剛果（金）Siniapamrara 銅鈷礦床地質(zhì)特征及成因

孫寧曾旭劉洋黃燕濤楊冀

（1.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中資環(huán)鉆探有限公司，北京 100080；3.浙江華友鈷業(yè)股份有限公司，浙江 桐鄉(xiāng) 314500）

0 引言

Siniapamrara 礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于贊比亞—剛果（金）銅（鈷）成礦帶的中部，利卡西市坎博烏鎮(zhèn)以西約11 km，東經(jīng)26°30′00″～26°31′30″，南緯10°52′30″～10°53′30″。2018 年底北京中資環(huán)鉆探有限公司剛果（金）公司受CDM（剛果東方國際礦業(yè)簡易股份有限公司）委托，對該區(qū)開展礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作。文章通過分析礦區(qū)銅鈷礦床地層、構(gòu)造、賦礦層位、礦化特征以及該礦床的主要控礦因素，初步總結(jié)了礦床成因，并指出下一步工作方向。期望在該區(qū)附近進(jìn)行地質(zhì)勘查工作提供一定的參考價(jià)值。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于贊比亞—剛果（金）銅礦帶的北西部，剛果（金）銅鈷礦帶稱為“加丹加弧形銅鈷成礦帶”，位于其中部（陳興海，2007；陳興海等，2012）（圖1）。在構(gòu)造上展布成弧形，從科盧韋齊至利卡西呈近東西向，由利卡西向南東至siniapamrara 呈北西向，這一弧形構(gòu)造帶就是著名的加丹加銅鈷成礦帶。該礦區(qū)即位于該弧形構(gòu)造帶由東西向北西轉(zhuǎn)折部位，區(qū)域地層構(gòu)造展布以北西向?yàn)橹鳌?/p>

區(qū)域出露地層主要為新元古界加丹加超群，頂部覆蓋為第四系松散層（李向前等，2009）。加丹加超群主要由羅安群、恩古巴群、孔德龍古群組成（陳興海，2007；陳興海等，2012；李向前等，2009；李向前，2011；黨偉民等，2018；王鵬飛，2018；趙英福，2011；劉運(yùn)紀(jì)等，2011；劉運(yùn)紀(jì)等，2014；于建華等，2012；任軍平等，2013；繆遠(yuǎn)興等，2018），為一套陸源碎屑巖－碳酸鹽巖經(jīng)變質(zhì)作用改造的沉積－變質(zhì)建造，在區(qū)內(nèi)分布廣泛。主要賦礦層位是羅安群礦山組（R2）。

區(qū)域上位于科盧韋齊至盧本巴希近東西向大型推覆構(gòu)造帶的中部，處于NW－SE 走向?qū)捑弿?fù)式背斜南側(cè)翼上，控制因素主要為背斜與斷裂構(gòu)造。

圖1 加丹加弧形構(gòu)造帶地質(zhì)簡圖

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為新元古代加丹加超群羅安群（R2 和R4）、恩古巴群（Ng）、孔德龍古群（Ku）及第四系（Q）。該區(qū)新元古代加丹加超群地層自新到老依次如下：

（1）孔德龍古群（Ku）：巖性主要為砂礫巖、條帶狀粉砂巖。

（2）恩古巴群（Ng）：巖性以泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)砂巖等為主。

（3）羅安群（R）：是一套沉積建造（碎屑巖－泥質(zhì)巖－碳酸鹽巖組合），礦帶上最主要的含礦層位。分為4 個組。詳述如下：

1）木瓦夏組（R4）：呈狹長條帶狀分布，分為上下兩個巖性段。

R4.2：主要為白云質(zhì)頁巖，局部夾含碳質(zhì)頁巖、白云質(zhì)砂巖、白云質(zhì)粉砂巖。

R4.1：主要為塊狀白云巖，白云質(zhì)頁巖，底部有一較穩(wěn)定的赤鐵礦層。

2）底佩特組（R3）：巖性以砂巖、硅化白云巖等為主。

3）礦山組（R2）：本段為礦區(qū)的主含礦層位，區(qū)內(nèi)的部分R2 地層缺失，僅見有RSC、RSF、Dstrat 地層出露。

R2.1.3（RSC）：主要為淺灰－淺灰白色硅化結(jié)晶白云巖，局部碎裂，常具蜂窩狀風(fēng)化的特征，在頂?shù)撞坑葹槊黠@，蜂窩狀孔洞內(nèi)常見有孔雀石、硅孔雀石，其頂?shù)壮Ｒ娪行屈c(diǎn)狀分布的黃銅礦化，局部見自然銅。

R2.1.2（RSF＋Dstrat）：上部為淺灰－灰黑色條帶狀硅質(zhì)白云巖，局部夾有含碳質(zhì)白云質(zhì)頁巖，下部為灰白色－灰黑色條帶狀白云巖，內(nèi)常見有星點(diǎn)狀的黃銅礦化。

4）R1（RAT）：主要為淺灰綠色泥質(zhì)白云質(zhì)粉砂巖、淺紫紅色白云質(zhì)砂巖及粉紅色－灰綠色白云質(zhì)角礫巖。白云質(zhì)砂巖類巖石裂隙較發(fā)育，上部常見有方解石、褐鐵礦細(xì)脈穿插，細(xì)脈內(nèi)見有星點(diǎn)狀的黃銅礦化。角礫巖中角礫直徑一般在2～20 mm，磨圓度一般較好。

2.2 構(gòu)造

（1）褶皺構(gòu)造

工作區(qū)構(gòu)造主體為推覆體形成的KAKANDALIKASI 復(fù)式背斜，在該背斜南西翼，地層主要有羅安群的礦山組（R2）、底佩特組（R3）、和木瓦夏組（R4）組成，三者擠壓強(qiáng)烈，巖石破碎。推覆斷裂構(gòu)造在區(qū)內(nèi)呈北西－南東延伸、傾向南西方向，在推覆斷裂構(gòu)造的作用下，含礦地層礦山組（R2）覆蓋在羅安群木瓦夏組（R4）上，從而使該區(qū)含礦地層部分成囊狀鑲嵌在羅安群底佩特組（R3）與木瓦夏組（R4）中。礦區(qū)礦體位于推覆斷裂構(gòu)造上盤與下盤之間的破碎帶中。

礦區(qū)周圍褶皺規(guī)模一般不大，產(chǎn)出形態(tài)亦比較混亂。

（2）斷裂構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造分為兩類，一類位于推覆體與地層接觸部位（圖2 中的北西向逆掩推覆構(gòu)造）；另一類為常規(guī)斷裂（圖2 中的北北東斷裂構(gòu)造）。

Siniapamrara 銅鈷礦床位于推覆構(gòu)造帶內(nèi)，該推覆構(gòu)造帶自Kakanda 東部經(jīng)Kabolela、Siniapamrara、Kamoya、Kambove 直至Likasi。在礦區(qū)內(nèi)，推覆構(gòu)造帶整體呈北西—南東30°方向分布，傾向南西，傾角上陡下緩，上部傾角50°～65°，下部傾角在30°左右。推覆構(gòu)造產(chǎn)生的破碎帶出露長度約1050 m，寬度100～130 m，由北西向南東方向，出露寬度逐漸變窄，直至尖滅。推覆構(gòu)造上盤為恩古巴群（Ng）地層，下盤為孔德龍古群（Ku）地層，推覆體內(nèi)地層以羅安群（R）為主。

在推覆構(gòu)造發(fā)生的過程中，各個塊體邊緣發(fā)生錯動擠壓，形成不整合的滑動面，破碎帶內(nèi)產(chǎn)生巨大角礫，使得羅安群礦山組地層絮亂分布其中。受此影響，礦區(qū)內(nèi)羅安群地層部分缺失。此類斷層的破碎帶下面一般有一定磨圓度的角礫巖。

常規(guī)斷層在該區(qū)較發(fā)育，斷層規(guī)模較小，斷距亦較小，局部存在小型斷裂，造成地層、礦體的缺失。

另外該區(qū)巖石的節(jié)理亦十分發(fā)育，多被后期的白云石、方解石、石英和褐鐵礦充填。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)及周邊無巖漿巖出露。

2.4 圍巖蝕變

與礦化關(guān)系最為密切的有硅化、褐鐵礦化、孔雀石化，其他有方解石化、絹云母化、硅化、滑石化等。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

Siniapamrara 銅鈷礦體位于礦區(qū)的北西部采礦內(nèi)，通過地表觀察其鉆孔揭露情況，礦體主要產(chǎn)于推覆構(gòu)造破碎帶內(nèi)，構(gòu)造延伸方向北西—南東，傾向南西。礦區(qū)內(nèi)氧化礦體共計(jì)5 條，礦體編號為V1、V2、V3、V4 和V5，主礦體為V4。V4 主礦體位于X400線，長度小于200 m，礦體厚度不一，局部可達(dá)20 m 以上，礦體呈囊狀、透鏡狀形式賦存在斷裂帶中（圖3）。

礦區(qū)礦體主要賦存富集于破碎帶內(nèi)，破碎帶內(nèi)角礫成分以羅安群礦山組地層為主，局部為角礫巖，另外在構(gòu)造附近亦存在次生氧化富集型礦體。

礦區(qū)推覆構(gòu)造產(chǎn)生的斷裂帶產(chǎn)狀向南西傾，上陡下緩，上部傾角50°～65°，下部向西南延深傾角30°左右，局部呈舒緩波狀，向深部延伸有變緩的趨勢。

3.2 礦石特征

該區(qū)主要的礦石類型為氧化型銅鈷礦石。破碎帶內(nèi)的礦石礦物主要有孔雀石、硅孔雀石、鈷華、水鈷礦和褐鐵礦。非金屬礦物主要有石英、白云石、方解石、滑石、綠泥石和絹云母等。礦石礦物的氧化程度相對于蜂窩狀結(jié)晶白云巖低，在斷裂構(gòu)造較發(fā)育的位置，礦石礦物的氧化程度相對較高。

礦石結(jié)構(gòu)：主要有粒狀結(jié)構(gòu)（自形—半自形為主）、交代溶蝕結(jié)構(gòu)、分叉結(jié)構(gòu)。

圖2 Siniapamrara 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

礦石構(gòu)造：主要有似層狀、蜂窩狀、條帶狀、（細(xì)脈）浸染狀、鮞狀、鐘乳狀、薄膜狀和塊狀構(gòu)造。

3.3 賦礦層位及礦化特征

礦區(qū)的銅鈷礦化主要以產(chǎn)于破碎帶內(nèi)的R2.1.3含礦地層為主，礦化現(xiàn)象主要表現(xiàn)為孔雀石化、硅孔雀石化（圖4a）等，該礦化層的厚度一般8～12 m，礦化強(qiáng)度較好，亦是該區(qū)的主含礦層。該區(qū)的自然銅一般出現(xiàn)在本礦化層的下部角礫巖中，沿巖石層理發(fā)育細(xì)脈狀、細(xì)脈浸染狀、斑點(diǎn)狀的黃鐵－黃銅礦化、硫銅鈷礦化（圖4b）等，局部富集，但整體處于低于礦化品位。

該區(qū)的銅鈷礦化具有明顯的層控特征，后期經(jīng)過推覆構(gòu)造使得R2 內(nèi)部地層巖性無序分布，整體處于推覆構(gòu)造過程中產(chǎn)生的破碎帶內(nèi)。

3.4 圍巖特征

礦體的下盤為角礫巖，上盤圍巖為白云質(zhì)泥巖、砂巖或硅化白云巖。礦體與上、下盤圍巖均呈斷層接觸關(guān)系。

3.5 相鄰礦床特征對比

通過與鄰區(qū)卡莫亞銅鈷礦床處于同一條大型推覆構(gòu)造帶，且距離相近。本文就主要特征進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，兩者在礦床地質(zhì)特征、控礦因素、氧化特征等方面具有相似特性（表1）。在礦體形態(tài)、圍巖特征兩個方面所表現(xiàn)出較大差異，可能與推覆體所處位置及地質(zhì)工作程度相關(guān)，Kamoya 所處位置處于構(gòu)造轉(zhuǎn)換及方向改變部位。綜合分析認(rèn)為：礦區(qū)礦體與Kamoya 礦區(qū)淺部礦體地質(zhì)特征相似。

圖3 Siniapamrara 銅鈷礦區(qū)X400 線剖面圖

圖4 Siniapamrara 銅鈷礦區(qū)礦石特征

表1 Siniapamrara 與Kamoya 銅鈷礦床主要地質(zhì)特征對比

4 控礦因素

礦床的成礦控制因素主要有3 個：推覆體、地層和斷裂（繆遠(yuǎn)興等，2018）。

（1）推覆體控礦

礦區(qū)及其外圍的孔德龍古群地層中未出現(xiàn)過銅多金屬成礦活動，較老的羅安群成礦活動是在推覆體根帶部位地區(qū)進(jìn)行的。所論“推覆體控礦”，表現(xiàn)有兩方面：一是銅鈷礦床的形態(tài)、規(guī)模和空間位置被主推覆面圍限；其二是鉆探工程揭露出的礦體嚴(yán)格限定在破碎帶內(nèi)，這是被推覆體推移過程中所形成。

（2）地層控礦

礦體主要產(chǎn)在破碎帶內(nèi)的羅安群礦山組（R2）地層中，主要含礦地層巖性是蜂窩狀硅化結(jié)晶白云巖、砂巖等，礦體的定位還嚴(yán)格受隔擋層和含礦層的聯(lián)合控制。礦山組R2 地層是該區(qū)的礦源層。

（3）構(gòu)造控礦

受區(qū)域上NW－NWW 向斷裂、褶皺構(gòu)造控制。礦區(qū)內(nèi)的NW 向推覆構(gòu)造斷層嚴(yán)格控制了礦體產(chǎn)出位置。

5 礦床成因

通過對礦區(qū)地質(zhì)、礦床特征、控礦因素以及與Kamoya 礦床特征對比等綜合分析，認(rèn)為礦區(qū)礦床首先經(jīng)歷沉積成礦，中間經(jīng)受了構(gòu)造和熱液改造作用，后期主要受推覆構(gòu)造作用，使得R2 地層沿構(gòu)造推覆面發(fā)生絮亂運(yùn)動，并伴隨巨大的推覆作用力遷移至此，礦場最終定位形成，開始長期接受次生氧化淋濾作用。綜上所述，礦床應(yīng)歸屬于嚴(yán)格受推覆構(gòu)造控制的層控型銅鈷礦床。

6 結(jié)論

（1）通過對礦區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖性、礦體特征等綜合分析：礦區(qū)內(nèi)推覆構(gòu)造帶沿北西—南東方向展布，傾向南西，礦體主要位于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，礦體形態(tài)以囊狀、透鏡狀為主，成礦元素以Cu、Co 為主；結(jié)合控礦因素得出礦床類型應(yīng)為：層控型銅鈷礦床，并嚴(yán)格受推覆構(gòu)造面控制。

（2）沿礦體南西傾向、北西走向方向鉆探工程未完全控制，可作為下一步重點(diǎn)工作地段。