刚果（金）马本德铜矿床地质特征及控矿因素分析

洪文武 徐如磊 李继业 邢印锁 包久荣 李松彬

（天津华北地质勘查总院）

卢菲莲弧形构造带西起安哥拉，东至刚果（金）、赞比亚等国，中非铜成矿带位于卢菲莲弧形构造带的东段，该成矿带是世界上最大的沉积岩层控型铜矿床富集区[1]。该铜钴成矿带已成为世界第一大钴金属来源地以及世界第三大铜金属产地，近些年来成为铜钴金属矿产研究的热点地区。因此，对该铜钴成矿带的研究具有重要的现实意义。本文以马本德铜矿床为研究对象，该矿床位于中非铜成矿带的东部，南距刚果金卢本巴希市直线距离约55 km。通过对马本德铜矿床在地层、构造、岩石蚀变等地质特征进行研究，在此基础上总结该矿床控矿因素，进而分析矿床成因，为该地区外围及周边相关铜钴矿床的寻找提供参考借鉴。

1 区域地质背景

区域地层主要为下伏的古老结晶基底，上覆前寒武加丹加岩系沉积地层，为一套巨厚的海相浅水富镁碳酸盐岩、碎屑岩沉积。自下而上分别为罗安群、恩古巴群、孔德龙古群，其中罗安群是主要赋矿地层。

泛非运动时期，由于刚果克拉通与卡拉哈里克拉通之间发生汇聚挤压（图1），导致古加丹加盆地向北凸出，并在2 个克拉通之间形成1 条向北凸出的卢菲莲弧形构造带。该构造带由南往北分为5 个单元[2-4]，分别为加丹加高地、复向斜带、穹隆区、外部褶皱逆冲带和前陆带。马本德铜矿床位于卢菲莲弧外部褶皱逆冲带中。

卢菲莲弧主要经历3 个阶段构造变形[5]：D1 阶段表现为从南向北挤压，以形成变形褶皱和逆掩推覆构造为特征；D2阶段发育左行走滑断层为特征，卢菲莲弧东部以NW 向为主，西段近EW 向为主；D3 阶段发育垂直卢菲莲弧走向的断裂和褶皱为特点，以近SN和近EW向断裂为主，多形成直立褶皱。

2 矿区地质

2.1 地 层

矿区出露地层比较简单，地表大面积由孔德龙古群风化残积形成的红土铁质层覆盖，岩石露头较少，地表出露地层由老到新包括前寒武系罗安群、孔德龙古群以及第四系等。

2.1.1 罗安群

罗安群由底部白云质粉砂岩、硅化白云岩、角砾岩带及上部灰—灰紫色白云质粉砂岩组成，其中角砾岩带为本区主要赋矿层。

（1）底部白云质粉砂岩以青灰色为主，似层状或透镜体状，岩石中裂隙极发育为特征，其中充填网脉状、脉状、条带状方解石。

（2）硅化白云岩主要分布在矿坑及其东部、东北部，平均厚度42.80 m，岩石以灰白色为主，多呈隐晶—细晶结构，块状、层状构造，局部零星发育蜂窝状流蚀孔，主要由白云石和硅质成分组成，普遍发育弱角砾岩化，未见明显矿化，部分钻孔中SiO2成分高，局部挤压磨碎明显。局部可见夹黑色、黑褐色砂岩角砾，下部发育石英晶洞、方解石晶洞。

（3）角砾岩带多呈土黄色、褐色、黑褐色、红褐色、紫红色，全风化，角砾成分较复杂，主要有硅化白云岩、泥质粉岩、（白云质）粉砂岩、页岩等。根据角砾成分可分为上层白云质角砾岩、下层泥质角砾岩。其中，上部角砾成分以白云质粉砂岩为主，矿化弱；下部角砾岩成分为罗安群矿山组岩块，为赋矿层位，发育浸染状、团块状、粒状、细脉状、网脉状孔雀石、蓝铜矿及黑铜矿化，偶见黄铜矿。

（4）上部灰紫色白云质粉砂岩主要分布于矿坑的东侧，平均厚度49.55 m，灰—灰紫色、灰褐色，局部黑褐色，呈透镜体状，局部含炭质成分，大部分发育角砾岩化，被卷入角砾岩带内，原岩特征及角砾岩化特征均有较好的保留，仅局部岩石较为完整，破碎较强，松散胶结。

2.1.2 孔德龙古群

矿区内主要分布在矿坑东北侧，地层平均厚度50.30 m，主要为紫红色、砖灰色、砖红色泥质粉砂岩，强风化层，有铁锰质氧化物，局部含砾，底部夹粉砂岩，具弱角砾岩化。泥质粉砂岩，多呈紫红色，泥质-粉砂状结构，块状构造为主，主要由粉砂质碎屑和泥质胶结物组成，岩石总体较破碎，沿裂隙面发育弱褐铁矿化，沿层理面偶见弱钴土矿化及铁锰染等。

2.1.3 第四系

在矿区内地表广泛发育，出露平均厚度6.24 m，可见主要为紫红色、浅褐色、杂色残坡积、冲积、人工堆积层。

2.2 构造

矿区受区域构造影响明显，整体处于东西向复背斜轴部的向斜部位，区内构造线方向主要有两组，分别为北西—南东和北东—南西方向。

2.2.1 向斜构造

矿区内发育一处轴部向西倾伏，向东翘起的平缓向斜，向斜轴走向大致呈东西向，长约1.3 km，宽约0.5 km；向斜南东翼，地层层理及矿化体产状向北西倾斜，倾角10°左右；向斜北西翼，矿化体与地层层理向南倾斜，倾角10°左右。区内发育一系列次级向、背形构造，主要为近东西走向的复向斜轴部衍生的小向形和背形，向形、背形轴部的地层呈舒缓波状，倾角较缓，为10°～20°，较稳定；而在向形、背形两翼，尤其是有构造叠加，受刚性硅化白云岩块的限制，地层产状变化大，倾角变陡，为30°～50°。

2.2.2 断裂构造

矿区内断裂构造较为发育，主要分为区域性的逆冲推覆断裂及剪切作用产生的次级断层，包含近南北向和北东—南西向2组。顺着断层裂隙，角砾岩带内所含的有利铜矿化物占据了背斜中心南部NW—SE 走向的断裂带和NE—SW 走向的横向地质构造群，罗安群岩块见于角砾岩带内部。

（1）早期近南北向断裂F1、F2，为逆冲推覆早期形成断层，被后期北东向、近东西向剪切性断层破坏。F1 逆断层位于矿区中东部，局部可见被近东西向破坏严重，断层倾角较陡，倾向为向东，地表延伸长约670 m；控制了主矿体南东向展布，上盘岩性主要为白云质粉砂岩，下盘岩性主要为白云质粉砂岩和白云质角砾岩、白云岩等，力学性质为逆断层。F2断层位于矿区中南部角砾岩带内，仅在采坑南边坡显示明显，采坑内断层面破坏严重，断层倾角近直立，略向西倾，地表延伸长度约200 m，断层性质不明。

（2）晚期北东向、近东西向断层F3、F4、F5为逆冲推覆后期剪切作用形成的断裂。F3 断层总体向南西倾，倾角较陡，局部近直立，长约1 300 m，一定程度上控制了矿体的北西向倾伏，上盘岩性以泥质粉砂岩为主，下盘主要为罗安群角砾岩层，力学性质不明。F4 断层位于矿区东部，总体走向北北东，近直立，倾向不明，长约750 m，对矿体向东部的延伸影响明显，东盘主要为紫红色泥质粉砂岩，西盘则以角砾岩层为主，力学性质不明。F5 断层位于矿区中东部，断层走向近东西向，倾角近直立，长约400 m，采坑东边坡显示明显，北盘岩性主要为紫红色泥质粉砂岩，南盘则以角砾岩层为主，力学性质不明。

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变作用强烈，主要有高岭土化、滑石化、硅化、碳酸盐化等。

（1）滑石化在罗安群角砾岩带内广泛发育，在角砾岩带顶底板亦有一定程度发育，与矿化关系密切。

（2）硅化主要发育于罗安群硅质白云岩层中，多呈条带状、细脉状沿裂隙分布，与矿化关系较密切。

（3）碳酸岩化主要分布于底部青灰色白云质粉砂岩中，呈网脉状发育在张性裂隙中，岩脉长度不大，一般不跨越大岩性层位。

（4）高岭土化主要分布于上部孔德龙古群的泥质粉砂岩中。

3 矿体地质

矿床就位空间与角砾岩带的分布空间密切相关。矿体主要赋存于罗安群角砾岩带中，主矿体产状随角砾岩层变化而变化，总体呈似层状产出，一般产出于近地表，埋深较浅，岩石破碎强烈等构造发育部位，较易形成相对厚大的铜矿体。由于刚性硅化白云岩块塑性较小，因此限制了区内含矿角砾岩带的分布空间。矿床主要包含3 条矿体，编号分别为CuI-1#、CuI-2#、CuI-3#。矿区矿石矿物主要为孔雀石、蓝铜矿、黑铜矿，微量钴土矿、黄铜矿等。

（1）CuI-1#矿体未出露地表，呈隐伏状赋存于角砾岩带中，总体走向北东向，与东西走向的复向斜轴部衍生的小向形和背形相拟合，呈似层状，矿体倾角稳中有变。当矿体就位于向形、背形轴部时，矿体较平缓，倾角略缓，为10°～20°。而当矿体就位于向形、背形两翼时，尤其有构造叠加现象，或受刚性硅化白云岩块限制，矿体较陡，倾角一般较陡，为30°～50°。

（2）CuI-2#矿体赋存于角砾岩带中，位于CuI-1#矿体之下，二者呈近平行状产出，该条矿体总体呈透镜体状，北西向倾伏，倾角5°～20°。

（3）CuI-3#矿体展布于CuI-1#矿体之下，二者平行产出，矿体呈透镜体状，整体向南东方向倾伏状，矿体倾角10°～15°。

4 控矿因素分析

马本德铜矿床受地层、构造等因素共同控制，罗安群为矿源层，在后期变质作用和构造活动的影响下，成矿元素发生活化、迁移以及重新富集成矿，最后近地表部分矿体在表生富集作用下形成表生矿体。

（1）矿体主要受角砾岩带的控制，铜矿化与角砾岩的滑石化蚀变及构造叠加程度相关，角砾成分滑石化愈强，角砾岩带构造叠加改造愈明显，铜矿化则愈强。

（2）推覆断裂及其次级剪切性断裂影响了本区地层的形成和分布，进而决定了表层粉砂岩和硅化白云岩块的产状，并共同限制了矿区角砾岩带的展布，最终影响含矿角砾岩带的分布形态，从而造就了矿区主要铜矿体赋存空间。

（3）白云岩块与角砾岩带的接触部位，是铜矿化的有利位置，硅化白云岩与角砾岩带的接触部位，是矿体的底部边界。

（4）矿区内溶蚀孔洞较为发育，受地下水作用，易富集为局部厚大的矿体。

5 矿床成因

成矿物源来自加丹加盆地东北部古元古代含铜斑岩岩体以及南部太古代地质体中的铁镁质岩浆岩[6-7]。受卢菲莲弧形构造带及次级断裂构造切割影响，地层渗透率提高，为含铜流体的运移提供了良好的通道[8]。

第一阶段为765～735 Ma，矿源层罗安群地层开始形成，这期间形成同生沉积—成岩期铜矿床；第二阶段为750～512 Ma，经历了3个阶段构造变形，马本德矿区位于弧形褶皱带北西向向东西向转折部位，构造活动频繁，期间受多期构造和变质热液活动影响，使成矿物质发生活化、迁移，并在有利地段再沉淀、重新富集成矿；第三阶段经历过多阶段构造活动影响，地层内岩石多已破碎，发育大量裂隙，岩石透水性增强，再加上当地降雨气候影响，来自大气中的H2O、CO2、O2等物质不断随水渗入地下，与岩石、矿物相互作用，发生溶解、搬运、再沉积等作用，随着剥蚀、夷平面的下移，潜水面不断下降，罗安群中的Cu、Co 等金属物质在氧化带中也就不断地被溶解、迁移、沉积、再沉积，形成氧化带富矿。

6 结论

马本德铜矿床主要受地层、构造等因素共同控制作用，其中，区域上发育的罗安群为矿源层，区域推覆断裂及其次级剪切性断裂限制矿区角砾岩带的展布，造就了矿区主要铜矿体赋存空间。岩石中滑石化愈强，角砾岩带构造叠加改造愈明显，铜矿化更有利。因此，马本德铜矿床应属于“早期沉积富集”、“晚期热液改造富集”、“表生富集”，受“区域性逆冲推覆构造”和“层间断裂”等多重控制的多成因的似层状铜矿床。