剛果(金)加丹加省沙比圖吧銅礦床地質特征及找礦方向

劉洪微

(華北有色工程勘察院有限公司)

沙比圖吧銅礦區位于剛果(金)加丹加省利卡西市正西方向約16 km處，中心地理坐標為E 26°35′00″，S 10°57′30″。沙比圖吧銅礦區的地質勘查工作從2010年開始展開，目的是尋找剛果(金)—贊比亞銅鈷礦帶上的典型層狀沉積銅鈷多金屬礦，已初步發現了3層銅礦體以及若干小規模銅礦(化)體，經初步估算，銅資源/儲量超過2萬t，平均工業品位超過3%[1]。本研究通過詳細分析沙比圖吧礦區地質特征、礦床地質特征，并對礦區找礦方向進行探討，為該區下一步找礦工作提供有益參考。

1 區域成礦地質背景

沙比圖吧銅礦區大地構造位置處于近SN向的東非大裂谷中段西側NW向分支裂谷內的加丹加(Katanga)弧形構造帶內(圖1)[2]。加丹加弧形構造帶總體上呈向東北突出的弧形展布，在科盧韋齊與利卡西之間呈EW向，經利卡西向東南經盧本巴希進入贊比亞境內，呈NW—SE向，在南東端轉為SN向。加丹加弧形構造帶全長約630 km，寬60～100 km，控制了區域內銅鈷多金屬礦床的產出[3-5]。該弧形構造帶自南向北可以劃分為5個構造單元即加丹加高地、復向斜帶、穹隆區、外部褶皺逆沖帶和前陸帶，沙比圖吧銅礦區即位于外部褶皺逆沖帶。

圖1 剛果(金)—贊比亞銅鈷礦帶區域地質特征

2 礦區地質特征

2.1 地 層

沙比圖吧銅礦區出露的地層主要為加丹加超群的羅安群和第四系，地表未見有巖漿巖出露。羅安群地層自下而上可進一步劃分為R.1(R.A.T)、R.2(Mines)、R.3(Dipeta)組(圖2)。R.1組主要由灰色蜂窩狀硅土巖、灰白色塊狀白云巖和灰色薄層狀滑石化黏土巖組成，硅土巖中含砂質、黏土質，局部孔雀石發育，可富集形成礦體。R.2組又稱礦山組，是整個加丹加銅礦帶主要的賦礦地層，是一套以白云質頁巖、白云巖和粉砂巖為主的巖石組合，根據巖性不同，自下而上可劃分為3個巖性段，可進一步劃分為DST、RSF、RSC、SD、SDS、Cg層。其中，DST層主要為灰白色、灰質白云質黏土巖，灰色塊狀白云巖；RSF層主要為灰白色薄層狀白云巖、硅化白云巖，局部發育有蜂窩狀孔洞；DST+RSF層厚度一般小于15 m，該層為礦區主要的含礦巖層；RSC層主要為灰色—灰白色蜂窩狀硅土巖、灰白色塊狀硅化白云巖，厚約10 m，為礦區的次要含礦層之一；SD層主要為灰色片巖、頁巖、黑色碳質板巖；SDS層主要為灰色板巖與土黃色薄層狀黏土巖互層；SD+SDS層亦為礦區主要的含礦巖層，厚21～25 m；Cg層主要為灰白色白云質角礫巖，厚度大于7 m。R.3組由頁巖和砂質片巖組成，發育白云巖和石灰巖夾層，常可見零星銅礦化。第四系主要由砂質黏土及殘坡積物組成，多分布于溝谷等負地形，為礦區主要的蓋層。沙比圖吧銅礦區地層整體傾向10°，傾角一般大于82°。在礦區東部，受斷層影響，地層傾角相對較小，但也大于75°；在礦區西部，受構造(褶皺和逆沖斷層)影響，地層在深部有倒轉現象，局部近于直立。

圖2 沙比圖吧銅礦區地質特征

2.2 構 造

礦區內構造以斷層為主，分布有3條較大斷層F1、F2、F3。F1斷層位于礦區西部，為正斷層，地表出露寬約6～8 m，傾向約155°，傾角約80°；F2斷層位于礦區北部，為逆斷層，地表揭露寬度為3～5 m，傾向約213°，傾角約75°；F3斷層位于礦區東部，為逆斷層，地表出露寬14～18 m，傾向約260°，傾角約80°。F1、F2、F3斷層在一定程度上切割礦體，使礦體的連續性遭到破壞，但F2、F3逆沖斷層使礦體抬升至淺部，有利于礦體的勘查和開采。礦區局部發育褶曲、撓曲等，使局部地層發生倒轉。

2.3 變質作用

礦區內普遍發育低級區域變質作用，主要表現為細粒泥砂質巖石普遍發育變晶、變余結構，板狀構造；RSC巖性段中石英顆粒和硅質膠結物均發生重結晶。區內局部發育動力變質作用，主要表現為頁巖、黏土巖的滑石化和弱石墨化。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區內已圈定出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3層具有工業開采價值的礦體，分別賦存于DST+RSF、RSC、SD+SDS巖性層(圖3)。該3層礦體均呈層狀、似層狀或大透鏡體狀，總體傾向約260°，傾角較大(約90°)，僅東部以及深部(受斷層影響)傾角略緩，但一般大于75°。Ⅰ層礦體平均厚度約10 m，走向延長約110 m，傾向控制延深為22～80 m，礦體品位為0.5%～10.17%，平均為1.95%。Ⅱ層礦體平均厚度約7 m，走向延長約118 m，傾向控制延深為26～80 m，礦體品位為0.5%～8.13%，平均為1.30%。Ⅲ層礦體平均厚度為20～26 m，走向延長約128 m，傾向控制延深為62～92 m，礦體品位為0.5%～25.83%，平均為4.02%。另在R.A.T組中見有近10 m厚的孔雀石礦化，礦化相對較弱且連續性差，礦化體總體品位較低。

圖3 185#勘探線剖面

3.2 礦石特征

區內自地表至100 m深度內為氧化礦(化)帶，100～120 m深度為過渡帶，約120 m深度以下為原生礦(化)帶。氧化帶的礦石礦物主要為葡萄狀、薄膜狀、浸染狀、斑點狀孔雀石，其次為少量硅孔雀石、藍銅礦、赤銅礦等。原生帶礦石主要為細粒他形黃銅礦、浸染狀—脈狀輝銅礦，少量斑銅礦、硫銅鈷礦、水鈷礦等。

4 礦床成因及控礦因素

剛果(金)—贊比亞銅鈷礦帶發育眾多的與沙比圖吧銅礦類似且規模不等的同成巖層狀沉積銅鈷礦床，如Luishia、Kamoya、Tenke、Fungulume、Kamoto、Kolwezi、Sicomines、Kansuki、Shitulu等。該類銅鈷礦床的形成一般經歷了同成巖期、同造山期和表生富集期等3個成礦期次，以同成巖期為主。同成巖期，經歷了蒸發的海水向盆地底部遷移，并與基底巖石發生水巖反應，逐漸演化成富集了放射性成因Sr以及成礦金屬(Cu、Co、Ni、PGE等)的熱鹵水。礦山組豐富的有機質和蒸發結核、細層等促進硫酸鹽細菌還原反應的發生，釋放出了大量硫化氫氣體[3-6]。硫化氫氣體與對流循環含礦熱鹵水遭遇，從而沉淀出細粒金屬硫化物，并在礦山組主巖中呈浸染狀、結核狀、透鏡層狀產出。成巖期沉積物中有較多的原生空隙，進一步促進流體在礦山組中側向遷移，從而形成了層狀礦體。同造山期大約發生于750～512 Ma，盧菲利造山運動使得同成巖期形成的金屬硫化物進一步活化、遷移、富集，并在有利的構造位置沉底形成富礦床。表生富集期主要是在同造山以后漫長的歷史時期中，部分礦體因構造運動等因素與表生氧化環境建立了聯系，從而被氧化形成了高品位的氧化礦石[7]。

沙比圖吧銅礦床與剛果(金)—贊比亞銅鈷礦帶內的銅鈷礦床非常相似，地層控礦特征明顯[8-9]。沙比圖吧銅礦床主要的含礦層為羅安群礦山組(Mines)DST+RSF、RSC、SD+SDS等巖性層，與區域賦礦地層層位一致。礦體產狀隨地層產狀的變化而變化，礦體厚度也隨地層厚度相應變化，如在礦化較好的地段，Ⅰ、Ⅲ礦層厚度隨地層增厚而增加，Ⅱ礦層在整個RSC層均具有較好的礦化；在礦化較弱地段，Ⅰ、Ⅲ礦層厚度減少，Ⅱ礦層夾石含量增加。礦體除了受地層控制外，在一定程度上還受構造控制，在沙比圖吧礦區主要表現為受F2逆斷層控制。F2斷層將上盤礦體向淺部推移，在一定程度上決定了礦體的產出狀態。

5 結 論

(1)礦石在地表受氧化淋濾作用，銅鈷元素在地表淋濾、分散，孔雀石、銅樹、鈷草成片大面積發育；人工或機械采坑(井、洞)、老舊廢礦堆(銅鈷含量較高)等；孔雀石化、赤鐵礦/褐鐵礦化、滑石化、碳酸鹽化、硅化等礦化蝕變發育；土壤地球化學測量銅異常面積大、強度高、濃集中心明顯區域。上述區域為礦區的直接找 礦標志[10-11]。

(2)在銅鈷礦化帶內，銅鈷元素含量高，造成植被毒化，植被稀疏低矮地區；羅安群，尤其是礦山組地層；倒轉背斜軸部、逆沖推覆構造、逆斷層上盤、韌性剪切帶控制的強變形帶等，為找礦間接標志[12-14]。

(3)目前，初步揭露的礦體以氧化礦石為主(100 m以淺，部分鉆孔未穿透礦體)，而深部應具有相當規模的原生礦石，資源/儲量有可能遠遠超過氧化礦石，如毗鄰的卡莫亞礦區在穿透氧化礦體后約300 m深處又發現了原生礦體[15]。此外，礦區出露的地層以羅安群為主，而羅安群是礦區乃至整個礦帶上重要的含礦地層，因此，礦區外圍的羅安群尤其是礦山組出露或淺埋藏的區域也為具有重要找礦潛力的靶區。礦區下一步勘查應注重基礎地質填圖工作，查明地層層序、分布特征，厘清構造產狀、性質、序次以及與礦化的關系等；結合物探、鉆探等手段，重點查明深部以及外圍礦(化)體發育情況，實現增資擴儲。