劉洪微

(華北有色工程勘察院有限公司)

沙比圖吧銅礦區(qū)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(biāo)為E 26°35′00″，S 10°57′30″。沙比圖吧銅礦區(qū)的地質(zhì)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(fā)現(xiàn)了3層銅礦體以及若干小規(guī)模銅礦(化)體，經(jīng)初步估算，銅資源/儲量超過2萬t，平均工業(yè)品位超過3%[1]。本研究通過詳細(xì)分析沙比圖吧礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征，并對礦區(qū)找礦方向進(jìn)行探討，為該區(qū)下一步找礦工作提供有益參考。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

沙比圖吧銅礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于近SN向的東非大裂谷中段西側(cè)NW向分支裂谷內(nèi)的加丹加(Katanga)弧形構(gòu)造帶內(nèi)(圖1)[2]。加丹加弧形構(gòu)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(jīng)利卡西向東南經(jīng)盧本巴希進(jìn)入贊比亞境內(nèi)，呈NW—SE向，在南東端轉(zhuǎn)為SN向。加丹加弧形構(gòu)造帶全長約630 km，寬60～100 km，控制了區(qū)域內(nèi)銅鈷多金屬礦床的產(chǎn)出[3-5]。該弧形構(gòu)造帶自南向北可以劃分為5個構(gòu)造單元即加丹加高地、復(fù)向斜帶、穹隆區(qū)、外部褶皺逆沖帶和前陸帶，沙比圖吧銅礦區(qū)即位于外部褶皺逆沖帶。

圖1 剛果(金)—贊比亞銅鈷礦帶區(qū)域地質(zhì)特征

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

沙比圖吧銅礦區(qū)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(jìn)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(zhì)、黏土質(zhì)，局部孔雀石發(fā)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(zhì)頁巖、白云巖和粉砂巖為主的巖石組合，根據(jù)巖性不同，自下而上可劃分為3個巖性段，可進(jìn)一步劃分為DST、RSF、RSC、SD、SDS、Cg層。其中，DST層主要為灰白色、灰質(zhì)白云質(zhì)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(fā)育有蜂窩狀孔洞；DST+RSF層厚度一般小于15 m，該層為礦區(qū)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(qū)的次要含礦層之一；SD層主要為灰色片巖、頁巖、黑色碳質(zhì)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(qū)主要的含礦巖層，厚21～25 m；Cg層主要為灰白色白云質(zhì)角礫巖，厚度大于7 m。R.3組由頁巖和砂質(zhì)片巖組成，發(fā)育白云巖和石灰?guī)r夾層，?？梢娏阈倾~礦化。第四系主要由砂質(zhì)黏土及殘坡積物組成，多分布于溝谷等負(fù)地形，為礦區(qū)主要的蓋層。沙比圖吧銅礦區(qū)地層整體傾向10°，傾角一般大于82°。在礦區(qū)東部，受斷層影響，地層傾角相對較小，但也大于75°；在礦區(qū)西部，受構(gòu)造(褶皺和逆沖斷層)影響，地層在深部有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，局部近于直立。

圖2 沙比圖吧銅礦區(qū)地質(zhì)特征

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)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(qū)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(qū)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(qū)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(xù)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(qū)局部發(fā)育褶曲、撓曲等，使局部地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)。

2.3 變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育低級區(qū)域變質(zhì)作用，主要表現(xiàn)為細(xì)粒泥砂質(zhì)巖石普遍發(fā)育變晶、變余結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造；RSC巖性段中石英顆粒和硅質(zhì)膠結(jié)物均發(fā)生重結(jié)晶。區(qū)內(nèi)局部發(fā)育動力變質(zhì)作用，主要表現(xiàn)為頁巖、黏土巖的滑石化和弱石墨化。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)已圈定出了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3層具有工業(yè)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?qū)拥V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(xù)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(qū)內(nèi)自地表至100 m深度內(nèi)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(diǎn)狀孔雀石，其次為少量硅孔雀石、藍(lán)銅礦、赤銅礦等。原生帶礦石主要為細(xì)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(fā)育眾多的與沙比圖吧銅礦類似且規(guī)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(jīng)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(jīng)歷了蒸發(fā)的海水向盆地底部遷移，并與基底巖石發(fā)生水巖反應(yīng)，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(jī)質(zhì)和蒸發(fā)結(jié)核、細(xì)層等促進(jìn)硫酸鹽細(xì)菌還原反應(yīng)的發(fā)生，釋放出了大量硫化氫氣體[3-6]。硫化氫氣體與對流循環(huán)含礦熱鹵水遭遇，從而沉淀出細(xì)粒金屬硫化物，并在礦山組主巖中呈浸染狀、結(jié)核狀、透鏡層狀產(chǎn)出。成巖期沉積物中有較多的原生空隙，進(jìn)一步促進(jìn)流體在礦山組中側(cè)向遷移，從而形成了層狀礦體。同造山期大約發(fā)生于750～512 Ma，盧菲利造山運(yùn)動使得同成巖期形成的金屬硫化物進(jìn)一步活化、遷移、富集，并在有利的構(gòu)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(gòu)造運(yùn)動等因素與表生氧化環(huán)境建立了聯(lián)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(nèi)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(qū)域賦礦地層層位一致。礦體產(chǎn)狀隨地層產(chǎn)狀的變化而變化，礦體厚度也隨地層厚度相應(yīng)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(gòu)造控制，在沙比圖吧礦區(qū)主要表現(xiàn)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(chǎn)出狀態(tài)。

5 結(jié) 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(fā)育；人工或機(jī)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(fā)育；土壤地球化學(xué)測量銅異常面積大、強(qiáng)度高、濃集中心明顯區(qū)域。上述區(qū)域為礦區(qū)的直接找 礦標(biāo)志[10-11]。

(2)在銅鈷礦化帶內(nèi)，銅鈷元素含量高，造成植被毒化，植被稀疏低矮地區(qū)；羅安群，尤其是礦山組地層；倒轉(zhuǎn)背斜軸部、逆沖推覆構(gòu)造、逆斷層上盤、韌性剪切帶控制的強(qiáng)變形帶等，為找礦間接標(biāo)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(yīng)具有相當(dāng)規(guī)模的原生礦石，資源/儲量有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過氧化礦石，如毗鄰的卡莫亞礦區(qū)在穿透氧化礦體后約300 m深處又發(fā)現(xiàn)了原生礦體[15]。此外，礦區(qū)出露的地層以羅安群為主，而羅安群是礦區(qū)乃至整個礦帶上重要的含礦地層，因此，礦區(qū)外圍的羅安群尤其是礦山組出露或淺埋藏的區(qū)域也為具有重要找礦潛力的靶區(qū)。礦區(qū)下一步勘查應(yīng)注重基礎(chǔ)地質(zhì)填圖工作，查明地層層序、分布特征，厘清構(gòu)造產(chǎn)狀、性質(zhì)、序次以及與礦化的關(guān)系等；結(jié)合物探、鉆探等手段，重點(diǎn)查明深部以及外圍礦(化)體發(fā)育情況，實現(xiàn)增資擴(kuò)儲。