張 文 梁慧斌 邢印鎖 關(guān)利進(jìn) 楊遠(yuǎn)東

（天津華北地質(zhì)勘查總院 天津 300170）

1 引言

贊比亞中非成礦帶（盧菲利安弧形構(gòu)造帶）是世界著名的銅礦產(chǎn)地，東南起自贊比亞盧安夏，向西北延伸至剛果境內(nèi)，在該帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一系列大型-超大型銅礦，而Mwinilunga-Kasempa地區(qū)正位于該成礦帶向西南轉(zhuǎn)彎的延伸部位（圖1），基巴拉構(gòu)造帶和盧菲利安弧形構(gòu)造交匯處。 通過對(duì)Mwinilunga-Kas?empa地區(qū)開展詳細(xì)的地質(zhì)、遙感、物探、化探、礦床（點(diǎn)）調(diào)查研究等，揭示成礦地質(zhì)背景及成礦條件，總結(jié)區(qū)域成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志，建立成礦預(yù)測(cè)的地質(zhì)、化探指標(biāo)，為本區(qū)下步找礦提供依據(jù)。

2 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)特征

2.1 構(gòu)造

盧菲利安（Lufilian）弧形構(gòu)造帶主要由四個(gè)片麻巖構(gòu)造穹?。ūR斯維西Luswishi、索盧韋齊Solwezi、姆旺伯齊Mwombhezi、卡崩波Kabompo）構(gòu)成，主要由偏北方向控制的逆沖構(gòu)造所形成，后期受東向逆沖構(gòu)造影響。銅礦帶基本沿該弧形構(gòu)造帶分布，已知主要的銅礦床均分布在穹隆構(gòu)造區(qū)內(nèi)或周邊。其又分為三個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，自東向西分別是穹窿區(qū)，外部褶皺-沖斷帶，盧菲利安弧西部前陸帶。研究區(qū)位于贊比亞西北省盧菲利安（Lufilian）造山帶卡崩波（Ka?bompo）穹隆構(gòu)造區(qū)北側(cè)，該穹隆構(gòu)造沿北東向延伸約130km抵達(dá)剛果邊境，北緣為一波狀褶皺帶。從構(gòu)造單元上來看，研究區(qū)所處的位置為前陸盆地內(nèi)部。區(qū)域上斷裂分為兩組，一組為北西向區(qū)域斷裂構(gòu)造，一組為北東向區(qū)域斷裂構(gòu)造，是一系列逆沖推覆構(gòu)造活動(dòng)的結(jié)果。這兩組斷裂構(gòu)造中，北東向斷裂帶為盧菲利安造山帶的逆沖推覆構(gòu)造和可能的走滑斷層，呈片狀、呈帶狀分布，形成一系裂的逆沖斷裂，成為區(qū)域主要構(gòu)造格架。

2.2 地層

區(qū)域地層主要包括早元古基底片麻巖系、中晚元古代加丹加超群（Katanga）、新近紀(jì)卡拉哈里（Kala?hari）組和第四紀(jì)沖積物。其中加丹加超群（Katanga）可分為孔德龍古組（Kundelungu），木瓦夏組（Mwashi）上羅安組(（UpperRoan）)、下羅安組（LowerRoan）。各巖石地層單位間呈不整合接觸，近地表的地層受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，形成了寬緩的褶皺，深部地層也發(fā)生了不同程度的變形。

基底巖石：主要由混合巖化的各種片麻巖等組成，是剛-贊銅古礦帶中分布最老地層之一，主要分布于Kasai巖席的南部。

加丹加超群（Katanga）：自下而上由羅安組（Roan）、木瓦夏組（Mwashi）和孔德龍古組（Kundelun?gu）構(gòu)成，其中羅安組分為上、下羅安組，下羅安組主要為粉砂巖含石墨及燧石條帶、石英砂巖長石石英砂巖和底部礫巖等，上羅安組為一套碎屑巖沉積，含長石石英砂巖和底部礫巖。木瓦夏組為一套火山巖和碎屑巖建造，自上而下含泥質(zhì)粉砂巖和火山熔巖。

孔德龍古組(Kundelungu)：為一套碎屑巖及混雜巖沉積組合，自上而下為粉砂巖層混雜巖。羅安組遭受了低綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)作用，是剛-贊銅礦帶主要的含礦地層。

卡拉哈里（Kalahari）組：為新近紀(jì)-第四紀(jì)風(fēng)成細(xì)砂層、粉砂層、燧石等，該組地層中包含現(xiàn)代沉積物鈣質(zhì)巖、粘土巖及鹽質(zhì)蒸發(fā)巖等。

第四紀(jì)沖積物：主要為分布于寬闊河谷階地、河漫灘及河床中的砂礫巖及沼澤泥炭質(zhì)沉積物。

2.3 巖漿巖

區(qū)域上巖漿活動(dòng)不太發(fā)育，卡崩波（Kabompo）穹隆構(gòu)造核部出露有斜長花崗質(zhì)片麻巖、英云閃長花崗質(zhì)片麻巖和夕線石黑云斜長片麻巖等混合花崗巖類巖石，在西南部的Mwinilunga附近，零星出露安山巖和玄武巖等火成巖。雖然區(qū)域上構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，形成一系列北東向逆沖斷裂，但巖漿侵入活動(dòng)較弱，僅有零星的侵入巖體在區(qū)內(nèi)出露，規(guī)模有限。

2.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域上以銅、鈷為主的金屬礦產(chǎn)和以綠寶石（祖母綠）為主的非金屬礦產(chǎn)比較豐富，礦床、礦點(diǎn)及其眾多礦化信息分布較廣。在研究區(qū)南部及東南部卡崩波穹窿構(gòu)造邊緣地帶已發(fā)現(xiàn)的礦（化）點(diǎn)有多處（圖1），其中不乏大型和超大型礦床。目前多處于勘查階段早期，有的已投入生產(chǎn)，該區(qū)域具有巨大的找礦潛力。區(qū)內(nèi)由于穹隆和褶皺構(gòu)造作用，使礦體賦存層位變淺，甚至暴露于地表，便于找礦。目前發(fā)現(xiàn)的具有工業(yè)價(jià)值、規(guī)模巨大的、層控型的銅礦床無一例外地分布在穹窿和褶皺構(gòu)造的周邊，因此背斜和穹窿構(gòu)造是贊比亞－剛果弧形成礦帶銅礦床最重要的控礦構(gòu)造，是尋找層控型銅礦的第一要素。此外，斷裂構(gòu)造為成礦熱液活動(dòng)提供了重要場所，可形成銅金多金屬礦體，雖然其礦床規(guī)模多為中小型礦床，但礦床品位高，經(jīng)濟(jì)意義不可小視，在贊比亞許多民采礦點(diǎn)是該類礦床，因此在在贊－剛弧形成礦帶延伸部位是斷裂構(gòu)造也是重要的控礦構(gòu)造。

圖1 中非銅礦帶銅多金屬礦產(chǎn)分布示意圖

3 研究區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)特征

3.1 地層

研究區(qū)內(nèi)出露的地層為中晚元古代加丹加超群-孔德龍古組的一套不連續(xù)的、混雜的碎屑沉積巖系，自下而上依次為：底部強(qiáng)風(fēng)化的鐵質(zhì)礫巖風(fēng)化殼層，中部粉砂質(zhì)泥頁巖、中厚層石英砂巖、石英礫巖層、薄層粉砂巖，上部多為卡哈里組殘坡積粉砂土和粘土層覆蓋。區(qū)內(nèi)巖層除石英砂巖自南西向北東較連續(xù)出露外，其他巖性連續(xù)性一般較差，有重復(fù)出現(xiàn)和加厚現(xiàn)象，構(gòu)造破壞的地段則往往表現(xiàn)為地表巖石碎塊的混雜堆積。區(qū)域上的基底雜巖及羅安組地層在本區(qū)未見出露。

3.1.1 鐵質(zhì)礫巖

該巖性以風(fēng)化殼形態(tài)廣泛出露于研究區(qū)南部、中部及東北部，普遍遭受物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化作用，發(fā)育褐鐵礦化和硅化，巖石風(fēng)化面呈褐紅色-棕褐色，因鐵礦物含量的變化而略有不同，常見淋濾流失孔洞，地表形態(tài)常表現(xiàn)為巨大的透鏡體近水平分布于地表，少見破碎堆積的粒狀集合體形態(tài)。鐵質(zhì)礫巖發(fā)育的地段，地勢(shì)通常較為平坦。

3.1.2 石英砂巖

區(qū)內(nèi)分布最廣，出露最為連續(xù)的巖石地層，自南西向北東，宏觀上產(chǎn)狀較穩(wěn)定，局部則由于遭受斷層切割，推覆擠壓作用而導(dǎo)致巖層轉(zhuǎn)彎，地表形態(tài)表現(xiàn)為低緩起伏，傾角一般小于20°。巖性包括長石石英砂巖和石英砂巖（以石英砂巖為主），前者一般粒度較粗，為中粒-中細(xì)粒，遭受風(fēng)化后常在地表形成薄層粉砂質(zhì)覆蓋層。巖石多遭受物理風(fēng)化作用而破碎堆積，也見石英砂巖遭受切割斷裂而形成的陡崖地貌，石英砂巖分布的地段一般地勢(shì)相對(duì)較高，形成低緩的山丘。

3.1.3 石英礫巖

該巖性出露范圍較小，僅出露于研究區(qū)西南部，沿北西向以狹長帶狀分布于石英砂巖上盤，其接觸關(guān)系可能為整合接觸，或以夾層形態(tài)分布于長石石英砂巖巖層內(nèi)。

3.1.4 鐵質(zhì)粉砂巖

出露范圍很小，僅在研究區(qū)的中部及中南部零星發(fā)育于石英砂巖上部或以轉(zhuǎn)石形態(tài)見于第四系覆蓋的地段。巖石為紫紅色薄層狀，鐵質(zhì)含量較高。

3.1.5 粉砂質(zhì)頁巖、泥巖

出露面積較小，多分布于工作區(qū)東北部，中部和東南部零星出露，與上部石英砂巖為平行不整合接觸關(guān)系，在東北部出現(xiàn)頁巖與石英砂巖的互層分布形態(tài)。

3.2 構(gòu)造

3.2.1 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂主要分為兩組：一組為北東向區(qū)域性斷裂構(gòu)造，一組為北西向斷裂構(gòu)造。以北東向?yàn)橹鳎蔽?北西西向斷裂構(gòu)造次之。其中，北東向斷裂構(gòu)造可能為區(qū)域東向逆沖構(gòu)造產(chǎn)物，表現(xiàn)為擠壓或由擠壓向伸展過渡的應(yīng)力特征；而北西向斷裂構(gòu)造則可能由偏北方向控制的逆沖構(gòu)造所形成。另外區(qū)內(nèi)加丹加超群（Katanga）和卡拉哈里（Kalahari）組地層內(nèi)部的層間滑動(dòng)斷裂發(fā)育，對(duì)巖層無明顯的錯(cuò)動(dòng)。近東西向的斷裂也有發(fā)育。

3.2.2 褶皺構(gòu)造

區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育寬緩連續(xù)的褶皺構(gòu)造，軸向北北東-北東，為區(qū)域性逆沖推覆構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，褶皺并未導(dǎo)致巖層翻轉(zhuǎn)，但有沿軸向發(fā)育的斷裂形成，致使巖層錯(cuò)斷。

3.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖一般呈脈狀產(chǎn)出，集中出露于西南部和東北部，規(guī)模較小。從產(chǎn)出形態(tài)上可分為兩組，分別沿北東-北北東向和北西向斷裂分布。巖性主要為中粗粒鉀長花崗巖（可能含部分花崗偉晶巖，這類巖石發(fā)育一定程度的鉀化，但并未見到金屬礦化），其次為中細(xì)粒花崗閃長巖和閃長巖，也可見細(xì)粒致密的長英質(zhì)侵入巖（可能為細(xì)晶巖巖脈）。根據(jù)巖漿巖侵位的形態(tài)判斷，本區(qū)巖漿巖侵位年齡必晚于盧菲利安運(yùn)動(dòng)，形成年齡可能在晚元古代。從巖體或脈體與圍巖接觸帶的蝕變情況來看，區(qū)內(nèi)巖漿巖規(guī)模十分有限，因而限制了與巖漿巖有關(guān)的該類礦床的規(guī)模。

4 地球化學(xué)特征

4.1 巖石地球化學(xué)特征

通過對(duì)本區(qū)各類巖石樣品化學(xué)分析結(jié)果表明：Cu元素明顯富集于花崗巖（脈）-閃長巖（脈）（最高值達(dá)0.17%）及風(fēng)化的鐵質(zhì)礫巖中（最高值218.99 ppm），其元素異常具有普遍意義。Zn元素則相對(duì)富集于花崗巖-閃長巖中，其次是風(fēng)化的鐵質(zhì)礫巖。Pb、Co兩種元素沒有普遍異常，但一旦有異常出現(xiàn)的巖石樣品其含量均高于上地殼豐度（Pb最大值55.59，Co最大值299.09），Co元素尤其明顯。從對(duì)巖性選擇來看，Co元素主要富集于風(fēng)化的鐵質(zhì)礫巖、閃長巖和部分鐵質(zhì)粉砂巖中，局部富集特征明顯，在鐵質(zhì)礫巖中最高甚至達(dá)到0.03%的水平。Mo元素除在石英砂巖中沒有異常出現(xiàn)外，其他各類巖石中均有異常顯示，其含量明顯高于上地殼豐度，該元素對(duì)巖性沒有明顯的選擇性。

4.2 土壤地球化學(xué)特征

從土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可以看出（表1）：本區(qū)Cu、Mo元素具有較高的背景值，高于大陸上地殼豐度，Pb含量與上地殼豐度相當(dāng)，As、Co元素為局部富集。Zn、Fe元素的變異系數(shù)較高（0.24、0.60），但富集系數(shù)均小于1，背景值較低，相對(duì)上地殼，本區(qū)仍是貧Fe和Zn。對(duì)Cu、Pb、Zn、Mo、As、Fe、Co七種元素作聚類分析，結(jié)果顯示：Cu、Pb、Zn、Mo四種元素具有組合相關(guān)關(guān)系，F(xiàn)e、As及Fe、Co分別相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.106、0.129，另外，Cu和Co也具有較好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)0.113?？傮w上，土壤地球化學(xué)元素異常以Cu、Mo、Zn為主，異常展布形態(tài)一般以北東向延伸的細(xì)帶狀為主，或以小的較密集的點(diǎn)異常群（帶）分布，單個(gè)面積較大的異常少見，異常強(qiáng)度不高，沒有明顯的異常分帶，Cu、Mo、Zn三種元素套合較差。Co元素異常分布范圍很小，但有局部富集特征。全區(qū)土壤地球化學(xué)元素異常背景值不高（表1），成規(guī)模的異常幾乎沒有出現(xiàn)，沒有明顯的濃集中心，異常較弱，只有個(gè)別元素出現(xiàn)二級(jí)異常分帶。

4.2.1 Fe、Co元素異常特征

Fe、Co元素異常主要分布于工作區(qū)西南、中部和東北部，二者具有一定的相關(guān)性（表2）。Co元素異常出露面積很小，以單點(diǎn)異常為主，多表現(xiàn)為北東向延伸的竹葉狀形態(tài)，異常最高值為62.84ppm（遠(yuǎn)高于上地殼豐度），這種異常的出現(xiàn)常常伴隨著Fe的異常，F(xiàn)e、Co異常套合性較好，但強(qiáng)度不高，規(guī)模不大，特別是Co異常出現(xiàn)范圍十分有限。Fe背景值低于上地殼的背景值，而Co的富集則較明顯。Fe、Co元素異常的分布多與區(qū)內(nèi)風(fēng)化鐵質(zhì)礫巖的出露對(duì)應(yīng)較好，通過對(duì)風(fēng)化礫巖元素異常分析也可以看出，在該類巖石中，F(xiàn)e、Co元素含量普遍很高，可能代表了原始沉積過程中的海底中基性熱液流體活動(dòng)的一般特征，而土壤次生暈異常的出現(xiàn)則代表了地表環(huán)境下的次生富集。另外在花崗巖-閃長巖（脈）分布地段，本區(qū)西南出現(xiàn)一個(gè)Co的二級(jí)異常中心，同時(shí)套合有Fe、Cu、Zn元素的一級(jí)組合異常，異常形態(tài)表現(xiàn)為圓形或近圓形。

4.2.2 Cu、Pb、Zn、Mo元素異常特征

Cu元素異常：主要分布于工作區(qū)南部、西南部和西北部，中西部零星出露。西南部出露面積最大，約3.5km2。異常多呈面狀、（狹）帶狀，沿北東向展布，中部則多為散點(diǎn)狀。異常連續(xù)性較好，以一級(jí)異常為主，南部出現(xiàn)一個(gè)二級(jí)異常中心，異常最高值為222.55ppm?？傮w看來，Cu元素異常強(qiáng)度不高，規(guī)模一般，沒有明顯的異常分帶，但異常背景值高于上地殼豐度，反映了區(qū)域普遍較高的Cu元素背景含量水平。異常對(duì)巖性沒有選擇性，在區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的各類巖性中均有不同程度的分布。在花崗巖-閃長巖（脈）分布地段，一般出現(xiàn)Cu元素與Zn、Fe、Co元素的局部組合異常，形態(tài)通常為規(guī)則的圓形或近圓形。

表1 土壤地球化學(xué)元素特征表

表2 土壤地球化學(xué)元素相關(guān)系數(shù)表

Pb元素異常：主要分布于工作區(qū)西南部和西北部，多為橢圓狀或較規(guī)則的面狀，北東向展布，異常存在多個(gè)富集中心，基本為單點(diǎn)或孤立的點(diǎn)異常形態(tài)，異常最高值為117.44ppm?？偟膩砜矗琍b元素在本區(qū)元素含量水平較低，異常背景值相當(dāng)于上地殼豐度水平，局部小范圍內(nèi)出現(xiàn)與Cu、Zn元素的套合現(xiàn)象，且形態(tài)相似，然而規(guī)模十分有限。

Zn元素異常：多分布于西南部和中西北部、西北部地區(qū)，異常一般呈竹葉狀或細(xì)條帶狀，大致呈北東向展布，靠近花崗-閃長巖脈，有面狀分布的異常出現(xiàn)，規(guī)模很小，與Cu、Fe、Co、Mo有一定套合。依據(jù)區(qū)內(nèi)巖性分布情況來看，Zn元素異常多分布于花崗巖-閃長巖脈分布的地段，異常強(qiáng)度不高，沒有明顯的異常中心出現(xiàn)，幾乎全部為一級(jí)異常，背景值低于上地殼豐度。

Mo元素異常：主要分布在工作區(qū)西南部，中部和東北部零星分布。異常呈串珠狀沿北西分布，單個(gè)異常長軸方向?yàn)楸睎|。異常分布相對(duì)分散，規(guī)模很小，強(qiáng)度弱，基本為一級(jí)異常（僅存在一個(gè)二級(jí)異常中心），局部與Cu、Zn元素有一定套合現(xiàn)象。異常最高值為27.26ppm。

5 找礦前景

5.1 綜合分析

區(qū)內(nèi)出露的巖石地層為孔德龍古組的碎屑沉積巖系，其巖性包括了泥頁巖-粉砂巖-砂巖-礫巖連續(xù)的粒級(jí)序列，但構(gòu)成比較復(fù)雜，不是簡單的粒序沉積；區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為發(fā)育，以北東向?yàn)橹?，次為北西向斷裂?gòu)造。從形成期次來看，北西向構(gòu)造活動(dòng)時(shí)間較早，表現(xiàn)為不連續(xù)的錯(cuò)位的斷層系，而北東向斷裂構(gòu)造活動(dòng)晚于北西向構(gòu)造，一般較為連續(xù)，延伸和延長較遠(yuǎn)，應(yīng)為受盧菲利安運(yùn)動(dòng)影響的一系列逆沖斷層系。區(qū)內(nèi)巖漿巖多以脈狀形態(tài)侵位于北東向斷裂構(gòu)造系，巖性以酸性的花崗巖（脈）到中基性的閃長巖為主。從巖石地球化學(xué)分析結(jié)果來看，Cu元素在巖漿巖類（特別是閃長巖）、鐵質(zhì)礫巖和鐵質(zhì)粉砂巖等各類巖性中的平均含量既高于大陸上地殼豐度，又高于全區(qū)土壤背景值，說明本區(qū)普遍較高的Cu元素高背景值很可能與此類巖石Cu元素的高含量密切相關(guān)。在風(fēng)化的鐵質(zhì)礫巖、閃長巖和鐵質(zhì)粉砂巖中，Co元素的局部富集十分明顯，一方面，這與這幾類巖石中普遍較高的鐵元素含量有關(guān)（Fe、Co具有相似的地球化學(xué)行為），另一方面則說明Co元素更傾向于富集于偏基性的侵入巖中（花崗巖中未檢出Co元素），而這類巖石一般來源較深，更多代表了下地殼或者更深層次的物質(zhì)來源，再者說明了Co元素在表生環(huán)境下很容易發(fā)生次生富集。

5.2 找礦方向

區(qū)內(nèi)Cu元素異常一是在風(fēng)化的鐵質(zhì)礫巖廣泛出露的地段有一定規(guī)模的存在，但異常強(qiáng)度和變異程度不高，二是在花崗巖-閃長巖（巖脈）分布的地段，該段異常則表現(xiàn)出與其他元素（Zn、Pb、Mo）的良好的套合，Cu元素存在高值異常，且變異程度較高。前者代表了原始沉積過程中中基性海底熱液后者則與巖漿活動(dòng)導(dǎo)致的元素活化運(yùn)移和再富集密切相關(guān)。在中非成礦帶上，已發(fā)現(xiàn)的大型-超大型礦床多于穹窿構(gòu)造邊緣巖漿巖廣泛發(fā)育、而含礦層位羅安組地層因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)抬升至淺部或近地表的地段被發(fā)現(xiàn)，土壤地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果也反映了沿構(gòu)造發(fā)育的巖漿巖帶，成礦元素具有活化富集趨勢(shì)。因此，在本區(qū)穹窿構(gòu)造邊緣地帶，構(gòu)造活動(dòng)頻繁、巖漿活動(dòng)發(fā)育且具有高背景元素含量（特別是羅安組地層）的地段是未來勘查工作的方向，而巖漿活動(dòng)的規(guī)模、強(qiáng)度直接決定了可能形成礦床的規(guī)模和資源潛力。

6 主要結(jié)論與建議

研究認(rèn)為，區(qū)內(nèi)具有高于上地殼的Cu元素背景，在侵入巖分布的地段，Cu、Mo、Co等元素有一定的富集趨勢(shì)，侵入巖則沿區(qū)域性斷裂構(gòu)造就位。這說明在元素高背景的條件下（特別是含礦層位埋藏較淺或可能通過工程揭露出露地表的地段），一旦有構(gòu)造熱液活動(dòng)參與，對(duì)成礦元素進(jìn)行萃取活化，或者對(duì)已存在礦床進(jìn)行疊加改造，則容易再富集，如果構(gòu)造熱液活動(dòng)規(guī)?？捎^，在有利地段則可形成礦床。若條件允許，將來應(yīng)用物探手段）對(duì)區(qū)內(nèi)有異常分布的花崗巖-花崗閃長巖-閃長巖（脈）地段作進(jìn)一步查證，對(duì)其深部規(guī)模、形態(tài)和成礦潛力做進(jìn)一步研究和探討。