南非某金礦礦床地質(zhì)特征及找礦前景

張 毅，岳鵬軍，譚康雨，黃建業(yè)

（1.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中資環(huán)鉆探有限公司，北京 100012）

金礦區(qū)位于南非共和國西北省的威特沃特斯蘭德盆地（簡稱蘭德盆地）西北邊緣的克萊克斯多普地區(qū)。該礦床屬于典型的威特沃特斯蘭德礫巖型金(鈾)礦床（簡稱蘭德型），是南非最重要的金礦床類型，也是南非主要的開采對象。通過對該區(qū)以往地質(zhì)資料的分析研究、井下觀測、取樣分析等工作，礦區(qū)內(nèi)金礦體嚴格受石英礫巖層控制，該層也是河流沉積和沖積扇沉積的不整合界面。整個蘭德盆地石英礫巖分布面積達100000km2，礦區(qū)周邊被多家外方礦業(yè)公司包圍，采礦目標(biāo)層一致。本礦區(qū)采礦歷史悠久，但深部尚未進行任何的勘查活動，由此推測找礦前景巨大[1]。

1 成礦地質(zhì)背景

蘭德盆地形成于太古宙晚期。盆地邊緣含金地層由北東～南西延伸約300km、沿北西至南東延伸約100km。含金地層厚約6km，主要由石英巖夾礫巖和頁巖組成，含有少量火山巖單元。沉積巖緩傾于盆地中央。盆地東、西和南部均被太古宙、古生代和中生代火山巖和沉積巖所覆蓋，最厚部位可達4km。

金(鈾)礦化通常產(chǎn)于石英礫巖層內(nèi)，金(鈾)礦床主要分布于盆地的邊緣部位，單層含礦層厚度一般未超過2m。金礦的形成、分布與礫巖中黃鐵礦、碳質(zhì)關(guān)系密切[2]。含礦石英礫巖大部分由70%的礫石和30%的膠結(jié)物組成，金與黃鐵礦等硫化物多富集在膠結(jié)物中；礦體呈薄層狀、似層狀，自然金顆粒為不規(guī)則鱗片狀、板狀、線狀與礫巖中的膠結(jié)物成分一起沉積而成，次圓狀、碎屑狀黃鐵礦、葉蠟石、綠泥石是該礦典型的礦化礦物組合。

沿盆地東部、北部和西部邊緣分布有多個獨立的金礦礦集區(qū)。金礦區(qū)位于克萊克斯多普金礦礦集區(qū)內(nèi)，威特沃特斯蘭德盆地地質(zhì)特征與各礦集區(qū)分布情況見圖1。

圖1 南非威特沃特斯蘭德盆地地質(zhì)與金礦田分布圖

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層為太古宙晚期火山～沉積巖系及第四系，自下而上主要有：下蘭德系(也稱西蘭德群)，包括霍斯皮特爾-希爾亞系、政府亞系、吉普斯頓亞系；上蘭德系(也稱中蘭德群)，包括梅因～伯德亞系、金伯利～埃爾斯堡亞系、文特斯多普系。礦區(qū)地層見表1。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)褶皺不發(fā)育，主要為北東走向、傾向北西的單斜巖層，地層總體產(chǎn)狀北東～南西，構(gòu)造以斷層為主。

礦區(qū)主要發(fā)育一系列北東向正斷層，傾向北西或南東，傾角3°～88°，斷層走向延長3080m～9050m，傾斜延伸數(shù)十米至千余米。斷層常把礦體錯斷，錯距數(shù)米至千余米。

表1 礦區(qū)主要地層簡表

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖主要有鈦鐵礦輝綠巖和橄欖石煌斑巖，呈巖脈狀產(chǎn)出。在中段疊加平面圖上常見輝綠巖呈北西向、北東向及近東西向脈狀產(chǎn)出，對礦體有不同程度的破壞作用。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

金礦產(chǎn)于蘭德盆地的石英巖夾石英礫巖沉積層中，金礦體嚴格受石英礫巖地層控制，呈緩傾斜薄層狀、似層狀產(chǎn)于石英礫巖層中，礦體產(chǎn)出較為穩(wěn)定。礦區(qū)共有4條礦體，全部為盲礦體，由上至下主要為簡稱VCR、EB3&4、EB5、VR。按保有資源儲量由大至小依次為VCR礦體、VR礦體、EB5礦體、EB3&4礦體。

3.1.1 VCR礦體特征

VCR礦體產(chǎn)于文特斯多普系安山質(zhì)熔巖與上威特沃特斯蘭德系碎屑巖接觸帶處的石英礫巖層中，礦體是由石英礫巖和自然金、黃鐵礦、磁黃鐵礦等組成的特殊含礦層位，其上部為安山質(zhì)熔巖，其下為石英巖。金礦化嚴格受礫巖層的控制，礦體呈薄層狀、似層狀。礦體走向北東、傾向北西，傾角最小1°、最大63°，一般9°～35°、平均22°，受斷層影響礦體局部傾向南東，礦體埋深380m～1100m。

3.1.2 EB3&4礦體特征

位于VCR礦體下部，含礦巖性為石英礫巖，其上、下盤圍巖均為石英巖，礦體與石英巖界線較為清晰，EB3&4礦體常與上部的VCR礦體或下部的EB5礦體相貼近而粘連在一起。礦體呈薄層狀、似層狀，礦體產(chǎn)狀與VCR礦體基本一致，走向北東，傾向北西，傾角最小1°、最大43°，一般3°～35°、平均22°，受斷層影響礦體局部傾向南東，礦體埋深600m～1200m。

3.1.3 EB5礦體特征

位于EB3&4礦體下部，含礦巖性為石英礫巖，其上、下盤圍巖均為石英巖。EB5礦體常與上部的EB3&4礦體相貼近而粘連在一起，當(dāng)上部的EB3&4礦體間斷時也直接與VCR礦體相貼近而粘連在一起。礦體呈薄層狀、似層狀，礦體產(chǎn)狀與EB3&4礦體基本一致，走向北東，傾向北西，傾角最小3°、最大43°，一般7°～43°、平均22°，受斷層影響礦體局部傾向南東，礦體埋深600m～1200m。

3.1.4 VR礦體特征

位于EB5礦體下部，含礦巖性為石英礫巖，其上、下盤圍巖均為石英巖。VR金礦體呈薄層狀、似層狀，走向北東，由于受斷層影響，礦體傾向北西或南東，傾角最小0°、最大44°，一般7°～17°、平均11°，礦體埋深750m～2300m。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物組分

礦石中的主要有用礦物為自然金；主要金屬礦物有黃鐵礦，少量磁黃鐵礦、黃銅礦、毒砂，偶見瀝青鈾礦、晶質(zhì)鈾礦等；脈石礦物主要為石英及少量絹云母、白云母、綠泥石、葉蠟石、電氣石和碳質(zhì)等。

自然金為礦區(qū)礦石中最有用的礦物，與黃鐵礦關(guān)系密切。自然金主要呈不規(guī)則粒狀、他形粒狀、海綿狀、似纖維狀分布于礫巖膠結(jié)物中，有時與黃鐵礦一起呈細脈，金的粒度一般小于8μm。

黃鐵礦呈淺黃色，自形、半自形～他形粒狀、次圓狀，粒徑一般小于2mm，表面稍有裂隙，含量占金屬礦物的90%以上，多呈團塊狀、星點狀、條帶狀分布于礫巖膠結(jié)物中。

石英是礦石中最主要的脈石礦物，含量可達90%以上。石英呈次圓狀、扁圓狀，分選性較差，礫石大小不等，最大者直徑為40mm，小的直徑僅幾毫米；膠結(jié)物中的石英呈砂狀，與礫石一樣，明顯受到變質(zhì)作用的影響。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦區(qū)金礦石以含黃鐵礦及磁黃鐵礦等硫化物為特征，金礦石具有自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、膠結(jié)結(jié)構(gòu)、裂隙結(jié)構(gòu)、次圓狀結(jié)構(gòu)、碎屑狀結(jié)構(gòu)、聚粒結(jié)構(gòu)等。

自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)：主要為黃鐵礦等金屬硫化物呈自形-他形、細-粗粒狀分布在礦石中（照片2）。

礦石構(gòu)造主要為礫狀構(gòu)造，在礫狀構(gòu)造的基礎(chǔ)上附加有星點狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等（圖2、圖3）。

圖2 細粒半自形-他形膠結(jié)結(jié)構(gòu)礦石

礫狀構(gòu)造：是礦石的最主要構(gòu)造，表現(xiàn)為以脈石英為主的礫石被砂狀石英及少量絹云母、白云母、綠泥石基質(zhì)所膠結(jié)，礫石大小不一，分選性較差。

條帶狀構(gòu)造：主要為黃鐵礦等金屬硫化物在礦石中呈條帶狀分布。

4 礦床成因

金礦位于威特沃特斯蘭德盆地西北部，礦區(qū)內(nèi)金礦體嚴格受石英礫巖層控制，該層也是河流沉積和沖積扇沉積的不整合界面；含礦石英礫巖大部分由70%的礫石和30%的膠結(jié)物組成，金與黃鐵礦等硫化物多富集在膠結(jié)物中；礦體呈薄層狀、似層狀，自然金顆粒為不規(guī)則鱗片狀、板狀、線狀與礫巖中的膠結(jié)物成分一起沉積而成，次圓狀、碎屑狀黃鐵礦、葉蠟石、綠泥石是該礦典型的礦化礦物組合。

綜合上述，該礦床為沉積型砂礫巖金礦床。

圖3 團塊狀礦石(VCR)

5 找礦前景

根據(jù)目前收集到的礦山資料及鄰近的西南部礦區(qū)資料，經(jīng)綜合分析，總結(jié)了找礦方向有如下幾點：

（1）VR礦體的西南延伸部位：VR礦體整體分布穩(wěn)定、面積大、范圍廣，根據(jù)礦體的錯動規(guī)律，有較大可能向西南沿伸。在此范圍內(nèi)VR礦體有進一步增儲的潛力。

（2）VCR礦體的西南部：VCR礦體西部、南部礦體延伸端還有大量未探明區(qū)域。根據(jù)已開采的VCR礦體及采空區(qū)可以證明VCR礦體及含礦層位延伸穩(wěn)定，南北兩側(cè)具有含礦層位的分布，因此也具有一定找礦空間。

（3）EB3&4、EB5礦體的西南部，EB3&4、EB5礦體與VCR礦體關(guān)系密切，大部分地段相互粘連在一起，因此礦區(qū)西部、南部也具有較大范圍的找礦空間。

（4）綜上，金礦床位于南非金礦礦集區(qū)～蘭德盆地的北西端，發(fā)育北東～南西向的一系列正斷層，截至目前，該區(qū)累計已經(jīng)查明資源量金屬量1600余噸；該礦床經(jīng)過近百年開采坑道資料證實，該礦床在空間上賦礦層位穩(wěn)定延伸，礦體厚度穩(wěn)定，品位均勻，綜合對比鄰近的蘭德盆地的其他礦山，目前開采最深的礦山已經(jīng)到達4300余米，而本區(qū)目前僅開采至2326m，因此該區(qū)深部具有巨大的找礦空間，按照地質(zhì)規(guī)律結(jié)合找礦空間分布范圍，預(yù)測該區(qū)遠景保有金資源量金屬量將會突破現(xiàn)有儲量。