赞比亚沉积型铜(－钴)矿地质及未来矿业展望

张东红，肖 波，张 璨

(1.北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083;2.中国有色矿业集团有限公司中色非洲矿业有限公司，赞比亚基特韦 POX.22592;3.中国有色矿业集团有限公司，北京 100029;4.中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029)

1 前言

沉积型铜矿产在沉积岩或沉积变质岩中，矿体产状受地层严格控制的(顺层或不顺层)，是成矿时代与地层时代一致或稍晚的、非岩浆热液作用的一类层控铜矿床，也称为砂岩铜矿、页岩铜矿等(Bates et al.，1987;Cox et al.，2003;华仁民，1995)。

沉积型铜矿是主要的铜矿工业类型之一，全球范围内，该类型铜矿的含矿地层时代集中在新元古代、二叠纪和古元古代，其中新远古代最为发育;矿床主要分布在古老克拉通周围及裂谷构造背景中(华仁民，1989)(图1)，其中最典型的成矿盆地有:西伯利亚的古元古代Kodaro－Udokan盆地、中部非洲的新元古代加丹加(Katangan)盆地和欧洲的二叠纪Kupferschiefer盆地。我国最典型的沉积型铜矿是云南东川铜矿(华仁民，1989;高坪仙，1996;何毅特，1996)。(2003)统计全球有785个沉积型铜矿，其中却包含了全球约30%的铜和13%的银(Singer，1995)和50%的钴(Brown，1997)资源。近年来，沉积型铜矿的铜产量约占全球铜产量的25%和钴产量的80%，其中钴最主要产自中部非洲赞比亚和刚果(金)。

本文在收集已有资料和整理实际材料的基础上，通过对典型矿床－谦比希铜矿(Chambishi)地质特征、成岩－成矿环境的详细解剖研究，介绍赞比亚的铜－钴矿资源情况、开发利用现状及未来展望。

2 中非铜(－钴)矿带成矿地质背景

中非铜(－钴)矿带是世界上典型的、最重要的沉积型铜－钴矿成矿带之一，主要分布在赞比亚铜带省和刚果(金)加丹加省，含矿地层为新元古代加丹加超群的罗恩组;由于后期碰撞造山作用，地层呈明显的褶皱和逆冲构造，形成著名的卢富里安弧形构造带(Lufilian Arc)。该成矿带在赞比亚境内呈北－北西走向，进入刚果(金)后走向转为北西向;整体延伸近700km，宽度约150km(图2)。

图1 全球主要沉积型铜矿分布示意图(据 Brown，1997;Hitzman et al.，2010 修改)Fig.1 Map showing distribution of the sedimentary rock－hosted stratiform copper deposits all(modified after Brown，1997;Hitzman et al.，2010)over the world

加丹加超群总厚度约5～10km，地层序列从上到下分为:孔德龙组(Kundelungu)、穆瓦夏组(Mwashia)和罗恩组(Roan)(图2)。孔德龙组地层岩性为代表性的陆壳碎屑沉积岩，为沉积盆地闭合、造山作用的产物。穆瓦夏组岩性包括白云质砂岩、硅质砂岩和页岩。罗恩组岩性主要为硅质砂页岩和碳酸盐岩，包括下罗恩组(Lower Roan)和上罗恩组(Upper Roan)。基底为卢福布系(Lufubu)片岩、石英岩、片麻岩、变质花岗岩和穆瓦系(Muva)石英云母片岩。最近的分析研究表明，罗恩组地层的沉积年龄为880 ～735Ma(Kampunzu et al.，2009)。

中非铜(－钴)矿带中包含了世界上可采钴资源的50%以上和众多世界级铜－钴矿床，例如克鲁维兹(Kolwezi)、腾凯 －丰钴鲁梅(Tenke－Fungurume)、孔科拉(Konkola)、恩昌加(Nchanga)、恩卡纳(Nkana)、穆富里拉(Mufulira)等，这些矿床单个的金属量均达1000万t以上。Freeman(1986)年估算，中非铜(－钴)矿带含有约4.9×109t，平均品位3.37%的高品位铜矿;如果按铜品位1%计算，整个中非铜(－钴)矿带中含有约2亿t铜矿资源。矿床的矿化特征为顺层产出的浸染状、条带状含铜－钴硫化物(黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、硫铜钴矿、方硫钴矿等)，含矿岩性以黑色含碳砂页岩、白云质泥质岩为主，少量为砂砾岩。

该矿带自从19世纪晚期被发现以来，经过20世纪50至90年代的详细研究，地质学家提出了多种成矿理论:

(1)同生理论(syngenetic):成矿作用和成岩作用几乎同时发生。20世纪80年代盛极一时的“裂谷成矿模式”(Unrug，1988;李志锋，1992)以及华仁民(1995)提出的“沉积－成岩模式”所持的也是同生理论观点。(2)后生理论(epigenetic):认为成矿作用是发生在沉积地层沉积之后的成岩过程，成矿热液流体和成矿元素来源于深部岩浆岩的侵位。但是年代学研究证明基底岩浆岩成岩时代明显早于含矿地层的成岩时代(Sweeney et al.，1994)。(3)多期理论(diagenetic):认为至少具有2期矿化作用，早期为同沉积矿化，后期为热液流体混合形成的矿化。

学术界主流观点还是认为，中非铜(－钴)矿成因属同生理论，部分矿床经历了后期成岩和变质作用的改造。该成矿带中巨量的成矿金属最有可能来源加丹加超群之前的陆壳岩石(Sweeney et al.，1991;Sweeney et al.，1994;华仁民，1995)，尤其是古元古代的低品位“斑岩型铜矿”，例如津巴布韦克拉通上的太古代Bangweulu矿床和其他铜－钴－镍矿床/矿化体(Hitzman et al.，2010)。

近年，矿相学、硫化物S同位素、硫化物Re－Os年代学、沥青铀矿U－Pb年代学等研究越来越清楚地表明，中非铜(－钴)矿带具有多期次、长时间的成矿过程，绝大数矿床中硫化物与含矿岩石是同时形成的，少量硫化物形成在后期变质作用时期;但是在坎桑希(Kansanshi)和科普希(Kipushi)矿床中，后期变质期的硫化物占多数。原位微区硫同位素的应用，揭示了某些矿床(如恩昌加铜矿)中共生的硫化物之间具有明显差异的、不平衡的硫同位素组成，暗示矿床中硫化物的形成具有多期次特征，以及存在不同性质含矿流体的混合作用(McGowan et al.，2003)。同生沉积成矿过程中，硫化物的成矿温度约为130 ～270℃之间(Greyling et al.，2005)，或者更低(＜100℃，Sweeney et al.，1994)。

通过对罗恩组下伏的恩昌加红色花岗岩(Nchanga Red Granite)锆石U－Pb年龄的测试，可推测罗恩组最早的沉积年龄不应早于883±10Ma(Armstrong et al.，2005)，该花岗岩体之上直接与下罗恩组底部砾岩不整合接触。刚果(金)境内利卡西市附近的穆瓦夏组中火山岩的年龄(约760Ma，Rainaud et al.，2005)、赞比亚西北部穆瓦夏组地层中基性火山岩年龄(765 ～735Ma，Key et al.，2001)等限定了罗恩组地层最晚的沉积年龄，因此整个罗恩组地层的形成可能经历了＞100Ma的时间跨度。

图2 中非铜(－钴)矿带主要Cu－Co矿分布图(据Cailteux et al.，2005修改)Fig.2 Locations of the main stratiform Cu －Co deposits in the central African Copperbelt(modified after Cailteux et al.，2005)

3 谦比希铜矿地质特征

著名的谦比希－恩卡纳成矿盆地位于赞比亚铜带省中北部(图2)，卡富埃(Kafue)背斜西翼中部，形态上呈纺锤状，北西向展布，西南方向开口;盆地四周为基底花岗岩和穆瓦系片岩和石英岩，内部为加丹加超群沉积地层，主要出露地层从盆地边缘往内依次:下罗恩组、上罗恩组、辉长岩岩床、穆瓦夏组和孔德龙古组(图3)。

从南到北，盆地内依次发育有三个巨型沉积型铜－钴矿床:齐布卢玛矿(Chibuluma)(南矿、东矿、西矿)、恩卡纳铜矿(敏多拉矿体、中央矿体和南矿体)、谦比希铜矿(主矿体、西矿体和东南矿区);此外在盆地的西缘发育有姆万巴西(Mwambashi)、皮坦达(Pitanda)等几个小型铜矿(图3)。

3.1 矿区地层特征

谦比希铜矿是赞比亚铜带省(Copperbelt Province)上典型矿床之一，也是目前我国企业在中南部非洲开发利用的最大铜矿;谦比希铜矿区的3个矿体(区)－主矿体、西矿体和东南矿区，分别被基底“古代山”(Palaeohill)、基底隆起(Basement Palaeohigh)或滨海生物礁分割(图3)，古代山或基底隆起指在成矿盆地内部含矿砂页岩沉积时，该部位为地势相对隆起的区域，表现为含矿板岩或生物礁白云岩直接覆盖在基底花岗岩或基底砾岩之上。

谦比希铜矿的矿体均赋存在同一含矿层位－下罗恩组底部泥质页岩中(含矿页岩，Ore Shale);但是在西矿体和东南矿体的局部，含矿页岩下覆的底盘砾岩中也发育有明显的矿化现象。矿体形态受含矿地层的控制，而含矿地层的产状又严格受古沉积基底形态、古地理环境及后期构造变形控制。

图3 谦比希－恩卡纳盆地地质图Fig.3 Geological map of the Chambishi－ Nkana basin，Zambia

谦比希铜矿区内地质单元有两个:基底和上覆的加丹加超群沉积盖层，代表性地层序列特征如图4所示。

上罗恩组地层主要为一套巨厚的白云质含蒸发盐岩的浅海相地层，以含有大量的硬石膏(CaSO4)为特征，其底部的燧石白云岩为上罗恩组与下罗恩组地层分界的标志层位。燧石白云岩以下，过渡到下罗恩组的上部石英岩。实际找矿钻探工作中，该燧石白云岩层也是重要的找矿标志层之一。

下罗恩组地层直接与基底呈不整合接触。下罗恩组地层岩性从下部往上，表现出粗砾岩→砂岩→砾岩→泥岩→砂泥互层的岩性变化特征，说明下罗恩组地层的沉积环境由早到晚，可能经历了陆缘→浅海→深海→半深海环境，并且上部的砂泥互层表明多次海侵和海退过程;同时成岩－成矿环境经历了氧化→还原→半氧化的变化过程，而硫化物集中沉淀在深水还原条件下。上罗恩组地层，代表典型的热带低纬度地区半浅海沉积环境。后期的辉长岩(760±5 Ma，Key et al.，2001)侵入到上罗恩组地层中。

整个谦比希铜矿区，地层的连续性和完整性非常好。几乎所有钻孔在推测的深度都能见到相应的地层层序，各岩性段在空间上连续，只是不同部位厚度有所变化。找矿钻探过程中，注意检查和对照岩性层位，就可以判断和估计下部地层岩性以及预期钻探结果。受到后期区域变质作用，谦比希铜矿的地层普遍发生明显的绿片岩相变质作用，下罗恩组的泥质白云岩局部变质为透闪石角岩;但变质作用未对原生金属矿化有明显的改造。谦比希铜矿的下罗恩组含矿页岩(LOS)进一步可划分为三部分，即底板片岩、泥质板岩矿体和顶板矿化泥质板岩。矿体的直接顶板为矿化泥质板岩，只是品位稍低(＜1%)。

3.2 矿床地质特征

3.2.1 谦比希主矿体

图4 赞比亚谦比希铜矿地层柱状图Fig.4 Stratigraphic sequence of the Chambishi Cu deposit，Zambia

谦比希主矿体和西矿体赋存在基底古代山丘间的盆地中，地表浅部两者之间被一基底古代山(Paleohill)分割，深部矿体连成一体。谦比希主矿体沿走向长2000～2400 m，厚度为2.1 ～18.2m，平均厚度为8m。矿体延深从地表附近至900 m以下，深部1700 m处还没有封闭，并且878m以上范围内生产过程没有发现“天窗”，矿体稳定性和连续性非常好;主矿体浅部(400m以上)矿体倾角较缓(30～40°)，并且地层发育明显的褶皱构造;沿地层倾向，矿体产状逐渐变陡，深部(900m)倾角达约80°。历史上，露天开采的对象就是地表浅部由于受褶皱构造改造的厚大矿体(图5)。矿体的全铜品位一般在2%～4%。矿体的直接顶板为矿化泥质板岩。黄铜矿和斑铜矿以浸染状存在于岩石中，或沿层面、节理面出现。铜矿物有时与石英、硫酸盐和碳酸盐矿物一起形成小的眼球状结核。覆盖于矿化泥质板岩之上的是石英岩与泥质板岩互层。

3.2.2 谦比希西矿体

谦比希西矿体，出露在基底古代山的西缘，是主矿体向西尖灭再现的部分，矿体沿走向长1400～2100m，真厚度平均7.36m，矿体厚度变化系数为62%。矿体东部和中下部厚度较大，西部厚度相对较小为3～4m。矿体的直接底板为下盘砾岩，“古代山”附近的直接底板为基底花岗岩。下盘围岩还包括泥质石英岩、卵石砾岩、长石石英岩、底部砾岩等。矿体下部，不仅含斑铜矿，还含黄铜矿，向上黄铁矿占主导地位。并且在西矿体东端下盘，与基底岩层的接触处，还发育有一个呈透镜状的底盘矿体，产状与西矿体近乎一致，走向长约400 m，含矿围岩为底砾岩和长石石英砂岩，含铜矿物主要为斑铜矿和黄铜矿，其比例约为6∶4，全铜品位达4.22%。

西矿体地表浅部发育有次生氧化带，氧化淋滤作用深度达90 m，氧化带铜品位2% ～3%，主要矿物为孔雀石、硅孔雀石等，含有铜、钴、铁元素，含量较高。下罗恩组顶板围岩向上，或者说主要矿层以上，岩性逐渐变为以白云岩为主的上罗恩组岩层，其中有厚层辉长岩呈岩床状侵入。现有的探矿工程已证实矿体延伸从地表至600m以下，深部没有封闭;对照主矿体含矿地层延伸情况，西矿体在深部极有可能也延伸到1000m以下。

3.2.3 谦比希东南矿区

谦比希东南矿区位于已建成的谦比希铜矿主－西矿体的东南方向约7km处，两者之间的地质情况还不清楚。东南矿区东西长6km，南北宽5km，面积30km2。

东南矿区最早发现于1903年，随后100多年间，找矿进展都不大，前人根据少量稀疏钻孔大概圈定出两个矿体(N1、和 S矿体)和一个找矿靶区(N2)。2009年开始，中色非洲矿业公司在详细收集前人资料基础上，开展了对东南矿区的普查工作，现已查明东南矿区原N1、N2和 S为同一成矿地质单元，矿体赋存在同一含矿层位中，已经证实3个矿体是相连的。依据矿化类型和矿体特征，目前东南矿体已重新划分为Ⅰ号矿体(即原来的N1和S矿体)和Ⅱ号矿体(即N2，又分为Ⅱ－1和Ⅱ－2上下两层)(图6)。其中Ⅰ号矿体北部(原N1矿体)的控制程度最高，已达详查程度。整个东南矿区已探获总矿石量(332+333+334)14797万t，铜金属量约300万t，铜平均品位2.0%;钴金属量约15万t，钴平均品位0.1%。

东南矿区矿体呈层状、似层状，明显受下罗恩组地层控制，与围岩整合接触，而矿体及含矿地层的产状随基底地形的起伏而变化，整体走向北西(图7)。Ⅰ号矿体沿走向长6900多 m，沿倾向宽300～2100m，矿体铅垂厚度1～24m，平均铅垂厚度约8m，平均含铜品位2.09%。矿体整体上呈北西－南东向展布，与下罗恩组地层走向大体一致，倾向南西;在走向上，矿体呈波状起伏，中部最低，往北西和东南整体上逐渐上扬。矿体埋藏深度为480～1300m，上盘围岩主要为一套以泥质石英岩为主夹少量泥质岩的浅变质岩层，岩石结构致密、坚硬、稳定、完整;下盘围岩为下盘砾岩和下盘石英岩。Ⅱ号矿体分上下两层矿，两层矿之间有一厚为4～15m弱矿化带。矿体走向北西，倾向南西，倾角缓。上层矿Ⅱ －1矿体沿走向长1250m，沿倾向宽250～850m，厚度1.6～4m，平均铜品位1.9%。下层矿Ⅱ－2矿体沿走向长1280m，沿倾向宽110～950m，厚度2.9 ～10.6m，平均铜品位2.1%。

3.3 矿化特征

谦比希铜矿内的围岩矿化－蚀变主要有黄铁矿化、黄铜矿化、黑云母化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和硅化等。含矿页岩中，硫化物都以细条带状、纹层状、浸染状，沿地层层面、节理面产出(图7AD)，几乎很少有穿层的矿化现象，在地下采矿坑道中偶尔能见到宽约20～50cm的石英±硬石膏+黄铁矿+黄铜矿脉，但往往都离矿体较远。矿体下盘的砂岩和砾岩中局部出现团斑状、稀疏浸染状的矿化(图7E、F)。

图7 谦比希铜矿典型矿石照片Fig.7 Photos of typical ores from Chambishi Cu deposit

主要的矿石矿物有黄铜矿、斑铜矿;次要矿石矿物有自然铜、辉铜矿、黄铁矿、硫铜钴矿、蓝铜矿、孔雀石、假孔雀石、赤铜矿。主要的脉石矿物有白云石、方解石、云母、石英、长石和电气石。矿石特征具有铜带省沉积型铜矿床的典型特征，含铜硫化物多沿层理面富集(图8)。矿化特征表明，谦比希铜矿的成矿作用和成岩作用几乎同时发生，符合“同生理论”的成因模式。

4 谦比希铜矿成岩－成矿环境分析

通过对谦比希铜矿进行详细的解剖研究和分析，本文试图建立和还原谦比希－恩卡纳沉积盆地的成岩－成矿古沉积环境，分析矿床成矿过程。

图8 谦比希东南矿区岩相分析剖面图Fig.8 Lithologic facies section of the southeastern Chambishi ore district

谦比希铜矿含矿岩层表现为一个包括含矿页岩在内的陆缘浅海相沉积带状平面分布。主矿体东部，含矿页岩中砂质成分较高。在未超覆基底的地段，与上、下层位的砂岩界限不清;地层延伸向西，含矿页岩覆盖于厚度较大的底板岩层之上，向上变为厚层含碳质黄铁矿化页岩;说明主矿体内部从东到西，古沉积环境表现出由浅到深的变化。下罗恩组地层直接与基底呈不整合接触，地层岩性从下部往上，表现出粗砾岩→砂岩→砾岩→泥岩→砂泥互层的岩性变化特征，说明下罗恩组地层的沉积环境由早到晚，可能经历了陆缘→滨海→滨浅海→浅海环境，水深变化明显，沉积动力条件变化强烈，并且上部的砂泥互层表明多次小规模的海侵－海退过程;同时成岩－成矿环境经历了半氧化→还原的变化过程，而硫化物和含矿地层集中沉淀在浅海、低动能、还原条件下(华仁民，1995)。而上罗恩组地层中大量的蒸发盐矿物(硬石膏和石膏)，代表了典型的热带低纬度地区半浅海沉积环境，沉积环境比较稳定。

东南矿区含矿岩性为含矿板岩和白云质板岩，但在矿区中心部和北部存在古基底隆起部位，首先是在NN30、NN50钻孔中发现白云岩直接覆盖在“基底杂岩”之上。部分白云岩中可见椭球状叠层石，为藻礁环境，厚层的海藻白云石偶然见云母化，所以被称为生物礁灰岩。在生物礁中，碎屑岩成分渐变为块状白云岩，夹少量泥灰质夹层。在与含矿页岩接触带附件较窄的范围内，生物礁白云岩中含有少量的斑铜矿。

综合分析前人勘探资料和现有的勘探成果，从生物礁的分布情况和下盘岩性建造的厚度推断，含铜矿层主要形成于基底隆起周边的基底沉降地带，特别是半封闭－封闭海湾、海盆的滨浅海潮上－潮下带，海水环境中pH、Eh条件的改变，有机质与高盐度海水蒸发作用对铜钴矿的沉积起有重要作用(Fleischer，1984;Sweeney et al.，1991;Sweeney et al.，1994;华仁民，1995)。

基底形态及古沉积环境控制了区内沉积岩相的特征和分布。从上罗恩组燧石白云岩标志层往下，基底形态控制了下罗恩组沉积地层的厚度、岩性变化及岩相特征:矿区东北部，靠近卡富埃背斜，基底埋藏浅，为基底古隆起，在下罗恩组海岸砂砾岩上直接发育大量的白云质滨海生物礁沉积，此处为浅水半氧化半还原环境，常出现少量的斑铜矿;而往西南方向，向沉积盆地深处，基底埋深逐渐加大，古海洋变深，滨海生物礁消失，含矿泥质页岩/板岩出现，还原作用造成大量硫化物(黄铁矿、黄铜矿等)沉积成矿(图8)。

整个沉积成岩和成矿过程，由于谦比希－恩卡纳沉积盆地的基底地势总体上表现为西南低－北东高，矿区范围内经历了一个从西南向北东方向的大规模海侵－海退过程(图8):

(1)成矿前，西南部首先被海水淹没并接受沉积，形成厚大的石英岩－长石石英砂岩等中－细粒碎屑沉积;而北东方向由于基底隆起地势高，未被海水淹没，主要可能还是陆缘环境，因此形成中－粗粒砾岩或缺失相应沉积地层;

(2)成矿期，随着大规模海侵的发展，整个谦比希－恩卡纳沉积盆地都被海水淹没，但仍然表现出西南水位深，形成含泥质的砂页岩沉积，浅海环境下的还原条件，使海水中的含矿物质形成硫化物同时沉淀下来，进而成矿。北东部，由于基底隆起海水水位浅，处于滨浅海环境，形成大量滨海生物礁白云岩，处于较氧化环境，硫化物不能大量形成。

在滨海－浅海过渡部位，即生物礁白云岩与含矿页岩结合部位对海水水深反应灵敏，岩性变化明显。部分钻孔中含矿页岩夹在生物礁白云岩中或二者出现层序交错或颠倒情况(NN14、NN46、NN30等)，表明在整个成岩－成矿过程中，谦比希盆地内发生小规模的海进－海退过程，造成滨海－浅海过渡部位生物礁边缘附近沉积环境变化明显，形成局部生物礁白云岩与含矿页岩复杂的层序关系。这种小规模的海进－海退过程可能也造成N2矿体出现上下两层矿体，中间夹一薄层的弱矿化层。含矿页岩的沉积古环境为靠近滨海生物礁的缺氧还原环境;矿体下盘石英岩－砾岩含矿矿体，可能形成在河流入海口三角洲环境下(Fleischer，1984)。

(3)成矿后，海侵基本结束，大规模明显的海退开始，整个谦比希盆地水位变浅，变为滨海环境，普遍接受中－细粒砂岩－泥岩－石英砂岩等。砂岩－泥岩互层的情况可能又代表着期间的小规模频繁的海进－海退过程。此时，整个沉积环境趋于稳定，并且伴随着热带浅海强烈蒸发环境下，沉积大量的蒸发岩相地层。

以上归纳的成岩－成矿过程和沉积古地理环境控制着谦比希－恩卡纳成矿盆地内矿床的地层层序、岩相及矿化特征，这种规律在全球沉积型铜矿中具有普遍性(华仁民，1989)。这个规律在谦比希东南矿区表现的非常典型。通过系统全面的钻探工程揭示，谦比希东南矿区的矿化存在明显的平面分带特征(图9):靠近滨海生物礁附近为以斑铜矿为主的斑铜矿－黄铜矿矿化带，往海洋深处依次出现以黄铜矿为主的黄铜矿－黄铁矿±磁黄铁矿矿化带、以黄铁矿为主的黄铁矿－磁黄铁矿±黄铜矿矿化带和不含黄铜矿的黄铁矿－磁黄铁矿矿化带。垂向上从浅到深也大致出现类似的矿化分带特征。

以上对谦比希铜矿和谦比希－恩卡纳盆地的成岩－成矿过程、古沉积环境分析，可能代表整个中非铜(－钴)矿带的一般性成岩－成矿规律。虽然赞比亚铜带省的铜－钴矿体都赋存在下罗恩组中，但即使同一成矿盆地内，不同构造位置的矿床其赋矿位置还是存在一些差异(图10):谦比希－恩卡纳成矿盆地南部的齐布卢玛铜矿，其矿体赋存在下罗恩组底部的砂岩(石英岩)和砂砾岩中，矿化类型以斑铜矿－黄铜矿为主;盆地中部和北东部的恩卡纳和谦比希铜矿其赋矿层位为下罗恩组砂岩之上的泥质板岩中，矿化以黄铜矿为主，少量的斑铜矿，局部斑铜矿丰富;而卡富埃背斜东翼的穆富里拉矿床其含矿层位为具有明显韵律变化的砂质岩。这种赋矿岩性和层位以及矿化特征的差异可能反应了原始成岩－成矿过程中，各个矿床在整个“加丹加海”或“加丹加盆地”中处在不同的沉积古地理位置中，因此沉积成岩－成矿过程出现先后、上下以及矿化特征的差异;而某些矿床的赋矿岩层出现韵律变化以及出现多层矿体的情况，可能是由于特殊的沉积环境或盆地受断裂控制多次下沉和抬升的结果。

5 赞比亚铜矿资源潜力与找矿方向

赞比亚曾经是世界上最重要的铜生产国之一。上世纪60年代，赞比亚铜产量仅次于美国和前苏联，与智利不相上下，为世界第四大铜生产国。随后赞比亚的铜产量开始下降，2009年赞比亚的铜产量只占全球产量的3.8%，尽管如此，仍位居世界第八位，达约60万吨/年(据国际铜业研究组织(ICSG，International Copper Study Group)2010年报告)，其最大的矿山为加拿大第一量子矿业公司(First Quantum Minerals Ltd.)控股的坎桑希(Kansanshi)铜矿，年产能为27万吨金属铜。

据加拿大MEG公司(Metals Economics Group)数据库统计显示，目前赞比亚共有各类铜－钴矿项目47个，其中处于生产及试产的高级项目有13个。其中绝大多数位于铜带省，少数位于西北省。铜带省著名的矿山有:孔科拉铜矿、恩昌加铜矿、谦比希铜矿、恩卡纳铜矿、齐布卢玛铜矿、卢安夏铜矿(Luanshya)、巴鲁巴铜－钴矿(Baluba)、穆利亚希铜矿(Muliashi)、穆富里拉铜矿、布瓦纳·姆库布瓦铜矿(Bwana Mkubwa)。

赞比亚铜带省内的找矿地质工作虽然已持续100多年，但是最近30年以来没有新的重要进展和发现。通过对前人工作的总结，未来，铜带省内找矿潜力可能主要在以下5个方面:

(1)最主要的重点是各个已开发矿床的深－边部，例如谦比希铜矿主矿体最深的见矿深度已达1700m，而目前开采深度仅为900m，深部还有很大的找矿潜力;谦比希东南矿区，1983年前人在最西端实施的钻孔(RCB2)在1280m深处探获了13.5m厚，含铜 2.7%的矿层(Fleischer，1984)。此外，敏多拉、穆富里拉等矿床的深部潜力也很大。

(2)通过对谦比希东南矿区含矿岩性－岩相、成矿古环境等的分析表明:沉积古地理环境和成岩－成矿过程控制着成矿盆地内矿床的地层层序、岩相及矿化特征。因此在已知成矿盆地内，基底相对隆起区域的周围可能还存在适当的成岩－成矿条件和含矿地层及矿体。

图9 谦比希铜矿东南矿区硫化物分带平面图Fig.9 Map showing sulphide zoning in the southeastern Chambishi ore district

(3)谦比希－恩卡纳成矿盆地已发现的巨型铜(－钴)矿主要分布在盆地东缘、东北缘及南缘;在盆地西缘也连续发育有完整的下罗恩组地层，上世纪的找矿地质工作已经发现了姆万巴西、皮坦达等地表浅部小矿体。盆地西缘罗恩组出露地区还有很多区域未开展工作，并且地层深部延伸和基底形态等情况也不清楚;因此，盆地西缘有寻找与东缘类似大型沉积型铜－钴矿床的潜力。

(4)卢安夏盆地已发现的铜矿主要位于盆地东部，含矿层RL6沿盆地西部的卢富布也有广泛分布。此处，自20世纪30年代初到70年代，已完成的地质勘查工作都显示出了一定的经济矿化潜力，尤其是卢富布南部地区，钻孔揭露了具经济意义的矿化体。未作工作的区域还很多，且距地表300m以下的情况也知之甚少。从盆地内邻近矿区矿体的埋藏深度和赋存状况相类比可以推测在地表250m以下深部可能存在经济矿化体。

(5)全面收集20世纪的找矿地质工作成果，加强对原有找矿信息和线索的研究，重点对已经取得一定找矿发现矿点的评价和查证工作。由于受当时技术水平和市场条件的影响，一些当时不具经济价值的矿床，现在可能具有重新投资和开发的条件，例如谦比希东南矿区和孔科拉北项目，都是在前人找矿发现的基础上，重新投入勘查工程，重新评价。

图10 赞比亚铜带省主要矿床地层序列对比图(修改自 Fleischer et al.，1976)Fig.10 Comparison of stratigraphy of major deposits in the the Zambia copperc belt(modified after Fleischer et al.，1976)

赞比亚西北省著名的矿床项目:坎桑希铜－金矿、卢穆瓦纳铜－钴－金－铀矿床(Lumwana)、卡伦比拉(Kalumbila)铜－镍－钴矿项目，三个矿山/矿床的赋矿岩层、矿化特征和矿石类型都与铜带省的矿床具有显著差别。此外西北省近年来还发现了穆富布韦(Mufumbwe)铜矿，探明矿石储量720万t，品位2.2%。历史上，该省的地质工作相对很薄弱，含矿地层罗恩组在该省内的分布情况也不很清楚。

近年来在该省找矿的重大发现，暗示未来西北省可能成为赞比亚沉积型铜矿找矿的潜力地区。20世纪50至70年代中期，西北省曾经进行过较系统的地质勘探，随后近三十年时间找矿地质工作暂时中断;而从上世纪末开始，该地区的找矿勘探活动重新开始活跃，勘探重点是在地层上相当于铜带省内沉积型铜－钴矿化的含矿地层单元。西北省主要地质构造是由四周被加丹加超群变质沉积物包围的4个基底片麻岩穹隆(Luswishi、Solwezi、Mwombhezi、Kabompo穹隆)和其他沿宽阔的卢富里安弧形构造南侧分布的北西－西向零散出露的基底岩石。这些穹隆是构造隆升区，类似于铜带省的卡富埃背斜，穹窿的核部为基底杂岩/花岗岩，其四周边缘出露加丹加超群及更年轻的地层;这些部位有利于形成沉积型铜矿床的构造条件。从已发现的矿床分析，该省的矿体为既受地层、构造控制，又受后期构造变形的影响，矿体具有多期构造改造，多期成矿作用叠加的特点，矿化范围较大，矿体相对较富。目前已开发和发现的矿床主要集中在这4个隆起及周围，因此未来西北省找矿思路还是在4个基底穹隆及周边寻找已经发现的类似矿床。

此外，赞比亚中央省北部的姆库希(Mkushi)地区是一个值得关注的特殊地区。该地区发育有赞比亚唯一已知的与酸性侵入岩直接有关，且具有经济价值的铜矿/矿化。该地区的铜矿具有与斑岩型铜矿类似的地质－矿化特征。近几十年来，矿业投资者都将注意力集中在传统的铜带省和西北省，以求寻找到巨型的高品位沉积型铜矿;而鲜有投资者将目光放到姆库希地区，该地区的找矿地质工作也停滞多年。该地区地表浅部拥有规模较大的岩浆热液变质铜－金矿床及巨大的找矿潜力;在现今铜价及采矿技术支持下，适当降低工业评价指标，采用大规模露天开采技术，勘探和开发此类矿床可能获得较好收益。

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