刚果民主共和国金矿类型及主要地质特征
摘要：在资料综合研究的基础上, 通过野外实地考察, 总结了刚果金矿的主要类型及地质特征。认为刚果金矿的主要类型为:1砂金, 分为冲积和残积型, 主要分布于刚果东北部的东方省、玛涅玛省和南北基伍省的河流和山谷中, 含矿部位一般位于地表及以下2 m厚度范围内;2绿岩带型 (greenstone belts) 金矿, 位于中非金矿带的中部, 北西延伸到中非共和国, 南东延伸到坦桑尼亚;此类型矿床一般规模大, 常伴随铌钽矿产出, 大多产出于太古代花岗岩与绿岩带的接触部位, 矿体一般成陡倾斜产出, 成矿流体为富含CO2的H2O--Na Cl流体, 显示流体的不混溶作用与成矿关系密切, 与世界上著名的绿岩带型金矿类似。
关键词：金矿类型刚果克拉通地质特征砂金绿岩带型金矿
0 引言
位于非洲中部的刚果民主共和国 (图1A) , 国土面积234.5万km2。该国大地构造位置处于泛非大陆的中部, 古老克拉通地块汇聚于此 (图1B) , 地质作用复杂, 形成类型多样、资源丰富的矿产资源。中非铜 (钴) 矿带穿越该国东南部, 使刚果成为世界上主要的铜钴矿生产国。在该国的东北部, 比属刚果殖民时期, 已是重要的黄金、铌钽和钻石生产基地。近年来, 随着该国政局的稳定和地质勘探工作的开展, 西方的矿业公司不断在该国发现和开发一些有影响力的金矿, 使该国成为非洲重要的产金大国。伴随着中国对矿产资源的巨大需求, 一些企业 (中铁、华友钴业和金川集团) 及个人投资者开始涉足该国的矿业领域, 目前主要在该国的南部加丹加省开展Cu、Co矿的勘探与开发。有关该国金矿的地质特征与勘探开发鲜有报道, 笔者在收集资料和综合研究的基础上, 通过野外实地考察, 结合区域地质与成矿特征, 总结了该国金矿的主要类型及地质特征, 以期为在该地区开展金矿矿床学研究提供基础, 同时为矿业投资者提供参考。
1 区域地质特征
刚果民主共和国的地形大致分为两类:中部刚果盆地和环刚果盆地高原 (图1B) 。刚果盆地位于该国的中部和西部地区, 同时还包括刚果共和国 (Republic of Congo) 的东部和中非共和国 (Central African Republic) 的南部部分地区, 主要由中生代—新生代的沉积层组成, 盆地沉积层厚度达数千米。环刚果盆地主要为抬升的前寒武纪基底, 西部为大西洋隆起带, 北部为乌干达—中非共和国活动带, 南部为开赛和安哥拉地盾东北部组成, 东南部为泛非时期形成的卢菲利安弧, 东部与东北大裂谷的西缘接壤, 出露古近纪以来火山和碳酸盐岩沉积物。
刚果克拉通主要出露太古代地层, 与卡普瓦 (Kaapvaal) 克拉通、津巴布韦 (Zimbabwe) 克拉通、坦桑尼亚 (Tanzania) 克拉通、西非 (West African) 克拉通构成现今非洲古老的基底, 这些稳定的克拉通可发生部分熔融, 为后期碰撞造山作用形成的花岗岩提供物质来源。刚果克拉通大致分为查鲁—加蓬地体 (喀麦隆南、赤道几内亚、加蓬及刚果) 、刚果地体 (刚果东北部及乌干达西) 、安哥拉地体及开赛地体 (安哥拉东北和刚果南部) 。
查鲁—加蓬地体主要包括3.19~3.12 Ga变形的花岗岩—绿岩、~3.15 Ga的强变质岩、2.95~2.85 Ga侵入的钙碱性英云闪长岩和花岗岩及低变质的中酸性火山岩 (2.97~2.94 Ga) 。后期的超基性岩侵入时间为2.78 Ga, 在地体稳定之前, 造山作用晚期, 存在2.8~2.5 Ga年侵入的花岗岩。
刚果地体 (东北刚果地体) 的西部分布有Bomu杂岩 (闪岩—片麻岩) 和Ganguan绿岩带;西尼罗杂岩分布在北部;上刚果花岗岩 (upper congo granite) 和基巴利 (Kibalian) 绿岩带分布于南部。基巴利组绿岩分布于古老片麻岩之上, 主要由基性火山岩组成, 部分为2.8 Ga的英云闪长岩。绿岩带上部发育双峰式火山沉积序列, 并与2.45 Ga侵入的花岗岩发生混合岩化作用, 与坦桑尼亚绿岩带类似。西尼罗杂岩由高级变质片麻岩和残余的基性绿岩组成, 杂岩带南东方向延伸至南苏丹、乌干达和坦桑尼亚境内。年龄>3.0 Ga的Ganguan组绿岩分布于Bomu杂岩上部, 主要由弱变质的石英岩、板岩、碧玉铁质岩、滑石片岩和辉绿岩组成。3.4~3.0 Ga形成的Bomu杂岩主要为混合片麻岩, 含有基性和变质沉积片岩捕虏体, 变形作用的时间约为3.3~3.0 Ga, 杂岩北西方向延伸至中非共和国境内。
安哥拉地体主要岩性为片麻岩和片岩组成的变质杂岩, 经历了2.8~2.7 Ga期间的麻粒岩相变质作用, 并被2.83~2.60 Ga期间的花岗岩穿插侵入, 上部被火山沉积岩覆盖 (北部为Jamba组, 南部为Utende-Chela超群) 。安哥拉地体在后期的Eburnian事件 (2.2~1.8 Ga构造事件, 使上地壳和同期花岗岩发生褶皱和变质作用) 中被重新改造。
开赛地体主要由英云闪长质片麻岩和花岗闪长岩组成, 全岩Rb-Sr等时线年龄为3.49~3.33Ga, 2.9~2.8 Ga和2.83 Ga期间分别有紫苏花岗岩和花岗岩的侵入, 区域变质作用使原岩发生麻粒岩相的变质, 另外一个地质事件是2.7~2.6 Ga广泛侵入的钙碱性花岗岩, 与原岩发生混合岩化作用。
2 金矿的主要分布特征
刚果民主共和国主要的矿产资源 (非油气资源) 有Cu-Co、Au、Sn、Nb-Ta及钻石, 矿产资源具有明显区域分布特征, 主要环绕刚果盆地的高原区分布 。南部的加丹加省出产Cu-Co矿床, 含Cu约5 800万t, 含Co约460万t, 分别占中非铜矿带的41%和77%, 北部的东方省、北基伍省和中部的南基伍省、玛涅玛省出产Au、Sn、Nb--Ta及钻石矿 。
研究表明, 刚果东北部的金矿主要与绿岩带有关, 一些宽度较窄 (宽度<10 km, 长度30~60km) 的绿岩带形成等倾斜的褶皱, 轴面近垂直。非洲中部广泛发育的绿岩带可能为刚果东北部、中非共和国南部和坦桑尼亚西北部金矿的形成提供物源。金矿的类型主要有砂金、脉型及条带状铁建造 (BIF) 型, 金矿品位可达6~7g/t, 厚度约5~15 m, 延伸数百米。早期的地质调查工作显示, 刚果金矿带主要分布于Kilo-Moto和Twangiza--Namoya区域 。近年来, 在该国的加丹加省北部的克莱米 (Kalemie) 地区发现许多金矿及金矿点, 初步判断为绿岩带型金矿, 该地区可能是刚果另一个重要金矿带。
3 金矿的类型及地质特征
3.1 砂金矿
刚果砂金的发现和开采历史悠久, 野外考察表明该国砂金主要分两种类型:残积型和冲积型。
3.1.1 残积型金矿
残积型的砂金含矿层厚度不均, 从近地表到深达20 m的范围内均有分布。含矿层一般呈砖红色 , 呈现出类似于西非的红土型金矿特征, 与红土型金矿主要的差别是, 刚果已经发现的残积型砂金矿层含砾石较多 (砾石成不规则状) , 可能反应风化作用不完全, 离岩金矿距离较近。残积型金矿多为坡积型, 品位较低 (一般0.1~1 g/t) , 但规模较大。
3.1.2 冲积型金矿
冲积型金矿主要分布于古河床、冲击三角洲和现代水系中, 含矿部位一般位于地表及以下2~3m厚度的范围内。含矿层通常呈土黄色, 砂金主要赋存在含砾石的冲积层 中 , 经过溜槽冲刷或简单淘洗后, 一般能见到金颗粒, 颗粒呈不规则状。在现代沟谷或河流中, 也赋存一些冲积型的金矿。此类型的金矿品位较高 (一般高于1 g/t) , 但规模不定。
3.2 岩金矿
按目前已开展的工作, 岩金矿主要分布于东北部的Kilo-Moto金带和东部的Twangiza-Namoya金带, 主要为与前寒武纪绿岩带有关的金矿。矿体多产出于花岗岩与绿岩带交界的部位 , 常伴随铌钽矿产出, 铌钽矿的形成可能与侵入到绿岩带中的花岗岩有关。近年来的地质工作, 在加丹加省北部克莱米地区也发现一些类似于绿岩带型的金矿及矿点, 显示具有较好的找矿潜力。
3.2.1 基洛 (Kilo) 金矿区
基洛金矿区位于东方省的东部, 与乌干达接壤 , 该区黄金储量达700万盎司 (约200 t) , 为一典型的绿岩带型金矿区。矿脉宽度一般不超过2 m, 近垂直的侵入到围岩中, 一般在转换断层的部位变厚。围岩类型各异, 有闪石岩、绿泥石—阳起石—滑石片岩、石英闪长岩和英云闪长岩等。矿石中金的品位变化较大, 在Tesle矿床, 石英脉厚度约为1 m, 金品位为2~25 g/t, 平均10 g/t;在Lima矿床, 石英脉中金的品位超过20 g/t, 接触围岩金的品位为5~6 g/t;在Camp III矿床, 单脉的厚度为0.5~2 m, 品位为20 g/t。
关于金矿中金的来源一直存在着争议, 有学者认为金的来源与绿岩带 (火山变质和火山沉积) 及花岗斑岩有关, 但Lavreau认为金可能来源于变质交代作用, 与花岗斑岩无关, 一个重要的证据是在含有基巴利带绿岩的溪流中淘洗, 能见到颗粒金, 而含有花岗斑岩的溪流中淘洗, 未见颗粒金。
从地质图上可以看出 , 早期形成的基性—中性火山变质岩 (绿岩带) 被后期花岗斑岩侵入。绿岩带整体呈NW--SE向展布 (与中非绿岩带的展布方向类似) , 表明早期 (3.5~3.2 Ga) 受NW--SE方向的构造作用, 大量的基性—中性火山岩喷发沉积, 后期 (3.2~2.0 Ga) 的花岗斑岩的侵入;基性的火山岩变质后构成绿岩带的主要岩性;晚期 (2.0~1.5 Ga) 由于构造置换, 受NE--SW方向的构造应力作用, 形成NE-SW向的剪切带, 大量含矿石英脉的侵入, 是该地区金矿形成的主要原因, 绿岩带可能为成矿提供金矿来源, 花岗斑岩的侵入为金的活化可能提供一定作用。
摘要：在资料综合研究的基础上, 通过野外实地考察, 总结了刚果金矿的主要类型及地质特征。认为刚果金矿的主要类型为:1砂金, 分为冲积和残积型, 主要分布于刚果东北部的东方省、玛涅玛省和南北基伍省的河流和山谷中, 含矿部位一般位于地表及以下2 m厚度范围内;2绿岩带型 (greenstone belts) 金矿, 位于中非金矿带的中部, 北西延伸到中非共和国, 南东延伸到坦桑尼亚;此类型矿床一般规模大, 常伴随铌钽矿产出, 大多产出于太古代花岗岩与绿岩带的接触部位, 矿体一般成陡倾斜产出, 成矿流体为富含CO2的H2O--Na Cl流体, 显示流体的不混溶作用与成矿关系密切, 与世界上著名的绿岩带型金矿类似。
关键词：金矿类型刚果克拉通地质特征砂金绿岩带型金矿
0 引言
位于非洲中部的刚果民主共和国 (图1A) , 国土面积234.5万km2。该国大地构造位置处于泛非大陆的中部, 古老克拉通地块汇聚于此 (图1B) , 地质作用复杂, 形成类型多样、资源丰富的矿产资源。中非铜 (钴) 矿带穿越该国东南部, 使刚果成为世界上主要的铜钴矿生产国。在该国的东北部, 比属刚果殖民时期, 已是重要的黄金、铌钽和钻石生产基地。近年来, 随着该国政局的稳定和地质勘探工作的开展, 西方的矿业公司不断在该国发现和开发一些有影响力的金矿, 使该国成为非洲重要的产金大国。伴随着中国对矿产资源的巨大需求, 一些企业 (中铁、华友钴业和金川集团) 及个人投资者开始涉足该国的矿业领域, 目前主要在该国的南部加丹加省开展Cu、Co矿的勘探与开发。有关该国金矿的地质特征与勘探开发鲜有报道, 笔者在收集资料和综合研究的基础上, 通过野外实地考察, 结合区域地质与成矿特征, 总结了该国金矿的主要类型及地质特征, 以期为在该地区开展金矿矿床学研究提供基础, 同时为矿业投资者提供参考。
1 区域地质特征
刚果民主共和国的地形大致分为两类:中部刚果盆地和环刚果盆地高原 (图1B) 。刚果盆地位于该国的中部和西部地区, 同时还包括刚果共和国 (Republic of Congo) 的东部和中非共和国 (Central African Republic) 的南部部分地区, 主要由中生代—新生代的沉积层组成, 盆地沉积层厚度达数千米。环刚果盆地主要为抬升的前寒武纪基底, 西部为大西洋隆起带, 北部为乌干达—中非共和国活动带, 南部为开赛和安哥拉地盾东北部组成, 东南部为泛非时期形成的卢菲利安弧, 东部与东北大裂谷的西缘接壤, 出露古近纪以来火山和碳酸盐岩沉积物。
刚果克拉通主要出露太古代地层, 与卡普瓦 (Kaapvaal) 克拉通、津巴布韦 (Zimbabwe) 克拉通、坦桑尼亚 (Tanzania) 克拉通、西非 (West African) 克拉通构成现今非洲古老的基底, 这些稳定的克拉通可发生部分熔融, 为后期碰撞造山作用形成的花岗岩提供物质来源。刚果克拉通大致分为查鲁—加蓬地体 (喀麦隆南、赤道几内亚、加蓬及刚果) 、刚果地体 (刚果东北部及乌干达西) 、安哥拉地体及开赛地体 (安哥拉东北和刚果南部) 。
查鲁—加蓬地体主要包括3.19~3.12 Ga变形的花岗岩—绿岩、~3.15 Ga的强变质岩、2.95~2.85 Ga侵入的钙碱性英云闪长岩和花岗岩及低变质的中酸性火山岩 (2.97~2.94 Ga) 。后期的超基性岩侵入时间为2.78 Ga, 在地体稳定之前, 造山作用晚期, 存在2.8~2.5 Ga年侵入的花岗岩。
刚果地体 (东北刚果地体) 的西部分布有Bomu杂岩 (闪岩—片麻岩) 和Ganguan绿岩带;西尼罗杂岩分布在北部;上刚果花岗岩 (upper congo granite) 和基巴利 (Kibalian) 绿岩带分布于南部。基巴利组绿岩分布于古老片麻岩之上, 主要由基性火山岩组成, 部分为2.8 Ga的英云闪长岩。绿岩带上部发育双峰式火山沉积序列, 并与2.45 Ga侵入的花岗岩发生混合岩化作用, 与坦桑尼亚绿岩带类似。西尼罗杂岩由高级变质片麻岩和残余的基性绿岩组成, 杂岩带南东方向延伸至南苏丹、乌干达和坦桑尼亚境内。年龄>3.0 Ga的Ganguan组绿岩分布于Bomu杂岩上部, 主要由弱变质的石英岩、板岩、碧玉铁质岩、滑石片岩和辉绿岩组成。3.4~3.0 Ga形成的Bomu杂岩主要为混合片麻岩, 含有基性和变质沉积片岩捕虏体, 变形作用的时间约为3.3~3.0 Ga, 杂岩北西方向延伸至中非共和国境内。
安哥拉地体主要岩性为片麻岩和片岩组成的变质杂岩, 经历了2.8~2.7 Ga期间的麻粒岩相变质作用, 并被2.83~2.60 Ga期间的花岗岩穿插侵入, 上部被火山沉积岩覆盖 (北部为Jamba组, 南部为Utende-Chela超群) 。安哥拉地体在后期的Eburnian事件 (2.2~1.8 Ga构造事件, 使上地壳和同期花岗岩发生褶皱和变质作用) 中被重新改造。
开赛地体主要由英云闪长质片麻岩和花岗闪长岩组成, 全岩Rb-Sr等时线年龄为3.49~3.33Ga, 2.9~2.8 Ga和2.83 Ga期间分别有紫苏花岗岩和花岗岩的侵入, 区域变质作用使原岩发生麻粒岩相的变质, 另外一个地质事件是2.7~2.6 Ga广泛侵入的钙碱性花岗岩, 与原岩发生混合岩化作用。
2 金矿的主要分布特征
刚果民主共和国主要的矿产资源 (非油气资源) 有Cu-Co、Au、Sn、Nb-Ta及钻石, 矿产资源具有明显区域分布特征, 主要环绕刚果盆地的高原区分布 。南部的加丹加省出产Cu-Co矿床, 含Cu约5 800万t, 含Co约460万t, 分别占中非铜矿带的41%和77%, 北部的东方省、北基伍省和中部的南基伍省、玛涅玛省出产Au、Sn、Nb--Ta及钻石矿 。
研究表明, 刚果东北部的金矿主要与绿岩带有关, 一些宽度较窄 (宽度<10 km, 长度30~60km) 的绿岩带形成等倾斜的褶皱, 轴面近垂直。非洲中部广泛发育的绿岩带可能为刚果东北部、中非共和国南部和坦桑尼亚西北部金矿的形成提供物源。金矿的类型主要有砂金、脉型及条带状铁建造 (BIF) 型, 金矿品位可达6~7g/t, 厚度约5~15 m, 延伸数百米。早期的地质调查工作显示, 刚果金矿带主要分布于Kilo-Moto和Twangiza--Namoya区域 。近年来, 在该国的加丹加省北部的克莱米 (Kalemie) 地区发现许多金矿及金矿点, 初步判断为绿岩带型金矿, 该地区可能是刚果另一个重要金矿带。
3 金矿的类型及地质特征
3.1 砂金矿
刚果砂金的发现和开采历史悠久, 野外考察表明该国砂金主要分两种类型:残积型和冲积型。
3.1.1 残积型金矿
残积型的砂金含矿层厚度不均, 从近地表到深达20 m的范围内均有分布。含矿层一般呈砖红色 , 呈现出类似于西非的红土型金矿特征, 与红土型金矿主要的差别是, 刚果已经发现的残积型砂金矿层含砾石较多 (砾石成不规则状) , 可能反应风化作用不完全, 离岩金矿距离较近。残积型金矿多为坡积型, 品位较低 (一般0.1~1 g/t) , 但规模较大。
3.1.2 冲积型金矿
冲积型金矿主要分布于古河床、冲击三角洲和现代水系中, 含矿部位一般位于地表及以下2~3m厚度的范围内。含矿层通常呈土黄色, 砂金主要赋存在含砾石的冲积层 中 , 经过溜槽冲刷或简单淘洗后, 一般能见到金颗粒, 颗粒呈不规则状。在现代沟谷或河流中, 也赋存一些冲积型的金矿。此类型的金矿品位较高 (一般高于1 g/t) , 但规模不定。
3.2 岩金矿
按目前已开展的工作, 岩金矿主要分布于东北部的Kilo-Moto金带和东部的Twangiza-Namoya金带, 主要为与前寒武纪绿岩带有关的金矿。矿体多产出于花岗岩与绿岩带交界的部位 , 常伴随铌钽矿产出, 铌钽矿的形成可能与侵入到绿岩带中的花岗岩有关。近年来的地质工作, 在加丹加省北部克莱米地区也发现一些类似于绿岩带型的金矿及矿点, 显示具有较好的找矿潜力。
3.2.1 基洛 (Kilo) 金矿区
基洛金矿区位于东方省的东部, 与乌干达接壤 , 该区黄金储量达700万盎司 (约200 t) , 为一典型的绿岩带型金矿区。矿脉宽度一般不超过2 m, 近垂直的侵入到围岩中, 一般在转换断层的部位变厚。围岩类型各异, 有闪石岩、绿泥石—阳起石—滑石片岩、石英闪长岩和英云闪长岩等。矿石中金的品位变化较大, 在Tesle矿床, 石英脉厚度约为1 m, 金品位为2~25 g/t, 平均10 g/t;在Lima矿床, 石英脉中金的品位超过20 g/t, 接触围岩金的品位为5~6 g/t;在Camp III矿床, 单脉的厚度为0.5~2 m, 品位为20 g/t。
关于金矿中金的来源一直存在着争议, 有学者认为金的来源与绿岩带 (火山变质和火山沉积) 及花岗斑岩有关, 但Lavreau认为金可能来源于变质交代作用, 与花岗斑岩无关, 一个重要的证据是在含有基巴利带绿岩的溪流中淘洗, 能见到颗粒金, 而含有花岗斑岩的溪流中淘洗, 未见颗粒金。
从地质图上可以看出 , 早期形成的基性—中性火山变质岩 (绿岩带) 被后期花岗斑岩侵入。绿岩带整体呈NW--SE向展布 (与中非绿岩带的展布方向类似) , 表明早期 (3.5~3.2 Ga) 受NW--SE方向的构造作用, 大量的基性—中性火山岩喷发沉积, 后期 (3.2~2.0 Ga) 的花岗斑岩的侵入;基性的火山岩变质后构成绿岩带的主要岩性;晚期 (2.0~1.5 Ga) 由于构造置换, 受NE--SW方向的构造应力作用, 形成NE-SW向的剪切带, 大量含矿石英脉的侵入, 是该地区金矿形成的主要原因, 绿岩带可能为成矿提供金矿来源, 花岗斑岩的侵入为金的活化可能提供一定作用。
