刚果（金）卢阿拉巴省康隆卡铜钴矿床地质特征及找矿前景

2021-08-24胡登攀翟建军

地质与资源 2021年4期

张银，胡登攀，余璨，翟建军

1.云南铜业矿产资源勘查开发有限公司，云南昆明650051；2.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南昆明650051

0 前言

康隆卡（Kanunka）矿区地处刚果（金）南部卢阿拉巴（Lualaba）省科卢韦齐（Kolwezi）东南，距科卢韦齐市约18 km.刚果（金）总体位于中非－刚果盆地，大地构造位置位于刚果克拉通西南部，经历了非洲大陆的绝大部分地质发展史，其沉积地层经历了太古代褶皱、基底杂岩褶皱、基巴拉褶皱、孔德龙古褶皱等一系列大规模构造运动，伴随着不同规模的变质作用和岩浆作用［1-5］.前人研究提出，刚果盆地的古老基底自早石炭世已形成，至中石炭世发生大陆侵蚀和堆积，直至新近纪造山运动，刚果河周围地壳的隆起形成如今的刚果盆地.高地的侵蚀和中央盆地的堆积，致使刚果（金）两大地层分层明显，地势低凹的中央盆地受古老基底构成的边缘高地所围限，新生代盖层覆于其上.复杂的地质构造背景为成矿提供了优越的成矿条件，其所属的卢菲立安铜钴矿带为全世界规模最大、铜品位最高、钴资源储量最大的沉积层控型铜矿带，康隆卡矿区即是刚果（金）加丹加成矿亚带西北缘的典型矿床［6-7］.自20世纪50年代发现矿床以来，前人在矿区开展过一系列的地质工作，初步查明矿区地层、构造、岩浆岩等地质概况，但勘查区研究程度整体较低，对矿床成因、控矿因素认识依据仍显不足，兼之地表植被覆盖较厚，故而全区构造、赋矿层位的研究尚不清晰［8-12］.本次研究在详实野外地质工作及室内研究的基础上，结合区域地质成矿规律的对比，系统厘定成矿地质条件，详细探讨矿床成矿条件，以期为矿床下步开发提供科学依据.

1 区域地质背景

矿区所处的加丹加地区地层主要由基底与盖层组成.其中基底由太古宙基底杂岩与元古宙加丹加超群组成，杂岩岩性主要为片岩、片麻岩、花岗岩、石英岩及砾岩等变质岩系.加丹加超群自上而下分别为罗安群（R）、恩古巴群（Ng）和孔德隆古群（Ku）.罗安群矿山组（R2）是主要的赋矿岩层，总体为加丹加弧形构造带的重要组成部分.盖层则由古近系－新近系和冲积层、残积层、坡积层组成，出露于矿带西部、东北部及科卢韦齐、利卡西一带.

区内构造主要由加丹加褶皱－推覆构造带组成，为非洲中部卢菲利（Lufilian）弧形构造带的组成部分，总体呈NW走向.约550～560 Ma，刚果－坦桑尼亚板块相对于安哥拉－Kalahari板块位移、碰撞引起卢菲利造山运动，导致安哥拉板块（上叠板块）和刚果板块（底部板块）叠置形成卢菲利弧形构造带，初始沉积地层亦随之发生大规模韧（脆）性剪切变形、褶皱、逆冲推覆和滑动，发育形成两个推覆层，层间夹着被褶皱、位移的主要含矿层（R2），上、下推覆层面分别为木瓦夏（R4）层间破碎岩和RAT（R1）底部－基底接触带［5，13］.此外，区内经历了复杂的地质构造演化，新元古代造山带上地壳岩层序列演化便持续了约500 Ma.泛非运动期为卢菲利弧经历的主要构造演化阶段：D1的科卢韦齐阶段发生于750～600 Ma间，形成卢菲利弧的外部褶皱推覆带和穹隆区；D2的Monwezi阶段（600～512 Ma）表现为大规模左旋平移断层，自北向南相继发育NNE向坎苏祁（Kansuki）断裂带、E－W向Monwezi-Menda-Shinkolobwe断裂带、NW向Lupoto断裂带及NE向Mwembeshi断裂带；D3的Chilatembo阶段则主要生成垂直卢菲利弧走向的横向（160～170°和70～80°）断裂及褶皱构造.

多期次的构造岩浆活动为区域提供了丰硕的成矿资源.在刚果（金）形成卡莫阿（Kamoa）、科卢韦齐、腾凯－丰古鲁梅（Tenke-Fungurume）、姆丹达（Mutanda）和迪兹瓦（Deziwa）等超大型矿区.自西北科卢韦齐至东南的卢本巴西延伸约300 km，在加丹加一带形成加丹加拗拉槽（V）、外部褶皱推覆带（I）、穹隆区（II）、复向斜带（III）和加丹加高原（IV），其中外部褶皱推覆带为卢阿拉巴省著名的弧形铜钴矿（化）带［14-16］.

2 矿区地质

矿区基岩出露较差，地层以罗安群（R）、恩古巴群（Ng）、孔德龙古群（Ku）及第四系为主（图1）.罗安群作为区内的主要地层，由一套浅海相的细碎屑岩和化学岩组成，自上而下划分为RAT（R1）、矿山组（R2）、迪佩特组（R3）和木瓦夏组（R4）.其中矿山组为矿区内重要的赋矿层位，自上而下可将岩性进一步细分为4类：1）上部的RSF主要出露于矿区北部的首采区，岩性为层状白云质砂岩、弱硅化白云岩和条纹－条带状硅质岩夹薄层状泥质粉砂岩，岩石整体强风化，局部较破碎，发育褐铁矿化；2）RSC岩性主要为蜂窝状硅化白云岩，局部发育角砾状岩石，经地下水侵蚀、风化形成蜂窝状构造，常见岩溶裂隙、溶洞，与RSF一并组成含矿地层；3）SD的灰色泥质砂岩、页岩夹白云质砂岩、长石石英砂岩主要揭露于北区东部，局部地段出露白云质粉砂岩、白云质页岩（CMN）.孔德龙古群的紫红色、深灰色、青灰色粉砂岩大面积出露于矿区北部、南部，沿层理面发育微弱铁锰染和孔雀石化，而恩古巴群则主要出露于矿区北部、中部，由紫红色砂岩、泥质砂岩等组成，矿化微弱.

图1 康隆卡矿区地质简图Fig.1 Geological sketch map of Kanunka orefield

从区域上看，矿区横跨Kansuki和Deziwa-Mutanda两条平行的成矿断裂带，康隆卡矿区总体位于非洲中部卢菲利弧形构造带西延的加丹加褶皱－推覆构造带.主要构造线呈NW向，总体位于次一级科卢韦齐－坎苏祁构造带内，NW—NNW向、NE—NEE向断裂发育.F1为矿区主要控矿构造，位于矿区中部，纵向上可划分为两段，西南段在I区略呈南凸的弧带状，中间段位F4、F5所错断，在地形地貌上表现为线性沟谷负地形；F2、F3分别位于矿区中部、东部，北部均为第四系地层所覆盖；F4总体呈近S－N向纵贯全区，总体受F1作用影响显著，穿切首采区罗安群地层.

3 矿床特征

矿床内共圈定矿体8个，其中北区分布I－1、I－2、I－3、I－4、I－5矿体，II区发育II－1、II－2矿体，其中I－1、I－2、II－1矿体规模较大.矿（化）体呈层状、板状及薄膜状产出，主要赋存于罗安群矿山组RSF段层状白云质砂岩及孔德龙古群青灰色泥质粉砂岩中，部分赋存于近东西向坎苏祁构造带的次生构造破碎带内（图2、3）.矿化以铁－锰染、孔雀石化为主，多沿层及层间裂隙发育，偶见蓝矾、黑铁矿化、水钴矿化等（表1）.

图2 康隆卡矿区1号地质剖面图Fig.2 No.1 geological profile of Kanunka orefield

表1 矿体特征表Table 1 Features of orebodies

矿床内矿石类型主要为氧化矿.矿石矿物主要为孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿、水钴矿、软锰矿、褐铁矿等次生氧化矿物.矿物结构以自形—他形粒状结构、隐晶结构、包含结构为主，局部见少量交代假象结构、纤柱状结构、粒状结构、隐晶纤维状结构.矿石构造则以多孔构造、角砾状构造、浸染状构造、块状构造为主，其次为条带状、细脉状及角砾状结构，偶见皮壳状、鲕状构造，局部保留原岩层理构造或残余构造.脉石矿物主要为石英、方解石、白云石、绢云母、白云母、绿泥石及黏土.

矿床中矿体均赋存于罗安群矿山组地层中，矿体围岩为泥质粉砂岩、灰色砂岩等.矿（化）体层控性质显著，矿石自然类型以氧化矿为主，反映出矿床形成于氧化环境中，淋滤富集作用显著.前已述及，矿区位于坎苏祁NE向断裂中，横跨Kansuki和Deziwa-Mutanda两条平行断裂带，周边次级断裂发育，与褶皱构造一同控制着含矿岩层的空间展布，同时为矿质的沉淀、叠加提供有利场所，后期的次级断裂为含矿热液提供运移通道和容矿空间.结合矿石质量特征，矿床内矿石以强风化、孔雀石等角砾（砾石）成分及土状泥砂碎屑物为主，矿体及围岩中节理裂隙发育，表明矿体成矿前后构造迹象显著.此外，矿区围岩蚀变较为发育，以硅化、绢云母化、硅酸盐化、白云岩化为主.

图3 康隆卡矿区2号地质剖面图Fig.3 No.2 geological profile of Kanunka orefield

根据成矿作用的先后，康隆卡铜钴矿床划分为沉积阶段、热液改造阶段和表生富集阶段，成矿作用以热液充填为主.罗安群作为矿床的初始矿源层，形成年代距今880～750 Ma，后期卢菲利运动的构造变质作用对矿床进行了热液改造，形成铜钴矿化的叠加富化.此外，区内降水充沛，断层、破碎带良好的透水性为矿质运移提供了有利通道，兼之适宜的温度及巨大的时间跨度，致使矿床次生氧化作用强烈.矿床总体为受控于地层、断层的沉积－热液改造型铜钴矿床［17-19］.

4 找矿前景

本次研究在矿区内开展了线距100 m、点距10 m的中梯剖面测量，分别于I区、II区完成10.1、10.2 km的测量，共圈定激电异常10处（图4、5）.其中，JD1（JH1）～JD5推测为矿致异常：JD1总体呈近E－W向长轴状展布近480 m，面积约0.03 km2，为高阻异常，视电阻率为350～450 Ωm，与区域主要含矿层RSF、RSC吻合良好，推断为深部矿化（体）异常，具很大找矿价值；JD2位于西山东部，呈椭圆状展布，异常整体长约200 m，异常区内出露含矿层位RSF、RSC，西南侧发现孔雀石化发育的老民采坑，找矿潜力较大；JD3为椭圆状高阻异常，异常区内存在多处孔雀石化发育的老民采坑，为矿区重点矿致异常区；JD5呈双囊状位于II区老民采坑，为高阻异常，推测其东延具一定找矿潜力.

图4 康隆卡矿区E线激电中梯剖面图Fig.4 IP intermediate gradient profile along exploratory line E in Kanunka orefield

结合前述激电中梯异常区分布情况，优选出JH1、JD1两个中梯异常区开展激电测深工作，E线、G线分别布设测深点15个（20～34）、12个（17～28）.由图5看出，E测线视极化率显示明显，左、右两个异常中心呈椭圆状“双肾”展布：22～26测点下方发育南倾的似椭圆状高视极化率（ηs＝3%～5%）、中高阻（ρs＝600～2700 Ωm）异常区；27～30号测点镜像对称发育似椭圆状高视极化率（ηs＝3%～5%）、中高阻（ρs＝600～5000 Ωm）异常区.总体上，E线深部极化率明显且集中，深部更为发育，对应中低电阻率岩性，故而推测为深部岩层硫化物富集所致，具有良好找矿潜力.G测线19～28号测点发育面状“倒鸡冠”状高视极化率（ηs＝3%～9.82%）、中高阻（ρs＝600～2600 Ωm）异常区，同样对应中低阻岩性区，为深部岩层硫化物富集所致，找矿潜力良好.总体上，矿区磁法物探异常为控矿构造所致，NE向的次级构造为成矿提供导矿通道和容矿空间，兼之电阻异常与矿化点位置高度吻合，故推测圈定的6个矿致甲I类异常深部具有成矿物质富集膨大的趋势.

图5 康隆卡矿区E线激电测量综合剖面图Fig.5 Comprehensive IP anomaly profile along exploratory line E in Kanunka orefield

此外，矿床内孔雀石作为矿区最为直接的找矿标志，其富集地段即为矿（化）体发育富集地段，故前人已开采过的民采遗迹亦可作为矿区重要的找矿标志，而矿（化）体的层控性则反映出赋矿层位（罗安群矿山层）可作为寻找富矿（化）体的重要标志，孔德龙古地层亦可作为次要的找矿标志.本次研究在钴草集中部位布设的探槽点发现孔雀石化的RSF含矿层位，孔德龙古地层中亦发现3处铜矿点，RAT地层中亦揭露到较高品位的孔雀石化角砾岩，可作为下步的勘查工作重点.而研究北区南部发现的多处矿化良好的民采点大致呈NEE向展布，与F1断裂、西山矿带走向一致，认为西山矿带整体属褶皱的一翼，推测其南部新发现的矿点具有矿体规模扩大的演变趋势.