赞比亚铜带省Pitanda 铜矿床地质特征及找矿前景

● 李明君，郝 波

（1.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541004；2.谦比希湿法冶炼有限公司，赞比亚基特韦 22592）

Pitanda 铜矿区（以下简称研究区）位于赞比亚铜带省基特韦市（Kitwe）北西方向约27 km 处，地处谦比希盆地北—西翼铜矿化富集区内，是一个尚未开发利用的铜矿床。矿区西南方向与穆旺巴希A 矿区相连，南部10 km 处为穆旺巴希B 矿区，三者均位于谦比希湿法冶炼有限公司18153—HQ—LML 穆旺巴希大型采矿权内。

2020 年底，中国有色矿业集团启动自有矿权“就矿找矿、深边部找矿”风险勘查。现有勘探成果显示，谦比希铜矿主西矿体为大型在产矿山，现已探获333 类以上级别矿石量2.7×107t，全铜平均品位2.12%，铜金属量5.66×105t。穆旺巴希B 矿床达到中型铜矿床规模，探获333 类以上级别矿石量1.07×107t，全铜平均品位2.03%，铜金属量2.2×105t。迄今，Pitanda 矿床已有近百年勘查历史，大量勘查成果显示，该矿床具备较好的找矿前景，对其开展进一步地质勘查工作是对谦比希盆地北西缘寻找接替资源的有利补充。

在此基础上，研究小组通过收集整理矿床前期勘查资料，研究分析了谦比希盆地区域地质及矿床地质特征、控矿因素和矿化富集规律等内容，总结归纳找矿标志，进行靶区优选，对今后勘查工作采用的勘查方法进行初探。

1 区域地质概况

研究区位于非洲中部赞比亚—刚果（金）卢富里安弧形构造带中带东南段的卡富埃（Kafue）背斜西翼的谦比希—恩卡纳盆地北缘。

卡富埃背斜是卢富里安弧型褶皱穹隆区内晚期主要构造形式产物，背斜轴部从赞比亚、刚果（金）两国边界开始，沿卡富埃河朝NW 向延伸，长约150 km，平均走向235°，倾向NW，其北东侧翼与穆富里拉（Mufulira）向斜相接，其西南与加丹加沉积的一个主要的复背斜相接[1]。

谦比希—恩卡纳盆地为NW—SE 向拉长的构造凹陷向斜盆地，空间上与孔科拉—恩昌加盆地和卢安夏盆地呈雁列式排列。

区域地层由前加丹加基底杂岩和加丹加超群沉积盖层组成。基底杂岩主要包括晚—中元古代片麻岩和片岩，分布在卡富埃背斜轴部及两翼盆地四周。加丹加超群沉积岩主要分布在盆地中部，自下而上划分为矿山群和孔德龙古群。矿山群又可细分为下罗恩亚群、上罗恩亚群和穆瓦夏群，其中下罗恩亚群为典型的滨海相沉积岩层，由砾岩、砂岩、页岩、泥岩、石英岩等组成，是该区重要的含矿层位；顶部的孔德龙古群分上、下两层，下孔德龙古亚群局限于地向斜中，上孔德龙古亚群广泛延伸到地向斜边缘及其附近的陆台中[2]。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

研究区位于谦比希—恩卡纳成矿盆地北缘，矿区自北向南依次跨越前加丹加基底的卢福布超群和加丹加超群几个地层单元（见图1）。

图1 Pitanda 铜矿区域地质简图

区内地表第四系覆盖层发育，基底杂岩主要通过浅井和部分钻孔揭露在地表的出露位置，大致可划分为花岗岩和变质沉积黑云母片岩两种岩性。

上覆加丹加地层与下伏基底地层呈不整合接触，自下而上分为下罗恩亚群、上罗恩亚群和穆瓦夏群。

下罗恩亚群地层厚度变化大，最底部主要为一套粗粒且厚度变化不一的复成分砾岩。底部岩层向上的下盘（footwall）层位主要有石英岩、长石石英岩、泥质石英岩及砂砾、砾岩组成，含有少量的泥岩。在下盘层位顶部普遍发育一层含砾—砂石英岩，再向上是一层相当于谦比希矿区的白云岩相矿化页岩（ore shale）层位，该层多产出在矿区东北和西南部，局部缺失。上盘（hanging wall）层位，主要岩性为泥质石英岩、长石石英岩及石英岩与含滑石白云质片岩、泥页岩、砂质泥岩互层，局部见白云质夹层。

上罗恩亚群岩性为白云岩夹少量泥岩，泥岩局部白云岩化，含砂质。上、下罗恩亚群连接处的标志层为下罗恩亚群顶部广泛发育的石英岩，即谦比希矿区的上部石英岩，该层在Pitanda 区域含有大量长石，呈中—粗粒状，颜色由灰—白色到粉红—白色，大部分钻孔均可钻至该层。

1952—1970 年，前人在研究区内施工的钻孔均没有穿过穆瓦夏群地层，区域填图显示东北部和南部边缘穆瓦夏群地层信息是依据遥感影像解译、土壤样品及非常有限的浅井中推测而来。赞比亚1 ∶250 000 区域地质报告显示，该区穆瓦夏群地层由碳质页岩和砂质泥岩组成[3]。

区内构造不甚发育，矿区地层倾角一般较缓，多处在25°～50°之间，倾向盆地中央。矿区西侧及西北部为大规模基底隆起区，中部及近盆地中央方向推测为次级凹陷盆地。下罗恩亚群浅部地层内发现了一些次级的单斜挠摺和拖拽褶皱，这表明该区发育有紧密复杂的褶皱构造。区内岩浆岩不发育，岩浆活动主要表现在矿区东侧与谦比希主西矿床结合部位局部的一定规模辉长岩侵位。谦比希盆地的周围都有花岗岩出露，花岗岩具有叶理化现象，局部叶理面上有铜氧化物。

2.2 矿体特征

研究区赋矿层位与谦比希铜矿西矿体一致，主要赋存在下罗恩亚群碳质、白云质矿化泥（页）岩中，在下盘长石石英砂岩、砾岩层位中也发现了具有一定规模的氧化矿。矿体呈似层状、小透镜体状，走向呈NEE—SWW，倾向SSE。矿化较弱且不连续，依据工程控制的矿体形态、规模及产状变化，可划分2 个主要矿体。

1号矿体位于矿区中部，界于27线到8线之间，地表有12 个钻孔控制，走向长830 m，倾向延伸320～780 m，矿体倾向SE（平均约130°），倾角17°～37°，全铜平均品位1.80%，平均厚度约3 m（见图2）。

图2 Pitanda 铜矿0 号勘探线剖面简图

2 号矿体位于矿区东北部，似层状，现由68、80 号勘探线3 个钻探工程控制，工程间距较大，矿体走向长570 m，倾向延伸117～613 m，向S 倾约180°，倾角约58°，平均厚度2.19 m，全铜平均品位1.62%，矿体埋藏北浅南深，钻孔PZK6801见矿深度为110 m，PZK6802深达613.45～617.45 m。

此外，矿区还存在由单个工程或2 个钻孔控制的多个透镜状小矿体（见图3）。钻探工程显示，矿体埋藏多位于地表200 m 以下，浅部存在经济矿体的可能性较小，在深50～600 m 全铜平均品位约0.5%，估算潜在铜资源量约7×104t。

图3 Pitanda 矿床矿体空间三维实体模型（视角方向：NW315°）

研究区矿石自然类型可分为硫化矿石、混合矿石和氧化矿石，其中黄铜矿是主要的硫化矿物[4]。工业类型以混合矿石、原生硫化矿石为主，其次为氧化矿石。矿石中主要金属矿物有黄铁矿和黄铜矿，其次为斑铜矿、辉铜矿、孔雀石和硅孔雀石等，含少量硫铜钴矿，偶见自然铜。主要脉石矿物有白云石和石英。

矿石结构以它形—自形细粒状、粗粒状结构和片状、鳞片状变晶结构为主。具粒状结构的矿物主要为长石和石英，泥质矿物和绢云母呈片状和鳞片状变晶结构。矿石构造多呈细纹层状、细脉浸染状、网脉状、条带状、块状构造和片理构造。

矿床有用组分为铜，平均品位1.67%，伴生有益元素为钴，平均品位可达0.04%，钴矿物为硫铜钴矿。

矿体的直接顶板为一层矿化泥（页）岩，直接底板为下盘砾岩，砾石主要为长石砂岩，少量为花岗岩和片岩。矿体形态简单，无分枝，内部无夹石或有极少量夹石，夹石主要为泥（页）岩，含矿低于边界品位或不含矿。

3 成矿规律及找矿标志

3.1 成矿规律

研究区与谦比希盆地绝大多数沉积型砂页岩铜矿床相比，具有相似的控矿—成矿特征，成矿作用受沉积盆地、下罗恩亚群地层、基底隆起和构造作用等诸多因素控制。

（1）矿床主要产于沉积盆地边缘部位的下罗恩亚群地层砂页岩沉积建造中。

（2）矿体主要赋矿层位为下罗恩亚群碳质、白云质泥（页）岩及下盘石英岩中，与上下围岩整合接触。

（3）基底古代山和古沉积盆地实际上控制了下罗恩亚群的矿化作用、沉积厚度和沉积相。古代山山脊上下盘层位发育很薄，基底地形较平缓或基底隆起周边相对沉降凹兜处，含矿层位变厚或稳定，矿化易于富集，如矿区中部钻孔P26、P18、P15、P35 等钻遇矿体厚度可达6～13 m。研究小组推断该区极有可能位于基底隆起的侧翼形成的沉积盆地。

（4）成矿后期构造变形（褶皱构造）和变质作用对矿床矿化富集和矿体形态具有较明显的改造作用。

3.2 找矿标志

（1）含矿岩性主要为下罗恩亚群（泥）页岩及砂岩（石英岩），层位变厚部位有利于成矿。

（2）矿体常就位于基底由陡缓变化处，在相对凹兜处厚大，凸起处变薄或尖灭。

（3）下罗恩组地层中的次级褶皱构造部位是矿体赋存的有利空间。

（4）根据谦比希东南矿体找矿经验，在海藻生物礁构造的外围往往易形成较厚大矿体（钻孔P25、P26 含矿泥页岩层位下部均见到了生物礁白云岩）。

4 靶区优选

根据研究区不同历史时期施工的浅井、钻探工程，结合区域成矿地质条件、控矿因素有利程度等因素，研究小组初步推断矿区东侧与谦比希西矿体结合区为重点找矿靶区（见图1）。

靶区地理位置地处Pitanda 河流东侧，化探显示沿下罗恩亚群地层走向有稳定的铜异常发育，物探EH-4 测量成果显示该区基底顶界面形态浅部变化较大，往深部渐趋平缓，利于形成富厚矿体。

2013 年，研究人员在68 线施工钻孔PZK6801在孔深117.8～121.8 m 的下盘长石石英砂岩中发现厚度4 m 的矿石，全铜平均品位1.88%，施工钻孔PZK6802 在孔深613.15～616.85 m 的下盘长石石英砂岩中发现厚度3.7 m 的矿石，全铜平均品位1.81%，这些证据表明矿化从浅部到深部存在连续性。此外，研究区历史上施工的5 个钻孔均可发现铜矿化现象，黄铜矿呈稀疏浸染状分布在黑色含黄铁矿碳质页岩中，其中距谦比希西矿体边界仅约500 m 的P22 号钻孔揭露有真厚度2.7 m、全铜平均品位1.32%的铜矿体。矿化特征及矿化层位均与谦比希西矿体相似。研究小组推断，该区矿体极有可能与谦比希铜矿西矿体相连，具备较大的找矿潜力。

5 结语

（1）研究区是赞比亚铜带省较典型的一个下盘矿化矿床。矿体赋存于下罗恩亚群碳质、白云质泥（页）岩及下盘石英岩中，受地层、沉积环境、基底及构造等多种因素控制。

（2）研究区矿体埋藏相对较深，目前仅大致圈定了矿区中部矿体。矿区具备较大的找矿潜力，东部现有工程已经取得了较好的找矿效果，整个矿床铜资源量有望达到中型规模。

研究小组建议，靶区内后续勘查工作应以见矿工程为中心，沿地层走向方向，按照一定工程网度，采用可控源高频大地电磁测深或地震波频率谐振勘探等新型物探找矿方法，对靶区基底形态、岩矿层界面及构造特征等进行勘测解译，圈定物探异常区，结合矿床成矿规律再开展钻探验证。