刚果（金）Siniapamrara 铜钴矿床地质特征及成因

2021-04-20孙宁曾旭刘洋黄燕涛杨冀

矿产勘查 2021年1期

孙宁曾旭刘洋黄燕涛杨冀

（1.中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中资环钻探有限公司，北京 100080；3.浙江华友钴业股份有限公司，浙江桐乡 314500）

0 引言

Siniapamrara 矿区大地构造位置处于赞比亚—刚果（金）铜（钴）成矿带的中部，利卡西市坎博乌镇以西约11 km，东经26°30′00″～26°31′30″，南纬10°52′30″～10°53′30″。2018 年底北京中资环钻探有限公司刚果（金）公司受CDM（刚果东方国际矿业简易股份有限公司）委托，对该区开展矿产地质勘查工作。文章通过分析矿区铜钴矿床地层、构造、赋矿层位、矿化特征以及该矿床的主要控矿因素，初步总结了矿床成因，并指出下一步工作方向。期望在该区附近进行地质勘查工作提供一定的参考价值。

1 区域地质背景

矿区位于赞比亚—刚果（金）铜矿带的北西部，刚果（金）铜钴矿带称为“加丹加弧形铜钴成矿带”，位于其中部（陈兴海，2007；陈兴海等，2012）（图1）。在构造上展布成弧形，从科卢韦齐至利卡西呈近东西向，由利卡西向南东至siniapamrara 呈北西向，这一弧形构造带就是著名的加丹加铜钴成矿带。该矿区即位于该弧形构造带由东西向北西转折部位，区域地层构造展布以北西向为主。

区域出露地层主要为新元古界加丹加超群，顶部覆盖为第四系松散层（李向前等，2009）。加丹加超群主要由罗安群、恩古巴群、孔德龙古群组成（陈兴海，2007；陈兴海等，2012；李向前等，2009；李向前，2011；党伟民等，2018；王鹏飞，2018；赵英福，2011；刘运纪等，2011；刘运纪等，2014；于建华等，2012；任军平等，2013；缪远兴等，2018），为一套陆源碎屑岩－碳酸盐岩经变质作用改造的沉积－变质建造，在区内分布广泛。主要赋矿层位是罗安群矿山组（R2）。

区域上位于科卢韦齐至卢本巴希近东西向大型推覆构造带的中部，处于NW－SE 走向宽缓复式背斜南侧翼上，控制因素主要为背斜与断裂构造。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层主要为新元古代加丹加超群罗安群（R2 和R4）、恩古巴群（Ng）、孔德龙古群（Ku）及第四系（Q）。该区新元古代加丹加超群地层自新到老依次如下：

（1）孔德龙古群（Ku）：岩性主要为砂砾岩、条带状粉砂岩。

（2）恩古巴群（Ng）：岩性以泥质粉砂岩、白云质砂岩等为主。

（3）罗安群（R）：是一套沉积建造（碎屑岩－泥质岩－碳酸盐岩组合），矿带上最主要的含矿层位。分为4 个组。详述如下：

1）木瓦夏组（R4）：呈狭长条带状分布，分为上下两个岩性段。

R4.2：主要为白云质页岩，局部夹含碳质页岩、白云质砂岩、白云质粉砂岩。

R4.1：主要为块状白云岩，白云质页岩，底部有一较稳定的赤铁矿层。

2）底佩特组（R3）：岩性以砂岩、硅化白云岩等为主。

3）矿山组（R2）：本段为矿区的主含矿层位，区内的部分R2 地层缺失，仅见有RSC、RSF、Dstrat 地层出露。

R2.1.3（RSC）：主要为浅灰－浅灰白色硅化结晶白云岩，局部碎裂，常具蜂窝状风化的特征，在顶底部尤为明显，蜂窝状孔洞内常见有孔雀石、硅孔雀石，其顶底常见有星点状分布的黄铜矿化，局部见自然铜。

R2.1.2（RSF＋Dstrat）：上部为浅灰－灰黑色条带状硅质白云岩，局部夹有含碳质白云质页岩，下部为灰白色－灰黑色条带状白云岩，内常见有星点状的黄铜矿化。

4）R1（RAT）：主要为浅灰绿色泥质白云质粉砂岩、浅紫红色白云质砂岩及粉红色－灰绿色白云质角砾岩。白云质砂岩类岩石裂隙较发育，上部常见有方解石、褐铁矿细脉穿插，细脉内见有星点状的黄铜矿化。角砾岩中角砾直径一般在2～20 mm，磨圆度一般较好。

2.2 构造

（1）褶皱构造

工作区构造主体为推覆体形成的KAKANDALIKASI 复式背斜，在该背斜南西翼，地层主要有罗安群的矿山组（R2）、底佩特组（R3）、和木瓦夏组（R4）组成，三者挤压强烈，岩石破碎。推覆断裂构造在区内呈北西－南东延伸、倾向南西方向，在推覆断裂构造的作用下，含矿地层矿山组（R2）覆盖在罗安群木瓦夏组（R4）上，从而使该区含矿地层部分成囊状镶嵌在罗安群底佩特组（R3）与木瓦夏组（R4）中。矿区矿体位于推覆断裂构造上盘与下盘之间的破碎带中。

矿区周围褶皱规模一般不大，产出形态亦比较混乱。

（2）断裂构造

矿区内的断裂构造分为两类，一类位于推覆体与地层接触部位（图2 中的北西向逆掩推覆构造）；另一类为常规断裂（图2 中的北北东断裂构造）。

Siniapamrara 铜钴矿床位于推覆构造带内，该推覆构造带自Kakanda 东部经Kabolela、Siniapamrara、Kamoya、Kambove 直至Likasi。在矿区内，推覆构造带整体呈北西—南东30°方向分布，倾向南西，倾角上陡下缓，上部倾角50°～65°，下部倾角在30°左右。推覆构造产生的破碎带出露长度约1050 m，宽度100～130 m，由北西向南东方向，出露宽度逐渐变窄，直至尖灭。推覆构造上盘为恩古巴群（Ng）地层，下盘为孔德龙古群（Ku）地层，推覆体内地层以罗安群（R）为主。

在推覆构造发生的过程中，各个块体边缘发生错动挤压，形成不整合的滑动面，破碎带内产生巨大角砾，使得罗安群矿山组地层絮乱分布其中。受此影响，矿区内罗安群地层部分缺失。此类断层的破碎带下面一般有一定磨圆度的角砾岩。

常规断层在该区较发育，断层规模较小，断距亦较小，局部存在小型断裂，造成地层、矿体的缺失。

另外该区岩石的节理亦十分发育，多被后期的白云石、方解石、石英和褐铁矿充填。

2.3 岩浆岩

矿区及周边无岩浆岩出露。

2.4 围岩蚀变

与矿化关系最为密切的有硅化、褐铁矿化、孔雀石化，其他有方解石化、绢云母化、硅化、滑石化等。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

Siniapamrara 铜钴矿体位于矿区的北西部采矿内，通过地表观察其钻孔揭露情况，矿体主要产于推覆构造破碎带内，构造延伸方向北西—南东，倾向南西。矿区内氧化矿体共计5 条，矿体编号为V1、V2、V3、V4 和V5，主矿体为V4。V4 主矿体位于X400线，长度小于200 m，矿体厚度不一，局部可达20 m 以上，矿体呈囊状、透镜状形式赋存在断裂带中（图3）。

矿区矿体主要赋存富集于破碎带内，破碎带内角砾成分以罗安群矿山组地层为主，局部为角砾岩，另外在构造附近亦存在次生氧化富集型矿体。

矿区推覆构造产生的断裂带产状向南西倾，上陡下缓，上部倾角50°～65°，下部向西南延深倾角30°左右，局部呈舒缓波状，向深部延伸有变缓的趋势。

3.2 矿石特征

该区主要的矿石类型为氧化型铜钴矿石。破碎带内的矿石矿物主要有孔雀石、硅孔雀石、钴华、水钴矿和褐铁矿。非金属矿物主要有石英、白云石、方解石、滑石、绿泥石和绢云母等。矿石矿物的氧化程度相对于蜂窝状结晶白云岩低，在断裂构造较发育的位置，矿石矿物的氧化程度相对较高。

矿石结构：主要有粒状结构（自形—半自形为主）、交代溶蚀结构、分叉结构。

图2 Siniapamrara 矿区地质简图

矿石构造：主要有似层状、蜂窝状、条带状、（细脉）浸染状、鲕状、钟乳状、薄膜状和块状构造。

3.3 赋矿层位及矿化特征

矿区的铜钴矿化主要以产于破碎带内的R2.1.3含矿地层为主，矿化现象主要表现为孔雀石化、硅孔雀石化（图4a）等，该矿化层的厚度一般8～12 m，矿化强度较好，亦是该区的主含矿层。该区的自然铜一般出现在本矿化层的下部角砾岩中，沿岩石层理发育细脉状、细脉浸染状、斑点状的黄铁－黄铜矿化、硫铜钴矿化（图4b）等，局部富集，但整体处于低于矿化品位。

该区的铜钴矿化具有明显的层控特征，后期经过推覆构造使得R2 内部地层岩性无序分布，整体处于推覆构造过程中产生的破碎带内。

3.4 围岩特征

矿体的下盘为角砾岩，上盘围岩为白云质泥岩、砂岩或硅化白云岩。矿体与上、下盘围岩均呈断层接触关系。

3.5 相邻矿床特征对比

通过与邻区卡莫亚铜钴矿床处于同一条大型推覆构造带，且距离相近。本文就主要特征进行对比发现，两者在矿床地质特征、控矿因素、氧化特征等方面具有相似特性（表1）。在矿体形态、围岩特征两个方面所表现出较大差异，可能与推覆体所处位置及地质工作程度相关，Kamoya 所处位置处于构造转换及方向改变部位。综合分析认为：矿区矿体与Kamoya 矿区浅部矿体地质特征相似。

图3 Siniapamrara 铜钴矿区X400 线剖面图

表1 Siniapamrara 与Kamoya 铜钴矿床主要地质特征对比

4 控矿因素

矿床的成矿控制因素主要有3 个：推覆体、地层和断裂（缪远兴等，2018）。

（1）推覆体控矿

矿区及其外围的孔德龙古群地层中未出现过铜多金属成矿活动，较老的罗安群成矿活动是在推覆体根带部位地区进行的。所论“推覆体控矿”，表现有两方面：一是铜钴矿床的形态、规模和空间位置被主推覆面围限；其二是钻探工程揭露出的矿体严格限定在破碎带内，这是被推覆体推移过程中所形成。

（2）地层控矿

矿体主要产在破碎带内的罗安群矿山组（R2）地层中，主要含矿地层岩性是蜂窝状硅化结晶白云岩、砂岩等，矿体的定位还严格受隔挡层和含矿层的联合控制。矿山组R2 地层是该区的矿源层。

（3）构造控矿

受区域上NW－NWW 向断裂、褶皱构造控制。矿区内的NW 向推覆构造断层严格控制了矿体产出位置。

5 矿床成因

通过对矿区地质、矿床特征、控矿因素以及与Kamoya 矿床特征对比等综合分析，认为矿区矿床首先经历沉积成矿，中间经受了构造和热液改造作用，后期主要受推覆构造作用，使得R2 地层沿构造推覆面发生絮乱运动，并伴随巨大的推覆作用力迁移至此，矿场最终定位形成，开始长期接受次生氧化淋滤作用。综上所述，矿床应归属于严格受推覆构造控制的层控型铜钴矿床。