南非威特沃特斯兰德盆地范特斯堡金矿床地质特征及矿床成因

范特斯堡金矿床位于南非共和国自由省韦尔科姆市（Welkom），在亨嫩曼镇（Hennenmam）南部约9 km，范特斯堡镇（Ventersburg）西北约8 km。范特斯堡金矿床也位于威特沃特斯兰德盆地西南部韦尔科姆金矿田内。威特沃特斯兰德盆地是世界上最著名的金矿产地之一，但其金矿的成因类型却存在不同

。多数学者认为该金矿床是沉积砾岩型

，主要表现为金矿赋存于沉积成因的石英卵石砾岩颗粒中，也称之为古砂金或古砾岩型金铀矿。含矿层基本上为单矿-复矿岩，砾石以石英卵石为主，杂基基本上为石英，其中伴生浸染状自然金和晶质铀矿碎屑颗粒。但也有部分学者认为其成因类型是热液型

，其观点主要认为金矿形成于与岩浆有关的热液活动，而后进入到沉积地层中。本文是在收集了范特斯堡金矿床30个钻孔的1537件样品的品位、矿体厚度等原始数据，以及对所有岩芯矿石样品结构构造详细观察的基础上，对范特斯堡金矿床的地质特征及矿床成因类型进行了分析探讨，不仅可以为兰德金矿床提供理论依据，还可以为区域上后期勘查工作提供可靠信息和依据。

河溪、沟道等水体作为半干旱地区生态系统重要的组成部分之一，已被世界各地视为研究重点和保护对象。对水体实施生态监测和正确评价是保护水体的前提条件。本文基于对北京山区长期的研究与实践经验，借鉴欧盟水框架指令，形成了一套较为系统的水体监测方法，初步构建起河溪生态质量评价体系。通过对北京山区河溪等小型水体生态监测、评价方法的探索，及已经取得的研究成果，将对山区水源保护与治理提供基础参数和科学依据，推动全市生态建设的进程。

1 区域地质概况

范特斯堡金矿床地处南非卡普瓦尔克拉通南部边缘，太古宙火山沉积岩系和花岗岩穹窿之间的威特沃特斯兰德断陷盆地（简称兰德盆地）西南部的韦尔科姆（Welkom）金矿田内 (图1)。

1.1 兰德盆地地质背景

兰德盆地形成于太古宙，呈北东向狭长的椭圆形展布，北东向延伸近350 km，北西向宽约300 km，盆地面积约100 000 km

。兰德盆地为一复向斜构造，受东北侧和西南侧两条弧形构造挟持。

兰德盆地的砾岩型金矿是世界上最重要的金矿类型，其黄金产量居世界各种类型金矿之首。兰德型金矿床分布于兰德向斜盆地范围内，巨厚含矿地层主要分布于盆地边缘，沿盆地边缘分散分布有8个金矿田，即东兰德(East Rand)、南兰德(South Rand)、中兰德(Central Rand)、西兰德(West Rand)、Wits Line 西部，克莱克斯多普(Klerkdorp)、卡勒顿维累(Carlitonville)、维尔科姆（自由省）和埃温德(Evander)金矿田，共有100多个金矿床，其中有9个超大型矿床已产出黄金900吨以上。

从教材的“变与不变”中，我们可以得到启发，本节课教学中依然借助“几个几”与“倍”的融会贯通，突出“倍”的本质——两个量的比较关系，强化概念辨析，深入意义理解。

（1）含金砾岩是产在太古宙地壳形成以后，大陆上升的第一旋回，主要富集在每个旋回的底部或者靠近底部，受地层控制明显；

1.2 韦尔科姆金矿田地质背景

韦尔科姆（Welkom）金矿田位于兰德盆地西南边缘，克拉克斯多普（Klerksdorp）金矿田南侧，由博塔维尔（Bothaville）深大断裂分隔。矿田内覆盖着巨厚的卡鲁（Karoo）超群砂页岩。韦尔科姆矿田内迄今已发现数个大型金工业矿床，其中Estern Holdings 和Free State Geduld 2个金矿已经生产黄金超过900吨。

韦尔科姆金矿田处在走向南北的向斜中，该向斜核部表现为明显的地垒构造形式。与兰德盆地大部分地区相同，韦尔科姆金矿田沉积基底为太古代花岗-绿岩基底。矿田沉积地层由老至新依次为多米宁群、兰德超群、芬特斯多普超群、德兰士瓦超群和卡鲁超群。兰德超群又分为2个群，即西兰德群（West Rand）和中兰德群（Central Rand）。西兰德群与下伏多米宁（Dominion）群为角度不整合接触，西兰德群在克莱克斯多普金矿田区最大厚度5150米，北东方向开始变薄。由老到新又分为以下亚群，①豪斯皮特希尔(Hospital Hill)，②戈文门特(Government)，和③杰皮斯敦(Jeppestown)亚群。均由不同比例的石英岩和页岩组成，豪斯皮特希尔亚群和杰皮斯敦亚群以页岩为主。西兰德群主要沉积在浅海相环境，只有小部分为河流相沉积。

中兰德群不整合于西兰德群之上。分为约翰内斯堡亚群（Johannesburg）和特夫方丹亚群(Turffontein)，主要由石英岩、砾岩和少量页岩组成。以河湖三角洲沉积相为主，与河流和浅海入海口的潮汐作用有关。兰德型金矿含矿层大部分产出于中兰德群的砾岩中。

中兰德群中约翰内斯堡亚群下部由砾岩和石英岩互层，上部由火山沉积岩系组成，杏仁构造普遍发育，因此杏仁构造岩石作为该亚群标志层；特夫方丹亚群分为金伯利组（Kimberley）、埃尔斯伯格组（Elsburg）和蒙坦尔组（Mondeor），岩性主要为砾岩和石英岩。范特斯堡金矿床目标含矿层赋存于金伯利组安登科（Andenk）建造中，与东兰德矿田中的金伯利组上段含矿层（UK9a含矿层）对应。韦尔科姆金矿田地层中存在数层含金矿层。约翰内斯堡亚群卢伊巴斯弗莱（Luipaardsvlei）组的梅恩含矿层（Main Reef）为矿田内重要的工业含矿层。而范特斯堡金矿床目标含矿层赋存于由石英岩和砾岩组成的安登科（Andenk）组（相当于东兰德矿田的金伯利组）的粗砂岩中，分布范围较小。

2 矿床地质特征

2.1 地质背景

范特斯堡（Ventersburg）矿床地层主要为兰德超群之中兰德群安登科组、芬特斯多普超群埃尔多拉多组和卡鲁超群。安登科组主要由碎屑岩组成，岩性主要为石英岩和砾岩，包含了该矿床的主要含矿层。埃尔多拉多组，包括四个岩性段。下部岩性段不整合覆盖在安登科组之上，由下向上由细变为粗粒复矿物碎屑岩条带，也称之为埃尔斯堡底砾岩。在韦尔科姆金矿田东侧外围，该地层为中粒到较粗的卵石砾岩。

矿区内岩浆活动较弱，以基性岩脉（墙）为主，主要是玄武岩床和辉绿岩脉，区内未出露地表。沿断裂裂隙侵位，呈脉状产出。岩脉规模一般较小，形态多变，分枝复合，尖灭再现频繁。从岩脉侵位岩层和以岩墙形式侵位于卡鲁超群底部等特征，分析认为基性岩形成于晚古生代卡鲁期之后。

兰德盆地基底为花岗-绿岩基底，由太古宙斯威士兰超群（＞3.1Ga）组成，主要岩性为角闪岩、片岩和片麻岩。基底岩石中有花岗岩类侵入岩体。在太古宙基底上沉积了一套晚太古代至古生代的巨厚的碎屑岩系（厚度大于8000 米），由老到新可分为：（1）多米宁群（Dominion），分布于基底侵蚀面之上。由熔岩、杏仁状安山岩、霏细岩及流纹岩等组成；（2）威特沃特斯兰德超群（Witwatersrand），简称兰德超群。下部地层有页岩、石英岩、粗砂岩、砾岩组成；砂、砾岩中有较富的含金矿层；上部地层由石英岩、砾岩、页岩组成；砾岩中产有较多的金铀矿体。兰德超群沉积最厚超过6 000m，主要由石英岩和页岩组成，含有少量火山沉积单元。沉积岩倾角不大，缓倾于盆地中央，局部区域有变化。其中含矿地层主要为兰德超群中兰德（Central Rand）群；（3）芬特斯多普超群（Ventersdorp，2.7Ga），主要由玄武岩到安山岩的中-基性熔岩、石英斑岩、霏细岩、凝灰岩、页岩、燧石角砾岩夹层组成。其底部有由兰德超群剥蚀物质沉积而形成的含金矿层；（4）德兰士瓦超群（Transvaal，2.6Ga），为火山岩和碎屑岩沉积组合。由下向上分别为：①火山岩和碎屑岩，未成熟砂质碎屑岩、砾岩夹玄武熔岩；②化学沉积岩，底部以石英岩开始，向上变为碳酸盐岩和燧石，再上部为条带状含铁建造；③碎屑岩：岩性有石英岩和（碳质）页岩组合，夹数层砾岩；（5）卡鲁超群（Karoo，302-180Ma），岩性以砂岩、页岩为主，时代为石炭-二叠系沉积物，陆相沉积，底部有冰碛层。

范特斯堡金矿床处在范特斯堡地堑上，由一系列近南北向正断层组成。这些断层为金沉积成矿期同期或后期构造，连同金矿赋存的中兰德群安登科（Andenk）组一起，金矿也被这一系列较大的断裂错断。最大断距约500m。金矿床内还发育另外一组近东西向的次级断裂，一般长度小于500m，断距为数十米，将该矿床内的含矿层切分成更小的矿块。

2.3.1 矿石矿物成分

2.2 矿体特征

范特斯堡金矿体赋存于兰德超群中兰德群安登科组砾岩层中，含矿岩石为石英砾岩，与顶底板的砂岩界限清晰，砾岩层内金含量与黄铁矿含量呈正相关。区内整个含矿层延伸稳定，目前钻孔的含矿层分布区域东西宽5 900 m，南北长7 930 m。

通过钻探工程控制，区内共圈定出10个矿体。其中①号金矿体为主要金矿体，由23个见矿钻孔控制，见矿深度在450.10m～970.58m之间，分布范围南北长1650m，东西宽3140m，金矿体呈一个平缓的背形，轴向北北西，倾角3°～12°之间，矿体厚度在0.34m～2.86m，平均厚度1.43m，厚度变化系数32%，金品位3.02～9.50 g/t，平均4.97g/t，品位变化系数40.16%，估算金金属资源量56 505.92kg，占范特斯堡金矿床总量57.58%；②号金矿体见矿深度1623m，分布规模1430m×1100m，矿体厚度0.88m，平均品位3.89g/t；③号金矿体见矿深度452m，分布规模350m×600m，矿体厚度1.09m，平均品位7.98g/t；④号金矿体见矿深度743m，分布规模720m×650m，矿体厚度1.45m，平均品位3.34g/t；⑤号金矿体见矿深度326m，分布规模570m×640m，矿体厚度0.67m，平均品位9.43g/t；⑥号金矿体见矿深度724m～814m，分布规模1500m×450m，矿体厚度0.83m，平均品位8.64g/t；⑦号金矿体见矿深度556.6m，分布规模610m×1230m，矿体厚度0.74m，平均品位5.88g/t；⑧号金矿体见矿深度1309.5m，分布规模390m×1150m，矿体厚度1.66m，平均品位4.04g/t；⑨号金矿体见矿深度676m～751m，分布规模430m×520m，矿体厚度1.51m，平均品位3.75g/t；⑩号金矿体见矿深度580m，分布规模420m×870m，矿体厚度0.21m，平均品位16.03g/t。

2.3 矿石特征

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范特斯堡金矿床矿石以含矿砾岩为主，具有变余层理，含矿砾岩大部分由70%砾石和30%胶结物组成。砾石主要为灰白色的脉石英和石英岩，其次为燧石、碧玉、石英斑岩，局部有少量的电气石岩、浅绿色板岩、片岩及黄铁矿等。砾石磨圆度良好，呈球状、椭球状，分选性差，大小不等，最大直径40mm，小的直径仅几毫米。基质主要为细粒石英和绢云母，其次为黄铁矿、叶腊石、绿泥石、电气石和碳质。金多产出于胶结物中，局部呈细脉从胶结物中延伸至砾石的裂隙中，有的呈金和硫化物的细脉产出。基质与砾石一样，明显受到变质作用；黄铁矿主要呈粒状基质和细脉状产出，粒度一般小于1mm，呈小球状和不完整的立方体。金与黄铁矿关系密切，主要为自然金，银金矿少量，以游离金、裂隙金等形态存在。金呈小的棱角状颗粒，重结晶金为不规则的鳞片状、板状，粒径0.065mm～0.1mm。

含金矿石中的主要金属矿物为黄铁矿（占90%以上），其余为数量不等的磁黄铁矿、黄铜矿、毒砂、辉钴矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、白铁矿、辉砷钴矿、磁钴矿，偶见晶质铀矿、铀钍碳氢矿、沥青铀矿、钛铀矿锆石和独居石、铬铁矿、金红石及铂族矿物等。非金属矿物主要为石英，少量的电气石。

矿床中的金矿体以丰富的黄铁矿为标志，伴随有硫化物、砷化物、硫盐类等。其中黄铁矿呈圆状、致密、裂隙和自形结构，重结晶和活化的矿物具有后生结构特征，比如常见到黄铁矿呈圆粒产出，且呈同心层状结核。矿石构造主要为浸染状、细脉状、网脉状等，其中碎屑金颗粒呈浑圆状；金呈小的棱角状颗粒，重结晶金颗粒为不规则的鳞片状、板状，直径为0.065mm～0.1mm，部分为线状；炭质物伴生的金呈海绵状、似纤维状，产于纤维状炭质层的间隙中。

2.3.2 矿石组构特征

2018年7月29日，瑞士钟表行业还在集体度假中，又是一个星期天，没想到斯沃琪集团老板小海耶克（Nick Hayek）突然宣布要“退群”。

(1)加强环境规制力度。政府的环境规制举措是重污染企业最初重视环境保护的主要推动因素，其带来的激励及影响是最直接、最有力的。对于重污染企业而言，他们首先要做到的就是严格遵守政府施行的环境保护政策，避免违规和处罚，其次才会考虑自发性的环境保护措施。由此看来，政府的环境规制方案及政策的实施力度对于重污染企业环境行为的影响不可小觑，为使重污染企业的经济发展和社会的生态发展达到协调共进的良好状态，政府在环境规制方面切不可放松，更不能一成不变，应根据国家发展现状不断更新调整环境保护政策及方案，同时注重政策的落实以及实施力度。

3 金矿成因类型

关于兰德砾岩型金（铀）矿的成因主要有两种：一是热液交代成因说，认为金（铀）是在砾岩沉积以后由岩浆热液带来的；二是沉积成因说，认为金是以碎屑颗粒的形式和砾岩中的其它碎屑成分一起沉积的。本文通过范特斯堡金矿床的控矿因素分析认为，范特斯堡金矿床具有沉积成因特点，其主要依据如下：

企业进行市场营销，首先要以顾客为本。要时刻以顾客的需求为主导，认真倾听顾客的建议。企业树立的形象，以及企业产品或者服务的好坏都不是由企业自身说的算的，而是由顾客的评价堆积出来的。只有是顾客评价高的企业才是形象好的企业，才是竞争力强的企业。因此，企业在市场营销为顾客服务的过程中，要切身的倾听顾客的建议或意见，对于顾客提出的意见要有针对性的解决措施，对于一些适合本企业发展的建议要适当的进行采纳。最大限度地提高顾客的满意度，从而产生顾客忠诚，成为企业的稳定客户，实现重复消费。顾客满意程度高，还会产生扩张效应，吸引更多的顾客，提高企业的经济效益。

（2）金矿化主要赋存于石英砾岩及与其有关的石英岩沉积岩内；

（3）含矿砾岩一般产在古河床和三角洲；

（4）没有重结晶的金、沥青铀矿和黄铁矿呈滚圆状碎屑颗粒；

（5）金、黄铁矿、极少量沥青铀矿和其他的碎屑重矿物如独居石、锡石和铬铁矿等共生；

对连续光采用积分球实测数据.任取积分球干涉图中的单行数据，直接采用傅里叶变换方法获得的光谱结果如图3(c)，可以看出随机噪声对光谱线型产生了严重干扰.将改进准则MUSIC算法应用于同一组干涉数据，处理结果如图7(b)，可以看出该算法在实现光谱复原的基础上，同时对随机噪声进行了有效的抑制.以实测低噪声积分球光谱为参照[图7(a)]，将单行数据的MUSIC算法复原光谱与参考光谱对比，可以看出两者线形具有较好一致性，说明MUSIC算法对复色光谱复原也有效.

（6）金矿物一般富集在岩层底部灰色岩石中。

4 结论

本文通过收集范特斯堡金矿床以往勘探成果资料，系统总结了范特斯堡金矿床区域地质背景控矿因素，结合矿床的矿体特征以及矿石矿物组合特征、矿石组构特征等因素，分析认为范特斯堡金矿床具有沉积矿床成因特征，为兰德砾岩型金（铀）矿的成因提供了理论依据。同时，也为区域上寻找相同类型矿床指明方向。

[1]任军平，许康康，相振群，等． 南非维特沃特斯兰德盆地绍斯迪普金矿床地质特征、成矿模式和找矿模型［J］．地质通报． 2015,34(06)：1217-1226．

［2］ R．Klemd,马建华 花岗岩热液蚀变发生在南非威特沃特斯兰德盆地沉积后的成因证据［J］．地质科学译丛． 1995,(01)：1-6．

［3］ 李向军,王军,包振军,等．砾岩型金矿研究进展［J］．西部资源．2020,(03)：75-78．

［4］ 王杰任,军平,刘晓阳,等．南非维特沃特斯兰德德里霍特恩（Driefontein）超大型金（铀）矿床［J］．矿床地质． 2013,32(06)：1308-1311．