博茨瓦纳恩夸凯采区铂族元素成矿潜力分析

朱利辉，刘兵昌，脱世博，王海博

（甘肃省地质调查院，甘肃 兰州730000）

博茨瓦纳恩夸凯采区铂族元素成矿潜力分析

朱利辉，刘兵昌，脱世博，王海博

（甘肃省地质调查院，甘肃 兰州730000）

铂族金属是现代工业中不可或缺的矿产,具有宝贵的物理化学性质,在国防和高科技等领域具有重要战略意义。美国、欧盟等发达国家都将其作为战略性矿产，同时具有货币储备的功能。但我国的铂族元素矿产资源极匮乏,至今尚未找到稍具规模且有工业意义独立铂族金属矿床。以博茨瓦纳恩夸凯采区的铂族金属矿成矿地质特征为立足点，试图分析其铂族金属矿的成矿潜力，以期抛砖引玉。

恩夸凯采区；铂族;成矿潜力分析

铂族元素（简称PGE）具有宝贵的物理化学性质，是重要的战略物资，同时具有货币储备的功能。除了饿和钌为钢灰色，其余均为银白色，它们都具有熔点高、强度大、电热性稳定、抗电火花蚀耗性高、抗腐蚀性优良、高温抗氧化性能强、催化活性良好的特点[1]，故其在国防、高科技、汽车、环境保护、航空航天以及装饰品等领域中都起着不可替代的作用。因此，PGE一直受到世界各国的密切关注[2]。但我国的铂族元素矿产资源极匮乏,至今尚未找到稍具规模且有工业意义独立铂族金属矿床。以博茨瓦纳恩夸凯采区的铂族金属矿成矿地质特征为立足点，试图分析其铂族金属矿的成矿潜力，以期抛砖引玉。

1 区域地质概况

1.1 地层

研究区地层系统从老到新依次为：克拉伊河群、洛巴策群、德兰土瓦超群、沃特贝格群、杭济群、卡鲁超群以及古新生代地层。按照由老到新叙述之：克拉伊河群（Kraaipan）是区域最老的岩层，其同位素年龄30亿年以上，相当于太古代。由一套深变质的变质火山岩、变质玄武岩、变质沉积岩所组成，构造复杂，并有多期岩浆穿插，详细研究较少，其中有含金石英脉及含金剪切蚀变岩带，部分含有铜铁等矿产。

洛巴策群（Lobatse）不整合方式覆盖于基底太古代深变质岩系之上，同位素年龄为约28亿年，相当于新太古代。主要岩性为片麻状花岗岩、流纹质火山岩、泥岩、砂岩、页岩、霏细岩等。

沃特贝格群（Waterberg）主要为一套弱变质硅质碎屑沉积岩、霏细岩，颜色多以淡红色为主。不整合与莫洛波农场群（Molopofarms complex）之上，与萨格瓦格瓦（Segwagwa）相伴出现。

杭济群（Ghanzi）主要为一套弱变质沉积岩，岩性多见紫色，紫红色弱变质长石石英砂岩、粉砂岩夹灰岩透镜体，含铜、银的灰绿色弱变质长石石英砂岩，粉砂岩。地质年龄为850-1000万年。以不整合方式覆盖于新元古沃特贝格群（Waterberg）之上。

博茨瓦纳晚石炭世到早侏罗世的卡鲁群全部是陆相地层，地质年龄58-230万年，总厚达6000m，直接不整合在前寒武系基底之上[3]。其中上石炭统底部含冰碛岩，下二叠统碎屑岩所夹煤系中产舌羊齿植物群。上二叠统至下三叠统有丰富的爬行类和两栖类动物化石，如水龙兽。上三叠统—下侏罗统下部为砂岩、页岩夹煤系，上部德拉肯斯山组为产状近水平的高原玄武岩。上覆始新统—第四系地层为河、湖相碎屑沉积。

古生代地层：二叠纪沉积岩石：主要由粗粒石英砂岩、含砾砂岩、沙泥岩构成。根据沉积特征，判断为二叠纪河湖相沉积。

新生代地层：在短暂的河道和平原中的第四系冲积层是由粘土、淤泥、沙、砾石组成。

1.2 构造特征

博茨瓦纳位于南非地台的卡拉哈迪台向斜的东南边缘。约80%的面积被卡拉哈迪系(第三纪至现代)沉积物覆盖，只有东部和西北部地区局部出露第三纪以前的基岩。全境可分为津巴布韦克拉通、卡普瓦尔克拉通和卡拉哈迪克拉通三个构造单元，前两者为古老的太古宙克拉通，后者为元古宙克拉通。

1）津巴布韦克拉通位于博茨瓦纳东部，主要由

古太古代的超基性岩、基性岩、酸性变火山岩，以及绿片岩相和早期角闪石相的沉积变质岩、花岗岩组成。

2）卡普瓦尔(Kaapvaal)克拉通位于东南部，出露新太古代片麻岩、超基性岩、火山岩和花岗杂岩等岩石，绝对年龄约24亿年，为稳定的结晶地盾。卡普瓦尔克拉通是保存最好的太古宙克拉通盆地，其中的岩石只受到轻微变形和程度很低的变质作用，原始的结构和构造被很好的保存在沉积岩中。卡普瓦尔克拉通代表最早的地壳形成物，有著名的巴伯顿绿岩带，包含有38亿年前的混合片麻岩杂岩体和34～31亿年前火山沉积成因的绿片岩层。本克拉通大约在30亿年前稳定下来，达到完全硬结，并维持和保存了含有缓倾斜，大部分为未变质沉积物的陆缘盆地，边界不清，而北边和林波波活动带为渐变或断层接触关系。

3）卡拉哈迪克拉通，又称年轻的克拉通(台向斜)区，它保留着未变质的元古宙和显生宙的沉积岩和火山岩，其范围包括博茨瓦纳南部和中部广大地区。由林波波活动带、元古宙地台盖层、达马腊活动带和卡鲁群盖层组成。

大部分内生金属矿床都受一定规模的剪切带控制，产于深大断裂之间或旁侧，矿体多产在韧-脆过渡带。此带是地壳上部物化条件的转换带，特别有利于成矿流体的自由对流和沉淀成矿。

矿权区南部有韦尔达-卡格尔剪切带，朱瓦能-马科蓬剪切带，两剪切带在矿权区交汇并延伸。剪切带呈北东走向，宽约20km，区域可见长度200km，以动力变质岩为主，碎裂程度高。构造作用释放的能量为成矿作用提供能源，各种流体运移和汇集的驱动力，同时为含矿流体提供运移的通道和储存的场所，成矿条件有利。剪切带中有重要的成矿远景区。

1.3 变质作用

变质作用主要表现在绿片岩（M1）及其上覆角闪岩-麻粒岩相（M2）和下伏角闪岩（M3）和绿片岩相（M4、M5），热中心随着地质时期从西向东转移，硫化物矿床与金矿化作用很可能是与 （M3、M4）角闪岩相变质作用有关。更早时期的硫化物、金矿化，则主要与受限于剪切带的M5绿片岩相有关。

2 地球物理特征

1）布格重力异常：研究区内布格重力异常全为负值,在-130～-99之间。重力异常总的趋势是北高南低,东西基本位于同一等值线上,南北变化幅值大于东西变化幅值,异常等值线基本平行排列,连续性好，局部异常封闭。高带、低带相间排列,并沿区域构造线作线状分布。矿权区位于布格重力异常梯度带上，是成矿有利位置。

2）航磁异常：区域航磁ΔT等值线与莫洛波农场群层状橄榄岩、斜方辉橄岩、辉长岩及橙玄玻质岩等基性，超基性岩对应，整体呈带状，是1:50万所圈定的3号远景成矿区，矿床类型为接触带及矽卡岩型铜镍矿、铂族金属矿；沉积型铂族金属矿；超铁镁质铬铁矿。矿权区中西部还有北西向串珠状小异常，矿权区区位于接触带，是成矿有利位置。

3 成矿背景分析

矿权区位于卡普瓦尔(Kaapvaal)克拉通上，该克拉通经过多次碰撞、拉伸，这些重要的改造演化形成了博茨瓦纳丰富的金属和能源。加之矿权区的成矿地质条件与博茨瓦纳重要的马齐塔马(Matsitama) CU矿床类似，也受岩体和剪切带的影响。其附近出露有太古代和元古代地层、MolopoFarm岩体，这些地层和岩体中含有丰富的矿产资源，其中太古代一元古代地层中有中温热液型Au矿和磁铁矿 (条带状含铁石英岩建造)；MolopoFarm岩体主要为镁铁质岩和超镁铁质岩，其中发育的主要矿产为cu、Ni、Au、铬铁矿和铂族元素。并在研究区圈出多个远景成矿区。

研究区周边有三个重要的成矿远景区：3号、4号、5号。其中3号、4号远景区为接触带及矽卡岩型铜镍矿、铂族金属矿；沉积型铂族金属矿；超铁镁质铬铁矿。5号远景区为卡卡哈盆地铜、金；铁镁质岩石中镍-铜、铂族。因此，博茨瓦纳恩夸凯采区具有良好的成矿背景。

4 成矿潜力评价

通过对研究区的成矿地质条件分析，结合地质路线调查取得的成果，研究区出露有莫洛波农场超基性岩体，有花岗岩分布，民采矿点多、小采矿坑分布广，有较好的铂族金属矿成矿地质条件，有希望找到接触带及矽卡岩型铂族金属矿和沉积型铂族金属矿床。

[1] 谢列文,侯泉林,阎欣等.电感耦合等离子体质谱分析通古斯大爆炸地区沉积物中超痕量铂族元素[J].岩矿测试, 2001,20(2):88-90.

[2] 李晓峰,毛景文,张作衡.斑岩铜矿中铂族元素的研究现状及展望[J].矿床地质,2003，22(1):95-98.

[3] 朱利辉.博茨瓦纳东北部马卡迪卡迪盐湖盆地钾盐成矿地质特征[J].甘肃科技，2015,31(18):35-37.

P618