赞比亚铜矿带地质

赞比亚铜矿带地质1．自然地理概况赞比亚铜矿带，处在东经28°，南纬13°位置，呈带状展布，宽约50km，长150km左右(图1)。

自西北的奇利拉邦布韦(Chililabombwe)，向东南的卢安夏(Luanshya)和布瓦纳·姆库布瓦(Bwana Mkubwa)延伸。

铜矿床主要赋存在矿带的两翼，由两条近乎平行的次级矿带组成。

一条经布瓦纳·姆库布瓦进入扎伊尔的金森达(Kinsenda)，另一条自卡皮里·姆波希(Kapiri Mposhi)的北部，经卢安夏、基特韦(Kitwe)、钦戈拉(Chingola)，以及奇利拉邦布韦向边界外继续延伸。

人们企图把矿床的带状分布同组成卡弗(Kafue)背斜岩层的区域几何形态联系起来，但是，这种对称性，仅仅用一般的地质概念是很难说明的。

1.1地形该铜矿带地处中非高原的中部，海拔高约1200m。

总的来说，其地理环境荒凉而寂寥，平坦而无奇特之处。

但值得注意的是，靠近卢安夏的莫瓦和姆帕塔·希尔(the Muva and Mpata Hills)以及在奇利拉邦布韦附近与扎伊尔接壤的卡苏姆巴莱萨一带的地理特点。

在上述地区，河流处在宽阔而平缓的山谷中，山谷中很难见到岩层露头。

为此，人们不能不赞叹早期的地质勘探工作者的坚韧不拔的精神，他们为弄清某些地质现象，不得不挖掘成千上万个探槽或浅坑。

钦戈拉(Chingola)地区出现的恩昌加花岗岩露头，是一种剥蚀残余的现象。

1.2水系铜矿带的地表形态，受卡弗河制约。

该河流发源于沼泽地带，由此婉蜒而下，进入宽阔的山谷。

在恩昌加瀑布处，河流冲刷了较坚硬的罗安(Roan)组岩层。

卡弗背斜核部不太坚硬的基底片岩和花岗岩为河流提供了良好的河道。

河流在被剥蚀的背斜脊部，蜿蜒流向东方。

铜矿带的各矿区因有这样一条长年河提供的水源而庆幸。

卡弗河有几条支流为长年河，其他为季节河。

在排水较差的地区，沼泽草地或雨季草场发育。

这种情况主要发育在水系的源头以及缓流水系的岸边。

在此处，上述草场或草地分布面广。

随着支流水系分枝形态的不同，草场的范围也不同。

其宽度一般为100—600m不等，覆盖面积估计约占该区总面积的10—20％。

河流水流量随着季节的不同变化较大。

由于壮年期高原特点，流速一般较缓，峡谷或山谷瀑布少见。

但在流经较坚硬的岩层时，可出现象恩昌加瀑布和姆帕塔玛土(Mpatamatu)峡谷那样的地理现象。

1.3植被本区自然植被多为林地类型，主要为开阔林和半开阔林两类，且有分带性特点。

其林木高度一般在15—20m不等。

主要种属为brachstegia,Julbernadia以及Isoberlinia。

多数林木已被烧炭者、砍伐者以及原始刀耕火种的农人所毁，象松树、桉树等已绝迹。

区域地质航测有效地利用了植被分布的细微变化(有时所利用的不一定是细微变化)。

因为这种细微变化本身正反映了下伏岩层的变化。

例如，在含铜岩层上覆的土壤中，可能有特殊的植被分布。

很早以前，人们就发现，在所谓的“铜林地”生长着特殊的植物。

该地区大概是应用生物法找矿的先例。

本区已经发现的与铜有关的植物有30种之多。

可分为三个植物群属，它们多生长在含铜量大于0.5%的土壤中。

最主要的含铜植物有Hanmaniastrnm katangeuse、H. robertii、Sopwbiametallornm以及草本植物Ascolepis metalloeum等。

微量含铜植物主要生长在含铜量200×10-6—5000×10-6的土壤中，主要种属有Bocium metallorum、B.homblei和Buchnera metallorum。

泛含铜植物种类少见，但比与它杂生的上述两类植物分布较广。

该类植物在富铜的和贫铜的土壤中均能生长，如旋花属植物等。

本区最著名的“铜花”大概应属Becium homblei。

严格来说，泛含铜植物是良好的找矿标志，因它仅生长在含铜的土壤中。

然而，由于同一种属的其他植物的存在，使问题复杂化了，如众所周知的B. obovatum即是一种假“铜花”。

尽管它与B. obovatum很相似，但它并不生长在含铜的土壤中。

在实际工作中，各种属的特征一定要分清楚。

任何复杂的事物，要靠实地的研究，而不是凭想象去解决它。

1.4气候由于地理纬度的影响，该铜矿带属低纬度气候特点。

一年分雨季和旱季，两季分明。

雨季即夏季，多雨而凉爽，一年中仅在11月雨季来临之前的两个月时间内，气候较闷热。

全年晚上一般较凉爽。

年平均气温21℃，最高不超过32℃。

太阳南移后，进入11月份不久，雨季开始。

近赤道处，由于太阳直射时间较长(南北回归线间日照时间长)，因此，夏季也较长。

在夏季间(即雨季间)有一“短暂旱季”出现。

在南纬13°处，即铜矿带所在位置，从是年11月到来年4月，降雨量可1318mm。

其中，所谓“短暂旱季”，从1月到2月可持续3周之久。

“短暂旱季”前后的雨季，也多有不同。

1月份以前的下午或晚上，常有雨前雷电发生。

雷电持续时间较短，且不强烈。

冬天，即旱季，白天阳光灿烂；夜晚，繁星闪烁。

6、7月间常有夜雾出现。

在此季节，草木枯萎，灌木丛中常有山火发生。

雨季来临之前，随着气温的升高，这种情况时有发生。

早季刮西南风，风速稳定而气候温和；雨季的风向和风力变化较大。

3.区域地质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(Lufilian)运动的影响。

南北向的挤压形成了近东西向的复式褶皱构造(图2)。

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间弯曲。

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(图3)。

然而。

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。

3.1地层3.1.1基底杂岩卢弗布系片岩和片麻岩是该区出露最老，分布较广的岩层，内有较大的花岗岩体侵入。

莫瓦系变质沉积岩不整合于其上。

莫瓦系较新的石英岩和片岩分布较广。

岩层内夹有一层质地坚硬、变质程度较高的具有交错层理的石英岩。

在本区，该石英岩发育良好，特征显著，或高突为山脊，或孤立成山峰。

其出露形态，反映出该杂岩系的构造形态。

恩昌加红色花岗岩是该区唯一的酸性侵入体。

它晚于莫瓦系岩层。

本区很多基底变质岩和侵入岩均具铜矿化现象。

最大最著名的岩体，要数位于强姆毕什西南20Km处的萨姆巴岩体。

在卢弗布纪之后，加丹加时期生成的斑岩型铜矿，估计其铜储量50Mt（其地表品位为0.5%）。

上述这一类含铜地质体和其他较小的地质体表明，铜矿带的这种层装矿化特点，对含铜基底杂岩来说，其成矿的经济意义也是不容低估的。

3.1.2加丹加系(或超群)(1)含矿岩系：基底杂岩同上覆的加丹加群岩层的不整合接触现象，象其他重要地质现象一样,是令人注目的。

从目前来看，高出山谷几百米，由花岗岩、石英岩和片岩组成的山脊，可以说明，在加丹加群沉积初期，古基底地形是幼年期的。

原生沉积类型反映了这个特点。

化石与山麓堆积并存,巨砾岩遍布谷中或处在山之高处。

在东北海侵的方向上可见滨海相沉积岩层和风积层。

自古海岸向海中方向，由砂、砾岩到粉砂岩和泥质岩呈现典型的海相分带特征。

该套岩系是下罗安组含铜钴矿化的主要岩层。

其中某些层位藻类生物礁发育。

自下而上岩层中碳酸盐和硫酸盐矿物含量逐渐增加，这表明当时为蒸发作用较强的古地理环境。

下罗安组上部首次出现范围较广的灰岩，是上、下罗安沉积时期的分界线。

该界面具有一定的划时代意义。

其上为姆瓦希组岩层，厚度可达600m。

主要由碳酸盐和页岩互层组成。

页岩通常为碳质页岩，具黄铁矿化。

莫瓦系岩层是含矿岩层最上部的岩层。

(2)孔德龙古组：该组岩层底部以出露较广泛的砾岩层为其标志，已知最大厚度150m，具有冰碛和冰川沉积的特点，因此，人们认为它是冰碛岩。

其上为柯康特韦(Kokontwe)灰岩，这是一层较特殊的的含钙质的岩层，厚度约450m。

该岩层之上为较厚的板岩，其中夹有一层较稳定的紫红色长石砂岩。

该岩层一直延伸至扎伊尔和安哥拉。

3.2加丹加期后基性火山岩辉长岩床主要发育在上罗安组岩层和下孔德龙古组岩层中。

在齐布卢玛，由于多次侵入活动叠加结果，使岩床厚度达300m。

在接触处可见冷凝边和较窄的变质带。

主要变质矿物有透闪石、阳起石及不纯白云石等。

此外，在围岩中可见平行层面的重力层现象。

后一地质现象表明，岩体是在卢弗里安运动以前侵入的。

辉石一般蚀变为角闪石，并常伴有方柱石。

煌斑岩切穿岩层现象见之于恩昌加雷窝·罗德矿体、康柯拉北矿区(the North Orebody Konkola)和恩卡纳明多拉分矿区(the Nkana Division Mindola Mine)，雷窝·罗德岩墙切过底板岩层后，在下部条带状页岩中沿层面贯入，形成岩床。

当它以岩墙产出时，铜矿化较弱；以岩床出现时，则成为雷窝·罗德矿体的一部分。

明多拉岩墙在横穿矿体下盘后，继续穿过矿体，至矿体上盘尖灭。

总的说来，岩墙是不含矿的，即便穿过矿体时也如此。

但与矿层接触处，可使成矿元素活化，造成元素的局部富集。

在康柯拉北矿区3号竖井中，可见岩墙垂直横切基里拉·波姆韦(the Kirila Bomwe)背斜轴部。

岩墙产状直立，切过下盘岩层，在底部砾岩处尖灭；向上未穿过矿体。

在其冷凝边中，含铜品位大于1.00％，而整个岩墙的平均品位则在0.40一0.80％间。

矿化以细粒黄铁矿和黄铜矿出现。

3.3变质作用组成卡弗背斜的加丹加群岩层。

具区域浅变质特点。

其变质相各部不一，东部为浅变质绿片岩相；南部为中一浅变质绿帘石—角闪岩相。

变质作用使矿物颗粒度增大，这有助于选矿。

基底杂岩遭受退变质作用。

兰晶石、方柱石矿物少见。

在卢弗布和莫瓦系岩层中，粘土质岩石中白云母和绢云母矿物发育。

3.4构造令人注目的卢弗里安弧形构造是本区岩层的重要构造形式。

卢弗里安运动对扎伊尔沙巴地区有着巨大的影响。

在科尔韦齐和丰加鲁姆(Kolwezi and Fungarume)一带，罗安组岩层中出现孔德龙古中期的岩层，致使构造杂乱无序。

形成混杂堆积的复杂构造形式。

无论用深部罗安组含矿岩层虚脱滑动被推上地表抑或是向北逆掩。

均难以解释上述现象。