津巴布韦德特地区卡玛提维锡多金属矿地质特征及找矿方向

卢天骄，朱思才，马林霄，陈德稳，董少波，张毅

（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）

0 引言

津巴布韦位于非洲东南部，矿产资源丰富，优势矿种有金、铬铁矿、铂族元素、金刚石、煤、镍、铁、锡等（曲红军等，2012）。德特地区位于津巴布韦西北部，区内出露一条北东东向锡矿带，长约70 km，自西向东主要的锡矿床有卡帕塔、鹿头批、卡玛提维和卡琳达。卡玛提维锡多金属矿区划属北马塔贝莱兰省（Matabeleland North）万基镇（Hwange）管辖，地处北马塔贝莱兰省府卢帕内市（Lupane）西北约103 km 处，西距万基镇约55 km。矿区中心地理坐标：东经27°02′59.80″，南纬18°19′10.97″。其中卡玛提维锡多金属矿开采历史最为悠久，自1920 年发现该锡矿床起至1994 年矿山关闭，开采历史长达74 a。荷兰学者Rijks H R P 在1972 年根据多年来在卡玛提维矿山的工作经验，总结出该矿区东部地区的地质特征及矿物学研究（Rijks et al.，1972）。近年来在该矿山尾矿中因为发现了锂、铌、钽等稀有金属而重新引起关注。本文在野外实地考察及相关矿山资料成果综合研究的基础上，探讨津巴布韦德特地区卡玛提维锡多金属矿的地质特征及找矿标志，为今后勘查工作提供参考。

1 地质概况

1.1 区域地质背景

德特地区主要地层岩性为元古宙变质岩系，空间形态上为一条NE－SW 向线性褶皱带，带内地层主要分为4 个变形变质作用强烈的上地壳地层单元，即马拉普特组、伊安图组、肖丹达组和卡玛提维组（LOCKETT，1979）。这4 个地层单元被认为是该线性褶皱带内最古老的岩石，被带内广阔的花岗片麻岩所分隔。卡玛提维组由变质沉积岩和镁铁质火成岩组成，多出露在德特地区的东北部，其余3 个岩组主要由泥质变质岩组成，沿津巴布韦西北部边缘分布，整体形成一条线性带。

卡玛提维地区，目前在鹿头批、卡玛提维、卡琳达发现了大片埋藏较浅的伟晶岩型锡矿床。

1.2 地层

卡玛提维锡矿区出露地层主要为元古宙变质岩系，岩性主要为云母（石英）片岩、黑云母片麻岩。地层总体走向为NE－SW 向（图1）。

图1 卡玛提维（Kamativi）锡多金属矿地质简图

在片岩和片麻岩中，主要矿物为黑云母、石英和斜长石，次要矿物主要为铁铝榴石和黑色电气石。在断层带中，片岩和片麻岩常被辉长岩细脉穿过，除普通片状矿物外，还经常发现有滑石和绿泥石。片岩和片麻岩通常具有近东西向的叶理产状，并以70°～90°向北或向南倾斜。

1.3 构造

受区域左行走滑作用影响，沿早期电气石伟晶岩北西、南东边缘发育韧性剪切带、破碎带和一系列穿越电气石伟晶岩带的北西—南东向张性裂隙及节理。

区内发育隐伏背斜构造，短轴穹隆状。整体呈近南北向展布，该背形核部以东，伟晶岩及锡多金属矿体倾向南东东（95°），倾角一般为20°～30°，向深部倾角有变陡趋势；该背形核部以西，伟晶岩及锡多金属矿体倾向北西西（275°），倾角一般为20°～30°，向深部倾角有变陡趋势。该隐伏背形构造控制着伟晶岩及锡多金属矿体的产出形态，是重要的控矿构造之一。

1.4 岩浆岩

卡玛提维矿区岩浆岩主要为黑云母花岗斑岩和伟晶岩。

黑云母花岗斑岩：形成于前寒武系古元古界，主要分布于德特地区东北部，侵位于黑云母片麻岩基底地层中，平面上呈椭圆形分布。灰黑色—深灰色，斑状结构，基质为隐晶质结构，块状构造。矿物成分包括石英（20%±）、斜长石（15%±）和少量黑云母（10%±）。

伟晶岩：形成于前寒武系古元古界，与黑云母花岗岩同源且同时形成。在卡玛提维矿区，伟晶岩有两种类型：电气石伟晶岩和含锡石伟晶岩，具体下文详述。

2 伟晶岩地质特征

2.1 电气石伟晶岩

电气石伟晶岩：主要分布于卡玛提维伟晶岩带中，呈不规整的近东西向条带状产出，与整体区域构造带走向近一致，多顺层侵入于黑云母片麻岩基底地层和黑云母花岗斑岩之中，并且在产状上多呈陡峭直立状，具混合岩化。总长度达48.43 km，其中在卡玛提维矿区长度达14.21 km，一般约为2～3 km，平均为2.35 km，最宽达4.06 km，最窄为0.79 km。电气石伟晶岩结晶程度高，矿物斑晶大，电气石和白云母发育，含铍，无锡矿化，呈似层状和透镜状产出，其产状与黑云母片麻岩一致。

2.2 含锡石伟晶岩

含锡石伟晶岩主要含有钠长石、石英、白云母和钾长石，部分含有磷灰石、石榴石、绿泥石和钽铌铁矿，其中锂矿物主要有锂云母、锂辉石和锂磷铝石。在早期侵入的电气石伟晶岩基础上，受区域韧性剪切带左旋构造运动影响，形成卡玛提维隐伏背斜（褶皱穹隆带）和一系列北西—南东走向的张性裂隙或节理。张性裂隙与深部岩浆岩贯通，导致后期含挥发组分的伟晶岩沿张性裂隙充填贯入形成含矿伟晶岩，其产状较缓，与黑云母片麻岩常呈高角度截切接触关系，厚度一般为0.8～30 m，平均为10 m±。

通过对矿区以往地质报告资料研究以及现场野外露头的观察得知，含锡石伟晶岩就位时间明显晚于含石榴石－电气石伟晶岩，且发育含锡石、锂矿物和钽铌矿物的伟晶岩是卡玛提维矿区最显著的地质特征。区内有两种不同类型的含锡石伟晶岩，根据其倾角陡缓分为两种，分别称为平坦型含锡石伟晶岩和陡峭型（或垂直型）含锡石伟晶岩。第一种多为透镜状状伟晶岩侵入体，沿走向可延伸2 km 以上，宽达30 m，倾角从水平到20°不等。第二种类型是宽达8 m 的岩墙状伟晶岩，倾角高达70°或近直立。较小的陡倾含锡石伟晶岩也偶发地沿着该带出现，在主要的产锡中心附近，露头数量增多。

含锡石伟晶岩往往高角度截切围岩，但从地质图（图1）上得知，其延伸方向与区域内岩层走向近乎平行。两种含锡石伟晶岩之间的相互关系尚未明确，但有一种将垂直侵入体视为支脉的倾向。在锡石伟晶岩的主体中，用肉眼可以清楚地区分3 种矿物组合：碱性长石－石英－锂辉石，石英石－钠长石和白云母－石英（图2）。通常，锂含量最高的伟晶岩中锡含量最低（Fick，1960）。伟晶岩中间带部分矿物组成为50%～60%长石，10%～15%石英，15%～20%云母和5%～10%锂辉石，其中含锂矿物以锂辉石为最常见（Fick，1960），这可能代表了一系列由几个伟晶岩体组成的穹隆状构造（Sinclair，1996），与较高品位的锂矿床类似。

伟晶岩中锡石往往以直径最大为1 mm 的细小散布斑点出现，并且在钠长石化伟晶岩和白云母－石英组合中的颗粒粒径为1～30 mm 不等。在完全钠长石化的含锡石伟晶岩薄片中，发现了两种类型锡石晶体：一种为较老的深红褐色晶体和一种较年轻的几乎无色或淡红褐色晶体，几乎无色的锡石部分取代了暗红棕色的锡石（Rijks and Veen，1972）。在显微镜下发现，铌钽铁矿部分与锡石晶体生长在一起，且锂磷铝石在整个锡石伟晶岩中都会出现微量的痕迹（Rijks and Veen，1972）。

2.3 含锡石伟晶岩矿体

卡玛提维锡多金属矿主要赋存在含锡石伟晶岩内，矿体严格受伟晶岩脉控制。区内主矿体的形态和产状严格受卡玛提维隐伏背形构造的影响，在近轴部位置，矿体形态为平卧型，在背形轴部向北北东倾伏，产状近于水平，倾角0°～6°。矿体在东、西两翼形态为板状、似层状、透镜状、脉状，东翼矿体产状95°∠11°～24°，西翼向北西西缓倾，矿体产状275°∠11°～15°。

图2 含锡石伟晶岩分带示意图（据LOCKETT，1979 修改）

资料分析得知，主矿体由上至下，矿石锡、锂、铍品位有降低趋势，钽铌含量变化微弱，分布范围较广，不受地层层位和岩性限制，岩石中发育伟晶岩化、硅化和钠长石化，一般均含钽铌矿。矿体的品位变化，浅部略高于深部。

3 伟晶岩型锡多金属矿成矿地质条件、找矿标志及找矿方向

3.1 成矿地质条件分析

卡玛提维矿床位于卡玛提维隆起区稀有金属成矿带内，空间形态上为一条近NE－SW向线性褶皱带，区内花岗岩和伟晶岩较为发育，因此卡玛提维矿区成矿地质条件优越。

（1）围岩条件

伟晶岩矿床类型不仅与其形成深度有关，也与围岩的变质相有一定的联系（翟裕生等，2011）。而卡玛提维矿区的近矿围岩多为黑云母片麻岩和云母（石英）片岩，常含富铝变质矿物：矽线石、蓝晶石、铁铝榴石、堇青石等，属低角闪岩相。稀有元素锂、铍、铌、钽等伟晶岩多产于这种低角闪岩相带中。因此，矿区具良好的围岩成矿条件。

（2）岩浆岩条件

众多伟晶岩矿床在成因上和空间上都与花岗岩类侵入体有密切的关系，多分布于侵入岩体顶部、边部及附近围岩中。卡玛提维矿区分布有大面积的黑云母花岗斑岩，呈较大规模岩株状在矿区产出，为矿区伟晶岩（矿床）的形成提供了丰富的物质、成矿流体和能量基础。

（3）构造条件

受区域左行走滑活动影响，在卡玛提维矿区内形成一系列NW—SE 向张性裂隙及节理，为岩浆及后期热液运移提供了通道。研究表明，矿区张性裂隙、节理，特别是近南北向褶皱构造，直接控制了含矿伟晶岩和锡多金属矿体的产出形态、空间分布及产状特征（翟裕生等，2011）。

3.2 找矿标志

通过对卡玛提维矿床成矿地质条件、控矿因素和成矿规律分析，结合典型伟晶岩型稀有金属矿床特征，对本区找矿标志总结如下。

（1）含锡石伟晶岩露头

浅灰色有暗条纹韵律层的含锡石伟晶岩（特别是具钾长石相变和钠长石相变）露头是直接的找矿标志。

（2）围岩蚀变

岩体边部地层蚀变变质程度一般较强，常含富铝变质矿物：矽线石、蓝晶石、铁铝榴石、堇青石等特征变质矿物。

（3）构造

封闭型构造区，以背斜轴部、倾末端、枢纽波峰段、断裂带，尤其是穹隆状短背斜顶部成矿最为有利。

（4）岩浆岩

黑云母花岗斑岩在矿区呈较大岩株产出，为矿区伟晶岩（矿床）的形成提供了丰富的物质和能量基础。该侵入岩体顶部、边部及附近围岩是寻找含矿伟晶岩的最佳区域。

（5）矿物学

伟晶岩中的黑色铌钽铁矿是直接的找矿标志；伟晶岩化、硅化和钠长石化的岩层，一般含铌钽矿；电气石、堇青石等变质矿物是预测、找寻、追索岩脉及矿脉在野外识别的间接标志。

（6）地球物理

伟晶岩的密度低、电阻率高，围岩（黑云母片麻岩）具有低电阻率高导电特性；放射性元素（铀、钍）经常与稀有元素共同富集，形成独立的放射性矿物，因此，含稀有金属伟晶岩会有一定的放射性。通常，伟晶岩的磁性较低，而黑云母片麻岩中含有磁性矿物，具有相对的高磁特征。

根据以上物性特征，高阻、低极化、高放射性及旁侧伴生磁力高这种组合异常特征可以作为识别含稀有金属矿伟晶岩的地球物理标志

3.3 找矿方向

结合现有资料和现场踏勘，卡玛提维矿区主要分布有锡矿、锂矿、钽铌矿，主要赋存在含锡石伟晶岩中。含锡石伟晶岩与围岩常呈角度不整合接触关系，顺层侵入的比较少见。

对比新疆富蕴县可可托海伟晶岩型稀有金属矿床（表1），卡玛提维锡多金属矿床在大地构造背景、矿床类型、岩浆岩类型、围岩特征、矿体产出特征、控矿地质条件等方面均具有相似性（吕亚宁，2015）；且卡玛提维矿区的含矿伟晶岩具有明显的内部分带性。因此，在卡玛提维锡多金属矿床找矿勘查部署，可借鉴新疆可可托海伟晶岩型稀有金属矿床的找矿手段，如高精度磁测、电法剖面、伽马能谱测量、α 杯测量及土壤和岩石化探测量。此外根据岩石组分组合，利用XRF 快速分析仪，可迅速圈定与锡多金属有关的异常靶区，以便实现快速评价埋藏浅的隐伏含矿伟晶岩之目的。

4 结论

津巴布韦卡玛提维锡多金属矿区虽已停采26年，本文通过对矿区外围伟晶岩地质特征及找矿标志的综合分析，认为区内具有较大的锂、钽、铌、铍等稀有金属找矿潜力，通过地表岩性填图、快速物化探测量及必要的钻探工程验证，实现快速评价之目的。

因此，在已知开采地段周边和深部，仍具有较大的资源找矿潜力，因此在下一步探边摸底详查工作中，应对矿区含矿伟晶岩矿脉的延长线及东西两翼出露地段加强重点勘查。