洪文武 徐如磊 李繼業(yè) 邢印鎖 包久榮 李松彬

（天津華北地質(zhì)勘查總院）

盧菲蓮弧形構(gòu)造帶西起安哥拉，東至剛果（金）、贊比亞等國(guó)，中非銅成礦帶位于盧菲蓮弧形構(gòu)造帶的東段，該成礦帶是世界上最大的沉積巖層控型銅礦床富集區(qū)[1]。該銅鈷成礦帶已成為世界第一大鈷金屬來源地以及世界第三大銅金屬產(chǎn)地，近些年來成為銅鈷金屬礦產(chǎn)研究的熱點(diǎn)地區(qū)。因此，對(duì)該銅鈷成礦帶的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以馬本德銅礦床為研究對(duì)象，該礦床位于中非銅成礦帶的東部，南距剛果金盧本巴希市直線距離約55 km。通過對(duì)馬本德銅礦床在地層、構(gòu)造、巖石蝕變等地質(zhì)特征進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上總結(jié)該礦床控礦因素，進(jìn)而分析礦床成因，為該地區(qū)外圍及周邊相關(guān)銅鈷礦床的尋找提供參考借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域地層主要為下伏的古老結(jié)晶基底，上覆前寒武加丹加巖系沉積地層，為一套巨厚的海相淺水富鎂碳酸鹽巖、碎屑巖沉積。自下而上分別為羅安群、恩古巴群、孔德龍古群，其中羅安群是主要賦礦地層。

泛非運(yùn)動(dòng)時(shí)期，由于剛果克拉通與卡拉哈里克拉通之間發(fā)生匯聚擠壓（圖1），導(dǎo)致古加丹加盆地向北凸出，并在2 個(gè)克拉通之間形成1 條向北凸出的盧菲蓮弧形構(gòu)造帶。該構(gòu)造帶由南往北分為5 個(gè)單元[2-4]，分別為加丹加高地、復(fù)向斜帶、穹隆區(qū)、外部褶皺逆沖帶和前陸帶。馬本德銅礦床位于盧菲蓮弧外部褶皺逆沖帶中。

盧菲蓮弧主要經(jīng)歷3 個(gè)階段構(gòu)造變形[5]：D1 階段表現(xiàn)為從南向北擠壓，以形成變形褶皺和逆掩推覆構(gòu)造為特征；D2階段發(fā)育左行走滑斷層為特征，盧菲蓮弧東部以NW 向?yàn)橹?，西段近EW 向?yàn)橹?；D3 階段發(fā)育垂直盧菲蓮弧走向的斷裂和褶皺為特點(diǎn)，以近SN和近EW向斷裂為主，多形成直立褶皺。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地 層

礦區(qū)出露地層比較簡(jiǎn)單，地表大面積由孔德龍古群風(fēng)化殘積形成的紅土鐵質(zhì)層覆蓋，巖石露頭較少，地表出露地層由老到新包括前寒武系羅安群、孔德龍古群以及第四系等。

2.1.1 羅安群

羅安群由底部白云質(zhì)粉砂巖、硅化白云巖、角礫巖帶及上部灰—灰紫色白云質(zhì)粉砂巖組成，其中角礫巖帶為本區(qū)主要賦礦層。

（1）底部白云質(zhì)粉砂巖以青灰色為主，似層狀或透鏡體狀，巖石中裂隙極發(fā)育為特征，其中充填網(wǎng)脈狀、脈狀、條帶狀方解石。

（2）硅化白云巖主要分布在礦坑及其東部、東北部，平均厚度42.80 m，巖石以灰白色為主，多呈隱晶—細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀、層狀構(gòu)造，局部零星發(fā)育蜂窩狀流蝕孔，主要由白云石和硅質(zhì)成分組成，普遍發(fā)育弱角礫巖化，未見明顯礦化，部分鉆孔中SiO2成分高，局部擠壓磨碎明顯。局部可見夾黑色、黑褐色砂巖角礫，下部發(fā)育石英晶洞、方解石晶洞。

（3）角礫巖帶多呈土黃色、褐色、黑褐色、紅褐色、紫紅色，全風(fēng)化，角礫成分較復(fù)雜，主要有硅化白云巖、泥質(zhì)粉巖、（白云質(zhì)）粉砂巖、頁(yè)巖等。根據(jù)角礫成分可分為上層白云質(zhì)角礫巖、下層泥質(zhì)角礫巖。其中，上部角礫成分以白云質(zhì)粉砂巖為主，礦化弱；下部角礫巖成分為羅安群礦山組巖塊，為賦礦層位，發(fā)育浸染狀、團(tuán)塊狀、粒狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀孔雀石、藍(lán)銅礦及黑銅礦化，偶見黃銅礦。

（4）上部灰紫色白云質(zhì)粉砂巖主要分布于礦坑的東側(cè)，平均厚度49.55 m，灰—灰紫色、灰褐色，局部黑褐色，呈透鏡體狀，局部含炭質(zhì)成分，大部分發(fā)育角礫巖化，被卷入角礫巖帶內(nèi)，原巖特征及角礫巖化特征均有較好的保留，僅局部巖石較為完整，破碎較強(qiáng)，松散膠結(jié)。

2.1.2 孔德龍古群

礦區(qū)內(nèi)主要分布在礦坑?xùn)|北側(cè)，地層平均厚度50.30 m，主要為紫紅色、磚灰色、磚紅色泥質(zhì)粉砂巖，強(qiáng)風(fēng)化層，有鐵錳質(zhì)氧化物，局部含礫，底部夾粉砂巖，具弱角礫巖化。泥質(zhì)粉砂巖，多呈紫紅色，泥質(zhì)-粉砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造為主，主要由粉砂質(zhì)碎屑和泥質(zhì)膠結(jié)物組成，巖石總體較破碎，沿裂隙面發(fā)育弱褐鐵礦化，沿層理面偶見弱鈷土礦化及鐵錳染等。

2.1.3 第四系

在礦區(qū)內(nèi)地表廣泛發(fā)育，出露平均厚度6.24 m，可見主要為紫紅色、淺褐色、雜色殘坡積、沖積、人工堆積層。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)受區(qū)域構(gòu)造影響明顯，整體處于東西向復(fù)背斜軸部的向斜部位，區(qū)內(nèi)構(gòu)造線方向主要有兩組，分別為北西—南東和北東—南西方向。

2.2.1 向斜構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育一處軸部向西傾伏，向東翹起的平緩向斜，向斜軸走向大致呈東西向，長(zhǎng)約1.3 km，寬約0.5 km；向斜南東翼，地層層理及礦化體產(chǎn)狀向北西傾斜，傾角10°左右；向斜北西翼，礦化體與地層層理向南傾斜，傾角10°左右。區(qū)內(nèi)發(fā)育一系列次級(jí)向、背形構(gòu)造，主要為近東西走向的復(fù)向斜軸部衍生的小向形和背形，向形、背形軸部的地層呈舒緩波狀，傾角較緩，為10°～20°，較穩(wěn)定；而在向形、背形兩翼，尤其是有構(gòu)造疊加，受剛性硅化白云巖塊的限制，地層產(chǎn)狀變化大，傾角變陡，為30°～50°。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要分為區(qū)域性的逆沖推覆斷裂及剪切作用產(chǎn)生的次級(jí)斷層，包含近南北向和北東—南西向2組。順著斷層裂隙，角礫巖帶內(nèi)所含的有利銅礦化物占據(jù)了背斜中心南部NW—SE 走向的斷裂帶和NE—SW 走向的橫向地質(zhì)構(gòu)造群，羅安群巖塊見于角礫巖帶內(nèi)部。

（1）早期近南北向斷裂F1、F2，為逆沖推覆早期形成斷層，被后期北東向、近東西向剪切性斷層破壞。F1 逆斷層位于礦區(qū)中東部，局部可見被近東西向破壞嚴(yán)重，斷層傾角較陡，傾向?yàn)橄驏|，地表延伸長(zhǎng)約670 m；控制了主礦體南東向展布，上盤巖性主要為白云質(zhì)粉砂巖，下盤巖性主要為白云質(zhì)粉砂巖和白云質(zhì)角礫巖、白云巖等，力學(xué)性質(zhì)為逆斷層。F2斷層位于礦區(qū)中南部角礫巖帶內(nèi)，僅在采坑南邊坡顯示明顯，采坑內(nèi)斷層面破壞嚴(yán)重，斷層傾角近直立，略向西傾，地表延伸長(zhǎng)度約200 m，斷層性質(zhì)不明。

（2）晚期北東向、近東西向斷層F3、F4、F5為逆沖推覆后期剪切作用形成的斷裂。F3 斷層總體向南西傾，傾角較陡，局部近直立，長(zhǎng)約1 300 m，一定程度上控制了礦體的北西向傾伏，上盤巖性以泥質(zhì)粉砂巖為主，下盤主要為羅安群角礫巖層，力學(xué)性質(zhì)不明。F4 斷層位于礦區(qū)東部，總體走向北北東，近直立，傾向不明，長(zhǎng)約750 m，對(duì)礦體向東部的延伸影響明顯，東盤主要為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，西盤則以角礫巖層為主，力學(xué)性質(zhì)不明。F5 斷層位于礦區(qū)中東部，斷層走向近東西向，傾角近直立，長(zhǎng)約400 m，采坑?xùn)|邊坡顯示明顯，北盤巖性主要為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，南盤則以角礫巖層為主，力學(xué)性質(zhì)不明。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變作用強(qiáng)烈，主要有高嶺土化、滑石化、硅化、碳酸鹽化等。

（1）滑石化在羅安群角礫巖帶內(nèi)廣泛發(fā)育，在角礫巖帶頂?shù)装逡嘤幸欢ǔ潭劝l(fā)育，與礦化關(guān)系密切。

（2）硅化主要發(fā)育于羅安群硅質(zhì)白云巖層中，多呈條帶狀、細(xì)脈狀沿裂隙分布，與礦化關(guān)系較密切。

（3）碳酸巖化主要分布于底部青灰色白云質(zhì)粉砂巖中，呈網(wǎng)脈狀發(fā)育在張性裂隙中，巖脈長(zhǎng)度不大，一般不跨越大巖性層位。

（4）高嶺土化主要分布于上部孔德龍古群的泥質(zhì)粉砂巖中。

3 礦體地質(zhì)

礦床就位空間與角礫巖帶的分布空間密切相關(guān)。礦體主要賦存于羅安群角礫巖帶中，主礦體產(chǎn)狀隨角礫巖層變化而變化，總體呈似層狀產(chǎn)出，一般產(chǎn)出于近地表，埋深較淺，巖石破碎強(qiáng)烈等構(gòu)造發(fā)育部位，較易形成相對(duì)厚大的銅礦體。由于剛性硅化白云巖塊塑性較小，因此限制了區(qū)內(nèi)含礦角礫巖帶的分布空間。礦床主要包含3 條礦體，編號(hào)分別為CuI-1#、CuI-2#、CuI-3#。礦區(qū)礦石礦物主要為孔雀石、藍(lán)銅礦、黑銅礦，微量鈷土礦、黃銅礦等。

（1）CuI-1#礦體未出露地表，呈隱伏狀賦存于角礫巖帶中，總體走向北東向，與東西走向的復(fù)向斜軸部衍生的小向形和背形相擬合，呈似層狀，礦體傾角穩(wěn)中有變。當(dāng)?shù)V體就位于向形、背形軸部時(shí)，礦體較平緩，傾角略緩，為10°～20°。而當(dāng)?shù)V體就位于向形、背形兩翼時(shí)，尤其有構(gòu)造疊加現(xiàn)象，或受剛性硅化白云巖塊限制，礦體較陡，傾角一般較陡，為30°～50°。

（2）CuI-2#礦體賦存于角礫巖帶中，位于CuI-1#礦體之下，二者呈近平行狀產(chǎn)出，該條礦體總體呈透鏡體狀，北西向傾伏，傾角5°～20°。

（3）CuI-3#礦體展布于CuI-1#礦體之下，二者平行產(chǎn)出，礦體呈透鏡體狀，整體向南東方向傾伏狀，礦體傾角10°～15°。

4 控礦因素分析

馬本德銅礦床受地層、構(gòu)造等因素共同控制，羅安群為礦源層，在后期變質(zhì)作用和構(gòu)造活動(dòng)的影響下，成礦元素發(fā)生活化、遷移以及重新富集成礦，最后近地表部分礦體在表生富集作用下形成表生礦體。

（1）礦體主要受角礫巖帶的控制，銅礦化與角礫巖的滑石化蝕變及構(gòu)造疊加程度相關(guān)，角礫成分滑石化愈強(qiáng)，角礫巖帶構(gòu)造疊加改造愈明顯，銅礦化則愈強(qiáng)。

（2）推覆斷裂及其次級(jí)剪切性斷裂影響了本區(qū)地層的形成和分布，進(jìn)而決定了表層粉砂巖和硅化白云巖塊的產(chǎn)狀，并共同限制了礦區(qū)角礫巖帶的展布，最終影響含礦角礫巖帶的分布形態(tài)，從而造就了礦區(qū)主要銅礦體賦存空間。

（3）白云巖塊與角礫巖帶的接觸部位，是銅礦化的有利位置，硅化白云巖與角礫巖帶的接觸部位，是礦體的底部邊界。

（4）礦區(qū)內(nèi)溶蝕孔洞較為發(fā)育，受地下水作用，易富集為局部厚大的礦體。

5 礦床成因

成礦物源來自加丹加盆地東北部古元古代含銅斑巖巖體以及南部太古代地質(zhì)體中的鐵鎂質(zhì)巖漿巖[6-7]。受盧菲蓮弧形構(gòu)造帶及次級(jí)斷裂構(gòu)造切割影響，地層滲透率提高，為含銅流體的運(yùn)移提供了良好的通道[8]。

第一階段為765～735 Ma，礦源層羅安群地層開始形成，這期間形成同生沉積—成巖期銅礦床；第二階段為750～512 Ma，經(jīng)歷了3個(gè)階段構(gòu)造變形，馬本德礦區(qū)位于弧形褶皺帶北西向向東西向轉(zhuǎn)折部位，構(gòu)造活動(dòng)頻繁，期間受多期構(gòu)造和變質(zhì)熱液活動(dòng)影響，使成礦物質(zhì)發(fā)生活化、遷移，并在有利地段再沉淀、重新富集成礦；第三階段經(jīng)歷過多階段構(gòu)造活動(dòng)影響，地層內(nèi)巖石多已破碎，發(fā)育大量裂隙，巖石透水性增強(qiáng)，再加上當(dāng)?shù)亟涤隁夂蛴绊?，來自大氣中的H2O、CO2、O2等物質(zhì)不斷隨水滲入地下，與巖石、礦物相互作用，發(fā)生溶解、搬運(yùn)、再沉積等作用，隨著剝蝕、夷平面的下移，潛水面不斷下降，羅安群中的Cu、Co 等金屬物質(zhì)在氧化帶中也就不斷地被溶解、遷移、沉積、再沉積，形成氧化帶富礦。

6 結(jié)論

馬本德銅礦床主要受地層、構(gòu)造等因素共同控制作用，其中，區(qū)域上發(fā)育的羅安群為礦源層，區(qū)域推覆斷裂及其次級(jí)剪切性斷裂限制礦區(qū)角礫巖帶的展布，造就了礦區(qū)主要銅礦體賦存空間。巖石中滑石化愈強(qiáng)，角礫巖帶構(gòu)造疊加改造愈明顯，銅礦化更有利。因此，馬本德銅礦床應(yīng)屬于“早期沉積富集”、“晚期熱液改造富集”、“表生富集”，受“區(qū)域性逆沖推覆構(gòu)造”和“層間斷裂”等多重控制的多成因的似層狀銅礦床。