坦桑尼亚Kagera地区地质成矿条件与找矿前景预测.pdf

第6 2 卷第3 期 2010 年8 月 有色金属 N o n f e r r o u sM e t a l s V o L6 2 ，N o ．3 A u g ．2010 坦桑尼亚K a g e r a 地区地质成矿条件 与找矿前景预测 王武名，张遵忠 有色金属华东地质勘查局，南京2 10 0 0 7 摘 要分析坦桑尼亚K a g e r a 地区地质成矿条件，预测找矿前景。坦桑尼亚西北部的K a g e r a 地区。地处著名的K i b a r a n 造山 带东缘，经历了多次构造一岩浆活动，变质作用强烈，地质演化历史复杂，具备了较好的成矿条件。在K a g e r a 地区的大岩体发现超 大型的K a b a n g a 镍矿，而且其他小的基性一超基性岩体均有矿化。区域的北部出现类似于K a b a n g a 镍矿的较强磁异常。中西部沿 石英岩和泥岩接触带出露串珠状辉长岩，辉长岩中常见石英细脉，局部见星点状黄铁矿、黄铜矿硫化物。中部发现两个大的磁异 常及地球化学N i 异常。地质工作表明，K a g e r a 地区对于寻找与正岩浆有关的铜镍硫化物矿床有较好前景。 关键词地质找矿；镍矿；坦桑尼亚克拉通；K i b a r a n 造山带；东非镍带 中图分类号P 6 1 8 ．4 P 6 1 7文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 1 0 0 3 0 1 3 7 0 5 坦桑尼亚矿产资源潜力大，已经成为世界贵金 属和有色金属勘查开发的热点地区，已发现的矿产 有天然气、煤、金、金刚石、铁、钛、铜、镍、磷、天然碱 和石墨等。坦桑尼亚矿产开采的历史有近一个世 纪，钻石和黄金是两大主要开采的矿物。在1 9 世纪 5 0 年代，曾同时存在1 0 0 余个黄金开采矿，但由于 各种原因在2 0 世纪6 0 年代全部关闭。随着2 0 世 纪8 0 年代中期国家开始经济改革，允许私人资本投 资矿产开发，这一政策使矿产开采业重新繁荣。自 2 0 世纪9 0 年代以来，已经有5 0 家外国公司、2 5 0 家 本国公司取得了矿产开发执照。目前共发放了 2 2 0 0 个勘探和1 7 0 个开采执照。这些执照主要集 中于黄金勘探和开采，其他的还有一般金属、铂金和 宝石，每年黄金产量也因此达到5 0 余t ，近1 0 年来 该产业吸收的直接外国投资已经达到1 4 亿美元。 K a g e r a 卡盖拉 区 省 位于坦桑尼亚西北部， 面积2 8 3 8 8 k m 2 ，如图1 所示。主要为丘陵地貌，东 邻维多利亚湖，北与乌干达、西与卢旺达、布隆迪接 壤，地势西高东低。随着K a g e r a 地区K a b a n g a 镍矿 的发现，K a g e r a 地区的找矿前景受到了许多矿业公 司的关注。通过调研，对K a g e r a 地区的成矿地质条 件做了较为详细的分析，预测本区的找矿前景。 收稿日期2 0 1 0 一0 1 2 9 作者简介王武名 1 9 7 7 一 ，男，江西广昌县人，工程师，博士。主要 从事资源调查与评价等方面的研究。 图1K a g e r a 卡盖拉 地区交通位置图 F i g ．1 L o c a t i o no fK a g e r a 1以往地质工作 B H P 公司早在1 9 6 0 年代就在本区开展了工 作，但是收效甚微，于1 9 8 0 年代放弃矿权。然而，随 着全球矿业格局的变化和镍矿资源的紧俏，以及 K a b a n g a 镍矿的发现，B H P 于2 0 0 1 年重新进入K a g e r a 地区，并申请取得了一定数量的勘查权许可证， 同时对K a g e r a 地区许多具有镍资源找矿潜力的区 域做了战略规划。 B H P 等公司曾在此区域投入了一定的勘查工 作，比如航磁、化探，并进行了少量钻探工作。取得 的地质成果主要有K a g e r a 卡盖拉 地区1 ／1 2 ．5 万 地质图、简明地质图 图2 、航磁异常图 图3 、区 块土壤化探分析数据和化探异常图、分散流水系沉 积物样品分析数据库，并且对部分区块进行了钻孔 验证，分析了岩芯样品数据等。 万方数据 1 3 8 有色金属第6 2 卷 2区域地质概况 东非维多利亚湖南部的太古宙地体，称为坦桑 尼亚克拉通。该克拉通由花岗质岩石和火山一一沉 积层序组成。坦桑尼亚克拉通是非洲第四大克拉 通，与U b e n d i a n ，U s a g a r a n 和莫桑比克三个元古界活 动带相连。2 ] ，蕴含着丰富的矿产资源，如镍矿、钴 矿和铜矿等“ 。1 。坦桑尼亚克拉通对非洲大陆地质 演化史有重要意义，近年来，是找金最活跃的地区。 金矿主要赋存在S u k u m a l a n d 太古代绿岩带和维多 利亚湖铁建造中∞。。 图2K a g e r a 地区简明地质图 内部资料 F i g ．2 G e o l o g i c a lo u t l i n eo fK a g e r aa r e a 坦桑尼亚克拉通可划分为 1 多多马 D o d o m a n 系，由花岗岩、花岗闪长岩、花岗片麻岩 和混合岩组成； 2 尼安兹系 N y a n z i a n ，是由变质 火山岩、沉积岩和花岗岩组成的典型绿岩带组合； 3 卡维龙迪 K a v i r o n d i a n 系，是由沉积岩组成的 层序，已被花岗岩侵入。 部分坦桑尼亚的中部地区，而超群的花岗岩、绿岩主 要出露于北部和西部。N y a n z i a n 超群分上下两段。 下段被认为与绿岩带的基底相连，主要是拉班玄武 岩化闪岩和变辉长岩，零星分布安山岩和超基性岩。 上段在绿岩带的上面，由铁建造和碎屑状沉积岩及 变质火山岩 主要成分为流纹岩 组成。 3 地质背景与成矿条件分析 K a g e r a 地区位于著名的中元古代K i b a r a n 造山 带中，如图4 所示。K i b a r a n 造山带西边起于刚果的 西南部，穿过布隆迪、卢旺达和坦桑尼亚到乌干达的 西部。在坦桑尼亚的部分被认为是主造山带的东部 边缘，如图5 所示。 图4K i b a r a n 造山带与东非镍带侵入岩 分布图【改自文献㈨ F i g ．4L o c a l i t yo ft h eK a b a n g a M u s o n g a t i i n t r u s i o n sw i t h i nh eK i b a r a nb e l t 向㈧。 图3K a g e r a 地区航磁异常图【内部资料 K a g e r a 地区在航磁数据下反应出一个对西方向 纽亦烈徽黧警 裟竺碧嚣熟星蓦鬈麟靴砷隧舸黼 级变质的上地壳沉积盖层岩石。沉积盖层覆盖了一 坦孙≤三、玉主≠主蓄≥K a ，a g w e A n k 。l e a n 沉积岩 万方数据 第3 期王武名等坦桑尼亚K a g e r a 地区地质成矿条件与找矿前景预测 1 3 9 图5K i b a r a n 造山带k a g e r a 地段地质图 改自文献⋯ F i g ．5G e o l o g i c a lm a po fK a g e r aw i t h i nt h eK i b a r a nb e l t 系。K a r a g w e A n k o l e a n 沉积岩系由一个基本的砾 岩、砂岩序列组成，含有少量的杏仁状玄武质火山 岩，夹杂有硅质页岩，底板是砂岩。页岩常常夹杂薄 层粉砂岩和砂岩，并且含有大量的硫化物和石墨。 砂岩保留了微弱的分级和交错纹理。这种沉积岩形 成于河流冲刷和浅海沉积，它代表了一个内陆盆地 的数次抬升和沉降的环境⋯。 K a g e r a 地区位于K a b a n g a M u s o n g a t i 带，即著 名的“东非镍带”，如图6 。东非镍带j 匕部是镍钴硫 化矿床 K a b a n g a ，K a s e s e ，南部是铂矿 M i b a n g o 。 “东非镍带”走向N N E ，自布隆迪延伸进入坦桑尼亚 境内，此带已发现的镍矿床有布隆迪境内的M u s o n g a t i 、W a g a 、N y a b i k e r e 等红土型镍矿以及坦桑尼亚境 内的K a b a n g a 硫化镍矿，前者为蛇纹石化纯橄榄岩 风化作用的产物，后者的详情未知，但可以肯定与基 性一超基性岩体密切相关。 4 区域矿产 4 ．1 K a b a n g a 卡班嘎 镍矿 K a b a n g a 卡班嘎 镍矿是K a g e r a 地区著名的镍 矿床，位于东非镍带的北东向延伸部位，与K i b a r a n 造山带关系密切，如图4 一图6 所示。 矿区岩石主要为K a r a g w e - A n k o l e a n 系的变质沉 积岩，超镁铁质侵入体 1 2 7 5 M a ，主要为基性岩席 、 A 一型花岗岩类 1 2 5 0 M a 和造山后期花岗岩 大约 年龄为1 0 0 0 M a ，如图7 所示。赋存镍矿的主要岩 石是基性岩床，它们多侵入于变质沉积岩序列的上 石英岩组底部，侵入时间早于花岗岩。K a b a n g a 超 基性岩侵入的变质沉积主岩序列由石英岩、白云母 红柱石片岩、黑云母十字石片岩和第三个沉积循环 的白云母黑云母片岩组成。这种岩石类型表明，原 岩中含有大量碎屑石英和细粒粘土矿物。 图6 东非镍带分布图 内部资料改编 F i g ．6L o c a l i t yo fE a s tA f r i c an i c k e lz o n e K a b a n g a 群的超基性侵入岩孕育了镍硫化物矿 床，同样的超基性小岩体在坦桑尼亚的L u h u m a 、 K a n y a u t e n g e 、K i b a m b a ，R u i z a 和B u r i g i i 发现。硫化 物矿石在整个K a b a n g a 地区的基性一超基性岩体中 出现，目前已有两个具有经济品位和规模的矿山发 现1 ，见图7 。在北K a b a n g a 矿床，硫化物主要赋存 于超基性岩体的西部边缘和南部边缘。在K a b a n g a 主矿床，硫化物不仅存在超基性岩体西部边缘，更是 充满了整个岩体。 在变质沉积岩中，明显的早期等斜褶皱仅在条 带更发育的含云母的岩石中可见，而紧闭陡立的褶 皱在全区可见。褶皱向S W 缓倾。R u b o n a 石英岩 万方数据 有色金属第6 2 卷 指示了本区的主要构造，在R u b o n a 山有一对向S W 倾伏的背斜一向斜。沉积结构表明岩石自西向东岩 石年龄越来越新。在R u b o n a 山北部，紧挨着成矿超 基性岩体的附件出露的变质沉积岩，产状向西陡倾， 表明了局部的地层倒转。在R u b o n a 山南部，围绕背 斜，出露的岩层向南倾，如图7 所示。 图7K a b a n g a 地区地质简图改自文献‘7 1 F i g ．7S i m p l eg e o l o g i c a lm a po fK a b a n g aa r e 8 , 在变质沉积岩中，有许多铁镁质岩床，与变质沉 积岩顺层产出，真厚度从0 ．1 ～2 0 m 不等。地图上 显示，岩床走向方向延伸3 0 k i n 。变质的辉绿岩岩床 同样遍布整个k a g e r a 地区的岩层中。绝大多数岩 床变形或者变质成阳起石化斜长岩矿物集合体，薄 层的岩床中，初始的火成结构已经遭到破坏。 矿石矿物有镍硫化物，伴有少量铬铁矿和自然 铂存在于分异的镁铁质一超镁铁质岩床中。 该岩床在地表具有显著的航磁异常。在矿床北 部，有散点状的高磁异常区，可能预示有层状辉长岩 和苏长岩体和铜镍矿的赋存。 卡班加镍矿预估推定储量 i n d i c a t e dr e s o u r c e 为9 7 0 万t ，镍品位为2 ．3 7 ％，预估推测储量 i n - f e r r e dr e s o u r c e 为3 6 3 0 万t ，镍品位为2 ．8 ％。 斯特拉塔公司 X s t r a t a 和巴里克黄金坦桑尼亚 公司 B a r r i c kG o l dT a n z a n i a 完成可行性研究后，卡 班加镍矿项目已经动工。斯特拉塔公司认为卡班加 镍矿项目是全球最具吸引力的未开发硫化镍矿项目 之一，该公司已在项目开发先期可行性研究阶段投 入9 5 0 0 万美元。 4 ．2 K a p a l a g u l u 卡帕拉勾娄 铂族矿床 卡帕拉勾娄 K a p a l a g u l u 铂族矿床，位于卡班 嘎 K a b a n g a 南3 4 0 k m ，矿带长在8 k i n 以上。在其 北面2 3 0 k m 的姆松嘎逖 M u s o n g a t i 侵入岩体内，有 ～风化壳型红土镍矿，估计镍含量1 ．3 1 ％，矿石量 1 ．8 3 亿t 。 勘探工作证实，在卡帕拉勾娄 K a p a l a g u l u 矿 床中可能赋存有三种有经济价值的矿化类型 1 原生的铂族元素矿脉，并有铬铁矿和浸染状硫化物 共生； 2 原生的块状镍硫化物矿床； 3 共生有铂 族元素和铜的风化壳型红土镍矿。 5找矿预测 1 镍矿。K a g e r a 地区位于著名的东非镍带， 区内基性一超基性岩体发育，变质作用强烈，构造主 要是褶皱，是寻找正岩浆铜镍硫化物矿床的重要靶 区。 区域的北部出现类似于K a b a n g a 镍矿的较强磁 异常。出露的地层主要为变质程度不等的石英砂 岩、石英岩、千枚岩等，局部可见粗粒硫化物晶洞、硫 化物残晶，层理残余、石英细脉、差异风化等现象，对 成矿有较强指示。 中西部邻近布隆迪边境线，沿石英岩和泥岩接 触带出露串珠状辉长岩，辉长岩中常见石英细脉，局 部见有星点状黄铁矿、黄铜矿硫化物。有两条平行 的高磁异常间有辉长岩出露。另两条平行的高磁异 常跨中高变质岩层。 中部发两个磁异常的特征与K a b a n g a 镍矿类 似。B H P 公司曾在此区域施工5 4 个R C 钻孔和5 个D H H 钻孔。按我国N i 边界品位0 ．3 ％计，其中 某区域磁异常中4 个钻孔揭示出厚大矿 化 体，见 矿厚度从1 0 ．8 2 5 3 m ，最高品位达5 ．9 8 ％。此外， 中部区域尚存在明显的土壤地球化学N i 异常。 南部均存在磁异常，有一定的勘查前景。 目前，在K a g e r a 地区的大岩体发现了一个超大 型的K a b a n g a 镍矿，而其他小的基性．超基性岩体均 有矿化。因此，K a g e r a 地区是一个较好的镍矿成矿 远景区。 2 其他金属矿床。在K a b i r a n 造山带中，除镍 矿外，尚发现有大型的铂族元素矿床，K a g e r a 地区是 否具有此类型矿床的找矿前景有待确定。 万方数据 第3 期王武名等坦桑尼亚K a g e r a 地区地质成矿条件与找矿前景预测 1 4 l 参考文献 [ 1 ] L a r b iY ，S t e v e n s o nRK ，B r e a k sF ，e ta 1 ．A g ea n di s o t o p i cc o m p o s i t i o no fl a t eA r c h e a nl e u c o g r a n i t e s i m p l i c a t i o n sf o rc o n t i n e n t a l c o l l i s i o ni nt h ew e s t e r nS u p e r i o rP r o v i n c e [ J ] ．C a nJE a r t hS c i ，1 9 9 9 ，3 6 4 9 5 5 1 0 ． [ 2 ] R i n gU ．A s p e c t so ft h ek i n e m a t i ch i s t o r ya n dm e c h a n i s m so fs u p e r p o s i t i o no ft h eP r o t e r o z o i em o b i l eb e l t so fe a s t e r nC e n t r a lA f r i c a n o r t h e r nM a l a w ia n ds o u t h e r nT a n z a n i a [ J ] ．P r e c a m b r i a nR e s ，1 9 9 3 ，6 2 2 0 7 2 2 6 ． [ 3 ] Y a g e rTR ．T h em i n e r a li n d u s t r yo fT a n z a n i a [ M ] ．U SG e o l o g i c a lS u r v e yM i n e r a l s ，Y e a r b o o k ，2 0 0 0 2 81 2 8 4 ． [ 4 ] C l o u t i e rJ ，S t e v e n s o nRK ，B a r d o u xM ．N di s o t o p i c ，p e t r o l o g i ca n dg e o c h e m i c a li n v e s t i g a t i o no ft h eT u l a w a k aE a s tg o l dd e p o s i t [ J ] ．T a n z a n i a nC r a t o nP r e c a m b r i a nR e s e a r c h ，2 0 0 5 ，1 3 9 1 4 7 1 6 3 ． [ 5 ] M a i e rWD ，B a r n e sSJ ，B a n d y a y e r aD ，e ta 1 ．E a r l yK i b a r a nr i f t r e l a t e dm a f i c u h r a m a f i cm a g m a t i s mi nw e s t e r nT a n z a n i aa n d B u r u n d i P e t r o g e n e s i sa n do r ep o t e n t i a lo ft h eK a p a l a g u l ua n dM u s o n g a t il a y e r e di n t r u s i o n s [ j ] ．L i t h o s ，2 0 0 8 ，1 0 1 2 4 5 3 ． [ 6 ] E v a n sDM ，B o a d iI ，B y e m e l w aL ，e ta 1 ．K a b a n g am a g m a t i cn i c k e ls u l p h i d ed e p o s i t s ，T a n z a n i a m o r p h o l o g ya n dg e o c h e m i s t r yo f a s s o c i a t e di n t r u s i o n s [ J ] ．J o u r n a Io fA f r i c a nE a r t hS c i e n c e s ，2 0 0 0 ，3 0 3 6 5 1 6 7 4 。 [ 7 ] G r e yIM ． C o m p i l e r ．G e o l o g i c a lm a pw i t he x p l a n a t i o n [ K ] ．M i n e r a lR e s o u r c e sD i v i s i o n ，D o d o m a ，T a n z a n i a ，1 9 6 7 ． Q u a r t e r D e g r e eS h e e t2 9a n d2 9 W ，N g a r a ；s c a l e1 1 2 50 0 0 M i n e r o g e n e t i cA d v a n t a g ea n dP r o s p e c t i n gF o r e g r o u n di nK a g e r aT a n z a n i a W A N GW u r u i n g ，Z H A N GZ u n z h o n g E a s tC h i n aM i n e r a lE x p l o r a t i o na n dD e v e l o p m e n tB u r e a uf o rN o n - f e r r o u , M e t a l s ，N a n j i n g21 0 0 0 7 ，C h i n a A b s t r a c t T h em i n e r o g e n e t i ca d v a n t a g e so fK i b a r a na r e ai nT a n z a n i aa r ea n a l y z e da n dt h ee x p l o r a t i o nf o r e g r o u n di s p r o s p e c t e d ．K a g e r ai sl o c a t e di nt h en o r t h - w e s t e r no fT a n z a n i a ，b e l o n g e dt ot h ee a s t e r ne d g eo ft h ew e l l - k n o w n K i b a r a no r o g e n i cb e l t ．K a g e r ah a su n d e r g o n es e v e r a lt e c t o n i c - m a g m a t i ca c t i v i t i e s ，m e t a m o r p h i s mi ss t r o n g ，a n dt h e g e o l o g i c a le v o l u t i o nh i s t o r yi sc o m p l e x ，a n di so fag o o dm i n e r a l i z a t i o nc o n d i t i o n s ．Ah u g en i c k e ld e p o s i t ，K a b a n g a N i c k e lD e p o s i t ，i sf o u n di nt h eb i gi n t r u s i v eb o d i e si nK a g e r ar e g i o n ，a l s o ，o t h e rs m a l lm a f i c u l t r a m a f i ci n t r u s i v e b o d i e si nK a g e r ah a sb e e nm i n e r a l i z a t i o n ．I nt h en o r t ho fK a g e r a ，t h es a m es t r o n gm a g n e t i ca n o m a l ya si nK a b a n g a d e p o s i ti sf o u n d ；i nt h em i d d l e - w e s t ，c l o s et ot h eb o r d e ro fB u r u n d i ，g a b b r o ，w i t hq u z r t av e i n l e ta n ds p o t t yp y r i t e a n dc h a l c o p y r i t e ，i sf o u n di nt h ec o n t a c tz o n eb e t w e e nq u a r t z i t ea n dm u d s t o n e ．I nt h em i d d l e ，t w os t r o n gm a g n e t i c a n o m a l ya n dg e o c h e m i c a lN ia n o m a l ya r ef o u n d ．T h eg e o l o g i c a lw o r k ss h o wt h a tK a g e r ah a sg r e a tp r o s p e c t st of i n d t h er e l e v a n tp o s i t i v em a g m ad e p o s i t s ，s u c ha st h ec o p p e r n i c k e ls u l p h i d ed e p o s i t s ． K e y w o r d s e x p l o r a t i o n ；n i c k e ld e p o s i t ；T a n z a n i aC r a t o n ；K i b a r a no r o g e n i cb e l t ；E a s tA f r i c an i c k e lz o n e 万方数据