赞比亚铜带省Kabula铜矿地质及矿石矿物特征

2022-06-24马宏

世界有色金属 2022年2期

马宏

（中国地质矿业有限公司，北京 100000）

1 区域地质概况

中非（赞比亚-刚果（金））卢富里安（Lufilian）铜矿带（Central African Copperbelt），是世界上最大的铜矿资源产区之一，同时也是世界上规模最大、铜品位最高的沉积层控铜矿区。

赞比亚全境属于非洲地台的一部分，在中部和中北部形成了卢弗里安（Lufilian）弧，即著名的刚果--赞比亚铜矿弧，整体延伸近700km，宽度约150km。赞比亚国家范围内绝大多数的铜矿及伴生金属资源都集中在该区域。卡富埃背斜是赞比亚境内铜矿带的主体构造，它代表了卢弗里安构造区内主要的构造形式。Kabula矿区位于赞比亚铜带省，位于卢弗里安弧形构造的第三阶地，也就是在其南缘复式向斜构造带内，其大致位置见图1。

图1 kabula矿区大地构造背景

赞比亚铜矿带大致位于卢弗里安褶皱带中加丹加沉积盆地内，区域地层主要为基底杂岩和上覆晚元古代加丹加超群沉积层，包含变质陆相和海相沉积岩，不整合覆盖在下伏基底之上。基底杂岩包括卢弗布系和穆瓦系两个岩系，其中，穆瓦系变质沉积岩与卢弗布片岩和片麻岩呈不整合接触，后者是该区出露最老且分布较多的岩层，加丹加超群盖层呈不整合超覆于基底之上。从下到上，区域上主要划分为三个地层单元：罗恩群（Roan Group）、恩古巴群（Nguba Group）和孔德龙古群（Kundelungu Group）。最底部的罗恩群为非洲卢富里安成矿带铜矿的主要含矿层位，岩性以碎屑岩为主，夹多层的碳酸盐岩（白云岩、白云质砂泥岩）。恩古巴群主要为碳酸盐岩，夹少量的泥质、砂泥质岩层。孔德龙古群主要为碳酸盐岩（白云岩、灰岩）和白云质泥岩、白云质砂泥岩，最上部为碎屑岩地层。赞比亚铜带省省以大面积出露的孔德龙古群、穆瓦夏群和罗恩群为特征。

2 矿区地质特征

2.1 Kabula矿区地层和构造

Kabula矿区于赞比亚铜带省Kalulushi地区，总体位于卢富里安（Lufilian）铜矿带。地层主要由基底和加丹加系（Katanga）组成。基底由卢弗布系片岩、片麻岩，片麻状花岗岩和穆瓦系（Muva）石英云母片岩组成。自下而上划分为：下罗恩亚群（Lower Roan）、上罗恩亚群（Upper Roan）、穆瓦夏亚群（Mwashia）和孔德龙古群（Kundelungu），下罗安组的Mindola Clastics组是加丹加超群中下部地层单元，与古生代花岗岩和Lufubu片岩以及中生代Muva组石英岩的基底呈不整合接触，构成Kabula矿区主要的赋矿岩层。矿区主要出露地层为上罗安组、下罗安组和基底杂岩（如图2所示）。主要为第四系腐殖土、条纹状云母片岩、长石石英砂岩、混合杂砂岩、石英岩、花岗片麻岩等。矿区内断层广泛发育，大致为东西向—南东向主断层和南西-北东向系列断层，矿区较高品位区与矿区内为东西走向、变化反复的北倾断层有关，称为"kabula断层"，被认为可能是氧化含铜流体的通道（2008，Aurth）。

图2 Kabula矿区地质简图

2.2 Kabula矿区矿体特征

Kabula矿床为由下Roan组碎屑岩组铜银矿化的6个隐伏的连续矿体组成，编号1-6号矿体（如图3所示）。矿体一般呈不规则似层状，与围岩界线清晰，含矿岩性为下罗安组（下Roan组）碎屑岩（杂砂岩）及石英岩或与花岗过渡岩带花岗砂岩，矿体厚度在1.0m～38m间，变化范围大。各矿体在横、纵向上连续较好，以4号矿体的连续性最好。控制矿床区域走向（北东-南西）约350m，倾向（南东）宽约750m。

图3 Kabula铜矿区矿体空间分布图

2.3 矿化类型与矿石矿物特征

2.3.1 矿化类型及矿化特征

铜矿区矿化主要有两种类型，一种赋存于Kabula粗砂中，另一种赋存于片状砾岩中。前者为半块状至弱浸染的辉铜矿和斑铜矿，孔雀石含量较少，偶尔见黄铜矿及蓝铜矿。另一种矿化类型是片岩及角砾片岩的裂缝填充物和孔雀石透镜体，以及砾岩碎屑周围压力作用中的小辉铜矿凝块。

2.3.2 矿石类型及蚀变特征

Kabula铜矿区矿石主要划归为3种类型，分别为：氧化型矿石、硫化型矿石以及混合型矿石。

2.3.3 氧化矿矿石

以大量出现主要为孔雀石化铜矿石、蓝铜矿化铜矿石；原生矿矿石主要以辉铜矿为主的硫化矿石为主。两种矿石类型在同一矿体中常常同时存在，没有明显的界线，多以混合类型出现（如图4所示）。但在上层位矿体中以氧化矿为主，下层矿体则以硫化矿为主。

图4 Kabula铜矿区典型矿石

氧化矿矿石矿物主要为半自形—它形粒状结构，星点状、团块状、浸染状、细脉状构造，矿石矿物主要由孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等金属矿物组成，偶见镜铁矿。脉石矿物有长石、石英、白云母、绢云母、高岭土、绿泥石等。

硫化矿矿石矿物主要为它形粒状结构、它形板粒状结构和碎裂状结构，少量矿石为粒状变晶结构，构造主要为浸染状、星点状，部分为网脉状、脉状以及块状，矿石矿物主要为辉铜矿，少量黄铜矿、黄铁矿等。在矿体裂隙发育部位、破碎带、上部矿化带中，孔雀石、蓝铜矿和褐铁矿等氧化矿物发育。

矿区近矿围岩主要为石英云母片岩、细-粗砂岩、杂砂岩、硅质砂岩、硅质岩、硅质钙质角砾砂岩、含角砾片岩、角砾岩等，以及过渡花岗砂岩。矿体与围岩界线较清晰，顶板岩性为石英云母片岩、砂岩等，基底为花岗片麻岩。

矿体围岩具不同程度的蚀变特征。常见蚀变主要为有褐铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、高岭土化和硅化等，蚀变特征如下所述：

矿体围岩具不同程度的蚀变特征，褐铁矿化：呈隐晶状、薄膜状沿岩石裂隙充填，并对岩石中的浅色矿物形成铁染现象。褐铁矿化部位一般发育于富水及构造、裂隙发育部位。

泥石化和绿帘石化：为矿区较为普遍的一种蚀变现象，蚀变矿物呈鳞片状、它形粒状，以不规则团块状、细脉状、网脉状方式分布于岩石中。一般认为它们属于辉石、角闪石等矿物的蚀变产物。

碳酸盐化：矿区表现为在角砾岩或含角砾砂岩、片岩中，钙质溶蚀孔的广泛分布。局部见方解石呈细脉状、网脉状及团块状沿裂隙和节理面交代充填。

高岭土化（泥化）：主要发育长石石英砂岩、杂砂岩及片岩中，岩石中的长石普遍发生高岭土化或绢云母化。长石斑晶部分或全部被交代，且保留其自形—半自形板状晶体假象。

硅化：石英岩脉穿插于围岩中，或硅质以胶结物或团块状存在于砂岩、角砾岩。

3 控矿因素浅析

中部非洲主要的沉积型铜-钴矿床受加丹加超群下罗恩亚群地层的控制,Kabula矿区矿化主要受地层控制，主要在下罗恩亚群的含矿建造中产出，矿体均呈层状产出，与围岩整合接触，含矿岩层的局部受后期热液改造影响，根据影响程度的深浅，表现出不同的叠加改造成矿特征。主要含矿岩性有砾岩、砂岩、页岩，都遭受后期不同程度的区域变质作用而成为石英岩、板岩、片岩。

矿体的产出方式表明成岩作用、变质作用和构造运动在矿床后期发挥了重要作用，成矿元素的富集主要受到后期的成岩作用下元素活化迁移过程深度影响。后期变质作用和构造变形对矿床矿化特征和矿体形态扮演了较明显的改造作用。