古阿雷,王杰,任軍平,左立波,孫宏偉,邢仕,劉子江,Ezekiah Chikambwe
(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津300170;2.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì),河北唐山063000;3.贊比亞地質(zhì)調(diào)查局,贊比亞盧薩卡P.O.Box.50135)
花崗巖,作為地球上分布最廣泛的一類巖石,是構(gòu)成大陸地殼的重要組成部分?;◢弾r在不同尺度上表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成及化學(xué)成分的不均一性,對(duì)于花崗巖的研究,能夠揭示在特定地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境中的深部地殼信息[1]。
Hook花崗質(zhì)巖基位于贊比亞中部地區(qū),出露面積大于12 000 km2,北部、西部和南部邊緣被卡魯超群和卡拉哈里群地層所覆蓋,根據(jù)航磁數(shù)據(jù),推測(cè)巖基向西延伸,總面積可能超過(guò)30 000 km2[2],其規(guī)模可以與西藏南部的岡底斯巖基、美洲西海岸的安第斯巖基和科迪勒拉巖基相媲美。巖基的形成與岡瓦納超大陸拼合期間剛果克拉通(Conga Craton)與卡拉哈里克拉通(Kalahari Craton)碰撞形成的達(dá)馬拉(Damara)-盧非利安(Lufilian)-贊比西(Zambezi)造山系統(tǒng)密切相關(guān),是研究剛果-卡拉哈里克拉通碰撞的關(guān)鍵地區(qū)。很顯然,對(duì)于Hook巖基進(jìn)行深入研究不僅對(duì)花崗巖巖漿作用與大陸地殼形成演化的理論研究具有重要的科學(xué)價(jià)值,而且對(duì)了解泛非期的構(gòu)造演化也具有重要的意義。Hook巖基最初被認(rèn)為是古老基底的一部分,在泛非期重新活化[3];Unrug厘定了盧非利安弧-贊比西帶在克拉通之間碰撞的位置,并認(rèn)為Hook巖基的活化和后期零星狀正長(zhǎng)質(zhì)侵入體的侵位是由于Mwembeshi(MwZ)右旋韌性剪切作用誘發(fā)的結(jié)果[4];Hanson等總結(jié)了Hook巖基巖漿作用的時(shí)空格架,認(rèn)為存在兩階段的巖漿巖侵位事件:加丹加超群圍巖區(qū)域變形同構(gòu)造期和構(gòu)造后期[5];Milani等對(duì)Hook巖基東部蒙布瓦地區(qū)的銅多金屬成礦作用進(jìn)行了系統(tǒng)研究,認(rèn)為其可能屬于鐵氧化物-銅-金(IOCG)型成礦系統(tǒng),成礦作用與Hook巖基晚期正長(zhǎng)質(zhì)巖體的侵入有關(guān)[6]。Lobo-Guerrero Sanz(2005)根據(jù)地球化學(xué)特征,將巖基解釋為裂谷環(huán)境中侵入的雜巖體[7]。本文以Hook巖基為研究對(duì)象,對(duì)前人發(fā)表的U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)和礦產(chǎn)信息等資料進(jìn)行了歸納整理,系統(tǒng)探討了其巖漿源區(qū)和巖石成因,反演了該區(qū)泛非期的構(gòu)造演化背景;在此基礎(chǔ)上,分析了該區(qū)的銅多金屬成礦潛力,為企業(yè)在該地區(qū)找礦勘查提供理論指導(dǎo)。
盧非利安弧位于剛果(金)南部和贊比亞中北部,主要由新元古代-早古生代變質(zhì)沉積巖(加丹加超群)組成,與太古宙卡塞地塊(Kasai Block)、中元古代基巴拉帶(Kibaran Belt)和古元古代班韋烏盧地塊(Bangweulu Block)相鄰(圖1a)。由南向北可將盧非利安弧分為5個(gè)構(gòu)造帶,分別為:Ⅰ-加丹加高原、Ⅱ-復(fù)向斜帶、Ⅲ-穹隆區(qū)、Ⅳ-外部逆沖褶皺帶和Ⅴ-前陸盆地。其中,復(fù)向斜帶和加丹加高原代表了盧非利安弧的內(nèi)弧區(qū)域,區(qū)別在于復(fù)向斜帶中,只有昆德倫古群(Kundelungu)沉積巖出露,而在加丹加高原則廣泛發(fā)育巖漿活動(dòng)和較連續(xù)的加丹加變質(zhì)沉積巖系(包括羅安群、恩古巴群和昆德倫古群)。
圖1 Hook巖基大地構(gòu)造位置(a,據(jù)參考文獻(xiàn)[2]修改)和地質(zhì)圖(b)Fig.1 Tectonic map(a,modified from[2])and geological map(b)for Hook Batholith
贊比西帶是一個(gè)SW-SSW走向的逆沖-褶皺雜巖帶。在贊比亞南部主要由碎屑巖和碳酸鹽巖經(jīng)過(guò)低級(jí)綠片巖相和中級(jí)角閃巖相變質(zhì)的沉積巖地層和下覆厚層火山巖組成[8-10]。構(gòu)造帶內(nèi)多處發(fā)現(xiàn)榴輝巖相的MORB型基性巖,為剛果克拉通和卡拉哈里克拉通之間縫合帶的重要標(biāo)志[8]。
Hook巖基位于贊比亞首都盧薩卡以西約200 km處,大地構(gòu)造位置上處于盧非利安弧內(nèi)加丹加高原(Katanga High)南段,巖基南側(cè)以MwZ右旋走滑斷層與贊比西帶相隔,是泛非運(yùn)動(dòng)達(dá)馬拉-盧非利安-贊比西造山帶內(nèi)已知最大的侵入體(圖1a)。巖基主要由中細(xì)?;◢弾r、粗粒-巨晶花崗巖、含電氣石淡色花崗巖和晚期正長(zhǎng)巖為主的零星狀侵入體組成,其中,晚期正長(zhǎng)巖主要出露于巖基東側(cè)加丹加超群地層中(圖1b)。Hook地區(qū)出露的地層主要為加丹加變質(zhì)沉積巖,由細(xì)粒石英巖、石英片巖和絹云母片巖構(gòu)成?;鶐r東部發(fā)育一條大型(寬約3 km,長(zhǎng)>50 km)的接觸變質(zhì)帶,帶內(nèi)變質(zhì)泥巖演變成了紅柱石-堇青石云母片巖;而在巖基西南部,花崗巖類與未知起源的混合巖接觸帶內(nèi)可見變質(zhì)程度更高的白云母片麻巖、二云母片麻巖等巖性,Hanson等將其解釋為可能西南部具有更高的剝蝕程度[5]。巖基邊部NW向、NE向斷裂十分發(fā)育,可能為區(qū)域性韌性剪切作用的結(jié)果。
Hook巖基的年代學(xué)研究始于20世紀(jì)60年代,Snelling等(1964)首次對(duì)巖基中東部粗?;◢弾r中的黑云母、白云母和角閃石等礦物進(jìn)行了K-Ar同位素定年,獲得年齡介于475±25 Ma~448±15 Ma[11]。Hanson等對(duì)巖基中不同類型巖體進(jìn)行了大量的UPb鋯石測(cè)年工作,獲得了巖體東部?jī)蓚€(gè)變形花崗巖的年齡分別為559±18 Ma和566±5 Ma,MwZ帶中同變形流紋巖的上交點(diǎn)年齡為551±19 Ma;巖體中部流紋巖巖脈的年齡為538±1.5 Ma,粗晶花崗巖的年齡為533±3 Ma。結(jié)合野外調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)任何基底出露,因此認(rèn)為巖基是泛非期同-后構(gòu)造侵入體[5]。Lobo-Guerrero Sanz利用鋯石SHRIMPU-Pb測(cè)年技術(shù)獲得卡富埃平原一個(gè)堿性花崗巖的年齡為538.2±3.3 Ma[7]。Naydenov等從Hook花崗巖類中獲得了6個(gè)U-Pb鋯石年齡,從而限制了主要深成侵入體形成于550~540 Ma[12]。Milani等對(duì)巖基東部Katangan地層中零星出露的二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖進(jìn)行了新的U-Pb鋯石測(cè)年工作,獲得其年齡分別為519±5 Ma和544±2 Ma[2]。由于K-Ar體系封閉溫度較低,容易受到后期熱事件的擾動(dòng),而鋯石U-Pb體系因具有高的封閉溫度而能得出接近巖體侵位結(jié)晶的年齡,因此本次僅對(duì)精確度較高的U-Pb測(cè)年樣品進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(表1)。基于以上研究表明,Hook地區(qū)的巖漿活動(dòng)時(shí)限為566~519 Ma,結(jié)合巖石的巖相學(xué)特征,可進(jìn)一步將Hook巖基的結(jié)晶作用分為早晚兩期:其中早期的巖體發(fā)生一定程度的變質(zhì)變形作用,形成時(shí)代為566~544 Ma;晚期巖體未發(fā)生變質(zhì)變形作用,形成時(shí)代為544~519 Ma。需要指出的是,Hook巖基在區(qū)域上并非孤立的巖漿事件,例如,在尼日利亞?wèn)|部廣泛發(fā)育泛非期后碰撞富鉀花崗巖,被認(rèn)為是含水長(zhǎng)英質(zhì)地殼與幔源物質(zhì)混合部分熔融的結(jié)果[13];在巴西東北部Borborema省存在富鐵鉀質(zhì)花崗巖,其時(shí)代在570~512 Ma之間,標(biāo)志著圣弗朗西斯科克拉通和剛果克拉通最終匯聚[14];在蘇丹、埃塞俄比亞、索馬里和馬達(dá)加斯加等晚新元古代造山帶中均廣泛發(fā)育類似的鉀質(zhì)花崗巖類,其形成時(shí)代為580~540 Ma[15]。
表1 贊比亞中部泛非期Hook巖基巖漿巖年齡數(shù)據(jù)匯總表Tab.1 The age data summary of magmatic rocks from the Pan-African Hook Batholith in the central Zambia
Hook巖基是一個(gè)由多種類型巖漿巖組成的大型復(fù)式巖基,以酸性侵入巖為主,根據(jù)巖相學(xué)和年代學(xué)特征,可將花崗巖類進(jìn)一步劃分為兩期巖漿作用。本文選取前人所采集未蝕變花崗巖樣品的地球化學(xué)特征進(jìn)行歸納總結(jié)。
早期花崗巖SiO2=64.2%~77.1%,K2O=3.77%~5.83%,Na2O=2.45%~3.47%,相對(duì)富鉀(K2O/Na2O=1.09~2.32),在SiO2-K2O圖解上,落入高鉀鈣堿性系列-鉀玄巖系列(圖2a);Al2O3=12.2%~15.4%,CaO=0.65%~3.69%,鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.89~1.06,在A/CNK-A/NK圖解中(圖2b),顯示準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)特征。晚期花崗巖SiO2=51.3%~78.9%,K2O=1.17%~7.02%,Na2O=1.47%~7.61%,K2O/Na2O比值范圍較大(K2O/Na2O=0.15~4.78),整體顯示富鉀趨勢(shì),在SiO2-K2O圖解上,大多數(shù)落入高鉀鈣堿性系列-鉀玄巖系列(圖2a);Al2O3=10.8%~17.9%,CaO=0.16%~5.51%,鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.69~1.06,在A/CNK-A/NK圖解中(圖2b),同樣顯示準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)屬性??傮w來(lái)說(shuō),不同期Hook巖基花崗巖具有相似的主量元素特征,巖石相對(duì)富鉀,而且隨著巖漿演化,其富鉀程度顯示逐漸增加的趨勢(shì)(圖6g)。
圖2 Hook巖基花崗巖SiO 2-K 2O圖解(a)和A/CNK-A/NK圖解(b)(數(shù)據(jù)摘自參考文獻(xiàn)[2])Fig.2 SiO 2-K 2O and A/CNK-A/NK diagram
早期花崗巖稀土元素總量(∑REE)為181.50×10-6~650.10×10-6,晚期花崗巖稀土元素總量(∑REE)為128.10×10-6~576.60×10-6。Hook巖基花崗巖的稀土和微量元素配分形式如圖3所示。整體上看,不同時(shí)期巖石具有一致的微量和稀土元素分配形式,暗示其可能具有相似或相同的巖漿源區(qū)。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖上,呈現(xiàn)強(qiáng)烈的輕重稀土元素分餾(LREE/HREE=4.85~22.34)、稀土元素內(nèi)部輕稀土(LREE)分餾明顯、重稀土(HREE)分餾不明顯的配分模式(圖3a);Eu的負(fù)異常(δEu=0.30~1.0)暗示成巖過(guò)程中經(jīng)歷了強(qiáng)烈的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用或原巖熔融時(shí)殘留相中存在斜長(zhǎng)石。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上(圖3b),Hook花崗巖樣品大離子親石元素(LILE)Rb、Th、U和K等相對(duì)富集、Ba和Sr相對(duì)虧損,高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、Ti等虧損明顯,具有弧型鈣堿性巖漿屬性。
圖4 (87Sr/86Sr)i-εNd(t)成因模擬圖解(據(jù)參考文獻(xiàn)[2]修改)Fig.4(87Sr/86Sr)i-εNd(t)diagram for the Hook samples
圖5 A型花崗巖判別圖(a和b據(jù)參考文獻(xiàn)[20];c和d據(jù)參考文獻(xiàn)[21])Fig.5 A-type discrimination diagrams for the Hook granitoids OIB.洋島玄武巖;IAB.島弧玄武巖
圖6 Hook巖基Harker圖解Fig.6 Harker variation diagrams for Hook granitoid rocks
根據(jù)目前發(fā)表的Hook巖基Sr-Nd同位素?cái)?shù)據(jù)[2],同樣剔除巖基外圍和蝕變較強(qiáng)樣品,按實(shí)際成巖年齡計(jì)算獲得(87Sr/86Sr)i比值和εNd(t)值變化范圍分別為0.706 05~0.710 21和-3.7~+1.8,在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)巖石成因模擬圖解上(圖4),它的成分點(diǎn)落在靠近玄武巖-下地殼演化線上/附近,疊合在基巴拉帶+卡拉維-安科勒帶區(qū),顯示源區(qū)為基性玄武巖和古老下地殼物質(zhì)的混合源區(qū),其混合模式年齡為1 099~1 729 Ma(TDM2)。實(shí)際上,巖體中可見零星出露的鎂鐵質(zhì)侵入體,也證實(shí)了地幔和地殼物質(zhì)的相互作用[11]。稀土元素配分模式圖顯示,Hook花崗巖重稀土分餾不明顯,表明源區(qū)熔融時(shí)殘留相中無(wú)石榴子石,石榴子石在玄武質(zhì)巖石熔融時(shí)的穩(wěn)定壓力大于1.0~1.2 GPa[18],因而巖漿從源區(qū)熔融時(shí)的壓力應(yīng)小于1.2 Ga,對(duì)應(yīng)的源區(qū)深度應(yīng)小于40 km,小于區(qū)域廣泛發(fā)育的白片巖所推斷的地殼增厚時(shí)的厚度(45~50 km,1.2~1.4 GPa)[8]。
A型花崗巖是Loiselle和Wones提出來(lái)的,其地化特征表現(xiàn)為富Si、Na和K,貧Ca、Mg和Al,(K2O+Na2O)/Al2O3和TFeO/MgO值高,富 Rb、Th、Zr、Hf、Ga、Y,貧Sr、Ba、Cr、Co等微量元素,REE配分曲線大多呈燕式分布,以具有顯著的負(fù)Eu異常等為特征[19]。根據(jù)其分類標(biāo)準(zhǔn),Hook巖基花崗巖類屬于A型花崗巖。在Whalen等的圖解上,所有樣品點(diǎn)均投入A型花崗巖區(qū)(圖5a,b),在Eby等圖中可以看出,早期花崗巖樣品全部落在A2型花崗巖范圍,而晚期花崗巖樣品則主要落在A1型花崗巖和兩者的過(guò)渡區(qū)間(圖5c,d)。
巖基內(nèi)部發(fā)育大量暗色礦物含量極低的淡色花崗巖或白崗巖,表明巖漿曾經(jīng)歷過(guò)強(qiáng)烈的結(jié)晶分異作用[1],在Harker圖解上(圖6),隨著SiO2含量的增加,MgO、Al2O3、TiO2、CaO、TFeO、P2O5、Ni和δEu逐漸降低,構(gòu)成同源巖漿結(jié)晶分異演化的一般規(guī)律。結(jié)合微量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖中所呈現(xiàn)出的P和Ti元素強(qiáng)烈虧損現(xiàn)象,暗示巖漿演化過(guò)程中發(fā)生了磷灰石、鈦鐵礦和金紅石等礦物的分離結(jié)晶作用;巖石中Sr主要和Ca呈類質(zhì)同象賦存于斜長(zhǎng)石等礦物中,在斜長(zhǎng)石中具有較高的分配系數(shù),而微量元素Sr的強(qiáng)烈虧損和稀土元素δEu的負(fù)異常(圖3a)均顯示出斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用,在La-La/Sm圖解(圖7a)中,同樣顯示巖漿演化過(guò)程中結(jié)晶分異作用扮演著重要的角色。
圖7 Hook花崗巖La-La/Sm(a)和La/Yb-Nb/La(b)圖解(據(jù)[27])Fig.7 La-La/Sm diagram(A)and La/Yb-Nb/La diagram(B)after[27]for the Hook granitoid rocks
Hook花崗巖強(qiáng)烈虧損Nb、Ta等高場(chǎng)強(qiáng)元素及花崗巖樣品中捕獲鋯石的存在[2,8],暗示巖漿在上升過(guò)程中可能經(jīng)歷了一定程度的地殼物質(zhì)的混染作用[5]。巖漿受到地殼物質(zhì)的混染,會(huì)增加SiO2、K2O氧化物含量和La/Nb、Zr/Nb等比值[23],同時(shí)隨著SiO2含量的增加,(87Sr/86Sr)i比值呈現(xiàn)明顯上升的趨勢(shì),εNd(t)呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)。Hook花崗巖具有相對(duì)均一的Sr-Nd同位素組成[(87Sr/86Sr)i=(0.70605~0.71021);εNd(t)=(-3.7~+1.8)],結(jié)合La/Yb-Nb/La圖解(圖7b),表明在巖漿上升演化過(guò)程中地殼物質(zhì)的混染作用較微弱。
熱源方面,根據(jù)Henk等提供的模擬實(shí)驗(yàn),當(dāng)?shù)貧と廴诹窟_(dá)到體積的30%~50%時(shí),需要2~3倍于花崗巖體積的鎂鐵質(zhì)巖漿進(jìn)行烘烤[24],而Hook地區(qū)出露的基性巖體分布較局限,因此Milani等認(rèn)為,地幔物質(zhì)的底侵作用,鎂鐵質(zhì)熔體進(jìn)入地殼深部,可能是Hook巖基一種重要的加熱機(jī)制,但不足以形成如此面積的花崗質(zhì)巖基,而Hook巖基花崗巖具有高U/Pb和Th/Pb值,相比一般地殼強(qiáng)烈富集產(chǎn)熱元素(HPE:U、Th和K),因此認(rèn)為在地殼增厚過(guò)程中,內(nèi)部放射性熱源的存在對(duì)原始花崗質(zhì)巖漿的形成也可能起著關(guān)鍵性的作用[2,25]。
巖漿侵位深度方面,盡管未見Hook花崗巖與其圍巖的接觸界面,但是在野外巖基東部寬達(dá)3 km接觸變質(zhì)帶中發(fā)現(xiàn)的紅柱石-堇青石云母片巖,表明其結(jié)晶深度較淺(<4 kbar),而且研究表明A型花崗巖常發(fā)育于地殼淺部[26],可以推斷Hook巖基的巖漿應(yīng)于地殼淺層就位。
盧非利安-贊比西帶是泛非運(yùn)動(dòng)時(shí)期岡瓦納拼合過(guò)程中形成的重要活動(dòng)帶之一[28-30]。贊比西帶中榴輝巖、變質(zhì)輝長(zhǎng)巖的發(fā)現(xiàn),標(biāo)志著克拉通縫合帶的存在,可能代表著剛果克拉通與卡拉哈里克拉通的碰撞。年代學(xué)研究表明,其俯沖時(shí)限在650~600 Ma[7]。大部分學(xué)者認(rèn)為盧非利安弧和贊比西帶之間區(qū)域尺度的MwZ韌性剪切帶是剛果克拉通與卡拉哈里克拉通的縫合帶位置,其可能代表了東、西向?qū)呒{古陸的最終拼合[31]。Hook巖基位于MwZ剪切帶北側(cè),Natdenov等認(rèn)為泛非期Hook地區(qū)經(jīng)歷了兩期正交的構(gòu)造-變質(zhì)熱事件:(1)550~533 Ma期間,對(duì)應(yīng)區(qū)域性的E-W向縮短,可以解釋N-S向發(fā)育的褶皺和伴生的軸面近垂直的劈理構(gòu)造;(2)533 Ma之后,剛果克拉通與卡拉哈里克拉通碰撞形成區(qū)域性N-S向縮短變形作用[12]。筆者通過(guò)整理總結(jié)Hook花崗巖的年代學(xué)及地球化學(xué)特征表明,Hook巖基花崗巖類形成于566~519 Ma,不同類型巖體可能源于同源巖漿,結(jié)合巖相學(xué)特征和地球化學(xué)特征,進(jìn)一步將Hook巖基的巖漿作用分為早晚兩期:其中早期的巖體發(fā)生一定程度的變質(zhì)變形作用,形成時(shí)代為566~544 Ma,樣品點(diǎn)全部投于A2型花崗巖區(qū)(圖5c,d),顯示造山后期的環(huán)境;晚期巖體未發(fā)生變質(zhì)變形作用,形成時(shí)代為544~519 Ma,樣品點(diǎn)主要落在A1型花崗巖和兩者的過(guò)渡區(qū)間,顯示后造山環(huán)境,結(jié)合區(qū)域上存在與晚期花崗巖同時(shí)期的基性巖出露,確定為板內(nèi)伸展拉張環(huán)境。整體上,Hook地區(qū)可能屬于造山后向后造山伸展轉(zhuǎn)換階段。本文僅根據(jù)已資料整理取得的認(rèn)識(shí),區(qū)域系統(tǒng)的構(gòu)造-巖漿巖地質(zhì)演化過(guò)程還有待以后更多的工作進(jìn)行深入剖析和研究。
(1)蒙布瓦Cu-Au成礦有利區(qū)
蒙布瓦地區(qū)位于Hook巖基的東北部(圖1b),早在數(shù)百年以前,該地區(qū)就有多金屬硫化物礦化的報(bào)道,但一直未引起重視,直到2004年,必和必拓公司對(duì)其進(jìn)行了大面積的地球物理和地球化學(xué)調(diào)查工作,發(fā)現(xiàn)了一系列與蝕變帶及角礫巖化帶相關(guān)的Cu-Au異常區(qū),識(shí)別出27個(gè)靶區(qū),后來(lái)被證明是大規(guī)模熱液-礦化系統(tǒng)的一部分[6]。地球物理資料顯示,蒙布瓦成礦有利區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)兩處相對(duì)集中的強(qiáng)烈磁異常和重力異常中心,并據(jù)此劃分為兩個(gè)礦化中心,包括北部Mutoya中心和南部Sugar Laof中心,它們之間由ENE向坎卡姆斷裂(Kankamu Fault)隔開(圖1)。
(2)基通巴(Kitumba)大型銅(金)礦床
2014年以來(lái),由Blackthorn Resources與Intrepid Mines Ltd合并的合資公司對(duì)Sugar Loaf遠(yuǎn)景區(qū)開展了大量的地質(zhì)勘探工作,發(fā)現(xiàn)了基通巴大型銅(金)礦床,據(jù)2017年報(bào)顯示,以1%為銅的邊界品位,獲得基通巴銅(金)礦床的總資源量約為27.9百萬(wàn)噸(銅品位2.2%,伴生金平均品位為0.03~0.04 g/t,銅金屬量約50萬(wàn)噸。
含礦地層-巖石組合:基通巴礦區(qū)內(nèi)出露的地層為中-下昆德倫古群變質(zhì)粉砂巖和泥質(zhì)板巖。賦礦圍巖主要為花崗斑巖和正長(zhǎng)斑巖。同時(shí),礦區(qū)內(nèi)大量發(fā)育熱液角礫巖,角礫成分復(fù)雜,既包括變質(zhì)沉積巖,也包括侵入巖,熱液角礫巖多具有礦化作用。
控礦構(gòu)造:區(qū)內(nèi)發(fā)育北東東向和近南北向的斷裂構(gòu)造。調(diào)查結(jié)果顯示,斷裂帶內(nèi)或斷裂交匯處發(fā)育大量與銅礦化相關(guān)的赤鐵礦化角礫巖或銅礦體,表明斷裂構(gòu)造可能是基通巴礦床的主要控礦構(gòu)造。
礦體特征:礦體呈角礫狀、網(wǎng)脈狀或細(xì)脈狀。礦石礦物主要為黃銅礦、斑銅礦、赤銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、方輝銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦等;脈石礦物主要有石英、方解石、長(zhǎng)石類等。其中,角礫狀礦體中的黃鐵礦和黃銅礦主要發(fā)育于角礫巖化和赤鐵礦化之后,呈浸染狀分布于赤鐵礦化角礫巖的基質(zhì)中,局部可見角礫巖中的碎屑已被黃鐵礦取代;細(xì)脈或網(wǎng)脈狀礦體中的硫化物常與碳酸鹽、赤鐵礦、菱鐵礦和石英相伴生。
圍巖蝕變:區(qū)內(nèi)發(fā)育以網(wǎng)脈狀礦脈為中心的熱液蝕變系統(tǒng),由深部向淺部依次表現(xiàn)為:磁鐵礦化帶、鉀化帶、碳酸鹽化帶、赤鐵礦化帶和絹云母化(±綠泥石化)帶,地表可見次生鐵質(zhì)蝕變和鉀長(zhǎng)石和絹云母的高嶺土化。
圖8 基通巴礦床地質(zhì)圖(b)和地質(zhì)剖面示意圖(b)(據(jù)參考文獻(xiàn)[6]修改)Fig.8 Geological map(a)and interpretative geological section(b)for Kitumba deposit
硫同位素特征:前人對(duì)該礦床的硫化物進(jìn)行結(jié)果表明,硫化物的δ34S值為+4.3~+7.6‰,顯示巖漿硫和鹽湖鹵水的混合源特征[6]。雖然蒙布瓦地區(qū)未見蒸發(fā)巖的直接證據(jù),但在加丹加超群底部上羅安群地層中常見鹽沼相、酸酐和石膏殘留體以及崩塌角礫巖等蒸散性特征。
礦床類型及成因:Milani等通過(guò)對(duì)比分析認(rèn)為遠(yuǎn)景區(qū)的成礦作用與鐵氧化物-銅-金(IOCG)系統(tǒng)密切相關(guān)[6],主要基于以下幾點(diǎn):①成礦作用受蒙布瓦斷裂帶控制;②礦區(qū)發(fā)育熱液角礫巖系統(tǒng);③硫化物礦化作用與鈣化和鉀化蝕變?cè)诳臻g上具有一致性,并且未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模硅化作用;④發(fā)育大量的低鈦鐵氧化物(磁鐵礦、赤鐵礦)和與鐵-銅硫化物伴生的鐵硅酸鹽礦物(如陽(yáng)起石);⑤礦化巖石樣品具有高含量的輕稀土元素(LREE);⑥在蒙布瓦地區(qū),銅礦化與Hook巖基晚期A型正長(zhǎng)質(zhì)侵入巖關(guān)系密切;⑦深成礦體的銅品位介于0.7%~1.5%之間,與世界級(jí)IOCG型礦床相一致。
(3)潛力分析
IOCG型礦床具有規(guī)模大、品位高、元素多、埋藏淺和易采選等優(yōu)勢(shì),其成礦理論和找礦勘查工作備受國(guó)內(nèi)外地學(xué)界所關(guān)注,代表性礦床有澳大利亞奧林匹克壩超大型銅-鐵-金-鈾礦床、智利的拉坎德拉利亞銅-金礦床、巴西的薩洛博銅-金礦床等[34]。此外,前人航磁資料研究顯示,蒙布瓦地區(qū)發(fā)育超過(guò)1 km寬、25 km長(zhǎng)的磁力重力異常走廊帶,而晚期的正長(zhǎng)質(zhì)侵入體在空間上與強(qiáng)磁異常密切相關(guān),結(jié)合區(qū)域航空磁數(shù)據(jù)資料顯示,正長(zhǎng)質(zhì)侵入體可能具有由東南向西北延伸約140 km的分布范圍。
綜合以上資料,筆者認(rèn)為Hook巖基東部蒙布瓦地區(qū)具有巨大的成礦潛力。其巖基周邊,特別是晚期正長(zhǎng)質(zhì)巖體出露地區(qū)可能是尋找類似找礦靶區(qū)的重要找礦標(biāo)志。
通過(guò)對(duì)贊比亞中部Hook巖基的總結(jié)研究,得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí):
(1)Hook巖基花崗巖類是一套準(zhǔn)鋁質(zhì)、鈣堿性-堿性系列巖石,具有富Na、K,貧Ca、Mg、Al等元素特征,屬于A型花崗巖。
(2)巖基的形成時(shí)代為(566~519)Ma,可進(jìn)一步劃分為早期(566~544)Ma和晚期(544~519)Ma兩個(gè)階段,分別對(duì)A2型花崗巖和A1型花崗巖,顯示造山后向后造山伸展轉(zhuǎn)換的構(gòu)造環(huán)境。
(3)巖基原始巖漿為殼?;旌显磪^(qū),為同源巖漿經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異作用演化的結(jié)果,巖漿在上升過(guò)程中可能經(jīng)歷了微弱的地殼物質(zhì)的混染作用。
(4)巖基東部蒙布瓦地區(qū)具有巨大的成礦潛力,是形成IOCG系統(tǒng)的有利地區(qū),特別是晚期正長(zhǎng)質(zhì)巖體出露地區(qū)可能是尋找類似找礦靶區(qū)的重要找礦標(biāo)志。