纳米比亚辛克莱地区铜(金)矿成矿地质特征及其找矿标志

郭玉溪，郭景会

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，郑州 450001)

0 前言

纳米比亚矿产资源较丰富，素有“战略金属储备库”之称。矿业是纳米比亚的传统支柱产业，现已发现矿产30多种，主要有：金刚石、铀、铜、金、银、铅、锌、角砾岩、碳酸岩等。其中铜储量约120万t，是纳米比亚仅次于金刚石和铀矿的重要矿产资源。

卡拉哈里铜成矿带(Kalahari copper belt)是纳米比亚最著名的铜成矿带，南起黑尔美林豪森(Helmeringhausen)，向北东经由瑞赫博斯(Rehoboth)到达博茨瓦纳西部，沿卡拉哈里(Kalahari)克拉通(现命名为瑞赫博斯(Rehoboth)岩浆弧)西北边缘形成一个铜成矿带(图1)。纳米比亚目前开采的主要铜金矿即产于此带上，产有特大型、大型铜(金)矿床。区内的铜(金)矿产主要分布在辛克莱一带，有20余处矿点或矿化点。本文通过地、物、化等工作手段揭露该区铜(金)矿的成矿地质特征，并通过分析典型矿床的矿床成因，总结出该区铜矿的找矿标志。

1 区域地质背景

纳米比亚属于冈瓦纳(Gondwana)超大陆的一部分，大地构造单元包括刚果克拉通与卡拉哈日克拉通及卡奥科、达马拉及伽利普造山带。其南部的伽利普造山带(Gariep)是泛非期—Kuunga造山带—达马拉成矿带在纳米比亚的南延部分。伽利普带由伽利普地体、那马奎地体和雷霍博特—辛克莱(Rehoboth-Sinclair)地体构成。那马奎活动带是一个高度混合和高度变形的多造山活动带，由数个年龄段的地质单元构成，其时代从2 000 Ma持续到1 000 Ma。辛克莱铜金矿区就位于伽利普地体和那马奎过渡带。

图1 卡拉哈里铜成矿带图

2 研究区地质特征

2.1 地层

研究区发育的主要地层为中元古界的Mokolian系、属辛克莱(Sinclair)序列，包括纳咖提斯(Nagatis)组，昆加斯(Kunjas)组和巴比(Barby)组，形成时代为中—晚元古。纳加提斯(Nagatis)组是辛克莱(Sinclair)序列中最老的地层，是一套中基性火山岩、火山碎屑岩，由一套较厚的安山岩、长英质熔岩、砾岩和凝灰岩组成。昆加斯(Kunjas)组底部砾岩含有金矿化，砾岩向上递变为浅灰色长石质砂岩和含砾长石砂岩，砂岩上部是白色至浅棕色或灰色页岩，局部呈黄色和红色，页岩上部覆盖着相对较厚的夹砾岩长石砂岩层。巴比(Barby)组底部是一套霏细岩、凝灰岩夹少量的长石砂岩、砾岩，其上是一套厚层的斑状熔岩，这套斑状熔岩构成了巴比(Barby)组的顶段，而研究区内所有铜矿点都发育在该岩段内。

图2 区域地质构造简图

2.2 构造

辛克莱(Sinclair)地层广泛经历了断层错断作用，局部还发育紧闭褶皱。按时代先后顺序，区域地层分为辛克莱(Sinclair)早—中期断裂和晚期断裂；前者为次级断裂，后者为主构造断裂。区域构造主方向为北西西—南东东向。局部发育一些近平行的次级断裂，其走向为北东—南西向到南北向。主构造切穿的地层为辛克莱(Sinclair)晚期序列，该套地层和矿化关系并不密切。次级断裂切穿地层主要为昆加斯(Kunjas)组和巴比(Barby)组，这两套地层和矿化关系密切。

2.3 岩浆岩

研究区南部、北部出露辛克莱(Sinclair)序列奴比布(Nubib)红色斑状花岗岩，中部出露哈尔玛(Haremub)红色—灰色混合花岗岩。

2.4 地球物理特征

2.4.1 航磁异常特征

从图3可以看出，研究区位于宽大正异常带与低缓负磁场区的交汇地带，在其上叠加着北北东向狭长异常。推断航磁负磁场背景是沉积岩分布区，狭长磁异常是火山岩带的反映，负磁异常在与北东向断裂构造交汇部位，铜金矿化较为普遍，辛克莱铜(金)就位于北东向断裂带上，断裂带具有一定规模。

图3 研究区航磁异常特征图

2.4.2 激电异常特征

激电法在纳米比亚的铜矿成矿预测的应用中取得了较好的效果。从图4可以看出，全区视电阻率为相对低阻，区东南角有近北北东向的高阻出现；在低阻区47～8线的30～35号点、90～95号点以及15～40线的60号点有近北东向的中高阻异常显示；在32～40线的40～80号点见有北西向的中高阻异常。显示为在2个北东向中高阻异常带中间夹环形中高阻异常。经验证，异常由构造引起，中高阻主要反映的是石英脉充填及构造角砾岩胶结。

图4 研究区视电阻率平面图

从图5可以看出，视极化率总体反映为47～7线视极化率低，0～64线出现宽激电异常；0～64线的视极化率的异常均在中间环形电阻率异常周围显示；40线极化异常与电阻率异常也较吻合，24～40线的40～50号极化异常与电阻率异常也对应，经后期地面地质工作发现，矿体及矿化带位置与激电异常的反应一致。

图5 研究区视极化率平面图

2.5 地球化学特征

区内土壤分析元素中Ag呈强分异型，显示经历了强烈的后生叠加改造，具有富集成矿的可能；Cu、Sn、Au、Bi呈分异型，其他元素呈较弱—弱分异性型。Pb、Sb呈富集、高背景分布；Ag、As、Zn、Co呈背景分布，Sn、Ni、Bi、W、Mo、Au呈低背景分布，Cu呈频发分布。

3 典型矿床特征——辛克莱铜(金)矿

辛克莱铜(金)矿是在对土壤地球化学异常查证过程中发现的。异常区内断裂构造十分发育，规模大小不一，较大的断裂构造展布方向为北东向、宽1 km左右、断续岀露长度数十 km，控制着区内次级断裂构造和铜金矿化的分布，次级构造主要的展布方向为北东向、北西向、近南北向，铜金矿化多发育在次级的构造裂隙和石英脉内，围岩多为安山岩。

3.1 矿体特征

经过地表工程揭露，共发现4个铜矿体，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(如图6)，矿体特征分述如下：

Ⅰ号铜矿体：分布在矿区西南部，分为两段Ⅰ-1和Ⅰ-2，断续岀露长度1 600 m，矿体具有分支复合的特征，厚度2～5 m，倾向290°～330°、倾角30°～60°，铜平均品位2%～4%；金含量(0.11～0.28)×10-6、最高含量0.68 ×10-6。Ⅰ号铜矿体南北二段之间为第四系钙结砾岩分布区。

Ⅱ号铜矿体：分布在矿区东南部，位于Ⅰ号矿体东南侧，岀露长600 m，厚度1.5～6 m，铜品位3%～5%；金含量0.13×10-6、最高品位1.97×10-6。矿体产于断裂构造带内，围岩为安山岩。

图6 辛克莱铜(金)矿矿体分布特征图

Ⅲ号铜矿体：分布在矿区东南部，位于Ⅰ号矿体东南侧，倾角10°～20°，倾角较缓，围绕山头呈环状分布，顶、底板围岩为安山岩。矿体长400 m、厚2～3 m、延伸160 m，铜平均品位1%～2%；金含量(0.1～0.25)×10-6、最高品位2.19×10-6。

Ⅳ号铜矿体：分布在矿区东南部，位于Ⅰ号矿体东侧，岀露长400 m，厚度1～3 m，铜品位0.3%～1%。矿体产于断裂构造带内，围岩为安山岩。

3.2 矿石特征

辛克莱一带铜(金)金属矿物主要有孔雀石(如图7)、铜蓝、辉铜矿，其次为黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、方铅矿、赤铁矿、蓝铜矿、方黄铜矿、蓝铜矿等；脉石矿物主要有斜长石、绿泥石、角闪石、石英、方解石，含少量辉石、磷灰石、绿帘石等。金属矿物总量在1%～5%左右，脉石矿物总量在95%左右。

矿石的主要结构有他形粒状结构、自形—半自形结构、溶蚀结构、反应边结构和包裹结构等；其构造主要有星点状、细脉状，其次为浸染状、块状、杏仁状、气孔状。

次生硫化物富集：由于表生氧化和在氧化—还原界面附近的次生富集形成，由孔雀石、铜蓝、辉铜矿、铜蓝、斑铜矿等组成，铜品位在0.3%～2%。

3.3 蚀变特征

绿帘石化：呈黄绿色、微小粒状；在伴有动力破碎的后退变质作用中，Ca2+从斜长石、辉石和角闪石中析出而形成绿帘石族矿物；在近矿围岩安山岩中绿帘石条带主要沿裂隙断续发育，其中以北东向较为发育。

图7 辛克莱铜矿石特征图

绿泥石化：在围岩蚀变过程中，由铁、镁硅酸盐矿物直接分解而成，与绿泥石化有关的围岩主要是安山岩，与绢云母化、青磐岩化、绿帘石化及碳酸盐化等相伴生。

碳酸盐化：碳酸盐化在矿体围岩中发育，碳酸盐矿物常呈脉状，密集细脉状分布于矿体及矿体外部围岩中；围岩中碳酸盐常作为胶结物和杂基的组成成分分布于安山岩和英安岩中。

青盘岩化：主要是安山岩、英安岩及部分流纹岩，受中、低温热液作用产生的，一般是在近地表条件下形成。青盘岩化产生的特征矿物为绿帘石、绿泥石和碳酸盐，含有少量的绢云母、菱铁矿。

硅化：二氧化硅一般是由热液带入，在成矿、成矿后期热液蚀变阶段常形成不规则硅质团块或沿裂隙形成细脉。区内硅化发育地段，铜金矿化较强，多为富矿部位，表明硅化与铜金成矿关系密切(如图8)。

铁铝榴石化：呈棕红色、微小粒状和半自形粒状，呈星点状分布于安山岩中，含量2%～4%，与铜矿化关系不明显。

图8 含铜石英脉

4 找矿标志

通过对辛克莱地区的地质背景、物化特征及典型矿床的分析研究，该区成矿条件较为优越，铜、金矿资源潜力大。

1)矿床受火山机构与断裂破碎带的控制，主要受北东向、其次受北西向断裂构造的控制，并以辛克莱为中心呈似放射状分布的趋势。

2)绝大多数矿体赋存于中元古界辛克莱(Sinclair)序列的巴比(Barby)组，主要产在火山喷发旋回顶部的灰绿色安山岩、角砾状安山岩、石英脉的断裂破碎带内，其次产在安山玢岩中，呈似层状、透镜状、囊状或陡倾脉状。

3)辛克莱铜矿主要金属矿物为孔雀石、铜蓝、辉铜矿；矿石构造类型为星点状、细脉状，其次为浸染状、块状、杏仁状、气孔状。近地表矿石普遍具有次生硫化物富集的特点。

4)地球化学、地球物理异常突出。辛克莱铜(金)矿就是在土壤地球化学异常查证过程中发现的矿床，并且具有环形中高阻异常、低极化率的特点。

5 结语

辛克莱地区位于卡拉哈里铜成矿带上，成矿条件良好。今后找矿的重点方向是巴比(Barby)组地层安山玢岩，火山机构及断裂破碎带中。土壤地球化学有明显的异常反映，地球物理表现为高阻、低极化率的特点。今后还应加强矿床成因、深部成矿的综合研究，以期取得重大找矿突破。

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