剛果(金)Shandwe銅礦床成因及找礦方向

包久榮 黨偉民 楊遠(yuǎn)東 劉鈞沅 洪文武 董 帥

（天津華北地質(zhì)勘查總院）

銅作為我國最重要、最緊缺的礦產(chǎn)資源之一，是現(xiàn)代化工業(yè)建設(shè)的重要保障。剛果（金）一直是世界各大礦企投資的熱點。Shandwe 銅礦位于剛果（金）加丹加省南部昂特加丹加縣，位于加丹加西部的外部褶皺推覆構(gòu)造帶北西緣，鄰近于大型推覆構(gòu)造面附近［1］。前人對于該地區(qū)銅鈷礦的地質(zhì)特征、成因機(jī)制等研究較多，但結(jié)合地質(zhì)物探等的綜合研究較少。本文通過梳理前人資料成果，在開展地、物、鉆探等工作資料的基礎(chǔ)上，分析了該礦床的成因，并試圖分析該礦找礦潛力和下一步找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

加丹加弧形構(gòu)造帶是盧菲利安（Lufilian）弧形構(gòu)造帶的重要組成部分［2］，Shandwe 銅礦區(qū)位于加丹加弧形構(gòu)造成礦帶北西部，帶內(nèi)主要發(fā)育基底與蓋層，區(qū)別明顯。

基底由太古代基底雜巖和元古代加丹加超群組成，太古代基底為Muva 超群、Lufubu 超群；加丹加超群內(nèi)發(fā)育羅安群（Roan）、恩古巴群（Nguba）及昆代隆古群（Kundelungu），羅安群是加丹加成礦帶中最重要的含礦地層之一；蓋層為第三系和第四系沉積物［3］。加丹加地區(qū)區(qū)域內(nèi)巖漿巖不發(fā)育［4］。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

羅安群是一套淺海相的細(xì)碎屑巖和化學(xué)巖，巖性主要有碳酸鹽巖、板巖、頁巖、泥巖、粉砂巖、砂巖等［5］。在本區(qū)中可見RAT 組（R1）、礦山組（R2）和木瓦夏組（R4），迪佩特（R3）組在本區(qū)中缺失。

RAT 組地層出露于礦區(qū)西南側(cè)，地層厚70～100 m，主要巖性為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖、角礫巖、少量碎裂巖化泥巖等。

礦山組出露地層有RSF、RSC、SD、BOMZ、CMN等，該地層主要在礦區(qū)東部及采坑北東壁出露。RSF層出露厚度5～10 m，巖性為層狀硅化白云巖，塊狀白云巖，少量為黑色炭質(zhì)板巖等，硅化明顯，礦石礦物以硅孔雀石為主，礦化不均勻，總體規(guī)模較小。RSC層出露厚度1～5 m，巖性主要為蜂窩狀硅化白云巖，少數(shù)為細(xì)晶白云巖，局部弱銅礦化。SD 層厚度70～90 m，巖性為以白云質(zhì)頁巖為主，夾少量泥質(zhì)粉砂巖（局部含碳質(zhì)）、黑色炭質(zhì)板巖、疊層石狀白云巖、白云質(zhì)粉砂巖，偶見有方解石脈、石英脈等，局部弱銅礦化，以薄膜-薄層狀孔雀石化為主，沿頁理裂隙分布。BOMZ層厚度3～20 m，黑色松散土狀，含角礫層，破碎帶，角礫為粗晶白云巖，孔雀石，硅化孔雀石等，為本區(qū)的主要含礦層。

木瓦夏組（R4）出露于礦區(qū)北部，巖性主要為薄至中層狀頁巖、泥質(zhì)粉砂巖、白云質(zhì)頁巖，局部夾白云質(zhì)粉砂巖及薄層狀石英砂屑巖。巖石較破碎，裂隙發(fā)育，局部硅化強(qiáng)烈形成石英脈及團(tuán)塊。

昆代隆古群為一套陸源碎屑巖建造［6］，該地層主要出露于礦區(qū)西部，在礦區(qū)南西區(qū)域廣泛分布。主要為淺灰色、灰褐色、紫紅色等雜色角礫巖，角礫成分主要為白云巖、頁巖、粉砂巖、白云質(zhì)頁巖等。

第四系殘坡積、沖洪積和人工堆積物，在礦區(qū)分布最廣，主要為紅色、土黃色、灰色黏土和礫石混合層，礫石多為石英、白云巖、砂頁巖等碎塊。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

Luishia-Shandwe 復(fù)式向斜發(fā)育于加丹加弧形構(gòu)造帶中西部［7］，礦區(qū)位于Shandwe 背斜南端，Shandwe背斜的一翼，產(chǎn)狀近直立，微向南西傾斜。

Research Progress and Thoughts on Domestic Tourism Economy_____________________________YI Xiaowen,LIU Kaibang 8

區(qū)內(nèi)斷裂較少，主要見于礦坑?xùn)|南部，走向為北東—南西，分別為F1 和F2，2 組斷裂近乎平行且橫切地層走向，為同一期次的構(gòu)造運(yùn)動所形成。F1 斷裂位于11～12 線附近，為左行平移斷層，長約200 m，寬10～40 m，斷層右側(cè)巖層發(fā)生向北西向的位移，附近巖石次級構(gòu)造發(fā)育。F2 斷裂位于13～14 線附近，為正斷層，產(chǎn)狀168°∠30°～66°，上盤巖性為角礫巖，下盤巖性為泥質(zhì)粉砂巖和白云巖。

木瓦夏組（R4）砂頁巖理十分發(fā)育，非常破碎，其為礦區(qū)銅質(zhì)的富集提供了空間，局部地段充填較多孔雀石脈及團(tuán)塊等，沿節(jié)理等裂隙面充填，礦山組（R2）白云巖局部地段的裂隙面上也發(fā)育有孔雀石。

2.3 圍巖蝕變

區(qū)域構(gòu)造變質(zhì)作用、熱液改造作用、動力變質(zhì)作用等與Shandwe 銅礦床的形成關(guān)系密切，礦區(qū)內(nèi)所見主要圍巖蝕變現(xiàn)象有硅化、白云石化、石墨化、滑石化、絹云母化、碳酸鹽化、泥化等，其中白云石化、硅化、滑石化等分布最為廣泛。

硅化主要發(fā)育于RSF 和RSC 層中，硅化一般呈浸染狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀、網(wǎng)脈狀等形式分布，多存在于層理、裂隙、溶蝕孔洞等位置。白云石化主要發(fā)育于RSF、RSC、SD 等層中，白云石呈不規(guī)則脈狀、半自形粒狀、糖粒狀等，呈密集塊狀、晶簇等產(chǎn)出。滑石化常與區(qū)域動力變質(zhì)作用有關(guān)，主要分布于BOMZ、SD等層位中，常與絹云母化同時出現(xiàn)，與本區(qū)礦化關(guān)系密切。石墨化主要分布于RSF、SD 的碳質(zhì)板巖內(nèi)，且部分鉆孔揭露厚度較大，常伴隨黃銅礦、黃鐵礦等出現(xiàn)。碳酸鹽化以方解石為主，分布較為廣泛，多數(shù)層位可見，多為細(xì)脈狀，小晶鏃等形式出現(xiàn)。泥化主要見于BOMZ 層內(nèi)，呈泥狀，與黑銅礦、孔雀石等混雜，部分見于R1碎裂巖中。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

在礦區(qū)圈出了KT1、KT2 銅礦體和KHT1、KHT2銅礦化體（圖2）。KT1、KT2、KHT1 礦石自然類型為氧化礦型，KHT2 為主要為原生礦。KT1 賦存在BOMZ 層中，為黑色的松散土狀破碎角礫巖，走向150°，傾向北東，傾角70°～90°，斷面為上寬下窄錐形，受圍巖和F1 斷層共同控制，局部地段含Co。上部圍巖為白云巖和白云質(zhì)頁巖；下部圍巖為SD層，巖性為泥質(zhì)粉砂巖和白云質(zhì)粉砂巖。KT2 賦存于R.2（RSF）層狀硅化白云巖中，礦體走向130°，南西端往東轉(zhuǎn)折，近直立，微向南西傾斜。其南西側(cè)為RAT 角礫巖層；北東側(cè)為SD白云質(zhì)粉砂巖。KHT1、KHT2銅礦物主要為黃銅礦，賦礦巖性為白云巖、白云質(zhì)粉砂巖等。

3.2 礦石類型

礦物結(jié)構(gòu)以自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)為主，交代溶蝕結(jié)構(gòu)，少量交代假象結(jié)構(gòu)、纖柱狀結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、隱晶纖維狀結(jié)構(gòu)等。礦石以多孔構(gòu)造、角礫狀、浸染狀、薄膜狀、塊狀構(gòu)造為主，其次為條帶狀、細(xì)脈狀、角礫狀，少量為皮殼狀、鮞狀構(gòu)造，少量呈蜂窩狀，部分保留原巖層理構(gòu)造或殘余構(gòu)造。

礦石中銅、鈷礦物主要有10種，其他金屬礦物主要有4 種，其中氧化礦物7 種，原生礦物5 種，脈石礦物主要有7 種。銅鈷礦物有孔雀石、硅孔雀石、黃銅礦、輝銅礦、藍(lán)銅礦、黑銅礦、水鈷礦、鈷華、銅藍(lán)、斑銅礦等。其他金屬礦物主要為黃鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦等。氧化礦物主要為孔雀石、硅孔雀石、鈷華、水鈷礦、褐鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦等。原生礦（硫化礦）物主要為黃銅礦、輝銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、銅藍(lán)等。脈石礦物主要有石英、白云石、方解石、絹云母、白云母及黏土等。

4 地球物理特征

大功率直流激電法對尋找和圈定該區(qū)多金屬礦（化）體是最直接有效的辦法［8］。通過項目組共同努力，發(fā)明了新型供電電極，總結(jié)出了一套高效野外物探工作的方法，突破了該地區(qū)傳導(dǎo)電法工作困難的技術(shù)瓶頸［9］。

通過激電測量，發(fā)現(xiàn)并圈定中阻異常帶和低阻異常帶各1 條（圖3）。3 條異常帶緊鄰分布，異常帶長約200 m，中阻帶寬25～50 m，低阻帶寬約30 m；走向展布近東西，中阻異常位于低阻異常帶北側(cè)，二者略有錯位。位于南側(cè)的低阻異常帶起始位置更靠近西側(cè)KT1號礦體，其展布方向與KT1延伸方向近乎一致。且低阻極化率異常帶靠近西端見明顯低阻異常區(qū)，內(nèi)部小異常呈串珠狀分布。低阻異常區(qū)東部南北兩側(cè)，各見一高阻異常區(qū)，呈兩高夾一低形態(tài)分布。

5 礦床成因

Shandwe 銅礦區(qū)中品質(zhì)最好的礦石是產(chǎn)于羅安群R2礦山組的BOMZ 層黑色松散的破碎帶中。研究鉆孔和采坑樣品分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，品位高的樣品（Cu＞4%）多分布于斷層F1、F2 附近。從縱向看，地表含孔雀石、硅孔雀石、輝銅礦等氧化物礦石，品位高于深部原生硫化物礦石。礦體整體形態(tài)受層位、巖性控制，礦化強(qiáng)弱與斷層、褶皺、層理、節(jié)理等構(gòu)造關(guān)系密切。結(jié)合該地區(qū)和周邊礦山地質(zhì)特征，認(rèn)為Shandwe銅礦床形成分3個階段。

第一階段為中、新元古代時期，于潮坪環(huán)境下沉積，以碳酸鹽巖、碎屑巖和泥質(zhì)巖建造的羅安群（R），恩古巴群（Ng）和昆代隆古群（Ku）等高銅背景值地層，巖性主要為白云巖、粉砂巖、砂巖、泥巖等，其中羅安群中富含鐵、鎂、銅、鈷等元素，為原始礦源層。

第二階段為晚元古末期，盧菲利造山運(yùn)動期間，剛果（金）地區(qū)初始沉積地層發(fā)生大規(guī)模韌脆性剪切、變形、逆沖推覆和滑動，形成包括Luishia-Shandwe 復(fù)式向斜一系列褶皺等大型構(gòu)造。在本礦區(qū)主要表現(xiàn)為，地層在Shandwe 背斜中南西翼近直立，另一翼傾向北東。底部巖性為SD 白云質(zhì)頁巖，層狀白云巖等，滲透性差。地表的降水和構(gòu)造熱液，將上部RSF、RSC、BOMZ 等地層部分溶蝕，形成蜂窩狀孔洞、裂隙（如F1、F2）等，提高了地層的連通性，同時部分地層也發(fā)生硅化、強(qiáng)烈滑石化等現(xiàn)象。大規(guī)模構(gòu)造活動過程中產(chǎn)生的熱液沿韌性剪切帶、破碎帶、逆沖推覆褶皺帶、孔洞和裂隙等構(gòu)造薄弱部位運(yùn)移，并萃取周邊地層中銅鈷等有益元素，化學(xué)性質(zhì)較為活潑的Ca、Mg 等造巖元素經(jīng)淋濾作用大部分遷移、流失，活動性較弱的SiO2、Fe、Al 等則成膠體溶液沉淀，Cu、Co 等礦質(zhì)成細(xì)粒質(zhì)點被膠體溶液吸附、沉淀，在裂隙、節(jié)理、孔洞、褶皺轉(zhuǎn)折虛脫等部位，形成銅鈷多金屬硫化物。這是銅的再次富集，也是成礦最重要的階段。

第三階段在隨后漫長的地質(zhì)風(fēng)化過程中，當(dāng)?shù)爻渑娴慕涤炅?、斷層及其破碎帶良好的透水性，?jīng)物理和化學(xué)風(fēng)化作用，周邊地層中的銅質(zhì)進(jìn)一步發(fā)生遷移，大量薄膜狀、脈狀、團(tuán)塊狀孔雀石在BOMZ、SD節(jié)理裂隙中富集，進(jìn)一步提高了銅鈷的品位，完成了氧化淋濾次生富集階段。

6 找礦標(biāo)志和方向

Shandwe 銅礦床地處著名的加丹加銅鈷成礦帶中南部，附近又發(fā)育有Luishia 等大型優(yōu)質(zhì)銅礦床，成礦條件良好。

結(jié)合實際工作發(fā)現(xiàn)本礦區(qū)找礦標(biāo)志主要有以下3 類。①礦物標(biāo)志：孔雀石和鈷華是本區(qū)最直接、最主要的找礦標(biāo)志，地表有上述二者出現(xiàn)的地方很可能就是礦體發(fā)育地段。②地層標(biāo)志：在本區(qū)礦山組上下層位追索具黑色松散堆積物發(fā)育的BOMZ層，是尋找高品位銅鈷礦體的重要標(biāo)志。③構(gòu)造標(biāo)志：靠近斷裂帶及節(jié)理等構(gòu)造發(fā)育部位附近，如F1 和F2 斷層附近，或?qū)娱g破碎發(fā)育，如KT1 北西段，BOMZ 與CMN 之間，層間破碎帶內(nèi)富集有孔雀石；部分節(jié)理發(fā)育部位礦化現(xiàn)象也明顯，如SD 白云質(zhì)頁巖。④蝕變標(biāo)志：滑石化是重要熱液活動產(chǎn)物，礦區(qū)中滑石化強(qiáng)烈部位，多銅鈷品位較高。⑤民采標(biāo)志：當(dāng)?shù)孛癫赏诰虻臏\井，采坑遺跡等。

從礦區(qū)構(gòu)造方面看，Luishia-Shandwe 復(fù)式向斜在Shandwe 礦區(qū)內(nèi)向東發(fā)生扭轉(zhuǎn)，并且發(fā)育有較多大小規(guī)模褶皺、斷裂、裂隙和節(jié)理等。結(jié)合地表和采坑內(nèi)所見，從地層方面看，加丹加超群羅安群礦山組（R2）地層在本礦區(qū)內(nèi)發(fā)育完整，此二者都是重要的有利成礦信息。

綜合分析提出2個找礦方向。

（1）通過區(qū)內(nèi)地球物理激電中梯剖面測量和激電測深工作發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)采坑?xùn)|南方向100 m 附近開始，見發(fā)育2 條位置相鄰且走向近東西的中、低阻異常帶，延伸約200 m，寬20～50 m。且在此2 條異常帶東部，低阻異常兩側(cè)分別各分布有1處高阻異常區(qū)，二者相距約150 m，具有兩高夾一低的特征。并且異常帶的展布方向，與上述采坑內(nèi)所見礦體KT1轉(zhuǎn)折延伸方向近乎一致，找礦潛力大。

（2）礦區(qū)位于Luishia-Shandwe 復(fù)式向斜中Shandwe 背斜的一翼，羅安群礦山組（R2）從RSFCMN 地層發(fā)育完全，且產(chǎn)狀較為穩(wěn)定，結(jié)合該地區(qū)礦床，具有地層和構(gòu)造共同控礦的特點，運(yùn)用適當(dāng)?shù)刭|(zhì)手段，在采坑南西側(cè)，尋找Shandwe 背斜另一翼的礦山組地層，分析其含礦性，具有較好的找礦前景。

7 結(jié)論

（1）Shandwe銅礦床位于Shandwe背斜的一翼，主要含礦層產(chǎn)于羅安群礦山組（R2）中，礦床受地層和構(gòu)造共同控制。

（2）主要賦礦地層為BOMZ、SD 層內(nèi)及其接觸面附近，巖性為構(gòu)造角礫巖和白云質(zhì)頁巖等，呈松散土狀、結(jié)核狀、網(wǎng)脈狀、薄層狀等，礦物以黑銅礦、孔雀石、硅孔雀石、水鈷礦等氧化礦為主，黃銅礦，輝銅礦，斑銅礦等原生礦物較少。

（3）該礦床主要經(jīng)歷了3 個成礦階段，即初始富銅鈷礦源層沉積期，造山運(yùn)動熱液交換改造期和地表淋濾氧化期等，成因類型屬于沉積-疊加改造-次生富集型層狀銅礦床。