贊比亞銅礦帶控礦要素淺析

來源：絲路印象 2024-07-19 17:33:59 瀏覽：1643 收藏

    著名的贊比亞-剛果銅礦帶(中非成礦帶)集中了大多數(shù)世界級(jí)規(guī)模的砂巖型銅礦，是世界上最大的沉積型銅礦成礦帶。據(jù)初步估算，該帶內(nèi)已知銅、鈷金屬量分別為1.4億t和600萬t，銅資源量僅次于環(huán)太平洋成礦帶的南美安第斯山脈(以智利、秘魯為主)和北美(以美國西南部、墨西哥、加拿大為主)兩大銅產(chǎn)區(qū)。與后二者相比，贊比亞-剛果銅礦帶內(nèi)的銅礦床具有品位高、礦化均勻、金屬礦化分帶性好、礦體形態(tài)穩(wěn)定等特點(diǎn)。整個(gè)贊比亞-剛果銅礦帶從贊比亞銅帶省的恩多拉市，到西北省，再一直向北西延伸至剛果(金)境內(nèi)的盧本巴希和克羅維茲，總長度約500km，寬約80km。其中贊比亞境內(nèi)的銅礦帶長約150km，寬約50km，主要分布于銅帶省和西北省范圍內(nèi)。贊比亞銅礦帶內(nèi)分布有較多世界著名的大型-超大型銅礦床，這些銅礦床規(guī)模足以與世界上其他任何大型銅礦床相媲美，且因伴生有儲(chǔ)量巨大的鈷而聞名，因此，作為特定的礦床類型，贊比亞銅礦帶內(nèi)的銅礦床具有極高的工業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值和科學(xué)研究意義。中資企業(yè)在贊比亞銅礦帶內(nèi)開展地質(zhì)找礦勘查、采礦工作已有十多年歷史，對贊比亞銅礦帶內(nèi)的地質(zhì)成礦規(guī)律有了一定的研究和認(rèn)識(shí)。本文在前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合自己在贊比亞銅帶省和西北省的一線勘查工作，形成了一些初步的理論性總結(jié)。在前人的理論基礎(chǔ)上，總結(jié)贊比亞銅礦帶銅礦床的主要控礦要素，旨在拋磚引玉，為中資企業(yè)在贊比亞的地質(zhì)找礦工作提出建議。

    1、銅礦帶地質(zhì)概況

    贊比亞銅礦帶位于區(qū)域性的LufiliaN褶皺弧東南端(圖1)。LufiliaN褶皺弧東起安哥拉，經(jīng)剛果(金)的克羅維茲、FuNgurume和盧本巴希，再從Musoshi南部進(jìn)入贊比亞境內(nèi)并一直延續(xù)到剛果(金)的東南突出端。該弧全長約800km，是西部的KibaraN地塊與東部的BaNgweulu地塊之間的加丹加沉積地層由南向北推覆的結(jié)果。

圖１贊比亞銅礦帶區(qū)域位置簡圖

圖１贊比亞銅礦帶區(qū)域位置簡圖

贊比亞銅礦帶內(nèi)的主要地層為加丹加超群，該套沉積地層自下而上分別為下RoaN組、上RoaN組、木瓦夏(Mwashia)組、下孔德龍古(KuNdeluN-gu)組和上孔德龍古組。加丹加超群上覆于一個(gè)不規(guī)則的不整合面上，其下部為一套基底雜巖，該基底雜巖自下而上分別為LufuBu超群(片巖、片麻巖)、花崗巖和Muva超群(石英巖)(各巖層的接觸關(guān)系見圖2)。贊比亞銅礦帶內(nèi)主要的銅鈷礦化層位為下RoaN組泥質(zhì)板巖、頁巖，在上RoaN組地層中也可見到部分銅、鈷礦化，但不具有區(qū)域性和規(guī)模性。

圖２贊比亞銅礦帶地層剖面

                                                             圖２贊比亞銅礦帶地層剖面

    贊比亞銅礦帶內(nèi)出露的唯一酸性侵入巖為NchaNga紅色花崗巖，該巖體在銅帶省的ChiNgola地區(qū)有較多出露。鋯石測年結(jié)果顯示該類花崗巖的年齡超過1750Ma，表明其侵位早于加丹加超群，為基底穹隆的一部分。此外在西北省分布有規(guī)模較大的輝綠巖床，該基性侵入體侵位于加丹加超群中，與銅鈷礦化的內(nèi)在關(guān)系有待研究。

    由于LufiliaN褶皺弧的影響，贊比亞銅礦帶的主要構(gòu)造類型為向斜構(gòu)造，卡弗背斜是本區(qū)的主干構(gòu)造，該背斜從KiNseNda以南開始，其軸部從由加丹加超群構(gòu)成的東西向向斜下面露出，而后沿Kaf-ue河延伸。贊比亞銅礦帶內(nèi)主要的銅礦床均沿著Kafue背斜西翼分布。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，與大多數(shù)礦床的礦化作用關(guān)系不大。

    2、控礦要素

    與世界上其他重要銅礦帶相比，贊比亞銅礦帶具有獨(dú)特的控礦-成礦特征，可簡要概括為4個(gè)方面，即“盆”、“層”、“相”、“位”。

    (1)“盆”

    “盆”即沉積盆地。加丹加超群沉積盆地相當(dāng)于一個(gè)成礦金屬物質(zhì)的“聚寶盆”。有證據(jù)表明，銅、鈷的硫化物呈碎屑狀被水流從遠(yuǎn)處搬運(yùn)過來，完成了最初的盆地“儲(chǔ)礦”過程。在贊比亞銅礦帶，由加丹加超群構(gòu)成的2個(gè)主要的大盆地(內(nèi)部有若干各種形態(tài)的小盆地)，一個(gè)為LuaNshya地區(qū)的RoaN-Muliashi盆地(圖3)，圍繞該盆地產(chǎn)有LufuBu、Bal-uBa、Muliashi、RoaNANtelope等大型銅礦床。另一個(gè)盆地范圍更廣，該盆地沿Kalulushi南部，經(jīng)ChiBuluMa、NKaNa、ChaMBishi，繞至MiMBula、NchaNga、KariaBoMwe，然后經(jīng)Mufulira、Ndola、BwaNa、MKuBwa并延伸進(jìn)入剛果(圖3)，圍繞該盆地分布有諸多大型-特大型銅礦床，代表性礦床有NKaNa、ChaMBishi、MiNdola、NchaNga、Mufulira等銅礦床。

                                                        圖3 贊比亞銅礦帶主要盆地及典型銅礦床分布

    沉積盆地的形成過程和大型銅礦床的空間分布規(guī)律都表明，在贊比亞銅礦帶，沉積盆地是尋找沉積型銅礦的關(guān)鍵要素之一，而絕大多數(shù)大型銅礦床均賦存于沉積盆地的邊緣部位，因此在找礦勘查過程中，不妨運(yùn)用地球物理測深方法對沉積盆地的分布范圍、邊界、盆地厚度等重要信息進(jìn)行測量。

    (2)“層”

    “層”即含礦層位。贊比亞銅礦帶銅礦化的主要層位為下RoaN組。前人對帶內(nèi)的MKuMBa、ChaMBishi、ChiNgola等代表性大型-特大型銅礦床進(jìn)行了詳細(xì)的野外調(diào)查，結(jié)合鉆探和化學(xué)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MKuMBa銅礦區(qū)的下RoaN組長石石英砂巖、雜砂巖以及上RoaN組灰?guī)r的銅含量較低，多在1%以下；而下RoaN組灰黑色碳質(zhì)砂頁巖的銅含量較高，平均銅品位在2%左右，且礦化體寬度和厚度大，顯示出較強(qiáng)的銅礦化特征，為主要含礦層位。

    ChiNgola銅礦床下RoaN組的灰黑色碳質(zhì)砂頁巖是主要含礦層，其上部的長石石英巖、灰?guī)r，下部的石英巖、礫巖乃至Muva超群的黑云母片巖，銅含量均在0.5%以下；此外，ChaMBishi銅礦床也具有與上述類似的含礦差異性特征。然而，近年在西北省卡森帕地區(qū)希富瑪銅礦和卡瑪提克特鐵礦的勘查工作顯示，其礦化部位主要位于上RoaN組以上，目前普遍認(rèn)為該套礦化地層可能與北部剛果銅礦帶的推覆作用有關(guān)，因此只是局部特征，不具有廣泛的代表性。

    據(jù)此認(rèn)為，贊比亞銅礦帶的銅礦化受地層控制，由下至上的Muva超群、下RoaN組、上RoaN組等都或多或少有銅礦化，且下RoaN組，特別是下RoaN組的碳質(zhì)砂頁巖地層是該區(qū)主要的含礦層位。

    (3)“相”

    “相”即沉積相和礦物相。由于帶內(nèi)大的銅礦均產(chǎn)于沉積盆地邊緣，因此，其礦化必然與沉積盆地的沉積相有關(guān)，而特定的沉積相又具有其特定的礦物相。在贊比亞銅礦帶內(nèi)，最早的沉積物來自于古隆起、古潛山剝蝕形成的陸相山麓碎石堆積物、河谷漂礫和風(fēng)成砂，之后的海侵過程中形成了海岸水成沉積物，如海灘礫石、海灘砂和三角洲砂層及局部的生物礁石，朝海方向又過渡為細(xì)砂和軟泥沉積物。因此，從盆地外圍(海岸)—盆地邊緣(濱海)—盆地淺部(淺海)—盆地中心(深海)總體上存在著礫巖—粗屑巖—砂頁巖—泥巖的巖相變化規(guī)律，向盆地中心方向，巖石粒度逐漸變細(xì)，沉積地層逐漸變厚。

圖4 贊比亞銅礦帶礦物分帶示意圖

                                                     圖4 贊比亞銅礦帶礦物分帶示意圖

    伴隨著沉積相的變化，相對應(yīng)的礦物相也隨之變化，即從沉積盆地邊緣向中心方向，礦化地層的沉積環(huán)境由氧化環(huán)境逐漸過渡為還原環(huán)境，礦物相總體上出現(xiàn)無礦帶—輝銅礦化帶—斑銅礦化帶—黃銅礦化帶—黃鐵礦化帶變化的趨勢(正常構(gòu)造和沉積環(huán)境下如此，但若局部發(fā)生構(gòu)造推覆或出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)褶皺，則上述礦物相的分帶順序可能會(huì)倒過來，即黃鐵礦化帶反而出現(xiàn)于上部層位)(圖4)。因此，在野外的鉆探和巖心編錄工作中，要及時(shí)核查和分析巖石中的主要金屬礦物，以礦物相的變化推測沉積相的變化，進(jìn)而對鉆孔所處地區(qū)的含礦性前景作出判斷，而在此過程中，需要重點(diǎn)留意地層中是否存在斷層和褶皺構(gòu)造，若存在特殊的斷層、褶皺等對地層層序的影響，則須另當(dāng)別論，不能簡單地套用上述沉積相和礦物相分帶的規(guī)律性。

    (4)“位”

    “位”即礦床產(chǎn)出的空間位置。仔細(xì)觀察贊比亞銅礦帶地質(zhì)圖發(fā)現(xiàn)，從西北端的KaBoMpo到東南端的Kapiri，總體上呈近北西向線性排列分布著若干的基底隆起，這些隆起均由前加丹加期花崗巖和片麻巖組成，大小不一，多呈不規(guī)則圓形，即所謂的穹隆構(gòu)造。而在這些穹隆邊部，常保留有近乎完整的下RoaN組沉積環(huán)帶，即前人所說的“海岸線”。

    穹隆內(nèi)部基本不具有理想的銅礦化，且在一些地方，花崗巖穹隆及其上面的巨大生物藻礁可構(gòu)成無礦間隔。而在穹隆向海一側(cè)的下RoaN組地層中往往具有銅礦化，例如ChiNgola、MiMBula、ChaMBishi、Ita-wa、Mufulira等銅礦都分布于距穹隆不遠(yuǎn)的部位，前人曾給出一個(gè)概略性的距離，即銅礦多產(chǎn)于距穹隆向海一側(cè)10km的沉積地層中，因?yàn)槿绻嚯x穹隆太遠(yuǎn)，基底的剝蝕產(chǎn)物無法被有效搬運(yùn)，不能夠形成足夠的成礦“物源”。

    此外，值得注意的是，如果基底隆起的形狀不規(guī)則，可在局部地區(qū)形成大小不一的海灣或?yàn)a湖，在這種環(huán)境下，海水動(dòng)蕩相對更小，沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，同時(shí)可接受更大范圍基底剝蝕出來的巖屑物質(zhì)，因而可能更有利于銅礦床的形成。因此，基底隆起(穹隆)不僅為銅礦床的形成提供了“物源”，而且在一定程度上也控制著銅礦床的產(chǎn)出位置。

    3、結(jié)語

    沉積盆地、下RoaN組地層、沉積相、基底隆起都不同程度地對贊比亞銅礦帶銅礦床的形成和分布起著控制作用，因此在勘查工作中，不僅要查明盆地、穹隆的大小、分布范圍、形態(tài)特征，還要綜合分析沉積相和礦物相的變化規(guī)律。然而，由于地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性和對地質(zhì)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的多解性，往往還需要對特定的地質(zhì)問題作出大膽的推測和想像，綜合考慮各種構(gòu)造作用特別是褶皺對地層的影響，靈活運(yùn)用地質(zhì)理論并做到具體問題具體分析，只有這樣，才有可能實(shí)現(xiàn)找礦的突破，為一線的生產(chǎn)工作提供理論指導(dǎo)。

    以上內(nèi)容摘自絲路印象海外事業(yè)部(www.miottimo.com)搜集整理，若轉(zhuǎn)載，請注明出處。