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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
关键词:北西矿化砂岩

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。

6 结论

(1)通过对矿区内地层、构造、岩性、矿体特征等综合分析:矿区内推覆构造带沿北西—南东方向展布,倾向南西,矿体主要位于构造破碎带内,矿体形态以囊状、透镜状为主,成矿元素以Cu、Co 为主;结合控矿因素得出矿床类型应为:层控型铜钴矿床,并严格受推覆构造面控制。

(2)沿矿体南西倾向、北西走向方向钻探工程未完全控制,可作为下一步重点工作地段。

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