贊比亞銅礦帶地質(zhì)特征及控礦因素分析

周 聰

（中礦資源勘探股份有限公司，北京 100089）

中非銅礦帶是世界上最主要的沉積型銅-鈷礦成礦帶之一,它從剛果（金）的東南部延伸到贊比亞的北部，整體走向北西，向北東弧形突出，長(zhǎng)近700km、寬約150km，該帶內(nèi)已知礦床銅資源總量為14000萬噸，伴生的鈷資源總量為600萬噸[1]。

中非銅礦帶在贊比亞境內(nèi)延伸的部分稱為贊比亞銅礦帶，長(zhǎng)約150Km，寬約50Km，主要分布在銅帶省和西北省范圍內(nèi)，帶內(nèi)分布有穆富利拉、恩昌加、謙比希等一系列世界著名的大型-超大型銅礦床。本文在前人的研究基礎(chǔ)上對(duì)贊比亞銅礦帶的地質(zhì)特征和控礦因素作了簡(jiǎn)要分析，希望能對(duì)中資企業(yè)在該帶內(nèi)的勘查活動(dòng)提供參考。

1 大地構(gòu)造背景

中元古代晚期中非剛果克拉通的裂解，形成了介于北部班韋盧地塊與南部贊比亞地塊之間的裂谷帶，在元古代未期（約6.5億年）裂谷回返消失，形成了遍及全區(qū)的盧費(fèi)利安造山運(yùn)動(dòng)，受南北相向擠壓的同時(shí)伴有東北側(cè)班韋烏盧地塊向南西斜移，西北側(cè)剛果克拉通向北東斜移，從而形成了盧費(fèi)利安弧形構(gòu)造帶向北東弓形彎曲。

該弧形構(gòu)造帶由外弧向內(nèi)弧分為外褶皺推覆帶、穹隆區(qū)、復(fù)向斜帶和加丹加高地[2]，贊比亞銅礦帶位于弧形構(gòu)造帶東端的穹隆區(qū)。

2 礦帶地質(zhì)特征

2.1 地層

帶內(nèi)地層由基底雜巖和不整合其上的蓋層組成?；纂s巖包括強(qiáng)烈褶皺的盧富布群片巖、石英巖、片麻巖和不整合其上的穆瓦群石英巖和片巖，普遍發(fā)育低品位銅礦化。蓋層為加丹加超群，它自下而上分為上羅恩亞群、下羅恩亞群、穆瓦夏亞群和孔德龍古群。下羅恩亞群厚約1000m，是贊比亞銅礦帶內(nèi)銅鈷礦主含礦層，為典型的濱海相沉積，巖系自下而上由礫巖、砂巖、頁巖、石英巖、泥巖、石灰?guī)r、白云巖等組成，是一套多韻律組合的海進(jìn)層序；上羅恩亞群厚500m～800m，以白云巖為主，夾有泥質(zhì)巖，其次有粉砂巖、泥巖、灰?guī)r等。穆瓦夏亞群厚度可達(dá)600m，主要由頁巖和白云巖互層組成，底部發(fā)育礫巖層，頁巖通常為炭質(zhì)頁巖，具黃鐵礦化?？椎慢埞湃簬r層厚約1000m，由冰磧礫巖、石灰?guī)r和頁巖組成。

2.2 構(gòu)造

經(jīng)盧費(fèi)利安造山運(yùn)動(dòng)之后，在弧形構(gòu)造帶的穹隆區(qū)形成了贊比亞銅礦帶的主干構(gòu)造-卡富埃背斜，背斜軸走向北西，背斜南西翼為贊比亞銅礦帶主體，受背斜影響，在其南西翼由北西至南東，形成了恩昌加、謙比西和盧安夏三個(gè)側(cè)列的聚礦和成礦盆地。

這三個(gè)盆地是贊比亞銅礦帶的聚寶盆，銅帶省的幾個(gè)大礦都產(chǎn)于這三個(gè)盆地內(nèi)或邊緣。穹隆區(qū)走滑斷層主要發(fā)育在基底內(nèi)部,常形成剪切帶。逆斷層發(fā)育在穹隆區(qū)北側(cè)和穹隆區(qū)與復(fù)向斜帶交界部位,多為小型斷層,除恩卡納地區(qū)敏多拉河下游被基性巖墻充填的斷層、恩卡納露天采坑的主斷層、恩昌加礦被煌斑巖充填的斷層外,其它斷層對(duì)礦層影響程度較小。

2.3 巖漿巖

帶內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，在基底中局部有花崗巖的侵入，如欽戈拉地區(qū)恩昌加紅色花崗巖（883±10Ma），它的侵入早于加丹加超群的形成；輝長(zhǎng)巖巖床和煌斑巖普遍發(fā)育在加丹加超群的上羅恩亞群至穆瓦夏亞群地層中，具有由于多次侵入特征，侵入年代約為760±5Ma，煌斑巖在恩昌加、孔科拉和敏多拉銅礦中皆有發(fā)育。

2.4 變質(zhì)作用

帶中的巖石在盧費(fèi)里安造山運(yùn)動(dòng)過程中遭受了區(qū)域變質(zhì)作用，贊比亞銅帶省內(nèi)，東部為淺變質(zhì)綠片巖相；南部為中-淺變質(zhì)綠簾石-角閃巖相。加丹加超群巖石中的變質(zhì)礦物主要是黑云母、綠泥石、透閃石、滑石、絹云母和鈉長(zhǎng)石，其中的泥質(zhì)巖變質(zhì)成泥質(zhì)板巖，頁巖變質(zhì)成為云母片巖。區(qū)域變質(zhì)作用促進(jìn)了下羅恩亞群含礦地層中銅的富集成礦。基底雜巖遭受退變質(zhì)作用，出現(xiàn)少量的藍(lán)晶石、方柱石等礦物。在基底盧富布群和穆瓦群巖層中粘土質(zhì)多變?yōu)榘自颇浮⒔佋颇傅茸冑|(zhì)礦物。

3 礦帶內(nèi)礦床類型及分布規(guī)律

3.1 沉積型銅礦

是礦帶內(nèi)最主要的礦床類型，位于弧形構(gòu)造帶穹隆區(qū)，分布于卡富埃背斜兩翼的構(gòu)造中，構(gòu)成兩條近平行的次級(jí)礦帶，礦床規(guī)模大，常伴有鈷，銅平均品位為2%-3%，背斜南西翼分布有孔科拉銅礦、恩昌加銅礦、謙比希銅礦、齊布盧馬銅礦和盧安夏銅礦等大型、超大型銅礦；背斜北東翼有穆富里拉銅礦、恩多拉銅礦和布瓦納庫布瓦銅礦等大中型銅礦。

背斜南西翼礦體產(chǎn)于加丹加超群下羅恩亞群的頁巖中，北東翼礦體產(chǎn)于加丹加超群下羅恩亞群的砂巖中。兩翼礦體主要呈層狀、似層狀產(chǎn)出，受下羅恩亞群地層控制較明顯，與圍巖整合接觸，礦體穩(wěn)定性和連續(xù)性較好。礦石礦物主要有黃銅礦、斑銅礦、硫鈷銅礦等，呈浸染狀、斑點(diǎn)狀、條帶狀、團(tuán)塊狀分布于含礦砂頁巖中。礦床因受沉積古地理環(huán)境影響，礦物在橫向和垂向上具有分帶性。在成礦后期，礦床普遍遭受到變質(zhì)作用以及熱液的改造作用，使得礦體中部分元素活化并重新富集形成富礦。

3.2 熱液脈型銅礦

分布于弧形構(gòu)造帶的穹隆區(qū)，礦床規(guī)模小，礦體呈脈狀充填在基底片巖、片麻巖中。代表性礦床為銅帶省的桑巴銅礦，它位于卡富埃背斜西南翼恩昌加隆起的西南側(cè)。含礦片巖上盤為石英二長(zhǎng)巖，下盤為花崗閃長(zhǎng)斑巖。主要礦石礦物為黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦，可見少量輝鉬礦脈，銅平均品位為1.67%，礦化呈細(xì)脈狀、脈狀和浸染狀。該類礦化與巖漿活動(dòng)有關(guān)。

3.3 變質(zhì)熱液型銅礦

分布于弧形構(gòu)造帶的穹隆區(qū)，礦床規(guī)模較大，但品位較低，礦體以方解石石英脈的形式產(chǎn)于基底至加丹加超群巖石中，礦脈明顯切割圍巖，主要礦石礦物為黃銅礦、黝銅礦。代表性礦床為西北省索羅韋茲穹隆北側(cè)的坎桑希銅－金礦，銅平均品位0.81%，金品位0.13g/t，含輝鉬礦化。輝鉬礦年齡顯示該礦床的形成晚于礦帶內(nèi)沉積型銅礦，表明它是由后期變質(zhì)熱液成礦。

4 礦帶控礦因素

4.1 地層控礦

沉積型銅礦受地層控制比較明顯，礦體主要產(chǎn)于加丹加超群下羅恩亞群的砂頁巖中，成礦作用與圍巖沉積成巖幾乎同時(shí)發(fā)生，礦體呈層狀、似層狀與圍巖整合接觸，礦體穩(wěn)定性和連續(xù)性好，走向與圍巖一致。地層對(duì)熱液脈型銅礦和變質(zhì)熱液型銅礦的控礦作用不明顯。

4.2 巖相和古地理環(huán)境控礦

巖相和古地理環(huán)境對(duì)沉積型銅礦的控制顯著，賦礦的下羅恩亞群地層富含方解石、白云石類碳酸巖礦物和硬石膏、石膏類硫酸鹽礦物，并且盆地周圍有濱海生物礁出現(xiàn)，這些特征都表明了當(dāng)時(shí)的沉積古環(huán)境為熱帶低緯度蒸發(fā)作用較強(qiáng)的陸源濱淺海環(huán)境。礦帶內(nèi)的各個(gè)盆地成為了半封閉的瀉湖，為成礦提供了穩(wěn)定有利的環(huán)境。巖相和古地理環(huán)境對(duì)熱液脈型銅礦和變質(zhì)熱液型銅礦的控礦作用不明顯。

4.3 構(gòu)造控礦

沉積型銅礦含礦巖系總體呈北西-南東向的狹長(zhǎng)帶狀展布，受狹長(zhǎng)塹溝系統(tǒng)控制。含礦巖系橫向變化十分顯著，明顯受塹溝內(nèi)次級(jí)盆地的控制，在沉積盆地內(nèi)側(cè)含礦巖系厚度巨大，沉積盆地邊緣含礦巖系變薄以至尖滅。含礦巖系在整個(gè)含礦帶中呈斷續(xù)鏈狀分布，表明在塹溝系中被若干個(gè)溝內(nèi)隆起隔開。

成礦后含礦巖系遭受褶皺，發(fā)生一系列與塹溝走向一致的不對(duì)稱褶皺及其有關(guān)的逆沖推覆斷裂，致使含礦巖系發(fā)生倒轉(zhuǎn)，受后期構(gòu)造作用改造在構(gòu)造虛脫部位變厚變富。熱液脈型銅礦和變質(zhì)熱液型銅礦受基底斷裂系統(tǒng)控制，巖漿熱液和變質(zhì)熱液沿?cái)嗔褲B透上升，與巖石發(fā)生反應(yīng)，使得成礦元素活化遷移并在合適的構(gòu)造和巖性部位形成礦床。