刚果(金)卢阿拉巴省Fungurume铜钴矿床地质特征及找矿远景

王纪昆，刘高杰，李松彬，李继业，洪文武，包久荣

(天津华北地质勘查总院，天津 300170)

0 引言

丰古鲁梅矿床位于刚果(金)卢阿拉巴省东南部，临近科卢韦齐市，铜钴矿产资源丰富，属于著名的“中非铜钴矿带”的重要组成部分。丰古鲁梅铜钴矿床勘探历史悠久，钻探工程巨大，积累了丰富的地质资料。但是以往地质工作以生产采矿为主，矿床构造特征的研究相对较弱，制约了矿山的地质勘探工作。

笔者在整理以往地质资料和前期研究成果的基础上，系统分析总结了丰古鲁梅铜钴矿床地质构造特征与控矿属性，提出下步工作的找矿远景区，争取为矿山地质勘探提供有益的参考和借鉴。

1 区域地质背景

刚果克拉通和卡拉哈里克拉通两大板块在新元古代发生拼合，强烈的板块俯冲-碰撞造山作用形成横贯非洲中部绵延近4000 km的巨大弧形构造带，举世闻名的“中非铜钴矿带”就产在该弧形构造带中[1-2]。在刚果金南部与赞比亚北部交界处的加丹加褶皱逆冲构造带位于该构造带的中段，又被称为卢菲利弧，它控制着中非加丹加—赞比亚成矿带的分布，丰古鲁梅铜钴矿床位于卢菲利弧形构造带西部褶皱-推覆带的北部边缘(图1)。

图1 中非铜钴矿带区域构造图(据文献[10]修改)

区域地层为前寒武纪古老变质结晶基底和上覆沉积盖层组成。基底地层包括新太古界—古元古界卢富布超群和穆瓦超群(基巴拉岩群)，为一套深变质基性—中酸性火山-沉积岩系，主要岩性为片岩、片麻岩、石英岩及少量变质砂岩、砾岩、杂砂岩，其中具有大量花岗质岩石及大型花岗岩岩基侵入。上覆沉积盖层由新元古界加丹加超群、显生宇卢阿拉巴-卢比拉什岩系、卡拉哈里组、新近系和第四系组成[3]，为一套巨厚的富镁碳酸盐岩-碎屑岩沉积建造，加丹加超群是中非铜钴矿带主要赋矿层位[4-6]，形成了世界上最大的以沉积岩为容矿围岩的层状铜钴成矿带[7]。卢菲利弧形构造内的各类构造活动发育，促使矿产的进一步富集，断裂构造整体倾向南、南东方向。

2 矿区地质概况

2.1 地层

矿区主要地层为新元古界加丹加超群及上覆新生界，未见基底出露，加丹加超群为一套碎屑岩沉积与富镁碳酸盐岩沉积交替进行的周期性沉积建造，自下而上划分为罗安群(Roan)、恩古巴群(Nguba)和孔德龙群(Kundelungu)三个群[8]。

罗安群是区域上铜钴矿床的主要含矿层位，该群进一步划分为罗安群下部(R1)、矿山亚群(R2)、迪佩特亚群(R3)和木瓦夏亚群(R4)四个亚群，丰古鲁梅矿区约98%的矿体产于其下部的矿山亚群中。矿山亚群由R2.1(RAT gris～RSC)、R2.2(SDB～SD.)、R2.3(CMN)地层组成，呈近EW向展布的狭长条带状推覆断片，在地形地貌上多构成线状山脊。这些断片多断续分布，主要在矿区南部总体构成了Dipeta向斜构造，部分含矿地层独立分布于该向斜构造之外。丰古鲁梅矿区内及周边无岩浆岩出露[9]。

2.2 构造特征

丰古鲁梅矿床位于卢菲利弧形构造带外部褶皱推覆构造带边缘，处于区域上由西部强烈挤压的NE向构造向东部中等强度挤压NW—SE向构造的转换地带，整体上以近SN向的挤压为主，区内构造复杂，整体上以薄片状、低角度逆冲推覆构造为主，主体构造线呈近EW向，发育一系列近平行展布的逆冲推覆构造、断裂构造、褶皱构造及其次级构造[3]。

2.2.1 构造单元划分

丰古鲁梅矿床构造变形以挤压为主，自南向北划分为5个构造单元(图2、图3)：

1)Pumpi逆冲推覆构造带：以区域性Pumpi推覆构造为界，恩古巴群和孔德龙群形成平缓褶皱的向斜，一般呈EW向，规模较大。

2)Roan构造窗：北部以区域性Kamikongwa逆冲推覆构造为界，南部以Pumpi逆冲推覆构造为界。在该构造窗中，罗安群下部的R1、矿山亚群构成一个大型Dipeta向斜构造，是区内重要控矿构造。受区域性逆冲推覆和断层切割作用，Roan构造窗内矿山亚群多呈断片产出，各断片四周多以断层为界，被罗安群下部的R1、迪佩特亚群和罗安群角砾岩包围。这些断片长度和下倾深度通常在10～1000 m之间，厚度在20～200 m之间，断片内的矿山亚群常常发生强烈地褶皱变形，形成紧闭、直立或平卧背斜及单斜褶皱[11]。Shanika飞来峰可能是一较大逆冲构造盖层的残余。Roan构造窗西部被7个由恩古巴-孔德龙群组成的推覆断片覆盖，它们发生轻微的褶皱变形，褶皱轴的方位多变。

图2 丰古鲁梅地区构造纲要图(据文献[7]修改)

图3 Roan构造窗A—B剖面图(据文献[7]修改，剖面位置见图2)

3)Mofya复杂褶皱带：Roan构造窗北部迪佩特亚群Mofya组(R3.3)构成的复杂褶皱带，东西长15 km，宽5～7 km，形成一个高度50～100 m的石灰岩特色景观带，其构造变形样式与矿山亚群相似，形成复杂的等斜褶皱、直立褶皱等，说明它们经历了相同类型的构造变形。

4)Kamikongwa逆冲推覆构造带：区域性Kamikongwa逆冲推覆构造与Luanzo Tshilongo断层之间的低幅褶皱构造带，发育3条E—NE向的被断层截切的背斜构造，褶皱轴线都已被错断。后期构造与背斜高角度截切的部位具有少量铜矿化显示。

5)Biano沉积层：孔德龙群未变形前陆盆地水平沉积层，又称比安诺高原。出露近水平、未变形的上孔德龙群比安诺亚群(Biano，Ku3)磨拉石沉积岩，其与下孔德龙群之间可能为不整合接触关系。

2.2.2 褶皱构造特征

丰古鲁梅矿床内的褶皱构造总体保存完整，主要分布在矿区的南部、东部，在矿区的中部、北部、西部也发育褶皱构造，但多被断层构造破坏。这些褶皱构造主体上表现为由恩古巴群和孔德龙群轻微变形形成的向斜构造，其次为罗安群组成的复杂褶皱；在矿区东部表现为一系列轴线近平行的EW向向斜构造与背斜构造相间分布。典型的褶皱构造的特征如下。

1)南部的Pumpi向斜构造：该向斜构造轴线近EW向延伸，向东倾，最东端被NW向的Kasafi断层截切破坏，受该断层影响，褶皱轴线的东段向南东偏转。向斜东西长约8 km，南北宽约3 km。组成该向斜构造的地层产状较稳定，层序齐全，两翼基本呈对称分布。在靠近推覆构造面附近具有铜钴矿化发育。

2)南部的Mutaka向斜构造：该向斜构造轴线整体上NW向延伸，构造延伸长约25 km，宽约7 km。南西、北西、北东三面分别被Kasafi断层、Fungurume断层和Nguba断层截断，该向斜构造整体上构成一独立的推覆断片，直接推覆在迪佩特亚群之上。核部为孔德龙群沉积砾岩，在其西北部被Fungurume断层截切破坏。

3)东部近平行展布的褶皱构造群：在丰古鲁梅矿区东部自南向北发育一系列轴线近EW向、平行展布轻微褶皱的向斜-背斜构造群，基本组合形式为两个形态宽缓的向斜之间夹一相对紧闭的背斜构造，这些褶皱构造向东均延伸到矿区外。这些构造EW向延伸4～20 km，南北宽2～7 km。主要的向斜构造有Lunda、Mufufya、Kitana和Kansele，主要的背斜构造有Kapongo、Katonia。

4)中部由罗安群组成的Dipeta向斜：Dipeta向斜位于中南部，是全区主要控矿构造，区内主要的矿体均位于该向斜构造内。褶皱轴线呈EW向，长约22 km，南北宽7～8 km。受近SN向、NE向和NW向断裂构造切割破坏，组成褶皱的地层多发生错断并呈断续延伸的断片状展布，每个断片内地层又发育有次级褶皱变形。向斜核部为矿山亚群、迪佩特亚群；两翼为矿山亚群和罗安群下部R1。

5)北部低幅背斜构造带：该低幅背斜构造带发育在区域性Kamikongwa逆冲推覆构造与Luanzo Tshilongo断层、Lungwa断层之间，由3个近EW向的被断层截切的背斜构造组成，褶皱轴线都已被断层错断。组成背斜构造的核部为恩古巴群，两翼为孔德龙群，受断层切割破坏，两翼出露不全。

2.2.3 断裂构造特征

区内断裂构造十分发育，主要分为区域性逆冲推覆断裂及其次级断裂构造、地质块体边缘断层、褶皱构造翼部及核部发育的陡倾斜断裂构造、层间断裂以及各矿段内发育的一系列NE向、近SN向破矿断裂构造。按照断层的性质、走向，将断层分成两组：EW—NEE向逆冲推覆构造、EW向断裂构造、NE向断裂构造、NW向断裂构造(图2)。

1)EW—NEE向逆冲推覆构造

Kamikongwa逆冲推覆构造：位于北部，呈NEE向延伸，长55～60 km，倾向SE，倾角平缓。该构造的活动致使罗安群逆冲推覆于恩古巴群和孔德龙群之上，在推覆构造面附近，岩石破碎强烈，大量的砂岩层与白云岩层交互出现，且可见大量的构造角砾岩，角砾以白云岩和砂岩为主，见有弱的矿化，主要是孔雀石化、水钴矿化等，见有较强的滑石化、石墨化，应是富镁、富碳岩石动力变质作用的结果。该推覆构造带内还发育一系列的次级断裂构造，将推覆体切割成许多不规则地质块体。

Pumpi逆冲推覆构造：位于南部，呈近EW向延伸，受NW向Kasafi走滑断层、NE向Fungurume断层切割破坏，西段延伸约27 km，东段约17 km，倾向南，倾角平缓。该构造的活动致使恩古巴群和孔德龙群低角度逆冲推覆于罗安群之上，在SN向推覆挤压作用下，上盘的恩古巴群和孔德龙群发生一定的褶皱变形，形成矿区南部Pumpi、Mutaka及Lunda、Mufufaya等向斜构造，靠近推覆构造界面见有罗安群上部的木瓦夏亚群和迪佩特亚群出露。

2)EW向断裂构造

EW向逆断层总体上较为发育，其主要受南北两条区域性逆冲推覆构造控制，以Lungwa、Kabula、Safi、Kitana、Konga等规模较大的断层为代表。Lungwa逆断层与矿区北部的Kamikongwa逆冲推覆构造带近平行，是矿区内规模较大的断裂构造，向西被NE向的Luanzo Tshilongo断层截断。Kabula逆断层是Kabula推覆体断片与Kamikongwa的边界。Safi逆断层位于矿区中部，呈近EW向延伸约20 km，推测断层面南倾，性质为逆断层，南部断层上盘抬升并遭受剥蚀，使得抗风化强的的Mofya灰岩建造形成线状延伸的正地形地貌。

3)NE向断裂构造

区内规模较大的NE向断层主要有Luanzo Tshilongo、Tenke和Fungurume，基本近平行展布，多构成一些推覆断片的边界。Luanzo Tshilongo断层位于西部，截切了Kamikongwa逆冲推覆构造和Lungwa逆断层，沿该断层发育有明显的构造角砾岩，此外还明显错断了Mofya河流，推测该断层可能为一条左行平移断层。Tenke断层构成Lumbele推覆断片的东部边界，也是矿段的西部边界，该断裂构造在地貌上表现为一NE向线状沟谷—河流地貌，该断裂构造可能为左旋逆冲断裂，受西侧Lumbele断片的左行推覆挤压，使得该断裂构造东侧的矿山亚群向南西发生偏转，使得整体上呈近EW向的矿层转为NE向。Fungurume断层位于东南部，延伸约10 km，该断层横切Mutaka向斜的西北段，也截切了Pumpi逆冲推覆构造，构成Fungurume矿段的东南边界，受该断层影响，Dipeta向斜的东端发生顺时针的旋转。在Fungurume矿段内发育一系列NW—NNW向叠瓦状次级断裂构造群，断层两侧罗安群与恩古巴-孔德龙群明显呈截切关系，推测该断层具有左旋逆冲的性质。

4)NW向断裂构造

区内规模较大的NW向断层构造有Kasafi断裂和Nguba断裂构造。Kasafi断层位于矿区东南部，是一个NW向的区域性左行走滑断层，贯穿Roan构造窗的南部，该构造具有明显的破矿作用，靠近该断层的Zikule、Tenke等矿段中发育一系列NE向、NW向的叠瓦状次级断层群，造成含矿层具有小距离错断。Nguba断层位于矿区东南部，切断了Mutaka向斜的北东翼，在地形地貌上构成平缓山谷与线状陡山坡的边界。

3 构造与成矿关系

1)区域性推覆构造限定了矿床的空间位置

区域性推覆构造是丰古鲁梅矿床重要的控矿要素之一，主期成矿活动发生于大规模的褶皱逆冲推覆作用之前[12]，所有的铜钴矿体在褶皱推覆作用之后就位于现今的位置，主推覆构造界面严格限定了矿床的空间位置、分布、形态和规模[13]。所有矿体均产在南北两条Pumpi逆冲推覆构造带和Kamikongwa逆冲推覆构造带所夹持的罗安群大型褶皱推覆体内。

2)褶皱构造是最直接的控矿含矿构造

近EW向展布的Dipeta向斜位于Roan构造窗内，是区内最直接的控矿含矿构造。Dipeta向斜构造规模大，受推覆构造和断裂构造作用，又形成了一系列含矿断片，含矿断片规模大小不一，褶皱形态各异，沿Dipeta向斜轴线两侧分布，构成了本区主要的含矿区域。需要注意的是，在该向斜构造两翼的外侧，还分布着一系列由矿山亚群构成的推覆断片，这些断片一部分仅由单斜地层构成，一部分则强烈褶皱变形，构成一些小型褶皱构造。这些位于Dipeta向斜之外的分散的小型矿山亚群断片也是重要的含矿地段，其中发育的背斜构造也是这些矿段的主要控矿构造。

3)推覆体内部的断裂构造与成矿关系密切

推覆体内部的断裂构造主要分为三类，一类为各地质块体的边缘断裂，一类为发育在地质块体内的常规断裂，另一类为层间滑动带。前两类断裂构造都与区域逆冲推覆断裂密切相关，层间滑动多与褶皱作用有关。

第一类断层是推覆体在逆冲推覆运动过程中，由于应力分布、岩层强度的不均一性和多次逆冲推覆作用等因素导致推覆体发生撕裂作用并形成了非常不规则的断裂构造[14]。随着逆掩推覆运动继续的过程中，各个地质块体边缘发生挤压、错动，所以此类断层的破碎带，一般形成一定磨圆度的角砾岩，而破碎带的成分多为罗安群的岩石角砾。另外，推覆断片边缘的断裂也大体限定了含矿地层、矿体的产出范围，但其产状变化、走向亦各不相同，总体上与区域构造方向协调。

第二类是各断片内发育的主要断裂构造，规模一般不大，断距亦不大，对矿体起着一定的破坏作用，但却为流体运移提供了良好的通道，促进矿化物质活化、迁移并在成矿有利部位沉淀富集，促进表生富集作用进程，形成位于SDS甚至CMN、RAT等非主要赋矿层位的铜钴氧化矿体[15]。这类断层在各矿段内多近平行成群或成组产出，往往破坏了主矿体的连续性，并形成许多小块含矿层位断片。

第三类层间滑动形成的断裂带，也是各矿段发育的重要构造。在褶皱等构造形成过程中，因地层间不同物理性质(如硬度、黏度、厚度等)而形变不一致，或在褶皱轴部及轴部附近的层间滑动带，都易形成层间断裂[16]。比较典型的是RSC和CMN底部的硅化岩层，原岩为白云岩和砂岩等，受层间滑脱及热液作用的影响，形成了本区重要的构造角砾岩层[17]。其中，RSC下部、上部及邻近地层赋存本区第一、第二层矿，而CMN底部的块状硅化白云岩中赋存本区第三层矿，CMN层位上部可见块状白云岩与泥质白云质粉砂岩的接触面附近发育顺层的构造角砾岩。

4 找矿远景分析

中非铜钴矿带上形成了众多大型铜钴矿床，其矿床成因主要以同生沉积铜钴矿床[18]为主，罗安群内的矿山亚群是主要赋矿层位，丰古鲁梅矿床属于这一类型。丰古鲁梅矿床内富含丰富的矿山亚群含矿地层，该套地层赋存形态、空间位置受构造影响强烈，形成了具有特色的沉积叠加构造的矿床，区域性逆冲推覆构造为进一步寻找周边和深部矿产提供了有利的容矿空间。

1)区域性逆冲推覆构造带影响和控制了丰古鲁梅矿床的分布，同时推覆构造带内也是有利的找矿远景区[19]。在Pumpi和Kamikongwa逆冲推覆构造带限定的范围内，以往地质调查主要集中在Pumpi逆冲推覆构造带西部、Roan构造窗南部的Dipeta向斜周边，发现了大量赋存矿山亚群的含矿断片，这些断片内褶皱和断裂构造发育。

根据区域性逆冲推覆构造带分布和运移特征，存在两个区域具有找矿远景(图4)：一是在Pumpi逆冲推覆构造带的东部具有很好的找矿远景(Ⅰ号找矿远景区)，在Pumpi逆冲推覆构造带西部已经勘探有规模大的6个含矿地质体，东西长约4 km，矿段内出露地层主体为矿山亚群，地层产状普遍较陡，组成3个近平行展布的轴线近EW向的相对紧闭的背斜构造，还发育一系列NE向、NS向、NW向的断裂构造，多横切褶皱构造；二是Roan构造窗与Kamikongwa逆冲推覆构造带之间具有很好的找矿远景(Ⅱ号找矿远景区)，地表残存了由恩古巴-孔德龙群组成的推覆断片Shanika飞来峰，在Nguba断裂构造东部和Mofya复杂褶皱带地表浅部发现有铜钴矿化信息。

图4 丰古鲁梅地区找矿远景示意图

2)丰古鲁梅矿床位于大型逆冲推覆构造内，具有双重逆冲构造特征。双重逆冲构造特征是逆冲推覆构造中具有普遍性的重要结构型式，其顶板和底板为逆冲断层，中间夹着一套叠瓦式逆冲断层和断夹块，这一特征与Roan构造窗和Dipeta向斜构造相似。Pumpi逆冲推覆构造和Kamikongwa逆冲推覆构造相距约16 km，中间形成一系列褶皱和逆冲小断层，因此在已发现的矿段深部可能存在矿山亚群的叠加与重复，是寻找新的含矿空间的有利区域。目前尚没有证据说明逆冲推覆构造的底界深度，但在多个矿段发现有多层矿山亚群含矿地层的重复出现。

3)向斜构造的核部和单斜构造的深部是寻找隐伏矿体的有利区域。在Dipeta向斜的两翼和周边几乎容纳了丰古鲁梅矿区内迄今为止发现的所有的具经济价值的铜钴矿体，在Dipeta向斜核部300～400 m发现有矿体的延伸，因此在Dipeta向斜核部具有良好的找矿空间(Ⅲ号找矿远景区)[20-21]，在Dipeta向斜东部的Kitana向斜构造区域也具有寻找深部矿山亚群的有利空间(Ⅳ号找矿远景区)。

5 结论

1)丰古鲁梅矿床位于卢菲利弧形构造的外部褶皱-推覆带上，Pumpi和Kamikongwa两条区域性逆冲推覆构造内，矿区总体上表现为南、中、北三个呈叠瓦状堆叠的推覆构造，构成Pumpi逆冲推覆构造带、Roan构造窗、Mofya复杂褶皱带等5个构造单位。形成这些近EW向的褶皱和断层构造后，在后期的构造转换中，使得前期形成的构造形迹发生变形和破坏，形成一系列次级断层组。矿体的赋存位置与逆冲推覆构造关系密切，低角度、长距离的逆冲推覆作用，促使罗安群推覆于恩古巴群和孔德龙群之上，形成复杂的褶皱和断裂构造变形区和成矿区。

2)沉积叠加构造的丰古鲁梅矿床，周边与深部找矿与构造关系密切。首先是在推覆构造带南缘和中部具有良好的矿体赋存空间，即Pumpi逆冲推覆构造带的东部和Roan构造窗与Kamikongwa逆冲推覆构造带之间；其次区域性逆冲推覆构造具有双重逆冲构造特征，在已发现的矿段深部可能存在矿山亚群的叠加与重复，是寻找新的矿体就位空间的有利区域；在向斜构造的核部和单斜构造的深部亦是寻找隐伏矿体的有利区域。

3)丰古鲁梅矿床勘查程度高，但尚有大面积的区域没有探索，复杂的构造活动为矿体的存储和富集提供了良好的导矿和容矿空间，各矿段褶皱和断裂构造发育，进一步在逆冲推覆构造深边部开展找矿工作具有广阔的前景。