剛果（金）加丹加省堪蘇祁銅鈷礦礦床地質特征及找礦方向

摘要：堪蘇祁礦區位于加丹加省科盧韋齊市東部約40—60km，大地構造位置位于加丹加西部的“外部褶皺推覆構造帶”北緣。區域成礦區帶位于贊比亞—剛果（金）巨型成礦帶北西延部分的轉折端，即位于剛果（金）加丹加省南部的沙巴型銅鈷礦亞帶內。礦區由五個礦段組成，東西向展布，長約16 km，寬約2 km，由東向西分別為：卡貢圖洛瓦、齊湯巴、堪蘇祁Ⅰ、堪蘇祁Ⅱ和卡布維米亞。該礦床形成歷史復雜，經歷了早期沉積成巖成礦階段—后期多期熱液構造疊加富集—晚期次生氧化改造多個階段，為復合成因的層控改造礦床。

關鍵詞：堪蘇祁礦區 成礦帶 層控改造礦床

1. 區域地質背景

堪蘇祁（Kansuki）礦區大地構造位置位于加丹加西部的“外部褶皺推覆構造帶”北緣，鄰近于大型推覆構造面附近（圖1）。區域成礦區帶位于贊比亞—剛果（金）巨型成礦帶北西延部分的轉折端，即位于剛果（金）加丹加省南部的沙巴型銅鈷礦亞帶內。區域地層主要為前寒武紀加丹加沉積巖相地層，不整合于下伏的古老基底之上，主要為一套巨厚的海相淺水富鎂碳酸鹽巖、碎屑巖沉積，區域變質程度較低，以綠片巖相為主，由下至上分為羅安群、恩古巴群、孔德龍古群。區域地質構造極其復雜，褶皺和斷裂發育。

2. 礦區地質

礦區由五個礦段組成，東西向展布，長約16 km，寬約2 km，由東向西分別為：卡貢圖洛瓦（Kakontolwa）、齊湯巴（Chitamba）、堪蘇祁Ⅰ（Kansuki-Ⅰ）、堪蘇祁Ⅱ（Kansuki-Ⅱ）和卡布維米亞（Kabwemia）。

2.1 地層

礦區內所見巖性層上下關系實為構造巖性疊置關系，時代為新元古代，賦礦地層為羅安群。羅安群由一套淺海相石英砂巖、長石砂巖、粉砂質板巖、泥板巖和白云巖、大理巖等組成，各類巖石均不同程度遭受區域動力變質作用和熱力接觸變質作用，變質程度屬低綠片巖相，出現典型變質礦物有紅柱石、堇青石、黑云母、電氣石等，滑石和石墨系動力變質產物。

2.2 構造

2.2.1 褶皺構造

礦區為區域性大型褶皺的軸面部位，在褶皺形成后期，推覆構造發育，其剪切面理置換了早期沉積層理，現所見面理均為構造剪切面理。區內主要巖性層及構造面理產狀表現為向南緩傾，見有米尺級小型撓曲現象。

巖性層面理的傾向以170°—185°為主，巖性層面理傾角以30°—45°為主，唯在卡布維米亞礦段，巖性層轉向東傾，傾角45°—50°。

2.2.2 韌脆性剪切構造

堪蘇祁礦區處于大型韌脆性剪切構造帶中，對該區銅鈷礦床的形成與富集起重要控制作用。韌脆性剪切構造的表現形式：

（1）層變質砂巖、白云巖等地質體，常被剪切成幾米—幾十米大小不等的透鏡體分布。

（2）強變形與弱變形域，韌性變形與脆性破裂間相間出現。強變形域表現為片理化發育，石英拉長定向，片狀礦物繞流，柔流小褶皺出現，甚至出現糜棱巖化。上述現象指示剪切方向為上沖型。弱變形域巖石基本保持原巖風貌，但脆性劈理、裂隙發育，常見角礫構造巖和碎裂巖，礦化強烈。

（3）巖層間的面理構造與區域褶皺相伴生的軸面面理（S1）相當，它置換了原始沉積層理（So），剪切變形中形成Sc面理，主要表現為強變形域中呈密集的（毫米至厘米級）刀切狀平直面理組的出現，Sm面理發育不典型。

（4）微觀特征顯示，顯微鏡下常見石英顆粒的拉長、片狀礦物定向繞流及石英波狀消光、旋轉碎斑和壓力影現象發育。

（5）定向性礦物滑石廣泛發育，石墨條帶也時有見及以上各種韌脆性剪切面理，為銅鈷礦的形成，提供了良好的礦質運移通道和容礦場所。

（5）據柔流面理交切關系判斷區內有兩次以上剪性變形活動。

2.2.3斷裂構造

按斷裂走向可分三組：

（1）近東西向斷裂構造：是堪蘇祁礦區最為發育的一組斷裂，其特點是破碎帶寬厚，達數米至二十余米，普遍發育棱角狀或圓滑狀角礫巖和碎裂巖帶，產狀多向南傾，傾角陡立（60°-85°），走向上與巖性層或構造近一致，小切錯巖層或礦體，本身不含礦。

（2）南北向平移斷層：生成時間晚，切錯東西向斷裂和破壞礦體，但規模較小，不具寬厚破碎帶，平直，屬平移斷層，水平斷距十余米至數十米。該組斷裂多沿各礦段山鏈鞍部分布。

（3）北北西向斷層：僅見于卡布維米亞礦區，寬1m左右，可見長達1公里左右，因覆蓋和工作程度欠缺，其性質和形成時間尚不明確。

2.3 變質作用

堪蘇祁礦區同區域地層巖石一樣，均遭受過區域（熱流）變質作用和區域動力變質作用。

（1）區域變質作用，主要表現為細粒泥砂質巖石，普遍發育板狀構造和變晶結構和變晶結構和變余結構，普遍有紅柱石、堇青石等典型變質礦物生成，新生黑云母和白云母（少量）分布也較普遍，石英砂屑和硅質膠結物均發生重結晶。

在齊湯巴—堪蘇祁礦段，新生變質礦物組合為：紅柱石+堇青石+黑云母±白云母

在卡布維米亞礦段出現：綠泥石+白云母+黑云母礦物組合

前者可達低角閃巖相，為低壓高溫環境產物。地熱梯度為20-60℃/km，后者為高綠片巖相常見礦物組合，屬低壓相系產物。似乎齊湯巴—堪蘇祁礦段變質程度要比卡布維米亞礦段高些。這種差別可能與距深部隱伏巖體熱源遠近（埋深）有關。

（2）區域動力變質作用：主要表現為普遍存在原生面理（So）的置換或改造作用。板理、片理發育，動力變質礦物滑石和（少量）石墨經常出現，構造透鏡體成帶發育，片巖、糜棱巖也時有所見。鏡下常見粒狀礦物（石英等）壓扁、定向排列，片狀礦物強烈定向和繞流現象十分普遍。

3. 礦床地質特征

3.1銅鈷礦化分布特征

（1）堪蘇祁礦區地表出露礦化帶東起卡貢圖洛瓦，西到卡布維米亞，總長約16公里，寬200—300米。礦化帶內賦礦地質體（巖層、巖石）是連續的，礦化（指Co≥0.1%，銅≥0.3%）也是連續的。

（2）羅安群上、下兩巖性段賦礦特征有所不同，上巖性段以富鈷為主，同時也富銅，鈷、銅兼有，下巖性段則富銅貧鈷。

（3）韌脆性強變形帶的剪切面理，弱變形帶內發育的節理、裂隙是主要容礦構造，對銅鈷礦化，特別是鈷礦化起主要控制作用。

（4）走向上，呈兩端富銅中間富鈷的分布態勢。鈷礦主要產于齊湯巴礦段和堪蘇祁Ⅰ、Ⅱ礦段?？ㄘ晥D洛瓦和卡布維米亞兩礦段圈不出成型鈷礦體。但卡布維米亞礦段以特別富銅為特征，是銅礦最有遠景的地段。

3.2 鈷礦體分布、形態及產狀、規模

3.2.1 鈷礦體分布、形態

在卡貢圖洛瓦、齊湯巴、堪蘇祁Ⅰ、堪蘇祁Ⅱ和卡布維米亞五個礦段中，鈷礦主要產于齊湯巴、堪蘇祁Ⅰ、堪蘇祁Ⅱ。卡布維米亞礦段不含或極少含鈷，15個樣品鈷含量僅為0.02%—0.24%，低于工業品位。卡貢圖洛瓦礦段鈷含量稍高，但也難圈出具有規模的工業礦體，一般含量為0.1%—0.4%，在40個樣品中，僅有4個樣品達到1.0%以上，且樣品位置十分分散。

齊湯巴礦段：按國內同類鈷礦（氧化礦床）最低工業指標為邊界，圈出四個較大的鈷（銅）礦體，由北向南編號為C-1①、C-1②、C-1③和C-2。礦體主要分布于該礦段主峰的南北兩側陡坡地段和南坡平緩山坡地帶，呈透鏡體狀產出。

堪蘇祁Ⅰ礦段：按國內同類鈷礦（氧化礦床）最低工業指標為邊界，圈出四個較大的銅鈷礦體。礦體主要分布于該礦段山脊上，呈層狀—似層狀產出，編號為KⅠ-1、KⅠ-2、KⅠ-3、KⅠ-4。其中KⅠ-1、KⅠ-2、KⅠ-3礦體實際為同一礦層，因南北向平移斷層的切錯而分成三段。

堪蘇祁Ⅱ礦段因工程和采樣點分布較稀，間距過大，因而無法連成完整的礦體，僅按規范要求劃分出二處小礦體，按透鏡體狀圈出，編號為KⅡ-1、KⅡ-2。

3.2.2 富鈷礦體產狀、規模

1. 齊湯巴礦段的富礦體呈透鏡體狀，包于C-2號礦體中，可控制長度100m，寬20m，計算厚度5.6m；產狀180°—190°∠30°—40°；平均品位3.03%。

2. 堪蘇祁Ⅰ礦段富礦體見于南北向大采坑（硐）中，即KD3—KD5老硐之間，即KⅠ-3礦體的頂部和底部，長約100m，計算厚度為3m和4.2m，平均品位3.59%和6.56%；似層狀產出，產狀為140°∠30°，大采坑南延KD-01老硐中見厚度1.9m的小富礦體，平均品位4.9%，似層狀，產狀160°—170°∠45°—50°。

3. 堪蘇祁Ⅱ礦段富礦體見于東部的大采坑（硐）中，即KⅡ-1和KⅡ-2中均有富礦，厚度為2.22—3.50m，品位2.06—3.89%，似層狀。

4.總體上，地表所見品位≥2%的鈷富礦體，因其透鏡狀、尖滅再現的分布特點，其規模還遠遠未控制住。另外，地表礦化的淋濾、流失的現象，使礦體貧化的情況嚴重。地表各礦體的規模、產狀見表1。

3.3 銅礦體分布、形態及產狀、規模

3.3.1 分布、形態

在礦區五個礦段中，均有銅礦體（≥1%）圈出。

卡貢圖洛瓦礦段：圈定礦體一處，編號KK-1。分布于西山頂峰南坡，產于礦化石英砂巖內，厚度1—2m，呈薄夾層狀，規模不大。

齊湯巴礦段：自北而南圈出四個較大礦體和五個零星小礦體。其中：C-I礦體分布于山北采場平臺北側，產于砂板巖與泥板巖互層巖層中，呈長透鏡體狀，南邊界因礦渣堆積而未能控制。C-II、C-III號礦體，分布于山包主峰南北兩側陡坡地段，與XX鈷礦體大體吻合，呈透鏡體狀產出。產于石英砂巖—白云巖—砂板巖組合層中。C-IV礦體，分布于南坡腳下，與XX鈷礦體大體吻合，呈透鏡體狀。產于受變形的滑石片巖中。

堪蘇祁Ⅰ礦段：圈出四個較大礦體（KI-I、II、III、IV）和六個零星小礦體（KI1—6）。

KI-I礦體，主要分布于該礦段山梁上，呈層狀-似層狀產出，受赤鐵礦-砂板巖-滑石片巖組合控制可見剪切面理、構造裂隙，與鈷礦體重合，因南北向平移斷層切錯而分成三段，分別編號為KI-I①、KI-I②、KI-I③補與鈷礦體吻合。

KI-II號礦體，分布于KI-I③礦體北側，位KITC6探槽北中段、產于砂巖和砂板巖界面處，夾層狀。

KI-III號礦體，分布于東山包東坡，產于兩層赤鐵礦層中間的滑石片巖內，呈透鏡狀。

KI-IV號礦體，分布于礦段內最大采坑南側，圍巖為砂板巖，呈透鏡體狀產出。

其他零星小礦體的分布情況見礦體分布圖，均呈薄夾層狀產出?？疤K祁Ⅱ礦段，共圈出大小四個礦體。其中KII1-3號礦體分布于山梁西端，位于KIITC1探槽中段。KII-1礦體較大，呈長透鏡體狀產出，圍巖以滑石片巖為主，次為砂巖。

KII-2、KII-3礦體產于砂巖體內，呈斜列式分布，均呈扁透鏡體狀或薄夾層狀。

KII-4銅礦體分布于山梁東端坡腳下，即KIITC-6探槽中段東側，礦體產于滑石片巖和砂板巖內，透鏡體狀。

卡布維米亞礦段：初步圈出一個大型礦體。它受一條北西向斷層控制，圍巖以砂板巖-泥板巖為主，呈長條狀。

3.3.2 規模、產狀

各銅礦體的規模產狀詳列于表2。從表看出，大型礦體有C-1～C4礦體、KI-I①～③礦體、KII-I、IV礦體和KB-1礦體，屬緩傾—中等傾斜的透鏡體狀、層狀—似層狀礦體。

3.4 礦石礦物成分

3.4.1 金屬礦物成分

通過初步鑒定，礦區內原生金屬礦物有：黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、黝銅礦、銅藍、方鈷礦、紅砷鈷礦等。金屬氧化物有，孔雀石、藍銅礦、褐鐵礦、水鈷礦、鈷土等。

輝銅礦、黝銅礦、孔雀石等是該礦區銅礦石的主要礦石礦物。方鈷礦、紅砷鈷礦及鈷土礦是鈷礦石的主要礦物。各種礦物的分布和特征如下：

1. 輝銅礦：分布廣泛，見于各種礦物中，是區內最主要的含銅礦物。在低品位礦石中，含量約為2—5%，高品位礦石中≥10%。鏡下呈淺灰微帶藍色，呈他形或不規則細粒狀，粒徑在0.005—0.01mm間，最大者可達0.1mm，但極罕見。以浸染狀分布于層紋面理或裂隙中。

2. 黝銅礦：僅次于輝銅礦，也是常見銅礦物之一，含量多為1—5%，呈它形粒狀，粒徑0.01—0.02mm，多與輝銅礦共生。

3. 黃銅礦：該礦物雖較常見，但含量較低，小于1%，是次要含銅礦物。呈自形—半自形細粒狀，粒徑多為0.01mm。與黃鐵礦相伴產于石英內或浸染于礦石中。

4. 方鈷礦、紅砷鈷礦、紅砷鈷鎳礦：此三種含鈷礦物在采集的13塊光片中，僅在三片中見及，含量低微，以粒計算。唯在KB10-1光片中，給出2%～3%的高含量。它們粒徑極細，在0.005—0.01mm之間。以微細粒浸染狀分布于輝銅礦邊緣，晚于輝銅礦生成。

5. 銅藍：很少出現。僅于C-2-4光片中見之，含量<1%，呈浸染狀藍色星點稀疏分布。

6. 黃鐵礦：分布普遍，含量1—2%，最高可達3—4%，多呈自形—半自形粒狀，粒徑大小不一，介于0.005—0.1mm間，或與石英、黃銅礦相伴，或沿裂隙分布，粗、細粒黃鐵礦系兩個世代產物。

7. 孔雀石、藍銅礦：前者分布極為普遍，見于各種礦石中，含量在5—15%之間，個別礦區中可達20—30%。藍銅礦局部出現，含1—3%?？兹甘倾~礦石的重要組成礦物。產出形式有三，一種是產于紋層狀泥板巖中，它作為微細薄層均勻的散布于巖石中，將泥板巖染成淡綠色。一種是呈脈狀，團塊狀穿插入礦石中，一種是包在其他礦脈的外邊，呈綠色包殼或外衣。

8. 褐鐵礦：分布普遍，見于各種礦石中，但分布不均，含量多少不一，少者1-5%，多者達10%～15%，甚至形成褐鐵礦巖。粒度極細，為0.003mm，或由黃鐵礦氧化而來，或由沉積母巖中鐵質氧化而來。

9. 鈷土礦、水鈷礦：前人資料中，均報導有它們的存在，本次光薄片中，均未見到，性狀與分布尚不清楚。可能是構成滑石-高嶺土碎粉巖中黑色土狀含鈷條帶的主要成分，但有待今后查明。

3.4.2 非金屬礦物

因礦化母巖不同，礦石中非金屬礦物成分也有不同。礦區礦化母巖有石英砂巖（長石石英砂巖）—砂板巖類型，泥質粉砂巖—泥板巖類型，白云巖—滑石片巖類型。

砂板巖型容礦礦石，非金屬礦物以石英為主，次為長石、鐵質、泥質物等。泥板巖型礦石，非金屬礦物組合為：石英+長石+黑云母+白云母（少量）+泥質（高嶺土）炭質等。

白云巖型礦石，非金屬礦物則為白云石+滑石+方解石+部分泥沙質組合。

3.5 礦物共生組合及礦物生成世代

根據礦物分布特點及包容關系，初步排序如下：

早期礦物組合：黃鐵礦+黃銅礦+石英（沉積成礦階段）；

中期礦物組合：輝銅礦、黝銅礦、銅藍（主銅成礦階段）；

晚期礦物組合：晚世代黃鐵礦、含鈷 （≥2%）的礦體少，一般呈透鏡體狀。根據堪蘇祁KI-2礦體（大采坑中采樣結果）與地表樣品的對比，垂直方向自上而下，降深達40m，品位變化由地表的1.43%逐漸提高到5.32%，間接證明，地表受淋濾、遷移的現象明顯，鈷含量流失、貧化的情況嚴重，深部礦化有變富的趨勢。

另外，在堪蘇祁西1公里外的西山包采樣5個，銅品位0.89-13.83平均6.39%，含鈷0.1-0.21%。

對齊湯巴、堪蘇祁Ⅰ、Ⅱ礦段主要礦體、做品位變化系數計算，結果列于表5。

從表5看出，礦石品位變化較大，屬于不穩定—很不穩定類型。相對而言，鈷品位變化更為復雜劇烈。具熱液礦床品位變化特征。

4. 礦床成因、找礦方向

4.1 礦床成因

該礦床形成歷史復雜，經歷了早期沉積成巖成礦階段—后期多期熱液構造疊加富集—晚期次生氧化改造多個階段，為復合成因的層控改造礦床。

鈷礦的分布，明顯受韌脆性剪切強變形帶控制。微觀資料顯示，鈷礦物沿早期輝銅礦、黃銅礦周邊產出，或沿構造面理、裂隙產出，以角礫構造、網脈狀構造為主，說明鈷礦晚于早期銅礦生成，并主要為熱液成因。

4.2 找礦方向

基于韌脆性剪切強變形帶控礦的新認識，今后的找礦方向，自然要加強對強變形帶的研究，到強變形帶中去尋找新的銅鈷礦體，滑石片巖是強變形的產物，也是銅鈷礦的重要載體，因此，滑石片巖是明顯的找礦標志。同時在礦區粉砂巖、白云質片巖、砂板巖中或接觸界面也是尋找富銅礦的有利位置，剪切帶的類型，沿深度、溫度、壓力的變化，韌性程度增強亦是銅鈷礦富集的規律之一。物探所測深部高阻侵入體更是鈷礦形成的熱源。巖性、構造、侵入體這種三位一體的成礦是找礦方向的必須、必然之規律。

參考文獻

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