胡遠(yuǎn)檔,曾高福,高崳飛
(1.中國有色剛果礦業(yè)有限公司,剛果(金)利卡西 999059;2.中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司,廣西 桂林 541000)
賓基礦區(qū)位于中非銅鈷成礦帶的北西段,主要由前寒武基底和加丹加超群組成?;装ㄔ缜昂涞谋R富布超群(主要巖性為片巖、片麻巖等)和中前寒武的莫瓦超群(主要巖性為石英云母片巖、石英巖等)[1]。加丹加超群形成于新元古代,不整合覆蓋在基底雜巖之上,厚度約5km~10km,自下而上分為羅恩群、恩古巴群和孔德龍古群。
礦區(qū)所在的加丹加弧形銅鈷成礦構(gòu)造帶,是非洲中部盧菲利弧形構(gòu)造帶的一部分。構(gòu)造帶總體呈NW-SE走向,從贊比亞和剛果(金)邊境的東部呈弧形延伸到安哥拉邊境,為一條銅、鈷、鎳、鉛、鈾多金屬成礦帶[2]。在剛果(金)境內(nèi)的加丹加銅鈷成礦帶,西起盧阿拉巴省科盧韋齊市,經(jīng)豐古魯梅、上加丹加省利卡西地區(qū),至盧本巴西市,并由此延入贊比亞境內(nèi) ,帶內(nèi)分布多個(gè)大型銅鈷礦床(見圖1)。
圖1 礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖
礦區(qū)地層主要是中新元古界加丹加超群的羅恩群(R1+2+3)、羅恩群木瓦夏亞群(R4)、下孔德隆古群(Ki1),具體如下:
(1)羅恩群(R1+2+3)。礦區(qū)內(nèi)背斜核部為羅恩群R1+R2+R3,主要巖性為白云質(zhì)頁巖、粉碎巖。
(2)羅恩群木瓦夏亞群(R4)。礦區(qū)背斜南北兩翼見木瓦夏亞群(R4)出露,主要為塊狀白云巖,白云質(zhì)頁巖,厚度大于50m,與下伏地層呈不整合接觸。
(3)下孔德龍古群(Ki1)主要出露在背斜兩翼,延伸較長,背斜南翼傾向約185°,傾角60°~80°,北翼傾向約5°~15°,傾角較陡約60°~80°,主要為含礫巖,巖石呈淺綠色、青灰色,局部因鐵質(zhì)氧化,呈褐色或者紅色色調(diào)。
礦區(qū)總體位于樞紐近東西向背斜構(gòu)造內(nèi),兩翼地層為孔德龍古群和羅恩群R4亞群地層,背斜南翼向南傾,北翼向北傾,南翼地層的產(chǎn)狀約為185°∠60°~75°,北翼地層的產(chǎn)狀為350°∠60°~75°,背斜核部地層為R1+2+3地層,寬1.3公里,核部為軟層,受構(gòu)造作用強(qiáng)烈,可能形成規(guī)模、形態(tài)不等單獨(dú)透鏡體,礦化主要發(fā)育在其核部的小透鏡體內(nèi)。
礦區(qū)圍巖蝕變以硅化為主,可見少量滑石化、碳酸鹽化、綠泥石化。
礦區(qū)礦體主要分為氧化礦和硫化礦(見圖2)。氧化礦賦存在R2.3.1灰綠色白云質(zhì)泥巖中;硫化礦賦存在R2.3.2青灰色白云質(zhì)粉砂巖中。礦體整體呈北東走向70°,控制走向長度約大于460m,傾向延深最深可達(dá)180m,厚度范圍為30m~90m。
圖2 礦區(qū)礦體分布簡圖
3.1.1 氧化礦體
氧化礦體主要呈透鏡體狀,基本賦存在R4.1及構(gòu)造破碎帶中,巖性以灰綠色白云質(zhì)粉砂巖和礫巖為主。氧化礦體總體傾向北西,傾角較陡約60°左右°,走向長約160m,傾向延深50m。礦體呈扁平狀,銅平均品位1.87%,礦化均勻,以孔雀石為主,礦化向西側(cè)逐漸變?nèi)?,基本不含鈷,脈石礦物為石英、長石、白云石和綠泥石等。
3.1.2 硫化礦體
硫化礦體的東段位于氧化礦體的下部,其有明顯的分帶界線,賦存于構(gòu)造帶中。礦體埋深較大,礦體呈層狀,東段走向約210°,西段向南轉(zhuǎn)折,走向約119°,傾角較陡60°~80°,最深的傾向延深169m,厚度30m~100m,總體厚度約30m。銅平均品位3.65%,礦化均勻。礦石礦物主要為黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦,脈石礦物主要為白云石、石英等。
礦區(qū)的礦石按氧化率可以劃分為氧化礦和硫化礦。礦石礦物主要為孔雀石、斑銅礦、黃銅礦,少量自然銅,微量銅藍(lán)等;脈石礦物主要有白云石、石英、云母,其次有少量的滑石、綠泥石、方解石等礦物。
孔雀石是礦石中銅的主要氧化礦物,嵌布粒度粗細(xì)極不均勻,最細(xì)小于0.3mm,最粗大于1mm,多以薄膜狀、脈狀、不規(guī)則粒狀等形式產(chǎn)出;常見孔雀石沿脈石晶粒間隙、裂隙及空洞中充填呈脈狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出;斑銅礦、輝銅礦、黃銅礦是礦石中銅的主要硫化礦物,呈不規(guī)則狀、粒狀、脈狀、星點(diǎn)狀、浸染狀產(chǎn)出。局部見褐鐵礦在黃銅礦邊緣或裂隙中呈鑲邊結(jié)構(gòu)或者溶蝕結(jié)構(gòu)。
氧化礦石主要呈鮞狀、薄膜狀、樹枝狀、細(xì)脈狀構(gòu)造;硫化礦石結(jié)構(gòu)主要呈浸染狀構(gòu)造、星點(diǎn)狀、不規(guī)則狀、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。
礦床的成礦控制因素主要為層控和構(gòu)造控礦。礦體總體為透鏡狀,地層主要控制礦體的發(fā)育層位,構(gòu)造主要限定了礦體的形態(tài)、位置。
4.1.1 地層控礦
礦體主要賦礦層位為R4.1粉砂質(zhì)白云巖。
4.1.2 構(gòu)造控礦
區(qū)內(nèi)構(gòu)造對礦體的控制作用十分明顯,限定了礦體的形態(tài)、規(guī)模和空間位置。同生沉積階段形成含銅地層。后期的斷裂構(gòu)造對這些含礦地層有一定的破壞作用,同時(shí),為后期的含礦熱液提供通道,有利于熱液對礦源層內(nèi)礦質(zhì)的活化和含礦熱液的沉淀,并提供容礦空間。
參考前人資料,對礦石礦物進(jìn)行研究,建立主要礦物的生成順序,并將礦區(qū)成礦期劃分為四個(gè)成礦期[3]。
(1)初始成礦期:主要形成微球粒狀、自形粒狀黃鐵礦,少量黃銅礦。該期礦化較弱,銅元素富集較少。
(2)主成礦期:主要形成大量原生黃銅礦,是重要的層狀含銅硫化物富集階段。
(3)改造富集期:主要形成黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦。
(4)表生富集期:主要形成孔雀石、輝銅礦、自然銅、赤鐵礦、褐鐵礦等。
總體上,含礦羅恩群地層為礦床的形成提供礦物來源,后期經(jīng)過熱液作用和表生富集作用富集成礦。
根據(jù)前人的資料,在太古宙時(shí)期,礦區(qū)所在的加丹加區(qū)域進(jìn)入地槽體制,沉積一套銅多金屬元素磨拉石建造[4]。在成巖階段,巖石本身所含的熱鹵水在沉積層內(nèi)環(huán)流,溶解并萃取大量的礦物質(zhì),當(dāng)此溶液與沉積層內(nèi)的黃鐵礦、有機(jī)物(還原環(huán)境下產(chǎn)生大量的硫化氫)發(fā)生反應(yīng)時(shí),形成銅的硫化物。此過程中的銅,為礦床提供部分礦源。
元古代后期,受到盧弗里安運(yùn)動影響,加丹加弧形褶皺帶形成,后期受北東向推覆運(yùn)動影響,羅恩地層發(fā)生破碎,產(chǎn)生大量的裂隙。來自上深部的大地?zé)崃餮厣顢嗔焉仙?,使得巖石發(fā)生接觸變質(zhì),一方面使得含礦層位的巖石的顆粒變大,巖石的活性變大,同時(shí)釋放出大量的水,上升的含礦熱液、變質(zhì)熱液及巖層熱液從礦源層內(nèi)沿構(gòu)造裂隙充分萃取銅元素,并活化、轉(zhuǎn)移、沉積,經(jīng)多次疊加改造富集,形成銅的硫化物。
后期,上部受到富氧地下水的影響,一方面,不斷地帶出礦源層、裂隙中的銅元素,發(fā)生氧化、沉積,富集成氧化礦;另一方面,在深部還原環(huán)境下,富銅溶液與原生硫化礦物發(fā)生反應(yīng),生成輝銅礦等次生礦物,形成次生硫化礦床。
綜上所述,賓基銅礦床的銅元素來源于早期的含礦羅恩地層,后經(jīng)過多次構(gòu)造、熱液疊加、改造富集和風(fēng)化淋濾等作用,形成現(xiàn)在上部氧化礦、下部硫化礦的銅礦床。
通過分析賓基銅礦床地質(zhì)特征以及成因,總結(jié)出以下找礦標(biāo)志,為下一階段勘查工作指明方向。
(1)地層標(biāo)志:礦床賦礦地層主要為羅恩群地層,羅恩群的礦山亞群(R2)和木瓦夏亞群(R4)的白云巖系地層為明顯的地層標(biāo)志。
(2)巖性標(biāo)志:礦區(qū)羅恩群地層礦山亞群(R2)RSC段,為蜂窩狀中粗粒硅化結(jié)晶白云巖,常見明顯的蜂窩狀、多孔狀風(fēng)化特征,孔洞內(nèi)常見有黑色礦物顆粒、粉末,其為賦礦羅恩群地層重要巖性標(biāo)志。
(3)構(gòu)造標(biāo)志:礦區(qū)總體位于樞紐近東西向背斜構(gòu)造內(nèi),核部為軟層,受構(gòu)造作用強(qiáng)烈,礦化主要發(fā)育在其核部的小透鏡體內(nèi)。背斜核部構(gòu)造破碎帶,其為明顯的成礦有利區(qū)域。
(4)地形標(biāo)志:礦區(qū)銅礦化多發(fā)育在抗風(fēng)化能力較強(qiáng)的硅化白云巖系地層中,硅化蝕變比較發(fā)育,抗風(fēng)化能力強(qiáng),往往呈現(xiàn)低緩山丘地形,其為找礦宏觀地形標(biāo)志。
(5)植物標(biāo)志:礦區(qū)土壤風(fēng)化層中,重金屬元素含量非常高,地表植被比較稀疏,種類簡單,多伴隨“銅樹”、“鈷草”等標(biāo)志植物,其為重要植物標(biāo)志。