南非某金矿矿床地质特征及找矿前景

张 毅，岳鹏军，谭康雨，黄建业

（1.中色地科矿产勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中资环钻探有限公司，北京 100012）

金矿区位于南非共和国西北省的威特沃特斯兰德盆地（简称兰德盆地）西北边缘的克莱克斯多普地区。该矿床属于典型的威特沃特斯兰德砾岩型金(铀)矿床（简称兰德型），是南非最重要的金矿床类型，也是南非主要的开采对象。通过对该区以往地质资料的分析研究、井下观测、取样分析等工作，矿区内金矿体严格受石英砾岩层控制，该层也是河流沉积和冲积扇沉积的不整合界面。整个兰德盆地石英砾岩分布面积达100000km2，矿区周边被多家外方矿业公司包围，采矿目标层一致。本矿区采矿历史悠久，但深部尚未进行任何的勘查活动，由此推测找矿前景巨大[1]。

1 成矿地质背景

兰德盆地形成于太古宙晚期。盆地边缘含金地层由北东～南西延伸约300km、沿北西至南东延伸约100km。含金地层厚约6km，主要由石英岩夹砾岩和页岩组成，含有少量火山岩单元。沉积岩缓倾于盆地中央。盆地东、西和南部均被太古宙、古生代和中生代火山岩和沉积岩所覆盖，最厚部位可达4km。

金(铀)矿化通常产于石英砾岩层内，金(铀)矿床主要分布于盆地的边缘部位，单层含矿层厚度一般未超过2m。金矿的形成、分布与砾岩中黄铁矿、碳质关系密切[2]。含矿石英砾岩大部分由70%的砾石和30%的胶结物组成，金与黄铁矿等硫化物多富集在胶结物中；矿体呈薄层状、似层状，自然金颗粒为不规则鳞片状、板状、线状与砾岩中的胶结物成分一起沉积而成，次圆状、碎屑状黄铁矿、叶蜡石、绿泥石是该矿典型的矿化矿物组合。

沿盆地东部、北部和西部边缘分布有多个独立的金矿矿集区。金矿区位于克莱克斯多普金矿矿集区内，威特沃特斯兰德盆地地质特征与各矿集区分布情况见图1。

图1 南非威特沃特斯兰德盆地地质与金矿田分布图

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层为太古宙晚期火山～沉积岩系及第四系，自下而上主要有：下兰德系(也称西兰德群)，包括霍斯皮特尔-希尔亚系、政府亚系、吉普斯顿亚系；上兰德系(也称中兰德群)，包括梅因～伯德亚系、金伯利～埃尔斯堡亚系、文特斯多普系。矿区地层见表1。

2.2 构造

矿区褶皱不发育，主要为北东走向、倾向北西的单斜岩层，地层总体产状北东～南西，构造以断层为主。

矿区主要发育一系列北东向正断层，倾向北西或南东，倾角3°～88°，断层走向延长3080m～9050m，倾斜延伸数十米至千余米。断层常把矿体错断，错距数米至千余米。

表1 矿区主要地层简表

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩主要有钛铁矿辉绿岩和橄榄石煌斑岩，呈岩脉状产出。在中段叠加平面图上常见辉绿岩呈北西向、北东向及近东西向脉状产出，对矿体有不同程度的破坏作用。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

金矿产于兰德盆地的石英岩夹石英砾岩沉积层中，金矿体严格受石英砾岩地层控制，呈缓倾斜薄层状、似层状产于石英砾岩层中，矿体产出较为稳定。矿区共有4条矿体，全部为盲矿体，由上至下主要为简称VCR、EB3&4、EB5、VR。按保有资源储量由大至小依次为VCR矿体、VR矿体、EB5矿体、EB3&4矿体。

3.1.1 VCR矿体特征

VCR矿体产于文特斯多普系安山质熔岩与上威特沃特斯兰德系碎屑岩接触带处的石英砾岩层中，矿体是由石英砾岩和自然金、黄铁矿、磁黄铁矿等组成的特殊含矿层位，其上部为安山质熔岩，其下为石英岩。金矿化严格受砾岩层的控制，矿体呈薄层状、似层状。矿体走向北东、倾向北西，倾角最小1°、最大63°，一般9°～35°、平均22°，受断层影响矿体局部倾向南东，矿体埋深380m～1100m。

3.1.2 EB3&4矿体特征

位于VCR矿体下部，含矿岩性为石英砾岩，其上、下盘围岩均为石英岩，矿体与石英岩界线较为清晰，EB3&4矿体常与上部的VCR矿体或下部的EB5矿体相贴近而粘连在一起。矿体呈薄层状、似层状，矿体产状与VCR矿体基本一致，走向北东，倾向北西，倾角最小1°、最大43°，一般3°～35°、平均22°，受断层影响矿体局部倾向南东，矿体埋深600m～1200m。

3.1.3 EB5矿体特征

位于EB3&4矿体下部，含矿岩性为石英砾岩，其上、下盘围岩均为石英岩。EB5矿体常与上部的EB3&4矿体相贴近而粘连在一起，当上部的EB3&4矿体间断时也直接与VCR矿体相贴近而粘连在一起。矿体呈薄层状、似层状，矿体产状与EB3&4矿体基本一致，走向北东，倾向北西，倾角最小3°、最大43°，一般7°～43°、平均22°，受断层影响矿体局部倾向南东，矿体埋深600m～1200m。

3.1.4 VR矿体特征

位于EB5矿体下部，含矿岩性为石英砾岩，其上、下盘围岩均为石英岩。VR金矿体呈薄层状、似层状，走向北东，由于受断层影响，矿体倾向北西或南东，倾角最小0°、最大44°，一般7°～17°、平均11°，矿体埋深750m～2300m。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿物组分

矿石中的主要有用矿物为自然金；主要金属矿物有黄铁矿，少量磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂，偶见沥青铀矿、晶质铀矿等；脉石矿物主要为石英及少量绢云母、白云母、绿泥石、叶蜡石、电气石和碳质等。

自然金为矿区矿石中最有用的矿物，与黄铁矿关系密切。自然金主要呈不规则粒状、他形粒状、海绵状、似纤维状分布于砾岩胶结物中，有时与黄铁矿一起呈细脉，金的粒度一般小于8μm。

黄铁矿呈浅黄色，自形、半自形～他形粒状、次圆状，粒径一般小于2mm，表面稍有裂隙，含量占金属矿物的90%以上，多呈团块状、星点状、条带状分布于砾岩胶结物中。

石英是矿石中最主要的脉石矿物，含量可达90%以上。石英呈次圆状、扁圆状，分选性较差，砾石大小不等，最大者直径为40mm，小的直径仅几毫米；胶结物中的石英呈砂状，与砾石一样，明显受到变质作用的影响。

3.2.2 矿石结构构造

矿区金矿石以含黄铁矿及磁黄铁矿等硫化物为特征，金矿石具有自形-他形粒状结构、胶结结构、裂隙结构、次圆状结构、碎屑状结构、聚粒结构等。

自形-他形粒状结构：主要为黄铁矿等金属硫化物呈自形-他形、细-粗粒状分布在矿石中（照片2）。

矿石构造主要为砾状构造，在砾状构造的基础上附加有星点状构造、团块状构造、细脉状构造、网脉状构造、条带状构造等（图2、图3）。

图2 细粒半自形-他形胶结结构矿石

砾状构造：是矿石的最主要构造，表现为以脉石英为主的砾石被砂状石英及少量绢云母、白云母、绿泥石基质所胶结，砾石大小不一，分选性较差。

条带状构造：主要为黄铁矿等金属硫化物在矿石中呈条带状分布。

4 矿床成因

金矿位于威特沃特斯兰德盆地西北部，矿区内金矿体严格受石英砾岩层控制，该层也是河流沉积和冲积扇沉积的不整合界面；含矿石英砾岩大部分由70%的砾石和30%的胶结物组成，金与黄铁矿等硫化物多富集在胶结物中；矿体呈薄层状、似层状，自然金颗粒为不规则鳞片状、板状、线状与砾岩中的胶结物成分一起沉积而成，次圆状、碎屑状黄铁矿、叶蜡石、绿泥石是该矿典型的矿化矿物组合。

综合上述，该矿床为沉积型砂砾岩金矿床。

图3 团块状矿石(VCR)

5 找矿前景

根据目前收集到的矿山资料及邻近的西南部矿区资料，经综合分析，总结了找矿方向有如下几点：

（1）VR矿体的西南延伸部位：VR矿体整体分布稳定、面积大、范围广，根据矿体的错动规律，有较大可能向西南沿伸。在此范围内VR矿体有进一步增储的潜力。

（2）VCR矿体的西南部：VCR矿体西部、南部矿体延伸端还有大量未探明区域。根据已开采的VCR矿体及采空区可以证明VCR矿体及含矿层位延伸稳定，南北两侧具有含矿层位的分布，因此也具有一定找矿空间。

（3）EB3&4、EB5矿体的西南部，EB3&4、EB5矿体与VCR矿体关系密切，大部分地段相互粘连在一起，因此矿区西部、南部也具有较大范围的找矿空间。

（4）综上，金矿床位于南非金矿矿集区～兰德盆地的北西端，发育北东～南西向的一系列正断层，截至目前，该区累计已经查明资源量金属量1600余吨；该矿床经过近百年开采坑道资料证实，该矿床在空间上赋矿层位稳定延伸，矿体厚度稳定，品位均匀，综合对比邻近的兰德盆地的其他矿山，目前开采最深的矿山已经到达4300余米，而本区目前仅开采至2326m，因此该区深部具有巨大的找矿空间，按照地质规律结合找矿空间分布范围，预测该区远景保有金资源量金属量将会突破现有储量。