非洲纳米比亚铜矿矿床类型
​彭美丽1 赵永明2
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​彭美丽1 赵永明2,. 非洲纳米比亚铜矿矿床类型[J]. 纳米技术研究,20252. DOI:10.12721/ccn.2025.157311.
摘要: 纳米比亚构造线受泛非造山作用影响,主要为北西向和北东向,主要由一系列冲断层和褶皱构造组成。大地构造上位于著名的卡拉哈里克拉通的西北部,区域构造单元组成上,纳米比亚区域地质构造由地盾区、裂谷活动带地区、地台区三种单元组成。区内主要的铜矿床类型三种:第一种,黄铁矿型铜矿床;第二种,热液成因Tsumeb型铜铅矿床;第三种,斑岩型铜矿。
关键词: 地质信息中心铜矿;矿床类型;纳米比亚
DOI:10.12721/ccn.2025.157311
基金资助:

1.地质背景

大地构造上纳米比亚位于著名的卡拉哈里克拉通的西北部,其境内出露最老地层为下元古界,第三纪一现代沉积覆盖面积约为54%。区域构造单元组成上,纳米比亚区域地质构造由以下三种单元组成:

地盾区:主要分布在纳米比亚西北部和西南部,由基底直接裸露的早中元古代变质岩和侵人其内的古老火成岩组成,变质地层原岩为一套海相地槽型沉积,其内主要的金属矿化有Au、Cu、Pb、Zn等。

裂谷活动带地区:在纳米比亚较广泛分布。晚元古代时期,纳米比亚古陆发生大规模裂谷作用,其内发育了巨厚的裂谷型沉积,裂谷后期发生褶皱变形,并伴有火成岩体侵入,其内主要的金属矿化有Cu、Pb、Zn、U、Mo、Fe、Sn、W、稀土、Au等。

地台区:在变质基底和裂谷活动带之上发育有未变质的、缺乏构造变动的沉积岩区。

纳米比亚构造线受泛非造山作用影响,主要为北西向和北东向,主要由一系列冲断层和褶皱构造组成,它们不仅控制了晚元古代以来纳米比亚火成岩体的分布,而且也控制了后期沉积盆地的形成和沉积岩的展布。

纳米比亚发育的各时代地层有:

(1)下中元古界Vaalian系和Mokolian系:为一套中基性火山岩、火山碎屑岩和碎屑沉积岩沉积,大部遭受了较强变质,成为变质基底。

(2)上元古界Damara系:为一套陆间裂谷型沉积,早期主要为河流相、湖泊相碎屑岩沉积和裂谷火山岩沉积,中晚期为海相碎屑岩、碳酸盐沉积。

(3)寒武系Nama群:为一套地台盖层型沉积,主要由一套浅海相的碎屑岩、碳酸盐岩沉积组成。

(4)Karoo层序:为一套地台盖层沉积,由沉积岩和火山岩两套岩系组成,沉积岩系位于下部,主要由砂岩、粉砂岩、页岩组成,含有重要的煤层,时代为石碳纪-三叠纪;火山岩系位于上部,形成于侏罗-白奎纪。

纳米比亚具多期构造-岩浆活动。最早侵入的火成岩体为斜长岩杂岩体,同位素年龄为21亿年。之后在晚元古代泛非造山作用期间,又发生数次火成岩体侵入,并形成了丰富的与岩体侵入有关的金属矿床。进入中生代,纳米比亚先后又发生非造山相碱性杂岩体侵入和金伯利岩浆侵入,形成了与碱性杂岩体有关的矿床。纳米比亚地质图如图1。

截图1742278268.png图1 纳米比亚地质图

2.铜矿资源特征

纳米比亚资源丰富,已发现的有30多种,其中已知纳米比亚铜矿资源类型划分三种:

第一种,陆相火山作用和侵入作用形成的斑岩型铜矿,以Haib矿为主要矿床。

第二种,火山成因块状硫化物黄铁矿型铜矿床,以Matchless、Gorob-Hope、Otjihase矿等为主要矿床。

第三种,热液成因Tsumeb型铜铅矿床,又称MVT型(密西西比河型),以Kombat、Tsumeb矿等为主要矿床。三类铜矿床位置如图1所标示。

2.1 斑岩铜矿矿床

纳米比亚目前发现的最重要的斑岩铜矿矿床为Haib铜矿。

Haib铜矿前景区大地构造位置位于Richtersveld构造省,不同于环绕Namaqua省的其它稳定岩石区域。主要特点是低变质,构造变形简单。主要地层普遍为相关的火山和深成钙碱性岩,年龄大概为1800-2020百万年间。

Haib火山岩体包括玄武安山岩、安山岩,石英安山岩和流纹岩,连同各种酸性和镁铁质火山碎屑岩和凝灰岩。Haib铜矿附近最突出的岩石类型是长石斑岩,指未分化英安质和安山质火山岩石。花岗闪长岩和二长花岗岩是Vioolsdrif岩套中主要的岩石。其他岩石类型包括基性到超基性杂岩体:闪长岩,石英闪长岩,石英-长石斑岩及浅色花岗岩。Haib远景区铜钼矿化和东西向大概11km长、3km宽的长石斑岩侵入岩体相关。岩石由石英斑晶和斜长石斑晶及等粒的隐晶质基质组成。黑云母及绿泥石斑晶普遍发育,副矿物包括磷灰石、金红石、硫铁矿、黄铜矿、辉铜矿等。

岩石被剪切、破碎,最突出破裂方向为140°-150°,另一方向为40°-60°。页理发育发现倾角30°-80°,倾向南(Minnitt,1979)。页理面上线状构造发育。含铜长石斑晶的西北部位的角砾岩体由含黄铁矿和黄铜矿的石英胶结而成的角状碎片组成。

斑岩铜矿所表现的强烈热液蚀变矿物的特征变化在haib矿床中呈现,但是模式和Lowell 和Guilbert (1970)所描述的斑岩矿床的蚀变模式有一些不一样。

Haib矿床中的蚀变共生组合:

(i)钾质岩带-黑云母的蚀变组合,副矿物包括碳酸盐矿物,榍石、金红石、磁铁矿、硫铁矿、黄铜矿。黄铜矿化随着深度增强,顺着裂缝充填石英-长石斑岩。

(ii)千枚岩化带,斜长石完全被细粒的绢云母和石英所代替,黄铁矿是一种重要的岩石组成矿物。少量的赤铁矿化。

(iii)青磐岩化带-大量的绿泥石,绿帘石和方解石,包括丰富的黄铁矿脉。

硫化物矿物包括黄铜矿,斑铜矿,辉铜矿,铜蓝,砷黝铜矿,辉钼矿,方铅矿、闪锌矿、硫铁矿、毒砂、自然铋和磁黄铁矿。其中黄铁矿及黄铜矿是最主要的硫化物。矿化主要为分散或裂隙分布,部分形成条带,泡状或细脉。侵染状矿石在主岩石英-长石斑岩中普遍存在。辉钼矿在硫化物细脉中普遍存在。矿体(矿化体)表面发生近2000m*1200m面积的孔雀石化及硅孔雀石化。在剪切带,氧化产生了蓝铜矿、胆矾、铜铁矿、自然铜及赤铜矿,和孔雀石和硅孔雀石化关系密切。该矿床存在1500百万吨矿石量,其中600百万吨铜,品位0.32%,已证实的铜资源量为900百万吨,品位0.10%。

2.2 块状硫化物黄铁矿型铜矿矿床

沿Matchless角闪岩带走向在几处发育有成群出现的块状和半块状黄铁矿型铜矿床。Otjihase矿床是最大的。Matchless带中的大部分矿体已经变形,成为雪茄烟状或铅笔状。

以Gorob矿为例,岩石主要由泥质片岩和石英云母片岩(有时含拉长的砾石)组成,次要的岩石有钙质硅酸盐岩、石墨片岩、磁铁石英岩、变质辉长岩和角闪岩。此处的地层向北西倾斜。层面标志,特别是粒级层理表明这里的层序是倒转的。矿石透镜体在地层层序上位于角闪岩之上。该地区的岩层被褶皱成不对称的向形。矿物线理一般向北倾伏。比较硬的岩层(钙质硅酸盐岩、 变质辉长岩, 磁铁石英岩)形成了强烈的香肠构造。Gorob矿石透镜体被磁铁石英岩覆盖,走向上延伸约700米,厚10米,其它矿床的规模则小得多,所有的矿体都向北倾伏,倾伏角约45°。与周围片岩中的矿物线理平行。

Hope矿床发育于向形构造的北翼,由多个矿化层组成,其变形比其它矿床更强烈,这些矿床中出现的岩石类型有:块状硫化物岩石、条带状硫化物岩石、磁铁矿一硫化物石英岩、石英一白云母一硫化物片岩和石英一绿泥石一白云母一硫化物片岩。主要的硫化物矿物为黄铁矿, 产于石英脉中,呈斑状变晶、晶质(花岗变晶 )集合体产出,其它不透明矿物主要有黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿和磁黄铁矿,矿石矿物中的变形结构和重结晶结构以及层状硅酸盐的构造组构表明,矿化作用发生于变形之前。次要的变质再活化作用存在于少数褶皱和含硫化物细脉,表现为硫化物厚度增大。这些现象在Gorob矿床中特别明显。

矿床成因:Matchless带黄铁矿型铜矿床产在(变质)沉积一火山岩地层内,与拉斑玄武岩密切共生。黄铁矿型铜矿床形成于强烈扩张的环境中,其下部为变薄、拉张的陆壳,也可能发育些新形成的洋壳。拉斑玄武岩火山活动和块状硫化物矿床的形成作用是成熟裂谷所特有的高热流的两种表现形式,受热驱动的热液对流可从沉积一火山岩地层中淋漓出金属,其后发生的喷气、沉淀作用导致硫化物和氧化物相堆积于海底与断裂有关的次盆地中。

2.3 热液成因Tsumeb型铜铅矿床,又称MVT型(密西西比河型)

Tsumeb型铜铅矿床位于Otavi山地中(图2)。Otavi山地位于damara造山带的北部碳酸盐台地上,在晚元古代及早显生代期间经历了复杂的变形。区域上构造为EW向的褶皱,后期叠加了褶皱,形成朝北平卧褶皱。在造山过程中山地部分地区变质达到低绿片岩相到葡萄石-绿纤石相。Otavi山地中,大概有600处Cu-Pb-Zn-V的成矿。其中,Tsumeb型在Otavi山地碳酸盐岩中的Pb-Cu-Zn矿床主要有:kombat矿及Tsumeb矿等。

Kombat矿位于艇形otavi河谷向斜的北翼。Kombat组的千枚岩叠加Hüttenberg组的白云岩,构成了山谷的核心。Kombat矿主要的硫化物矿化和Tsumeb矿床相似。矿体为后生热液交代作用而成,比如Cu-Pb-(Ag)裂缝充填矿床。矿化不同的类型包括:块状-半块状硫化物,网脉型裂缝系统矿化,Fe-Mn氧化物、硅化物聚集及裂纹充填矿化。矿(化)体和Damara二次构造热液事件相关。

图2 Otavi山地主要矿床的地质简图

截图1742278287.png3. 结论

纳米比亚铜矿资源丰富,主要有三种类型:

第一种,陆相火山作用和侵入作用形成的斑岩型铜矿,以Haib矿为主要矿床。第二种,火山成因块状硫化物黄铁矿型铜矿床,以Matchless、Gorob-Hope、Otjihase矿等为主要矿床。

第三种,热液成因Tsumeb型铜铅矿床,又称MVT型(密西西比河型),以Kombat、Tsumeb矿等为主要矿床。

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