国外典型铜矿发现过程（续）
(2010-08-09 16:28:06)
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杂谈4、葡萄牙Neves—Corvo铜矿〔4〕自著名的Huelva地区的Tharis和RioTinto矿床被发现以后，在伊比利亚黄铁矿带又发现了许多火山型块状硫化物矿床，它们都是与石炭纪长英质火山岩相伴生的黑矿型矿床。这些矿床产出的构造环境并非是岛弧，而是硅铝质地壳中的火山型底板隆起(KLAVandLARGE，1980)。Neves-Corvo矿床产于已知矿床的南侧。黄铁矿带上的代表性矿床有Aznaconar、Sotie]、RioTinto等，其品位和储量见表1。
表1 伊比利亚黄铁矿带的主要铜、铅、锌矿床
矿 床
矿石(万吨)
Au(g/t)
Ag(g/t)
Cu(％)
Pb(％)
Zn(％)
Cerro Colorado
20000
0.52
Ditto(gossan)
1800
2.4
42
San Antonio
900
0.6
60
1.6
l
2
San Dionisio
450
0.3
25
0.8
0.9
2-2.5
Sevilla
8000
0.56
42
0.5
0.98
2.05
Sotiel
5900
39
0.61
1.60
3.82
SanTeimo
1000
1.5
:Gaviao
52500
1.5
3.5
4.1矿床特征
矿床位于西班牙—葡萄牙的伊比利亚黄铁矿带中，是一个以长英质凝灰岩为下盘，以复理石建造的片岩为上盘的火山型块状硫化物矿床。上述四个矿体之间基本上相连，属于同一个矿床。最大的矿体是Neves，长1700m．宽800m，最大厚度52m。包括低品位矿在内，矿石储量达7800万吨；第二个矿体为Corvo，长875m，宽650m，最大厚度95m．矿石储量为5800万吨。Graca和Zambuji的矿石储量都为3000多万吨。矿石分为网脉状矿、铜矿、硫化铁矿、多金属矿，在垂向上一般按上述顺序呈带状分布。这些矿石所占比例依矿体不同而不同，Corvo和Graca矿体富铜，Neves和Zambujal矿体富铅、锌，Corvo矿体在块状矿之上上覆有页岩与硫化物互层的条带状矿石（被称为Rubane）。锡作为块状银矿的一部分，赋存于Rubane及网脉矿石中，锡矿物有锡石和黄锡矿。
4.2勘查过程
在Neves—Corvo矿床的周围没有已知矿床，60年代在本区的探矿没有取得成功。
1970年，法国的BRGM，Pennaroga公司取得了葡萄牙国营矿山公司财团赋予的探矿权后，开始在该区开展综合调查。调查的第一阶段，对以往的地质勘查、化探及物探资料进行了再次分析。一般地，黄铁矿带上的隐伏矿床，常常表现为重力高值异常。因此，在原始数据再分析时，重力资料引起了人们的注意。在调查区内，筛选出了10个重力异常，进一步叠加电、磁勘查数据和地质解释(如古地形、火山活动、有无还原环境、构造等)结果，最终认定Neves地区的高值异常是最有希望的。进一步的解释认为，Neves高值异常是由地表以下180m深处的块状硫化物引起的。
1973年，根据这一推测，在高值异常区进行钻探，钻孔倾角为50度，但在钻到244m时尚未打到矿体。根据岩芯资料，在深150m处有富含黄铁矿的黑色片岩呈背斜状分布，认为重力异常是由这些片岩引起的。这次钻探以失败而告终。第二阶段地质勘查，补充进行了东延部分的重力勘查，对地质构造进行了更加深入的研究。结果在Neves东部又发现了三个新的高值重力异常。根据地质构造的研究成果，对照Neves地区重力异常特征，认为钻遇的黑色页岩不足以引起本重力异常，钻孔岩心在黑色页岩之下发现有角砾岩。角砾岩的特征说明为一逆掩断层，角砾岩之下含矿地层将重复出现，推测在400m深处附近还会有别的高密度物质存在。
1977年，根据重力异常推测结果，又在该地区打了三个孔。其中一个孔揭露到厚达53m(350.2-403.2m) 的块状流化物矿体。
1978年，对Neves东部的三个高值异常(Corvo、Grata、Zambuja)施工钻孔，全部打到了块状硫化物矿体。至此，Neves—Corvo这一特大型块状硫化物矿床终于被发现。该矿床以多金属、储量大(6000万吨以上)、铜品位高和含大量的锡为最大特征（表2）。Neves—Corvo的铜矿体品位是目前世界储量在l0万吨以上在采矿山中最高的(表3)。
1988年，该矿床已经成为年生产能力达13O万吨的大型矿山。
表2 NevesCorvo矿床的矿量和品位(Suttilli，1989)
矿量千吨
Cu%
Pb%
Zn%
Sn%
块状硫化物铜矿石
27491
8.09
1.52
条带状矿石
3405
7.56
0.42
合计
30897
8.03
1.40
块状硫化物锡矿石
2I52
17.32
1.71
l.28
条带状和网脉状矿
7l4
1.53
0.08
5.67
合计
2866
l3.39
1.30
2.37
多金属矿石
32640
0.46
1.13
5.72
表3 保有储量在1O万吨以上高品位铜矿山统计数据
国家
矿床名称
品位(％)
金属量(千吨)
矿床类型
葡萄牙
Neves Corvo(Cu)
8.0
2481
火山块状硫化物矿床
加拿大
Ansll
7.2
114
火山块状硫化物矿床
刚果
Kinsenda/MusOshi
4.26
l065
铜矿带
赞比亚
Konkola
3.86
l89l
铜矿带
Nchanga
3.67
4441
铜矿带
Chibuluma
3.20
272
铜矿带
智利
El Indio
3.8
418
低温热液型
加拿大
Kidd Creek
3.45
l687
火山块状硫化矿床
澳大利亚
Mt Isa(Cu)
3.4
4250
沉积块状硫化物矿床
5、赞比亚-刚果民主共和国铜矿〔5〕
跨越赞比亚和刚果民主共和国边界的著名巨型铜矿带，位于东经28°，南纬13°位置，呈带状展布，宽约50km，长150km左右，是世界上最重要的铜、钴金属矿成矿区。铜矿带地处中非高原的中部，海拔高约1200m。地理环境荒凉而寂寥，平坦。山谷中很难见到岩层露头。从其储量来说，矿带中诸矿床的规模，无论用任何规范衡量都是巨大的，铜和钴的品位之高，也是世界上独—无二的。在世界的铜矿业中，刚果和赞比亚两国铜产量之和，仅在美国和智利之后，居第三位，而钴的产量分别为第一位和第二位。
5.1矿床特征
铜矿带主要受近东西向的复式褶皱构造控制。基底古地形特征控制岩层分布的空间位置。铜矿带已知各矿床分布在褶皱两翼的次级构造部位。控矿构造，与岩层走向一致，呈等距、带状展布，其间距约30km。通过等距离原则，不断的发现了新的有价值的铜矿床。
卢弗布系片岩和片麻岩是该区出露最老，分布较广的岩层，被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（地表品位为0.5%）。
基底杂岩同上覆的加丹加群岩层不整合接触。该套岩系是下罗安组含铜钴矿化的主要岩层。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。
整个铜矿带中的矿体均赋存在加丹加群下罗安组岩层之中。矿体呈层状产出。矿层的厚度可达40m；纵向和斜向延伸均在2000m以上。在卡弗背斜西翼，含矿岩层为标准泥质岩。在恩昌加和齐布卢玛，含矿岩层与上述不同。在木富里纳和布瓦纳·姆库布瓦，位于向斜东翼的含矿岩层主要为砂质岩。
出露在卡弗背斜两翼的泥质岩，即通常所说的含矿页岩，作为主要含矿层分布较广。黑色石墨质页岩，向侧部逐渐相变为纹状层理泥质岩以及白云岩，而后又变为泥质岩，有时为燧石质灰岩，最终变为无矿的白色结晶白云岩。泥质岩走向比较稳定。在恩昌加，中、上部矿体的围岩为石英岩。
矿石矿物多为浸染状，粒度与脉石矿物相似。脉状和细脉状富矿脉少见。主要铜矿物为斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿及常见的硫钴铜矿等。在一些黄铁矿中常有钴元素存在。在恩卡纳的明多拉矿区，还开采了小型铀矿。该铀元素在铜矿带的其他矿区也有所发现。
在铜矿带开发的早期，人们就认识到，无论在矿化岩层的剖面上抑或平面上，铜硫化矿物均具有带状分布特点。这种较典型的分带，是从海岸无矿化带开始的，向海的方向依次为：含斑铜矿的辉铜矿带一黄铜矿、斑铜矿、硫钴铜矿带→含少量黄铜矿的黄铁矿带。
由于海底厌氧细菌产生出必需的硫，金属硫化物随着相对浓度的变化而沉淀下来。河流携带的少量呈溶解状态或者附着在悬浮的粘土颗粒上的金属元素，流入加丹加海，在那里，重的金属碎屑和少量溶解状态的铜硫化物首先沉淀下来，而后是含量较高呈溶解状态的钻硫化物和铁硫化物的沉淀。
与上述矿物分带相对应，在垂向上其分带性也很明显。在垂直矿层的方向上，底部为斑铜矿带；向上为斑铜矿、黄铜矿混合带；再向上为以黄铜矿为主的矿化带，有些矿床可能含有少量硫钴铜矿，在顶板附近为铁硫化物带，其中多含有钴硫化物。这种分带在有些矿区，如辉铜矿等矿物的分布就有相反的情况。
钴矿仅仅出现在卡弗背斜的西部，在康柯拉，钴矿化出现在铜矿体的较深部位。卢安夏和强姆毕什矿区的一些矿体中，钴品位较低，目前尚难回收。
表4 赞比亚-刚果民主共和国铜矿带主要矿区铜资源量
矿区名称
工程完全控制的储量
工程部分控制的储量
预测的远景储量
万吨
品位％
万吨
品位
万吨
品位
恩昌加
758.3
6.17
1388.0
6.05
24682.5
2.90
木富里纳
470.5
2.88
1529.2
2.98
8295.8
3.10
恩卡纳
484.2
2.00
1362.4
2.14
9152.0
2.37
卢安夏
357.4
2.41
451.0
2.35
4294.4
2.45
巴鲁巴
112.0
2.04
267.6
2.26
5414.1
2.50
康柯拉
205.0
3.75
712.5
3.58
19798.7
3.72
强姆毕什
101.1
3.07
149.8
3.00
2633.9
2.79
齐布卢玛和齐布卢玛西
70.0
4.80
53.0
4.01
598.0
3.56
布瓦纳·姆库布瓦
19.7
3.40
康桑司
2627.8
3.10
合 计
2558.5
5913.5
77516.3
赞比亚—刚果重要铜—钴矿带自刚果的科卢未齐(Kolweji)到赞比亚的卢安夏(1uanshya)，分布在连绵延伸长约500Km的弧形构造上。所有的大矿床都集中出现在弧形构造宽约30km的带内。虽然在其外围亦发现一些较小的金属富集区，但规模均十分有限。
赞比亚有价值的硫化物矿化主要赋存在加丹加系或古生代超群(约800Ma)巨厚沉积岩系底部附近的页岩或砂岩层中，约64％的铜赋存在惯称的含矿页岩中，24％的铜赋存在页岩之下的砂岩中，10％的铜赋存在页岩之上的(钦戈拉上部矿体)砂岩中，4％的铜赋存在上部矿体和含矿页岩之间的云母质岩石中。
在刚果，铜赋存于白云质页岩和白云岩中，属难选矿石。
在赞比亚，加丹加群覆于约13亿年的古老岩石核周围。虽然含铜岩石中有一些褶皱较复杂，但仍然是依附于古老岩石之上。与此相反，刚果的矿床是离散状分布的，就位于原始沉积的含铜岩石之上2000m左右的年青沉积岩中。因此，刚果的矿体大多是断离状的，而且矿石建造的离散部分有十分复杂的构造。这种断离作用十分有利于水的运动和岩石的氧化，并造成刚果矿体标志性的富集。
由于矿体产于沉积岩中，所以矿体一般呈板状或透镜状，走向长度令人感叹，厚度范围从几米到大于60m，延深大于2000m。同时大约60％的铜均出现于一个层位中，即贯称的含矿页岩中。重要的铜、钴富集还出现在含矿页岩上下层位从砾岩一白云岩的各种岩石类型中。
另外一个重要特征是矿石富集与古地形的密切空间关系。大多数矿体或者产于古老山脊或山丘的侧翼，或者产于其上。而这些山脊或山丘也改变了在其附近沉积的矿石矿物和脉石矿物的沉积环境，引起相变化和矿物变化。在以往的褶皱作用期间，古山丘也参与了形成背斜构造的作用。
母岩中浸染状硫化物矿物的形成与泥质薄层中极细的硫化物的粒度及砂岩层中的粗粒矿化脉石成分的粒度直接有关。在褶皱期间，矿石矿物发生重结晶，并在裂隙中形成脉。这些脉的标志性特征是，横切矿石和脉石，而且当横切矿石时，其中还有铜、钻矿物出现，这些脉的出现明显支持了它们是变质成因的论点，而不是早期认为的分支脉。
本区还有一些属次要地位的各种钴硫化物，铜、镍、铋碲化物和硫化物辉钼矿以及铀氧化物。沉积在恩卡纳明多拉古山丘边侧的少量铀，已被开采出来，而且常常在铜矿体底部附近也形成一些铀矿化。
大多数矿床原生硫化物带的排列，在横向上下倾或垂向上均呈带状延伸。其顺序为辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、硫铜钻矿和黄铁矿，代表着古海岸线海进、海退时期由浅到深的水体条件，反映出从沉积到再沉积的硫化物矿物变化规律。
风化作用破坏了硫化物的变化规律，从地表到深度500m的位置，硫化矿物转变成了次生矿物，如孔雀石、硅孔雀石、兰铜矿、赤铜矿、自然铜和其它一些次生矿物。同时在蛭石云母和锰土中出现大量的铜、钻。
5.2勘查过程
1902年稍早，在波罗肯·希尔(Broken Hill)今日叫卡布韦(Kabwe)的地方，发现了铅锌矿露头。
1924年以前，B.S.A公司一直管理着上述地区。1906年首先在康桑司(Kansanshi)，随后在卢萨卡以西约350km处的白云岩中开采因地表富集作用形成的浅而富的筒状辉铜矿床；在恩多拉（Ndola）附近的布瓦纳·姆库布瓦(BwanaMkubwa)矿也投入生产。在未引进欧洲采矿技术以前的长时间里，他们应用简单的采矿方法，对康桑司和布瓦纳·姆库布瓦矿进行开采。这期间，一些不太引人注意的铜矿标志，如1899年在强姆毕什(Chambishi)的格雷(Grey)，1902年在罗安·安德罗辛（Roan Antelop)的考里尔(Collier)，以及后来在卢安夏(Luanshya)等地方也被标定出。
1910年，由当地居民带着一块含铜矿斑点的岩石找到设在恩多拉的美国公司的副手报矿而发现恩卡纳(Nkana)矿。1923年发现了钦戈拉地区的雷窝·罗德(theRiverLode)矿。该矿的发现，使恩昌加矿床规模显著扩大。这种连续不断的发现，给予了地质学家莫大的鼓舞，使之建立了罗德西亚和刚果边界矿田的新模式。
1927—1930年间，该地区笼罩在一片繁荣景象之中，铁路通向矿区，居住着采矿工人的城镇兴起，非洲劳工增加了三倍之多，达23000人。
1931一1934年间，刚刚兴起的矿业，遭世界经济大萧条的打击，很多矿山倒闭。当时只有恩卡纳和罗安·安德罗普矿山尚在勉强维持。40年代后期，采矿业再次兴起。
1964年赞比亚独立，为矿业的发展提供了可靠的政治经济保证。
1970年实行了具有重大意义的工业国有化；组成了恩昌加矿业股份有限公司(该公司主要由原来的安哥拉美国公司、罗安矿业有限公司组成)和原有的罗德西亚选矿托拉斯(RST)两个公司。到1975年，上述两个公司始由赞比亚人担任总经理。1982年将上述两个公司合并为目前的赞比亚铜矿业股份有限公司。
6.典型矿床发现勘查过程对我们的启示
从以上5个典型矿床的发现和勘查过程的描述，可总结出以下规律，用以指导我们的找矿工作：
1）应系统总结和分析前人资料,建立构造和成矿模式
进入一个矿区之前，首先应系统收集和研究前人工作留下的各种资料，建立一个地区的基本构造形态特征，建立矿区矿床的成矿模式。例如：西澳大利亚帕特森省布罗德赫斯特地区玛罗契多利铜矿，由于前期综合研究不够，对本区地质工作没有得出清楚的认识，同时综合地质工作开展不够，导致矿床勘查目标不明确，再加上矿权频繁交易，直接影响了矿床勘查的进度。而赞比亚-刚果民主共和国铜矿带，自上世纪20年代中期发现这些矿床以来，不同学者就提出了铜、钴富集模式的多种观点。虽然施奈德亨(H．Schnelderhohn)早在1933年就发表了与德国含铜页岩矿化相似的同生成因观点，但是，在开始采矿和揭示出良好的接触关系前，少数地质工作者曾认为，基底花岗岩侵入了加丹加沉积岩，进而推断铜来自花岗岩，是通过热液作用在有利层位选择交代的。另外，在30年代中期提出的另一根据是，矿体之上的加丹加群中的辉长岩体是成矿溶液的来源。30年代末，w．G．Garlick证实，花岗岩与加丹加沉积岩为不整合接触，矿化发生在褶皱侵位之前。从这个证据出发，人们得出的一般概念为，呈颗粒状的铜、钴硫化物和原始沉积物是同时形成的，而其它成分则是通过变质作用而增加的。因此，有利于矿石加工。从那时起，有关矿床成因的其它诸多论点，包括金属富集的沉积控制和化学控制的观点。这些观点包括缺氧条件下产生的H2S和起重要作用的细菌、硫化物碎屑的富集，Eh和pH控制的成岩作用(各种建造中有大量的黄铁矿)，富含海水的矿物的循环，浅水中通过蒸发作用的富集等等。这种对一部分或全部的机械作用的证据，在大多数矿床中已得到进一步证明，并且是矿床成因的很好证据。虽然大多数矿床中常见的许多矿化特征，并不能全部用一种作用去解释，但是某些矿化的富集出现于页岩或白云岩中，而某些矿化则富集在石英岩中，还有些矿化富集于砾岩中，而这些从低能量沉积环境到高能量沉积环境的变化的事实，则表明了多种多样的控制背景。通过对矿区控矿构造的研究得出，沿卡弗背斜两边间隔30km的平行线或“线性构造”形成大矿床的成矿规律，进而揭示了矿带上的一系列大矿床。虽然在本区多年来在这两条线以外的下罗安组地层中为寻找铜矿床作出了艰苦的努力，但至今仍不能合理解释的是，为什么只有在构造弯曲转折的地方和已发现有重要意义的铜富集线的相邻接处才引起下罗安组地层的矿化。
2）应合理利用综合勘查方法和手段
在一个成矿有利地区要找到一个规模型矿床，从找矿技术上讲，应合理利用综合勘查方法和手段。例如：秘鲁胡斯塔铜矿和智利Collahuasi铜矿区盲矿体就是运用综合勘查方法发现的。在秘鲁胡斯塔铜矿区充分应用水系沉积物地球化学测量、岩石地球化学测量、土壤地球化学测量、磁法测量、IP测量、TEM测量、CSAMT测量、放射性测量、重力测量)、遥感(IKONOSRGB)、地质填图和钻探工程验证找到的一个大型铜矿。地球化学方法可以非常准确地预测主要矿带，虽然IP测量和TEM测量对氧化铜矿反应不灵敏，但IP和TEM异常可以作为勘探隐伏原生铜矿的重要依据。由于磁法测量对找铜效果较差，因而，在铜矿区应慎重开展测法测量，一般情况下测法测量成果应结合激电测量工作开展，往往在激电／航磁异常重合处应是找矿的靶区。电法则对深部的构造有较好的显示。智利Collahuasi铜矿区盲矿体就是通过矿床的低电阻率异常发现的，这种低电阻率异常应是广泛发育的细脉矿化所引起的，因此，在布设工程验证时，应主要考虑低电阻响应。利用很低的电阻率异常指导钻探工程的布设在本区取的了非常好的效果。钻探工程表明，激电／航磁异常复合处的低电阻率核心部位就是矿床的中心部位。
3)重视卫星图像的解译分析
在充分研究分析已有的地质资料与矿化信息，建立区内的构造与成矿模式的同时，应充分重视和利用卫星图像资料。在科亚瓦西隐伏铜矿区，地质工作者根据矿物指数计算结果，利用卫星图像5/7与3/1波段比值图像，增强了粘土、绢云母与氧化铁状态的蚀变矿物显示。将这些响应最强区域上的蚀变响应全波段及与其相关的颜色，简化为粘土与铁的单色，从而使得最终显示更易于解释。将此TM资料覆盖在Spot全色图像上，精确地给出了确切位置的地形与蚀变资料，清楚的反映出了隐伏的矿床蚀变范围。
4）重视磁、电、重力异常的组合分析
重力异常在找寻隐伏铜矿床中也发挥了重要作用。根据葡萄牙Neves—Corvo铜矿的勘查经验，一般情况下，黄铁矿带上的隐伏矿床，常常表现为重力高值异常。因此，在重力异常区，加强了电、磁勘查和地质解释(如古地形、火山活动、有无还原环境、构造等)工作，进一步的分析后认为，Neves高值异常是由地表以下180m深处的块状硫化物引起的。
根据这一推测，钻孔钻进到150m深度时，见到富含黄铁矿的黑色页岩，对照Neves地区重力异常特征，认为钻孔遇到的黑色页岩不足以引起本重力异常。在黑色页岩之下尚发现有角砾岩。角砾岩的特征说明为一逆掩断层，因此认为，角砾岩之下含矿地层将重复出现，推测在400m深处附近还会有别的高密度物质存在。根据重力异常推测结果，又在该地区继续施工钻孔，最终发现了Neves—Corvo超大型块状硫化物矿床。因此，对黄铁矿带上出现的重力高值异常应引起高度重视，一般地，在其深部常有隐伏的硫化物矿床。
参考文献
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