刚果（金）上加丹加省卡莫亚铜-钴矿主矿体地质特征及找矿方向.pdf

卡莫亚铜-钴矿床位于赞比亚-刚果(金）铜矿带的北西段，属中非卢菲利安(Lufilian）)弧形构造带。卡莫亚铜-钴矿床主矿体在形成初期是严格受层控制的沉积型矿床，后期受到多次构造及变质热液叠加作用的影响形成具层控型沉积变质型铜-钴矿床，并具有“多层楼金字塔”成矿模式；后期受长期风化淋滤作用的影响，形成了层控矿床的次生氧化物富集亚带。现有的地质勘查结果表明，主矿体以南区域、主矿体中段及东段与主矿体北段深部尚有找矿潜力。特定地层、构造、矿物、植被及地形矿标志可以更简便地识别矿化。关键词：层控型铜-钻矿床；矿床地质特征；找矿标志；卡莫亚铜-钻矿区卡莫亚矿区中图分类号：P618.67刚果（金）上加丹加省卡莫亚铜-钻矿区位于赞比亚-刚果（金)铜矿带的北西段,位于加丹加铜-钻多金属成矿带中部,属非洲中部卢菲利安（Lufilian）弧形构造带,区域构造展布以北西向为主-2 。卡莫亚矿区位于刚果（金）上加丹加省利卡西市（Likasi）北西方向19km的坎博韦镇（Kambove）。矿区面积9.2 4km，东邻坎博韦矿山。卡莫亚铜-钻矿床受地层和构造控制，经过长期的地质作用,形成层控型铜-钻矿床。铜主要以黄铜矿和孔雀石的形式存在，被大量开采利用,矿床文献标识码：B文章编号：10 0 8-0 155(2 0 2 3)10-0 17 2-0 3刚果（金）150km图例科户加赞比亚多安姐卡西加丹界线赞比亚中伴生有一定量的钻金属资源，但其含量尚未圈定。1区域地质卡莫亚铜-钻矿区位于非洲中部卢菲利弧形构造带外部褶皱推覆带中，卢菲利弧形构造带是一条长约500km，宽10 0 150 km的铜-钴（镍-铅-锌）多金属成矿带（见图1）。该弧形带从南到北分为5个构造单元：加丹加高地、复向斜带、穹隆区、外部褶皱推覆带和加丹加坳拉槽。其中后3个构造单元构成中非铜-钴成矿带的主体部分，刚果（金）加丹加铜-钻成矿带主要位于外部褶皱推覆带内，带内有多个大型层状铜钴矿床,均为世界级规模,如卡莫阿（Kamoa）、腾凯-丰古鲁梅（Tenke-Fungurume）坎莫托（Kamoto)等。2矿区地质2.1矿区地层卡莫亚矿区出露地层为中新元古界加丹加超群罗安群（R）、上孔德龙古群（Ks）和新生界第四系（Q）（见图2）。其中，罗安群由滨海-浅海-深海相的碎屑沉积岩和碳酸盐岩（主要是白云岩及白云质页岩)组成。172图1加丹加铜多金属弧形成矿带构造纲要图2611002621002927002917001上孔德龙古群Kalue亚群Ksl.3组;2 罗安群穆瓦夏亚群R4.2组;3罗安群穆瓦夏亚群R4.1组；4罗安群矿山亚群Kambove组;5罗安群矿山亚群SD组;6 罗安群矿山亚群Ka-moto组R2.1.3段；7 罗安群矿山亚群Kamoto组R2.1.2段；8罗安群矿山亚群Kamoto组R2.1.1段;9 罗安群R1亚群；10逆掩推覆断层破碎带；11实测（推测）地质界线；12 实测（推测）断层；13逆掩推覆断层;14工作范围;15采矿权范围图2 刚果(金)上加丹加省卡莫亚铜-钻矿区地质平面图263100201002100264100K422.1.3200主矿体北段主矿体中段204100265100R2.34RICmo400600800m292700917002610浸染状构造。罗安群矿山亚群(R2)是区域内主要的含矿岩系，主要是在潮间带上部至潮上带及高盐卤水泻湖环境形成的蒸发性富碳酸盐沉积岩；孔德龙古群主要由碎屑沉积岩（砾岩、砂岩、粉砂岩、砂质页岩)组成。2.2矿区构造卡莫亚铜-钴矿与其东邻的坎博韦铜-钴矿共同赋存于“卡莫亚-坎博韦推覆体”内。该推覆体总体呈近东西向展布，由多个菱形块体组成，对矿体的控制作用极为明显。其中，菱形块体主要由相对坚硬的罗安群矿山亚群(R2)构成；而块体之间由相对较软的罗安群R1亚群组成，经推覆作用后绝大部分已破碎成构造角砾岩。在逆冲推覆的过程中，推覆体被撕裂成多个大小不一、产状不同的不规则菱形块体，菱形块体边缘断裂位于F1与F2两条断层之间的构造带内（F3、F4）;F3走向近东西，倾向近南；F4性质尚不明确（见图3）。菱形块体边缘的断裂也大体限定了含矿地层、矿体的产出范围，但产状比较零乱，走向亦各不相同。这些相互独立的含矿“菱形块体”构成了卡莫亚铜-钻矿区相互独立的11个矿体（见图3）。在垂直层面上具备“多层楼金字塔”成矿模式。1500mR4.11400mF11300m1200m:1100m1000m1上孔德龙古群Kalue亚群Ksl.3组;2 罗安群穆瓦夏亚群R4.1组;3罗安群矿山亚群Kambove组;4罗安群矿山亚群SD组R2.2.2段；5罗安群矿山亚群SD组R2.2.1段；6罗安群矿山亚群Kamoto组R2.1.3段;7 罗安群矿山亚群Kamoto组R2.1.2段;8 罗安群矿山亚群Kamoto组R2.1.1段;9 罗安群R1亚群;10 断层破碎带;11推测断层图3卡莫亚矿区主矿体西段L31线构造剖面示意图3矿床地质特征卡莫亚铜-钻矿区主矿体包括主矿体西段、主矿体中段、主矿体东段和主矿体北段。其中，主矿体西段是重点矿体。3.1矿体特征主矿体层控特征明显，主要赋存于R2亚群中。矿体整体呈层状产出，主矿体西段总体形态为一斜卧向形,主矿体中段和东段矿体总体向南陡倾。目前控制的矿化范围约为0.2 km，共圈定铜矿体（带）15条（层），PW1、PW 2、PW 4和PC4为4条主要氧化矿体，铜金属量约占总金属量的7 9.9 6%，钴作为伴生元素未被单独圈定。主矿体西段矿体模型示意图见图4。图4卡莫亚矿区主矿体西段矿体模型示意图（俯视图）主矿体西段的矿体为层状、似层状，其含矿层位较稳定和连续，但矿体厚度、铜品位及矿化范围等在空间上存在较大差异。根据统计结果表明，主矿体西段的矿石铜品位分布整体上呈现两大特征：在倾向上，矿体中部铜品位高，浅部和深部铜品位低；在走向上，矿体铜品位东部和西部高，中部低。3.2矿石特征卡莫亚铜-钻矿区主矿体矿石分为原生带矿石及氧化带矿石。原生带矿石以黄铜矿为主,辅以少量的辉铜矿、硫钴矿、斑铜矿、黄铁矿等金属矿物。结构多图例1K51.34SDS70RSF+D.1at1082R4.15SDB sRAT.grises2推测防CMN6RSC9RAT.(B)CMN主矿体CMNSDBRSF+D.strat-RAT.RrisesRAT.(Br)N291500m变，以粒状自形和他形结构为主，偶见交代溶蚀结构。矿石构造以条带状、脉状、纹层状构造为主，少见块状、NSDSF3RSCCMNBrN291700mN2919HECMNF4深部矿体SDBKs1.3050100mBrN292100mRAT.grisesRSF+D.strat氧化带矿石矿物主要为孔雀石、磷铜矿、水钴矿F2等，偶见自然铜、硅孔雀石和钴华。结构以粒状他形结构为主，交代溶蚀结构、包含结构、假象结构等亦较为常见。矿石构造复杂多变，包括状、钟乳状、葡萄状、N292.300m针状、蜂窝状、柱状、薄膜状、树枝状等多种构造类型。矿区内脉石矿物主要为石英、长石、白云石及绿泥石、白云母和滑石等黏土矿物，少见方解石等矿物晶体。4矿床成因及找矿标志讨论4.1 矿床成因对于刚果（金)加丹加铜-钴多金属矿带内的层状铜-钴矿床的成因研究，大部分学者早期认为与岩浆及热液作用有关，但加丹加含矿层位与花岗岩体呈不整合关系证据出现，且矿脉的走向和倾向与围岩呈稳定延伸，有人开始提出同沉积观点，即铜、钻等金属是由化学或碎屑沉积形成的，同裂谷成矿模式所持的理念与同成岩观点类似,金属既可以来自地壳深处,亦可以来自上部地层火山物质的活化，因为同时沉积,所以存在相互沟通，造成矿化卤水的循环及交代而成。总的来说，各学说观点均认同同时沉积过程造成了铜、钻元素的富集，并由后期构造、热液叠加改造导致矿化富173集，只是持有的观点角度不同 3-4。地质调查结果显示，卡莫亚铜-钻矿床主矿体是严格受层控制的沉积型矿床，后期受多次构造及变质热液叠加作用和风化作用的影响。对于罗安群地层的白云岩、白云质粉砂岩等，在其形成过程中，其内的藻类在生命活动的过程中对铜、钻、铁等进行了初步的富集，即在其沉积过程中形成了铜、钻、铁等元素的初步富集。在成岩阶段，岩石本身包含的热卤水在沉积层内环流，溶解并获得了较多矿质，当此溶液与沉积层内的黄铁矿、有机物（在缺氧的环境下产生大量的硫化氢)发生反应时，就形成了部分有用元素的硫化物，如黄铜矿、硫钻矿等。受成岩后多期构造的影响，罗安群的岩石产生了大量的张剪性裂隙。构造发生的同时，一部分含矿热液上升，使岩石发生变质。在岩石发生变质的过程中，一方面使含矿层位的岩石颗粒变大，岩石不均一性更显著,岩石活性变大；另一方面释放出大量水。上升的含矿热液、变质热液及岩层本身的热卤水从矿源层内沿构造产生的裂隙充分萃取有用的元素铜钻等，活化、转移并在合适的位置沉淀，形成新的有用矿物，主要是铜钴的硫化物。此阶段是漫长的，经历了多次叠加改造5。在漫长的地质演化过程中，风化淋滤作用的影响及地下水不断下渗，使有用元素铜和钻不断被矿层带入和带出，一方面与热液中的氧发生氧化作用,并在合适的空间沉淀下来形成矿床,这类矿床中的矿物以孔雀石、水钻矿、钴华等次生矿物为主；另一方面含矿溶液在到达缺氧环境后，与原生的硫化矿发生反应,形成辉铜矿、自然铜等次生富集矿物 6 。综上所述，卡莫亚铜-钻矿床主矿体在形成初期是严格受层控制的沉积型矿床，后期受多次构造及变质热液叠加作用的影响，形成具层控型沉积变质型铜-钻矿床，并具“多层楼金字塔”成矿模式；后受长期风化淋滤作用的影响,形成了层控型矿床次生氧化型富集带。4.2找矿标志根据野外勘探经验及室内综合研究分析，主要找矿标志如下：地层标志：卡莫亚铜-钻矿床赋存于罗安群的矿山亚群（R2），含矿层以白云岩类为主，蜂窝状硅化结晶白云岩及条带状(硅化)白云岩等为识别标志。构造标志：受到推覆逆冲构造的影响，矿体一般产于断裂破碎带附近。矿物标志：深绿色的钟乳状孔雀石、桃红色结晶钻华及灰黑色的水钴矿等均为明显的矿物标志，植物标志：由于风化淋滤作用的影响，硫、铜和钻等重元素保留在地表土壤中，影响常规植被的发育，形成“铜荒、钴荒”。因此，钻钴笋、铜花、铜草等作为特定植物找矿标志。地形标志：由于热液交代作用的影响，矿化多与硅化密切相关,岩石耐风化作用较强，正是地形特征的找矿标志。上述找矿标志及现有的地质勘查结果表明，主矿体以南区域、主矿体中段及东段与主矿体北段之间的深部尚有一定的找矿潜力。5结论卡莫亚铜-钻矿床主矿体在形成初期是严格受层控制的沉积型矿床，后期受多次构造及变质热液叠加作用的影响，形成具层控型沉积变质型铜-钻矿床，并具“多层楼金字塔”成矿模式；后受长期风化淋滤作用的影响,形成了层控矿床的次生氧化物富集亚带。现有的地质勘查结果表明，主矿体以南区域、主矿体中段及东段与主矿体北段之间深部尚有找矿潜力。特定地层、构造、矿物、植被及地形标志可以更简便地识别矿化。参考文献：1党伟民，王纪昆，杨远东，等.刚果（金）SABINGA铜钻矿床地质特征及矿床成因探讨 J.矿产勘查,2 0 18,9(03):503-508.2曾瑞垠，祝新友，王蓉，等.刚果（金)Luiswishi铜钴矿床流体包裹体特征与成矿机制J.矿物学报，2 0 2 2,42(06):719-731.3陈慕天.刚果（金）加丹加地区KIMPE铜钴矿床地质特征及控矿因素研究 J.四川有色金属,2 0 17（0 4）：42-44+62.4王洪亮.刚果（金）加丹加省科卢韦齐铜矿床地质特征及矿床成因 J.地质学刊,2 0 15,39（0 1）：143-148.5张学良，胡远档，杨明德，等.刚果（金）Kambove矿区矿床特征及找矿方向J.矿产与地质，2 0 17,31（0 4)：726-730+738.6肖剑，肖文进,刘孝年，等.刚果（金）加丹加省利卡西MABEL铜钻矿地质特征及找矿方向 J.矿产勘查，2 0 2 0，11(02):359-364.作者简介：蔡肖（19 9 0-），男，湖北潜江人，硕士研究生，工程师，研究方向：地质矿产调查；陈浦浦（19 8 8-），通讯作者，男，河北石家庄人，硕士研究生，工程师，从事地质找矿和矿山地质等工作。174