F铜矿的地质特征与成矿条件分析

张志猷

摘 要：F铜矿地处赞比亚铜带省，为进一步明晰找矿开发前景，在对前人地质资料整合研究、野外实地考察的基础上对F铜矿进行钻探勘查，大致查明了F铜矿的地层、构造、成矿原因、矿石品位、物质成分等特征，总结成矿规律，并对矿芯进行选矿样采取和选矿试验，以期为找矿开采工作提供可参考的依据。

关键词：F铜矿;成矿条件;价值

赞比亚的采矿业、农业和旅游业是赞比亚经济的三大支柱，采矿业主体是铜矿和钴矿的开采以及铜、钴的冶炼。铜在赞比亚经济中占重要地位，国家外汇收入的80%都来自铜出口。赞比亚铜矿带是世界著名的巨型铜矿带，其铜钴资源在世界上占据重要地位。铜带省是赞比亚铜矿带中非常重要的成矿区域，以层控型铜矿为主，F铜矿地处于此，经往期地质勘探显示铜矿石储量为600万吨（Cu品位1.0%），其资源量为6万吨金属铜，属于小型铜矿，铜矿石中酸溶性铜矿物矿占20-30%，70-80%为不能为酸溶解的铜矿物，主要原因是铜矿物主要赋存在云母和黏土类矿物中（有些资料称为蛭石），属于难熔型铜矿石类型，本次对F铜矿区进行钻探验证，采取选矿试验样，得知F铜矿主要属于氧化矿，矿石比重2.2左右，后续如果能解决选矿工艺问题，该区具备一定的地质勘探条件和开发前景。

1 区域地质特征

1）区域地层。赞比亚和扎伊尔铜矿带的构造活动，主要受晚寒武世卢弗里安（Lufili～n）运动的影响。南北向挤压形成了近东西向的复式褶皱构造。在西部，受西北侧基巴尔安（Kibaran）地块和东北侧的卢阿普拉（Luapula）地块的影响。该构造带呈弧形弯曲，并被地块的突出悬谷状地质体楔入，致使 褶皱呈弓形向上述两个地块的前沿弯曲。基底古地形特征控制岩层分布的空间位置，被褶皱的岩层由加丹加群组成。赞比亚的卡弗背斜代表了卢弗里安运动产生的主要构造型式。剥蚀作用使背斜两翼的次级褶曲出露。目前铜矿带各矿床就处在两翼的次级构造部位。最有意义的是分布在背斜两翼的控矿构造，与岩层走向一致，呈等距、带状展布，其间距约30km。这种明显的构造控矿形式使人受到启发。从前在下罗安组岩层寻找铜矿，遭到很大的困难。在研究了罗安组岩层构造之后，通过等距离原则，才不断的发现有价值的铜矿床

2）区域矿产分布。本矿区是赞比亚北部铜矿带省重要的铜矿成矿带之一，铜矿带各矿床就处在卡弗背斜两翼的次级构造部位，在FIMPIMPA WEST向斜的西北5公里处有著名世界级的大型铜矿奇利拉帮布韦铜矿，西南10余公里处有著名的钦戈拉大型铜矿，西边紧邻一座正在露天开采的大型铜矿KIRILA BOMWE“B”S.G等。该区具备良好的成矿地质背景。

2 矿床地质特征

1）矿床地层。F铜矿区位于FIMPIMPA WEST次级向斜的东南端。资料显示出露的地层主要为：基地卢弗布系（Lufubu）的一套古老的花岗片麻岩、黑云母片麻岩。以及不整合上覆于古老基地之上的前寒武系Katanga 群的下罗安组的一套沉积岩系地层。矿区出露的地层有上罗安组（Yoan）、下罗安组（Lower Roan）;孔德龙古群（Kundelungu Group）以及第四系氧化堆积沉积物。该铜矿区属于沉积型砂页岩型铜矿类型，铜矿赋存在含矿岩系下罗安组（Roan）的一套沉积砂岩、粉砂岩、黑云母石英片岩、绢云母石英片岩、白云质泥岩等地层中，矿体呈层状产出，控矿围岩为白云质泥岩、白云质粉砂岩、杂砂岩等。

2）矿床构造。F铜矿区的地质构造中皱构造比较发育，其次为断裂构造，不是很发育。次级向斜：向斜轴走向南东约120°左右，向斜的两翼陡倾，地层倒转，层序基本一致，F铜矿就位于该向斜的核部及南西翼和北东翼，只是北东翼的地层的含矿性不如南西翼的稳定，向斜的东南转折翘起端含矿性较差。F铜矿区的断裂构造不发育。

3）围岩蚀变。该地区岩石蚀变岩相属于绿片岩相，蚀变类型为：硅化、白云母化、黑云母化、绢云母化、钠长石化、绿泥石化及碳酸盐化等。Katanga组岩石显示蚀变相稍低，为低黑云母相。蚀变类型：硅化、白云母化、碳酸盐化、绢云母化，黑云母化、绿泥石化主要在页岩层中出现。在矿体以及周边围岩中都出现的唯一蚀变类型是绢云母化。

4）矿化特征。F铜矿的主要成矿元素为铜，其他有益元素含量较低。铜矿体主要赋存在下罗安组的一套沉积杂砂岩、粉砂岩、泥岩等地层中，从本次钻孔资料反映，在下罗安上组（E3）：页岩、滑石片岩、黏土质砂岩中基本没有发现铜矿化，该组岩层构成铜矿层的顶板。

矿化通常是在穿过下罗安中组（E2）地层顶板浅红色砂岩后，在中细粒深灰色长石石英砂岩开始，下罗安中组地层顶部的浅红色砂岩为矿化的标志层。该层含矿岩石主要为白云质砂岩、粉砂岩、泥岩、杂砂岩，局部夹有灰色黑云母石英片岩、绢云母石英片岩。铜矿化界限不清，肉眼和放大镜下无法看到铜矿物，野外判定铜矿化主要借助XRF快速分析仪测试。查阅以往地质资料，也均没有提到该铜矿体的具体铜矿化和铜矿物，有些资料认为是含铜蛭石。认为该类型的铜矿物以微细粒赋存与蛭石、黏土、高岭土等矿物中，不利于选矿。属于难选型铜矿石类型。

下罗安下组（E1）：岩石由石英砂岩、砂砾岩、砂砾质石英岩组成，构成了铜矿层的底板，向斜南翼岩层倾向北东，北翼倾向南西，不整合于卢弗布系复合岩基之上。

5）矿床成因。该区新元古代造山带上地壳岩层序列的演化持续了约5亿年。1000～700Ma期间，开始发生板块内岩浆活动和裂谷作用，880Ma 时开始出现加丹加超群的沉积作用，至765～735 Ma沉积形成罗安群，加丹加盆地亦由陆内裂谷演变成原始大洋裂谷，750～600 Ma发生刚果克拉通和卡拉哈里克拉通的板块会聚及俯冲，加丹加盆地发生倒转，沉积形成恩古巴群，致使500Ma 的沉积作用结束。在赞比亚铜带省与铜钴矿化关系密切的地層均为罗安群，矿床明显受地层层位控制。根据F铜矿的地质特征可知该矿床属同生沉积，后期热液改造，表生氧化富集等作用复合成因类型。

6）找矿标志。F铜矿的形成首先是受地层、岩性控制，加之后期热流改造和表生氧化富集作用，成矿过程相对较简单，其找矿标志也大体可归纳如下：（1）赞比亚铜带省铜矿床基本产于下罗安组深灰色杂砂岩和浅紫色中细粒石英砂岩中，本区铜矿产于下罗安组深灰色中细粒杂砂岩和黑云母石英片岩中;（2）断裂破碎带有利于后期热液改造作用，因此断裂破碎带附近应该是寻找富矿体的有力部位;（3）土壤化探铜异常范围大强度高的区域，预示深部应该有盲矿体存在。

3 矿石品质

F铜矿的主要成矿元素为铜，铜矿体主要赋存在下罗安组的一套沉积白云质砂岩、粉砂岩、杂砂岩，局部夹黑云母石英片岩和绢云母石英片岩地层中，属于典型的层控砂岩型铜矿床。主要矿石矿物为含铜蛭石（据赞比亚原始资料），由于本次勘探没有做相关的岩矿鉴定和物相分析，逐步认为铜矿石主要为氧化矿物和矿石中的黄褐色、浅绿色的云母密切相关。在矿区西部的钻孔中见到部分孔雀石（Cu[CO3]（OH）2），褐铁矿（Fe2+Fe3+O3）、而在其他钻孔岩心中均未见到在肉眼下或放大镜下见到铜的硫化物等铜矿物。矿石的主要结构类型为非致密性的片状集合体结构，矿化沿裂隙面的云母（原资料介绍为含铜蛭石）汇集处矿化蚀变较发育，铜矿化也较强。

4 总结

本次勘探查明并分析研究F铜矿矿区地质构造特征，大致查明F铜矿矿体形态、分布，矿石成分，因选矿试验效果不理想，暂未对F铜矿进行资源量估算，初步推测矿床资源量整体比前人资料略好;矿体形态简单，埋藏浅，工程地质条件好，适合于露天开采，由于矿石类型属于难选型，需要选矿工艺的技术突破;此次没有对中东部地区的土壤化探异常区及其物探深部的低阻率高极化的地质体进行深部钻探验证，资源以待后期进一步勘探挖掘。