津巴布韦大岩墙铂族金属资源开发现状.doc

津巴布韦地质背景与优势矿产资源简介曲红军 1，2，窦 伟 2，李 科 2，曲欢 2（1.四川省冶金地质勘查局，四川成都 ，610041；2.四川省鑫冶矿业投资股份有限公司，四川成都，610041)摘要：津巴布韦在地质演化过程中，经历了多期、多阶段的构造变形、岩浆活动、变质作用和沉积作用。 津巴布韦块体由稳定的克拉通和边缘活动带（造山带）以及显生宙盆地三部分组成，东部与莫桑比克构造带之 间的推覆断裂带可能为地壳叠接带。据此初步划分了两个一级构造单元、六个二级构造单元、十四个三级构造 单元。依据矿产资源在各构造单元的分布特点，初步划分为十二个成矿带。主要优势矿种为金、铬、铂族元素、 金刚石、铜多金属、煤及煤层气等。关键词：地质背景；构造单元；优势矿产；简介20112012 年，四川省冶金地质勘查局和四川省鑫冶矿业投资股份有限公司对津巴布韦开展了优势矿产资源选区调查评价工作。根据实地调查和收集的各方面资料，现对津巴布韦地层、构造、岩浆岩以 及矿产资源分布作一简要介绍。津巴布韦位于非洲南东部，国土面积 390580 平方千米，北部是赞比亚，东部是莫桑比克，西部是博 茨瓦纳，南部是南非。津巴布韦 67.5%的地区由前寒武系结晶岩和变质岩组成，属于南部非洲典型的克 拉通块体之一，只在西部、南部和北部地区有显生宙沉积岩-火山岩分布。津巴布韦矿产资源丰富，产 出矿产 30 余种，优势矿种有金、铬铁矿、铂族元素、金刚石、煤、镍、铁、铜、钴等。1地层津巴布韦地层主要由太古界、元古界及显生宙盖层组成（图 1）。太古界分布于克拉通块体内，元古界分布于克拉通块体周边，显生宙分布于西部、南部和北部部分地区。 太古界自下而上划分为三个系（群），即赛巴奎系、布拉瓦约系及沙姆瓦系。津巴布韦克拉通地块中部主要由 29.535 亿年的赛巴奎系或 Belingwean 群片麻岩、深变质火山岩及古老绿岩带组成。赛巴奎期绿 岩带岩性由科马提质岩、拉斑玄武质火山岩夹碎屑岩和条带状含铁建造组成，是标准的绿岩系。上部呈不 整合覆盖年龄为 2829 亿年的下布拉瓦约群，年龄为 27 亿年的上布拉瓦约群分别出露在中部地块两侧。 下布拉瓦约群又称为下绿岩带，由科马提质岩和铁镁质-长英质火山岩、砾岩夹条带状铁质建造及碎屑岩 组成；上布拉瓦约群与其上的沙姆瓦群合称为上绿岩带1，分布在克拉通地块两侧。北西部的上绿岩带由 以钙碱性火山岩夹层状沉积岩、铁质条带及火山作用同期侵入岩组成；南东部的上绿岩带主要为厚层堆积 的拉斑玄武岩组成，下部为超铁镁质熔岩，上部依次为条带状铁质建造和碎屑岩沉积。据张明云等研究2， 上布拉瓦约群在克拉通北西部为陆上火山岛弧，南东部为裂谷带，后发育成古海盆，在靠近古大陆形成楔 状被动大陆边缘沉积。此外，在克拉通块体南北两侧普遍分布有深变质、强烈变形的新太古界副片麻岩、 变粒岩、麻粒岩等高级变质岩，系由晚太古代造山运动对克拉通块体边缘改造所形成。元古界呈倒“C”型绕克拉通块体断续分布，与克拉通呈不整合接触，局部为断层接触。下部由变质 砾岩、含砾砂岩、长石砂岩、千枚岩、石英岩以及变质基性火山岩组成；中部以石英岩、云母-石英片岩、 千枚岩为主，夹石灰岩、页岩及玄武岩，局部深变质为片麻岩；上部主要为碳酸盐岩、粗砂岩、砾岩及砂 页岩3。其中北西部曼冈迪褶皱带和南部林波波变形带的元古界强烈变形变质，形成一系列紧密倒转褶皱， 局部形成片麻岩或混合岩。东部的元古界则是由莫桑比克构造带推覆到津巴布韦克拉通之上而形成。显生宙由下而上包括二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系以及更新统和现代沉积。二叠系-侏罗系主 要为陆相沉积，在南部非洲称为卡鲁群。二叠系岩性主要为冰碛、泥岩、煤系及砂岩；三叠系岩性主要收稿日期：2012-08-06作者简介：曲红军（1957-），男，四川成都人，教授级高级工程师，研究方向：固体矿产勘查与评价，区域成矿学为粗砂岩、砂岩、粉砂岩；侏罗系主体为德雷肯斯贝赫火山岩，岩性以玄武岩为主，最厚达 1370 米，玄武岩之上局部有流纹岩分布；白垩系主要分布在西部卡拉哈里盆地，岩性为砂岩及碱性火山岩；更新统 主要为风成砂以及冲积层沉积。图 1 津巴布韦地层岩石分布图（据 2010 年津巴布韦 1100 万地质图改编）2岩浆活动津巴布韦岩浆活动包括花岗岩类、基性-超基性岩类、基性火山岩和金伯利岩等。花岗岩类侵入主要有三个大的时期。太古代期间花岗岩质侵入体，分布在津巴布韦克拉通内，主 要岩石类型有花岗岩、花岗闪长岩-石英二长岩、英云闪长岩等。以花岗岩为主体，绝大多数花岗岩已 片麻岩化。岩体多呈椭圆形岩基产出，岩体之间为绿岩带。元古代侵入岩，以花岗岩类为主，主要侵 入于大岩墙西部的太古界-元古界地层中。侏罗纪侵入岩，仅见于南部林波波活动带内，岩石类型有 花岗岩和霞石正长岩，伴随有同源火山岩产出。基性与超基性岩以津巴布韦大岩墙为代表，呈北北东走向，长达 550 千米，宽 811 千米，北段受 赞比西活动带影响，走向转折多变，为沿断裂脉动式侵入形成，其侵入时间为 25.75 亿年4，为太古代晚 期。大岩墙结晶分异良好，由上而下依次为辉长岩-辉石岩-斜方辉橄岩-橄榄岩，因此，它实际上是一 个带状岩盆。早侏罗世喷溢的德雷肯斯贝赫玄武岩，呈水平状覆盖在卡鲁群顶部，具典型的高原玄武岩特征，由多层岩流叠置组成。在津巴布韦克拉通内及其周边，晚于德雷肯斯贝赫玄武岩还有大规模的卡鲁粗玄岩活动，有两种产 状：一为岩浆向上沿侧面扩张，平行地层层面，形成岩床、岩席；二为岩浆沿直立节理充填，形成众多 岩脉（图 2）。该期岩脉明显切割了德雷肯斯贝赫玄武岩，因此，其形成时期稍晚于早侏罗世。这套基性 岩的侵入与东非裂谷系统的活动有关。金伯利 岩呈 岩筒或 裂 隙状产出，前者在平面上呈 卵形或大致圆形，直径最小 者 1.5 米，大者达 1.6 千米， 具有陡峭的边部，向深部逐 渐尖削灭。裂隙状的金伯利 岩特征是窄而不规则。近地 表岩石风化成柔软黄土状， 向深处变为蓝土，再向深处 即进入原岩。岩石成分为橄 榄石、透辉石、金云母、钛 铁矿等，为金刚石的母岩。 其生成时代在中生代晚期。 津巴 布韦金伯利 岩的分布 见图 2。3构造单元划分津巴布韦北部为赞比西压扭性活动带，南部为南万 达-林波波剪切活动带，东部 为莫桑比克推覆构造带，西 部为卡拉哈里盆地，中部为 稳定克拉通。莫桑比克推覆图 2 津巴布韦基性-超基性岩分布图（据 2010 年津巴布韦 1:100 万地质图改编)构造带（造山带）以西的边缘活动带和显生宙盆地，都是在津巴布韦克拉通地块基础上形成的，而莫桑比克构造带为一规模巨大的南北向构造带，与津巴布韦克拉通在地质特征上有显著区别，二者之间可能为地 壳叠接带。根据这一区域构造特征，初步将构造分区划分为津巴布韦块体和莫桑比克构造带两个 I 级构造 单元。主体是津巴布韦块体，该块体又进一步划分为 6 个二级构造单元，14 个三级构造单元（图 3）。I、津巴布韦块体I1、津巴布韦克拉通：津巴布韦克拉通主要由中部古太古界陆核和周边中-新太古界增生带组成，中 部侵入有著名的津巴布韦大岩墙，进一步划分为 3 个三级构造单元。I1-1、古太古代陆核：陆核区地层主要为赛巴奎系火山-沉积序列，与侵入的花岗岩类一起已深变质 为结晶岩和各种片麻岩、麻粒岩，局部保留有富镁火山岩质片岩及碧玉铁质岩，为残留的古太古界绿岩带。I1-2、中-新太古代增生带：北西部中-新太古代增生带主要由布拉瓦约系和沙姆瓦系组成，伴有底 辟侵入的花岗岩群；南东部中-新太古代增生带主要由片麻状花岗岩组成，其与古太古代陆核之间由马 斯温戈-穆塔雷走滑断裂带分隔，沿断裂带赋存有布拉瓦约群-沙姆瓦群绿岩带。绿岩带内常见后期侵入 的花岗岩、英云闪长岩、伟晶岩以及铁镁质岩床、岩脉。津巴布韦克拉通内的绿岩系是津巴布韦最为重要的金矿、铁矿产出层位5。据统计，整个绿岩系中 分布有 4000 多个金矿床、点，其中有数十个矿床资源量规模在 20 吨以上，百吨级的矿床有十多处。此 外，还赋存有与铁镁质岩床有关的铬、镍（铜）矿产，与伟晶岩有关的钨锡、钽铌、锂铍矿床、点星罗棋布。I1-3、大岩墙：津巴布韦大岩墙是世界著名的地质奇迹，以盛产铂、钯、金、铬、镍、铜而著称， 沿大岩墙赋存有数十个大型-超大型铂钯（金）、铬铁矿矿床。I2、赞比西活动带：三级构造单元编号 I2-1。该活动带位于津巴布韦北部，克拉通地块与赞比西深 断裂带之间，系由赞比西深断裂带长期活动，向南挤压以及近东西向反复剪切所形成的构造变形带，主 要影响范围包括津巴布韦克拉通北缘和曼冈迪褶皱带北段。在克拉通北缘，主要表现为一系列近东西向 的剪切断裂活动，形成众多大规模的糜棱岩带，而在曼冈迪褶皱带北段，主要表现为在近南北向的褶皱 带内叠加了一系列近东西向的褶皱，并伴随有大量花岗质岩体、岩脉及伟晶岩的侵入，形成众多与花岗 岩、伟晶岩有关的钨锡锂铍钽铌等矿床、点。I3、林波波活动带：林波波活动带位于津巴布韦克拉通南侧，与克拉通之间以大规模的北西西向和 北东东向断裂带为边界，西段断裂为南万达剪切断裂带，东段断裂为北林波波逆冲带，东西两段之间被 马斯温戈-穆塔雷走滑断裂带切割。中-新太古宙时期，林波波带为一地堑构造，其后发育成为一个巨型 剪切构造带，二叠纪以后形成断陷盆地。在津巴布韦范围内，林波波活动带内部可进一步划分为 4 个三 级构造单元。I3-1、林波波边缘太古界褶皱变形带：岩石主要由紫苏花岗岩、各种类型的花岗岩、麻粒岩和变沉 积片麻岩组成，残留有少量太古界绿岩带夹片。变形带内东部构造线方向为北东东向，西部构造线方向 为北西西向，中部为两组构造线相互交切区。矿产资源有金、铬铁矿、金刚石等。I3-2、奇雷济元古 界剪切变形带：剪切带 内具陡倾斜的片理和线 理构造，局部有晚期侵 入的花岗岩。矿产资源 以金刚石、铜为主。I3-3、奇马尼马尼 元古界褶皱带：该构造 单元夹持于近南北向的 鲁皮斯断裂带与莫桑比 克推覆构造带之间，主 要出露元古界碎屑岩， 卡鲁粒玄岩呈岩床、岩 席、岩脉大面积分布， 已知矿产资源以砂金为 主。I3-4、林波波中央 盆地带：为林波波活动 带中部的沉积-火山岩 盆地，主要沉积为晚古 生界-中生界的卡鲁 群，其中二叠系是主要 的含煤层位。卡鲁群上 部岩系以玄武质、流纹图 3 津巴布韦大地构造分区图（据 1996 年津巴布韦 1:100 万构造地质图改编）深大断裂：赞比西断裂带，芒特达尔文断裂带，曼冈迪断裂带，马斯温戈-穆塔雷剪切断裂 带，北林波波断裂带，南万达剪切断裂带，TRIANGLE 剪切断裂带，鲁皮斯断裂带，莫桑比克推覆断裂带质火山岩为主。有侏罗纪花岗岩和碱性岩类类 侵入体侵入于卡鲁群 中，赋存有与侵入体有关的铜、钼、钨矿化。I4、曼冈迪褶皱带：曼冈迪褶皱带位于津巴布韦克拉通北西，与津巴布韦克拉通主要呈不整合接触， 局部呈断层接触。北部被赞比西深断裂所截，南西被卡拉哈里盆地覆盖，中部出露卡洛伊太古界隆起。 可划分为两个三级构造单元。I4-1、卡洛伊太古界隆起：该隆起区主要出露太古界片麻岩，由于其位于曼冈迪褶皱带与赞比西变 形带构造复合部位，后期岩浆侵入和岩浆气液活动十分频繁，形成了众多与花岗岩、伟晶岩有关的钨锡 锂铍钽铌等矿床、点。I4-2、曼冈迪-卡里巴元古界褶皱带：该褶皱带分布于卡洛伊隆起东西两侧，南部由一系列走向北东 的紧密-倒转褶皱组成，北段受赞比西变形带影响，褶皱带转为近南北向-北北西向，并叠加有近东西向 褶皱，形成构造复合区。曼冈迪褶皱带是津巴布韦最重要的铜、铅锌多金属成矿区，已知有数十处铜铅 锌（金银）矿床点，矿床成因类型多属火山喷流沉积成因，绝大多数矿床点未开展勘查工作。I5、卡拉哈里盆地：位于津巴布韦西部广大地区，可进一步划分为两个三级构造单元。I5-1、卡马蒂维元古界隆起：隆起位于卡拉哈里盆地西部，由元古界变质岩和侵入岩组成，具钨锡、 锂铍及稀有金属等矿化。下卡鲁群煤系地层主要围绕该隆起周边分布。I5-2、卡拉哈里显生宙盆地：盆地主要由晚古生界-中生界的卡鲁群和上侏罗统-白垩系砂岩、碱性 火山岩组成。二叠纪是主要的含煤层位，三叠纪碎屑岩中含金刚石砂矿。卡拉哈里盆地西南部为大面积 白垩系-第四系所覆盖。I6、赞比西盆地：位于津巴布韦北部与赞比亚、莫桑比克交界一带，赞比西深大断裂带北侧，呈东 西走向，为一大规模断陷盆地。盆地内主要为卡鲁群碎屑岩堆积，底部二叠系为煤系地层。II、莫桑比克褶皱变形带：莫桑比克带位于津巴布韦东部边缘，为走向近南北向的大规模褶皱变形 带。主要为中晚元古界石英岩、云母片岩、大理岩、片麻岩等组成的褶皱带，有花岗岩、辉长岩、辉绿 岩、斜长岩侵入。该带以低角度推覆于津巴布韦克拉通之上，在津巴布韦东部边缘，见有较多飞来峰。 津巴布韦地块与东部莫桑比克构造带之间的推覆断裂带可能为地壳叠接带。4成矿区带划分和优势矿产资源根据构造单元和矿产资源的分布特点，初步将津巴布韦成矿区带划分如图 4 所示。（1）布拉瓦约-奇诺伊金矿成矿带 该成矿带主要分布太古界绿岩带和片麻岩、花岗岩以及后期侵入的基性-超基性岩床、岩脉。其中，太古界绿岩带约占全区面积的 2/5，是津巴布韦金矿最密集分布区，大多数大型-超大型金矿均产于该区。 主要矿种为金矿，少量钨锡、稀有金属及铜镍矿。（2）大岩墙铂钯金铬镍铜成矿带位于津巴布韦克拉通中部，沿大岩墙赋存有数十个大型-超大型铂钯（金）、铬铁矿矿床，是津巴布 韦最重要的贵金属、铬铁矿产区，带状岩盆深部仍有巨大的找矿潜力。（3）哈拉雷-芒特达尔文金、稀有金属成矿带 位于津巴布韦克拉通北部边缘、大岩墙东部、赞比西活动带南侧的三角形区域。该区大部分为太古界绿岩带出露区，受赞比西活动带的影响，区内近东西向-北西西向剪切带极为发育，为金矿和与侵入 岩有关的稀有金属、钨锡等矿产提供了有利的赋存空间。已有一批大中型金矿床，金矿点密集分布，该 区亦是钽铌富矿聚集区。金和稀有金属矿产具有很大的找矿潜力。（4）奇武金、铁、铬、稀有金属成矿带 主体位于克拉通内古太古界陆核区，大岩墙东侧。该区稀散分布有古太古界残留绿岩带，绿岩带中产金矿、铁矿，在后期侵入的基性-超基性岩床中赋存有铬铁矿，与伟晶岩相关的钨锡锂铍钽铌等矿床、 点伴随绿岩带分布。该成矿带具有较大的铁矿、金矿、铬铁矿找矿潜力。（5）马斯温戈-穆塔雷金、铜、稀有金属成矿带该成矿带位于古太古界陆核南东边缘，马斯温戈-穆塔雷脆-韧性剪切带上，沿剪切带赋存有大规模 绿岩带岩片。绿岩带有较多金、铜（铅）矿床、点分布，同时伴有伟晶岩侵入，形成伟晶岩型钽、铌、钨、锡、锂、铍等矿床、点。该脆-韧性剪切变形带是区域上重要的金、钽铌钨锡锂铍及铜矿成矿带，其东段已发现一系列大中型金矿，在莫桑比克境内是该国最重要的金矿产区之一，具有很大的金、铜、 稀有金属找矿潜力。（6）布里奇金刚石成矿带 该区域以往已知矿产资源并不多，近年来在该区域内发现并投入开采的马兰吉金刚石矿和母巴达金刚石矿均为大型矿床，表明该区具有很好的金刚石找矿前景。（7）林波波北缘金、铬铁矿、金刚石成矿带 该区位于津巴布韦克拉通南部，东段受北东东向北林波波逆冲带及 TRIANGLE 韧性剪切带的影响，地质体被挤压、拉伸成北东东向的岩片，西段受北西西向南万达韧性剪切带的影响，地质体被拉伸为北 西西向的岩片。已知矿产有金刚石、剪切带型金矿及与基性-超基性岩有关的铬铁矿。（8）林波波中央盆地煤、铜钼钨多金属成矿带 该成矿带位于津巴布韦南端，呈北东 向展布。主要沉积为 晚古生界-中生界的 卡鲁（Karoo）群，其 中二叠系是主要的含 煤层位。有较多后期 花岗岩类侵入体侵入 于卡鲁群中，赋存有 与侵入体有关的铜、 钼、钨矿化。（9）卡洛伊稀有 金属、宝玉石成矿带 成矿带位于津巴 布韦西北部，处于曼 冈迪褶皱带北段中部 与赞比西活动带的复 合部位。成矿带内主 要出露太 古界片麻 岩，由于岩石坚硬， 在赞比西活动带的挤 压、剪切作用下，产 生大量脆 性裂隙系 统，并伴随着花岗质、伟晶质岩浆的侵入，形成了众多的钨、锡、锂、铍、钽、铌及宝 玉石矿床、点，是有 色金属、稀有金属及宝玉石的富集区。图 4津巴布韦成矿区带划分图（据 1977 年津巴布韦 1:100 万矿产资源系列报告改编）（10）曼冈迪铜、铅锌、金银多金属成矿带成矿带位于津巴布韦西北部，曼冈迪褶皱带东部。出露地层主要为元古界。该成矿带是津巴布韦最 重要的铜、铅锌、金银多金属成矿带，已知矿床、点众多。矿化具有多层位，元古界底部砂砾岩中主要 为顺层产出的铜、银、金、铂钯矿化，矿床成因类型属沉积-变质改造型。中上部碳酸盐岩、片岩、千 枚岩夹变质火山岩中主要矿化为铜、铅、锌、银多金属，矿床成因类型属火山-喷流沉积型。该成矿带与赞比亚铜矿带属同一层位，找矿潜力很大。同时，元古界底部的砾岩中可能赋存有类似于南非“兰德式”砾岩型金矿，值得关注。（11）卡马蒂维隆起区有色金属稀有金属成矿带 该成矿带位于津巴布韦西部盆地西侧，周边为晚古生界-中生界盆地沉积所环绕。隆起区出露元古界变质岩系，南西段已知有铜、钨、锡、锂、铍、钽、铌等矿点分布。（12）卡拉哈里盆地煤、煤层气成矿带卡拉哈里盆地是津巴布韦最大的晚古生界-第四系沉积盆地，其中主要的煤系地层为底部的二叠系。 煤系地层主要环卡马蒂维隆起分布，已知有近 20 个煤田，是津巴布韦最重要的煤矿产区。在整个盆地深 部，赋存有巨大规模的煤和煤层气资源。5结论津巴布韦的地质背景可分为稳定的克拉通和边缘活动带（造山带）以及显生宙盆地三部分，其中67.5%的地区为前寒武系的结晶岩和变质岩，他们构成了津巴布韦克拉通的主体，而太古界绿岩带占据 了克拉通约 10.8%的面积。津巴布韦地块与东部莫桑比克构造带之间的推覆断裂带可能为地壳叠接带， 据此初步划分了两个 I 级构造单元、六个 II 级构造单元、十四个 III 级构造单元。主要优势矿种有金、铬 铁矿、铂族元素、金刚石、铜多金属、煤及煤层气等。金主要赋存在太古界绿岩带及其附近的剪切构造 带中，铬铁矿和铂族的主要赋存在大岩墙中，铜多金属矿主要赋存在曼冈迪元古界褶皱带中，煤和煤层 气最重要的赋存区域是西部的卡拉哈里盆地。参考文献：1中国地质调查局发展研究中心.全球矿产资源信息系统数据库建设之三.非洲卷：马达加斯加、津巴布韦. 北京：地质出版社，2006，119-128. 2 张明，何会民，袁晶.津巴布韦克拉通构造变形特征分析.地质调查与研究，2008，31（4）：297-301.3 苏俊亮，张明云，孙国锋，等.津巴布韦古元古界 Deweras 群地层特征研究.地质调查与研究，2007，30（3）：161-167. 4 张维，吴延之，朱谷昌.津巴布韦霍普韦尔地区铂钯矿床特征及成因分析.地质学刊，2010，34（3）：244-250.5 C.R. 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