剛果(金)加丹加省卡拉比銅鈷礦床地質(zhì)特征及外圍找礦方向

胡遠檔，高崳飛，徐 桃，佡 云

（1.中國有色剛果礦業(yè)有限公司；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；3. 沈陽有色金屬研究院，遼寧 沈陽 110000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦區(qū)位于非洲大陸核心扎伊爾克拉通的東北部，主要由前寒武紀基底和加丹加超群組成。基底包括早前寒武紀的盧富布(Lufubu)超群(主要巖性為片巖、片麻巖等)和中前寒武紀的莫瓦(Muva)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，自下而上分為羅安群(Roan)、恩古巴群(Nguba)和孔德隆古群(Kundelungu)。巖性主要為陸相及海相的碎屑巖、泥頁巖及碳酸鹽巖（見圖1）。其中的礦山組(R)為主要的銅、鈷礦的含礦層位，主要為淺海—濱海相沉積地層。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡圖

礦區(qū)位于加丹加弧形成銅鈷礦帶的轉折部位，是非洲中部盧菲利弧形構造帶的一部分。構造帶總體呈NW—SE走向，從贊比亞和剛果(金)邊境的東部呈弧形延伸到西部的贊比亞—安哥拉邊境，是一條長約500km，寬50km～150km的銅、鈷、鎳、鉛、鈾多金屬成礦帶，發(fā)育多個世界級大型銅鈷礦床[2]，帶內(nèi)巖漿巖不發(fā)育,局部見少量侵入基底及加丹加超群內(nèi)的花崗巖和輝長巖等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

卡拉比礦區(qū)地層較為簡單，主要有羅安群中的RAT亞群（R1）、礦山亞群（R2）中的坎莫托組（R2.1）、白云巖組（S.D）及下孔德龍古群的Ki1.1及Ki1.2組。下孔德龍古群地層分布于礦區(qū)東部，羅安群地層主要見于老礦坑及礦區(qū)西側及南側。區(qū)內(nèi)未見巖漿巖。

含礦礦山亞群地層由老至新地層、巖性特征簡述如下（見圖2）：

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

（1）礦山亞群R2.1(D.Strat)：主要分布在礦區(qū)的西側與上伏的礦山亞群（R2.2）呈整合接觸。地層產(chǎn)狀78°～115°∠56°～85°。巖性主要為紫紅色綠泥石化白云質(zhì)粉砂巖，局部夾少量的砂巖。厚度約10m～30m,是礦區(qū)V2、V3礦體主要賦存層位。

（2）礦山亞群（R2）坎莫托組（R2.1），共分四段，即一 段（RAT.gr）、二 段（D.strat）、三 段（RSF）、 四 段（RSC）。礦區(qū)出露了三段、四段：①三段RSF（R2.1.3）分布在礦區(qū)中部地段，與上伏的四段呈整合接觸。地層產(chǎn)狀80°～115°∠85°。巖性主要為硅質(zhì)細粒層狀白云巖，夾白云質(zhì)粉砂巖、頁巖。該層厚10m～15m，是礦區(qū)V1、V5礦體的主要含礦位。②四段RSC（R2.1.4）分布在礦區(qū)中部地段，與上伏的和白云巖組（S.D）呈整合接觸。地層產(chǎn)狀80°～115°∠85°。巖性主要為多孔的塊狀、疊層石狀、蜂窩狀硅質(zhì)白云巖。層厚10m～20m，是礦區(qū)V1、V5礦體的主要含礦層位。

（3）礦山亞群（R2）白云巖組S.D（R2.2）主要分布在礦區(qū)的東部。地層產(chǎn)狀65°～115°∠88°，巖性主要為白云質(zhì)頁巖，薄層狀白云質(zhì)粉砂巖，夾灰色結晶白云巖，底部伴有硬石膏的結核體。層厚25m～75m，是礦區(qū)V4礦體的主要含礦位。

2.2 礦區(qū)構造

礦區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，按其類型可大致分為層間斷層F4、F5及平移斷層F1、F2、F3（見圖2）。

2.2.1 層間斷層

①F4層間斷層是RSF地層與RAT地層的分界線。斷層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，走向在2～9號線間,近南北向，9～20號線由于受北東向的斷層（F2、F3）錯斷影響變?yōu)楸蔽?5°方向展布，斷層總體傾向為東—北東向，傾角56°～85°。斷層以層間破碎帶形式呈現(xiàn)，破碎帶寬約2m～3m，由斷層泥、碳質(zhì)粉砂巖、白云巖碎塊及少量孔雀石碎塊構成，局部含富礦。②F5層間斷層主要發(fā)育在RAT地層中，于2～9號線間展布。斷層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，斷層走向在近南北向，傾向東，傾角56°～85°。破碎帶局部含富礦。

2.2.2 平移斷層

①F1斷層位于礦區(qū)最南部，走向約83°，近東西向延長大于700m，斷層的傾角不明。該斷層橫切了RAT、RSF、RSC及SD地層，錯距不清，是區(qū)域性斷層，控制著羅安群地層的南端。②F2斷層位于礦區(qū)中部于8～12號線間。走向50°，延長大于150m，斷層傾角不明。該斷層沿北東方向橫向切斷了SD地層，橫向錯距約50m，同時破壞礦體向南延伸方向，破碎帶較寬，帶內(nèi)局部發(fā)育富礦體。③F3斷層位于礦區(qū)中部于13～19號線間。走向60°，延長大于150m，斷層傾角不明。該斷層沿北西方向橫切了RAT、RSF、RSC及SD地層，橫向錯距約60m，同時破壞礦體向北延伸方向。

2.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育低級區(qū)域變質(zhì)作用，主要變質(zhì)作用有硅化、高嶺土化、滑石化、綠泥石化等。硅化主要發(fā)育在RSF及RSC地層白云巖中，表現(xiàn)為石英顆粒重結晶，形成條帶狀或團塊狀構造。

3 礦床（體）地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

卡拉比銅鈷礦礦體分為南部礦體和北部礦體，共6個，其中V1、V2、V3、V4為南部礦體，V5、V6為北部礦體（見圖3）。礦石類型主要為氧化礦，銅礦物主要以孔雀石為主、少量黃銅礦、黃鐵礦。

圖3 Kalabi銅鈷礦體分布簡圖

（1）南部礦體：

①V1礦體：賦存于礦山亞群坎莫托組（R2.1）RSF及RSC地層硅化白云巖內(nèi)及白云質(zhì)粉砂巖中。礦體走向為南北向，傾向東，傾角約70°～80°，脈狀、透鏡體狀分布。礦體走向長約360m，傾向延伸最大約70m，銅平均品位約4%。②V2、V3礦體：賦存于礦山亞群中的R2.1組（D.Strat）紫紅色綠泥石化白云質(zhì)粉砂巖、白云巖中，礦體走向南北向，傾向東，走向長約95m～168m，傾向延伸最大約36m～95m，銅品位0.5%～21.65%，平均品位3.06%。③V4礦體：賦存于礦山亞群中的S.D（R2.2）地層青灰色白云巖中，礦體走向為北東—南西向，傾向東，礦體走向長約110m，銅平均品位1.24%。

（2）北部礦體：

①V5礦體：礦體賦存在礦山亞群坎莫托組（R2.1）RSF及RSC地層多孔的塊狀、溶孔硅化白云巖中，受構造影響，V5礦體走向北西，走向長約130m，傾向北東，傾角65°～80°，傾向方向約80m，銅平均品位2.48%。②V6礦體：該處地層受構造影響較大，地表無露頭，地層走向南西，傾向北西，而V6礦體為一薄層狀礦體，鉆孔揭露真厚度僅2.25m，礦體較薄，走向長110m，傾角較陡，傾向方向延伸48m，銅平均品位2.55%。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石類型

礦區(qū)礦石工業(yè)類型以氧化礦為主，氧化率一般超過93%。礦石自然類型分為白云巖型銅鈷礦石、白云質(zhì)粉砂巖銅鈷礦石、白云質(zhì)頁巖銅鈷礦石。

3.2.2 礦物組成

礦區(qū)銅礦物為主要為孔雀石、硅孔雀石、少量藍銅礦，次要礦物黃銅礦、自然銅；鈷礦物主要為水鈷礦。礦石中脈石礦物主要有石英、白云石、綠泥石、方解石、滑石、白云母和絹云母、赤鐵礦、褐鐵礦等。

3.2.3 化學成分

礦石礦化不均勻，礦石中銅、鈷品位變化很大，銅平均品位2.82%，鈷平均品位0.12%。脈石組分主要是SiO2、Al2O3、CaO、MgO等，其含量分別為52.54%、0.77%、1.98%及1.22%。

3.2.4 結構構造

礦區(qū)礦石呈隱晶—微晶粒狀結構、針狀、放射狀結構，主要為皮殼狀、脈狀構造、網(wǎng)脈狀、浸染狀構造。

4 成因分析

礦區(qū)礦化主要發(fā)育在D.Strat、RSF、RSC、SD地層中，斷層（破碎帶）中常發(fā)育不規(guī)則的高品位的銅鈷礦石，受地層、構造控制明顯，為比較典型的沉積—變質(zhì)構造熱液改造型銅鈷礦床。

根據(jù)前人同位素、包裹體實驗表明，太古宙時期，礦區(qū)所在的加丹加區(qū)域進入地槽體制，沉積了一套銅多金屬元素磨拉石建造。隨后，地槽進入震蕩期[3]。在前寒武紀，從古磨拉石建造中萃取的銅多金屬、硫酸鹽與碳酸鹽巖和碎屑巖發(fā)生反應、沉積，形成羅安群早期礦化地層[4]。元古代后期，受盧弗里安運動的影響，加丹加弧形褶皺帶形成，后期受北東向推覆運動影響，Mutaka向斜和Kabala背斜之間，形成多個破碎的羅安地層塊，來自上深部的大地熱流沿深斷裂上升，萃取早期礦化地層中的銅多金屬，形成的富礦熱液沿著斷裂、裂隙和層隙環(huán)流，早期層狀礦化發(fā)生再活化作用，礦化沿斷層、裂隙進一步富集，在卡拉比地區(qū)形成南北-北西向富礦帶。

5 找礦方向

卡拉比礦床為熱液疊加改造的層控銅鈷礦床，受地層層位、斷裂構造等因素控制。

礦體所賦存的羅安群含礦地層，宏觀上受到斷層的控制，該地層呈南北至北西—南東向，南部受到區(qū)域大斷層F1斷層的控制。層內(nèi)礦體受到黑色含黃鐵礦板巖的控制，為礦體的頂板。

礦區(qū)的找礦方向主要為兩個區(qū)域：原采坑西南區(qū)域和原采坑北部沿F4斷層北西延伸方向。原采坑西南區(qū)域次級構造發(fā)育，F(xiàn)4、F5、F1斷層在此區(qū)域匯集，巖性破碎，易形成小而富的銅鈷礦體，該類礦體為構造控礦礦體，找礦標志：巖性破碎，高嶺土化及其發(fā)育，地下水涌水量大。北部沿F4斷層北西延伸方向羅安群地層沒有區(qū)域大斷層完全控制，可沿F4斷層方向，繼續(xù)追索含礦羅安群地層。該地層有以下標志：土壤風化層中豐富的Cu和Co元素，重金屬含量高，植被稀疏，多生長“銅樹”“鈷草”等標志植物，具有一定的指示意義；受到后期熱液疊加改造，硅化、褐鐵礦化、赤鐵礦化強烈，地表常見蜂窩狀硅化白云巖，為常見找礦標志；礦體頂板獨特的黑色含黃鐵礦板巖為礦區(qū)重要的巖性標志；地形上，硅化白云巖地層，抗風化能力較強，易形成較為平緩的正地形，為找礦重要的宏觀標志。