纳米比亚库内内省奥普沃市泛非卡奥科带奥科洪戈铜银矿床的岩石学、地球化学特征及其成因

该研究分析了Namibia Kaoko带Okohongo铜银矿床的矿物成因和地球化学特征，提出其成矿由热液流体分三阶段（石英-方解石-长石脉状充填、层状矿化、断层带半 massive矿石）形成，并受基性流体与 meteoric water/海水混合作用控制。硫同位素数据（δ34S-0.3‰至+8.3‰）显示与区域其他矿床成因关联性。

　　

阿布纳·恩古恩戈洛卡（Abner Nghoongoloka）|高桥良平（Ryohei Takahashi）|珀琳·马纳洛（Pearlyn Manalo）|安德烈亚·阿甘吉（Andrea Agangi）|佐藤仁子（Hinako Sato）|曼努埃尔·诺皮亚（Manuel Nopeia）|尼格尔·布莱米（Nigel Blamey）|塔维斯·恩诺（Tavis Enno）|罗布·鲍威尔（Rob Bowell）

纳米比亚地质调查局（GSN），工业、矿业和能源部，温得和克，纳米比亚

摘要

本研究介绍了纳米比亚西北部卡奥科带（Kaoko Belt）奥科洪戈（Okohongo）矿床的矿物共生关系和地球化学特征，并提出了该矿床的形成模型。该矿床由三个阶段的热液作用形成：第一阶段的热液在奥姆邦博亚组（Ombombo Subgroup）的页岩和白云岩中形成了脉状矿体；第二阶段，与层理平行的石英-方解石-白云石脉被切割，形成了层理平行的脉状矿体和网状矿体；第三阶段，断层带被石英和方解石脉填充，形成了半块状矿体。后成作用在所有脉中形成了次生铜硫化物和铜/铁氧化物。后成过程将银（Ag）引入到了方铅矿、辉银矿-亚罗银矿（0.76–2.83 wt% Ag）以及银-铜硫化物（0.80–32.5 wt% Ag）中。这些脉的形成是由于盆地卤水与大气水或海水的混合所致。流体包裹体中的气体成分（97.4 mol.% H₂O, 2.17 mol.% CO₂, 0.39 mol.% N₂, 0.012 mol.% CH₄, 0.0048 mol.% Ar, 0.00049 mol.% H₂S, 0.000054 mol.% He）表明岩浆流体的贡献较小。后成作用形成的方铅矿的硫同位素数据（δ³⁴S_CDT = -0.3 ‰, +5.6 ‰, +8.3 ‰）与附近奥马塔帕蒂（Omatapati）铜-银矿床中的深成硫化物相似。奥科洪戈矿床是一个多阶段、受构造控制的、由沉积物承载的铜-银矿床，类似于中非铜带（Central-African Copperbelt）中的类似矿床。

引言

卡奥科带（Kaoko Belt）位于纳米比亚西北部的库内内河（Kunene）地区，蕴藏着多个铜-银矿床和矿化点，包括奥科洪戈矿床（Bell, 2012; Bowell et al., 2013; Webb, 2013）。这些矿床和矿化点是在20世纪60年代初通过基础金属勘探项目发现的，或通过手工采矿活动被识别出来的（Ajagbe, 2004; Woodhead, 2007; Bowell et al., 2013; Webb, 2013）。多项研究将卡奥科带的铜-银矿床与赞比亚和刚果民主共和国（DRC）中非铜带（Central-African Copperbelt）的沉积物承载型铜-银/钴矿床进行了比较（Laukamp, 2006; Hancox and Subramani, 2011; Miller, 2013; Webb, 2013; Nghoongoloka et al., 2024: Fig. 1a）。卡奥科带是达马拉带（Damara Belt）的延伸部分，后者拥有管状结构的茨梅布（Tsumeb）铜-铅-锌-银矿床和密西西比河谷型（MVT）的科姆巴特（Kombat）铜-银矿床（例如Laukamp, 2006; Nghoongoloka et al., 2020）。尽管卡奥科带的区域地质与中非铜带相似，从而引发了历史上的和当前的勘探活动，但其矿化作用尚未得到充分研究（Hancox and Subramani, 2011; Webb, 2013）。然而，包括奥科洪戈矿床在内的多个矿化点已经接受了当地和跨国公司的系列勘探钻探、地球物理调查以及土壤和河流沉积物地球化学调查（Webb, 2013）。参与的公司包括Bantu Mining、Tsumeb Corporation Limited、General Mining（20世纪70年代）、Anglo American Base Metals/Erongo Minerals和Rio Tinto Zinc（1990至1995年）、Mount Isa Mines（1997至2000年）、Teck Cominco Namibia和INV Metals Inc（2004至2010年）、Sintez（2008至2012年）以及Kaokoland Mining（至今）（Hancox and Subramani, 2011; Bell, 2012; Bowell et al., 2013; Webb, 2013）。这些勘探活动有助于在卡奥科带发现了200多个铜矿化点（Webb, 2013）。然而，矿化作用的不明成因和控制因素阻碍了勘探工作的有效进行（Webb, 2013）。

奥科洪戈矿床是卡奥科带（东部卡奥科区）最大的矿床之一，估计资源量为1020万吨，铜品位为1.12%，银品位为17.7克/吨（Hancox and Subramani, 2011; Bell, 2012; Webb, 2013）。该矿床位于德韦德（Devede）和比斯弗拉特（Beesvlakte）地层中（Webb, 2013），其特征是南北向不协调的褶皱和西北向的剪切带切割南北向的断层（图1b；Bell, 2012）。已识别出三个矿化区：i) 位于表层附近的南北向铜氧化物矿床；ii) 深度约114至131米处的白云岩中的石英和菱铁矿脉，其中含有孔雀石、蓝铜矿、铬铜矿、针铜矿、透闪石和普兰谢石-沙特克石等铜氧化物矿物；iii) 与赤铁矿和钾长石蚀变相关的铬铜矿、孔雀石和方铅矿，这些矿物存在于诺西布组（Nosib Group）下伏石英岩的接触带附近的层状白云岩和页岩角砾岩中（Bell, 2012）。根据野外观察和铜银含量分析，该矿床被归类为沉积物承载型铜-银矿床（Hancox and Subramani, 2011; Bell, 2012）。然而，其矿物学和地球化学特征及其成因尚未完全明了。本研究旨在揭示奥科洪戈矿床的矿物共生关系和地球化学特征，并建立其形成模型。研究强调了结合野外观察、整体化学分析和微观分析在揭示铜-银矿床形成物理化学性质方面的重要性。

区域地质

多项先前的研究解释了卡奥科带的地质背景（例如Kr?ner et al., 2004; Miller, 2008, 2013; Will et al., 2010; Bell, 2012; Caxito et al., 2022）。卡奥科带由新元古代的达马拉超群（Neoproterozoic Damara Supergroup）组成，该超群延伸至达马拉带（Damara Belt）和加里普带（Gariep Belt），统称为达马拉造山运动（Damara Orogeny）（Miller, 2008）。达马拉造山运动属于前寒武纪的泛非洲造山带（Precambrian Pan-African Belts）的一部分，其中包括中非铜带（Central Africa Copperbelt）中的卡坦加超群（Katanga Supergroup）（

样品和分析方法

本研究共分析了13个具有代表性的矿石和围岩样品（钻孔编号：TCD13、TCD15、TCD16、INVD17、INVD19、INVD20），以及一个来自露天矿的矿石样品（样品编号：AN22014）（图2、图3、图4）。这些样品接受了岩相学、全岩化学分析、硫化物矿物化学分析、流体包裹体显微测温以及整体气体成分分析，还包括稳定硫同位素分析。所有分析均在秋田大学进行（

矿石的产出形式

对钻芯和露头的观察表明，铜-银矿化以层理平行的脉状矿体、网状矿体和半块状（角砾岩）矿体的形式出现在断层带中，这些矿体由页岩和白云岩承载（图3a-b）。在露天矿和钻芯中，矿石和围岩主要包含次生铜硫化物和氧化物矿物（图4a-i）。层理平行的脉状矿体从地表延伸至50米深度，其宽度为2至50厘米（

铜-银矿化的特征

在奥科洪戈矿床中，第一阶段的石英-方解石脉与层理平行，而第二阶段的方解石-石英脉和第三阶段的石英-方解石半块状矿体则与围岩的层理不协调（图3a-b），这表明至少第二阶段和第三阶段的矿化作用是后成的。矿脉、脉状矿物（包括方铅矿）的存在以及原生硫化物脉的缺失（图3a-b, 4a-i）表明该矿床的成因与后成作用有关

结论

纳米比亚西北部卡奥科带的奥科洪戈矿床是由深成后成作用和后成作用共同形成的。本研究提供了详细的矿物共生关系和地球化学特征，并提出了该矿床的形成机制。我们认为，矿床的形成是由于盆地卤水与含有溶解铜-氯化物复合物的变质流体混合，导致稀释和冷却作用。此外，德韦德（Devede）和比斯弗拉特（Beesvlakte）地层的白云岩和页岩也参与了这一过程

作者贡献声明

佐藤仁子（Hinako Sato）： 仪器分析。安德烈亚·阿甘吉（Andrea Agangi）： 文稿撰写——审稿与编辑、监督。珀琳·马纳洛（Pearlyn Manalo）： 仪器分析。高桥良平（Ryohei Takahashi）： 文稿撰写——审稿与编辑、监督、资金获取。阿布纳·恩古恩戈洛卡（Abner Nghoongoloka）： 文稿撰写——初稿。罗布·鲍威尔（Rob Bowell）： 文稿撰写——审稿与编辑。塔维斯·恩诺（Tavis Enno）： 仪器分析。尼格尔·布莱米（Nigel Blamey）： 文稿撰写——审稿与编辑、仪器分析。曼努埃尔·诺皮亚（Manuel Nopeia）： 文稿撰写——审稿与编辑、仪器分析

未引用参考文献

Bodnar and Vityk, 1994; Born, 2024; Goldfarb and Pitcairn, 2023; Shilungu, 2018.

利益声明

作者声明本文不存在利益冲突。本研究得到了JICA KIZUNA计划（涵盖奖学金和野外工作）、JSPS KAKENHI项目（编号21KK0089、21K04960、22KK0246）、日本矿业促进基金会（Japan Mining Promotive Foundation）以及资源地质学会（Society of Resource Geology）的财政支持。

数据获取

支持本研究结果的数据可向相应作者索取。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本文的数据来源于第一作者在秋田大学（Akita University）的博士论文研究，该研究得到了JICA KIZUNA计划的奖学金和野外工作支持。研究工作还得到了JSPS KAKENHI项目（编号21KK0089、21K04960、22KK0246）、日本矿业促进基金会（Japan Mining Promotive Foundation）以及资源地质学会（Society of Resource Geology）的资助。我们感谢纳米比亚地质调查局（GSN）的Anna Nguno、Gloria Simubali和Aphary等人员的协助