贊比亞盧弗里安弧地區礦產資源研究現狀及找礦潛力分析

任軍平，王 杰，古阿雷，左立波，許康康，孫宏偉，劉曉陽，何勝飛，賀福清

(中國地質調查局天津地質調查中心，天津 300170)

贊比亞盧弗里安弧地區礦產資源研究現狀及找礦潛力分析

任軍平，王 杰，古阿雷，左立波，許康康，孫宏偉，劉曉陽，何勝飛，賀福清

(中國地質調查局天津地質調查中心，天津300170)

贊比亞境內的盧弗里安弧地區屬于中非克拉通金、銅、鐵、鎢錫鈮鉭、金剛石成礦省的中非新元古代盧弗里安弧銅-鈷成礦帶。該地區地層主要包括穆瓦超群、羅安群、恩古巴群和昆代隆古群，主要出露祖母綠、銅-鈷-金-鈾和銅-鈷等礦床(點)。祖母綠礦床與穆瓦超群中的偉晶巖有關，主要包括安贊、伍木、卡馬干加和卡棋穆等祖母綠礦床。銅-鈷-金-鈾礦床與基底盧富布超群中的片巖和片麻巖有關，主要包括盧姆瓦納等礦床。銅-鈷礦床與羅安群的(砂)頁巖有關，主要包括謙比西、盧安夏、恩昌加和奇利拉邦布韋等礦床。在缺乏重點地區物化探資料的條件下，筆者綜合前人資料將盧弗里安弧地區初步劃分為3個找礦潛力區并進行了初步的找礦潛力分析，可為中資礦業企業的礦權登記及礦產開發等方面提供基礎的地質資料和科學依據，符合國家實施的礦產資源勘查開發“走出去”戰略。

祖母綠礦床； 銅-鈷-金-鈾礦床； 銅-鈷礦床；找礦潛力分析； 盧弗里安弧； 贊比亞

隨著社會經濟的發展，人們對于銅等礦產資源需求量日益增加。因此，礦產資源的尋找、勘探和開發顯得尤為重要。筆者在執行商務部技術援外項目《援贊比亞北部省卡薩馬地區區域地質與地球化學調查》和《援贊比亞東北地區航空物探和地質地球化學綜合填圖》、中國地質調局項目《非洲中南部重要礦床地質背景、成礦作用和找礦潛力研究》期間，對贊比亞銅帶省和西北省的盧弗里安弧地區的有關礦床的研究資料進行了系統收集和整理[1-4]，并對該地區代表性的祖母綠、銅-鈷-金-鈾和銅-鈷等礦床特征及找礦潛力進行了系統的分析，這不僅提高了筆者對該地區成礦地質條件的認識，也為國內企業在該地區的地質找礦工作提供基礎的信息資料和理論指導。

贊比亞地處非洲中部,屬于內陸國家，周圍與馬拉維、莫桑比克、津巴布韋、博茨瓦納、納米比亞、安哥拉、剛果(金)和坦桑尼亞接壤，國土總面積752 614 km2，包括10個行政省。贊比亞全國總人口約為1 600萬人,其中首都盧薩卡(Lusaka)人口為310萬人(據2017年1月統計)，官方語言為英語。贊比亞以采礦業、農業和旅游業為其經濟的三大支柱，其中采礦業較發達，主要是銅(鈷)礦的開采和冶煉。贊比亞制造業較落后，主要依賴進口,包括化肥、紡織、水泥、玻璃、糧食加工、輪胎和汽車裝配等。贊比亞能源主要來自于石油、電力、木材和煤炭等，其中水電資源最為豐富，約占贊比亞全國總用電量的97%[5]。

1 區域地質概況

1.1地層

盧弗里安弧地區區域地層主要包括前加丹加基底、加丹加(Katangan)超群及卡拉哈里(Kalahari)組[1],具體特征見圖1。

圖1 盧弗里安弧地區地質圖及重要礦床位置(數據來源：文獻[1]；文獻[6]；文獻[7])

前加丹加基底包括盧富布(Lufubu)超群和穆瓦(Muva)超群。盧富布超群(13億～25億年)主要巖性為花崗片麻巖、片巖和片麻巖。穆瓦超群(9億～13億年)主要為一套變質沉積巖組合，主要巖性為夕線石黑云石英片巖、黑云母變粒巖、石英巖、千枚巖及板巖等[1]。

加丹加超群(5億～13億年)不整合覆蓋于前寒武紀基底之上,幾乎為清一色沉積巖，屬于裂谷盆地深海相至邊緣臺地沉積相，厚約5～10 km,自下至上劃分為羅安(Roan)群、恩古巴(Nguba)群和昆代隆古(Kundelungu)群[1]。

卡拉哈里組覆蓋了盧弗里安弧大部分的地區，為一套中新世-全新世的風成砂，也包括少量礫巖、砂巖、碳酸鹽和燧石[1]。

1.2構造

盧弗里安弧構造帶經歷復雜的地質構造演化，其四周被剛果(Congo)克拉通、班韋盧(Bangweulu)地塊、基巴拉(Kibaran)構造帶、伊魯米德(Irumide)構造帶及贊比西(Zambezi)構造帶所包圍[1]。

1.3侵入巖

盧弗里安弧內巖漿巖包括侵入到基底雜巖內的花崗巖巖基、斑狀花崗巖以及侵位于加丹加超群中的輝長巖巖床和煌斑巖巖墻等[1]。筆者利用激光燒蝕多接收器電感耦合等離子體質譜法(LA-MC-ICP-MS)獲得謙比希銅礦床基底中兩件花崗巖樣品的鋯石U-Pb諧和年齡(1 986±55 Ma和1 966.1±4.7 Ma；未公開數據)，其與班韋盧地塊的花崗巖類似。Armstrong等[8]獲得恩昌加礦床附近基底穹隆中花崗巖的鋯石U-Pb年齡為877±11 Ma。侵入加丹加群中的基性巖包括產于羅安群和孔德龍古群中的厚達300 m的輝長巖巖床(主要由透閃石和陽起石組成)和煌斑巖(見于恩昌加等礦區),也見基性巖(765～735 Ma)侵位于迪佩特(Dipeta)亞群中[9]。

1.4礦產

贊比亞境內的盧弗里安弧地區屬于中非克拉通金-銅-鐵-鎢錫鈮鉭-金剛石成礦省的中非新元古代盧弗里安弧銅-鈷成礦帶[2]。該地區主要出露祖母綠、銅-鈷-金-鈾和銅-鈷等礦床(點)。祖母綠礦床與偉晶巖有關，賦存于穆瓦超群的黑云母綠泥石片巖中，主要包括安贊、伍木、卡棋穆(Kagem)、卡馬干加(Kamakanga)、皮瑞拉(Pirala)、達布韋薩(Dabwisa)和恩卡巴希拉(Nkabashila)等祖母綠礦床；銅-鈷-金-鈾礦床與基底盧富布超群中的片巖和片麻巖有關，主要包括盧姆瓦納(Lumwana)等礦床；銅-鈷礦床與羅安群的(砂)頁巖有關，主要包括謙比西(Chambishi)、盧安夏(Luanshya)、恩昌加(Nchanga)和奇利拉邦布韋(Chililabombwe)等礦床(圖1和圖2)。

圖2 卡富布地區區域地質圖(數據來源：文獻[10])

2 代表性礦床

2.1祖母綠礦床

祖母綠礦床主要分布于贊比亞銅帶省基特韋南部地區，有關祖母綠礦床及含礦地層穆瓦超群的研究資料相對少[11-12]，并且對于祖母綠礦床含礦地層及成礦的精確年齡探討較少[13]。靠近卡富布河出產祖母綠礦的區域總面積約為600 km2，贊比亞礦業與礦產開發部將其細分為400多個大小不等的礦權區[14]。贊比亞祖母綠礦床最早是1928年在銅帶省西南恩多拉米庫(Miku)地區發現，1962年力拓公司首次登記了礦權并進行了詳細的勘查，1967年發現了大量的小規模祖母綠礦床，1974年卡馬干加和皮瑞拉礦床的發現該地區才開始生產祖母綠，20世紀80年代以后卡富布地區祖母綠礦床才開始大量生產[13]。該地區代表性礦床包括安贊、伍木、卡馬干加、皮瑞拉、達布韋薩和恩卡巴希拉等祖母綠礦床。安贊祖母綠礦床位于基特韋西南約50 km，地理坐標：28°03′43″E，13°04′11″S，該礦床2012年9月開始投產，隸屬于安徽省外經建設(集團)有限公司。

2.1.1 礦床特征

安贊祖母綠礦床產出于穆瓦超群中(圖2)，該套地層由夾有超基性巖的變質沉積巖所組成，其中超鎂鐵質片巖的主要組分為黑云母、滑石、綠泥石、透閃石、陽起石和磁鐵礦等[12,15]。祖母綠礦床中的礦體整體呈層狀或似層狀分布，局部呈囊狀分布，但礦帶內含祖母綠的礦囊分布是不穩定或無規律的[14]。該地區的穆瓦超群普遍分布于東西向延伸的背斜或向斜構造中，多見其被晚期呈北西向的褶皺、斷裂和剪切帶所破壞。穆瓦超群覆于基底雜巖的老花崗巖和片麻巖之上，其上又被加丹加超群的沉積巖所覆蓋。

筆者先后考察了安贊祖母綠礦床和伍木祖母綠礦床，了解了該類型礦床的露天開采情況，并對采坑中的礦體與圍巖露頭進行了仔細觀察，清楚礦體與圍巖接觸關系，并采集了分析樣品。

穆瓦超群是祖母綠的含礦地層，Daly等[11]認為穆瓦超群屬于中元古代。Sliwa等[12]認為穆瓦超群的年齡范圍為1 635～1 300 Ma。Seifert等[13]利用40K-40Ar法從卡棋穆礦床中鈉長石化偉晶巖脈和卡馬干加礦床的石英-電氣石脈中獲得白云母的冷卻年齡為452.1±16 Ma～447.0±8.6 Ma,并且認為該組年齡可能代表祖母綠的成礦年齡。

筆者利用激光燒蝕多接收器電感耦合等離子體質譜法獲得贊比亞安贊祖母綠礦床礦體圍巖碳酸鹽化蝕變巖的鋯石U-Pb諧和年齡為1 966±12 Ma,獲得含祖母綠的黑云母綠泥石片巖的兩組鋯石U-Pb諧和年齡分別為1 853±58 Ma和1 344±30 Ma(具體數據另已投稿)。以上三組數據均小于或近似于銅帶省謙比希銅礦床基底中利用激光燒蝕多接收器電感耦合等離子體質譜法獲得兩件花崗巖樣品的鋯石U-Pb諧和年齡(1 986±55 Ma和1 966.1±4.7 Ma；未公開數據)，也小于Rainaud等[16]利用SHRIMP方法獲得基底花崗巖的鋯石U-Pb諧和年齡(1 983±5 Ma)。因此，由超鎂鐵質巖石變質形成的碳酸鹽化蝕變巖(圍巖)和黑云母綠泥石片巖(含礦母巖)代表了穆瓦超群的年齡即穆瓦超群的年齡要大于或等于1 966±12 Ma。筆者利用黑云母40Ar-39Ar測年法獲得黑云母綠泥石片巖的坪年齡為t=578.3±2.6 Ma，等時線年齡為577.5±3.0 Ma和反等時線年齡為577.4±3.0 Ma，該年齡也早于Seifert[13]所獲得的年齡。

2.1.2 礦床成因

本區的祖母綠或綠柱石礦化與偉晶巖的活動及其氣成熱液石英-電氣石有關，成礦晚期的高揮發成分生成了由石英和黑色電氣石組成的雙礦物巖脈，其沿片巖的滑動面侵位，并沿片理的波狀或平緩面分布，在合適的構造部位經結晶作用形成祖母綠或綠柱石。多數品質好的祖母綠賦存于黑云母綠泥石片巖內，并且在脈體與圍巖的接觸處部位產出明顯。筆者認為卡富布地區的祖母綠礦床屬于氣成熱液型礦床[12]，并且該類祖母綠礦床可能經歷了1 853±58 Ma和1 344±30 Ma的變質作用，最終于578.3±2.6 Ma形成祖母綠礦床。

2.2銅-鈷-金-鈾礦床

據中華人民共和國商務部駐贊比亞使館經商處網站2007年報道澳大利亞Equinox礦業公司總裁威廉姆斯表示，該公司在贊比亞索盧韋齊(Solwezi)地區開展了鈾礦的可行性研究，并且在盧姆瓦納礦床中Malundwe銅礦體和Chimiwungo銅礦體中發現含有獨立的高品位鈾礦[17]。該礦床位于索盧韋齊市以西65 km處，地理坐標：25°08′08″E，11°49′32″S。目前巴里克黃金公司(Barrick Gold Company)的全資子公司盧姆瓦納礦業公司(Lumuwana Mining Company Limited)擁有盧姆瓦納礦床100% 的股權。該礦床擁有礦石資源量為9.01億t，平均含銅品位0.7% (邊界銅品位為0.2% ),銅金屬量為630萬t；其中含銅品位gt;1%的礦石量資源為4.81億t(邊界銅品位為0.6%)，銅金屬量為480萬t。此外,該礦床還伴生有鈷、金、銀和鈾等金屬資源，其中含有鈾礦資源量約8 400 t。盧穆瓦納礦床于2008年底正式投產，目前年產銅精礦約14萬t[7]。

2.2.1 礦床特征

盧姆瓦納礦床位于北東向的姆溫貝茲(Mwombezhi)基底穹窿內，新元古代盧弗里安弧逆沖褶皺帶的西翼。主要的銅礦化賦存于盧富布超群內強烈變質、重結晶的白云母-金云母-石英-藍晶石片巖中，金屬硫化物呈浸染狀分布(含量lt;5%)，其以粗粒狀黃銅礦-斑銅礦-磁黃鐵礦的形式出現，并且在氧化帶和過渡帶中伴生有輝銅礦和其他次生含銅礦物。在含銅礦化的片巖中，礦化層或位于單一的石英、白云母條帶周圍，或與白云母、石英平行分布。在礦體內及其周圍均出現強烈而明顯的南-北向礦物分帶，該礦物分帶與礦體長軸方向、銅品位及其寬度變化方向一致[7]。

2.2.2 礦床成因

Fran?ois[18]對該礦床的含銅(鈾)的藍晶石云母片巖鏡下特征、巖石學特征和年代學特征進行了研究。肖波等[7]認為礦體賦存于基底盧富布超群片巖和片麻巖之中，是后期的構造運動造成了基底片麻巖被推覆到上羅恩組地層之上，并在接觸帶附近由變質熱液交代作用形成礦體。Cosi等[6]對卡波姆坡(Kabompo)、姆溫貝茲和索盧韋齊穹窿區的含礦地層、鈾礦化特征和新元古代逆沖高壓變質作用進行了研究，認為該地區的鈾礦化明顯的受到構造控制，其經歷多個變形階段，疊加作用促使前期活化的礦體再次富集。

2.3銅(鈷)礦床

任軍平等通過整理大量的前人資料[1-2]，對盧弗里安弧地區(砂)頁巖型銅-鈷礦床的礦床特征和礦床成因進行了詳細的總結，本文不再詳細復述，在贊比亞執行項目期間也多次考察了該類型礦床(圖3)。

3 找礦潛力分析

贊比亞盧弗里安弧地區是贊比亞礦產資源開發的重點區域，是贊比亞政府經濟的重要來源地。該區范圍包括贊比亞的銅帶省和西北省大部分地區，屬于中非克拉通金-銅-鐵-鎢錫鈮鉭-金剛石成礦省的中非新元古代盧弗里安弧銅鈷成礦帶。筆者根據研究區地層出露情況和礦產地分布情況等將研究區初步劃分為3個找礦潛力區(圖1)。

圖3 盧弗里安弧地區銅(鈷)礦床野外工作照片

3.1祖母綠礦床找礦潛力區(Ⅰ)

贊比亞祖母綠礦床最早是1928年在銅帶省西南恩多拉米庫地區發現以來，真正較大規模的開發是從20世紀80年代以后開始生產。贊比亞礦業與礦產開發部將靠近卡富布河總面積約600 km2的區域細分成了400多個大小不等的祖母綠礦權區。該地區代表性礦床包括安贊、伍木、卡棋穆、卡馬干加、皮瑞拉、達布韋薩和恩卡巴希拉等祖母綠礦床。筆者認為該地區含礦地層可能經歷了1 853±58 Ma和1 344±30 Ma的變形，并且最終在578.3±2.6 Ma時期形成了祖母綠礦床。該潛力區礦權面積分散，可先收購小礦權，取得利潤后再次兼并周圍其他礦權，其中目前最大的卡棋穆祖母綠礦床就是以這樣的方式成長起來的。

3.2銅-鈷-金-鈾礦床找礦潛力區(Ⅱ)

目前，卡波姆坡、姆溫貝茲和索盧韋齊穹窿地區顯示出良好的鈾礦化線索。區內包括盧姆瓦納銅-鈷-金-鈾等大型礦床(點)。據該礦床中Malundwe銅礦體和Chimiwungo銅礦體中發現含有獨立的高品位鈾礦。該礦床擁有礦石資源量為9.01億t，平均含銅品位0.7% (邊界銅品位為0.2% ),銅金屬量為630萬t；其中含銅品位1.0%的礦石量資源為4.81億t(邊界銅品位為0.6%)，銅金屬量為480萬t。此外,該礦床還伴生有鈷、金、銀和鈾等金屬資源，其中含有鈾礦資源量約8 400 t[7]。穹窿區的晚元古代逆沖高壓變質作用與鈾礦化關系密切，其鈾礦化明顯的受到構造控制，并在接觸帶附近由變質熱液交代作用形成礦體。目前，穹窿附近是找尋該類礦床的有利地區，盡管本區發現的大型礦床較少，但由于當地的覆蓋層較厚，其整個地質工作程度并不高，仍是尋找銅-鈷-金-鈾的重點靶區，其具有較大的成礦資源潛力。

3.3銅-鈷礦床找礦潛力區(Ⅲ)

該區內包括謙比西、盧安夏、恩昌加和奇利拉邦布韋等大型或超大型銅-鈷礦床。礦床為層控(砂)頁巖型礦床，礦體主要賦存于加丹加群下羅安組的沉積(砂)頁巖中。礦石礦物以黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、輝銅礦和孔雀石為主。容礦巖石主要為砂巖、長石砂巖或頁巖。礦化作用與沉積地層及后期的熱液有關。因此，下羅安組和構造活動交匯地段是找尋此類礦床的有利區域。盡管該區已有許多大型礦床，但因當地的覆蓋極為嚴重，其整個地質工作程度并不高，故該區如果有未登記的地區或可通過購買探礦權，仍是找銅-鈷的重點靶區，具有巨大的成礦資源潛力。

4 結 論

本文通過對贊比亞境內的盧弗里安弧地區區域地質特征、代表性礦床和找礦潛力的深入研究，得出以下結論。

1) 贊比亞境內的盧弗里安弧地區礦床主要為3種類型，包括賦存于穆瓦超群中與偉晶巖有關的祖母綠礦床、與基底盧富布超群中的片巖和片麻巖有關的銅-鈷-金-鈾礦床和與羅安群的(砂)頁巖有關的沉積變質—改造型銅-鈷礦床。從目前資料來看，這3種類型的礦床均經歷了多個成礦演化階段。

2) 贊比亞境內的盧弗里安弧地區基礎地質研究程度整體較弱，筆者較為全面地搜集與分析了前人的大量成果資料，對初步劃分的祖母綠礦床找礦潛力區、銅-鈷-金-鈾礦床找礦潛力區和銅-鈷礦床找礦潛力區進行了分析。

3) 中國企業可借助國家實施“走出去”、“兩種資源，兩個市場”和“一帶一路”倡議機遇，全面更好地梳理所收集到的各種資料，創新思路和方法，有目的地開展境外礦產勘查，從而提高境外工作效率及找礦效果。

致謝:野外調查工作得到謙比希銅礦床張東紅副總經理等、安贊祖母綠礦床沈逢梅總經理等、伍木祖母綠礦床王少敏總經理等、中國地質調查局發展研究中心向運川副總工程師、葉錦華研究員、李玉龍教授級高工和何學洲高工、中國地質科學院礦產資源研究所余金杰研究員、核工業北京地質研究院修群業副研究員、贊比亞地質調查局Chipilauka Mukofu局長、A.P.Dokowe總工、E.M.Chikambwe 高級地質師和Chibeza Nyimbili地質師、贊比亞礦山安全局Khonga Yofam高級督查和Munamwimbu Bjorn督查、孔科拉銅礦業公司安全部門Felix Sikaonga經理等人員的大力支持，在此表示真誠的感謝。

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ResearchonthestatusandprospectingpotentialofmineralresourcesinLufilianArc，Zambia

REN Junping，WANG Jie，GU Alei，ZUO Libo，XU Kangkang，SUN Hongwei，LIU Xiaoyang，HE Shengfei，HE Fuqing

(Tianjin Center,China Geological Survey,Tianjin300170,China)

In Zambia Lufilian Arc area belong to Lufilian Arc copper-cobalt belt of the Gold-copper-iron-tungsten-tin-niobium-tantalum and diamond metallogenic provinces of the Central Africa Craton.Muva Supergroup,Roan Group,Nguba Group and Kundelungu Group formed in the Belt.There have some emerald,copper-cobalt-gold-uranium and copper-cobalt deposits(occurrences).Emerald deposits are closely related to pegmatite of the Muva Supergroup and representative deposits include Anzan,Wumu,Kamakanga and Kagem.Copper-cobalt-gold-uranium deposits are closely related to schists and gneiss of the Lufubu Supergroup and representative deposit includes Lumwana.Copper-cobalt deposits are closely related to shale or sandstone of the Roan Group and representative deposits include Chambishi,Luanshya,Nchanga and Chililabombwe.According to the all data we divide the Lufilian Arc area into three prospecting potential and conducted a preliminary analysis of the prospecting potential.We can provide geological data and scientific basis for the expansion of Chinese mining enterprises and mineral exploitation right registration which are fit for mineral resources exploration and exploitation of “go global” strategy of national implementation.

emerald deposit;copper-cobalt-gold-uranium deposit;copper-cobalt deposit;prospecting potential;Lufilian Arc;Zambia

P617

A

1004-4051(2017)11-0139-06

2017-08-26責任編輯宋菲

中國地質調查局項目資助(編號：1212011220910)；商務部技術援外項目資助(編號：〔2012〕558；〔2015〕352)

任軍平(1980-)，男，漢族，高級工程師，主要從事地質礦產勘查與研究工作，E-mail：rjp2333@126.com。