土壤地球化學(xué)測(cè)量在剛果（金）加丹加省的應(yīng)用

甘會(huì)春，朱松華，王慧軍

（江蘇煤炭地質(zhì)局，南京 210046）

剛果（金）位于非洲中西部自然資源豐富，素有“世界原料倉庫”、“中非寶石”和“地質(zhì)奇跡”之稱。研究區(qū)位于沿剛果（金）與贊比亞國境線展布的盧菲利（Lufilian Belt 弧形構(gòu)造帶的東北部，剛果克拉通東偏南部。盧非力弧境內(nèi)的加丹加省和贊比亞的銅帶省其鈷礦含量占世界總儲(chǔ)量的50%以上，其銅含量約占世界總儲(chǔ)量的12%。在含銅帶480萬噸的鈷金屬儲(chǔ)量中，剛果民主共和國占有最大比例，約310萬噸。銅帶省是一個(gè)多金屬的成礦省，其主要的存在形式是層狀、脈狀和矽卡巖，其中主要的沉積巖是Cu-Co、Zn-Pb硫化物和貴金屬[1,2,3]。

1 成礦地質(zhì)背景

圖1 研究區(qū)成礦帶及主要礦床分布圖

1.1 區(qū)域成礦地質(zhì)特征

沿剛果（金）與贊比亞國境線展布的的盧菲利銅鈷成礦帶，亦稱盧菲利?。↙ufilian Arc）自安哥拉境內(nèi)的北東走向綿延贊比亞-剛果（金）境內(nèi)變?yōu)榻鼥|西向后，再沿南東向折向贊比亞，長(zhǎng)度800Km，寬度150Km，從西部的Mwinilunga，經(jīng)西北部的Kolwezi，直到東南部的Luanshya和Lonshi，該帶上從西北向東南依次分布有贊比亞的Mwinilunga、剛果（金）的Kalongwe、Kengere、Mamfwe、Tenke、Fungurume、Kakanda、Kabolela、Kambove、Luishia、Luiswishi、Etoile、Kipushi、贊比亞的Musoshi、Konkola、Nchanga、Chambishi、Mufulira、Mindola、Nkana、Bwana、Mkubwa等著名的銅鈷礦床（圖1），是世界上的最大的金屬成礦省之一，世界上一半的鈷資源分布在這里，另外，還伴有鉛鋅硫化礦、鈾礦和貴金屬礦產(chǎn)資源。

在區(qū)域上構(gòu)造以褶皺與斷裂為主，另外還有韌性剪切帶發(fā)育。褶皺構(gòu)造以復(fù)式為主，沿背斜軸部縱向斷裂發(fā)育，同時(shí)還發(fā)育刺穿構(gòu)造。本區(qū)還發(fā)育有北東走向的橫斷層的次級(jí)結(jié)構(gòu)。

1.2 研究區(qū)成礦地質(zhì)特征

研究區(qū)位于扎伊爾克拉通東北部（圖2）。它經(jīng)歷了非洲大陸大部分地質(zhì)發(fā)展史。古老的沉積地層經(jīng)過了晚太古代褶皺，基地雜巖褶皺，基巴拉褶皺，昆代隆古褶皺等一系列大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)生不同程度的變質(zhì)作用和巖漿作用。中石炭世古老基底此時(shí)形成。此后是大陸侵蝕和堆積的過程，直到第三紀(jì)造山運(yùn)動(dòng)。由于剛果河周圍地殼的隆起，形成了今天的盆地。侵蝕周圍高地和中央盆地堆積。形成了剛果（金）兩大地層的明顯分界，古老基底占據(jù)著邊遠(yuǎn)高地，新生代蓋層分布于地勢(shì)低洼的中央盆地，成礦地質(zhì)環(huán)境有利[4,5]。

結(jié)合已有區(qū)域地質(zhì)資料及對(duì)比鄰近礦區(qū)的地層地質(zhì)資料分析，研究區(qū)內(nèi)的地層應(yīng)主要為新元古界加丹加超群，兩層混雜陸源沉積巖（冰磧巖）又稱“大礫巖”和“小礫巖”將加丹加超群地層分為羅安群（Roan）、恩古巴（Nguba）群和孔德龍古群。（Kundelungu）。羅安（Roan）群由白云巖、粉砂巖、長(zhǎng)石砂巖等組成，恩古巴（Nguba）群由硅質(zhì)碎屑巖和碳酸鹽巖組成，并包含侵位于類似紅海的初始大洋裂谷的鐵鎂質(zhì)火成巖?？椎慢埞?Kundelungu)群沉積巖代表同造山期到造山期后的沉積物，板狀類型的孔德龍古群是一延伸到下古生界的大陸碎屑磨拉石系列。研究區(qū)地表第四系分布廣泛，覆蓋較厚，露頭較少。羅安（Roan）群為主要的含銅、鈷礦層位，分為木瓦夏（Mwashya）組、蒂貝塔（Dipeta）組、礦山（Mines）組、和“老鼠”（R.A.T）組，其中木瓦夏組下段的鮞粒狀白云巖和層狀鏡鐵礦(赤鐵礦)又是確定地層單位的主要標(biāo)志層，并且鮞粒狀白云巖，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，多在山脊處出露。初步分析結(jié)果研究區(qū)的銅、鈷主要含礦層位應(yīng)是羅安群礦山組（Mines）和木瓦夏組（Mwasha），從以往資料分析[6,7]，大規(guī)模的工業(yè)礦體多與礦山組有關(guān)，但不排除在木瓦夏組中有小礦體或礦化體存在。

圖2 大地構(gòu)造略圖

2 土壤地球化學(xué)測(cè)量工作

按《土壤地球化學(xué)測(cè)量規(guī)范》[8]要求執(zhí)行，在室內(nèi)按250×50m 的網(wǎng)格將采樣點(diǎn)位設(shè)計(jì)到1∶2.5萬工程布置圖上，野外工作時(shí)利用GPS 導(dǎo)航設(shè)計(jì)理論點(diǎn)5m 內(nèi)集土壤B、C層，深度30cm，剔除腐殖質(zhì)及碎石。樣品截取-60 目粒級(jí)，野外采樣樣重≥250g，重復(fù)樣重加倍。樣晶加工使用木槌敲打、粉碎。

采用X 射線熒光光譜法主要分析銅元素，部分測(cè)線樣品做鈷元素分析，并進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，相對(duì)誤差在-8.76%-9.04%，其ΔlgC 曲線如圖3。5個(gè)監(jiān)控樣曲線穩(wěn)定，滿足化探工作要求。

圖3 監(jiān)控樣ΔlgC 曲線圖（縱坐標(biāo)為ΔlgC；橫坐標(biāo)為分析次數(shù)）

3 元素地球化學(xué)特征

3.1 元素地球化學(xué)參數(shù)特征

確定地球化學(xué)背景值與異常下限的方法有很多種。早期采用簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)方法求平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差；用直方圖法確定的眾值或中位數(shù)作為地球化學(xué)背景值。以后又發(fā)展到用概率格紙求背景值與異常下限等，考慮到方法的實(shí)用性、有效性、易操作，選用迭代法計(jì)算地球化學(xué)參數(shù)特征值。迭代法處理的步驟：計(jì)算全區(qū)各元素原始數(shù)據(jù)的均值(X1)和標(biāo)準(zhǔn)偏差(Sd1)；按X1+nSd1 的條件剔除一批高值后獲得一個(gè)新數(shù)據(jù)集,再計(jì)算此數(shù)據(jù)集的均值(X2)和標(biāo)準(zhǔn)偏差(Sd2)；重復(fù)第二步，直至無特高值點(diǎn)存在，求出最終數(shù)據(jù)集的均值(X)和標(biāo)準(zhǔn)偏差(Sd),則X 做為背景值C0，X+nSd(n根據(jù)情況選1.5或2，3)做為異常下限T。

經(jīng)算數(shù)計(jì)算迭代剔除地球化學(xué)參數(shù)特征值為：

原始樣品數(shù)N=4 370；經(jīng)迭代剔除后樣品數(shù) N0=4219；平均值X=11.82ppm；均方差s=7.26。

異常下限T=26.05ppm；變異系數(shù)Cv=0.61。

本次異常下限實(shí)際采用值為30(10-6)。測(cè)區(qū)銅元素背景含量11.82(10-6)，總體背景處于較低的水平，銅元素變異系數(shù)Cv為0.61，大于0.5，為一般分異水平，局部具有富集成礦的可能性。

3.2 元素空間展布特征

背景場(chǎng)分布于測(cè)區(qū)中部、東北部及東南部等大部區(qū)域，范圍約占測(cè)區(qū)面積70%左右，總體呈北東向展布；低背景場(chǎng)主要分布于測(cè)區(qū)西北部，東北部小范圍分布，范圍約占測(cè)區(qū)面積12%，主要呈北東向帶狀分布。高背景場(chǎng)布于測(cè)區(qū)中部、南部等區(qū)域，范圍約占測(cè)區(qū)面積18%，主要呈三條北東向帶狀分布（圖4）。

表1 銅元素異常特征參數(shù)及評(píng)序結(jié)果表

4 銅元素異常檢查

圖4 銅元素地球化學(xué)圖

化探異常檢查的目的是以化探資料為依據(jù)，地質(zhì)觀測(cè)為基礎(chǔ)，采用地質(zhì)、化探、物探及探礦工程等綜合手段，查明引起異常的地質(zhì)原因，異常源的空問分布規(guī)律和異常源地質(zhì)體的地球化學(xué)特征及其含礦性，以達(dá)到普查找礦的目的。

通過1∶25000 土壤化學(xué)測(cè)量，在63km2范圍圈出Cu異常4個(gè)，經(jīng)評(píng)序，對(duì)圈定的綜合異常分別統(tǒng)計(jì)其參數(shù)，求取NAP。

NAP-異常規(guī)模，K0-異常平均襯度，S-異常面積（Km2）

5個(gè)編號(hào)的銅異常特征參數(shù)及評(píng)序結(jié)果見表1。

銅異常主要集中在3 條帶上，從西向東第一帶：主要由4個(gè)單點(diǎn)異常構(gòu)成，異常規(guī)模不大，強(qiáng)度不高，南北兩個(gè)異常未封閉；第二帶：主要由Cu-1、Cu-2 兩個(gè)異常構(gòu)成，異常面積相對(duì)較大；第三帶：主要由Cu-3、Cu-4、Cu-5等7個(gè)異常構(gòu)成，銅礦化體主要集中在該異常帶上（圖4）。

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

土壤地球化學(xué)測(cè)量成果顯示，研究區(qū)地表銅礦化體基本上能夠較為清晰反映出，銅元素地球化學(xué)背景分布規(guī)律明顯，三條北東向的高背景平行排列，十分突出，總體上表明化探工作方法較為有效。從區(qū)域?qū)Ρ日J(rèn)為研究區(qū)地層，其往深部應(yīng)該為深灰色白云質(zhì)泥巖，也就是羅安組的含銅、鈷礦的層位，故測(cè)區(qū)應(yīng)著眼于找深部隱伏或盲礦體為主。研究區(qū)在區(qū)域上位于基巴拉帶以南，處于加丹加坳拉槽的北部邊緣銅礦帶上。該帶雖沒有其南部邊緣成礦帶那樣有很多大型銅礦，但其潛在價(jià)值不容忽視。

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