刚果(金)上加丹加省宾基铜矿床地质特征及成因浅析

胡远档，曾高福，高嵛飞

（1.中国有色刚果矿业有限公司，刚果(金)利卡西 999059；2.中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，广西 桂林 541000）

1 区域地质背景

宾基矿区位于中非铜钴成矿带的北西段，主要由前寒武基底和加丹加超群组成。基底包括早前寒武的卢富布超群(主要岩性为片岩、片麻岩等)和中前寒武的莫瓦超群(主要岩性为石英云母片岩、石英岩等)[1]。加丹加超群形成于新元古代，不整合覆盖在基底杂岩之上，厚度约5km～10km，自下而上分为罗恩群、恩古巴群和孔德龙古群。

矿区所在的加丹加弧形铜钴成矿构造带，是非洲中部卢菲利弧形构造带的一部分。构造带总体呈NW-SE走向，从赞比亚和刚果(金)边境的东部呈弧形延伸到安哥拉边境，为一条铜、钴、镍、铅、铀多金属成矿带[2]。在刚果（金）境内的加丹加铜钴成矿带，西起卢阿拉巴省科卢韦齐市，经丰古鲁梅、上加丹加省利卡西地区，至卢本巴西市，并由此延入赞比亚境内 ，带内分布多个大型铜钴矿床（见图1）。

图1 矿区区域地质简图

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区地层主要是中新元古界加丹加超群的罗恩群（R1+2+3）、罗恩群木瓦夏亚群（R4）、下孔德隆古群（Ki1），具体如下：

（1）罗恩群（R1+2+3）。矿区内背斜核部为罗恩群R1+R2+R3，主要岩性为白云质页岩、粉碎岩。

（2）罗恩群木瓦夏亚群（R4）。矿区背斜南北两翼见木瓦夏亚群（R4）出露，主要为块状白云岩，白云质页岩，厚度大于50m，与下伏地层呈不整合接触。

（3）下孔德龙古群（Ki1）主要出露在背斜两翼，延伸较长，背斜南翼倾向约185°，倾角60°～80°，北翼倾向约5°～15°，倾角较陡约60°～80°，主要为含砾岩，岩石呈浅绿色、青灰色，局部因铁质氧化，呈褐色或者红色色调。

2.2 矿区构造

矿区总体位于枢纽近东西向背斜构造内，两翼地层为孔德龙古群和罗恩群R4亚群地层，背斜南翼向南倾，北翼向北倾，南翼地层的产状约为185°∠60°～75°，北翼地层的产状为350°∠60°～75°，背斜核部地层为R1+2+3地层，宽1.3公里，核部为软层，受构造作用强烈，可能形成规模、形态不等单独透镜体，矿化主要发育在其核部的小透镜体内。

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变以硅化为主，可见少量滑石化、碳酸盐化、绿泥石化。

3 矿床（体）地质特征

3.1 矿体特征

矿区矿体主要分为氧化矿和硫化矿（见图2）。氧化矿赋存在R2.3.1灰绿色白云质泥岩中；硫化矿赋存在R2.3.2青灰色白云质粉砂岩中。矿体整体呈北东走向70°，控制走向长度约大于460m，倾向延深最深可达180m，厚度范围为30m～90m。

图2 矿区矿体分布简图

3.1.1 氧化矿体

氧化矿体主要呈透镜体状，基本赋存在R4.1及构造破碎带中，岩性以灰绿色白云质粉砂岩和砾岩为主。氧化矿体总体倾向北西，倾角较陡约60°左右°，走向长约160m，倾向延深50m。矿体呈扁平状，铜平均品位1.87%，矿化均匀，以孔雀石为主，矿化向西侧逐渐变弱，基本不含钴，脉石矿物为石英、长石、白云石和绿泥石等。

3.1.2 硫化矿体

硫化矿体的东段位于氧化矿体的下部，其有明显的分带界线，赋存于构造带中。矿体埋深较大，矿体呈层状，东段走向约210°，西段向南转折，走向约119°，倾角较陡60°～80°，最深的倾向延深169m，厚度30m～100m，总体厚度约30m。铜平均品位3.65%，矿化均匀。矿石矿物主要为黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿，脉石矿物主要为白云石、石英等。

3.2 矿石特征

矿区的矿石按氧化率可以划分为氧化矿和硫化矿。矿石矿物主要为孔雀石、斑铜矿、黄铜矿，少量自然铜，微量铜蓝等；脉石矿物主要有白云石、石英、云母，其次有少量的滑石、绿泥石、方解石等矿物。

孔雀石是矿石中铜的主要氧化矿物，嵌布粒度粗细极不均匀，最细小于0.3mm，最粗大于1mm，多以薄膜状、脉状、不规则粒状等形式产出；常见孔雀石沿脉石晶粒间隙、裂隙及空洞中充填呈脉状、不规则状产出；斑铜矿、辉铜矿、黄铜矿是矿石中铜的主要硫化矿物，呈不规则状、粒状、脉状、星点状、浸染状产出。局部见褐铁矿在黄铜矿边缘或裂隙中呈镶边结构或者溶蚀结构。

氧化矿石主要呈鲕状、薄膜状、树枝状、细脉状构造；硫化矿石结构主要呈浸染状构造、星点状、不规则状、条带状构造、脉状构造、块状构造。

4 成因分析

4.1 控矿因素

矿床的成矿控制因素主要为层控和构造控矿。矿体总体为透镜状，地层主要控制矿体的发育层位，构造主要限定了矿体的形态、位置。

4.1.1 地层控矿

矿体主要赋矿层位为R4.1粉砂质白云岩。

4.1.2 构造控矿

区内构造对矿体的控制作用十分明显，限定了矿体的形态、规模和空间位置。同生沉积阶段形成含铜地层。后期的断裂构造对这些含矿地层有一定的破坏作用，同时，为后期的含矿热液提供通道，有利于热液对矿源层内矿质的活化和含矿热液的沉淀，并提供容矿空间。

4.2 矿物生成顺序及成矿期

参考前人资料，对矿石矿物进行研究，建立主要矿物的生成顺序，并将矿区成矿期划分为四个成矿期[3]。

（1）初始成矿期：主要形成微球粒状、自形粒状黄铁矿，少量黄铜矿。该期矿化较弱，铜元素富集较少。

（2）主成矿期：主要形成大量原生黄铜矿，是重要的层状含铜硫化物富集阶段。

（3）改造富集期：主要形成黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿。

（4）表生富集期：主要形成孔雀石、辉铜矿、自然铜、赤铁矿、褐铁矿等。

4.3 成因浅析

总体上，含矿罗恩群地层为矿床的形成提供矿物来源，后期经过热液作用和表生富集作用富集成矿。

根据前人的资料，在太古宙时期，矿区所在的加丹加区域进入地槽体制，沉积一套铜多金属元素磨拉石建造[4]。在成岩阶段，岩石本身所含的热卤水在沉积层内环流，溶解并萃取大量的矿物质，当此溶液与沉积层内的黄铁矿、有机物（还原环境下产生大量的硫化氢）发生反应时，形成铜的硫化物。此过程中的铜，为矿床提供部分矿源。

元古代后期，受到卢弗里安运动影响，加丹加弧形褶皱带形成，后期受北东向推覆运动影响，罗恩地层发生破碎，产生大量的裂隙。来自上深部的大地热流沿深断裂上升，使得岩石发生接触变质，一方面使得含矿层位的岩石的颗粒变大，岩石的活性变大，同时释放出大量的水，上升的含矿热液、变质热液及岩层热液从矿源层内沿构造裂隙充分萃取铜元素，并活化、转移、沉积，经多次叠加改造富集，形成铜的硫化物。

后期，上部受到富氧地下水的影响，一方面，不断地带出矿源层、裂隙中的铜元素，发生氧化、沉积，富集成氧化矿；另一方面，在深部还原环境下，富铜溶液与原生硫化矿物发生反应，生成辉铜矿等次生矿物，形成次生硫化矿床。

综上所述，宾基铜矿床的铜元素来源于早期的含矿罗恩地层，后经过多次构造、热液叠加、改造富集和风化淋滤等作用，形成现在上部氧化矿、下部硫化矿的铜矿床。

4.4 找矿标志

通过分析宾基铜矿床地质特征以及成因，总结出以下找矿标志，为下一阶段勘查工作指明方向。

（1）地层标志：矿床赋矿地层主要为罗恩群地层，罗恩群的矿山亚群（R2）和木瓦夏亚群（R4）的白云岩系地层为明显的地层标志。

（2）岩性标志：矿区罗恩群地层矿山亚群（R2）RSC段，为蜂窝状中粗粒硅化结晶白云岩，常见明显的蜂窝状、多孔状风化特征，孔洞内常见有黑色矿物颗粒、粉末，其为赋矿罗恩群地层重要岩性标志。

（3）构造标志：矿区总体位于枢纽近东西向背斜构造内，核部为软层，受构造作用强烈，矿化主要发育在其核部的小透镜体内。背斜核部构造破碎带，其为明显的成矿有利区域。

（4）地形标志：矿区铜矿化多发育在抗风化能力较强的硅化白云岩系地层中，硅化蚀变比较发育，抗风化能力强，往往呈现低缓山丘地形，其为找矿宏观地形标志。

（5）植物标志：矿区土壤风化层中，重金属元素含量非常高，地表植被比较稀疏，种类简单，多伴随“铜树”、“钴草”等标志植物，其为重要植物标志。