土壤地球化学测量在刚果（金）加丹加省的应用

甘会春，朱松华，王慧军

（江苏煤炭地质局，南京 210046）

刚果（金）位于非洲中西部自然资源丰富，素有“世界原料仓库”、“中非宝石”和“地质奇迹”之称。研究区位于沿刚果（金）与赞比亚国境线展布的卢菲利（Lufilian Belt 弧形构造带的东北部，刚果克拉通东偏南部。卢非力弧境内的加丹加省和赞比亚的铜带省其钴矿含量占世界总储量的50%以上，其铜含量约占世界总储量的12%。在含铜带480万吨的钴金属储量中，刚果民主共和国占有最大比例，约310万吨。铜带省是一个多金属的成矿省，其主要的存在形式是层状、脉状和矽卡岩，其中主要的沉积岩是Cu-Co、Zn-Pb硫化物和贵金属[1,2,3]。

1 成矿地质背景

图1 研究区成矿带及主要矿床分布图

1.1 区域成矿地质特征

沿刚果（金）与赞比亚国境线展布的的卢菲利铜钴成矿带，亦称卢菲利弧（Lufilian Arc）自安哥拉境内的北东走向绵延赞比亚-刚果（金）境内变为近东西向后，再沿南东向折向赞比亚，长度800Km，宽度150Km，从西部的Mwinilunga，经西北部的Kolwezi，直到东南部的Luanshya和Lonshi，该带上从西北向东南依次分布有赞比亚的Mwinilunga、刚果（金）的Kalongwe、Kengere、Mamfwe、Tenke、Fungurume、Kakanda、Kabolela、Kambove、Luishia、Luiswishi、Etoile、Kipushi、赞比亚的Musoshi、Konkola、Nchanga、Chambishi、Mufulira、Mindola、Nkana、Bwana、Mkubwa等著名的铜钴矿床（图1），是世界上的最大的金属成矿省之一，世界上一半的钴资源分布在这里，另外，还伴有铅锌硫化矿、铀矿和贵金属矿产资源。

在区域上构造以褶皱与断裂为主，另外还有韧性剪切带发育。褶皱构造以复式为主，沿背斜轴部纵向断裂发育，同时还发育刺穿构造。本区还发育有北东走向的横断层的次级结构。

1.2 研究区成矿地质特征

研究区位于扎伊尔克拉通东北部（图2）。它经历了非洲大陆大部分地质发展史。古老的沉积地层经过了晚太古代褶皱，基地杂岩褶皱，基巴拉褶皱，昆代隆古褶皱等一系列大规模的构造运动，发生不同程度的变质作用和岩浆作用。中石炭世古老基底此时形成。此后是大陆侵蚀和堆积的过程，直到第三纪造山运动。由于刚果河周围地壳的隆起，形成了今天的盆地。侵蚀周围高地和中央盆地堆积。形成了刚果（金）两大地层的明显分界，古老基底占据着边远高地，新生代盖层分布于地势低洼的中央盆地，成矿地质环境有利[4,5]。

结合已有区域地质资料及对比邻近矿区的地层地质资料分析，研究区内的地层应主要为新元古界加丹加超群，两层混杂陆源沉积岩（冰碛岩）又称“大砾岩”和“小砾岩”将加丹加超群地层分为罗安群（Roan）、恩古巴（Nguba）群和孔德龙古群。（Kundelungu）。罗安（Roan）群由白云岩、粉砂岩、长石砂岩等组成，恩古巴（Nguba）群由硅质碎屑岩和碳酸盐岩组成，并包含侵位于类似红海的初始大洋裂谷的铁镁质火成岩。孔德龙古(Kundelungu)群沉积岩代表同造山期到造山期后的沉积物，板状类型的孔德龙古群是一延伸到下古生界的大陆碎屑磨拉石系列。研究区地表第四系分布广泛，覆盖较厚，露头较少。罗安（Roan）群为主要的含铜、钴矿层位，分为木瓦夏（Mwashya）组、蒂贝塔（Dipeta）组、矿山（Mines）组、和“老鼠”（R.A.T）组，其中木瓦夏组下段的鲕粒状白云岩和层状镜铁矿(赤铁矿)又是确定地层单位的主要标志层，并且鲕粒状白云岩，抗风化能力强，多在山脊处出露。初步分析结果研究区的铜、钴主要含矿层位应是罗安群矿山组（Mines）和木瓦夏组（Mwasha），从以往资料分析[6,7]，大规模的工业矿体多与矿山组有关，但不排除在木瓦夏组中有小矿体或矿化体存在。

图2 大地构造略图

2 土壤地球化学测量工作

按《土壤地球化学测量规范》[8]要求执行，在室内按250×50m 的网格将采样点位设计到1∶2.5万工程布置图上，野外工作时利用GPS 导航设计理论点5m 内集土壤B、C层，深度30cm，剔除腐殖质及碎石。样品截取-60 目粒级，野外采样样重≥250g，重复样重加倍。样晶加工使用木槌敲打、粉碎。

采用X 射线荧光光谱法主要分析铜元素，部分测线样品做钴元素分析，并进行质量监控，相对误差在-8.76%-9.04%，其ΔlgC 曲线如图3。5个监控样曲线稳定，满足化探工作要求。

图3 监控样ΔlgC 曲线图（纵坐标为ΔlgC；横坐标为分析次数）

3 元素地球化学特征

3.1 元素地球化学参数特征

确定地球化学背景值与异常下限的方法有很多种。早期采用简单的统计方法求平均值与标准偏差；用直方图法确定的众值或中位数作为地球化学背景值。以后又发展到用概率格纸求背景值与异常下限等，考虑到方法的实用性、有效性、易操作，选用迭代法计算地球化学参数特征值。迭代法处理的步骤：计算全区各元素原始数据的均值(X1)和标准偏差(Sd1)；按X1+nSd1 的条件剔除一批高值后获得一个新数据集,再计算此数据集的均值(X2)和标准偏差(Sd2)；重复第二步，直至无特高值点存在，求出最终数据集的均值(X)和标准偏差(Sd),则X 做为背景值C0，X+nSd(n根据情况选1.5或2，3)做为异常下限T。

经算数计算迭代剔除地球化学参数特征值为：

原始样品数N=4 370；经迭代剔除后样品数 N0=4219；平均值X=11.82ppm；均方差s=7.26。

异常下限T=26.05ppm；变异系数Cv=0.61。

本次异常下限实际采用值为30(10-6)。测区铜元素背景含量11.82(10-6)，总体背景处于较低的水平，铜元素变异系数Cv为0.61，大于0.5，为一般分异水平，局部具有富集成矿的可能性。

3.2 元素空间展布特征

背景场分布于测区中部、东北部及东南部等大部区域，范围约占测区面积70%左右，总体呈北东向展布；低背景场主要分布于测区西北部，东北部小范围分布，范围约占测区面积12%，主要呈北东向带状分布。高背景场布于测区中部、南部等区域，范围约占测区面积18%，主要呈三条北东向带状分布（图4）。

表1 铜元素异常特征参数及评序结果表

4 铜元素异常检查

图4 铜元素地球化学图

化探异常检查的目的是以化探资料为依据，地质观测为基础，采用地质、化探、物探及探矿工程等综合手段，查明引起异常的地质原因，异常源的空问分布规律和异常源地质体的地球化学特征及其含矿性，以达到普查找矿的目的。

通过1∶25000 土壤化学测量，在63km2范围圈出Cu异常4个，经评序，对圈定的综合异常分别统计其参数，求取NAP。

NAP-异常规模，K0-异常平均衬度，S-异常面积（Km2）

5个编号的铜异常特征参数及评序结果见表1。

铜异常主要集中在3 条带上，从西向东第一带：主要由4个单点异常构成，异常规模不大，强度不高，南北两个异常未封闭；第二带：主要由Cu-1、Cu-2 两个异常构成，异常面积相对较大；第三带：主要由Cu-3、Cu-4、Cu-5等7个异常构成，铜矿化体主要集中在该异常带上（图4）。

5 结论及认识

土壤地球化学测量成果显示，研究区地表铜矿化体基本上能够较为清晰反映出，铜元素地球化学背景分布规律明显，三条北东向的高背景平行排列，十分突出，总体上表明化探工作方法较为有效。从区域对比认为研究区地层，其往深部应该为深灰色白云质泥岩，也就是罗安组的含铜、钴矿的层位，故测区应着眼于找深部隐伏或盲矿体为主。研究区在区域上位于基巴拉带以南，处于加丹加坳拉槽的北部边缘铜矿带上。该带虽没有其南部边缘成矿带那样有很多大型铜矿，但其潜在价值不容忽视。

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