赞比亚铜带省谦比希铜矿地质特征和成因探讨

摘要

本论文以中国有色桂林矿产地质研究院承担的科研项目《赞比亚铜多金属矿勘查技术方法集成及靶区优选》、《谦比希铜矿东南矿区铜钼小矿体找矿研究》为依托，通过收集总结前人工作成果,进行较系统的野外和室内工作，对沉积型铜矿和热液型铜钼矿的矿床地质特征进行研究，通过岩石地球化学、矿物流体包裹体、硫同位素、稀土元素、Re-Os同位素定年等对比分析，探讨矿床成因。取得主要成果及认识如下： （1）谦比希铜矿受到卡富埃背斜的控制，位于谦比希—恩卡纳成矿盆地的北缘，受到陆源浅海相沉积环境控制。矿体赋存于下罗恩组的含矿板岩，呈层状产出，矿体延伸长，厚度大，品位富，为超大型沉积型铜矿。主矿体底部热液脉状铜-钼矿化，具有一定的规模，与砂页岩沉积型铜矿在成矿条件、控矿因素、围岩蚀变、矿化富集规律上都有较明显的差异，提出具有深部岩浆热液型铜-钼矿成矿认识。 （2）热液脉状铜-钼矿化岩石元素组合为Cu-Co-Mo-Bi，具中高温热液组合，表明Mo元素的物质来源可能与后期含矿热液活动富集有关。沉积型矿床岩石元素组合为Cu-Co元素组合，Mo的丰度值很低，表现陆源成矿物质来源。 （3）流体包裹体均一温度集中在100~350℃，峰值位于200~250℃，后期叠加的脉状铜钼矿化成矿温度主要为中温，为热液活动的一个高峰期，推断谦比希铜各矿区其主矿体下部经受同一成矿热液来源的后期成矿作用叠加。流体包裹体成分显示，成矿流体应为Na+-Ca2+-Mg+-K+-Cl--CO32-体系，成矿流体属于Cl-Na-Ca型水溶液。盐度较低，多介于10~20%之间。 （4）硫同位素结果显示，东南矿体脉状铜钼矿体的?34S的为+6.1‰，底盘小矿体和钼矿化部位的?34S值为-3.4‰~+1.1‰，二者?34S值较接近零值，且变化范围较小，指示硫来源于深源岩浆或岩浆热液叠加改造。与沉积型铜矿?34S数值变化范围为-17‰~+23‰有明显差别。 （5）辉钼矿Re-Os同位素测年显示，辉钼矿成矿时间为503±5Ma~509.3±5.7Ma之间，等时线年龄为509.3±5.7Ma，应为晚寒武世。其形成时代明显晚于下罗恩组层状沉积型铜矿的成矿年龄约为850-760Ma之间，而与卢弗里安构造-热事件的晚期造山运动的时间600-480Ma相吻合。 （6）谦比希铜矿具有沉积型铜矿和岩浆热液型铜钼矿二种矿化类型，早期下罗恩组层状沉积型铜矿属沉积成因，晚期岩浆热液型铜钼矿具有深部含矿热液成矿特点，同时对沉积型层状铜矿具有明显的叠加富集作用。提出深部具有岩浆热液型铜-钼矿成矿认识，该类型铜钼矿的发现为该区下一步提供了新的找矿方向。