剛果（金）Kamwale 銅鈷礦區礦床地質特征及找礦前景

曾旭詹勇陳德穩孫寧譚康雨馬林霄

（1.中色地科礦產勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中資環鉆探有限公司，北京 100012）

0 引言

Kamwale 銅鈷礦區位于非洲剛果（金）加丹加?。↘atanga）利卡西市南東方向直線距離約40 km，科盧韋齊—盧本巴希銅鈷多金屬礦體的東段，工作程度較高，Kamwale 礦權區內以往圈定了兩個主要礦體。早期通過化探工作在Kebumba 礦段圈定1 處銅異常，近北西向展布，長約3000 m，平均寬約300余米。本文通過對礦區銅鈷礦床地質特征、成礦地質條件等進行綜合分析研究，初步總結了礦區礦床地質特征及礦床成因，并指明了進一步找礦方向。

1 成礦地質背景

加丹加銅－鈷成礦帶是剛果（金）－贊比亞鈾－鈷－銅成礦域的一部分，據不完全統計，加丹加銅－鈷成礦帶內有近90 處不同類型的銅多金屬礦床（點）分布，且大多是賦礦于元古宇羅安群含礦巖系中的層控型銅－鈷多金屬礦床（化）（李向前，2011；陳興海等，2012；于建華等，2012；侯曉陽等，2013；段煥春等，2014）。Kamwale 銅鈷礦區整體位于贊比亞—剛果（金）銅礦帶的北西部，加丹加弧形銅鈷成礦帶的中西部，是非洲中部盧菲利弧形構造帶北西段的一部分（圖1）。該礦區即位于該弧形構造帶由東西向北西轉折部位。加丹加超群主要由羅安群、恩古巴群、孔德龍古群組成（陶則熙，2016；王鵬飛，2018；繆遠興等，2018；劉洪微，2018），為一套陸源碎屑巖－碳酸鹽巖經變質作用改造的沉積－變質建造，在區內分布較廣泛。其中羅安群礦山組（R2）是主要的含礦和賦礦巖系，該礦床就是產于該群中。

該區區域構造經歷了多期構造運動，主要分為區域性逆沖推覆斷裂、地質塊體邊緣斷裂、層間滑脫斷裂等（劉煥然，2010；劉運紀等，2011，2014）。各組斷裂構造之間相互聯系，主構造與次級構造之間具有衍生的關系，對礦體產出及表生富集具有重要影響。

受區域構造運動影響，礦區圍巖蝕變強度較低，與礦化關系密切的主要有白云石化、硅化、碳酸鹽化（趙英福，2011；張學良等，2016，2017；黨偉民等，2018）。

圖1 Kamwale 銅鈷礦區域地質圖（據李向前等，2009）

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露的地層主要是第四系（Q）及中元古界加丹加超群的孔德龍古群（Ks）、恩古巴群（Ki）、羅安群（R）（圖2）。

2.1.1 孔德龍古群（Ks）

孔德龍古群（Ks）在礦區的西側大面積出露。該區孔德龍古群出露的巖性主要為砂礫巖及淺紫紅色條帶狀粉砂巖。

2.1.2 恩古巴群（Ki）

恩古巴群在礦區的東側大面積出露，出露的巖性主要為淺紫紅色泥質粉砂巖。該層在靠近推覆構造面處常見有少量孔雀石化沿裂隙發育。

2.1.3 羅安群（R）

羅安群是該區最主要的含礦層位，為一套碎屑巖－泥質巖－碳酸鹽巖組合的沉積建造，厚度大于500 m，在礦權區中部有大面積出露。本群地層可進一步細劃分為：木瓦夏組（R4）（該區內未見該組地層出露）、迪佩特組（R3）、礦山組（R2）以及RAT（R1）。

迪佩特組（R3）：迪佩特組地層主要分布在礦區的中部，巖性主要為白云質泥質粉砂巖與下部的硅化白云巖，該層不整合地覆蓋CMN 地層，局部硫化物較發育，以黃鐵礦化為主，并有少量黃銅礦化。

礦山組（R2）：本段為礦區的主含礦層位。該地層可以進一步細分為RAT、DSTR、RSF、RSC、SDB、SDS、CMN 等層位。

CMN2（R2.3.2）：上部為薄層狀含疊層石白云巖（圖3）夾少量塊狀白云巖，局部滑石化強烈，下部為硅化白云巖夾含碳質、白云質頁巖，與下伏地層呈整合接觸。

CMN1（R2.3.1）：主要為厚層狀白云巖，夾含炭質白云質頁巖（圖4），本層巖石裂隙較發育，常見有方解石脈、白云石脈穿插，沿脈可見星點狀黃銅礦化，但局部發育白云石厚脈，脈中常見團塊狀、浸染狀黃銅礦及粗粒黃銅礦。該段底部硅化較強，局部含硅質條帶（圖5），與下伏地層呈整合接觸。

圖2 Kamwale 銅鈷礦區地質圖

SDS（R2.2.2）：主要為灰綠色泥質白云質粉砂巖，灰白色白云質砂巖，經風化后呈灰色－灰黃色，而灰綠色白云質粉砂巖因鐵質氧化物浸染或充填裂隙而整體呈淺紅色（圖6），與下伏地層呈整合接觸。

SDB（R2.2.1）：主要為灰黑色含碳質白云巖、含碳質白云質頁巖，常見有浸染狀、細脈浸染狀的黃鐵、黃銅礦化，本層巖石的底部常由于風化鐵質浸染而呈淺紫褐色；與下伏地層呈整合接觸。

RSC（R2.1.3）：主要為淺灰－淺灰白色硅化結晶白云巖（圖7），受后期構造作用、熱液作用影響較大，局部碎裂、角礫巖化。常發育少量溶蝕孔洞，且因鐵質氧化物浸染而略呈淺紅褐色。該層位基本不含礦，但受后期表生作用和淋慮作用容易形成鈷華、自然銅、孔雀石，尤其是頂、底部礦化相對較富集。另外，該層在地表或近地表，常具蜂窩狀風化的特征（圖8），且蜂窩狀孔洞內常見有黑色礦物顆粒、粉末（水鈷礦），與下伏地層呈整合接觸。

RSF（R2.1.2）：主要為淺灰－灰黑色條帶狀硅質白云巖（圖9），局部夾有含炭質白云質頁巖。巖石裂隙較發育，常見有方解石脈穿插。該層以脈狀、紋層狀黃銅礦化為主，頂部見少量硫銅鈷礦，近地表，沿層理面充填孔雀石化和鈷華（圖10），與下伏地層呈整合接觸。

圖3 疊層狀白云巖

圖4 碳質白云質頁巖

圖5 硅質條帶

圖6 白云質泥質粉砂巖

圖7 硅化結晶白云巖

圖8 蜂窩狀硅化結晶白云巖

圖9 條帶狀硅質白云巖

圖10 硅質白云巖（孔雀石化）

圖11 DSTR 頂部鈣質結核

圖12 鈷礦化

DSTR（R2.1.1）：上部為褐黃色粉砂質白云巖夾淺灰綠色白云質粉砂巖，中部為灰、淺紫灰色薄層狀白云質粉砂巖，下部淺灰、淺紫灰色薄層狀粉砂質白云巖夾深灰色薄層狀白云質粉砂巖；大部分為褐黃色粉砂質白云巖，該層頂部與RSF 接觸部位見有鈣質結核（圖11），是該層的標志層。該層近地表受氧化次生作用，多見有孔雀石化、鈷礦化（圖12），與上覆RSF 段之間呈整合接觸關系。

RAT（R1）：主要為淺紫紅色白云質砂巖，夾淺紫紅色－淺灰綠色白云質粉砂巖，巖石內溶蝕空洞較為發育，洞徑3～20 mm，該層為區內出露最老地層，存在于羅安群地層碎塊的最底部，底部為推覆界面，常見因構造而形成的角礫巖，磨圓度一般較好。

2.2 構造

由于區域上多期次逆掩推覆構造活動（王志剛等，2012），使原來完整的地層撕裂、變形，并形成多個菱形碎塊，各個菱形塊體邊緣發生錯動擠壓，形成不整合的滑動面，滑動面一般為有一定磨圓度的角礫巖。單個菱形碎塊內的斷層一般不很發育，規模不大，斷距亦較小。內部斷層一般也與區內的推覆運動有關。礦區內的構造多為成礦后構造，對礦體起到了一定的破壞作用，并使礦體產生了一定的位移，菱形碎塊邊緣的斷裂限定了含礦地層、礦體的產出范圍。

西礦段形成多個規模大小不一、產狀不同的不規則的“次級地質體”，即前人所稱的“菱形構造”。撕裂過程中這些次級地質體之間形成非常不規則的斷裂構造（分裂面）。同樣在推覆過程中受應力作用，推覆體內部的次級地質體內亦發生不同程度的褶皺構造（繆遠興等，2018）。

圖13 恩古巴群與羅安群地層接觸部位

東礦段整體位于逆沖推覆構造面內部，該構造面整體走向約320°，傾向南西向，在主采坑部位出露寬度近400 m，北西及南東向寬度逐漸變窄。推覆界面與恩古巴組地層接觸部位礦化受構造疊加后期熱液改造影響較大，在山頂東側發現推覆界面被北東向斷層錯斷，斷距近40 m，在此構造交匯部位礦化較好（圖13）。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區內共圈定2 個礦段，即東礦段（Kamwale）和西礦段（Kebumba），兩礦段的礦化類型略有不同。

東礦體位于礦權區的東側，為一歷史老礦山，淺部富礦體已開采殆盡。見有R2、R3 和Ki 地層，地層總體走向為北西向320°，傾向南西向，傾角30°～40°。礦化主要是團塊狀、浸染狀、星點狀的孔雀石化、黃鐵－黃銅礦化、硫銅鈷礦化等，其中鈷礦化強度較好，主要為VE－1、VE－2、VE－3 礦體，呈層狀－似層狀、脈狀產出，其中VE－2 礦體為本次勘查工作的主要礦體。西礦段位于礦區的西部，礦化主要是沿巖石層理的細脈狀、細脈浸染狀、星點狀的孔雀石化、斑銅礦化、黃鐵－黃銅礦化等。VW－1、VW－3 礦體主要為原生硫化礦石，呈團包狀、透鏡狀。VW－2、VW－4、VW－5 礦體呈透鏡狀產出，均為氧化銅礦體。

3.1.1 VE－2 礦體特征

VE－2 礦體為礦權區內主礦體。礦體呈層狀、似層狀，受羅安組地層（DSTR）控制，主要賦礦巖性為白云質泥質粉砂巖，滑石化強烈。礦體走向NW，整體產狀較為平緩，近水平展布，礦體埋深較淺，蓋層厚度1.09～8.05 m，平均厚度3.69 m。VE－2 號礦體控制南北長約600 m，東西寬110～250 m，礦體厚1.25～24.77 m，平均厚11.07 m；VE－2 礦體較穩定，產出于近地表推覆構造內，礦體內部受構造的影響較小，主要是地質體邊部、底部的不平整造成礦體厚度相應變化。VE－2 礦體厚度變化特征總體是由北部向南部方向有變厚趨勢，北部邊緣礦體厚度明顯較薄。另外，在礦體南部出現礦體厚度變薄區域，該區域靠近東礦段采坑，上部礦體部分被開采導致礦體厚度變?。▓D14）。

3.1.2 VW－3 礦體特征

VW－3 礦體由西礦段幾個相鄰鉆孔控制，產于CMN 地層，為硫銅礦化體，產狀115°∠65°，推測礦體走向長150 m，寬約120 m，平均厚度8.55 m（圖15）。

3.2 礦石質量特征

礦區的礦石類型，可分為氧化礦石和硫化礦石。

圖14 Kamwale 礦區東礦段某勘探線剖面圖

圖15 Kamwale 礦區西礦段某勘探線剖面圖

圖16 他形晶粒狀產出的黃銅礦、黃鐵礦

圖17 銅鈷礦石，斑銅礦呈他形粒狀結構

圖18 交代溶蝕結構黃銅礦被斑銅礦交代溶蝕

圖19 交代溶蝕結構，黃銅礦與后來的含銅離子溶液發生反應，外圍被輝銅礦溶蝕

硫化礦石礦物主要為黃銅礦、硫銅鈷礦（圖16），另有少量的斑銅礦、輝銅礦，微量的自然銅及銅藍等（圖17），礦石中金屬礦物含量一般5%～20%；其他硫化物礦物主要為黃鐵礦和極少量的閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦等；脈石礦物主要有白云石、石英、云母，其次有少量的透閃石、滑石、綠泥石、方解石、高嶺石等礦物。結構以他形粒狀結構、粒狀結構為主，并有包含結構、交代溶蝕結構（圖18，圖19）等。礦石的構造主要有浸染狀、細脈浸染狀構造為主，并有塊狀、條帶狀構造等構造。

氧化礦物主要見有孔雀石，孔雀石常呈隱晶－纖狀結構浸染狀、薄膜狀構造。其他礦物成分與以上硫化礦基本相同。

3.3 圍巖特征

主礦體圍巖主要為白云巖、泥質粉砂巖、角礫巖等，礦體與上、下盤圍巖均呈整合接觸關系（圖20）；深部硫化銅礦化體的上、下盤圍巖為白云巖及白云質砂巖，均呈整合接觸關系。

主礦體一般發生淺變質，強滑石化（圖21），下盤圍巖內常見有方解石化，可見稀疏星點狀黃鐵礦化及少量的黃銅礦化；深部硫化銅礦化體的兩側圍巖常見有少量的磁黃鐵礦化、褐鐵礦化。主礦體的近礦圍巖與成礦有關的礦化蝕變強度很不均勻，一般不能綜合利用。

4 成礦規律

圖20 礦體與圍巖整合接觸

Kamwale 銅鈷礦床是受一定層位控制的，經后期多次構造作用、熱液疊加改造作用、變質熱液疊加改造作用的影響而形成的層控型銅鈷礦床。礦床主要產出于中元古界加丹加超群羅安群礦山組的一套碳酸鹽－碎屑巖建造內。

（1）含礦層位：礦體的賦礦巖性為條帶狀白云巖、條帶狀硅質白云巖、硅化結晶白云巖、含炭質白云巖、白云質泥質粉砂巖，局部角礫巖含礦，主礦體連續性較好，但位于礦區西礦段北部的原生硫化礦埋藏深度較大。

（2）礦體形態：礦體呈層狀、似層狀，少量的礦體呈透鏡狀，其中東礦段主礦體整體朝SW 緩傾斜，近水平展布，東西長約600 m，南北寬約110～250 m。西礦段礦體傾角較陡，礦體傾角55°～65°，礦體總體向SEE 傾斜。

（3）圍巖及蝕變：圍巖蝕變總體不強，主要表現為碳酸鹽化、絹云母化、硅化、綠泥石化、滑石化等，其中硅化和碳酸鹽化與礦化關系較為密切。

（4）礦石礦物：硫化礦的礦石礦物主要為輝銅礦、硫銅鈷礦和黃銅礦等。氧化礦的礦石礦物主要為孔雀石、含鈷方解石和菱鈷礦等；脈石礦物主要為石英、方解石、白云石、滑石和絹云母等。

圖21 發育滑石化

5 找礦前景

（1）根據礦區內主礦體鉆孔的施工結果，南北兩端已基本控制到邊、東西兩側仍有擴儲空間。

（2）東礦段主采坑南東端施工的探槽部分未揭穿至基巖，但仍有較好的礦化，該區段具有一定找礦潛力。

（3）對于西礦段工作程度整體偏低，各菱形地質體及推覆界面仍具有找礦空間。另外本區深部也應包含有原始的羅安組含礦地層。

（4）礦區典型礦物如孔雀石、桃紅色鈷華等可作為找礦標志，尤其是孔雀石發育地段往往能找到銅礦。特定的植物銅樹、銅草、鈷草等生長地段都是較好的找礦區域。

6 結論

（1）通過本次工作基本厘定了礦區地層單元，大致查明了礦區地層層序、巖性組合及特征，大致查明了礦區構造特征、礦（化）體特征及空間展布情況。整個工作區基本形成了一套較為完整的基礎地質資料，為進一步的地質勘查工作奠定了堅實的基礎。

（2）該區為受推覆體控制的層控型礦床，具體到本區為含礦地質體—含礦菱形碎片—推覆構造體為控礦單元。用推覆構造理論及構造變形理論指導本區尋找大規模的含礦地質體、預測其發展方向指導該區找礦顯得尤為重要。