坎桑希(Kansanshi)铜-金矿位于索尔韦兹(Solwezi)基底穹隆以北15km处,距赞比亚、刚果(金)边境约16km(见图2-5中21号矿床),是赞比亚最古老的矿山,于1899年在古代开采和冶炼的旧址上被重新发现。该矿床除了含有巨量的铜矿资源外,还含有大量的伴生金矿资源。矿床于1908年开始开采,后来由于技术及铜价因素,几经停产和复产。1977年,在赞比亚国家铜矿联合公司管理下,开始小规模露天开采。1997年,Cyprus Amax矿业公司与赞比亚国家铜矿联合公司和赞比亚政府斗氏达成协议,控股坎桑希矿床,并开始大规模钻探工作;至2000年,完成80000m钻探和预可行研究工作;在此期间Phelps Dodge公司参与投资,但后来认为该矿不具开发价值而退出。随后,加拿大第一量子公司(First Quantum)完成对Cyprus Amax矿业公司的收购,实际控股了该矿床。截至2003年年底,该矿床累计完成勘探钻孔660多个,钻探进尺约120000m。
由于空运散受到强烈的风化作用,该矿床的矿化由地表到深部,分为氧化带、混合带及硫化带;浅部氧化带和混合带主要含铜矿物为孔雀石和辉铜矿;深部巨大的原生硫化矿矿体主要含铜矿物为黄铜矿和斑铜矿。
坎桑希铜-金矿床位于卢富里安弧形构造中的索尔韦兹穹隆的东北部,区内出露岩石为新元古代加丹加超群的穆瓦夏群中的Kansanshi矿层。与铜矿带省的层控、浸染状矿化不同,坎桑希铜-金矿的矿化产出在呈南北走向的高角度陡倾的石英-碳酸岩脉和网脉中以及近水平的变质地层中,含矿岩性为钠长石-碳酸盐化的千枚岩;含矿高角度脉体宽度由数mm到6m不等,其中硫化物粒度较粗。这些含矿高角度脉体及网脉组成一个近7km长、走向为北西至南东的矿带。矿带中主要分为西北矿体和主矿体,以及东南矿体(图3-25);在主矿体的北部出露有大面积已变质的辉长岩。
图3-25 坎桑希铜-金矿地质平面图
图3-25 坎桑希铜-金矿地质平面图
(据Broughton et al.,2002;First Quantum资料,悄谈2010)
截至2012年底,坎桑希铜-金矿床拥有矿石储量(边界品位为全铜(TCu)0.3%)为10.9×108t,全铜品位0.81%,酸可溶铜(AsCu)品位0.15%,金0.13g/t,其资源量情况见表3-10(First Quantum Mineral Ltd资料,2013)。
表3-10 坎桑希铜-金矿床资源量表(截至2012年底)
表3-10 坎桑希铜-金矿床资源量表(截至2012年底)
续表
续表
坎桑希矿床中,根据含矿脉系的切穿关系可划分出3期近平行的脉体。前2组脉体富含黄铜矿,并含少量辉钼矿;第3组脉体含有较多的辉钼矿,并含大量独居石和钛铀矿以及少量黄铜矿。川Re-Os法对每组脉体的辉钼矿进行年龄测定,获得2个加权平均年龄:(512.4±1.2)Ma和(502.4±1.2)Ma,表明切穿2个早期富含黄铜矿脉组的辉钼矿-独居石脉体具有显著较年轻的年龄(约10Ma)。对最晚期矿脉事件的独居石进行离子探针U-Pb年龄分析,测得U-Pb年龄为(511±11)Ma。这些结果表明该矿床的矿化发生于晚寒武世,矿化持续了l0Ma时间跨度,或者坎桑希矿床经历了 2期矿化作用,早期矿化大约发生在512Ma,晚期矿化大约发生在502Ma(Torrealday et al.,2000)。年代学研究表明,坎桑希铜-金矿的成矿时代明显晚于铜带省上典型的沉积型铜-钴矿床,其成矿作用是由于后期变质热液作用造成的。
坎桑希矿体总体产状较缓,倾角一般小于25°(图3-26),含矿岩层中发育丰富的蓝绿色氧化铜矿化,因此,该套岩层又被称为“绿色围岩”。含铜石英-碳酸岩脉,切穿“绿色围岩”。“绿色围岩”本身也是矿体,厚度变化较大,从几m到60m不等,平均厚度约30m,靠近岩脉处品位一般较高。
“绿色围岩”呈页理状和片理状覆盖在20m厚的上部大理岩之上,在二者的接触面为“残留矿体”的含矿岩层。上部大理岩之下为一套矿化片岩、石英岩和页岩,它们依次覆盖在80m厚的下部大理岩上面。“绿色围岩”、含矿岩脉长度大于1000m。在下部大理岩以下,以偶尔可见互层出现的含铜矿化的片岩、白云岩,延伸可达1 300m以上。
图3-26 坎桑希铜矿剖面图
图3-26 坎桑希铜矿剖面图
(据First Quantum Mineral Ltd资料,2010)
该矿床从发现到真正意义的大规模开发,前后历时1个世纪之久,期间断断续续数次小规模生产,投资者也儿进儿出,更迭频繁;主要原因在于其矿石类型复杂,有氧化矿又有硫化矿,还有混合矿,矿石处理工艺复杂。直到进入21世纪,第一量子公司(First Quantum)对不同类型的矿石采用不同的处理技术:采用浮选+湿法冶金工艺处理氧化矿和混合矿,生产铜精矿和电积铜;采用浮选工艺处理原生硫化矿,生产铜精矿;而金作为副产品在铜精矿中富集。目前坎桑希矿山项目是赞比亚最大的生产矿山,利用大规模露天开采和浮选+湿法冶金工艺,使其成为目前赞比亚开采成本最低、生产规模最大的单个矿山;可以说,技术创新挽救了坎桑希铜-金矿。公开资料显示,坎桑希铜-金矿床,2012年共开采30×106t矿石,生产阴极铜16.9×104t,生产铜精矿含铜9.2×104t,累计26.1×104t铜;此外还生产伴生黄金3.86 t。