博茨瓦納恩夸凱采區(qū)鉑族元素成礦潛力分析

朱利輝，劉兵昌，脫世博，王海博

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州730000）

博茨瓦納恩夸凱采區(qū)鉑族元素成礦潛力分析

朱利輝，劉兵昌，脫世博，王海博

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州730000）

鉑族金屬是現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的礦產(chǎn),具有寶貴的物理化學(xué)性質(zhì),在國防和高科技等領(lǐng)域具有重要戰(zhàn)略意義。美國、歐盟等發(fā)達(dá)國家都將其作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)，同時具有貨幣儲備的功能。但我國的鉑族元素礦產(chǎn)資源極匱乏,至今尚未找到稍具規(guī)模且有工業(yè)意義獨立鉑族金屬礦床。以博茨瓦納恩夸凱采區(qū)的鉑族金屬礦成礦地質(zhì)特征為立足點，試圖分析其鉑族金屬礦的成礦潛力，以期拋磚引玉。

恩夸凱采區(qū)；鉑族;成礦潛力分析

鉑族元素（簡稱PGE）具有寶貴的物理化學(xué)性質(zhì)，是重要的戰(zhàn)略物資，同時具有貨幣儲備的功能。除了餓和釕為鋼灰色，其余均為銀白色，它們都具有熔點高、強(qiáng)度大、電熱性穩(wěn)定、抗電火花蝕耗性高、抗腐蝕性優(yōu)良、高溫抗氧化性能強(qiáng)、催化活性良好的特點[1]，故其在國防、高科技、汽車、環(huán)境保護(hù)、航空航天以及裝飾品等領(lǐng)域中都起著不可替代的作用。因此，PGE一直受到世界各國的密切關(guān)注[2]。但我國的鉑族元素礦產(chǎn)資源極匱乏,至今尚未找到稍具規(guī)模且有工業(yè)意義獨立鉑族金屬礦床。以博茨瓦納恩夸凱采區(qū)的鉑族金屬礦成礦地質(zhì)特征為立足點，試圖分析其鉑族金屬礦的成礦潛力，以期拋磚引玉。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 地層

研究區(qū)地層系統(tǒng)從老到新依次為：克拉伊河群、洛巴策群、德蘭土瓦超群、沃特貝格群、杭濟(jì)群、卡魯超群以及古新生代地層。按照由老到新敘述之：克拉伊河群（Kraaipan）是區(qū)域最老的巖層，其同位素年齡30億年以上，相當(dāng)于太古代。由一套深變質(zhì)的變質(zhì)火山巖、變質(zhì)玄武巖、變質(zhì)沉積巖所組成，構(gòu)造復(fù)雜，并有多期巖漿穿插，詳細(xì)研究較少，其中有含金石英脈及含金剪切蝕變巖帶，部分含有銅鐵等礦產(chǎn)。

洛巴策群（Lobatse）不整合方式覆蓋于基底太古代深變質(zhì)巖系之上，同位素年齡為約28億年，相當(dāng)于新太古代。主要巖性為片麻狀花崗巖、流紋質(zhì)火山巖、泥巖、砂巖、頁巖、霏細(xì)巖等。

沃特貝格群（Waterberg）主要為一套弱變質(zhì)硅質(zhì)碎屑沉積巖、霏細(xì)巖，顏色多以淡紅色為主。不整合與莫洛波農(nóng)場群（Molopofarms complex）之上，與薩格瓦格瓦（Segwagwa）相伴出現(xiàn)。

杭濟(jì)群（Ghanzi）主要為一套弱變質(zhì)沉積巖，巖性多見紫色，紫紅色弱變質(zhì)長石石英砂巖、粉砂巖夾灰?guī)r透鏡體，含銅、銀的灰綠色弱變質(zhì)長石石英砂巖，粉砂巖。地質(zhì)年齡為850-1000萬年。以不整合方式覆蓋于新元古沃特貝格群（Waterberg）之上。

博茨瓦納晚石炭世到早侏羅世的卡魯群全部是陸相地層，地質(zhì)年齡58-230萬年，總厚達(dá)6000m，直接不整合在前寒武系基底之上[3]。其中上石炭統(tǒng)底部含冰磧巖，下二疊統(tǒng)碎屑巖所夾煤系中產(chǎn)舌羊齒植物群。上二疊統(tǒng)至下三疊統(tǒng)有豐富的爬行類和兩棲類動物化石，如水龍獸。上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)下部為砂巖、頁巖夾煤系，上部德拉肯斯山組為產(chǎn)狀近水平的高原玄武巖。上覆始新統(tǒng)—第四系地層為河、湖相碎屑沉積。

古生代地層：二疊紀(jì)沉積巖石：主要由粗粒石英砂巖、含礫砂巖、沙泥巖構(gòu)成。根據(jù)沉積特征，判斷為二疊紀(jì)河湖相沉積。

新生代地層：在短暫的河道和平原中的第四系沖積層是由粘土、淤泥、沙、礫石組成。

1.2 構(gòu)造特征

博茨瓦納位于南非地臺的卡拉哈迪臺向斜的東南邊緣。約80%的面積被卡拉哈迪系(第三紀(jì)至現(xiàn)代)沉積物覆蓋，只有東部和西北部地區(qū)局部出露第三紀(jì)以前的基巖。全境可分為津巴布韋克拉通、卡普瓦爾克拉通和卡拉哈迪克拉通三個構(gòu)造單元，前兩者為古老的太古宙克拉通，后者為元古宙克拉通。

1）津巴布韋克拉通位于博茨瓦納東部，主要由

古太古代的超基性巖、基性巖、酸性變火山巖，以及綠片巖相和早期角閃石相的沉積變質(zhì)巖、花崗巖組成。

2）卡普瓦爾(Kaapvaal)克拉通位于東南部，出露新太古代片麻巖、超基性巖、火山巖和花崗雜巖等巖石，絕對年齡約24億年，為穩(wěn)定的結(jié)晶地盾。卡普瓦爾克拉通是保存最好的太古宙克拉通盆地，其中的巖石只受到輕微變形和程度很低的變質(zhì)作用，原始的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造被很好的保存在沉積巖中。卡普瓦爾克拉通代表最早的地殼形成物，有著名的巴伯頓綠巖帶，包含有38億年前的混合片麻巖雜巖體和34～31億年前火山沉積成因的綠片巖層。本克拉通大約在30億年前穩(wěn)定下來，達(dá)到完全硬結(jié)，并維持和保存了含有緩傾斜，大部分為未變質(zhì)沉積物的陸緣盆地，邊界不清，而北邊和林波波活動帶為漸變或斷層接觸關(guān)系。

3）卡拉哈迪克拉通，又稱年輕的克拉通(臺向斜)區(qū)，它保留著未變質(zhì)的元古宙和顯生宙的沉積巖和火山巖，其范圍包括博茨瓦納南部和中部廣大地區(qū)。由林波波活動帶、元古宙地臺蓋層、達(dá)馬臘活動帶和卡魯群蓋層組成。

大部分內(nèi)生金屬礦床都受一定規(guī)模的剪切帶控制，產(chǎn)于深大斷裂之間或旁側(cè)，礦體多產(chǎn)在韌-脆過渡帶。此帶是地殼上部物化條件的轉(zhuǎn)換帶，特別有利于成礦流體的自由對流和沉淀成礦。

礦權(quán)區(qū)南部有韋爾達(dá)-卡格爾剪切帶，朱瓦能-馬科蓬剪切帶，兩剪切帶在礦權(quán)區(qū)交匯并延伸。剪切帶呈北東走向，寬約20km，區(qū)域可見長度200km，以動力變質(zhì)巖為主，碎裂程度高。構(gòu)造作用釋放的能量為成礦作用提供能源，各種流體運(yùn)移和匯集的驅(qū)動力，同時為含礦流體提供運(yùn)移的通道和儲存的場所，成礦條件有利。剪切帶中有重要的成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

1.3 變質(zhì)作用

變質(zhì)作用主要表現(xiàn)在綠片巖（M1）及其上覆角閃巖-麻粒巖相（M2）和下伏角閃巖（M3）和綠片巖相（M4、M5），熱中心隨著地質(zhì)時期從西向東轉(zhuǎn)移，硫化物礦床與金礦化作用很可能是與 （M3、M4）角閃巖相變質(zhì)作用有關(guān)。更早時期的硫化物、金礦化，則主要與受限于剪切帶的M5綠片巖相有關(guān)。

2 地球物理特征

1）布格重力異常：研究區(qū)內(nèi)布格重力異常全為負(fù)值,在-130～-99之間。重力異常總的趨勢是北高南低,東西基本位于同一等值線上,南北變化幅值大于東西變化幅值,異常等值線基本平行排列,連續(xù)性好，局部異常封閉。高帶、低帶相間排列,并沿區(qū)域構(gòu)造線作線狀分布。礦權(quán)區(qū)位于布格重力異常梯度帶上，是成礦有利位置。

2）航磁異常：區(qū)域航磁ΔT等值線與莫洛波農(nóng)場群層狀橄欖巖、斜方輝橄巖、輝長巖及橙玄玻質(zhì)巖等基性，超基性巖對應(yīng)，整體呈帶狀，是1:50萬所圈定的3號遠(yuǎn)景成礦區(qū)，礦床類型為接觸帶及矽卡巖型銅鎳礦、鉑族金屬礦；沉積型鉑族金屬礦；超鐵鎂質(zhì)鉻鐵礦。礦權(quán)區(qū)中西部還有北西向串珠狀小異常，礦權(quán)區(qū)區(qū)位于接觸帶，是成礦有利位置。

3 成礦背景分析

礦權(quán)區(qū)位于卡普瓦爾(Kaapvaal)克拉通上，該克拉通經(jīng)過多次碰撞、拉伸，這些重要的改造演化形成了博茨瓦納豐富的金屬和能源。加之礦權(quán)區(qū)的成礦地質(zhì)條件與博茨瓦納重要的馬齊塔馬(Matsitama) CU礦床類似，也受巖體和剪切帶的影響。其附近出露有太古代和元古代地層、MolopoFarm巖體，這些地層和巖體中含有豐富的礦產(chǎn)資源，其中太古代一元古代地層中有中溫?zé)嵋盒虯u礦和磁鐵礦 (條帶狀含鐵石英巖建造)；MolopoFarm巖體主要為鎂鐵質(zhì)巖和超鎂鐵質(zhì)巖，其中發(fā)育的主要礦產(chǎn)為cu、Ni、Au、鉻鐵礦和鉑族元素。并在研究區(qū)圈出多個遠(yuǎn)景成礦區(qū)。

研究區(qū)周邊有三個重要的成礦遠(yuǎn)景區(qū)：3號、4號、5號。其中3號、4號遠(yuǎn)景區(qū)為接觸帶及矽卡巖型銅鎳礦、鉑族金屬礦；沉積型鉑族金屬礦；超鐵鎂質(zhì)鉻鐵礦。5號遠(yuǎn)景區(qū)為卡卡哈盆地銅、金；鐵鎂質(zhì)巖石中鎳-銅、鉑族。因此，博茨瓦納恩夸凱采區(qū)具有良好的成礦背景。

4 成礦潛力評價

通過對研究區(qū)的成礦地質(zhì)條件分析，結(jié)合地質(zhì)路線調(diào)查取得的成果，研究區(qū)出露有莫洛波農(nóng)場超基性巖體，有花崗巖分布，民采礦點多、小采礦坑分布廣，有較好的鉑族金屬礦成礦地質(zhì)條件，有希望找到接觸帶及矽卡巖型鉑族金屬礦和沉積型鉑族金屬礦床。

[1] 謝列文,侯泉林,閻欣等.電感耦合等離子體質(zhì)譜分析通古斯大爆炸地區(qū)沉積物中超痕量鉑族元素[J].巖礦測試, 2001,20(2):88-90.

[2] 李曉峰,毛景文,張作衡.斑巖銅礦中鉑族元素的研究現(xiàn)狀及展望[J].礦床地質(zhì),2003，22(1):95-98.

[3] 朱利輝.博茨瓦納東北部馬卡迪卡迪鹽湖盆地鉀鹽成礦地質(zhì)特征[J].甘肅科技，2015,31(18):35-37.

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