刚果（金）基伍省比西锡矿地质特征及勘查指示

时间：2024-09-03

王武名，盛涛，董少波，张法武，孙宁

（1.江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京 210007；2.浙江华友钴业股份有限公司，浙江桐乡 314500；3.中国地质矿业有限公司，北京 100029；4.中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南昆明 650051；5.中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012）

刚果（金）北基伍省位于非洲大湖地区（卢旺达、刚果（金）、布隆迪），该地区矿产资源丰富，以锡、铌、钽、钨、金等矿产为主。比西（Bisie）锡矿位于北基伍省（North Kivu）省瓦力卡莱地区（Walikale），距区域行政中心戈马（Goma）约180km，目前探明+控制矿石量4.32Mt，锡品位4.61%。前人认为刚果（金）东北部的石英脉型锡矿多产出于石英岩-砂岩中[1]，而比西矿床石英脉型锡矿床产出于绿泥石化角闪片岩中，因此对于该矿床进行地质特征分析、勘查指示总结和成因探讨，对于提升该区域锡矿床的勘查认识和促进矿业开发具有重要意义。

1 区域地质

基巴拉造山带（Kibara Orogeny Belt）自刚果（金）东南部延伸至卢旺达、布隆迪境内，总长度约1300km，其中部被古元古代（2.10-1.86Ga）鲁兹安-乌本迪带（Rusizian-Ubendian）分隔而分为南部KIB带（Kibara Belt）和北部的KAB带（Karagwe-Ankole）。KAB带和KIB带西北侧为太古宙-古元古代的刚果克拉通（Congo Craton），东侧为太古宙坦桑尼亚克拉通（Tanzania Craton），南侧为班韦乌卢地块（Bangweulu Block）（图1）

图1 非洲区域地质简图（据文献）和基巴拉带区域地质简图（据文献[5]）

基巴拉造山带主要由中元古代表壳岩（变质沉积岩和少量变质火山岩）组成，被中元古代的S型花岗岩侵入，局部夹有基性火山岩，是经历多期伸展-挤压的克拉通内碰撞造山带，可分为3期构造阶段：（1）D1期（拉张期），岩浆活动与1375Ma的板内剪切拉张作用有关，广泛发育G1和G2期花岗岩和（超）基性侵入岩（2）D2期（挤压期），该期在KAB带的活动时间约在1.0Ga，该期构造活动发育有G3期含白云母-黑云母花岗岩（1079Ma±14Ma）和G4期淡色花岗岩（986Ma±10Ma）[2，3]。（3）D3期（挤压期），该期的挤压方向为近E-W，发育有少量G5期花岗岩（614Ma）[2]。刚果（金）基伍地区出露地层主要分为鲁兹安群（Rusizian Group）和布顿迪群（Budundian Group）群，前者主要由混合片麻岩、云母片岩、角闪岩、石英岩、大理岩和白云岩，后者主要为石英岩、石英千枚岩局部夹砾岩和白云质岩石。基巴拉带锡矿化时间主要集中于1090Ma～960Ma，以沿断裂产出的石英脉型矿床或产于伟晶岩附近的云英岩化矿体为主，矿化的开始时间约1090Ma～1040Ma，该期矿化时间与D2期造山活动有关，矿化峰期时间为1040Ma～960Ma，该期矿化与约1020Ma～970Ma的G4期S型花岗岩的活动有关[4]。

2 矿区地质

比西锡矿床地区位于刚果（金）的北基伍省西部（图1），该矿床在2000年左右被手工采矿者发现。矿区植被覆盖严重，风化层较厚，交通不变，不利于大比例尺地质填图开展。矿区地层主要走向为NW-SE（图2），地层倾向NE，倾角60°～75°，向深部倾角变大。矿区地层从上到下分为五层：碳质页岩（CBSH）-深灰色至黑色，层状薄构造（0.5cm～2cm），局部夹碳质粉砂岩，含少量黄铁矿，该层真厚度大于150m，该层被石英-电气石-碳酸盐脉穿插；变质沉积岩（METS)-浅灰色、薄层状构造（0.5cm～2cm），原岩为（粉）砂岩，真厚度30m～40m，岩石发育中等程度的硅化和磁铁矿化蚀变，磁铁矿以不连续条带状（1cm至2cm）或网脉状形式出现；石英绢云母片岩（QSSH）-淡色至深灰绿色，中粒鳞片变晶结构，薄层状构造，真厚度80m～90m；云母片岩层(MSCH)-浅灰色至深灰色，细粒鳞片变晶结构，片状构造，局部因黑/白云母含量不同而成条带状构造（条带宽度0.5cm～5cm），真厚度100m～150m；绿泥石片岩层（ASCH）-深绿色至墨绿色，细粒至中粒鳞片变晶结构，片状至条带状构造，暗色条带1cm～5cm不等，真厚度5m～10m，该层原岩为云母片岩，发育弱至中等程度的绿泥石-滑石-石榴石化；角闪岩层（AMPH）-深绿色至黑色，细粒变晶结构，条带状至块状构造，局部含石榴石变斑晶，真厚度20m～30m，岩石发育中度至强烈的绿泥石-滑石-石榴石化蚀变，该层是比西矿区主要锡矿的赋矿围岩。矿区内N-S向断层被E-W向断层横切（图2、3），在花岗岩与沉积岩的接触部易产生N-S向断裂。在姆帕马北区域发育有背斜，该背斜轴面倾向西，倾角45°～50°（图3），随着向南北两侧延伸，该褶皱弯曲程度变弱，地层/矿体形态变得平坦。岩浆岩主要为矿权区中部的花岗岩体，物探成果表明该岩体可能为四期复式岩体，该岩体在地貌呈穹窿形，并被后期断裂穿切（图2），比西矿体沿岩体东侧N-S向山脊出露（图2）。

图2 比西矿区地质简图和比西矿矿区DEM图（SRTM 30m）

3 矿床特征

锡矿体沿姆帕马山脊分布，矿区主要控矿构造是N-S向延伸的脆—韧性剪切带，该剪切带构造形态较为稳定。目前钻探控制矿体为姆帕马北矿体，矿体产出于剪切带内的强绿泥石化角闪片岩内，锡矿体由一系列含锡石英脉群组成，单脉宽2mm～1.8m，矿体水平宽度5m～15m，平均宽度约9m；矿体走向N-S，矿体走向长度从490m（浅部）到150m（深部）不等；矿体倾向东，倾角60°至65°，矿体向北倾伏约25°，目前钻探控制倾向延深至550m，深部未封闭。姆帕马北矿体在部分位置（图3）呈现倾斜褶皱形态，但矿体向两侧延伸变得平缓。矿石类型根据氧化程度可分为氧化矿和原生矿，氧化矿产出于氧化带中，氧化深度可达50m，平均氧化深度30m，氧化矿体由锡石、蒙铁矿粘土、赤铁矿和褐铁矿等矿物组成。原生锡矿主要为石英脉型锡、铜、铅、锌矿石，矿石矿物以锡石、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿为主，脉石矿物以石英、白云母为主。比西矿床金属成矿阶段可分为：①锡石-石英脉阶段，锡石沉淀于石英脉的边缘位置；②多金属硫化物阶段，方铅矿、闪锌矿、黄铜矿为主的多金属硫化物矿脉穿切早期锡矿体为特征。矿床围岩蚀变可分为硅化、云英岩化、电气石化、硫化物化、绿泥石化等，其中云英岩化与锡成矿关系密切，锡石常与白云母共生。

图3 姆帕马北9885615N线剖面图

4 矿床成因

基巴拉带锡矿床以伟晶岩型和石英脉型锡矿床为主，目前尚未发现有矽卡岩型等其他类型矿床。比西花岗岩体目前尚未有详细的地质填图，根据航磁差异划分出四类花岗岩（图2），靠近姆帕马北矿体，沿中等磁性岩体周边分布的强磁性花岗岩可能为G4期花岗岩，强磁性可能是因富含金属矿物所致。在G4花岗岩侵入早期岩体中，由于瑞利分馏作用导致不相容元素Sn、W、Nb、Ta逐渐在熔体中富集，而后该体系在相对深的位置（≤4kbar）发生二次沸腾，产生饱和状态的岩浆—热液流体[6]。岩浆熔体—热液沿已存在的构造软弱面（如层理、劈理、断裂等）运移成矿[7]。在成矿过程中，流体压力、化学条件及围岩化学组分对矿床的形成有重要作用，锡元素的沉淀受温度和压力的影响较小，氧化状态、中性环境和中低盐度（6.2-15.4wt%Nacleq）的流体状态有利于锡石从热液体系中沉淀[8]。在KAB的锡矿床中，同位素数据显示初始成矿流体为岩浆流体[8]，据此推测，在比西矿床中，初始的岩浆成矿流体与围岩发生交代作用或者大气降水的加入，促使流体中pH值和氯化物浓度发生变化有利于锡元素沉淀。锡矿化在热液活动晚期形成，常与云英岩化关系紧密。

5 勘查指示

比西矿床在2000年左右通过含锡铁帽发现并手工开采，矿床风化深度可达50m，最大手工开采深度达70m，这些手工采矿点对于矿床的分布和勘查提供了重要的指示性意义。姆帕马山脊顶部主要由角闪片岩组成，该层岩石叠加含矿热液作用，其抗风化性较区内其他（变质）沉积岩强，因此该层岩石在地貌多呈正地形。比西地区，含锡石英脉出现于绿泥石（化）片岩中，因此对于该区域的石英脉型锡矿勘查应突破以往围岩为砂岩或石英岩的岩性认识。矿区植被覆盖严重，通过航空磁法测量对目标区进行地质构造解析，区分不同地质体，圈定潜在导矿或储矿位置。比西矿床在多金属硫化物阶段有方铅矿等矿物生成，勘查过程中证明利用铅元素作为指示元素进行土壤地球化学勘查有较好的效果。