非洲铂族金属矿产资源禀赋特征、成矿潜力及开发利用

王丰翔，黄圣路，王 权，冯云磊，陈喜峰，张伟波2，，张万益

(1.内蒙古自治区岩浆活动成矿与找矿重点实验室，内蒙古自治区地质调查院，内蒙古呼和浩特 010020；2.中国地质科学院矿产资源研究所，自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；3.河北省战略性关键矿产资源重点实验室，河北地质大学，河北石家庄 050031；4.河北省地矿局第六地质大队，河北石家庄 050085；5.山西省地质勘查局212地质队，山西长治 046000；6.中国地质调查局发展研究中心，北京100037)

0 引言

PGEs作为地壳最稀缺的一类金属元素，是我国重要的战略性稀贵金属资源，具有经济和科技双重功能(余韵等，2019；侯增谦等，2020；王焰等，2020)。因铂族金属的稀缺性和优良的物化性质，具有重要性、战略性、稀缺性和动态性等特征，先后被欧盟、美国等发达国家列为关键矿产目录①，②，③。随着5G信息技术、高端装备制造、新能源汽车和节能环保等领域的发展，铂族金属矿产资源的安全供应将成为我国战略性新兴产业可持续发展的关键环节。然而，我国铂族金属矿产资源的对外依存度>98%，远高于石油和铁矿石，存在巨大的供应风险。

全球铂族金属矿产资源探明资源量9.27万t，主要分布在非洲中南部、北美和俄罗斯等少数国家或地区(表1)。其中，非洲铂族金属矿产资源在全球占据着绝对统治的地位，占世界探明储量的80.66%(表1)④。就开发利用而言，非洲铂族金属矿产资源的产量和出口量在世界占据着不可替代的地位，目前是全球第一大Pt生产地和第二大Pd生产地，是世界最大的铂族金属矿产品出口地⑥，也是我国铂族金属矿产资源进口不可替代的供给地。

摸清非洲铂族金属矿产资源的产出环境、矿产分布特征以及找矿潜力是非常必要的，不仅涉及我国铂族金属矿产资源供给的安全问题，也可为国内相关矿山企业提供重要的技术支撑。本文从非洲铂族金属矿产资源分布规律出发，重点介绍非洲典型PGEs矿床成因类型、找矿潜力和开发现状，旨在提高对非洲铂族金属矿产资源的认识水平，为进一步推动在该地区开展成矿理论研究和找矿勘查工作提供启示。

1 储量分布与资源特点

1.1 资源储量与分布特征

截至2019年底，全球查明PGEs资源量和储量分别为9.27万t和5.31万t，主要分布在非洲中南部、北美和欧洲-远东等地区，涉及国家有南非、津巴布韦、俄罗斯、芬兰、加拿大和美国③，④。其中，非洲PGEs资源也呈现出明显的偏在性，主要集中在南非和津巴布韦，资源量> 7.47万 t，占世界资源量> 80.66 %(表1和图1)；此外，博茨瓦纳、坦桑尼亚和马达加斯加也探明一定量的PGEs资源。需要指出的是，我国的PGEs资源极其贫乏，探明资源量和储量分别为954.49 t和134 t⑦，不足世界探明储量的1%。

表1 非洲主要PGEs资源国储量、资源量和矿床(点)统计表

1.2 资源特点

就矿产资源分布而言，非洲PGEs矿产资源分布极不均匀，集中度高，呈现出明显的成矿区域偏在性，具体特点如下：

(1)岩浆岩成矿专属性强。> 85%的大型-超大型PGEs矿床产出在层状LIPs内部，主要与陆壳下岩浆房内结晶的深成镁铁质-超镁铁质岩石有关。

(2)大型-超大型矿床的资源储量尤其巨大，比中小型矿床大数百倍。据统计，全球探明PGEs矿床182个，其中非洲占比75.27%。就矿床数量而言，全球大型-超大型PGEs矿床主要聚集在非洲中南部，探明矿床数为66处，占全球91.67%。更为重要的是，非洲大型-超大型矿床的储量尤为巨大，统计非洲前18个大型-超大型矿床(按储量排名)，资源量占据了非洲的85%⑥。

(3)矿体开发利用条件优越，矿石品位高，易选冶，开发成本相对较低。非洲绝大部分(>90%)PGEs矿床类型为岩浆型，相较于其它国家，具有规模大、矿体埋藏浅、矿石品位高、矿层含铬较低等优势，选冶工艺相对简单，开发成本相对较低。

2 产出环境、成因类型及典型矿田(床)

2.1 产出背景

非洲PGEs矿床主要与铜镍硫化物或钒钛磁铁矿矿床共生，在成因与时空分布上均与前寒武纪超镁铁质-镁铁质火成岩省有密切联系(Coffin and Eldholm，1994)，最具代表性的是南非布什维尔德(Bushveld Igneous Complex，简称BIC)和津巴布韦的大岩墙(Great Dyke)、南非斯泰拉(Stella)侵入体(Oberthür et al.，2002；Scoates and Friedman，2008)。就大地构造而言，非洲典型的LIPs主要产出在古陆内部裂谷环境，为南非罗得西亚-卡普瓦尔地盾，并与大型线性构造有密切关系。概括而言，早古陆内部裂谷环境、世界级LIPs和深大断裂可能是非洲巨量铂族金属资源存在的独特条件，也是其最重要的产出背景。

2.2 成因类型

非洲PGEs矿床(点)分布较为广泛，类型较齐全，主要包括岩浆型(铜镍硫化物型、铬铁矿型和磁铁矿型)、热液型(矽卡岩型、斑岩型)和外生型三大类(表2；Penberthy and Merkle，1999;Barnes and Maier，2001a;Armitage et al.，2002;Maier et al.，2003；唐冬梅等，2008)。其中，就储量和矿床规模而言，岩浆型矿床占据绝对统治地位，非洲探明超大型-大型PGEs矿床均为该类型矿床(表2)。

表2 非洲铂族金属主要矿床类型

2.3 典型矿床

2.3.1 津巴布韦大岩墙PGEs矿田

津巴布韦大岩墙是由基性-超基性岩构成的世界第三大LIPs，南北延伸550 km，宽8 ～ 11 km。北段受断裂影响走向转折多变，总体呈NNE由4个次岩浆房脉动侵入形成，主要由层状-似层状的橄榄岩、辉岩和苏长岩组成，侵位到地堑之中(图2a，b;Podmore and Wilson，1987)。

图2 津巴布韦大岩墙剖面及典型矿化分布图(修改自Podmore and Wilson,1987)

大岩墙自北向南可以分为四个部分:Musengezi杂岩体(～44 km)、Hartley杂岩体(～ 314 km)、Selukwe杂岩体(～97 km)以及Wedza杂岩体(～80 km)(图2b)。这些杂岩体共同形成了一个长条状的向斜构造，并且具有一定的地层序列，由下至上依次为纯橄岩/方辉橄榄岩、古铜辉岩、二辉岩、辉长-苏长岩和石英苏长岩，以及后期蚀变的蛇纹岩，花岗岩可能为更古老的基底，为大岩墙的下盘(图2)。大岩墙内产出有丰富的PGEs、铬铁矿、铜、镍等矿产资源。

地质填图和地球物理数据显示，大岩墙PGEs集中在同一个层位，即辉岩中的主硫化物带(厚1～15 m;Main sulphide Zone，MSZ)和下硫化物带(厚30～80 m:Lower sulphide Zone，LSZ)，现圈定PGEs资源量为5690 t，矿石潜在储量～28亿t，品位(3.5～4)×10-6(Naldrett et al.，1990;Wilson and Prendergast，2001;赵声贵和陈元初，2011)。其中，MSZ中均有明显PGEs峰值，最具经济价值，产出有Mimosa、Ngezi、Hartley和Unki矿床(点)。钻探工作证实，MSZ具有可开采的经济品位和厚度，而LSZ中硫化物和PGE含量低得多，将来有可能成为重要的PGEs资源。

矿石主要为辉石岩，具堆晶、填隙结构，呈浸染状、条带状构造(图3a，b)。PGEs粒径一般5～250 μm，主要赋存在磁黄铁矿或黄铜矿中。矿石矿物主要有：方铋钯矿、铋铂钯碲矿、碲铂矿、碲镍矿、碲银矿、碲铋银矿、碲铅铋矿、碲钯矿、砷铂矿、硫砷铑矿和辉砷镍矿。

图3 津巴布韦大岩墙和南非BIC矿田典型赋矿岩石或矿石野外或显微照片

Armstrong and Wilson(2000)测得二辉岩锆石U-Pb年龄为2574±7 Ma；Wingate(2000)报道了矿床杂岩体中斜锆石SHRIMP U-Pb年龄数据为2574±2 Ma；锆石U-Pb年龄为2571±9 Ma。Oberthür et al.(2002)利用矿区含矿古铜辉石岩中的锆石和金红石获得SHRIMP U-Pb年龄为2575±1 Ma。综合上述测年数据，笔者认为大岩墙的成矿年龄约为2575 Ma，比南非BIC(2049～2058 Ma)更早。

2.3.2 南非布什维尔德铂族金属矿田

南非BIC是全球最大LIPs，东起南非普马兰加省(Mpumalanga)和林波波省，西至博茨瓦纳西北省(North West)(图 4a)⑧，纬向延伸 450 km，南北宽350 km，出露面积约为66000 km2，含有世界上最为丰富的 PGEs、铬铁矿、低品位铜镍硫化物及与钒钛磁铁矿矿产资源。据统计，PGEs 储量为 65473 t，其中，Pt 为 33111 t，占世界的75%；Pd 为20803 t，占世界的 54%，Rh 为 3548 t，占世界的 82%，同时还有 Ru 为 6231 t，Ir 为 1157 t，Os为 623 t(Naldrett，2004;Naldrett et al.，2009a，b;Naldrett，2010a，b)；Ni 金属含量为 15.28 Mt，占全球的 16%；Cu 为 6.88 Mt，占世界的 5.5%，Cr、Au 及钒钛和磁铁矿等储量丰富(Naldrett，2004)。

图4 南非布什维尔德杂岩体Rustenburg地质图及其典型矿层分布图(据Grobler，2019修改)

BIC出露部分分为东部、西部及北部3个部分(图4b)。其中，东、西两部分近似对称，北部较小，西部延伸较远(谭娟娟和朱永峰，2009)，火成岩分层平缓地向杂岩中心倾斜。地球物理勘探表明，岩套东西翼在深度上是连通的(图4)。

赋矿岩层主要为Rustenburg层状镁铁质-超镁铁质堆积岩套(厚度～8 km)，从下到上分为三个带：Ⅰ.下部带(Lower zone)，主要由古铜辉石岩、斜方辉橄榄岩和纯橄岩组成；Ⅱ.关键带(Critical zone)，又可分为下、上关键带。前者由斜长橄榄岩、辉石岩和铬铁岩矿层组成；后者由苏长岩、斜斜长石和铬铁矿构成；Ⅲ.主带(Main zone)，由苏长岩、辉长苏长岩、辉石岩和斜长岩组成(图4B-B’)。地质剖面显示，Rustenburg岩套被Lobawa花岗岩套上覆；其下盘则为德兰士瓦(Transvaal)组(图4A-A’)。

BIC内PGEs矿化主要有4种矿化类型(Scoon and Mitchell，2004)：①受硫化物控制的层状型矿体，梅林斯基矿层(Merensky Reef)最具代表(Godel et al.，2007；②受铬铁矿层控制的层状型矿体，如Upper Group2 (UG2)矿层；③ 与接触带有关的通道型铜镍硫矿化，如普拉特(Platreef)矿体(Kinnaird et al.，2005)；④ 与纯橄岩相关的岩筒型矿化，如昂弗瓦特岩筒。其中，岩筒矿化经济价值不高。梅林斯基矿层和UG2矿层主要发育在Rustenburg岩套的关键带上部，普拉特矿层也被认为是关键带的一部分(Lee，1996)。截至2015年底，布什维尔德杂岩体内分布PGM矿床15个，均为以上3个矿层划分不同矿权所致，其矿化特征基本一致，3个典型矿层具体如下。

(1)梅林斯基矿层(层状型铜镍硫化物型)

梅林斯基矿床现探明矿石量4291万t，PGEs金属量621百万盎司，是世界第二大PGEs矿床。该矿层在南非BIC的西部和东部均有产出，连续分布>280 km，厚度在0.04～4 m之间变化。其中，矿层西部的品位略高于东部，PGEs+Au品位分别为(6～10)×10-6和(4.2～6)×10-6(Barnes and Maier，2002)。

矿层的底部和顶部以铬铁矿薄层或矿线(1～10 cm)为特征。富矿段厚度0.1～14 m不等。矿石品位与黑云母数量呈反比(Viljoen，1999)。矿石主要为粗粒-伟晶状苏长岩，主要由自形的直方辉石(70%～90%)、斜长石(10%～30%)、硫化物(1%～5%)和少量铬铁矿和黑云母(Barnes and Maier，2002)(图3c)。硫化物主要呈胶结物形式产出，主要有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿以及少量硫砷化合物。PGEs矿化主要寄宿在硫化物(以黄铜矿为主)中，以Pt为主，其次为Pd，两者比例介于2.01～2.42(Maier et al.，1997；Viljoen and Hieber，1986；要梅娟，2012)(图3d)。

(2)UG2矿床(层状型铬铁矿型)

UG2矿床现探明矿石量5025万t，PGEs+Au平均品位在5×10-6，是世界第一大PGEs矿床。UG2矿床位于关键岩带层之内，梅林斯基矿层之下，赋矿岩层主要为斜长辉石岩类，主要由辉石、斜长石和斜辉石及少量金云母组成，厚度800～1000 m。

矿化层厚度为3～10 m，含有许多薄层铬铁矿层(1 cm～10 cm)。其中，富矿段厚度～1 m，主要有铬铁矿(粒度5 mm～50 mm，60 vol.%～90 vol.%)、斜长辉石岩(10%～35%)、微晶斜长岩和硫化物和组成(Mathez and Mey，2005)。在UG2矿层西部，硫化物含量较少(<0.1 vol.%)，主要是镍黄铁矿和黄铜矿(Bonel，1996)。矿层东部，硫化物相对较高(～0.2 vol.%)；矿层北部，硫化物含量最高(～1 vol.%)，主要为黄铜矿、镍黄铁矿和磁黄铁矿(Gruenewaldt et al.，1989)。铂族矿物主要为铂的硫化物、铂-钯硫化物、铂-钯-铜硫化物、硫钌锇矿等(要梅娟，2012)。

(3)普拉特(Platreef)矿床(与接触带有关的铜镍硫化物型)

普拉特矿床是世界第三大PGEs矿床，PGEs+Au品位介于(0.55～3.7)×10-6之间。该矿层位于BIC的北翼，由三个矿化层组成。矿体南侧被德兰士瓦(Transvaal)超群覆盖，北侧往深部切穿条带状含铁建造及白云岩，侵位于太古宙花岗片麻岩基底之上(要梅娟，2012)。

矿床主要产出在辉石岩(图3g)与围岩(白云岩、蛇纹岩和钙硅酸盐)的内接触带，呈典型的通道型产出。矿化主要与硫化物(磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿)有密切的成因联系，以Pt和Pd为主(图3h)。

2.3.3 南非Stella矿床(层状Ti-V磁铁矿型)

南非Stella PGEs矿床明显区别南非BIC矿田和津巴布韦大岩墙产出的矿床。Stella矿床寄宿在镁铁质Stella LIPs(出露面积>16 km2)，赋矿岩石主要为层状、似层状的富磁铁矿辉长岩和辉长岩-辉石岩类(Maier et al.，2003)。相对而言，Stella矿床的成矿时代最为古老(3034±1 Ma)，是典型的层状V-Ti磁铁型PGM矿床，被Kalplats公司所控制。

最新的勘查结果显示，PGEs矿化厚度～100 m，探明矿石量为137万t，平均品位为1.53×10-6(Maier et al.，2003)。富PGEs矿段(10～15)×10-6厚度>1 m，主要与含Ti-V磁铁矿伴生。Maier et al.(2003) 认为，超基性岩浆分异晚期，残余岩浆达到硫饱和，受磁铁矿结晶作用，PGEs随着硫化物熔体析出而富集。PGEs主要为Pd和Pt矿化，并伴随有Os、Ir、Ru和Rh矿化。铂族矿物主要有碲钯矿、锑钯矿、砷铂矿、黄碲钯矿、砷锑钯矿、硫铁铂矿等，载体矿物主要为黄铜矿、黄铁矿和尖晶石⑨。

3 勘查开发与贸易格局

3.1 勘查开发

2010～2019年间，非洲铂族金属的勘查投入呈现“V型”走势，非洲则一直是全球PGM勘查投入最高的地区，勘查投入总额70240万美元，全球占比达57.22%(图5)。其中，南非的勘查投入在2010～2016年连续七年的位居世界第一位，2017年和2018年则高居世界第三；但2019年又重新成为全球铂族金属的勘查投入最高的国家，投资达到2520万美元，全球占比44.37%⑤。2010～2019年，津巴布韦铂族金属的勘查投资位居全球前5位⑤。据统计，在非洲142个主要PGEs矿山中，有32个处于勘查阶段，占22.54%；处于预可行性研究和可行性研究阶段的合计56个，占39.44%，处于矿山建设和生产阶段的合计46个，占32.39%⑤。综上所述，近年来，非洲铂族金属的勘查活动虽然活跃但进入了明显的调整阶段，非洲虽是全球铂族金属的“增储挖潜”的最重要地区，但增长潜力有限。

图5 全球和非洲PGEs勘查投入统计柱状图(数据来源:注释⑤)

据统计，非洲铂族金属的矿业勘查资金主要源自七大矿业公司：SBGL公司(Sibanye-Stillwater Limited)、英美铂金公司(Anglo American Platinum Limited)、非洲彩虹矿业公司(African Rainbow Minerals Limited)、加拿大铂族金属有限公司(Platinum Group Metals Limited)、日本石油天然气和金属公司(JOGMEC)、英帕拉铂业控股有限公司(Impala Platinum Holdings Limited)和Zimplats控股有限公司(Zimplats Holdings Limited)。2019和2020年，以上矿业公司勘查投资额分别为3620万美元和3220万美元，分别占非洲铂族金属勘查总投资的95.77%和99.08%⑤。

2011～2019年，非洲是全球最大的PGM生产地，基本稳定在50%～63%(表3)。其中，Pt产量的全球占比～80%，Pd产量的全球占比基本～40%⑤。2019年非洲PGM的产量为238.6t，占全球总产量的60.8%(表3)，其中Pd产量为92.10 t，占全球总产量的40.57%；Pt产量为146.50 t，占全球总产量的78.76%⑤。南非和津巴布韦分别是非洲第一大和第二大铂族金属生产国，2019年南非铂族金属产量为213.70 t，占世界总产量的51.74%，居世界第1位；其中Pt产量为133.0 t，居世界第1位，Pd产量为80.70 t，居世界第2位，仅次于俄罗斯⑤。津巴布韦2019年铂族金属产量为24.90 t，占世界总产量的6.03%，其他非洲国家铂族金属产量较小⑤。

表3 2011～2019年非洲PGM矿山产量表(单位：t;数据源自注释⑤)

3.2 主要矿业公司及所属矿山

非洲从事PGEs勘查开发的矿业公司有数十家，世界顶级PGEs公司仅十余家，主要被欧美、南非和日本等矿业寡头所控制，控制全球产量的～70%。这些矿业公司所控股矿山均主要位于非洲中南部(南非和津巴布韦)。其中，非洲中南部地区是全球优质PGEs项目最集中的地区，具有不可撼动的地位。

据数据统计，非洲 PGM产业集中度很高，前三大PGM矿业寡头的地位更为重要，占据全球Pt和Pd产量～65 %，主要情况如下。

(1)SBGL公司。该公司总部位于南非，全球拥有30个PGEs项目，Pt权益储量为1561.07 t，权益资源量为8802.21 t；Pd权益储量为863.68 t，权益资源量为2568.82 t，是全球最大的Pt金属和第三大Pd金属生产公司。2018年，Pt和Pd产量为52.81 t和26.45 t，分别占世界总产量的23.93%和11.0%。SBGL控股矿山主要分布在南非和津巴布韦，代表性矿山有Kroondal、Rustenburg、Momosa。2019年，SBGL公司PGEs矿业勘查投入为1350万美元，其中，南非1100万美元，津巴布韦250万美元，南非的勘查投入包含绿地阶段、后期和可研阶段、矿山建设阶段三个阶段；津巴布韦的勘查投入为绿地阶段和矿山建设阶段。

(2)英美铂业公司。其是全球PGEs矿业的引领者，全球控股16个PGEs项目，Pt和Pd权益储量分别为457.84 t和974.15 t，Pt权益资源量分别为2062.14 t，为全球第二大的PGES生产公司。2018年，Pt和Pd产量为42.59 t和32.48 t，分别占世界总产量的19.30 %和13.55 %。该公司实际在产矿山6个，其中Mogalakwena、Amandelbult和Joint ventures(控股50%)是其产量最大的生产项目，均位于非洲中南部，近三年产量(40～50)t之间。矿山建设阶段是英美铂金矿业公司投入最高的阶段，在南非和津巴布韦分别为700万和200万美元。

(3)英帕拉铂业控股有限公司。该公司Pt和Pd权益储量分别为369.10 t和303.26 t，对应的权益资源量为2979.11 t和1594.35 t，是全球第三大的Pt和第四大的Pd生产公司，业务主要分布在南非、津巴布韦和加拿大。2019年，该公司Pt产量为27.42 t，占全球总产量的14.29 %，Pd产量为14.45 t，占全球总产量的6.93 %。该公司参股或控股的PGEs项目20个，位于加拿大(～12个)和非洲中南部(南非：7个；津巴布韦：1个)。其中在产项目共4个，均位于非洲中南部，其中Impala矿山是在产的最大项目，近三年产量均维持在～20 t；加拿大项目则主要处于绿地阶段和勘探阶段。2019年，该公司在南非的PGEs矿产勘查投入为110万美元，其中后期和可研阶段9000万美元，矿山建设阶段2000万美元。

3.3 贸易格局

全球PGEs主要有2个来源：矿山获取(一次性PGEs)和二次回收，前者占总供应量的72% ～ 78%。 2010～2019年的统计数据显示，全球一次性PGEs供应量维持在400 t 左右。非洲仍然是世界最重要的PGEs供应国，占有绝对的优势地位⑤。具体而言，近十年，南非一直是世界第一大Pt金和第二大Pd供应国，供应量分别为1333.3 t Pt和774.4 t Pd，分别占全球72.54 %和37.66 %(表4)。需要指出的是，从成本角度来看，当前PGEs价格低于矿山现金成本价格，矿产的生产动力不强，出现PGEs大幅放量的概率极小。

欧盟、美国、中国和日本是全球PGEs消费的四大地区。近十年，中、欧、北美、日四大区域的Pt和Pd的消费量分别占全球消费量的81.80 %和85.65 %⑤)。南非是全球最大的PGM矿产品(未锻造、粉末)出口国，主要出口至日本、美国、中国、德国和英国五国，出口额占比分别为28.44%、24.95%、16.57%、7.77%和6.47%④。

4 讨论

4.1 控矿因素与勘查启示

掌握矿床的时空分布特征对矿床勘探，尤其在成矿远景区的发现方面具有重要意义。世界大型-超大型PGEs矿床主要产于南非BIC和津巴布韦大岩墙内。通过非洲典型PGEs矿床的总结，其控矿因素、时空分布规律总结如下，希冀对我国PGEs找矿勘查有所启示。

(1)控矿因素

就产出环境而言，非洲大型-超大型PGEs矿床主要产出在稳定的、古老的太古宙地核和再活化的太古宙地壳裂谷环境；而大型线状构造和铁质-镁铁质大火成岩省是世界级超大型PGEs矿床形成的最重要因素。此外，非洲前寒武纪古老绿岩带多发育于太古宙地盾区，变质作用强烈，其中的超镁铁质岩系常有铬铁矿化，有的赋存一定规模的PGEs矿床。

就岩浆岩的成矿专属性而言，前寒武纪的铁质-镁铁质LIPs与非洲超大型-大型PGEs矿床具有密切的成因联系，其面积一般>105km2，火山岩厚度>105km3，岩浆活动时间最大持续50 Ma。富PGEs的LIPs以超镁铁质和镁铁质岩浆岩为主(>75%)，并含有一定量的硅质，可能是因为裂谷作用和扩张作用使得壳下镁铁质岩浆沿着扩张轴侵位到上地壳。因此寻找LIPs是选择PGEs矿床的重要靶区。建议我国PGEs矿床勘查方向重点布局在古老克拉通内部或边缘的基性-超基性层状杂岩体，以及与地幔热点有关的LIPs内。值得注意的是，我国已在峨眉山地幔热点取得了一定勘查成果，例如金宝山、安益、朱布、新街、红格、杨柳坪等(王登红等，2002；李光辉等，2010)。

就岩石学和含矿建造而言，非洲PGEs矿化的含矿建造主要有：(a)层状型铜镍硫化物型矿化的岩石建造主要有纯橄岩、条带橄榄岩+古铜辉石岩+辉长岩+苏长岩和粗粒伟晶辉石岩+苏长岩+斜长石岩石组合为代表，前者以津巴布韦大岩墙最为典型，典型矿物组合为堆晶斜方辉石(75%～80%)+ 斜长石(10%～15%)+ 单斜辉石(～10%)+ 硫化物集合体(磁黄铁矿+镍黄铁矿+黄铜矿+少量黄铁矿+微量四方硫铁矿和紫硫镍矿)；后者主要由堆晶斜方辉石(70%～90%)和堆晶间隙斜长石(～30%)构成(梅林斯基矿层)，以梅林斯基矿层为代表。(b)层状型铬铁矿型PGEs矿化的岩石建造主要是超基性岩(辉石岩、斜长橄榄岩)、长石类岩石(斜长岩)和铬铁岩组成，辉长岩罕见。矿化赋存部位通常为下部带或过渡带，其岩石学组成以超基性岩和为主，以UG2矿层为代表。(c)与接触带有关的铜镍硫化物型PGEs矿化的岩石建造紧靠基底接触带和角砾岩化接触带，主要为含PGEs和贱金属硫化物矿化的辉岩序列组成。(d)钒钛磁铁矿型PGEs矿化的岩石建造主要为辉长岩+辉石岩+橄榄岩，以Stella矿床为代表。综上所述，镁铁质-超镁铁质岩石建造是主要的赋矿建造。就非洲大型-超大型PGEs矿床的含矿建造而言，我国具有开发潜力的地方有新疆、甘肃、青海和四川等地。

就成矿时代而言，前人对南非BIC和津巴布韦大岩墙成岩成矿年龄做过大量的研究工作。现有数据表明津巴布韦大岩墙镁铁质-超镁铁质层序在成矿年代、岩石地球化学以及同位素上具有一致性，U-Pb同位素年代学成岩年龄为2575±0.7 Ma(Oberthür et al.，2002)。Buick et al.(2001)利用锆石和金红石U-Pb方法获得BIC内Rustenburg层状岩套两组年龄分别为2061±2 Ma和2058.9±0.8 Ma；De Waal et al.(2002)利用Ar-Ar方法获得大理岩带中与角砾岩相关的角闪石年龄为2063±16 Ma；Scoates and Friedman(2008)利用ID-TIMS U-Pb方法获得梅林斯基矿层中，与硫化物伴生的锆石和铬铁矿中金红石年龄分别为2054.4±1.3 Ma和2055.0±3.9 Ma，这些年龄数据表明BIC成岩成矿过程是在一个非常短的时间内(<10 Ma)完成的(Kinnaird et al.，2005)。综上所述，非洲PGEs矿床主要形成于前寒武纪，尤其是中-大型矿床一般形成于新太古代-古元古代，这一时期地球的演化特点是地壳厚度较薄，地热梯度高，放射性热量集中，上地幔局部熔融程度高。这些条件都有利于形成大型层状基性-超基性杂岩，克拉通内具有相对稳定的构造环境，有利于巨型岩体的保存，从而为形成大型铂族金属矿床提供充足的成矿物质来源(表4)。

表4 非洲主要铂族金属矿田/矿床成矿时代统计

(2)其它找矿标志

除大地构造背景和基性-超基性含矿建造等找矿标志外，主要的找矿标志有：①控矿构造：中大型PGEs矿化与区域张性深大断裂或韧性剪切带有密切联系。②地球物理标志：层状杂岩体大都沿着地壳的大型线性构造分布，通常显示为重力低值异常和磁、电高值异常，可利用区域重力和磁法测量探测并圈定深部大型层状杂岩体。③地球化学找矿标志：由于PGEs具有难熔和含量低，化探是必不可少的。土壤地球化学在BIC的普拉特矿层发现中呈现了良好的成果(Frick，1985)。除非洲外，世界级的Stillwater中J-M Reef (加拿大)和Duluth杂岩体分别是通过土壤地球化学和冰碛物地球化学圈定。水地球化学在俄罗斯Noril’sk-Talnakh应用比较成功，通过浓度，成功追踪了PGEs矿化露头。

4.2 非洲铂族金属的成矿潜力

目前全球探明的世界级的PGEs矿床都形成于前寒武纪的铁质-镁铁质的LIPs内，具有较为特殊的产出环境。非洲境内已发现的超大型-大型PGM矿床也都形成在元古代的LIPs内。因此寻找LIPs，是开展铂族金属找矿的首要工作。BIC岩体作为世界上已知最大的LIPs，赋存着世界上最富的PGEs资源，也是目前勘探最为广泛的PGEs矿田(Naldrett et al.，2009a,b)。该地区勘探开发现状较为成熟，但因其巨大的PGEs储量仍旧使其成为全球最为热点勘查地。结合其持续的勘探开发，BIC岩体的PGEs在现有的储量上，依然有增加可能，资源潜力是乐观的。津巴布韦PGEs矿床均与大岩墙基性-超基性镁铁质岩有关。其中Mimosa、Ngezi 和 Unki 三大矿山产量>10 t，产量仅次于南非和俄罗斯。因此，在津巴布韦寻找大中型PGEs矿，不能偏离大的方向，建议在大岩墙PGEs金属成矿远景区内。尤其是北部的 Musengezi 杂岩体，目前还在勘探过程中，尚未进行开发，是寻找铂矿和矿山合作开发的最有利地段(孙凯等，2019；邢仕等.2019)。

此外，马达加斯加Andranomiely地区分布有富PGEs的超基性岩体，其具有一定的成矿潜力。布隆迪的穆松加迪镍矿共伴生PGEs。从Rotovu、Vaga、 Nyabikere三个镍矿区钻探试样的试验分析来看，PGEs含量可观。布琼布拉北部的Ruzizi河流域的冲积平原勘探表明，PGEs矿的蕴藏情况值得进一步调查。

4.3 非洲铂族金属供应链的重要性

近三年，非洲铂族金属矿产勘查进入调整周期，找矿成效呈现降低趋势。随着勘查难度增大、开采深度增加、平均品位降低以及罢工事件的影响，非洲重大发现和新增储量总体上在减少，未来五年的供应量可能不会具有明显增长趋势。

就供应链关系而言，一方面，我国是PGEs资源“小国”，其对外依存度极高(～98%)。另外一方面，我国PGEs产业链完整，未来5～10年的需求量将增加明显，预计消费总量将达到180 t。然而，国内PGEs矿山的产量难以在短时间内上升，供需缺口将进一步扩大。因此，加大国内PGEs资源勘查的同时，必须坚持“走出去”战略，主要突破点有两点，(1)加强国家在PGEs获取方面的合作，尤其可以借助金砖国家组织和中非合作论坛，加强与南非和津巴布韦之间的合作，以保障PGEs资源供应的安全。(2)积极培育具有国际竞争力的企业，推动在全球铂族金属勘查与开发，尤其在非洲中南部产出有大火山岩省的国家或地区，开展资源潜力、开发条件、投资环境等综合评价，综合运用财政、税收、金融等多种政策手段，优化境外PGEs矿产资源的战略布局。

就非洲PGEs勘查开发现状，南非BIC的优质矿权基本被欧美、南非顶级PGEs跨国公司所控制。津巴布韦大岩墙已进行矿山开发的Hartley、Selukwe 和 Wedza 3 个杂岩体，矿权已基本掌握在国外公司手中，比较难以介入其中。我国 “走出去”的公司和地勘单位应需要关注津巴布韦大岩墙北段的Musengezi 次岩浆房以及所形成的杂岩体。目前，该岩体尚在勘探过程中，找矿潜力较大，是寻找PGEs矿合作开发的有利地段。然而，根据大岩墙中PGEs矿体的产状特征及津巴布韦在产矿山的生产经验，大岩墙上的PGEs矿山适合全机械化地下开采。但由于矿体薄，采矿规模难以扩大，因此采矿是制约大规模开发津巴布韦大岩墙铂族金属资源的关键因素。

5 结论

(1)PGEs矿产是非洲的优势矿产，占世界资源量> 80 %，高度集中分布南非、津巴布韦两国，且以南非为主。大型-超大型矿床成因类型主要为岩浆型，主要分布在世界级铁质-镁铁质的LIPs内(南非BIC和津巴布韦大岩墙内)，可细化分为层状型铜镍硫化物型、通道型铜镍硫化物型、层状型铬铁矿型和钒钛磁铁矿型。

(2)非洲铂族金属勘查开发程度相对较高，从事勘查开发的为世界顶级PGEs矿业寡头，代表型的矿业公司有SBGL公司、英美铂业公司、英帕拉铂业控股有限公司等。PGEs产量、出口量在全球占据着举足轻重的地位，目前是全球第一大Pt生产地和第二大Pd生产地，是全球最大的铂族金属矿产品出口地，主要出口至美国、日本、中国、德国和英国。

(3)依据大型PGEs矿床的产出环境及矿化特征，非洲PGEs矿化的找矿靶区仍然以铁质-镁铁质岩构成LIPs为主要勘查方向，以岩浆岩型矿床类型为主要勘查类型。

(4)加强与南非、津巴布韦等国家之间的合作，保障一次性PGEs资源供应的安全对我国尤为重要。

致谢：在数据收集和图件绘制过程中，得到河北地质大学郭襄博士的帮助；匿名专家也对本文提出很多建设性意见，在此表示感谢！

[注 释]

①U.S.Department of the Interior (USDI).2018.Critical mineral resources of the United States—Economic and environmental geology and prospects for future supply:Platinum-group Elements[R].

② European Commission (EC).2017.2017 Critical raw material deposits of Europe，based on the 2017 CRM list of the European Commission[R].

③ European Commission (EC).2020.2020 Critical raw material deposits of Europe，based on the 2020 CRM list of the European Commission[R].

④ U.S.Geological Survey (USGS).2020.Minerals Information.http: // minerals.usgs.Gov/minerals/pubs/commodity/[R].

⑤ S&P global market intelligence (SPGMI).2020.Commodity Detail/PLATINUM and Palladium，2020[R].

⑥U.S.Department of the Interior (USDI).2018.Critical mineral resources of the United States-economic and environmental geology and prospects for future supply:Platinum-group elements[R].

⑦ 中华人民共和国国土资源部.2019.中国矿产资源报告[R].

⑧Mattera P.2008.Anglo American’s track record rhetoric or reality?-Community，worker safety，public health，and environmental problems at Anglo American mining operations[R].Renewable Resources Coalition，34.

⑨Richards J M，Martin G J.2002.The mineralogical examination of 2 flotation products from C-1 high grade sample，the Stella Pt project，Harmony Gold Mining Co.Ltd.，with emphasis on PGM deportment: Johannesburg，South Africa，Lakefield Research Africa[R].Mineralogical report MIN 1201/163 (Internal report to Harmony Gold Mining Co.Ltd: 13.

⑩Duluth Metals Ltd.2011.Duluth metals commences drilling program on platinum targets in the Land O’Dixie property[R].Duluth Metals news release，August 2，accessed November 21，2016.

[附中文参考文献]

侯增谦，陈骏，翟明国.2020.战略性关键矿产研究现状与科学前沿[J].科学通报，65(33):3651-3652.

李光辉，孙景贵，黄永卫，梁树能，李怡欣，崔培龙，郭佳.2010.黑龙江鸡东五星铂钯矿床含矿岩体的锆石U-Pb年龄及其地质意义[J].世界地质，29(1):28-32.

谭娟娟，朱永峰.2009.布什维尔德铂族元素矿床：铂族矿物赋存状态及其成因[J].地学前缘，16(2):229-240.

唐冬梅，秦克章，刘秉光，孙赫，李金祥.2008.铂族元素矿床的主要类型、成矿作用及研究展望[J].岩石学报，24(3):569-588.

王登红，应汉龙，骆耀南，陈毓川，朱明玉．2002.试论与布什维尔德杂岩体有关的铂族元素-铬铁矿矿床成矿系列及其对中国西南部的意义[J].地质与资源，11(4):243-249．

王焰，钟宏，曹勇华，魏博，陈晨.2020.我国铂族元素、钴和铬主要矿床类型的分布特征及成矿机制[J].科学通报，65(33):3825-3838.

孙 凯，赵志丹，柯珊，何胜飞，周肃，任军平，吴兴源，古阿雷.2019.津巴布韦大岩墙层状铬铁矿地球化学特征及地质意义[J].地质与勘探，55(1):103-114.

邢仕，纪山青，杜明龙，任军平，刘子江，古阿雷，孙宏伟.2019.非洲中南部赞比西造山带地质演化及矿产资源现状[J].地质与勘探，55(6):1549-1558.

要梅娟.2012.南非布什维尔德铂族矿床中铂族金属富集机理研究[D].北京：中国地质大学(北京):1-133.

余韵，薛迎喜，张福良.2019.国外关键矿产管理策略与借鉴[J].地质战略研究，21(3):1-19.

赵声贵，陈元初.2011.津巴布韦大岩墙铂族金属资源开发现状[J].贵金属，32 (1):72-75.