塞拉利昂区域成矿特征与找矿远景分析
2014-04-02李玉嵩戴学富刘山峰
李玉嵩,张 妍,张 涛,戴学富,刘山峰
(1.河南省地质矿产勘查开发局第二地质环境调查院,河南 郑州 450000;2.河南省地质调查院,河南 郑州 450001;3.中国地质调查局发展研究中心,北京 100037)
塞拉利昂位于非洲西部,西濒大西洋,北、东与几内亚接壤,南同利比里亚交界,面积72326km2。就其7.2万km2的国土面积来说,其矿产资源量堪称世界之最,尤其是金刚石和金红石矿[1]。塞拉利昂丰富的矿产资源以及近年来趋于稳定的政治、社会环境,都十分符合我国矿产资源“走出去”战略的需要。本文在系统总结塞拉利昂矿产资源现状的基础上,分析了塞国几个重要成矿带的区域成矿特征,提出了3个具有较大潜力的找矿远景区,旨在为我国企业投资塞拉利昂矿业提供一定的帮助。
1 地质矿产概况
塞拉利昂位于非洲大陆西北部的西非克拉通内。全国除西部大西洋沿岸为新生界盖层,以及西部地区出露有古生界寒武系和少量奥陶系(近10%)的陆源碎屑岩盖层外,其它大部分地区均为太古宇变质岩系(占80%左右),主要分布变质的混合花岗岩和绿岩带。
塞拉里昂目前已发现的矿产有金刚石(钻石)、金矿、铝土矿(红土型)、金红石(砂矿)、铁矿、钛铁矿(砂矿)、铂矿(白金)、锡矿、铬铁矿、辉钼矿、铌铁矿(砂矿)、镍矿、锰矿、独居石、锆石、毒砂、滑石、石墨、褐煤、高岭土、石棉等20多个矿种[2]。
据美国地调局“塞拉利昂矿业年报2010”,塞拉利昂主要矿产品的年产量见表1。
表1 塞拉利昂矿产品产量/kt,(特殊注明的除外)
2 区域成矿特征
区域成矿规律研究的核心是划分成矿区带,不同的划分方案反映了对区域成矿特征的不同认识。本文根据非洲大陆地质构造纲要演化特点,把前寒武纪时期作为Ⅰ级成矿域,塞拉里昂国作为Ⅱ级成矿区,在同一特定的含矿层与断裂组合,以及同一成矿作用和相同控制因素所构成的矿产的密集分布带,作为Ⅲ级成矿区带,结合塞拉利昂地质特征,该国自北而南可划分为5个成矿区带,详见表2和图1。
表2 塞拉利昂成矿区带及矿种
2.1 卡马奎(Kamakwie)金刚石砂矿及砂金矿成矿(区)带(Ⅲ-1)
位于塞拉里昂北部卡马奎一带,范围不大。主要出露中太古界地层及早太古界地层。中太古界岩性为LG-斑状变晶条带状片麻岩、辉石眼球状片麻岩、混合片麻岩、混合花岗岩、糜棱岩;早太古界岩性为PLa-角闪岩;PLi-角闪岩、石英岩、条带状铁矿;PLg-铁镁质片麻岩和混合岩。
该成矿带中根据收集到的资料,目前已知的主要是冲-洪积形成的次生富集的金刚石砂矿和砂金矿。这两种类型的砂矿矿点较多,标注的主要是民采点,由于工作程度低,各类砂矿的规模、大小、成因不清,目前还没有发现原生矿床。
2.2 苏拉山-坎尕瑞山金及多金属成矿(区)带(Ⅲ-2)
位于塞拉利昂中部苏拉山-坎尕瑞丘陵山区一带。本成矿带主要出露晚太古界的绿岩带,是塞国最大的绿岩带。由于晚古生代(铅同位素2.93亿年)造山运动,地层发生强烈的褶皱形成复式背斜,岩石发生强烈的变质、变形,变质程度达角闪岩相,局部达麻粒岩相。因来自北东向的构造运动在帕帕纳河附近形成弧形构造带。本区绿岩带主要有沉积变质的碎屑岩和变质的基性-超基性岩。岩性为:Lt-砂屑和泥质变质沉积岩、条带状铁矿石;Ls-致密块状、条带状变质基性-超基性熔岩和枕状熔岩、角闪质片麻岩。外围是中太古界LG-斑状变晶条带状片麻岩、辉石眼球状片麻岩、混合片麻岩、混合花岗岩、糜棱岩。以及晚太古界晚期Lg-黑云母花岗岩、斑状变晶花岗岩、花岗岩类。
目前,苏拉山-坎尕瑞山已经发现近10种矿产,主要有金、砂金、铁、镍、钼、铬铁矿、滑石、石棉、毒砂、铌铁砂矿。上述矿种除金矿、砂金矿、铁矿形成一定规模外,其它矿种多为矿点或矿化点。闪锌矿、白钨矿、黑钨矿和其他金属矿产,均位于晚构造期伟晶岩中,以及晚构造期花岗岩和伟晶岩与围岩的混合岩中,同样也可位于围岩的裂隙面里。方铅矿、黑钨矿、闪锌矿多位于和伟晶岩和伟晶花岗岩混合体有联系的晶族形石英脉。
2.3 塞法杜-凯内马金刚石及多金属成矿(区)带(Ⅲ-3)
位于塞国东部塞法杜-凯内马一带。本成矿带范围较大,主要出露为太古界的花岗-绿岩带,大面积出露的是中太古界花岗岩(LG)、混合杂岩(LM)。绿岩带在本成矿区分布范围较广,但面积不大,统一划分为卡姆博(Kambui)超群,共有3处,分别分布在尼密尼(Nimini)山、勾瑞(Gori)山、卡布衣(Kambui)山。由于晚古生代(铅同位素2.93亿年)造山运动,岩石发生强烈的变质、变形,变质程度达角闪岩相,局部达麻粒岩相。本区绿岩带主要有沉积变质的碎屑岩和变质的基性-超基性岩。白垩纪时期形成一系列北东向和北北东向金伯利岩岩墙或细脉。
塞法杜-凯内马成矿(区)带已经发现近6种矿产,主要有金刚石(钻石)、次为砂金、铁、镍、铬铁矿、锡、滑石矿。上述矿种除金刚石矿形成较大规模外,其它矿种多为矿点或矿化点。
2.4 坎比亚-岗巴玛金红石、铝土矿成矿(区)带(Ⅲ-4)
位于塞国西部环大西洋沿岸。地层包括太古界、寒武系、第三系、第四系。因本成矿区年降雨量大(3000~5000mm)、植被发育,岩石风化程度高,地表形成较厚的残积层。由于本区独特的地理环境,本成矿区的特征是:主要以风化为主的次生富集、冲洪积形成的矿产,另外,在太古界形成石墨、锰矿化点,条带状铁矿床,在第三系形成褐煤、黏土矿。
在不同时代形成的高铝(变质沉积岩、变质岩浆岩)岩石,经风化作用(去铁、去硅)形成了红土型铝土矿,变质基性岩经风化形成了残积型金红石矿,在河道中形成冲积型金红石、钛铁矿、锆石、独居石等砂矿矿产。
2.5 弗里敦铂矿及多金属成矿带(Ⅲ-5)
位于塞国西部弗里敦半岛一带。本成矿带主要有中生代侏罗纪形成的超基性杂岩体组成。岩性为纯橄榄岩、辉长岩、橄长岩、橄榄石辉长岩、淡辉长岩、斜长岩。主要矿产为白金(铂)矿,次为镍、金红石矿及石材(辉长岩)。目前发现的铂矿、镍、金红石矿规模较小均为矿点或矿化点。铂矿、镍、金红石矿多为冲积形成的砂矿,在约克(York)一带河道中曾进行铂矿的开采,因含量低停产。
图1 塞拉里昂成矿区(带)及找矿远景图
3 找矿远景分析
塞拉利昂境内主要是前寒武系基底,基底主要有花岗-绿岩带组成,花岗岩带占较大比例,绿岩带占比例较小,绿岩带主要集中分布在5个地区,即卡马奎、苏拉山、尼密尼山、勾瑞山、卡布衣山,这5个地区的绿岩带均产砂金,其中,又以苏拉山地区绿岩带规模最大,形成砂金点最多,并发现有大型岩金矿。
岩浆岩主要分布在塞拉利昂北部苏拉山地区,东南部的凯内马地区,以及西部弗里敦地区。前寒武系晚期主要形成酸性花岗岩,主要分布在苏拉山地区;中生界侏罗系形成超基性杂岩、基性岩脉,超基性杂岩分布在弗里敦,基性岩脉分布在塞拉利昂西北部及东南部。另外,在塞拉利昂东部分布较多的中生界白垩系金伯利岩岩脉。在大面积地区(7700km2)形成金刚石(钻石)砂矿,并在可依杜(Koidu) 和唐勾(Tongo)两个地区分别提交金刚石储量630万克拉、320万克拉。总之,塞拉利昂岩浆岩建造,产出的地质构造环境不同,其来源有的为地壳、有的为地幔。其地质背景对形成各种类型矿产十分有利。
从塞拉利昂目前的矿产资源现状分析,一方面,塞拉利昂已发现了许多重要矿床,如金刚石(钻石)、金、金红石、铝、铁等,其中金红石矿、铁矿及钻石是世界著名的超大型矿床;再则,塞拉利昂花岗-绿岩带分布相对较多,在坎戈瑞山已经发现大型金矿,并在绿岩带分布区有较多的冲积型砂金矿;另外,沿大西洋沿岸由于热带雨林作用,在太古界变质地体中形成较厚的红壤层,局部地段形成质量较好的红土型铝土矿;在塞拉利昂南部由于植被发育、覆盖层较厚,大面积的金刚石砂矿尚未开发。因此,找矿前景是非常乐观的。从地质研究和矿产勘查的程度来看,塞拉利昂大部分地区都未开展过系统的地质工作,因而找到更多矿产和矿产地的机率相对较大,扩大矿产资源远景更有希望。
通过上述分析,对塞国划分出3个找矿远景区,见图1。
1) 坎比亚-森贝洪金红石、铝土矿找矿远景区(A)。本区在特定的地理环境和地质环境形成的风化残余及次生富集矿产。成矿带长300km,宽40km,在此区域内已经发现4个特大型金红石砂矿,并伴生钛铁矿;2个特大型铝土矿。从已有资料分析,该区域仍具有较好的找矿前景,其找矿潜力不容忽视。
2) 苏拉山-坎尕瑞山金及多金属找矿远景区(B)。本区是塞国出露面积最大的太古代绿岩带,南北长120km,东西宽10km,面积约1200km。在此区域内各支流均有砂金矿床分布,因矿产勘查工作程度低,没有砂金矿的储量,仅有过去砂金矿的开采量,并且过去开采均在支流中,主干河流没有开采。在本区内坎尕瑞山南部宝马洪一带提交大型原生金矿。该区域构造发育,岩石变质、变形强,各支流均有砂金形成,虽然前人已进行大规模的砂金矿开采,并找到大型原生金矿。但是,从成矿带的规模分析仍具有很好的找矿前景,特别是苏拉山北部地区至今没有发现较好的原生金矿。另外,镍、铂、铬铁矿也有较好的找矿前景。
3) 尼密尼山-卡布衣山金刚石及多金属找矿远景区(C)。该区形成大面积的金刚石砂矿区,产金刚石区主要集中在科诺(塞法杜),凯内马和博城地区,金刚石砂矿主要集中在色哇(Sewa)、巴非(Bafi)、沃艺(Woe)、麻沃(Mauo)和莫阿(Moa)河流流域。原生金刚石集中在可依杜(Koidu)和唐勾(Tongo)两个地区。除金刚石(钻石)矿产外,本成矿区还有尼密尼山、勾瑞山、卡布衣山形成的绿岩带,目前仅有砂金矿开采的报道,没有发现岩金矿,这几处绿岩带的地质背景与苏拉山相似,找矿前景较好。
[1] 宋国明.非洲矿业投资指南[M].北京:地质出版社,2004.
[2] 宋国明.塞拉利昂金属矿业概览[J].中国金属通报,2012(11):40-41.
[3] U.S.Geological Survey Minerals Yearbook.2010[EB/OL].http:∥minerals.usgs.gov/minerals/pubs/country/2010/myb3-2010-sl.pdf.