马达加斯加重要矿产找矿潜力

黄国平, 胡清乐, 陈冬明, 李 亮, 张 众, 祝安安, 徐海波

(1.湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034; 2.湖北省地质矿业开发有限责任公司,湖北 武汉 430022)

马达加斯加重要矿产找矿潜力

黄国平1, 胡清乐2, 陈冬明1, 李 亮2, 张 众1, 祝安安1, 徐海波2

(1.湖北省地质调查院,湖北 武汉 430034; 2.湖北省地质矿业开发有限责任公司,湖北 武汉 430022)

马达加斯加成矿地质背景与东非大陆相似,成矿主要与火山—沉积建造、镁铁质—超镁铁质及中酸性侵入岩、区域及接触交代变质作用、大地构造环境、区域性构造、剪切带、断裂及地貌、气候等关系密切。主要矿床类型包括岩浆型铬铁矿、钒钛磁铁矿,伟晶岩型稀有、稀土矿及祖母绿、碧玺等宝石矿,岩浆热液型金、银、铜、铅、锌矿；(火山)沉积变质型铁矿、石墨矿、红蓝宝石及石榴子石等宝石矿；沉积型煤矿、石膏矿及钛铁矿、锆石、金、宝石类砂矿；风化壳型(红土型)镍钴矿、铝土矿；剪切带型(石英脉型)、破碎蚀变岩型金矿等。将马达加斯加主要矿产划分出十三个成矿系列及若干成矿亚系列和一个Ⅲ级、三个Ⅳ级、二十二个V级成矿区带,并重点叙述五个V级成矿区重要矿产的找矿潜力。

成矿地质背景；成矿地质条件；成矿系列；成矿区带；找矿潜力

近期湖北省地质局驻安中国际石油控股有限公司办事处一行对非洲东南部国家——马达加斯加矿业方面的情况进行了考察,初步认为该国矿产资源丰富、找矿潜力大、与中国互补性强、矿业投资环境好,是非洲矿产勘查开发较好的国家之一。

目前,局国外地勘工作进入新的阶段。为便于该局境外工作人员了解马达加斯加地质矿产及矿业投资环境方面的情况,笔者拟撰文三篇,“马达加斯加重要矿产找矿潜力”为第二篇(“马达加斯加地质矿产概况”为第一篇，已发表在《资源环境与工程》2014年第5期上),供有兴趣的同仁参考。

1 区域成矿规律

1.1 成矿地质背景

马达加斯加地质构造特征与东非大陆相似,大体经历了太古宙克拉通化、元古宙—早古生代克拉通活化造山、晚古生代—早中生代稳定地块及晚中生代—新生代拉张裂陷等地质演化阶段[1],总体上构成前寒武纪变质结晶基底、晚古生代—早中生代沉积盖层和中新生代火山沉积三大系统。

前寒武纪变质结晶基底为经历复杂变质变形和热事件改造的构造—岩浆—变质杂岩,主体包括花岗—绿岩组合、火山—沉积岩系和蛇绿混杂岩带三大部分。花岗—绿岩组合主要表现为在大面积片麻状花岗岩类分布区散布有形态大小各异的浅—中深变质的基性—超基性火山岩及泥砂质碎屑沉积岩和硅铁建造等,它们共同构成大陆地壳早前寒武纪基底。火山—沉积岩系下部大多为以富含石榴子石、矽线石和石墨的孔兹岩系和成熟度较高的石英岩类,代表了克拉通后的稳定沉积建造,为早期沉积盖层；中、上部主要为双峰式火山岩系和活动型泥砂质沉积组合,属拉张环境火山沉积建造。蛇绿混杂岩带可能是泛非构造期(700—500 Ma)东、西冈瓦纳陆块聚合缝合带[2-3],碰撞造山作用导致长期活动的前寒武纪地块最终固结成为稳定的古大陆。早古生代—晚古生代早期古大陆长期隆起,晚石炭世后大陆内部发生差异性升降,至早白垩世接受海相和海陆交互—陆相泥砂质碎屑岩—碳酸盐岩沉积盖层。中新生代主要表现为强烈裂谷作用,马达加斯加与东非大陆分离形成非洲第一大岛,并在海岸带及裂谷盆地中出现火山沉积物堆积。

马达加斯加岩浆岩主要分布于前寒武系,在中新生代盆地有少量分布,可划分出新太古代、中元古代、新元古—早古生代(泛非期)、中新生代超基性、基性、中酸性和碱性岩等,以新太古代TTG岩系、新元古代基性—超基性杂岩和新元古—早古生代中酸性岩浆岩为主。变质作用主要发育于前寒武纪结晶基底中,包括角闪—麻粒岩相、绿帘角闪岩相、绿片岩—低绿片岩相等,变质程度大体依地层时代由老至新逐渐变浅,中酸性岩浆岩、剪切带发育地段出现增高或降低。

马达加斯加构造以前寒武系分布区较为复杂,多层次韧性、脆—韧性滑脱型、推覆型、走滑型、滑脱及推覆—走滑型剪切带,构造岩片堆叠和平卧、同斜、斜歪褶皱及各类断裂发育；晚古生代—早中生代及中新生代地层分布区构造相对简单,多表现为单斜或宽缓褶皱及少量断裂。

1.2 成矿地质条件

1.2.1 火山—沉积建造与成矿

火山—沉积建造主要表现为形成沉积、变质或变成矿床的原始含矿岩系，及提供成矿物质来源的矿源层和赋矿围岩。

区内与成矿关系密切的含矿建造主要有：新太古代绿岩带、阿尔戈马型硅铁岩(BIF),古元古代孔兹岩系含石墨碎屑岩,中、新元古代与拉张环境有关的火山沉积岩,晚古生代—早中生代含煤及膏盐类沉积岩,晚中生代—新生代含油气碎屑岩、含重矿物及宝石沉积物和含镍钴、铝土矿残(坡)积风化壳等。

1.2.2 岩浆岩与成矿

除上述火山岩系构成重要的含矿建造外,区内侵入岩与成矿的关系主要表现为成矿母岩、提供成矿物质及热液和形成有利成矿的热动力环境。

区内侵入岩表现出明显的成矿专属性。其中：前寒武纪镁铁质—超镁铁质杂岩主要形成铬、钛、铁、镍钴、铂钯等矿产；各造山期中酸性侵入岩主要形成与岩浆热液活动有关的贵、多金属矿；富铝岩浆岩常为风化壳型(红土型)铝土矿的成矿母岩；泛非构造期伟晶岩与稀有、稀土矿及祖母绿、碧玺等宝石类矿产关系密切等。

1.2.3 变质作用与成矿

区内变质作用主要表现为形成变质或变成矿床和促使成矿物质活化、迁移、富集。

在原有含矿建造基础上,经区域变质作用形成矿床或提高利用价值的主要有前寒武纪(火山)沉积变质型铁矿、石墨矿、红蓝宝石及石榴子石等宝石矿,变岩浆型铬铁矿、钒钛磁铁矿；接触变质作用主要在中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触带形成矽卡岩型铜矿；动力变质作用主要与剪切带型、破碎蚀变岩型贵、多金属矿有关。

1.2.4 构造与成矿

构造主要体现在大地构造环境对火山—沉积建造、岩浆热液活动及变质作用的制约,区域性构造对成矿区带的控制和剪切带(断裂)提供导、配、储矿的通道及空间。

太古代克拉通表壳岩系中硅铁建造经变质作用改造形成(火山)沉积变质型铁矿；古元古代在变质结晶基底之上的高铝、富碳沉积盖层经区域变质作用成为石墨、红蓝宝石及石榴子石等宝石矿的含矿岩系；中、新元古代裂解环境不仅形成铬、钛、铁、钒、镍、钴、铜等矿产,还为后续贵、多金属叠加成矿奠定了物质基础；泛非构造期碰撞造山阶段中酸性岩浆活动提供了贵、多、稀有、稀土金属成矿物质及热液,多类型剪切带则控制了其分布及产出；晚古生代—中生代差异性升降形成的岩相古地理、古气候控制了煤及膏盐类等沉积型矿产；油气类矿产主要分布在中新生代裂谷盆地中,而第四纪地形、地貌及气候控制了各类砂矿的分布,与富镍钴、富铝岩石的偶合则是风化壳型(红土型)镍钴矿、铝土矿形成的重要因素。

1.3 主要成矿系列及时空分布

1.3.1 主要成矿系列

矿床成矿系列是在一定的地质构造单元内、一定的地质发展阶段、与一定的地质成矿作用有关、在不同成矿阶段(成矿期)和不同地质构造部位形成的不同矿种、不同类型并具有内在成因联系的矿床自然组合。

限于马达加斯加目前的研究程度,本文主要在现有资料的基础上,以成矿作用为主线、成矿地质背景为纽带,将该国主要矿产划分出十三个成矿系列及若干成矿亚系列(表1)。

1.3.2 时空分布

时间上该国矿产主要分布于新太古代、古元古代、中—新元古代、新元古—早古生代(泛非期)、晚古生代—早中生代、晚中生代—新生代六个阶段。其中：新太古代主要为(火山)沉积变质型铁、岩浆型铬、岩浆热液型金；古元古代主要为沉积变质型石墨、红蓝宝石及石榴子石等宝石矿；中—新元古代主要为岩浆型铬、镍、钴、铁、钛、钒；新元古—早古生代(泛非期)主要为岩浆热液型金、银、铜、铅、锌,伟晶岩型稀有、稀土、宝石类；晚古生代—早中生代主要为煤、石膏；晚中生代—新生代主要为油气及钛铁矿、锆石、金、宝石类砂矿和风化壳型(红土型)镍钴、铝土矿等矿产。

空间上受成矿地质背景条件的制约。其中：前寒武纪构造—岩浆—变质杂岩主要分布与镁铁质—超镁铁质岩浆岩有关的铬、镍、钴、铁、钛、钒,与剪切带及岩浆热液有关的金、银、铜、铅、锌,与(火山)沉积变质有关的铁、石墨、红蓝宝石及石榴子石等宝石矿,与伟晶岩有关的稀有、稀土、祖母绿、碧玺等矿产；晚古生代—早中生代沉积地层主要分布与海陆交互相沉积有关的煤、与蒸发岩有关的石膏等矿产；晚中生代—新生代裂陷盆地主要分布与陆相碎屑沉积有关油气、钛铁矿砂矿,水系、夷平化丘陵主要分布与物理风化作用有关的金、宝石类砂矿和与化学风化作用有关的镍钴、铝土矿等矿产。

表1 马达加斯加主要矿产成矿系列划分一览表Table 1 Schedule of metallogenic series classification of main mineral in Madagascar

注：未包括油气类矿产。

2 区域找矿潜力

2.1 成矿区带

马达加斯加属冈瓦纳成矿域(Ⅰ级)非洲—阿拉伯成矿区(Ⅱ级)[4]。在此基础上,依据成矿地质背景条件、矿产分布特征、主要控矿因素等,进一步划分出一个Ⅲ级、三个Ⅳ级、二十二个V级成矿区带(图1、表2)。

2.2 找矿潜力

据上述成矿区划,在此主要述及中国紧缺或经济价值高、市场前景好等重要矿产成矿地质条件有利、找矿远景好的五处重点成矿区找矿潜力。

2.2.1 MAEVATANANA金成矿区(V5)

该成矿区位于马达加斯加首都Antananarivo北西,地处Tsaratanana构造岩石单元西部 Maevatanana绿岩带中。区内主要出露前寒武纪黑云角闪斜长片麻岩、花岗质片麻岩及条带状片麻岩,夹条带状(含)磁铁石英岩、黑云(斜长)片岩、滑石透闪片岩薄层或透镜体；岩浆岩主要有新太古代—元古代(超)镁铁质基性、超基性岩及泛非造山期黑云钾长花岗岩等；构造主要表现为一系列褶皱、断裂、韧性剪切带等,总体构造线方向近南北。区内以金矿为主,分布有Maevatanana、Tainangidina、Belambo三处大中小型岩金、砂金矿产地和十余处矿(化)点。其中：岩金主要产于花岗质片麻岩与围岩接触带附近,与韧性剪切作用关系密切,属剪切带控制的石英脉型；砂金主要赋存于岩金矿附近残(坡)积层和水系冲积层中。

绿岩带中受剪切带控制的石英脉型金矿是非洲尤其是东部非洲的主要金矿类型之一,区内已发现的大中型矿产地及外围发育的金矿化,显示出该区有较大的金矿找矿潜力。

2.2.2 BEMANCVIKA铬金成矿区(V6)

该成矿区位于马达加斯加首都Antananarivo以北,地处Tsaratanana构造岩石单元中部Andriamera绿岩带中。区内主要出露前寒武纪斜长角闪岩、角闪片麻岩、黑云片麻岩、磁铁石英岩、英云闪长质片麻岩、皂石岩、滑石片岩等；岩浆岩主要为新太古代镁铁质—超镁铁质杂岩、英云闪长质花岗岩类及新元古代中基性岩；构造主要为一系列早期揉皱、韧性剪切带和晚期断裂。区内以铬铁矿为主,次有金、铅锌、铍等矿化。其中：铬铁矿集中分布在成矿区中部,计有Andranobe、Telomita、Ankazotoloan、Bemanevika、Bemanvo四处大中型矿产地及十余处矿(化)点,成矿主要与镁铁质—超镁铁质杂岩关系密切；金、铅锌、铍等矿化主要分布于成矿区北部,矿化主要与剪切带、断裂和伟晶岩有关。

图1 马达加斯加成矿区带分布图Fig.1 Distribution map of Madagascar metallogenic zones(地质部分据车继英、赵院冬等,2013,略有修改；矿产及成矿区带据BRGM,1985,编绘)1.沉积地层;2.Daraina超群、Manambata岩套;3.Sahantaha群、北Antsirabe岩套;4.Betsimisaraka蛇绿混杂岩带;5.Ambodiriana群、Nosy Boraha岩套;6.Mananara群、Masoala岩套;7.花岗质混合片麻岩;8.石墨系变质岩;9.Tsaratanana绿岩带;10.Itermo群;11.Amborompotsy群;12.Vohibory群;13.Androyen Anosyen块体;14.剪切带：Ant-Antsaba,San-Sandratota,Agv-Angove,Bet-Betsileo,Ran-Ranotsara,Apm-Ampanihy,Ber-Beraketa;15.铁矿;16.铬铁矿;17.钛铁矿砂矿；18.镍钴矿;19.多金属矿;20.铝土矿;21.金矿;22.石墨矿;23.煤矿;24.石膏矿;25.宝石矿;26.Ⅳ级成矿带及编号;27.V级成矿区及编号(Ⅲ级成矿带包括马达加斯加全境)。

表2 马达加斯加成矿区带一览表Table 2 Schedule of Madagascar metallogenic zones

注：V级成矿区仅涉及马达加斯加主要矿产,未包括油气类。

该区铬铁矿勘查大多为法国殖民时期完成,受历史条件及经济状况的限制,工作程度普遍较低。据了解,已开发的Bemancvika、Ankazotoloan大中型矿床主矿体勘探深度均在100 m以浅,具大型规模的Bemanvo矿产地仅相当于预查；此外,成矿区北部、南部有与中部相似的成矿地质环境。由此,已知矿区深边部及外围均有较好的铬铁矿找矿前景。

2.2.3 AMBATOVHY镍钴铬铁金石墨成矿区(V8)

该成矿区位于马达加斯加首都Antananarivo北东,地处Tsaratanana构造岩石单元东部 Bemainty绿岩带中。区内主要出露前寒武纪斜长角闪片麻岩、碱长片麻岩、矽线石榴片麻岩、石墨片岩,夹(磁铁)石英岩、透辉石大理岩、斜长角闪岩、滑石片岩等；岩浆岩主要为镁铁质—超镁铁质杂岩、花岗闪长岩、花岗岩等；构造以北西—北北西向断裂和轴向北北西的紧闭褶皱为主。区内矿产资源丰富,已发现镍钴、铬铁矿,钒钛磁铁矿,金、铝土矿及石墨等矿(床、化)点数十处。其中：镍钴矿、铝土矿主要为富镍钴、富铝岩石经风化、淋滤作用富集而成的风化壳型(红土型),钒钛磁铁矿、铬铁矿主要与镁铁质—超镁铁质杂岩有关的岩浆型,金矿主要与绿岩带受剪切带控制的石英脉型,石墨矿主要与富碳陆源碎屑岩有关的沉积变质型。

成矿区分布有目前世界、马达加斯加规模最大的风化壳型(红土型)镍钴矿(Ambatovy)、钒钛磁铁矿(Ambatondelazaka)和石墨矿(Antsirakambo)[5-7]。已有的找矿成果及成矿地质背景条件表明,区内是寻找风化壳型(红土型)镍钴矿、岩浆型钒钛磁铁矿及铬铁矿、沉积变质型石墨矿、石英脉型金矿等矿产的有利区域。

2.2.4 MANANTENINA铝土矿成矿区(V13)

该成矿区位于马达加斯加东南部,地处Antananarivo与Betsimisaraka构造岩石单元交接地带。区内主要出露前寒武纪变基性火山岩、侵入岩和长英质片麻岩等。矿产主要为富铝岩石在湿热气候条件下,经风化、淋滤作用形成的风化壳型(红土型)铝土矿,已发现Marovary、Farafangana Ouest、Anakatriky、Manantenina Nord、Manantenina Centre、Manantenina Sud等大中型矿产地。

成矿区地处热带雨林气候,富铝岩石分布广泛,成矿地质条件有利；已发现铝土矿均为风化壳型(红土型),矿石矿物主要为选冶性能较好的三水铝石、一水软铝石,且工作程度较低,该区铝土矿具有良好的勘查及开发潜力。

2.2.5 AMBOVOMBE钛铁矿锆石等砂矿成矿区(V21)

该成矿区位于马达加斯加东南缘,属马达加斯加滨岸与中新生代火山—沉积岩系有关的油气、砂矿成矿带(Ⅳ3)。区内主要为第四系全新统陆源碎屑松散沉积层,钛铁矿及锆石、金红石、独居石、磷钇矿等砂矿主要赋存在滨岸相灰色中细粒砂层中,已发现Vohibarika、Manantenina、Mandena、Antete、Ambovombe 等大中型矿产地,含钛铁矿132.98～142.50 kg/t,锆石14.34～15.25 kg/t,估算资源量：钛铁矿6 700万t,锆石300万t[8]。

成矿区钛铁矿、锆石砂矿规模大,估算资源量分别是中国相应大型矿床下限的67、15倍；品位高,含钛铁矿、锆石分别是中国相应矿产一般工业要求最低工业品位的15、7倍以上[9](砂矿体重按2 t/m3计)；且具有分布广、矿种多、易采选等特点,极具开发价值。该区海岸长200余千米,已发现矿产地相对集中在成矿区北东、南西端,其它地段有与已知矿区相似的成矿物质基础及气候、地貌、海岸条件,进一步工作将有望找到新的大中型钛铁矿、锆石等砂矿矿产地。

除上述外,RANOMAFANA金铅锌铜(V1)、ANENGITRA铬(V3)、SOALALA铁(V4)、AMBONDRONA祖母绿红宝石蓝宝石(V11)、VALOZORO镍钴金铝土矿(V12)、VOHITOZA石墨(V15)、SAKOA煤(V19)、ANKAREFO钛铁矿锆石砂矿(V22)等成矿区也有一定的找矿潜力。值得注意的是非洲以及世界一些著名的矿床类型,如：太古界与元古界不整合界面附近砾岩型、与风化作用有关的红土型金矿,元古代、中新生代砂岩型铜矿、铀矿,与超基性岩有关的岩浆型铜镍矿、铂矿，金伯利岩型金刚石矿等,在马达加斯加也有相应的成矿地质条件,一旦突破将有可能改变该国矿产资源格局。

[1] 车继英,赵院冬,王奎良，等.马达加斯加前寒武纪变质基底特征综述[J].地质与资源,2013(4):341.

[2] Collins A S,Pisarevsky S A.Amalgamating eastern Gondwana:The evolution of the Circum-Indian Orogens[J].Earth Science Reviews,2005，71:229.

[3] Collins A S,et al.Depositional age,provenance and metamorphic age of metasedimentary rocks from southern Madagascar[J].Gondwana Research,2011(10)：1016.

[4] 梅燕雄,裴荣富,杨德凤，等.全球成矿域和成矿区带[J].矿床地质,2009，28(4):383-389.

[5] 雨佳.马达加斯加阿姆巴托维镍钴矿项目进展[J].世界有色金属,2012(10):71.

[6] 王洪波,夏富富,吴贺新.Ambatondrazaka地区地质特征及矿产浅析[J].现代矿业,2012(4):33.

[7] 《地球科学大辞典》编委会.地球科学大辞典[M].北京:地质出版社,2006.

[8] 王洪波,李宝科,江志海.马达加斯加矿产分布及找矿方向[J].矿业工程,2013(2):7.

[9] 《矿产资源工业要求手册》编委会.矿产资源工业要求手册[M].北京:地质出版社,2010.

(责任编辑：于继红)

Prospecting Potential of the Major Minerals in Madagascar

HUANG Guoping1, HU Qingle2, CHEN Dongming1, LI Liang2, ZHANG Zhong1, ZHU Anan1, XU Haibo2
(1.HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034; 2.HubeiGeological&MiningExplorationCo.,Ltd,Wuhan,Hubei430022)

Madagascar ore-forming geological background is similar to East Africa continent,mineralization is mainly related to the volcanic sedimentary formation,mafic-super mafic and intermediate-acid intrusive rocks,regional and contact metasomatic metamorphism,tectonic environment,regional structure,shear zone,fracture,and landscape,climate,etc.Main ore deposit types including magmatic type Cm,V-Ti magnetite deposits,pegmatite type rare,REE and emerald,tourmaline and other gemstones deposits,magmatic hydrothermal type Au,Ag,Cu,Pb,Zn deposits,(volcanic) sedimentary metamorphic Fe,Gra,red sapphire and Gt gemstones deposits;Sedimentary type Gra,Gp deposits and ilmenite,Zr,Au,gem placer deposits,weathering crust type (lateritic) Ni-Co,bauxite deposits;Shear zone type (quartz vein type),shattered altered rock type Au deposit,etc.In this paper,the Madagascar main minerals are divided into thirteen metallogenic series,sub-class several metallogenic series and one Ⅲmetallogenic belt、three Ⅳmetallogenic belts、twenty two V metallogenic belts,prospecting potential of the major minerals in the 5 V metallogenic belts are described emphatically.

metallogenic geological setting;ore-forming geological conditions;metallogenic series;metallogenic belt;prospecting potential

2014-09-18；改回日期：2014-11-08

黄国平(1958-)，男，正高职高级工程师，矿产勘查专业，从事省内及国外地质找矿工作。E-mail: 625784666@qq.com

P612

A

1671-1211(2015)01-0006-05