刚果_金_KIMPE铜钴矿床地质特征及成因分析

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刚果_金_KIMPE铜钴矿床地质特征及成因分析

矿山部分)4卷 第5期            有 色 金 属(012年9月  第6             2:/.issn.1671doi10.39694172.2012.05.012-j

欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞欞

刚果(金)KIMPE铜钴矿床地质特征及成因分析

3,陈兴海1,和志军2,董少波2,梅嘉靖2

(华刚矿业股份有限公司,北京1有色金属矿产地质调查中心,北京11.00039;2.00012;

)北京中资环钻探股份有限公司,北京13.00012

结合区域成矿地质背景,以K对矿区地层、构造、矿体特征、矿IMPE铜钴矿地质勘查成果资料为依据,  摘 要:

石特征等进行了论述,并对矿床成因进行了分析。结果表明,新元古代加KIMPE铜钴矿矿床受地层和断裂控制,卢菲利造山运动过程中的构造活动和变质作用对矿床进行了改丹加系罗安群地层为初始矿源层。成岩成矿期后,

造,使成矿元素发生活化、迁移和重新富集。此外近地表环境下的表生富集作用,导致了表生矿体的形成。KIMPE铜钴矿矿床成因类型属于沉积—热液改造型。

关键词:铜钴矿床;地质特征;矿床成因;刚果(金)

()中图分类号:P62  文献标识码:16714172201205004306Α  文章编号:---

enesisGeoloicalcharacteristicsandanalsisofKIMPE      ggy

CobaltDeositinD.R.ConoCoer-   pgpp

12322

,,MECHENXinhaiZhiunDONGShaoboIJiain  ,HE   gjjg

(,,;1.SicominesCo.Ltd.Beiin100039,China jg 

,;2.ChinaNonferrousMetalsResourceGeoloicalSurveBeiin100012,China -    gyjg 

,,)3.SinodrillCo.Ltd.Beiin100012,China jg 

:A,eoloeoloicalAbstractccordintothereionalsettinofandmineralizationcombinedwiththeexlo         -ggygggggp   ,,,rationinformationofKIMPECoerobaltDeositthestratum,structureorebodfeatureorecharacteristics    -C    pppy ,anddeositenesisarediscussedinthisaer.TheresultsshowthatKIMPECoerobaltDeositiscontrolled           -C   pgppppp,strataandfractureRoanrouofNeoroterozoicKatanasstemistheinitialsourceofmetal.Thedeositwasb              gppgypy  

,w,transformedbetalloenictectoenesisandmetamorhismdurinLufilianoroenhichledtoactivationost -m        yggpggyp  ,tmirationandreenrichmentofmetalloenicelements.Inadditionhenearsurfaceenvironmentofsuerene  -     -   ggpgenrichmentledtotheformationofsuereneorebodIMPECoerobaltDeositshouldbelontothe         -C    pgy.Kpppg sedimentarhdrothermalreformeddeosit.-  yyp

:;;;eoloicalenesisKewordsCoerobaltdeositcharacteristicsdeositD.R.Cono-C   gggyppppg 

金)KIMPE铜钴矿是由我国多家大型矿  刚果(

业企业投资进行勘查和生产建设的铜钴资源项目。金)铜矿带中KIMPE铜钴矿床位于赞比亚—刚果()部,加丹加省卢本巴西(市西南约1Lubumbashi20"~2",紧邻赞比亚边境,东经27°52′577°54′33km,

"~1",。该矿床南纬1面积约3k2°00′252°01′45m自北向南共划分为5个矿段,2007—2008年有色金属矿产地质调查中心对该矿区Ⅱ和Ⅳ矿段进行了详,查地质工作,探获铜金属量8钴金属量.5万t

,作者简介:陈兴海(男,硕士,地质主任工程师,矿物、岩石与1976-)矿床学专业,主要从事地质勘查和矿山地质管理工作。

,铜平均品位30.4万t.14%,钴平均品位

[]

0.16%1;2010年对Ⅰ、Ⅴ矿段进行了普查工作。综合以往地质资料及勘查成果,该矿床已累计探明,铜金属量约1预计可开采利用总资源量达5万t(,地表下至1铜金属量31000万t00m矿体)0万 ,。钴金属量3万tt

通过对KIMPE铜钴矿床地质特征及矿床成因的分析与探讨,对扩大该矿床的找矿远景和找矿方向具有重要指导意义,且有利于区域内类似矿床的研究。

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具体到刚果(金)境内,主要构造线在科卢韦齐其间,

()—利卡西()地区为东西向,然KOLWEZILIKASI

)—卢本巴西(L后从利卡西(LIKASIUBUMBA-)转为南东向延入赞比亚境内。矿区处于加丹SHI

、图1)赞比亚—加外部褶皱和推覆构造带东南部(

3]

。刚果(金)铜钴成矿带的中部[

1 区域地质背景

矿区所在的加丹加高原位于非洲大陆核心扎伊尔克拉通的东北部,具有特别明显的两大地层系

2]

——古老基底和盖层[。太古代基底杂岩和前寒统—

武纪加丹加系构成了古老基底的主要地层,区域上自下而上划分为罗安群、恩古又以加丹加系为代表,

)、,巴群(孔德龙古群(分布广NubaKundelunu)gg厚度约5~1泛,0km。盖层主要由第三系和第四系近代冲积、残积、坡积层组成。

矿区所在区域构造主要由加丹加褶皱—推覆构)造带组成,属非洲中部卢菲利(弧形构造带Lufilian的一部分。卢菲利弧形构造带总体呈NW—SE走向,举世闻名的加丹加—赞比亚铜(钴)矿带就赋存

区域内岩浆岩不发育,局部发育有侵入到基底杂岩中的花岗岩岩基,以及侵位于加丹加系的辉长岩岩沿褶皱侧翼和横张裂隙有床和煌斑岩岩墙等。此外,

粗玄岩、辉岩、辉长岩、橄榄岩以及花岗岩的侵入。

区域内罗安群、孔德龙古群的原始沉积岩受变质作用形成变质程度不同的砂岩、板岩、结晶灰岩等;含白云质的粉砂岩、白云质板岩等受变质作用形成滑石片岩

加丹加超群内部分侵入岩体;1—古生代至以后的岩石;2—花岗质岩,3—具构造方向的加丹加超群;

4—卢菲利带内的镁铁质熔岩;5—卢菲利带的基底岩石;6—谦比西带变质岩和剪切基底;7—受基巴拉构造热液旋回影响的岩石地区;8—巴克维普地块的基底与盖层;9—太古宙至以下

元古基底岩石;10—推覆面;11—走滑断层;12—分带界线;13—岩性界线;14—湖泊

)图1 非洲加丹加和谦比西成矿带地质简图(A.B.Kamanzuetal.2005 p,eoloicalFi.1 SimlifiedmaofKatanaandChambishimetalloenicbeltAfrica       gggppgg 

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区出露地层为加丹加系罗安群地层,形成于,距今8为一套浅海相的细碎屑岩和化80~750Ma

4]

。原岩为白云岩、学沉积岩[页岩、黏土岩、砂岩等,

底部常见有黄褐色—赭红色含鲕状赤铁矿坡积物,的泥砂岩层。

区内罗安群地层受构造作用影响,产状较陡立,主要含矿层SDS、BOMZ和SDB段岩层变化较大,受区内K局部地层有缺失,IMPE断层影响,R3、

CMN、RSC、RSF、DSTR、R1岩层则较为完整。2.2 矿区构造

KIMPE矿区构造主要为KIMPE断裂。该断裂是一条走向北西的逆冲断层,为该矿区主要控矿构造,其旁侧发育次级断裂和节理带。断裂破碎带和旁侧的节理带是铜钴矿体主要赋存空间(图

也是最主要的含矿和赋矿岩系,分为R1组、R2组各层组地层之间呈整合接触。R和R3组,4组地层在本区未揭露。

区内第四系、新近系地层在近地表广泛发育,主要是灰黑色、土黄色、红褐色的腐殖层,泥砂质及残

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刚果(金)KIMPE铜钴矿床地质特征及成因分析 第5期            陈兴海等:

[5]

)。2

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白云质粉砂岩中白云质物质重结晶等。

KIMPE矿区的围岩蚀变主要表现为主矿层

BOMZ段以及其他含矿层段RSF、RSC、SDB、SDS、

白云石化、褐铁矿化、绢云母化、褪CMN中的硅化、

孔雀石化等。其中硅化、孔雀石化与成矿关系色化、密切。

穿过整个矿区,走KIMPE断裂位于矿区中部,

,,向北西3倾向南西,倾角6为一15°25°4°5°~3~8高角度逆冲断层。断层切割了罗安组地层,造成两盘地层产状变化和部分地层缺失。断层破碎带宽破碎带中断层角砾岩和构造透镜体5.4~19.3m,

断层角砾岩的孔隙中充填大量矿石矿物。矿发育,

区次级断裂主要有两条,位于450—650和1450—,均沿北西走向,倾角5主1650勘探线之间,6°0°~7要特征为局部地层产状的变化,并断失部分层位。由于受K断IMPE逆冲断层的挤压应力影响,裂附近地层中节理非常发育,矿区主要有两组节理,,,一组产状为3另一组产状为2节40°0°5°7°∠7∠3理中主要充填褐铁矿化石英脉和孔雀石矿脉

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿区矿体总体呈条带状,主要赋存于R2组

矿体产状随地层变化而变SDS、BOMZ、SDB层位,

),化(图3同时受K含矿岩石破碎。IMPE断层影响,根据矿区工程所揭露的情况,该矿区Ⅱ矿段矿体总,。长约9产状倾向2倾角500m,20°36°0°~89°~2剖面上C上部尖、下部u矿体呈楔形或尖形出现,宽,夹石较少,水平方向呈蛇形弯曲出现。250—350

勘探线间有尖灭再现的特征,该矿段矿体由北西往南东有逐渐变厚的趋势;稍呈00m,Ⅳ矿段矿体长4蛇形弯曲出现,产状呈北西至南东走向,倾向225°,。剖面上C倾向633°0°5°u矿体呈弯曲板状~2~6出现,其矿体内夹石较少,矿体厚度7~2品位7m,总体上铜品位较Ⅱ矿段矿体富集,钴分布较为均匀,品位低。

矿区矿体矿化特征主要为脉状、浸染状。3.2 矿石特征3.2.1 矿石组分

矿区矿石组分较简单,矿石矿物主要有孔雀石、硅孔雀石、水钴矿、斑铜矿、辉铜矿和黄铜矿,其它金镍黄铁矿、褐铁矿和赤铁矿。属矿物主要有黄铁矿、

脉石矿物主要有石英、白云石、滑石、绢云母等。3.2.2 矿石结构与构造

、矿石结构以他形粒状结构(图4)泥质结构、交)、代结构(图5为主,含少量包含结构(图6)镶嵌结、构(图7)胶状结构、粒状结构、残余结构和分叉结构等。

矿石构造主要以浸染状、角砾状构造(图8)为主,其次为层状构造、斑杂状构造、脉状构造(图9)和块状构造。

3.2.3 矿石类型与分带

KIMPE矿区矿石类型主要分为氧化矿和混合矿两种。经统计该矿区Ⅱ和Ⅳ矿段工程揭露矿体的矿化情况,从地表至-60m基本为氧化矿带,-6050m为混合矿带,-150m以下仅单个工程~-1

可见以黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿化为主的原生矿带。

长石砂岩;1—白云质粉砂岩、2—白云质粉砂岩;3—含碳质白云质页岩;泥质孔雀石化白云岩;4—含黏土、5—白云质页岩;6—硅化白云岩;白云质粉砂7—层状硅化白云岩;8—层状白云岩、岩;9—紫灰色白云质粉砂岩;10—地质界线;11—断层及编号;

12—地层产状;13—矿区道路

图2 KIMPE铜钴矿区Ⅳ矿段地质构造简图Fi.2 GeoloicalstructurediaramofKIMPE    ggg

CoerobaltMine-C pp

2.3 矿区变质作用与围岩蚀变

KIMPE矿区的元古代地层未发生明显的区域

变质作用,仅在KIMPE断裂附近发生动力变质作用和热变质作用。主要表现为RSF、RSC段的粉砂岩中所含的白云母变成了绢云母,SDB、SDS段的泥岩变成了泥质板岩,白云岩局部变成了结晶白云岩,BOMZ段白云岩中泥质成分的滑石化,CMN段的

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图5 交代结构Fi.5 Metasomatictextur

e g

图3 KIMPE铜钴矿区1650勘探线剖面图Fi.3 1650exlorationlinerofilemaofKIMPE    gppp 

CoerobaltMine-C pp

残坡积物;长石砂岩;1—表土、2—白云质粉砂岩、3—白云质粉砂岩;4—含碳质白云质页岩;5—含黏土、泥质孔雀石化白云岩;6—白云质页岩;7—硅化白云岩;白云质粉砂岩;8—层状硅化白云岩;9—层状白云岩、10—紫灰色白云质粉砂岩;11—矿体及编号;12—断层及编号;

探槽及编号13—地层界线;14—钻孔、

图6 包含结构Fi.6 Poikilitictextur

e g

图4 他形粒状结构

Fi.4 Allotriomorhicranulartexture  gpg

3.2.4 成矿阶段

根据KIMPE铜钴矿床的矿化具有多个阶段,矿石结构、构造、矿物共生组合关系,同时结合为现将K场野外观察,IMPE铜钴矿成矿过程划分为沉积阶段、构造变质及热液改造阶段、表生富集阶段。)沉积阶段。主要形成微球粒状黄铁矿、镍黄1

黄铜矿、斑铜矿、硫铜钴矿。铁矿、

)构造变质及热液改造阶段。形成辉铜矿、蓝2

辉铜矿、斑铜矿、赤铁矿。

)表生富集阶段。形成孔雀石、硅孔雀石、蓝铜3矿、水钴矿、褐铁矿

图7 镶嵌结构Fi.7 Coronatexture g

3.3 矿体围岩和夹石

矿体围岩主要为CMN层灰色、褐灰色中薄层状粉砂岩夹褐黄色粉砂质白云岩、深灰色中薄层状硅化白云岩和RSC灰色层状硅化白云岩。矿区矿体受构造及地层控制,形态完整,矿体内部仅局部含夹石,主要为泥质粉砂岩,互层状泥质岩—粉砂岩和

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刚果(金)KIMPE铜钴矿床地质特征及成因分析 第5期            陈兴海等:

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-6

可以指示为一个局限的沉积B含量高于300×10

]-66-7

。环境,高于4通常是蒸发环境的标志[00×10

4.3 硫同位素

Hohomto测试的同位素数据和Greliny和Oyg

等获得的流体包裹体数据表明,中非铜矿带早期硫化物(硫化物含量5与早期成岩作用同0%~70%)晚期硫化物(硫化物含量2形成生形成,5%~50%)于卢菲利造山运动期间,由变质流体改造同生成岩

7]

。矿物而成[

4.4 流体包裹体

图8 角砾状构造Fi.8 Brecciatedstructur

e g

根据Pirmolin和Nono等对中非铜矿带自生gg石英液体包裹体的显微测温结果,液体出现的最低。温度为8盐度为80~195℃,.4%~18.4%NaCl这些数据表明,在主要矿化阶段,有比较热的含盐流

8]

。体在罗安群地层中迁移[

5 矿床成因及找矿标志

5.1 成矿控制因素

加丹加弧形铜钴矿带中加丹加系罗安群地层是区域上主要的含矿和赋矿岩系。KIMPE矿区所揭露的BOMZ及其上下的SDS、SDB层构成KIMPE

矿区的主要含矿层,铜钴矿化严格受上述层位控制。

图9 脉状构造Fi.9 Veinstructure g

这些岩层在沉积之时有着较高的铜钴含量背景,它们在后期构造活动期间一方面在热动力条件下为成矿提供物质来源,另一方面受构造挤压破碎形成的大量构造裂隙为成矿提供了良好的容矿空间。

在K断裂与铜钴矿化的关系更为IMPE矿区,密切。K断IMPE断裂是一条区域性的较大断裂,断裂活动裂活动对成矿的贡献表现为三个方面:1)导致两侧地层发生动力变质作用和热液变质作用,使罗安群R2组地层中沉积的铜钴元素活化迁移出)来;断裂构成一条导矿通道,使深部的成矿物质和2)热液向上运移;断裂活动造成的破碎带和节理带3构成了良好的赋矿空间。因此在K铜IMPE矿区,钴矿床不仅局限在R而且更进一步,主2组地层中,

[]要局限在R2组的断裂带中5。

次生石英岩等。

4 矿床地球化学特征

4.1 常量元素

根据Kamunzu、Cailteux和Moine等对中非p铜矿带加丹加系R2和R1组183块岩石标本的分析研究表明:RSF、RSC中SiO2含量表现出极大变

,化(15%~89%)SDS、BOMZ、SDB段岩层富含但通常含K高达5较高。在区MO,.2wt.%)g2O(

从铜矿带西到东部R域上,1和R2组岩石表现出而在东部SiOlCaO含量减少,2和A2O3含量增加、岩石中碎屑部分增加,说明东南部岩性向更多碎屑

6]

。沉积发展的趋势[

5.2 矿床成因

外加热液KIMPE矿床是受地层及构造控制、

作用和风化作用影响形成的矿床。新元古代罗安至富含火山碎屑的下孔孔德龙古时期的同沉积阶段,

德龙古群在压实脱水成岩过程中为盆地提供了富含金属的卤水,卤水温度200~250℃。其中的金属可能与有机质和氯的络合物交代成岩早期的黄铁矿形成层状铜钴硫化物矿化。此阶段地质环境以还原环

4.2 微量元素

、KamunzuCailteux和Moine等的研究表明,p

其Rb元素相对中非铜矿带东部岩石具有指示意义,

-6

,在R而在上2组下层岩石中含量为0~5.5×10

-6

。此外,层岩石中含量最高可达63×10R2组岩-6

),在细碎屑沉积中石中B含量为(10~3557×10 

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有 色 金 属(矿山部分)4卷               第6

境为主,裂谷盆地中的同沉积断裂是主成矿期铜元素迁移的有利通道,带来了大量的Cu、Co等成矿元素,是重要的铜钴硫化物富集阶段。

)卢菲利构造带主变形期(使早期550~560Ma沉积的矿化地层被多期次的构造切割破坏,KIMPE断裂应为该时期产物。构造运动使岩层发生褶皱倾与造山热动力有关的热液活动使原斜及断裂破碎,

有矿化岩层受到活化改造,热液使岩石中Cu、Co等并沿一些构造裂隙充填成矿。含矿硫化物活化迁移,

成矿后的新构造活动及区域性隆起抬升使矿区的矿体出露或靠近地表,这些地表及近地表矿体的铜钴硫化物,因长期的氧化淋滤作用,使铜钴硫化物变为氧化物(或氢氧化物)的同时,形成了大量的次生矿物,并导致铜含量大规模提高,形成表生富集矿体。

综合以上分析,KIMPE铜钴矿床的成因类型为沉积—热液改造型5.3 找矿标志

KIMPE铜钴矿床的主要找矿标志包括:

)含黏土、泥质孔雀石化白云岩的B1OMZ段岩层为找矿的标志性地层。

)沿K2IMPE断裂附近发育的次级小断裂和节理裂隙。

)古代采矿留下的遗址和遗迹及现代民采采3坑。

[]9-10

参考文献

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6 结语

赞比亚—刚果(金)铜矿带作为世界第二大铜矿铜(钴)资源位居世界前列。通过对该成矿带中带,

部K将IMPE铜钴矿床进行地质特征及成因分析,对该区域内进一步找矿以及类似矿床的勘查开发和科学研究具有重要参考价值和指导意义。

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/dqc4.html

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