F銅礦的地質(zhì)特征與成礦條件分析

張志猷

摘 要：F銅礦地處贊比亞銅帶省，為進(jìn)一步明晰找礦開(kāi)發(fā)前景，在對(duì)前人地質(zhì)資料整合研究、野外實(shí)地考察的基礎(chǔ)上對(duì)F銅礦進(jìn)行鉆探勘查，大致查明了F銅礦的地層、構(gòu)造、成礦原因、礦石品位、物質(zhì)成分等特征，總結(jié)成礦規(guī)律，并對(duì)礦芯進(jìn)行選礦樣采取和選礦試驗(yàn)，以期為找礦開(kāi)采工作提供可參考的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：F銅礦;成礦條件;價(jià)值

贊比亞的采礦業(yè)、農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)是贊比亞經(jīng)濟(jì)的三大支柱，采礦業(yè)主體是銅礦和鈷礦的開(kāi)采以及銅、鈷的冶煉。銅在贊比亞經(jīng)濟(jì)中占重要地位，國(guó)家外匯收入的80%都來(lái)自銅出口。贊比亞銅礦帶是世界著名的巨型銅礦帶，其銅鈷資源在世界上占據(jù)重要地位。銅帶省是贊比亞銅礦帶中非常重要的成礦區(qū)域，以層控型銅礦為主，F(xiàn)銅礦地處于此，經(jīng)往期地質(zhì)勘探顯示銅礦石儲(chǔ)量為600萬(wàn)噸（Cu品位1.0%），其資源量為6萬(wàn)噸金屬銅，屬于小型銅礦，銅礦石中酸溶性銅礦物礦占20-30%，70-80%為不能為酸溶解的銅礦物，主要原因是銅礦物主要賦存在云母和黏土類礦物中（有些資料稱為蛭石），屬于難熔型銅礦石類型，本次對(duì)F銅礦區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，采取選礦試驗(yàn)樣，得知F銅礦主要屬于氧化礦，礦石比重2.2左右，后續(xù)如果能解決選礦工藝問(wèn)題，該區(qū)具備一定的地質(zhì)勘探條件和開(kāi)發(fā)前景。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1）區(qū)域地層。贊比亞和扎伊爾銅礦帶的構(gòu)造活動(dòng)，主要受晚寒武世盧弗里安（Lufili～n）運(yùn)動(dòng)的影響。南北向擠壓形成了近東西向的復(fù)式褶皺構(gòu)造。在西部，受西北側(cè)基巴爾安（Kibaran）地塊和東北側(cè)的盧阿普拉（Luapula）地塊的影響。該構(gòu)造帶呈弧形彎曲，并被地塊的突出懸谷狀地質(zhì)體楔入，致使 褶皺呈弓形向上述兩個(gè)地塊的前沿彎曲?；坠诺匦翁卣骺刂茙r層分布的空間位置，被褶皺的巖層由加丹加群組成。贊比亞的卡弗背斜代表了盧弗里安運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的主要構(gòu)造型式。剝蝕作用使背斜兩翼的次級(jí)褶曲出露。目前銅礦帶各礦床就處在兩翼的次級(jí)構(gòu)造部位。最有意義的是分布在背斜兩翼的控礦構(gòu)造，與巖層走向一致，呈等距、帶狀展布，其間距約30km。這種明顯的構(gòu)造控礦形式使人受到啟發(fā)。從前在下羅安組巖層尋找銅礦，遭到很大的困難。在研究了羅安組巖層構(gòu)造之后，通過(guò)等距離原則，才不斷的發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的銅礦床

2）區(qū)域礦產(chǎn)分布。本礦區(qū)是贊比亞北部銅礦帶省重要的銅礦成礦帶之一，銅礦帶各礦床就處在卡弗背斜兩翼的次級(jí)構(gòu)造部位，在FIMPIMPA WEST向斜的西北5公里處有著名世界級(jí)的大型銅礦奇利拉幫布韋銅礦，西南10余公里處有著名的欽戈拉大型銅礦，西邊緊鄰一座正在露天開(kāi)采的大型銅礦KIRILA BOMWE“B”S.G等。該區(qū)具備良好的成礦地質(zhì)背景。

2 礦床地質(zhì)特征

1）礦床地層。F銅礦區(qū)位于FIMPIMPA WEST次級(jí)向斜的東南端。資料顯示出露的地層主要為：基地盧弗布系（Lufubu）的一套古老的花崗片麻巖、黑云母片麻巖。以及不整合上覆于古老基地之上的前寒武系Katanga 群的下羅安組的一套沉積巖系地層。礦區(qū)出露的地層有上羅安組（Yoan）、下羅安組（Lower Roan）;孔德龍古群（Kundelungu Group）以及第四系氧化堆積沉積物。該銅礦區(qū)屬于沉積型砂頁(yè)巖型銅礦類型，銅礦賦存在含礦巖系下羅安組（Roan）的一套沉積砂巖、粉砂巖、黑云母石英片巖、絹云母石英片巖、白云質(zhì)泥巖等地層中，礦體呈層狀產(chǎn)出，控礦圍巖為白云質(zhì)泥巖、白云質(zhì)粉砂巖、雜砂巖等。

2）礦床構(gòu)造。F銅礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造中皺構(gòu)造比較發(fā)育，其次為斷裂構(gòu)造，不是很發(fā)育。次級(jí)向斜：向斜軸走向南東約120°左右，向斜的兩翼陡傾，地層倒轉(zhuǎn)，層序基本一致，F(xiàn)銅礦就位于該向斜的核部及南西翼和北東翼，只是北東翼的地層的含礦性不如南西翼的穩(wěn)定，向斜的東南轉(zhuǎn)折翹起端含礦性較差。F銅礦區(qū)的斷裂構(gòu)造不發(fā)育。

3）圍巖蝕變。該地區(qū)巖石蝕變巖相屬于綠片巖相，蝕變類型為：硅化、白云母化、黑云母化、絹云母化、鈉長(zhǎng)石化、綠泥石化及碳酸鹽化等。Katanga組巖石顯示蝕變相稍低，為低黑云母相。蝕變類型：硅化、白云母化、碳酸鹽化、絹云母化，黑云母化、綠泥石化主要在頁(yè)巖層中出現(xiàn)。在礦體以及周邊圍巖中都出現(xiàn)的唯一蝕變類型是絹云母化。

4）礦化特征。F銅礦的主要成礦元素為銅，其他有益元素含量較低。銅礦體主要賦存在下羅安組的一套沉積雜砂巖、粉砂巖、泥巖等地層中，從本次鉆孔資料反映，在下羅安上組（E3）：頁(yè)巖、滑石片巖、黏土質(zhì)砂巖中基本沒(méi)有發(fā)現(xiàn)銅礦化，該組巖層構(gòu)成銅礦層的頂板。

礦化通常是在穿過(guò)下羅安中組（E2）地層頂板淺紅色砂巖后，在中細(xì)粒深灰色長(zhǎng)石石英砂巖開(kāi)始，下羅安中組地層頂部的淺紅色砂巖為礦化的標(biāo)志層。該層含礦巖石主要為白云質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖、雜砂巖，局部夾有灰色黑云母石英片巖、絹云母石英片巖。銅礦化界限不清，肉眼和放大鏡下無(wú)法看到銅礦物，野外判定銅礦化主要借助XRF快速分析儀測(cè)試。查閱以往地質(zhì)資料，也均沒(méi)有提到該銅礦體的具體銅礦化和銅礦物，有些資料認(rèn)為是含銅蛭石。認(rèn)為該類型的銅礦物以微細(xì)粒賦存與蛭石、黏土、高嶺土等礦物中，不利于選礦。屬于難選型銅礦石類型。

下羅安下組（E1）：巖石由石英砂巖、砂礫巖、砂礫質(zhì)石英巖組成，構(gòu)成了銅礦層的底板，向斜南翼巖層傾向北東，北翼傾向南西，不整合于盧弗布系復(fù)合巖基之上。

5）礦床成因。該區(qū)新元古代造山帶上地殼巖層序列的演化持續(xù)了約5億年。1000～700Ma期間，開(kāi)始發(fā)生板塊內(nèi)巖漿活動(dòng)和裂谷作用，880Ma 時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)加丹加超群的沉積作用，至765～735 Ma沉積形成羅安群，加丹加盆地亦由陸內(nèi)裂谷演變成原始大洋裂谷，750～600 Ma發(fā)生剛果克拉通和卡拉哈里克拉通的板塊會(huì)聚及俯沖，加丹加盆地發(fā)生倒轉(zhuǎn)，沉積形成恩古巴群，致使500Ma 的沉積作用結(jié)束。在贊比亞銅帶省與銅鈷礦化關(guān)系密切的地層均為羅安群，礦床明顯受地層層位控制。根據(jù)F銅礦的地質(zhì)特征可知該礦床屬同生沉積，后期熱液改造，表生氧化富集等作用復(fù)合成因類型。

6）找礦標(biāo)志。F銅礦的形成首先是受地層、巖性控制，加之后期熱流改造和表生氧化富集作用，成礦過(guò)程相對(duì)較簡(jiǎn)單，其找礦標(biāo)志也大體可歸納如下：（1）贊比亞銅帶省銅礦床基本產(chǎn)于下羅安組深灰色雜砂巖和淺紫色中細(xì)粒石英砂巖中，本區(qū)銅礦產(chǎn)于下羅安組深灰色中細(xì)粒雜砂巖和黑云母石英片巖中;（2）斷裂破碎帶有利于后期熱液改造作用，因此斷裂破碎帶附近應(yīng)該是尋找富礦體的有力部位;（3）土壤化探銅異常范圍大強(qiáng)度高的區(qū)域，預(yù)示深部應(yīng)該有盲礦體存在。

3 礦石品質(zhì)

F銅礦的主要成礦元素為銅，銅礦體主要賦存在下羅安組的一套沉積白云質(zhì)砂巖、粉砂巖、雜砂巖，局部夾黑云母石英片巖和絹云母石英片巖地層中，屬于典型的層控砂巖型銅礦床。主要礦石礦物為含銅蛭石（據(jù)贊比亞原始資料），由于本次勘探?jīng)]有做相關(guān)的巖礦鑒定和物相分析，逐步認(rèn)為銅礦石主要為氧化礦物和礦石中的黃褐色、淺綠色的云母密切相關(guān)。在礦區(qū)西部的鉆孔中見(jiàn)到部分孔雀石（Cu[CO3]（OH）2），褐鐵礦（Fe2+Fe3+O3）、而在其他鉆孔巖心中均未見(jiàn)到在肉眼下或放大鏡下見(jiàn)到銅的硫化物等銅礦物。礦石的主要結(jié)構(gòu)類型為非致密性的片狀集合體結(jié)構(gòu)，礦化沿裂隙面的云母（原資料介紹為含銅蛭石）匯集處礦化蝕變較發(fā)育，銅礦化也較強(qiáng)。

4 總結(jié)

本次勘探查明并分析研究F銅礦礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征，大致查明F銅礦礦體形態(tài)、分布，礦石成分，因選礦試驗(yàn)效果不理想，暫未對(duì)F銅礦進(jìn)行資源量估算，初步推測(cè)礦床資源量整體比前人資料略好;礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，埋藏淺，工程地質(zhì)條件好，適合于露天開(kāi)采，由于礦石類型屬于難選型，需要選礦工藝的技術(shù)突破;此次沒(méi)有對(duì)中東部地區(qū)的土壤化探異常區(qū)及其物探深部的低阻率高極化的地質(zhì)體進(jìn)行深部鉆探驗(yàn)證，資源以待后期進(jìn)一步勘探挖掘。