刚果（金）KANUNKA铜钴矿床地质特征及远景浅析

2022-11-04党伟民

现代矿业 2022年10期

党伟民

（天津华北地质勘总院）

KANUNKA铜钴矿位于著名的卢菲利安弧形成矿带上，刚果克拉通南缘的大陆边缘裂谷盆地经历了多期构造演化，主要包括大陆裂谷、裂谷扩张、俯冲、陆块碰撞等，形成了卢菲利安弧和前陆，卢菲利安弧横跨刚果（金）和赞比亚，是整个非洲Ⅲ级地质构造单元中最重要的部分［1］。KANUNKA铜钴矿区地处刚果（金）南部加丹加省科卢韦齐（Kolwezi）市区东南，周边铜矿床林立。区内矿带最长可达600 m，矿床规模达到中型，矿床平均品位1.06%，钴平均品位0.16%，具有较好的找矿前景。

本文通过对KANUNKA铜钴矿床地质特征及矿床成因的分析与探讨，对扩大该矿床的找矿远景和找矿方向具有重要指导意义，有利于区域内类似矿床的研究。

1 区域地质背景

矿区大地构造位置处于加丹加省西部的外部褶皱推覆构造带北东缘，邻近于大型推覆构造面附近，具体位置位于次一级科卢韦齐（Kolwezi）—堪苏祁（Kansuki）构造带内（图1）；区域地层主要为太古代杂岩基底与新元古代加丹加超群，其中加丹加超群厚大于5 km，主体为沉积岩，属深海至边缘地台相沉积，自下而上分别为罗安群（Roan）、恩古巴群（Nguba）及孔德隆古群（Kunde-lungu），岩性主要为陆相及海相的碎屑岩、泥页岩及碳酸盐岩［2］。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层由老至新，主要由罗安群（R）、孔德龙古群（Ku）及第四系（Q）组成（表1）。罗安群地层可分为4组，由下至上分别为RAT组（R1）、矿山组（R2）、迪佩特组（R3）、木瓦夏组（R4），后2组在本矿区缺失；矿山组（R2）地层包括4个亚层，分别为RSF、RSC、SD、CMN亚层，本区的主要含矿地层为RSF、RSC两段，是典型的含矿岩层。

RAT（R1）组地层主要分布在矿区中部和西南部，大面积被第四系黏土、细砂层覆盖。主要由紫灰色泥质砂岩、灰褐色含砾长石砂岩、灰白色含砾白云质砂岩组成。

RSF主要发现于矿区中西部。岩性为层状白云质砂岩、弱硅化白云岩。其中白云质砂岩呈灰白—白色，砂状结构，层状构造，成分主要由白云石、长石，少量石英等组成，白云岩含量约30%，砂质约50%，长石约10%，石英约5%，岩石整体强风化，局部较破碎，见有褐铁矿化、孔雀石化。弱硅化白云岩则呈灰白色、灰色，细晶结构，块状构造、碎裂构造，少量呈蜂窝状构造。

RSC与RSF整合接触，出露位置相同，主要由蜂窝状硅化白云岩组成，其岩性特征为灰白色、灰色、灰黑色，微晶、细砂质结构，块状、局部角砾、蜂窝状构造，由于岩石中局部角砾状结构岩石，经地下水侵蚀风化作用形成蜂窝状构造，常见有岩溶裂隙、溶洞，常伴有孔雀石化、硅孔雀石化。

2.2 构造

矿区处于堪苏祁（Kansuki）断裂带内，堪苏祁断裂带地处科卢韦齐与利卡西之间向南宽约50 km、长约180 km的范围内［3］，矿区内的主要构造总体呈近北东或北东东走向，区内褶皱发育。已发现的推测性质断裂有南北向、北东向、北东东向断裂（图2）。

2.2.1 褶皱构造

根据矿区周边的区域地层出露情况及产状变化情况，认为区内存在一个大型直立背斜构造，背斜位于矿区西北部位，背斜轴向与F1断裂大致相同，走向约50°，轴面直立，核部地层为罗安群地层，两翼出露地层为孔德龙古群地层，两翼地层产状相反，符合背斜地层出露特征。

2.2.2 断裂构造

矿区分布有多条推断性质的断裂，主要以北东向、北东东向、近南北向断裂为主，多期次关系明显。其中，与成矿关系密切的断裂有4条，规模长度为400～2 000 m，宽度大于50 m。区内最大的控矿构造是F1断裂（图1），该断裂位于矿区中部，走向60°～80°，延伸约2 km，是区内规模最大的断裂构造，性质为张性平移断裂，属于堪苏祁区域大断裂的次级断裂，是矿源物质的输送通道，属于导矿构造；该断裂分为两段，中间被F4错断，西南段略向南凸，其在地形地貌上表现为线状沟谷负地形，整体被第四系覆盖，北东段切过Ⅰ-2矿体的边部，穿过多组岩层，延伸至第四系。F4断裂为压扭性断裂构造，南端向东微转，该断裂穿过罗安群地层，矿体内小构造发育，该断裂破矿作用明显。

3 矿区物探异常特征

3.1 磁法异常特征

测区整体上正磁异常北移、负磁异常南移，地磁异常符合南半球磁异常南负北正的基本特征。测区岩性主要由白云岩、（硅化）白云质砂岩、泥质砂岩、泥岩等组成，其磁性较弱，磁异常整体上偏低，体现为低磁—无磁特点，整体磁异常散乱，成片具规模异常区较少，反应出本区断裂构造发育特点。通过解译，推断区内发育有多条规模不等的断裂构造。主要构造格架清晰，分为北东—南西和近南北走向2组。

3.2 电法异常特征

区内共圈定激电异常5处，其中典型激电异常异常5个，2个为视极化率异常，5个视电阻率异常，多为矿致异常。异常形态呈椭圆状、豆荚状、串珠状、双囊状，长轴为近东西走向，短轴长50～70 m，长轴最长约500 m。其中JH1对应地表出露2条小脉状矿山组（R2）含矿层；JD1和JD3为高阻异常，异常位置、形态及走向与区内主要含矿层RSF、RSC吻合良好，存在多处老民采坑，孔雀石化较好，矿化明显，异常由深部矿化（体）所致，具有很大的找矿价值。JD5异常位置与边部采坑内的矿体位置走向一致，含矿地层为罗安群矿山组RSF亚层，地层产状及厚度稳定，走向为近东西向，根据其地层出露情况与异常延伸情况，推测矿体有东延趋势。

总的来说，矿区的磁法异常显示了矿区的构造格架，电法异常与已知的矿化位置吻合，与含矿地层对应性较高，从物探角度显示了矿区具有较好的成矿条件。

4 矿体地质特征

4.1 矿体特征

目前区内已发现的矿体分布于3个矿带内，矿体分布呈多点状，规模小—中等，矿体形态以厚板状、层状为主（图3）。其中Ⅰ-1、Ⅰ-2矿体位于中矿带、Ⅰ-3、Ⅰ-4矿体位于北矿带，Ⅰ-5、Ⅰ-6、Ⅱ-1矿体位于南矿带。矿体走向与地层走向相近，矿体揭露长度范围在30～150 m，矿带最大长度为600 m，斜深大于130 m，厚5～40 m，矿体连续性较好，厚度较稳定，有用组分分布较均匀，总体向南、南东倾，倾角较陡。矿体受地层控制明显，主体赋存层位为罗安群矿山组RSF亚层，岩性以层状、似层状白云质砂岩为主，个别赋存于孔德龙古群（K1.2）青灰色泥质粉砂岩中。矿化主要为孔雀石化、强铁锰染、弱钴土矿化，孔雀石呈翠绿色，薄膜状，沿节理裂隙面发育，岩石受构造影响及地表水淋滤作用，表生富集作用较强，系统采样后显示Cu最高品位4.68%，Co最高品位0.38%，矿化较好。

4.2 矿石矿物

铜钴矿物以孔雀石、硅孔雀石、黑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、水钴矿、钴华为主，少量为斑铜矿；其他金属矿物主要为黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿等。脉石矿物有石英、长石、白云石、方解石、滑石等。矿物结构以半自形—他形粒状为主，可见有隐晶结构、包含结构、交代假象结构、镶嵌结构、纤维状结构等。矿石构造以蜂窝—多孔构造、薄膜状、皮壳状、鲕状、角砾状、块状构造为主，部分保留原岩层理构造或残余构造。其中白云岩类型中最典型的蜂窝状构造以及强硅化现象，表明该岩层受到热液作用交代后，又经受淋滤作用，是多期成矿的表现。

4.3 矿石类型

矿石自然类型以氧化矿为主。氧化带深度为地表下40～60 m，氧化程度较高。矿物赋存于层状硅化白云岩或角砾岩中，铜矿物主要为孔雀石、硅孔雀石为主，钴矿物以钴土矿为主，参照相似矿区氧化矿石中的矿物含量情况，金属矿物含量一般为5%～25%，最高可达30%～35%，脉石矿物含量一般为95%～75%［4］。

4.4 围岩及蚀变

矿体围岩地层为RSC及RAT组，岩性主要为硅化白云岩、泥质粉砂岩、灰色砂岩、角砾岩等。主要蚀变为硅化、碳酸盐化、白云岩化，具中—高蚀变强度。夹石岩性主要有硅化白云岩、白云岩、泥质粉砂岩等，局部白云岩化较强。从全岩分析结果看，赋矿围岩的主要成分为Mg、Ca、AI的硅酸盐和碳酸盐矿物，有害成分为SiO2，其中SiO2、AI2O3与CaO、CO2呈负相关［5］。

5 矿床成因

5.1 成矿机制

早期学者认为，卢菲利安沉积型铜钴矿带金属的来源既可以是上部地层的火山物质，也可以是在基性侵入岩同源的地壳深处，由同沉积断层沟通，造成盆地矿化卤水循环并交代而成［6］。目前多数学者认为该成矿带经历了多期次的成矿作用，罗安群作为初始矿源层，形成阶段为距今880～750 Ma，后期卢菲利安运动期间的构造变质作用对矿床进行了热液改造，造成铜钴矿化的叠加和局部富集；当地充沛的降雨量、断层及其破碎带良好的透水性、适宜的温度以及巨大的时间跨度，使得矿床的次生氧化作用强烈。整个卢菲利安铜钴成矿带大致经历了6个演化阶段：裂谷形成初期，裂谷高峰阶段，裂谷后期热松弛阶段，区域性伸展构造运动阶段，沉积成矿盆地倒转阶段，造山运动和区域性变质作用阶段［7］。

5.2 主要控矿因素

5.2.1 层控因素

本矿区处于保存较完整的罗安群完整岩系，为矿物来源提供了保障，各矿体均赋存于罗安群矿山组（R2）的地层中，层控作用明显；区内主要矿体均赋存在RSF层的白云岩中。矿体的走向与地层走向基本一致，铜元素的富集成矿主要集中于该层位，钴元素富集在RSF和RSC层位。成矿过程表现为层控特点，如后期热液沿层间断裂贯入并萃取赋矿层位中的有益元素，并在同层位的有利空间富集成矿。

5.2.2 构造控矿因素

从区域构造位置看，矿区所处的Kansuki断裂是控制罗安蒸发岩片北缘的主要盆地边界构造，周边多个矿床均是在这个构造带的15 km内形成的。构造带内强变形域与弱变形域、韧性变形与脆性变形断裂相间出现，弱变形域岩石基本保持原岩面貌，但脆性劈理、裂隙发育，常见角砾岩和碎裂岩，矿化强烈。本区处于堪苏祁北东向断裂中，周边次级断裂及层间破碎发育，尤其以F1和F4为代表的断裂为成矿提供了较好的导矿、容矿构造条件；矿石以强风化、孔雀石等角砾（砾石）成分以及土状泥砂碎屑物为主，其他矿体及围岩裂隙节理发育，说明该矿体成矿前后，构造迹象明显。

5.3 矿床类型

根据加丹加铜钴矿带的成矿地质背景，矿带中的矿床类型可分为以矿山亚群为含矿层的层状铜矿床、沉积—变质热液改造铜钴矿床、碳酸盐岩中的锌—铅—铜—银—铀矿床、脉状热液型银矿床、恩古巴群和孔德隆古群中的层状铜矿床、残—坡积型铜钴矿床6种矿床［8］，本矿床属矿山亚群中的层状铜钴矿床大类，主要形成于卢菲利安造山之前的成岩期，含矿地层主体为矿山亚群，地层控制作用明显；同时受堪苏祁断裂的控制，具备容矿导矿构造条件，地层内破碎带较多，角砾构造发育，孔雀石化普遍；岩石的强硅化表明后期热液作用强烈；另外，非洲中部气候湿润，矿体常年经受淋滤作用，使得矿体重新氧化富集。综上，该矿床的成因类型属沉积一改造一次生富集型层状铜钴矿床。

6 找矿标志

本区的找矿标志较多，主要分为直接和间接找矿标志2类。

（1）直接找矿标志。孔雀石是本区最直接的找矿标志，民采遗迹为另一个直接找矿标志。已发现的多条主矿体，均分布有民采点，目前已发现10余处。地层是主要的标志层，矿山组（R2）地层是常见的含矿层，可在其各亚层中寻找富矿体，另外，本区孔德龙古地层（Ku1.2）亦发现了小规模矿体，孔雀石化特征明显，可作为新的地层找矿标志。

（2）间接找矿标志。矿体地表及周边分布有大量钴草，对应样品的Co矿化较好；与矿化关系密切关系的蚀变常见有孔雀石化、滑石化、碳酸盐化等，均可作为寻找此类型铜矿的找矿标志［9］；本区的构造标志明显，断裂发育，而构造交汇部位是成矿的有利条件；区内激电异常带发育，是本区最新的找矿靶区标志，可在各异常带开展相应的深部探矿工作。