剛果（金）Kamwale 銅鈷礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及找礦前景

曾旭詹勇陳德穩(wěn)孫寧譚康雨馬林霄

（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 100012）

0 引言

Kamwale 銅鈷礦區(qū)位于非洲剛果（金）加丹加?。↘atanga）利卡西市南東方向直線(xiàn)距離約40 km，科盧韋齊—盧本巴希銅鈷多金屬礦體的東段，工作程度較高，Kamwale 礦權(quán)區(qū)內(nèi)以往圈定了兩個(gè)主要礦體。早期通過(guò)化探工作在Kebumba 礦段圈定1 處銅異常，近北西向展布，長(zhǎng)約3000 m，平均寬約300余米。本文通過(guò)對(duì)礦區(qū)銅鈷礦床地質(zhì)特征、成礦地質(zhì)條件等進(jìn)行綜合分析研究，初步總結(jié)了礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及礦床成因，并指明了進(jìn)一步找礦方向。

1 成礦地質(zhì)背景

加丹加銅－鈷成礦帶是剛果（金）－贊比亞鈾－鈷－銅成礦域的一部分，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，加丹加銅－鈷成礦帶內(nèi)有近90 處不同類(lèi)型的銅多金屬礦床（點(diǎn)）分布，且大多是賦礦于元古宇羅安群含礦巖系中的層控型銅－鈷多金屬礦床（化）（李向前，2011；陳興海等，2012；于建華等，2012；侯曉陽(yáng)等，2013；段煥春等，2014）。Kamwale 銅鈷礦區(qū)整體位于贊比亞—?jiǎng)偣ń穑┿~礦帶的北西部，加丹加弧形銅鈷成礦帶的中西部，是非洲中部盧菲利弧形構(gòu)造帶北西段的一部分（圖1）。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。加丹加超群主要由羅安群、恩古巴群、孔德龍古群組成（陶則熙，2016；王鵬飛，2018；繆遠(yuǎn)興等，2018；劉洪微，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)分布較廣泛。其中羅安群礦山組（R2）是主要的含礦和賦礦巖系，該礦床就是產(chǎn)于該群中。

該區(qū)區(qū)域構(gòu)造經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，主要分為區(qū)域性逆沖推覆斷裂、地質(zhì)塊體邊緣斷裂、層間滑脫斷裂等（劉煥然，2010；劉運(yùn)紀(jì)等，2011，2014）。各組斷裂構(gòu)造之間相互聯(lián)系，主構(gòu)造與次級(jí)構(gòu)造之間具有衍生的關(guān)系，對(duì)礦體產(chǎn)出及表生富集具有重要影響。

受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，礦區(qū)圍巖蝕變強(qiáng)度較低，與礦化關(guān)系密切的主要有白云石化、硅化、碳酸鹽化（趙英福，2011；張學(xué)良等，2016，2017；黨偉民等，2018）。

圖1 Kamwale 銅鈷礦區(qū)域地質(zhì)圖（據(jù)李向前等，2009）

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層主要是第四系（Q）及中元古界加丹加超群的孔德龍古群（Ks）、恩古巴群（Ki）、羅安群（R）（圖2）。

2.1.1 孔德龍古群（Ks）

孔德龍古群（Ks）在礦區(qū)的西側(cè)大面積出露。該區(qū)孔德龍古群出露的巖性主要為砂礫巖及淺紫紅色條帶狀粉砂巖。

2.1.2 恩古巴群（Ki）

恩古巴群在礦區(qū)的東側(cè)大面積出露，出露的巖性主要為淺紫紅色泥質(zhì)粉砂巖。該層在靠近推覆構(gòu)造面處常見(jiàn)有少量孔雀石化沿裂隙發(fā)育。

2.1.3 羅安群（R）

羅安群是該區(qū)最主要的含礦層位，為一套碎屑巖－泥質(zhì)巖－碳酸鹽巖組合的沉積建造，厚度大于500 m，在礦權(quán)區(qū)中部有大面積出露。本群地層可進(jìn)一步細(xì)劃分為：木瓦夏組（R4）（該區(qū)內(nèi)未見(jiàn)該組地層出露）、迪佩特組（R3）、礦山組（R2）以及RAT（R1）。

迪佩特組（R3）：迪佩特組地層主要分布在礦區(qū)的中部，巖性主要為白云質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖與下部的硅化白云巖，該層不整合地覆蓋CMN 地層，局部硫化物較發(fā)育，以黃鐵礦化為主，并有少量黃銅礦化。

礦山組（R2）：本段為礦區(qū)的主含礦層位。該地層可以進(jìn)一步細(xì)分為RAT、DSTR、RSF、RSC、SDB、SDS、CMN 等層位。

CMN2（R2.3.2）：上部為薄層狀含疊層石白云巖（圖3）夾少量塊狀白云巖，局部滑石化強(qiáng)烈，下部為硅化白云巖夾含碳質(zhì)、白云質(zhì)頁(yè)巖，與下伏地層呈整合接觸。

CMN1（R2.3.1）：主要為厚層狀白云巖，夾含炭質(zhì)白云質(zhì)頁(yè)巖（圖4），本層巖石裂隙較發(fā)育，常見(jiàn)有方解石脈、白云石脈穿插，沿脈可見(jiàn)星點(diǎn)狀黃銅礦化，但局部發(fā)育白云石厚脈，脈中常見(jiàn)團(tuán)塊狀、浸染狀黃銅礦及粗粒黃銅礦。該段底部硅化較強(qiáng)，局部含硅質(zhì)條帶（圖5），與下伏地層呈整合接觸。

圖2 Kamwale 銅鈷礦區(qū)地質(zhì)圖

SDS（R2.2.2）：主要為灰綠色泥質(zhì)白云質(zhì)粉砂巖，灰白色白云質(zhì)砂巖，經(jīng)風(fēng)化后呈灰色－灰黃色，而灰綠色白云質(zhì)粉砂巖因鐵質(zhì)氧化物浸染或充填裂隙而整體呈淺紅色（圖6），與下伏地層呈整合接觸。

SDB（R2.2.1）：主要為灰黑色含碳質(zhì)白云巖、含碳質(zhì)白云質(zhì)頁(yè)巖，常見(jiàn)有浸染狀、細(xì)脈浸染狀的黃鐵、黃銅礦化，本層巖石的底部常由于風(fēng)化鐵質(zhì)浸染而呈淺紫褐色；與下伏地層呈整合接觸。

RSC（R2.1.3）：主要為淺灰－淺灰白色硅化結(jié)晶白云巖（圖7），受后期構(gòu)造作用、熱液作用影響較大，局部碎裂、角礫巖化。常發(fā)育少量溶蝕孔洞，且因鐵質(zhì)氧化物浸染而略呈淺紅褐色。該層位基本不含礦，但受后期表生作用和淋慮作用容易形成鈷華、自然銅、孔雀石，尤其是頂、底部礦化相對(duì)較富集。另外，該層在地表或近地表，常具蜂窩狀風(fēng)化的特征（圖8），且蜂窩狀孔洞內(nèi)常見(jiàn)有黑色礦物顆粒、粉末（水鈷礦），與下伏地層呈整合接觸。

RSF（R2.1.2）：主要為淺灰－灰黑色條帶狀硅質(zhì)白云巖（圖9），局部夾有含炭質(zhì)白云質(zhì)頁(yè)巖。巖石裂隙較發(fā)育，常見(jiàn)有方解石脈穿插。該層以脈狀、紋層狀黃銅礦化為主，頂部見(jiàn)少量硫銅鈷礦，近地表，沿層理面充填孔雀石化和鈷華（圖10），與下伏地層呈整合接觸。

圖3 疊層狀白云巖

圖4 碳質(zhì)白云質(zhì)頁(yè)巖

圖5 硅質(zhì)條帶

圖6 白云質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖

圖7 硅化結(jié)晶白云巖

圖8 蜂窩狀硅化結(jié)晶白云巖

圖9 條帶狀硅質(zhì)白云巖

圖10 硅質(zhì)白云巖（孔雀石化）

圖11 DSTR 頂部鈣質(zhì)結(jié)核

圖12 鈷礦化

DSTR（R2.1.1）：上部為褐黃色粉砂質(zhì)白云巖夾淺灰綠色白云質(zhì)粉砂巖，中部為灰、淺紫灰色薄層狀白云質(zhì)粉砂巖，下部淺灰、淺紫灰色薄層狀粉砂質(zhì)白云巖夾深灰色薄層狀白云質(zhì)粉砂巖；大部分為褐黃色粉砂質(zhì)白云巖，該層頂部與RSF 接觸部位見(jiàn)有鈣質(zhì)結(jié)核（圖11），是該層的標(biāo)志層。該層近地表受氧化次生作用，多見(jiàn)有孔雀石化、鈷礦化（圖12），與上覆RSF 段之間呈整合接觸關(guān)系。

RAT（R1）：主要為淺紫紅色白云質(zhì)砂巖，夾淺紫紅色－淺灰綠色白云質(zhì)粉砂巖，巖石內(nèi)溶蝕空洞較為發(fā)育，洞徑3～20 mm，該層為區(qū)內(nèi)出露最老地層，存在于羅安群地層碎塊的最底部，底部為推覆界面，常見(jiàn)因構(gòu)造而形成的角礫巖，磨圓度一般較好。

2.2 構(gòu)造

由于區(qū)域上多期次逆掩推覆構(gòu)造活動(dòng)（王志剛等，2012），使原來(lái)完整的地層撕裂、變形，并形成多個(gè)菱形碎塊，各個(gè)菱形塊體邊緣發(fā)生錯(cuò)動(dòng)擠壓，形成不整合的滑動(dòng)面，滑動(dòng)面一般為有一定磨圓度的角礫巖。單個(gè)菱形碎塊內(nèi)的斷層一般不很發(fā)育，規(guī)模不大，斷距亦較小。內(nèi)部斷層一般也與區(qū)內(nèi)的推覆運(yùn)動(dòng)有關(guān)。礦區(qū)內(nèi)的構(gòu)造多為成礦后構(gòu)造，對(duì)礦體起到了一定的破壞作用，并使礦體產(chǎn)生了一定的位移，菱形碎塊邊緣的斷裂限定了含礦地層、礦體的產(chǎn)出范圍。

西礦段形成多個(gè)規(guī)模大小不一、產(chǎn)狀不同的不規(guī)則的“次級(jí)地質(zhì)體”，即前人所稱(chēng)的“菱形構(gòu)造”。撕裂過(guò)程中這些次級(jí)地質(zhì)體之間形成非常不規(guī)則的斷裂構(gòu)造（分裂面）。同樣在推覆過(guò)程中受應(yīng)力作用，推覆體內(nèi)部的次級(jí)地質(zhì)體內(nèi)亦發(fā)生不同程度的褶皺構(gòu)造（繆遠(yuǎn)興等，2018）。

圖13 恩古巴群與羅安群地層接觸部位

東礦段整體位于逆沖推覆構(gòu)造面內(nèi)部，該構(gòu)造面整體走向約320°，傾向南西向，在主采坑部位出露寬度近400 m，北西及南東向?qū)挾戎饾u變窄。推覆界面與恩古巴組地層接觸部位礦化受構(gòu)造疊加后期熱液改造影響較大，在山頂東側(cè)發(fā)現(xiàn)推覆界面被北東向斷層錯(cuò)斷，斷距近40 m，在此構(gòu)造交匯部位礦化較好（圖13）。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共圈定2 個(gè)礦段，即東礦段（Kamwale）和西礦段（Kebumba），兩礦段的礦化類(lèi)型略有不同。

東礦體位于礦權(quán)區(qū)的東側(cè)，為一歷史老礦山，淺部富礦體已開(kāi)采殆盡。見(jiàn)有R2、R3 和Ki 地層，地層總體走向?yàn)楸蔽飨?20°，傾向南西向，傾角30°～40°。礦化主要是團(tuán)塊狀、浸染狀、星點(diǎn)狀的孔雀石化、黃鐵－黃銅礦化、硫銅鈷礦化等，其中鈷礦化強(qiáng)度較好，主要為VE－1、VE－2、VE－3 礦體，呈層狀－似層狀、脈狀產(chǎn)出，其中VE－2 礦體為本次勘查工作的主要礦體。西礦段位于礦區(qū)的西部，礦化主要是沿巖石層理的細(xì)脈狀、細(xì)脈浸染狀、星點(diǎn)狀的孔雀石化、斑銅礦化、黃鐵－黃銅礦化等。VW－1、VW－3 礦體主要為原生硫化礦石，呈團(tuán)包狀、透鏡狀。VW－2、VW－4、VW－5 礦體呈透鏡狀產(chǎn)出，均為氧化銅礦體。

3.1.1 VE－2 礦體特征

VE－2 礦體為礦權(quán)區(qū)內(nèi)主礦體。礦體呈層狀、似層狀，受羅安組地層（DSTR）控制，主要賦礦巖性為白云質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖，滑石化強(qiáng)烈。礦體走向NW，整體產(chǎn)狀較為平緩，近水平展布，礦體埋深較淺，蓋層厚度1.09～8.05 m，平均厚度3.69 m。VE－2 號(hào)礦體控制南北長(zhǎng)約600 m，東西寬110～250 m，礦體厚1.25～24.77 m，平均厚11.07 m；VE－2 礦體較穩(wěn)定，產(chǎn)出于近地表推覆構(gòu)造內(nèi)，礦體內(nèi)部受構(gòu)造的影響較小，主要是地質(zhì)體邊部、底部的不平整造成礦體厚度相應(yīng)變化。VE－2 礦體厚度變化特征總體是由北部向南部方向有變厚趨勢(shì)，北部邊緣礦體厚度明顯較薄。另外，在礦體南部出現(xiàn)礦體厚度變薄區(qū)域，該區(qū)域靠近東礦段采坑，上部礦體部分被開(kāi)采導(dǎo)致礦體厚度變小（圖14）。

3.1.2 VW－3 礦體特征

VW－3 礦體由西礦段幾個(gè)相鄰鉆孔控制，產(chǎn)于CMN 地層，為硫銅礦化體，產(chǎn)狀115°∠65°，推測(cè)礦體走向長(zhǎng)150 m，寬約120 m，平均厚度8.55 m（圖15）。

3.2 礦石質(zhì)量特征

礦區(qū)的礦石類(lèi)型，可分為氧化礦石和硫化礦石。

圖14 Kamwale 礦區(qū)東礦段某勘探線(xiàn)剖面圖

圖15 Kamwale 礦區(qū)西礦段某勘探線(xiàn)剖面圖

圖16 他形晶粒狀產(chǎn)出的黃銅礦、黃鐵礦

圖17 銅鈷礦石，斑銅礦呈他形粒狀結(jié)構(gòu)

圖18 交代溶蝕結(jié)構(gòu)黃銅礦被斑銅礦交代溶蝕

圖19 交代溶蝕結(jié)構(gòu)，黃銅礦與后來(lái)的含銅離子溶液發(fā)生反應(yīng)，外圍被輝銅礦溶蝕

硫化礦石礦物主要為黃銅礦、硫銅鈷礦（圖16），另有少量的斑銅礦、輝銅礦，微量的自然銅及銅藍(lán)等（圖17），礦石中金屬礦物含量一般5%～20%；其他硫化物礦物主要為黃鐵礦和極少量的閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦等；脈石礦物主要有白云石、石英、云母，其次有少量的透閃石、滑石、綠泥石、方解石、高嶺石等礦物。結(jié)構(gòu)以他形粒狀結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)為主，并有包含結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)（圖18，圖19）等。礦石的構(gòu)造主要有浸染狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造為主，并有塊狀、條帶狀構(gòu)造等構(gòu)造。

氧化礦物主要見(jiàn)有孔雀石，孔雀石常呈隱晶－纖狀結(jié)構(gòu)浸染狀、薄膜狀構(gòu)造。其他礦物成分與以上硫化礦基本相同。

3.3 圍巖特征

主礦體圍巖主要為白云巖、泥質(zhì)粉砂巖、角礫巖等，礦體與上、下盤(pán)圍巖均呈整合接觸關(guān)系（圖20）；深部硫化銅礦化體的上、下盤(pán)圍巖為白云巖及白云質(zhì)砂巖，均呈整合接觸關(guān)系。

主礦體一般發(fā)生淺變質(zhì)，強(qiáng)滑石化（圖21），下盤(pán)圍巖內(nèi)常見(jiàn)有方解石化，可見(jiàn)稀疏星點(diǎn)狀黃鐵礦化及少量的黃銅礦化；深部硫化銅礦化體的兩側(cè)圍巖常見(jiàn)有少量的磁黃鐵礦化、褐鐵礦化。主礦體的近礦圍巖與成礦有關(guān)的礦化蝕變強(qiáng)度很不均勻，一般不能綜合利用。

4 成礦規(guī)律

圖20 礦體與圍巖整合接觸

Kamwale 銅鈷礦床是受一定層位控制的，經(jīng)后期多次構(gòu)造作用、熱液疊加改造作用、變質(zhì)熱液疊加改造作用的影響而形成的層控型銅鈷礦床。礦床主要產(chǎn)出于中元古界加丹加超群羅安群礦山組的一套碳酸鹽－碎屑巖建造內(nèi)。

（1）含礦層位：礦體的賦礦巖性為條帶狀白云巖、條帶狀硅質(zhì)白云巖、硅化結(jié)晶白云巖、含炭質(zhì)白云巖、白云質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖，局部角礫巖含礦，主礦體連續(xù)性較好，但位于礦區(qū)西礦段北部的原生硫化礦埋藏深度較大。

（2）礦體形態(tài)：礦體呈層狀、似層狀，少量的礦體呈透鏡狀，其中東礦段主礦體整體朝SW 緩傾斜，近水平展布，東西長(zhǎng)約600 m，南北寬約110～250 m。西礦段礦體傾角較陡，礦體傾角55°～65°，礦體總體向SEE 傾斜。

（3）圍巖及蝕變：圍巖蝕變總體不強(qiáng)，主要表現(xiàn)為碳酸鹽化、絹云母化、硅化、綠泥石化、滑石化等，其中硅化和碳酸鹽化與礦化關(guān)系較為密切。

（4）礦石礦物：硫化礦的礦石礦物主要為輝銅礦、硫銅鈷礦和黃銅礦等。氧化礦的礦石礦物主要為孔雀石、含鈷方解石和菱鈷礦等；脈石礦物主要為石英、方解石、白云石、滑石和絹云母等。

圖21 發(fā)育滑石化

5 找礦前景

（1）根據(jù)礦區(qū)內(nèi)主礦體鉆孔的施工結(jié)果，南北兩端已基本控制到邊、東西兩側(cè)仍有擴(kuò)儲(chǔ)空間。

（2）東礦段主采坑南東端施工的探槽部分未揭穿至基巖，但仍有較好的礦化，該區(qū)段具有一定找礦潛力。

（3）對(duì)于西礦段工作程度整體偏低，各菱形地質(zhì)體及推覆界面仍具有找礦空間。另外本區(qū)深部也應(yīng)包含有原始的羅安組含礦地層。

（4）礦區(qū)典型礦物如孔雀石、桃紅色鈷華等可作為找礦標(biāo)志，尤其是孔雀石發(fā)育地段往往能找到銅礦。特定的植物銅樹(shù)、銅草、鈷草等生長(zhǎng)地段都是較好的找礦區(qū)域。

6 結(jié)論

（1）通過(guò)本次工作基本厘定了礦區(qū)地層單元，大致查明了礦區(qū)地層層序、巖性組合及特征，大致查明了礦區(qū)構(gòu)造特征、礦（化）體特征及空間展布情況。整個(gè)工作區(qū)基本形成了一套較為完整的基礎(chǔ)地質(zhì)資料，為進(jìn)一步的地質(zhì)勘查工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）該區(qū)為受推覆體控制的層控型礦床，具體到本區(qū)為含礦地質(zhì)體—含礦菱形碎片—推覆構(gòu)造體為控礦單元。用推覆構(gòu)造理論及構(gòu)造變形理論指導(dǎo)本區(qū)尋找大規(guī)模的含礦地質(zhì)體、預(yù)測(cè)其發(fā)展方向指導(dǎo)該區(qū)找礦顯得尤為重要。