津巴布韦卡马蒂维锡锂多金属矿地质特征与找矿标志

刘建权 王纪昆 尹国庆 徐如磊 李松彬 包久荣

（天津华北地质勘查总院 天津 300170）

卡马蒂维锡锂多金属矿地处津巴布韦北玛塔贝莱兰省西部，中心地理坐标为东经27°03′08″、南纬18°19′30″。矿区大地构造位于津巴布韦块体卡拉哈里盆地卡马蒂维元古宇隆起区西南部，区域构造发育，岩浆活动强烈，成矿条件优越，含有丰富的锡、锂、钽等多金属矿产资源，其勘查、开采历史悠久。

1 区域地质概况

区域地层主要由太古宇、元古宇基底地层及显生宙盖层组成。太古宇主要为塞巴奎系科马提质岩、拉斑玄武质火山岩夹碎屑岩和条带状含铁建造，是标准的绿岩系。元古宇下部由变质砾岩、含砾砂岩、长石砂岩、千枚岩、石英岩以及变质基性火山岩组成；中部以石英岩、云母-石英片岩、千枚岩为主，夹石灰岩、页岩及玄武岩，局部深变质为片麻岩；上部主要为碳酸盐岩、粗砂岩、砾岩及砂页岩。显生宙包括二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系以及更新统和现代沉积。二叠系-三叠系主要为卡鲁群陆相沉积岩系，侏罗系主体为德雷肯斯贝赫火山岩，岩性以玄武岩为主，其上局部分布有流纹岩；白垩系岩性为砂岩及碱性火山岩；更新统主要为风成砂以及冲积层沉积。区域内褶皱和断裂等构造活动强烈。区域内岩浆呈多期次侵入，包括花岗岩类、基性～超基性岩类、基性火山岩和金伯利岩等。矿区位于卡马蒂维隆起区有色金属稀有金属成矿带内。该成矿带总长48.43km，呈北东～近东西向带状展布，已知有铜、钨、锡、锂、铍、钽、铌等众多矿点分布。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区主要出露太古宇塞巴奎系变质岩。岩性主要为黑云母片麻岩，产状55°∠24°，厚度不清，原岩为富铝的泥质岩石。黑云母片麻岩，呈灰黑色，鳞片粒状变晶结构、斑状变晶结构，片麻状构造，主要由中酸性斜长石、石英和黑云母组成。常含有富铝特征的变质矿物～矽线石、蓝晶石、石榴石、堇青石等。矿物变晶粒度大于0.5mm。长石和石英总含量大于50%，长石含量大于25%。

2.2 构造

受区域构造活动影响，矿区北西、北西西向断裂十分发育，具有一定的间距性和多期次特征，其次为北东向断裂构造。断裂延长1～4km，规模较大，西部断裂构造切穿了岩体与地层。断裂构造分布位置与伟晶岩的分布位置具有空间上的联系。部分北西向断裂构造直接控制了矿区含矿伟晶岩和锡多金属矿的产出形态、空间分布及产状特征，该组断裂与其它断裂交汇部位，含矿伟晶岩出现膨大或分支现象。

受构造应力和岩浆侵入活动的影响，形成了矿区中部的褶皱构造以及小型的裂隙和节理构造等。在Ⅳ号锡矿体区域，发育卡马蒂维隐伏背斜轴部构造，呈短轴穹隆状，整体呈北西～南东向展布，控制着花岗伟晶岩及锡锂钽铌多金属矿体的产出，是重要的控矿构造之一。

2.3 岩浆岩

矿区出露岩浆岩主要为似斑状黑云母花岗岩、花岗伟晶岩。

似斑状黑云母花岗岩，形成于古元古界层侵系，主要分布于卡马蒂维花岗伟晶岩带北东隅，其次为花岗伟晶岩带南侧，侵位于黑云母片麻岩基底地层中，平面上呈椭圆形分布。

花岗伟晶岩，形成于前寒武系古元古界层侵系，在矿区长达14.21km，最宽达4.06km，最窄0.79km；一般2～3km，平均2.35km。岩体倾向东（55°），倾角20°～30°，与区域构造带走向一致，系沿近东西向裂谷带呈线性贯入而成。隐伏背斜轴部以东的东矿段，花岗伟晶岩倾向北东（55°），倾角20°～30°，向深部倾角有变陡趋势；隐伏背斜轴部以西的西矿段，花岗伟晶岩倾向南西（235°），倾角20°～30°，向深部倾角有变陡趋势。包括两种类型：含电气石伟晶岩和含锡伟晶岩。

含电气石花岗伟晶岩，呈不规整的近东西向条带状分布，与区域构造带走向近一致，侵入于黑云母片麻岩基底地层和似斑状黑云母花岗岩之中，具混合岩化。该期伟晶岩结晶程度高，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。

含锡伟晶岩，在早期侵入的电气石花岗伟晶岩基础上，受区域韧性剪切带左旋构造运动影响，形成卡马蒂维隐伏背斜和一系列北西～南东走向的张性断裂或节理，张性断裂与深部岩浆岩贯通，导致后期含挥发组分的伟晶岩沿张性断裂和地层结构面充填贯入形成含矿伟晶岩，厚度0.8～30m，平均10m 左右。贯入型含矿伟晶岩产出形式有三种：平卧型、陡倾型、垂直型。卡马蒂维含矿伟晶岩，浅部以平卧型为主，向深部逐渐过渡为缓倾、陡倾型，地表贯入于张性裂隙形成宽达8m 的伟晶岩露头。平卧型含矿伟晶岩平均厚度30m，常叠覆于黑云母片麻岩之上，呈面型分布，且二者产状一致。平卧型含矿伟晶岩是前期露天矿场和浅层地下采矿的主要对象。

2.4 围岩蚀变

区内围岩蚀变较发育，主要蚀变是硅化、绢云母化、黄铁矿化、电气石化、绿泥石化等；伟晶岩主要蚀变为泥化、高岭土化、绿帘石化、绿泥石化、铌锰矿化、钽铁矿化、钠长石化、黄铁矿化、黄铜矿化等。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

矿区锡锂多金属矿体规模受伟晶岩脉的规模控制，由西至东划分为6条矿体，编号依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，各矿体之间在纵向上呈雁行式平行排列，呈层状、似层状产出，长402m～2343.52m，厚0.54m～38.40m，倾向延长大于500m，走向近南北，倾向以东为主，倾角0°～24°。矿体与上下盘围岩呈整合侵入接触关系，接触面清楚、平直，接触带及其附近无蚀变。根据钻孔资料，自上而下将含矿伟晶岩系进一步分为：上段（上部锡、锂、铍、钽铌含矿层）、中段（由黑云母片麻岩组成，为无矿层）、下段（下部锡、锂、铍、钽铌含矿层）。

其中，Ⅳ矿体规模最大，为该区的主矿体，整体呈北西～南东向展布，长2343.52m，厚度0.54m～38.40m，平均15.09m，矿体形态和产状严格受卡马蒂维隐伏背斜影响，近背斜轴部，矿体形态为平卧型，呈板状、似层状、透镜状、脉状，产状近于水平，倾角0°～6°。背斜轴部以东，矿体倾向北东，产状55°～66°∠11°～24°，向深部有变陡的趋势，最大埋深472.86m；背斜轴部以西，矿体倾向南西，产状235°～246°∠11°～1 5°，向深部有变陡的趋势，最大埋深395.44m。Sn品位0.076～0.375%，平均品位0.148%。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿物成分

矿石矿物主要有锡石类、铌钽铁矿类、锂矿物类、铍矿物类，具体为：锡石、铌钽铁矿；锂矿物主要为锂辉石、透锂长石，其次为锂云母、锂白云母，以及少量磷锂铝石、锰磷锂矿、铁磷锂矿；铍矿物主要为绿柱石、硅铍石。

脉石矿物主要为钠长石与石英，其次为微斜长石、正长石、白云母及黑云母，还有少量多水高岭石、蒙托石、电气石、绿泥石、磷灰石、红柱石、磷铝钙石、方解石等。

副矿物有磁铁矿、黄铁矿、闪锌矿、金红石、锆石等。

3.2.2 矿石结构、构造

矿石结构有：细粒结构、不等粒结构、似斑状结构、斑状结构；按矿石的结晶程度，可分为自形、半自形、它形晶结构。

矿石构造主要有块状（含矿伟晶岩）、条带状（含矿黑云母片岩），次为斑杂状构造、浸染状构造等。

3.2.3 矿体围岩和夹石

矿体上盘和下盘围岩均为黑云母片麻岩，矿体与围岩呈整合接触关系。黑云母片麻岩主要矿物成分为中酸性斜长石、石英和黑云母，常含富铝变质矿物：矽线石、蓝晶石、石榴石、堇青石等。

Ⅳ-1、Ⅳ-4 矿体均存在夹石。根据钻孔控制情况，夹石的平面形态为近似梯形、三角形、四边形等，控制走向长度28.34m～335.38m，最大厚度4.02m～25.76m，倾斜宽度56.86～356.49m。呈近水平状、透镜状产出。

4 找矿标志

卡马蒂维成矿带主要为晚前寒武纪太古宇塞巴奎系伟晶岩带分布区，由于该伟晶岩的多期次侵入，原有基底地层即黑云母片麻岩被伟晶岩混熔形成残留体，中深部黑云母片麻岩已形成伟晶岩化黑云母片麻岩，浅部及中上部黑云母片麻岩成为伟晶岩侵入过程中的盖层或有效屏蔽障，为后期气液相钠长石型、锂辉石型含矿伟晶岩的形成提供了极好的屏蔽条件。卡马蒂维锡锂多金属矿床成因为锡锂铍铌钽伟晶岩型矿床，其找矿标志可总结如下：

（1）地层岩性标志：古老基底地层（黑云母片麻岩）对矿床形成具有屏蔽作用；含矿层为花岗伟晶岩。电气石伟晶岩不含锡，但含铍等稀有矿产，钠长石化、硅化伟晶岩含锡、锂、铍、钽铌多金属矿产。

（2）构造标志：造山带中的伟晶岩构造穹隆的顶部是富厚稀有金属矿体赋存部位，远离穹隆构造四周发育陡倾角脉状矿体。

（3）岩浆岩标志：似斑状黑云母花岗岩既是花岗伟晶岩和稀有金属矿产的母岩，又是形成构造穹隆的深部上侵岩浆岩，使顶部围岩形成虚脱空间，形成似层状缓倾斜厚大矿体。岩浆冷凝收缩，在其四周形成陡倾斜裂隙，矿液充填形成透镜状矿脉。

（4）露头标志：浅灰色有暗条纹韵律层的伟晶岩露头是直接的找矿标志。

（5）蚀变标志：硅化、钠长石化强烈地段，一般矿体厚大、富集，常常以构造穹隆为中心，向四周扩散，矿化蚀变逐渐减弱。

（6）矿物学标志：伟晶岩中的黑色铌钽铁矿是直接的找矿标志；电气石、堇青石等变质矿物是间接找矿标志。