通过以上对赞比亚铜带省内各个矿床的地质情况、矿化特征的介绍，本书通过重点对谦比希铜矿进行解剖研究和分析，试图建立和还原谦比希－恩卡纳盆地的成岩－成矿古沉积环境，分析矿床成矿过程。
谦比希铜矿的岩层（包括含矿页岩在内）表现为一个陆缘浅海相沉积带状平面分布。主矿体东部，含矿页岩中砂质成分较高，在未超覆基底的地段，与上、下层位的砂岩界线不清；地层向西延伸，含矿页岩覆盖于厚度较大的底板岩层之上，向上变为厚层含碳质黄铁矿化页岩；说明主矿体内部从东到西，古沉积环境表现出由浅到深的变化。下罗恩亚群地层直接与基底呈不整合接触，地层岩性从下往上，表现为粗砾岩→砂岩→砾岩→泥岩→砂泥互层的岩性变化特征，说明下罗恩亚群地层的沉积环境从早到晚，可能经历了陆缘→滨海→滨浅海→浅海环境，水深逐渐变深，沉积环境水动力条件变化强烈，并且上部的砂泥互层可能表明多次小规模的海侵－海退过程；同时成岩－成矿环境经历了半氧化→还原的变化过程，而硫化物和含矿地层集中沉淀在浅海、低动能、还原条件下（华仁民，1995）。上罗恩亚群地层中大量的蒸发盐矿物（硬石膏和石膏），代表了典型的热带低纬度地区半浅海沉积环境，可能沉积环境比较稳定。
东南矿区含矿岩性为含矿泥质板岩和白云质板岩，矿区北部、东部、南部与含矿地层相同的层位上均发育有含椭球状叠层石和富碳质夹层的白云岩，被称为生物礁白云岩（见图3-4）。生物礁白云岩的出现表明原始沉积环境为藻礁环境，说明此处原始沉积环境地势较高，存在古基底隆起。含矿岩层在侧向上围绕古基隆起之上的生物礁白云岩分布，并逐渐向北、向南和向东变薄尖灭，由生物礁向盆地深处发育有斑铜矿化带、黄铜矿化带等；而生物礁白云岩中矿化较弱，偶尔见少量的斑铜矿矿化。
前人资料显示，谦比希东南矿区20世纪50～60年代施工钻孔中，NX5在498.3m处发现泥质板岩中有生物礁白云岩碎屑，NN14 在498.3m处发现含有椭球状叠层石的白云岩（图3-21）,NN16 在492.8m处发现白云岩中富含碳质夹层。笔者在卡卢卢希市（Kalulushi）赞比亚矿业与矿产发展部下属的资料中心（Chambcr of Mines of Zambia）检查东南矿区老钻孔岩心时，在NN30钻孔382～384m范围发现典型的椭球状叠层石白云岩（图3-21A、B）。中色非洲矿业公司2012年施工钻孔中，ZK0-2在489m 处含矿板岩中碳质成分很高，ZK5-3在480m处泥质板岩富含碳质，并且在485m 附近发育有层状叠层石（图3-21C）;2013年施工的ZK16-1钻孔，在574.05～595.08m处白云质泥质板岩中发现典型叠层石，上部叠层石多为椭球状，下部多为层状（图3-21D）。根据前人研究成果，叠层石是由灰泥、砂石、海藻类生物碎屑等形成的生物沉积岩，海藻类生物的生活环境为6～11m 水深、阳光充足的潮间带，叠层石及其碎屑的出现表明含矿地层所处层位的原始沉积环境为受海浪活动影响的潮下带环境。
图3-21 谦比希东南矿区钻孔生物礁叠层石照片
A—NN30钻孔，382.5m，白云岩中的椭球状叠层石；B—NN30钻孔，384m，白云岩中的椭球状叠层石；C—ZK 5-3钻孔，484m 砂泥岩中的层状叠层石；D—ZK16-1钻孔，476m白云岩中的椭球状叠层石
基底形态及古沉积环境控制着谦比希东南矿区内沉积岩相和矿化特征及其分布。最明显地表现在从上罗恩亚群燧石白云岩标志层往下，原始基底形态控制了下罗恩亚群沉积地层的厚度、岩性变化及岩相特征：矿区东北部，靠近卡富埃背斜，基底埋藏浅，为基底古隆起，靠近古海岸线，下罗恩亚群海岸冲积砂砾岩上直接发育大量的白云质滨海生物礁沉积，表明此处为浅水半氧化－半还原环境，因此出现少量的斑铜矿矿化；而往西南方向，向谦比希－恩卡纳盆地深处，基底埋深逐渐加大，沉积环境逐渐远离海岸线，海水逐渐变深，相同沉积层位上滨海生物礁消失，含矿泥质页岩/板岩出现，沉积－成矿环境明显为还原条件，还原作用造成大量硫化物（黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿等）沉积成矿；而中间过渡部位，出现少量斑铜矿矿化（图3-22）。
综合分析前人地质资料和现有的勘探成果，从生物礁白云岩的分布范围和矿体下盘岩性建造的厚度推断，含铜矿层主要形成于基底隆起周边的地势相对沉降地带环境，很可能是半封闭－封闭海湾、海盆的滨浅海潮上－潮下带沉积环境，海水环境中pH、Eh条件的改变，有机质与高盐度海水蒸发作用对铜钴矿的沉淀—成矿起有重要作用（Fleischcr,1984;Sweeney et al.,1991;Sweeney et al.,1994；华仁民，1995）。
在整个沉积成岩和成矿过程中，由于谦比希－恩卡纳盆地的钴基底地势总体上表现为西南低、北东高，谦比希东南矿区范围内经历了一个从西南到北东方向的大规模海侵－海退过程（图3-22a、b、c）：
1）成矿前。矿区西南部首先被海水淹没并接受沉积，形成厚大的石英岩－长石石英砂岩等中－细粒陆源碎屑沉积；而北东方向由于基底隆起地势高，未被海水淹没，主要可能还是陆缘沉积环境，因此相同层位上形成中－粗粒砾岩或缺失相应沉积地层；
2）成矿期。随着大规模海侵的发展，整个谦比希—恩卡纳盆地都被海水淹没，但仍然表现出西南部水位深，形成含泥质的砂页岩沉积，浅海环境下的还原条件，使海水中的含矿物质形成硫化物同时沉淀下来，形成含矿页岩层。北东部，由于基底隆起海水水位相对较浅，处于滨浅海环境，形成大量滨海生物礁白云岩，处于较氧化环境，只形成少量的斑铜矿矿化，其他硫化物（黄铜矿、黄铁矿等）不能大量形成。在滨海－浅海过渡部位，即生物礁白云岩与含矿页岩结合部位对海水水深变化反应灵敏，沉积环境和岩性变化明显。部分钻孔中含矿页岩夹在生物礁白云岩中或二者出现层序犬牙交错，甚至颠倒情况（NN14、NN46、NN30等），表明在整个含矿页岩层沉积成岩－成矿过程中，盆地内可能发生多次小规模的海进－海退交替过程，造成滨海—浅海过渡部位生物礁边缘附近沉积环境变化明显，形成局部生物礁白云岩与含矿页岩接触部位复杂的层序关系。这种小规模的海进－海退过程可能也造成东南矿区西北部出现上下两层矿体，中间夹一薄层的弱矿化层。含矿页岩的沉积古环境为靠近滨海生物礁的缺氧还原环境；而矿体下盘石英岩－砾岩局部的矿化，可能形成在河流入海口三角洲环境中（Fleischer,1984）。
图3-22a 谦比希东南矿区岩相分析剖面位置图
图3-22b 谦比希东南矿区岩相分析A—A＇剖面图
图3-22c 谦比希东南矿区岩相分析B—B＇剖面图
3）成矿后。海侵基本结束，大规模的海退开始，整个谦比希盆地水位变浅，变为滨海环境，普遍接受中－细粒砂岩－泥岩－石英砂岩等陆源碎屑沉积。砂岩－泥岩互层的情况可能又代表着其间的小规模频繁的海进—海退过程。此时，整个盆地内沉积环境趋于稳定，并且在热带－亚热带半封闭浅海强烈蒸发环境中，沉积形成大量的上罗恩亚群蒸发岩相（白云岩＋石膏/硬石膏）地层。
以上归纳的成岩－成矿过程和沉积古地理环境控制着谦比希－恩卡纳成矿盆地内各个矿床的地层层序、岩相及矿化特征，这种规律在全球沉积型铜矿中具有普遍性（华仁民，1989）；这个规律在谦比希东南矿区表现的尤其典型。通过最近几年中色非洲矿业公司系统全面的钻探工程揭示，由于特殊的成岩－成矿环境和演化过程，形成了谦比希东南矿区的矿化特征存在明显的水平和垂直分带（图3-23）：滨海生物礁内部及其附近为以斑铜矿为主的斑铜矿－黄铜矿矿化带；往盆地内部（海洋深处），随着沉积—成矿环境还原性增强，依次出现以黄铜矿为主的黄铜矿－黄铁矿±磁黄铁矿矿化带、以黄铁矿为主的黄铁矿－磁黄铁矿±黄铜矿矿化带和不含黄铜矿的黄铁矿－磁黄铁矿矿化带。理想剖面中，地层垂向上从下到上也大致出现类似的矿化分带特征。
图3-23 谦比希铜矿东南矿区金属硫化物分带图
相对于铜，钴元素的富集规律和机制比较复杂，谦比希东南矿区钴与铜的富集部位相同，基本上是靠近生物礁白云岩部位富集，这与铜带省其他矿床不同：孔科拉铜矿中奇利拉邦布韦北矿体富钴区产于铜矿化较差的部位，恩昌加铜矿上部矿体钴含量仪为0.04%，但在矿体末端部位钴品位可达0.2%～1.0%。
以上对谦比希铜矿和谦比希－恩卡纳盆地的成岩－成矿过程、古沉积环境分析，可能代表了整个中非新元古铜－钴矿带（加丹加沉积盆地）的一般性成岩－成矿规律。虽然赞比亚铜带省的铜—钴矿体都赋存在下罗恩亚群中，但即使同一成矿盆地内，处于不同沉积部位的矿床其赋矿位置和含矿岩性还是存在一些差异（图3-24）：谦比希—恩卡纳成矿盆地南部的齐布卢玛铜矿，其矿体赋存在下罗恩亚群底部的砂岩（石英岩）和砂砾岩中，矿化类型以斑铜矿－黄铜矿为主；盆地中部和北东部的恩卡纳和谦比希铜矿其赋矿层位为下罗恩亚群下部的砂岩之上的泥质板岩中，矿化以黄铜矿矿化为主，少量的斑铜矿，局部斑铜矿丰富；而卡富埃背斜东翼的穆富里拉矿床其矿体赋存在具有明显韵律变化的砂质岩石中。这种赋矿岩性和含矿层位以及矿化特征的差异可能反映了原始成岩－成矿过程中，各个矿床在整个“加丹加海”或“加丹加盆地”中处在不同的沉积古地理位置部位，因此沉积成岩－成矿过程出现先后、上下以及矿化特征的差异；而某些矿床的赋矿岩层出现韵律变化以及出现多层矿体的情况，可能是由于特殊的沉积环境或盆地受断裂控制多次下沉和抬升的结果。
图3-24 赞比亚铜带省主要矿床地层序列对比图
（修改自 Fleischer et al.,1976）