赞比亚莫坎博（Mokambo）铜矿床地质特征及成因分析

韩 波，张晓坤，亓宗明，董广莹，顾登辉

（江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏 南京 210007）

莫坎博（Mokambo）铜矿位于赞比亚铜带省穆富利拉（Mufulira）市东北部紧靠刚果（金）边境，位于著名的中非铜（钴）成矿带上。该成矿带长约220km、宽约65km，是世界上最大的沉积型铜矿带，其中的铜、钴资源量分别约占世界总资源量的25%和18%[1]。通过2012年以来野外地质调查和探矿工程，结合前人资料，本文对该铜矿床地质特征和成因进行了分析和探讨[2]。

1 区域地质背景

莫坎博铜矿位于赞比亚铜带省卢弗里安（Lufulian）弧形构造带上，赞比亚铜带省和刚果（金）加丹加省的构造活动主要受晚寒武世卢弗里安构造运动的影响。卢弗里安造山运动产生的近南北向的挤压使得基底等地层发生强烈的褶皱作用，从而形成了一系列的复式褶皱构造，褶皱在北东方向上形成了逆冲断层和推覆构造，最终形成了卢弗里安弧形构造[1，3]。卡弗（Kafue）复式背斜是该区域中最大的褶皱构造，呈近北西-南东向，代表了卢弗里安造山运动的主要构造形式。剥蚀作用使背斜两翼次级褶皱出露，赞比亚铜带省多个大型、超大型铜（钴）矿床广泛分布在卡弗背斜两翼的次级构造部位中[4]。

2 矿区地层

矿区内地层主要发育下元古界卢弗布（Lufubu）群，上元古界加丹加超群下罗安组、上罗安组、姆瓦夏（Mwasha）组和下孔德龙古（Kundelungu）组，以及第四系覆盖物。其中卢弗布群花岗片麻岩和片麻岩是区域内最古老、分布最广的岩层。下罗安组地层是主要赋矿地层，发育上、下两层铜矿带，岩性主要为灰黑色长石石英砂岩、浅肉红色长石石英砂岩和灰黑色细砾岩，其中长石石英砂岩中矿化较为明显。上罗安组为一套碳酸盐岩和碎屑岩组合，岩性为白云岩、含砾白云岩、绢云绿泥片岩、细砂岩、粉砂岩和页岩等。姆瓦夏组主要为页岩和泥岩组成，下孔德龙古组主要为冰碛岩、白云岩和页岩组成。第四系主要为红土和砂土组成。矿区地层除了下罗安组最上部三个岩性段发现有铜矿化外，其它地层未见明显铜矿化。

3 矿区构造和岩浆岩

卡富复式背斜为卢弗里安弧形构造带内主要构造形式。莫坎博矿区位于卡弗复式背斜的次级褶皱-穆富利拉向斜的北东翼边缘，呈单斜构造产出。穆富利拉向斜长约40km，核部最深超过15km[5]。矿区内构造活动相对稳定，未见明显褶皱和断层发育。矿区内岩浆活动不发育，仅在沿上罗安组地层接触带附近发育顺层的辉长辉绿岩，多靠近上罗安组一段白云岩一侧，在地表未见出露。

4 矿床地质特征

4.1 矿体特征

矿区铜矿体全部隐伏于地表以下，严格受下罗安组地层控制。矿区内发育Ⅰ号和Ⅱ号上、下两条矿化带，共计圈定矿体22条。矿体主要产于下罗安组灰黑色长石石英砂岩、浅肉红色长石石英砂岩和灰黑色细砾岩三个岩性段中。其中，Ⅰ号矿化带规模较大，产于灰黑色长石石英砂岩和浅肉红色长石石英砂岩中，中间存在部分矿化较弱、相同岩性的夹石，其中包含主矿体2条和小矿体17条，富矿体均产自Ⅰ号矿化带。Ⅰ号矿化带中包含2条大型规模主矿体Ⅰ-1和Ⅰ-2号，走向延伸均超1000m，倾向延伸均超500m，矿石元素分析显示主矿体中含有伴生有益元素银。Ⅱ号矿化带规模较小，产于灰黑色细砾岩顶部和浅肉红色长石石英砂岩底部，其中包含小矿体3条，矿石元素分析显示在Ⅱ号矿化带中未见伴生元素银。Ⅰ号和Ⅱ号矿化带均呈层状-似层状或纺锤体状，两端薄、中间厚，其中主矿体形态复杂程度均属中等。矿化带内矿体产状与地层基本一致，平均倾向225°，倾角58°～72°，深部倾角大于浅部倾角，受地层控制特征明显。

4.2 矿石特征

矿石物质组成相对简单，主要为铜的硫矿物、氧化物及脉石矿物等组成，除银外其它金属矿物含量较低。矿石矿物均以黄铜矿和辉铜矿为主，其次为斑铜矿，还有少量铜蓝、蓝辉铜矿、黝铜矿、孔雀石、硅孔雀石、赤铜矿和自然铜。脉石矿物主要有石英和长石，其次为绢云母、黑云母，还有少量绿泥石、石墨、高岭石等。

4.3 矿石结构构造

矿体结构主要为填隙结构和镶边结构，次为共结边结构、交代结构，少量乳浊状结构和包含结构。矿石构造主要为浸染状构造、角砾状构造，次为细脉状构造，少量团块状或者斑杂状、层纹状构造、薄膜状构造和皮壳状构造。

4.4 矿石类型

按矿石氧化程度，区内矿石主要为混合矿石，次为少量氧化矿石和硫化矿石。按矿石构造划分为浸染状矿石和角砾状矿石，其中Ⅰ号矿化带为浸染状矿石，Ⅱ号矿化带为角砾状矿石。按有益组分划分为铜矿石和铜银矿石，区内富矿体主要为铜银矿石，中、低品位矿体主要为铜矿石。

5 矿床成因

莫坎博铜矿全部产于下罗安组地层中，含矿地层为一套沉积碎屑岩，并受区域构造运动影响，局部具有变质特征。与铜带省谦比希（Chambishi）、穆富利拉等铜矿床成因类似[6，7]，莫坎博铜矿也先后经历了多个期次的成矿作用而形成。

5.1 同生沉积作用

早期同生沉积成矿作用控制了成矿元素的分布状态，主要形成了以黄铜矿、黄铁矿为主的硫化物矿物组合，成矿作用与围岩沉积作用同时发生。矿床围岩样品的氧同位素δ18O测定结果落在沉积岩区。矿床内金属硫化物硫同位素比值的宽幅变化显示，硫为成岩硫化物与海水硫酸盐的混合硫[8，9]。

5.2 热液变质改造作用

因受到卢弗里安造山运动复杂的逆冲断裂和褶皱体系改造，区域变质分异作用产生的变质热水和末期岩浆作用的热液，使原有含矿岩层收到活化改造[10]。热液使含矿硫化物活化迁移富集，对莫坎博地区矿体形态也产生了不可忽视的影响，主要形成了黄铜矿、黄铁矿、辉铜矿、斑铜矿等矿物组合。

5.3 氧化淋滤作用

探矿工程在上罗安组地层白云岩中钻遇大量的溶洞和暗河，暗河流向均为向斜轴部。长期的氧化淋滤作用使下罗安组顶部硫化矿物转变成次生矿物，主要形成了褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、自然铜等氧化物矿物组合。另外，莫坎博矿区东部靠近刚果（金）边境山脊一带近地表范围内，长期氧化淋滤作用使露头地层下罗安组中产生孔雀石化、褐铁矿化等次生蚀变。

6 结论

莫坎博铜矿床开发潜力巨大，找矿标志为加丹加超群下罗安组。成矿过程经过了早期同生沉积、中期热液变质改造、晚期氧化淋滤多个阶段，最终形成了复杂成因的层控砂岩型铜矿床。其中同生沉积作用奠定了物质基础，构造热液变质改造塑造了矿床的产出状态，后期氧化淋滤作用进一步对铜矿床进行了活化改造。总之，每成矿阶段对铜矿床的形成和产出均起到了不可忽视的作用。