阿爾及利亞哈瑪尼銅礦形成機制與找礦前景分析

■　黃萬寬

（遼寧省物測勘查院遼寧沈陽110121）

阿爾及利亞哈瑪尼銅礦形成機制與找礦前景分析

■黃萬寬

（遼寧省物測勘查院遼寧沈陽110121）

哈瑪尼銅礦古板塊碰撞縫合線交叉處附近，是一個中型砂巖型銅礦；區內發現6個礦體，4個工業礦體，銅平均品位1.09%，礦體平均厚度4.05m；礦體呈層狀、似層狀，厚度較穩定，屬于典型的沉積型砂巖銅礦；孔雀石化是直接找礦標志，寒武系綠色砂巖為最有利的找礦層位；Ⅰ-2、Ⅲ-1號礦體具有擴大資源儲量的潛力。

銅礦床地質特征找礦前景成因類型哈瑪尼

阿爾及利亞位于非洲西北部，北鄰地中海，其余三面分別與突尼斯、利比亞、尼日爾、馬里、毛里塔尼亞、摩洛哥國家相鄰。該國礦產資源豐富，礦業政策寬松，交通發達，十分有利于礦產勘查和開發工作，目前已經受到國際礦業投資者的關注。自上世紀80年代以來，阿爾及利亞國家地質局在該區相繼開展了1∶2.5萬地質填圖、剖面測量和有關勘查工程工作，發現了哈瑪尼銅礦化點；近年來，河南省地勘局第一地質環境調查院又在該區開展了多年的普查工作，在1∶10000和1∶5000地質測量工作的基礎上，通過地表槽探工程、深部鉆探工程探獲(333)+(334)？類銅金屬量14萬噸，達到中型銅礦床規模，取得了突破性的進展，成為我國企業實施“走出去”戰略，尋找并控制重要戰略資源的典范。因此，筆者試從區域地質背景、礦床地質、礦體特征、礦石特征入手，總結區域成礦條件，探討銅礦床成因和控礦因素，建立區域找礦標志，評價成礦潛力，以期對指導在區域上尋找同類礦床提供參考，為在國外從事銅及多金屬勘查提供思路。

1　區域地質背景

哈瑪尼銅銀礦位于阿爾及利亞民主人民共和國撒哈拉地區的西部，貝沙爾省西南部，奧蓋塔山脈中南部，大地構造位置處于非洲西北部ATLAS、ANTIATLAS、SARLA三個古板塊碰撞縫合線交叉處南側（圖1）。研究表明，古板塊碰撞于元古代末期，自古生代開始形成統一的西非板塊。西非克拉通邊緣（被動）和泛非大陸（主動）碰撞后形成了奧蓋塔（OUGARTA）山脈[1]。區域上出露有晚元古代北西向帶狀分布的沉積—火山巖系地層；寒武系地層在中北部呈北北西走向，向南轉為東西向走向，巖性以砂巖為主；奧陶系地層出露于研究區東南部，呈東西向走向延伸巖性以砂巖、泥質砂巖為主；第四系大面積出露于東北部、西北部和南部，巖性主要為風成的礫砂沉積物。東北部的元古界火山巖系構成基底，西南部奧陶系和寒武系的陸源碎屑巖構成蓋層。蓋層構造為以奧陶系為核部、寒武系為翼部的寬緩的復式背向斜構造，地層傾角5°～20°，褶皺的軸跡逐步由北西向轉為近東西向。在褶皺的轉折部位有一系列近東西向和北西向10～30km長的平移斷層，將褶皺切割和扭轉，破壞了褶皺的完整性。另外有一組北東向10～20km長的橫斷層切割褶皺的翼部。巖漿巖較發育，主要集中在東北部，巖性以上元古界安山巖、流紋巖、粒玄巖等為主。區域金屬礦產主要為錳、銅多金屬礦產。

2　礦區地質特征

研究區內出露的地層為寒武系、第四系，及東南部少量的晚元古代和奧陶紀地層組成，地層走向以北北西向為主。上元古界地層（Pt33）小面積出露于研究區南部，巖性主要為流紋巖，沉積火山巖，厚度500～700m。寒武系地層大面積出露于研究區北部、中部、西部，巖性以陸源碎屑巖為主。寒武系下統K1層（?1K1）巖性為灰色礫巖、角礫巖、砂巖，厚度為400～420m；寒武系下統K2層（?1K2）巖性為粉砂巖、細粒砂巖、粗粒砂巖、細礫巖，厚度530～900m。根據顏色分為三段：第一段為雜色層（?1K21），顏色為棕色、淡紫色、灰—紫色，該段上部主要由雜砂巖夾泥質的扁豆體細礫巖構成，下部為砂礫巖；第二段為綠色層（?1K22），該層主要為灰—綠色、灰色細粒石英砂巖，夾泥質巖、粉砂巖扁豆體，該段為主要的含礦地層；第三段為灰色層（?1K23），該層由中、粗粒砂巖、砂礫巖，次圓狀礫巖構成。寒武系中統K3層（?2K3）為灰色、棕灰色砂礫巖，以不同方向的斜交層理為特征，含粗粒碎屑物質（為灰色和乳白色石英），磨圓度中等，有規律排列，厚度510～550m。寒武系上統K4層（?3K4）下部為淺灰色石英砂巖，上部為夾泥質砂巖的細礫巖，厚度500～530m。總體上，寒武紀地層表現為粗略的韻律性，構成礫巖-細礫巖-細粒砂巖-粉砂巖夾泥巖-中粒砂巖-粗粒砂巖-砂礫巖-礫巖一個大的旋回。奧陶系小面積出露于東南部，巖性主要為石英砂巖、泥質砂巖、粉砂巖。第四系大面積出露于西北部、中西部和東南部，為風成的砂礫石沉積物。

區內構造十分簡單，總體為向南西傾斜的單斜構造，地層傾角20～43°，僅在Ⅲ礦段見少量500～1000 m的東西向斷層，均不切割含銅礦化帶。

研究區內巖漿巖不甚發育，僅在東南部出露極少量的流紋巖。

3　礦床特征

根據阿爾及利亞國家地調局勘查工作的工程控制程度、礦體的規模、產出形態及礦石質量數據，哈瑪尼銅礦區發現三個礦段（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）組成、4個礦化帶，圈定了6個礦體，其中4個工業礦體。礦（化）體賦存于寒武系下統K2層的第二巖性段內，即?1K22巖層內，由石英砂巖、泥質巖夾粉砂巖扁豆體及含銅礦砂巖組成，且該層中礦化層較厚，礦體與圍巖界限為漸變過渡的接觸關系，靠樣品分析進行分界，肉眼難以區分。頂板圍巖為礫巖、角礫巖、砂巖，底板圍巖為含粗碎屑石英砂巖，圍巖中可見孔雀石和褐鐵礦。

3.1礦體（層）特征

Ⅰ礦段礦化帶走向132°，地表延伸長度約3000 m，發現了Ⅰ-1、Ⅰ-2兩個工業礦體；Ⅱ礦段礦化帶走向116°，地表延伸長度約1300 m，發現了Ⅱ-1工業礦體和Ⅱ-2、Ⅱ-3非工業礦體；Ⅲ礦段礦化帶走向123°，地表延伸長度約1600 m，發現了Ⅲ-1礦體（表1）；礦石中主要有用組分為Cu，其次為Ag，Cu一般品位0.50～2.00%，最高品位2.97%，平均品位1.09%。Ag平均品位11.27×10-6。綜合各類地質因素，主礦體規模中等，形態簡單，厚度穩定-較穩定，主要有用組分銅分布均勻，構造對礦體影響程度小。

表1　哈瑪尼銅銀礦床礦體特征參數統計表

3.2礦石特征

地表礦石礦物為孔雀石，地下礦石礦物為孔雀石、藍銅礦，局部見少量黃銅礦；脈石礦物主要為褐鐵礦、石英、長石。

礦石結構主要為半自形-他形晶粒結構，局部呈自形晶；礦石構造主要為條帶狀存在于細粒砂巖型銅礦石中，次有脈狀、團塊狀構造等。

礦石自然類型主要為氧化銅礦石，見少量混合礦，氧化礦與混合礦界線不清；工業類型為沉積砂巖型銅礦。

4　礦床形成機制與找礦前景

4.1礦床成因

區域上在干熱干旱氣候和氧化條件下形成了厚度較大的棕色、淡紫色、灰—紫色砂巖夾泥質巖層；在成巖期由于厭氧化細菌及有機質作用，形成局部還原環境；表生環境下，Cu元素一般以CuSO4溶液形式從風化殼中被搬運遷移出去，在特定的還原環境中，由于膠體和粘土吸附等作用Cu元素易發生集中和沉淀，完成了銅質初步聚集；層間水和孔隙水不斷淬取下伏的或側向上緊鄰的礦源層中的銅質，在滲透性較好的砂巖中富集成礦。哈瑪尼銅銀礦床含礦巖系的顏色很雜，一般產在灰—綠色、灰色細粒層中，灰色層中一般含有較多的有機質和植物殘骸以及黃鐵礦微粒，植物碎屑較多時礦化強度高，銅礦物富。其明顯沉積標志表現在以下幾個方面：一是礦層與頂底板圍巖呈漸變過渡接觸，含礦的砂巖中可見明顯的層理，細小的礦石礦物沿層理方向展布形成條帶狀構造，表現出特征；二是在靠近底板位置可見到一些紫紅色泥巖的團塊分布，為還原環境的產物；三是構造對地層及礦體的影響較小。經與我國新疆烏恰楊葉銅礦床、莎哈爾銅礦床、滴水銅礦床類比，成礦時代雖然不同，但礦床地質特征和成因類型基本相近（表2），因此可以確認，哈瑪尼銅銀礦床應屬于典型的沉積型砂巖礦床。

表2　哈瑪尼銅礦床與楊葉銅礦床地質特征對比統計表

4.2控礦地質條件

4.2.1構造與成礦的關系

ATLAS、ANTIATLAS、SARLA三個古板塊碰撞為成礦過程提供了良好的大地構造環境和動力來源，礦區斷裂多為成礦前斷裂，對地層及礦體破壞影響較小，為礦體的形成提供了成礦物質運移的通道。

4.2.2巖性與成礦的關系

礦區內的礦產主要分布在寒武系的砂巖中，砂巖因其具有良好的孔隙度和滲透性，特別是細級粒度的巖石對礦液的運移、沉淀、富集和容礦有重要影響。地層中砂巖多以夾泥巖形式出現，泥巖具有良好的隔擋封閉作用，對礦液的富集起了較大作用。礦體呈層狀、似層狀，厚度較穩定，其分布（產狀）與砂巖（地層）的展布方向基本一致；因此，該巖性為最重要的控礦因素。

4.2.3地層與成礦的關系

研究區具有形成層控礦床的有利沉積環境和地層條件，寒武系下統K2層第二段綠色細粒砂巖是本區砂巖銅礦的賦礦層位，已發現的6個銅礦體（點）均分布在該層位，具有明顯的層控特征；寒武系下統K2層中部第二段為為灰—綠色、灰色細粒石英砂巖，夾泥質巖、粉砂巖扁豆體，具特征的綠色層，這與含氧化亞鐵有關，說明古地理環境為相對缺氧的還原環境。

4.3找礦前景

該礦床前人曾開展普查評價工作，定性為一小型銅礦。近年來，按新的找礦思路開展新一輪勘查工作，使該礦床資源量大幅度增加，已發展成中型銅礦。該區成礦地質條件良好，礦化范圍大，強度高，找礦潛力大。

（1）礦床勘查中發現，寒武系的含銅綠色砂巖地表均有明顯的孔雀石化存在，因此具有孔雀石化的砂段地段是找礦的有利層位。

（2）本區礦產勘查工作已探明4個工業礦體，其中Ⅰ-2礦體具有厚大連續的地段，利用鉆孔工程（S1孔）驗證，證實最大厚達

6.99m，礦體西側未封閉，且有向西側伏的趨勢。由此可見，Ⅰ-2號礦體西側、Ⅲ-1號礦體東側還有較大找礦潛力。

（3）已探明的銅礦體在地表多有出露，深部鉆探揭露發現，Ⅲ-1礦體沿傾向未封閉，向深部有延續的趨勢，預示著該礦段深部找礦前景良好。

勘查工作已查明該礦床為具中型規模的銅礦，因此對具成礦有利的Ⅰ-2號礦體西側和Ⅲ-1號礦體深部實施系統勘查，新增銅資源量的可能性較大，該礦床有形成中—大型銅礦的潛力。

[1]阿爾及利亞重工業部國家礦業研究公司BECHAR（貝莎）公司.哈瑪尼和Laadjel銅礦區一般和詳細勘查工作結果的報告 [R].河南鄭州：河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院，1985

[2]黃萬寬,劉歡.阿爾及利亞RAHMANI（哈瑪尼）銅礦普查報告 [R].河南鄭州：河南省地質礦產勘查開發局第一地質環境調查院，2012

[3]師兵,張生軍,王嘉煒.新疆烏恰縣砂巖型銅礦地質特征及成因淺析 [J].科技資訊,2014,13:232.

[4]肖曉林,樓法生,吳新華.新疆西天山尼勒克地區銅金屬成礦條件及找礦遠景分析[J].新疆地質,2008,02:142-146.

[5]辛江.新疆烏恰縣楊葉砂巖型銅礦地質特征及成因淺析 [J].礦床地質,2010,S1: 393-394.

P611[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-78-1

黃萬寬（1984～），男，地質工程師，資源勘查專業學士學位，研究方向為地質勘查及找礦。