剛果(金)上加丹加省賓基銅礦床地質(zhì)特征及成因淺析

胡遠檔，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）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

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)分布多個大型銅鈷礦床（見圖1）。

圖1 礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

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)。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

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)造作用強烈，可能形成規(guī)模、形態(tài)不等單獨透鏡體，礦化主要發(fā)育在其核部的小透鏡體內(nèi)。

2.3 圍巖蝕變

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。

3 礦床（體）地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

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。

3.2 礦石特征

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，嵌布粒度粗細極不均勻，最細小于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、細脈狀構(gòu)造；硫化礦石結(jié)構(gòu)主要呈浸染狀構(gòu)造、星點狀、不規(guī)則狀、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。

4 成因分析

4.1 控礦因素

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，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。

4.2 礦物生成順序及成礦期

參考前人資料，對礦石礦物進行研究，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。

4.3 成因淺析

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，在太古宙時期，礦區(qū)所在的加丹加區(qū)域進入地槽體制，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)，當此溶液與沉積層內(nèi)的黃鐵礦、有機物（還原環(huán)境下產(chǎn)生大量的硫化氫）發(fā)生反應(yīng)時，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，受到盧弗里安運動影響，加丹加弧形褶皺帶形成，后期受北東向推覆運動影響，羅恩地層發(fā)生破碎，產(chǎn)生大量的裂隙。來自上深部的大地熱流沿深斷裂上升，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。

4.4 找礦標志

通過分析賓基銅礦床地質(zhì)特征以及成因，總結(jié)出以下找礦標志，為下一階段勘查工作指明方向。

（1）地層標志：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志。

（2）巖性標志：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志。

（3）構(gòu)造標志：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）地形標志：礦區(qū)銅礦化多發(fā)育在抗風化能力較強的硅化白云巖系地層中，硅化蝕變比較發(fā)育，抗風化能力強，往往呈現(xiàn)低緩山丘地形，其為找礦宏觀地形標志。

（5）植物標志：礦區(qū)土壤風化層中，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”等標志植物，其為重要植物標志。