南非的金矿床

南非主要的金矿床

1.兰德盆地及其砾岩型金矿床

南非维特瓦特斯兰德盆地( 以下简称兰德盆地) 的砾岩型金矿是世界上最重要的金矿类型, 约一百年来, 其黄金产量居世界各种类型金矿之首。兰德盆地位于南非共和国约翰内斯堡以南至韦科姆(Welkom) 之间, 呈北东向狭长展布, 盆地面积约25000 km2。沿盆地北、西、南三面分布有7 个金矿田: 即艾怀恩德( Evander) 、东部兰德( East Rand) 、中部兰德( Cent ralRand) 、西部兰德(West Rand) 、卡勒顿维累( Carlrtonville) 、克勒克多普( Klerkdorp) 和韦尔科姆金矿田, 总计有100 多个金矿床, 其中已生产出黄金900 t 以上的10 个最大的金矿床分别是:West Drie fountain( 属卡勒顿维累金矿田) 、Crow n Mine( 中部兰德金矿田) 、ERPM( 中部兰德金矿田) 、Vaal Reefs( 克勒克多普金矿田) 、Eastern Holdings( 韦尔科姆金矿田) 、Western Deeplevels( 卡勒顿维累金矿田) 、Blyvooruit zicht ( 卡勒顿维累金矿田)FreeStateGeduld( 韦尔科姆金矿田) 和Government GM Areas( 东部兰德) 。

德克拉尔金矿是兰德盆地中的砾岩型金矿, 位于卡勒顿维累金矿田。金矿勘探开始于本世纪30 年代。根据东兰德金矿田在含金砾岩层下部一定距离有一层磁性页岩的特点, 首先通过磁法确定隐伏和半隐伏的磁性页岩层, 然后通过钻探控制金矿床。德克拉尔金矿公司建于1974 年, 1985 年以前, 共处理矿石7016000 t , 矿石含金4. 6 g/ t , 共产金32481. 1 kg 。1985 年起, 月处理矿石125000 t , 目前年产黄金约7 t。

矿床的地质特征与兰德盆地内的砾岩型金矿基本相似, 矿化严格受砾岩层的控制, 矿体呈层状、似层状, 控制了2 层矿。上层金矿为威恩特斯多普接触带矿脉( Ventersdorp ContactReef) , 不整合地位于上太古宙的维特瓦特斯兰德超群( Supergroup) 、中兰德群( Group) 、特方廷亚群( Turfontein Subgroup) 的蒙代尔( Mondeor) 砾岩建造轻微不平石英岩底板上(表1) 。蒙代尔沉积建造基本由玻璃质的石英岩和位于建造上部的4 层较厚的砾岩层组成。从上到下,砾岩层为德尔克拉尔矿脉带、铀条带矿脉带、中间玻璃质石英岩和矿脉带及伊兰兹兰德( Elandsrand)矿脉带组成。威恩特斯多普接触带矿脉是最有经济意义的矿带, 从中开采大部分金矿石; 其次是德尔克拉尔矿脉带, 从中也开采了有一定价值的金矿石。

我们主要观察了地下2900 m 深处采场的金矿体和围岩, 金矿体为威恩特斯多普接触带矿脉, 为目前矿山开采的矿体。含金砾岩的厚度约1 m 左右, 具有变余层理, 砾石主要为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。砾石呈球状、椭球状, 分选性差, 砾石大小不等, 最大者直径为40mm, 小的直径仅几毫米。基质主要为石英和绢云母, 其次为黄铁矿、叶腊石、绿泥石、电气石和碳质。基质与砾石一样, 明显受到变质作用。其中的黄铁矿主要呈粒状基质和细脉状产出, 其粒度一般小于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, 有独立金( Freeg old) 、裂隙金等形态, 金的粒度一般小于8 Lm。矿石金的平均品位为4. 6 g/ t。矿石中还广泛存在磁黄铁矿、毒砂、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、白铁矿、辉砷钴矿、磁钴矿和沥青铀矿, 但含量不高。

维茨大学的Robb 教授认为金矿床的形成为四个阶段:①2848～2720 Ma,

沉积作用形成含沙金的沉积砾岩；②2500 Ma,热液作用形成黄铁矿和金矿化；

③2300 Ma,与有机质活动有关的脉状矿化,主要引起铀矿化,形成沥青铀矿等铀

矿物；④2000 Ma,与布什维尔德杂岩( Bushevldcomplex) 侵入有关的金矿化作用。

2.巴布尔通绿岩带及其金矿床

（1）巴布尔通绿岩带

南非东部巴布尔通( Barberton) 山地, 包括东德兰士瓦和斯瓦士兰的西部, 是太古代绿岩带分布的重要区域。从北到南分布着苏萨尔兰德( Sutherland) 、皮特斯堡( Pietersburg ) 、默钦森( Murchison) 和巴布尔通( Barberton) 绿岩带, 其中赋存着金、锑、汞、铜、锌等金属矿床。我们考察了巴布尔通绿岩带中希巴和巴布鲁克金矿床。

表2 巴布尔通绿岩带地层岩石组合表

合见 (表2)。绿岩带下部特雅加斯特达亚组、中间标志层和盖鲁克亚组, 主要由玄武质和二辉橄榄质科马提岩组成, 其次为枕状、块状熔岩流, 包括科马提岩床, 镁质玄武岩、拉斑玄武岩, 次要的是酸性火山岩, 碳质、燧石层条带状铁建造, 其中有一些小侵入体, 如富纳石英长石斑岩、英云闪长岩和奥长花岗质片麻岩。绿岩带的花岗岩化的时代为35～27×102Ma ( 据Robb 和Anhaeusser,1983) 。中间标志层以上的绿岩带上部的岩石建造中, 发育以铁镁质酸性单元为主的火山岩或火山沉积岩, 火山岩为典型的钙碱性系列组合, 由火山碎屑岩、薄层拉斑玄武岩、英安岩、流纹英安岩、凝灰岩、条纹状和块状枕状玄武岩、枕状角砾岩和集块岩等组成, 其中夹有碳酸盐岩等沉积岩和少量科马提岩。侵入岩有石英正长斑岩、花岗闪长岩和石英闪长岩等。绿岩带中发育三个岩浆旋回。第一旋回最早为35 @ 102Ma, 形成富钠英云闪长岩和奥长花岗岩、双峰态片麻岩和混合岩( Anhaeusser 和Robb 等,1980) ; 第二旋回开始于32 @ 102Ma, 形成富钾的花岗质岩基- 花岗岩、石英花岗岩、石英二长岩和均质斑状花岗岩、边缘富钾混合片麻岩和混合岩等; 第三旋回开始于约29×102Ma, 形成富钾的花岗岩、正长岩和富钠岩体。绿岩带下部科马提岩建造的年龄在30×102Ma 以上, Sm- Nd 年龄为35×102Ma( Barton, 1980, 1983) ; 英云闪长岩和奥长片