nuov，Nuom/Nt之間或附近，均為受東西方向自西向東的擠壓逆沖推覆而成。其中的F4緊鄰噴氣沉積主礦層頂部，表現(xiàn)為碎裂的綠泥石片巖和碳酸巖或碳酸巖膠結(jié)的角礫巖，具強(qiáng)烈剪切特征，含黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等，這些金屬硫化物屬噴氣沉積同期產(chǎn)物，膠結(jié)良好的角礫巖對含礦噴氣起了隔檔屏蔽作用，為礦液沉淀提供了有利的空間環(huán)境。

表1 桑格里礦田地層劃分簡表Table1 Ts in stratigraphic division table

1.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖不發(fā)育，僅見有深灰綠色的輝綠巖巖脈(墻)，大致順片理和斜切片理出露在Nuot地層中，少數(shù)出露在Nc地層中。厚度數(shù)米至100 m;在Nuov地層中見有數(shù)層角閃(片)巖(變質(zhì)玄武巖類)穿插，與片巖一起經(jīng)歷了沉積變質(zhì)作用。

2 礦床地質(zhì)特征

桑格里鉛礦田最主要包括OM，TE兩個(gè)礦床，地質(zhì)特征基本相似，但巖相有些不同。

2.1 地層

OM鉛礦床處在向斜東翼(正常翼)的中部，出露地層主要是Nuot，Nuov和Nc。TE礦區(qū)處在向斜西翼(倒轉(zhuǎn)翼)的北部，自西往東出露地層是Nuot，Nuov，與OM礦床屬同一層位，但巖相有較大變化。

Nuot中下部為云母片巖、綠泥云母片巖、綠泥石英云母片巖，中上部見有云母石英片巖夾綠泥片巖，上部為石英片巖、白云石英片巖夾綠泥片巖，近頂部為白云石英片巖與石英片巖、白云巖、含礦噴氣層。與OM礦床最顯著的區(qū)別是TE礦床噴氣層厚度更大，含礦的片巖中見磁鐵礦斑點(diǎn)明顯，地表往往構(gòu)成厚度不等的含鐵帶，此外噴氣層的上、下碳酸巖層更明顯。各巖性中時(shí)有斷續(xù)石英脈順片理產(chǎn)出。與其上Nuov為不整合(斷層)接觸。

Nuot含礦噴氣層由重晶石、條帶狀鐵白云石、絹云石英片巖、石英巖、條帶狀鐵錳碧玉巖組成。反映成礦作用和熱液噴氣活動(dòng)處于連續(xù)的同一體系中(裴榮富，1995)。

Nuov巖性主要為中下部綠泥片巖、綠泥云母片巖、粗砂巖、角閃巖、綠泥云母石英片巖等，中上部見有云母片巖與綠泥云母片巖等，近頂部見云母石英片巖夾灰?guī)r斷續(xù)薄層為主。

圖1 納北部桑格里鉛礦田區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 The region geological map of TS lead field north Namibia

Nc地層在TE礦床中未出露。巖性主要為含鐵綠泥黑云片巖、綠泥石英黑云片巖夾數(shù)個(gè)斷續(xù)薄層(片)磁鐵巖。其中有兩層磁鐵巖明顯，這兩層產(chǎn)出位置在NC的近底部和近頂部，厚度和品位較穩(wěn)定，為磁鐵礦與石英及少量綠泥石，有時(shí)見黑云母相間條紋條帶出現(xiàn)，目前認(rèn)為地表這兩層應(yīng)屬同一層，為NC倒轉(zhuǎn)向斜使礦層在地表出現(xiàn)上下兩層，其主要依據(jù)是NC地層走向南和北轉(zhuǎn)折端合并為一層。產(chǎn)狀35～40°。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)褶皺普遍發(fā)育，為片理面的局部柔皺、折轉(zhuǎn)等，但未影響和破壞地層的總體形態(tài)。礦區(qū)巖層的裂隙較為發(fā)育。礦區(qū)斷裂最明顯的是Nuot頂部的F4斷層，OM礦床中表現(xiàn)為碎裂綠泥片巖和碳酸巖、或碳酸巖化的角礫巖，碎裂巖見片理和條帶被褶皺或剪切，角礫巖其角礫成分是白云巖、石英巖等，碳酸鹽巖基底膠結(jié)，TE礦床中表現(xiàn)F4處在噴氣層的直接頂板。此外巖石中均有少量黃鐵礦，偶有黃銅礦和方鉛礦出現(xiàn)，厚度4～8 m不等。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 OM 礦床

3.1.1 礦體特征

鉛(鋅、銅、銀)礦出現(xiàn)在Nuot頂部的噴氣層中，噴氣層由黑云母石英片巖、黑云母片巖夾條帶狀透鏡狀白云巖、重晶石、石英巖組成，其中薄層狀、透鏡狀重晶石往往富鉛和銅，呈條紋條帶狀、浸染狀。

礦體傾向西，傾角30°～40°，一般35°左右。礦體形態(tài)呈層狀、似層狀。地表探槽和地質(zhì)點(diǎn)控制的礦化體走向長為3 900 m，鉆孔控制的走向長為2 200 m(OM44-OM34)，傾向斜長最大 760 m(OM27)，一般為600～700 m(圖2)。

礦體為一層，局部為二層，礦層厚度一般為0.60 ～ 7.44 m，平均 3.32 m，厚度變化系數(shù)為42%，屬厚度穩(wěn)定的礦層;富礦體(Pb 3.4%以上)厚度0.28～4.78 m，平均2.41 m，厚度變化系數(shù)為43%，屬厚度穩(wěn)定的礦層。

一般礦層品位:Pb 1.56% ～9.44%，平均4.34%，品位變化系數(shù)為47%，屬品位均勻的礦層，富礦體 Pb 3.87% ～17.20%，平均 6.69%，Pb 品位變化系數(shù)為42%，屬品位均勻的礦層，Ag 8.5×10－6～106.7 ×10－6，平均 45 ×10－6，Ag 品位變化系數(shù)為51%，屬品位均勻。

礦體的厚度，從走向看變化為1.93～5.61 m，一般為2.50 ～4.00 m，最厚 5.61 m;從傾向看，由淺往深，厚度變化為 2.00 ～3.83 m，最厚 3.83 m，走向和傾向均顯示厚度變化差異不大。

礦體品位變化在 3.17% ～8.64%，一般在3.50% ～4.50%，最高 8.64%，顯示品位變化有一定差異;從傾向看，0線剖面鉆孔由淺往深，品位變化為2.13% ～8.33%，最高8.33%，顯示品位變化有差異。伴隨鉛礦體的Zn多出現(xiàn)在鉛礦體的中央，有時(shí)至下部見1% ～2%的連續(xù)鋅礦段。Cu多出現(xiàn)在鉛礦體的上頂部。

3.1.2 礦體圍巖與夾石

礦體的圍巖和夾石以片巖類和石英巖為主，也常見重晶石、白云石，多為層片狀的噴氣沉積物，礦與非礦的界線是以金屬元素的化學(xué)含量來劃分，其夾石的變化往往與礦體中類似，而圍巖可能有突變，礦體頂板附近有碎裂綠泥片巖和碳酸巖、或碳酸巖化的角礫巖出現(xiàn)，底板以石英巖為主。礦體下盤見弱硅化，蝕變不明顯，上盤見有絹云母-綠泥石化，說明熱液活動(dòng)是沿同生生長斷層發(fā)生(劉繼順，1996)。礦體的頂?shù)装褰缦抟话忝黠@。

3.1.3 礦石質(zhì)量特征

主要礦石礦物是方鉛礦，次為閃鋅礦、黃銅礦，另有鉛黃、孔雀石、銅藍(lán)、自然銅等，此外還常見有磁鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、菱鐵礦等。脈石礦物主要是石英、重晶石、白云母、黑云母，次有白云石、方解石、絹云母、斜長石、鉀長石，少有石墨、綠泥石、電氣石等。

有他形-半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、鱗片-粒狀變晶結(jié)構(gòu)、柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)等。

有浸染狀、脈狀、片狀構(gòu)造等。

3.2 TE 礦床

3.2.1 礦體特征

鉛(鋅、銅、銀)礦出現(xiàn)在Nuot頂部的噴氣層中，噴氣層由黑云母石英片巖、黑云母片巖夾條帶狀透鏡狀白云巖、重晶石、砂礫石英巖組成，其中透鏡狀-層狀重晶石往往富鉛和銅。呈條紋條帶狀、浸染狀。

礦體傾向西，傾角30°～40°，一般36°左右。礦體均呈層狀、似層狀。走向長1 300 m，傾向斜長最大760 m。

圖2 納北部Ts鉛礦田OM礦區(qū)0線剖面圖Fig.2 The 0 line section of OM area in TS lead field north namibia

礦體一般為1～2層，局部為3層，礦層厚度一般為1.00 ～17.39 m，平均 9.71 m，厚度變化系數(shù)為48%，屬厚度穩(wěn)定的礦層。富礦厚度1.00～5.04 m，平均2.56 m。厚度變化系數(shù)為52%，屬厚度穩(wěn)定的礦層。

礦層品位:一般 Pb 1.12% ～3.60%，平均2.26%，品位變化系數(shù)為33%，屬品位均勻的礦層。富礦品位 Pb 3.45% ～11.98%，平均 6.60%，Pb 品位變化系數(shù)為38%，屬品位均勻的礦層，Ag 4×10－6～127×10－6。平均 55.7 ×10－6，Ag品位變化系數(shù)為72%，屬品位均勻。

礦體厚度走向變化為 1.00～15.88 m，最厚17.39 m，顯示厚度變化差異較大;傾向變化由淺往深，為8.65 ～13.81 m，最厚 17.39 m，顯示厚度變化差異不大，沿傾向往深部無明顯變薄跡象。

伴隨鉛礦體的Zn，Cu礦體局部零星出現(xiàn)，無明顯賦集部位。

3.2.2 礦體圍巖與夾石

礦體的圍巖和夾石以片巖類和石英巖為主，也常見重晶石、白云石等，多為層片狀的噴氣沉積物，由于噴氣層發(fā)育，厚度較大，形成的礦體也厚大，夾層變化大但其頂?shù)装孱愃朴贠M礦床。礦與非礦的界線是以金屬元素的化學(xué)含量來劃分，往往其夾石的變化與礦體中類似，而圍巖可能有突變，與OM礦床中礦體不同的是頂?shù)装宓怪?，如礦體的底板附近有碎裂綠泥片巖和碳酸巖、或碳酸巖化的角礫巖出現(xiàn)，頂板以石英巖為主。礦體夾石往往連續(xù)有低品位的金屬元素與上下層礦體過渡，礦體的頂?shù)装褰缦廾黠@。

3.2.3 礦石質(zhì)量特征

礦石的礦物成分:與OM礦床類似，與OM礦床最大的不同是重晶石層厚大、礦化地段見有較明顯的磁(赤)鐵礦層。

礦石結(jié)構(gòu)、礦石構(gòu)造與OM礦區(qū)類似。

4 控礦因素及礦床成因分析

4.1 構(gòu)造特征

OM礦床的含礦噴氣層頂板和TE礦床的含礦噴氣層底板均見有構(gòu)造斷裂形成的角礫巖或碎裂巖(碳酸巖片巖、石英片巖等)，剪切特征明顯。為盆地邊緣的同生生長斷層，是含金屬流體的運(yùn)移通道(施俊法等，2010)，厚度為4～20 m不等，是一側(cè)屏蔽含礦氣液和淀積成礦的有利空間位置。兩個(gè)礦床的含礦層的對應(yīng)性顯示礦床是產(chǎn)于Ts倒轉(zhuǎn)向斜的兩翼，屬同一層位兩個(gè)同生斷層控礦的特點(diǎn)。

4.2 巖性特征

兩個(gè)礦床中最突出的巖性是透鏡狀的重晶石層，為串珠狀以薄層重晶石層相連，該重晶石層常含浸染狀黃銅礦，通?？梢姉l帶狀方鉛礦、少量閃鋅礦夾于其中。從地表礦體的東西走向方向看，鉛富集段都出現(xiàn)在厚大重晶石透鏡體的南側(cè)。Pb/Zn/Cu礦化組合在走向上和傾向上相伴，并與層狀鐵白云石碳酸鹽和重晶石單元有關(guān)。垂向上由下向上Cu-Zn-Pb-Ba(施俊法等，2010)。

4.3 礦體厚度特征

TE礦床噴氣帶礦體平均厚17.28 m(真厚)，OM礦床噴氣帶礦體平均厚4.22 m。兩者礦體厚度的差別可能是由于TE礦床鄰區(qū)同時(shí)碎屑物供給的稀釋所致。TE礦床噴氣帶含大量含碎斑長石黑云母石英碳酸巖片巖，這些巖石通常不含礦，而OM礦床則不發(fā)育該巖石。

4.4 礦物組合特征

伴隨鉛鋅礦體往往出現(xiàn)條帶狀含鐵建造，通常由層狀-浸染狀粗粒磁鐵礦組成，經(jīng)常伴有粗粒自形黃鐵礦立方體。但方鉛礦/閃鋅礦很少與鐵礦物相伴，僅出現(xiàn)在條帶狀含鐵建造夾其他巖石中。

綜上，桑格里倒轉(zhuǎn)向斜構(gòu)成的盆地兩側(cè)形成兩個(gè)重要的OM和TE礦床，可能與局部三級(jí)盆地(洼地)有關(guān)，礦床以鉛為主，伴有銅、鋅、銀。含硫化物的礦源層在沉積成巖期形成，伴隨同生斷裂活動(dòng)明顯，海底噴氣金屬流體運(yùn)移，一側(cè)屏蔽含礦氣液和淀積成礦(施俊法等，2010)。礦體受層位控制，噴氣層巖性為黑云母石英碳酸巖片巖、鐵白云石、重晶石層等，近礦圍巖見有明顯斷裂角礫巖、碎裂巖等。重晶石巖、鐵和錳的氧化物、鈣和鎂的碳酸鹽為噴氣化學(xué)沉積物。類比典型礦床有澳大利亞麥克阿瑟河、紐約州的巴爾馬特、中國的廠壩等，為產(chǎn)于大陸架的局部的裂陷盆地，礦化為單層結(jié)構(gòu)，屬同生礦床(芮宗瑤，1989)。因此成因定為與碳酸鹽巖有關(guān)的鉛鋅硫化物海底噴氣沉積礦床。

5 找礦潛力分析

5.1 找礦標(biāo)志

通過OM和TE兩個(gè)主礦床和外圍其它礦區(qū)(段)的地質(zhì)、構(gòu)造、礦床特征分析，認(rèn)為:

(1)二、三級(jí)盆地中，Nuot地層的頂部的云母石英片巖及白云巖為主的碳酸鹽巖、重晶石層是最重要的巖性標(biāo)志;而Nuot地層的底部以重晶石層為特征也是重要的巖性標(biāo)志。

(2)以擠壓、斷裂顯示一側(cè)生長斷層的角礫巖、碎裂巖等伴隨斷續(xù)石英脈的存在，是重要的構(gòu)造控礦部位。同生斷裂角礫巖是礦床的重要特征之一(程小久等，1995)。強(qiáng)應(yīng)變帶的角礫巖、碎裂巖與弱應(yīng)變域的圍巖界線分明，鉛鋅礦在此富集(鄒國慶，2006)。

(3)含礦巖系中往往出現(xiàn)含鐵層，表現(xiàn)為磁鐵礦或赤鐵礦的條紋條帶，有時(shí)為無磁性的鐵錳礦石。與重晶石層一起為近礦標(biāo)志。海底火山噴氣成因Pb-Zn-Ba-Cu-Ag-Fe多金屬礦床受同生斷裂的控制(程小久等，1995)。

(4)地表特征礦物孔雀石是直接的找礦標(biāo)志，此外，鉛華、鉛釩、膽釩等也是常見和易于識(shí)別的礦物。

(5)礦體的上盤蝕變見有絹云母化、綠泥石化、重晶石化和黃鐵礦化，延伸較遠(yuǎn)具有重要的指示意義，可作為找礦的指示標(biāo)志(Large，1992)。

5.2 找礦潛力預(yù)測

(1)OM礦床韻律性鐵白云石和方鉛礦(含少量閃鋅礦)噴氣層頂板可能與TE礦床底板配對，同樣在TE礦床主重晶石透鏡體層與OM礦床主重晶石單元相對應(yīng)。由此認(rèn)為礦床是產(chǎn)于桑格里倒轉(zhuǎn)向斜的兩翼，屬同一層位控礦的特點(diǎn)。兩者之間的層位對應(yīng)，底部或可相連，在此二級(jí)盆地中加大尋找三級(jí)盆地(洼地)具有較大的找礦潛力空間。

(2)OM和TE兩個(gè)礦床，目前礦床的走向和傾向延伸尚未完全控制，通過地質(zhì)和物探資料分析，如TE礦床的走向南延和深部傾向方向延伸，OM礦床的往南、往北東的深延等均是擴(kuò)大礦床規(guī)模的地段。

(3)礦田外圍的其他礦區(qū)(段)，為更大的一級(jí)盆地位置，如奧托隆瓦里向斜，前人曾經(jīng)試探打過1～2個(gè)鉆孔，含礦層位明顯，礦化情況有變化，由于以往工作程度低，如TW礦區(qū)銅礦(化)明顯、Zinc礦段有較明顯的鋅異常等，均列為今后工作的找礦有利地段。SEDEX型礦床是最重要的鉛鋅礦床類型，占世界超大型鉛鋅礦床的大部分(韓發(fā)等，1999)，值得進(jìn)一步工作。

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