李 飛, 裴云婧, 李朗田, 朱永剛, 吳繼兵, 蘇錦善

(1.四川省地質(zhì)工程勘察院,四川 成都 610072; 2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局 四○五地質(zhì)隊(duì),四川 都江堰 611830; 3.中國(guó)冶金地質(zhì)總局 中南局,湖北 武漢 430081; 4.重慶華地資環(huán)科技有限公司 廣西分公司，廣西 南寧 530031)

博茨瓦納共和國(guó)是南部非洲的內(nèi)陸國(guó)家,全國(guó)國(guó)境皆為干燥的臺(tái)地地形,南鄰南非,西邊為納米比亞,東北與津巴布韋接壤,北端在維多利亞瀑布附近與贊比亞接觸。博茨瓦納有豐富的礦產(chǎn)資源,金剛石、銅、鎳、金等礦產(chǎn)為該國(guó)優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)。采礦業(yè)、養(yǎng)牛業(yè)和新興的制造業(yè)為支柱產(chǎn)業(yè),該國(guó)的金剛石產(chǎn)量居世界前列[1]。

博茨瓦納東北部地區(qū)由北向南分布有津巴布韋克拉通、林波波活動(dòng)帶和卡普瓦爾克拉通等三個(gè)重要的成礦構(gòu)造單元。從成礦地質(zhì)條件和已發(fā)現(xiàn)的礦床看,博茨瓦納東北部太古代地層是尋找銅礦、銅鎳礦的有利地區(qū)[2]。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

博茨瓦納的大地構(gòu)造位置屬南非地臺(tái)區(qū),僅出露于博茨瓦納東部地區(qū)的古老巖體構(gòu)成了太古代基底,并可進(jìn)一步分為三個(gè)主要的構(gòu)造成礦單元,即南側(cè)的卡普瓦爾克拉通，北西側(cè)的津巴布韋克拉通和位于二者之間的林波波活動(dòng)帶(圖1)。這些地體主要由花崗巖類和上地殼巖石組成,其中卡普瓦爾克拉通的形成年代較老[3-4]。

圖1 博茨瓦納大地構(gòu)造略圖Fig.1 Geotectonic sketch of Botswana1.克拉通內(nèi)核;2.早前寒武紀(jì)綠巖帶;3.早元古宙活動(dòng)帶;4.國(guó)界。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)內(nèi)出露的地層為太古宇基底雜巖,少部分地段被卡魯群地層覆蓋。太古宇基底的巖石類型主要是片麻狀花崗巖、石英長(zhǎng)石質(zhì)片麻巖以及斑狀花崗片麻巖,其中含有一套淺水、陸架型石英巖和碳酸鹽巖夾層,在這套夾層中較老的巖層是變質(zhì)石英巖層。時(shí)代較年輕的巖石有大理巖、鈣硅酸鹽、變質(zhì)泥巖、角閃巖等。蛇紋巖體通常較小,它們可能與這些早期的鎂鐵質(zhì)巖石有關(guān),也可能是稍后的侵入體[5]。

區(qū)域地層由老到新為太古宇馬齊塔瑪變質(zhì)沉積巖群和沙榭變質(zhì)沉積巖群、太古宇和古生界下德蘭士瓦超群、古生界上德蘭士瓦超群、古生界奧策群、沃特堡群、帕拉佩群、奧克瓦群、古生界和中生界卡魯超群以及第三系、第四系卡拉哈里層[6]。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

博茨瓦納東北部構(gòu)造極為復(fù)雜,大部分巖石均遭受了剪切變形、巖漿侵入和部分熔融的影響,而發(fā)生了多期次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。區(qū)內(nèi)發(fā)育有大量的北西西向斷層,它們與太古宙晚期的右旋橫推運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。主要的構(gòu)造單元包括太古宙時(shí)期卡普瓦爾克拉通、津巴布韋克拉通、林波波活動(dòng)帶以及元古宙時(shí)期的達(dá)瑪拉帶(圖1)。

1.2.1卡普瓦爾克拉通

卡普瓦爾克拉通大約形成于30億年前,主要有綠巖帶沉積作用、變形作用和深成變質(zhì)作用?？ㄆ胀郀柨死ǖ奶胖嫘蛄休^老的部分包括片麻巖、綠巖組合和花崗巖,以及稍晚的酸性火山、花崗巖沉積巖的后造山組合。摩迪佩輝長(zhǎng)巖體、哈博羅內(nèi)和馬斯特花崗巖體均侵入于卡普瓦爾克拉通。

1.2.2津巴布韋克拉通

津巴布韋克拉通是典型的形成于太古代的巖體,其構(gòu)造極為復(fù)雜。其大多數(shù)巖石都遭受了剪切變形、巖漿侵入以及部分熔融過(guò)程的影響。在多期多次構(gòu)造活動(dòng)中,在綠巖帶內(nèi)形成了推覆構(gòu)造,并使得地層發(fā)生倒轉(zhuǎn),在地殼及花崗質(zhì)巖石中形成了線狀構(gòu)造和葉理構(gòu)造。

津巴布韋克拉通主要由三個(gè)雜巖體組成(圖2)：一是弗朗西斯敦雜巖體,包括三個(gè)被花崗巖類侵入的綠巖帶;該雜巖體內(nèi)發(fā)育的主要礦化為金礦化,特別是在塔蒂火山巖群的LadyMary組、Phenalonga組、Selkirk組等三套地層走向形成的北西向條帶中富集。 金礦化與少量的銅、鉛、鋅礦化相伴生,同時(shí)還有富銻、砷、鉍、鎢的小礦脈。 二是莫賽策雜巖體，巖性主要為片麻巖、英云閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗巖、角閃巖等。該雜巖體中的礦化以銅礦化為主,其礦化的圍巖主要是火山—沉積巖。三是莫特勞策雜巖體，該雜巖體中層狀沉積的巖石是變質(zhì)沉積巖和副片麻巖,但是變質(zhì)成了高角閃巖相并且被花崗質(zhì)巖類緊密地包裹，該巖體未見(jiàn)強(qiáng)烈的礦化現(xiàn)象。

1.2.3林波波活動(dòng)帶

林波波活動(dòng)帶大部分由片麻巖與混合巖組成。由北向南大致分為北部邊緣帶、中部帶和南部邊緣帶。三個(gè)帶之間的巖性、地質(zhì)演化和構(gòu)造走向等均有所差異。北部邊緣帶的巖性與津巴布韋克拉通的花崗綠巖類似,但其變質(zhì)和變形更為強(qiáng)烈;南部邊緣帶主要由花崗巖、綠巖組成,其原巖來(lái)自卡普瓦爾克拉通,因此年代更老。中部帶和兩個(gè)邊緣帶不同之處是包含了大約31.5億年前遭受變質(zhì)的侵入巖。林波波活動(dòng)帶在博茨瓦納境內(nèi)為中部帶。

博茨瓦納境內(nèi),目前在林波波帶上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了塞萊比(Selebi)—皮奎(Phikwe)鎳銅塊狀硫化物礦床。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖較有發(fā)育,主要為太古代及中生代的巖漿巖。該區(qū)太古代的巖漿巖大部分已遭受變質(zhì),形成花崗片麻巖、變質(zhì)輝長(zhǎng)巖以及角閃巖等。中生代巖漿巖主要發(fā)育為侏羅系的火山巖,包括玄武巖和大量NWW向的輝綠巖及粗玄巖巖墻。區(qū)內(nèi)及周邊的銅鎳礦和銅礦基本上都和角閃巖或蛇紋巖(母巖)有關(guān)[7]。

2 區(qū)域礦產(chǎn)特征

金剛石：博茨瓦納境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)了朱瓦能、萊拉拉和奧拉帕等十大金伯利巖筒群,全國(guó)分布有200多個(gè)金伯利巖筒。博茨瓦納的奧拉帕和朱瓦能等兩個(gè)超大型金剛石礦田,其金剛石資源儲(chǔ)量將近4億克拉,居于世界第三位,其寶石級(jí)金剛石資源儲(chǔ)量?jī)H次于南非,居于世界第二位。

銅鎳礦：博茨瓦納北東和東部有馬齊塔瑪、賽爾科克和塞萊比—皮奎等三大銅礦、銅鎳礦化密集區(qū),這些礦集區(qū)都位于林波波活動(dòng)帶和津巴布韋克拉通附近。已經(jīng)勘探發(fā)現(xiàn)的銅礦和銅鎳礦床(點(diǎn))多達(dá)40多個(gè),其中皮奎大型銅鎳硫化物礦床位于塞萊比—皮奎銅鎳礦密集區(qū),其銅鎳礦礦石資源儲(chǔ)量3 110萬(wàn)t,銅平均品位約為1.12%,鎳平均品位約為1.36%,銅和鎳的金屬資源儲(chǔ)量高達(dá)77萬(wàn)t以上。莫瓦拉大型熱液型銅礦床位于馬齊塔瑪銅礦化密集區(qū)北側(cè),勘探工作已探獲銅金屬資源儲(chǔ)量高達(dá)97萬(wàn)t。

金礦：在博茨瓦納北東部發(fā)育的金礦類型主要是剪切帶型和石英脈型金礦床,這些金礦通常與津巴布韋克拉通內(nèi)的太古代綠巖帶有關(guān)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了塔蒂金礦化集中區(qū),該礦集區(qū)內(nèi)的金礦床(點(diǎn))多達(dá)100多處,比較典型的礦床有Monarch石英脈型金礦、MapNora剪切帶型金礦等[8]。

圖2 博茨瓦納林波波活動(dòng)帶及津巴布韋克拉通主要巖石分布圖(據(jù)J N Carney[6]修改)Fig.2 Distribution map of major rock units in Zimbabwe Craton and Limpopo mobile belts of Botswana林波波活動(dòng)帶：BDC.貝恩斯渡口雜巖體；PC.皮奎雜巖體；SC.賽莫拉雷雜巖體；津巴布韋克拉通：FC.弗朗西斯敦雜巖體；MoC.莫塞策雜巖體；MtC.莫特勞策雜巖體；MC.馬哈拉佩雜巖體；CM.Changate-Moroka花崗巖；K.Kgarimacheng地層；Mt.邁騰威火山巖群；T.塔蒂火山巖群；V.烏姆巴火山巖群；TG.Timbale花崗巖；Ts.Tsarutsaru地層；構(gòu)造命名：BSZ.布什曼剪切帶；GFZ.Gobojongo斷層帶；LcF.萊查納斷層；LF.Lethlakane斷層；Ma.Mahalapshwe斷層；MD.莫拉坡斷裂；MSZ.Magogaphate剪切帶；PSZ.帕拉拉剪切帶；SH.Shashoko間斷；SHT.ShapaneHill逆斷層；SSZ.桑尼賽德剪切帶；ZF.Zoetfontein斷層；①.津巴布韋克拉通；②.林波波活動(dòng)帶；③.卡普瓦爾克拉通；④.塞萊比—皮奎礦床。

博茨瓦納境內(nèi)發(fā)育有多處基性—超基性巖體,如莫洛坡農(nóng)場(chǎng)、察邦、達(dá)代、莫迪佩等基性—超基性雜巖體(群),這些巖體為鎳、銅、鉑、鉻等礦床的形成提供了必要的物源條件。

3 典型礦床地質(zhì)特征

在博茨瓦納北東部和東部有多個(gè)大型及超大型的銅礦、銅鎳礦礦集區(qū)(圖3)。但是不同的地質(zhì)環(huán)境條件中所產(chǎn)出的礦床類型有所不同。銅礦床主要發(fā)育于太古代圍巖中,主要包括四個(gè)成礦區(qū)：塔蒂(Tati)多金屬成礦區(qū)(Ⅰ)、沙榭(Shashe)銅成礦帶(Ⅱ)、馬齊塔瑪(Matsitama)銅成礦區(qū)(Ⅲ)、皮奎(Phikwe)鎳銅成礦區(qū)(Ⅳ)。典型的銅礦床為莫瓦拉(Mowana)熱液型銅礦。銅鎳礦床主要集中在林波波活動(dòng)帶的中部帶,最重要的礦化類型是與角閃巖和蛇紋巖相伴生的銅鎳礦化,典型的礦床是皮奎—塞萊比銅鎳礦床。在塔蒂片巖帶也有銅鎳礦床產(chǎn)出,典型的礦床是鳳凰(Phoenix)銅鎳礦。這些礦床均屬于塊狀硫化物型銅鎳礦。

3.1 莫瓦拉熱液型銅礦

該銅礦位于博茨瓦納中北部,距離弗朗西斯敦(Francistown)市區(qū)直距約為120 km。其中心地理坐標(biāo)為南緯20°31′38″,東經(jīng)26°35′46″,海拔1 005 m。構(gòu)造上地處津巴布韋克拉通(Zimbabwe Craton),位于上述五個(gè)金屬成礦區(qū)中的馬齊塔瑪—布什曼區(qū)(太古代)內(nèi),礦床產(chǎn)出于布什曼脆性—韌性剪切帶之北端。

區(qū)內(nèi)地層為新太古界馬齊塔瑪超群變質(zhì)火山巖和沉積巖,南北走向,寬可達(dá)300 m,平均寬200 m,長(zhǎng)度約為6.5 km,產(chǎn)狀近于直立,主要巖石為塊狀炭質(zhì)、泥質(zhì)白云巖,白云巖、各種含粘土和含碳的千枚巖、片巖,這些巖石以殘余變質(zhì)沉積巖透鏡體的形式殘留于花崗片麻巖之中。礦床賦存在破碎角礫巖和層控巖石的弱蝕變產(chǎn)物中。

布什曼韌性剪切帶,長(zhǎng)約20 km 、寬約2.5 km,是馬齊塔瑪片巖帶北部的一個(gè)主要破碎變形區(qū),也是銅礦化的主要遠(yuǎn)景區(qū)。該NNE向的糜棱巖化花崗質(zhì)巖石中含有殘留變質(zhì)沉積巖透鏡體,在變質(zhì)沉積巖透鏡體中發(fā)育銅礦化。在晚期構(gòu)造活動(dòng)期間,在透鏡狀構(gòu)造中礦化發(fā)生大規(guī)模地重新分配和集中。

圖3 博茨瓦納北東部銅鎳金礦礦集區(qū)及礦(床)點(diǎn)分布圖Fig.3 Distribution map of copper-nickel -gold depositsin northeastern Botswana

區(qū)內(nèi)銅礦體呈層狀,近于直立,局部向東陡傾,產(chǎn)狀與構(gòu)造破碎帶總體近一致,銅礦化呈浸染狀硫化物主要出現(xiàn)在鈣質(zhì)和長(zhǎng)石質(zhì)石英巖巖系中。平面上呈線性延長(zhǎng)。礦體南北長(zhǎng)超過(guò)4 370 m,礦體被小斷層錯(cuò)斷位移形成五個(gè)礦段。從南往北依次為伊拉茲馬斯、布什曼、馬盤尼盤尼、馬盤尼盤尼北和馬胡梅。布什曼到馬胡梅的礦段連續(xù)性好。礦體垂向延伸475 m。礦化角礫巖和炭質(zhì)灰?guī)r圍巖總的真厚度30～60 m。礦化角礫巖直接圍巖為石榴石—綠泥石片巖、灰?guī)r、白云巖及燧石等,再向外為花崗片麻巖和莫賽策雜巖體所圍限(圖4)。

莫瓦拉銅礦賦存于馬齊塔瑪變質(zhì)沉積巖群的含碳質(zhì)和泥質(zhì)的變質(zhì)沉積物中,頂板主要是莫塞策雜巖體葉片狀花崗質(zhì)巖石,底板主要是馬齊塔瑪群角巖,含礦主巖地層為馬齊塔瑪變質(zhì)沉積群,其巖性為含碳的鈣質(zhì)巖、泥質(zhì)巖以及炭質(zhì)(石墨)千枚巖,硫化物礦化發(fā)育于近直立的低溫?zé)嵋菏ⅰ浇馐}角礫巖中,整體寬度10～80 m,賦存深度為50～150 m。其上北部和西部依次被元古宙時(shí)期卡魯超群(Karoo Supergroup)粉砂巖、礫巖及局部冰磧巖覆蓋,厚度1～90 m,南部被1～3 m厚的黑色粘土覆蓋。區(qū)內(nèi)的礦體形態(tài)各不相同,主要礦體有熱液交代作用礦體、筒狀角礫巖礦體(具有塌陷特征)以及伴生有礦化的斷裂和裂隙。整個(gè)礦化帶的控礦構(gòu)造為平推斷層構(gòu)造帶,而單個(gè)礦體的形態(tài)主要受褶皺、斷裂和巖性之間的相互作用和聯(lián)合控制。

圖4 莫瓦拉銅礦平面地質(zhì)略圖(據(jù)L.C.Stilwell等[9]修改)Fig.4 Plane geological sketch of Mowana copper deposit1.Karroo沉積蓋層;2.石榴石—角閃石、淺色礦物為主的花崗片麻巖;3.石榴石—綠泥石片巖;4.灰?guī)r、白云巖、燧石;5.銅礦化區(qū);6.氧化硅—方解石角礫巖;7.Bushman線性剪切帶;8.剖面位置及編號(hào)。

莫瓦拉銅礦是太古代變質(zhì)沉積巖中一個(gè)剪切帶容礦的熱液成因礦床,礦石主要為浸染狀—濃密網(wǎng)脈狀—塊狀銅硫化物礦石,由內(nèi)向外分帶為黃銅礦—斑銅礦—輝銅礦—黃鐵礦。主要的礦石礦物為黃銅礦,其次為斑銅礦、閃鋅礦、微量輝銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦等。礦石銅含量多在2.7%～3.3%之間?？拷乇懋a(chǎn)生了輝銅礦為主的表生富集帶,以及孔雀石、赤銅礦、黑銅礦、帶有少量硅孔雀石氧化物的自然銅礦化帶,之下為富黃銅礦帶,向深部黃銅礦變貧且不均勻(圖5)。與礦化相關(guān)的蝕變主要有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化、表生孔雀石化、赤銅礦—黑銅礦化、硅孔雀石化及藍(lán)銅礦化。地球化學(xué)異常主要為Cu和Zn異常,次要為Ag和Ba異常。

莫瓦拉銅礦主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①賦存于長(zhǎng)200 km、寬幾百米的布什曼脆性—韌性剪切帶內(nèi);②布什曼剪切帶形成于變質(zhì)沉積物的區(qū)域變質(zhì)作用(上部綠片巖相,下部角閃巖相)之后;③布什曼帶內(nèi)賦存銅礦化的石英—方解石脈形成于主要的變形事件之后;④礦化作用與孔隙流體壓力超過(guò)圍壓有關(guān),延伸的脈狀構(gòu)造限制在網(wǎng)狀脈內(nèi);⑤不具經(jīng)濟(jì)意義的銅礦化作用出現(xiàn)在脈狀體的外部,呈浸染狀賦存于主巖內(nèi);⑥晚期北—北東向—北東向的斷層和明顯的左旋位移錯(cuò)斷了礦體。

圖5 莫瓦拉銅礦A-A′剖面地質(zhì)略圖(據(jù)L.C.Stilwell等修改)Fig.5 Sectional geological sketch of Mowana copper deposit1.石榴石—綠泥石片巖;2.硅化—方解石角礫巖;3.銅礦體;4.石榴石—角閃石、淺色礦物為主的花崗片麻巖。

該礦探明銅礦石儲(chǔ)量1.47億t,銅含量為0.45%,推斷的有8 670萬(wàn)t,平均含量0.36%。其中探明的富礦石儲(chǔ)量1 154萬(wàn)t,銅含量為1.42%。

3.3 塞萊比—皮奎巖漿型銅鎳礦床

皮奎礦床位于弗朗西斯敦(Francistown)市東南部,距離市區(qū)直距約為100 km。其地理坐標(biāo)為南緯21°56′58″,東經(jīng)27°51′18″。該礦是B.C.L.公司于1966年發(fā)現(xiàn)的,該公司在當(dāng)?shù)亻_(kāi)展區(qū)域地球化學(xué)勘探時(shí),圈定了26 km2的地球化學(xué)異常區(qū),進(jìn)一步通過(guò)勘探工作發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了該礦床。

皮奎礦床產(chǎn)出于林波波活動(dòng)帶的中部,是博茨瓦納東部最大的礦床,其成礦環(huán)境特征表現(xiàn)為一系列重復(fù)褶皺的副片麻巖、斜長(zhǎng)片麻巖和角閃巖。該礦床兩個(gè)礦體的角閃巖主巖在發(fā)生構(gòu)造事件之前便侵位,形成了侵入巖床。在該礦床的圍巖內(nèi),礦體的產(chǎn)狀和規(guī)模主要受到有利的構(gòu)造帶控制,或賦存在這些有利的構(gòu)造帶中。

皮奎礦床發(fā)育在重復(fù)褶皺、平臥背斜構(gòu)造的倒轉(zhuǎn)翼,地層一般傾向?yàn)镾W,塞萊比礦床和塞萊比北礦床發(fā)育于該重復(fù)褶皺的另一翼。該重復(fù)褶皺在南西側(cè)形成了一個(gè)向斜盆地(圖6)。據(jù)推測(cè),這三個(gè)礦體的母巖(圍巖)之間的角閃巖原本可能是連在一起的,由于剝蝕作用將背斜的核部剝蝕，而形成了現(xiàn)狀的三個(gè)礦床;在褶皺作用下,產(chǎn)生有利的成礦條件處,所形成的硫化物礦化可能比其他部位更為富集。

圖6 塞萊比—皮奎礦床成礦構(gòu)造背景簡(jiǎn)圖(據(jù)Gordon P L[10]修改)Fig.6 Diagram of the ore-forming tectonic backgroundof the Selebi-Phikwe deposit1.副片麻巖;2.斜長(zhǎng)片麻巖;3.花崗片麻巖;4.碎裂巖;5.角閃巖(含礦巖系);6.角閃石片麻巖。

礦體的圍巖主要為片麻巖,可分為兩大類：一類是條帶狀片麻巖,其巖性主要包括條帶狀角閃片麻巖、斜長(zhǎng)巖、灰色石英長(zhǎng)石片麻巖,還包括少量的含磁鐵礦石英巖(磁鐵石英巖)和大理巖。另一類是花崗片麻巖。

皮奎礦體的礦石主要由浸染狀硫化物礦石和塊狀硫化物礦石組成。其地表的標(biāo)志為鐵帽,鐵帽大約深為35 m,其顏色為淺色—淺紅色和黑色;地表的鐵帽中銅和鎳的平均品位大約為0.2%～1.5%;而深部的鐵帽中銅和鎳的平均含量?jī)H為200×10-6,這是由于在地下水的淋濾作用下,鐵帽中的硫化物全部被氧化淋失所致。

皮奎礦體的含礦巖系為薄的香腸狀角閃巖,平均厚度11 m。礦化帶在走向上的長(zhǎng)度約2 000 m,且礦化現(xiàn)象僅發(fā)育于角閃巖內(nèi),角閃巖已被褶皺變形。從一些勘探豎井可發(fā)現(xiàn),該礦體從地表一直延伸到地下365 m深處,然后變窄。該礦的最深見(jiàn)礦點(diǎn)位于地下780 m處。該礦體在傾向上從地面向地下延伸了1 600余米長(zhǎng),礦體厚度為1～38 m。礦體在平面上分為西翼和南翼兩部分。西翼有同角閃巖共生的塊狀硫化物,產(chǎn)狀較陡為240°∠30°～60°,延深300 m;南翼由純硫化物組成,產(chǎn)狀為205°∠10°(圖7)。

皮奎礦體中,局部可見(jiàn)礦體頂板交切片麻巖條帶。在交切位置普遍發(fā)育有黃鐵礦條帶,厚度大約為1～10 cm,這說(shuō)明了后期的局部剪切作用對(duì)硫化物礦體有影響。同樣,也有規(guī)模較小且有順著片麻巖葉理侵入的塊狀硫化物侵入到片麻巖中[11]。

該礦床礦石礦物主要為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦和黃銅礦,以及磁鐵礦、白鐵礦、紫硫鎳鐵礦等。

圖7 皮奎鎳銅礦床平面圖和剖面圖(據(jù)Gordon P L修改)Fig.7 Plan and section of Phikwe nickel-copper deposit1.礦體;2.礦體水平投影;3.勘探豎井;4.容礦角閃巖;5.勘探坑道。

在塞萊比礦床,角閃巖主巖是早期形成的緊閉等斜褶皺的一部分。塞萊比礦體由浸染狀礦石、塊狀硫化物礦石和塊狀上盤或下盤的聚集物組成。礦石礦物富集于褶皺形成之前,后在構(gòu)造變質(zhì)作用下被改造。在早期的褶皺作用下,塞萊比礦床形成了上盤和下盤兩部分礦體：一是主要在上盤富集的上部礦體(倒轉(zhuǎn)),規(guī)模較大;另一個(gè)是主要在下盤富集的塊狀硫化物帶,規(guī)模相對(duì)較小。礦石礦物與皮奎礦床類似,但是鎳銅比值有所不同,除了下部礦體達(dá)到1∶1之外,其他平均大約為1∶2,鎳黃鐵礦同磁黃鐵礦的比例為1∶10,高于皮奎的1∶13。

4 結(jié)論

(1) 博茨瓦納位于南部非洲的中部,南部非洲的所有重大地質(zhì)作用與成礦作用都對(duì)這一區(qū)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)構(gòu)造演化過(guò)程中,經(jīng)過(guò)多期多次地質(zhì)事件的疊加和改造,為銅鎳、金礦等多種礦床的形成提供了有利條件。特別是在該國(guó)東北部津巴布韋克拉通綠巖帶中產(chǎn)有的豐富的金屬礦產(chǎn)。

(2) 太古代地層廣泛出露博茨瓦納東北部。該區(qū)域構(gòu)造極為復(fù)雜,在多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中,大部分巖石都遭受了剪切變形、部分熔融以及巖漿侵入過(guò)程的影響。多期次的構(gòu)造活動(dòng)使得該區(qū)太古代基底形成一系列傾角較陡的NNE—NE向線性構(gòu)造帶。這些構(gòu)造帶為礦化富集提供了有利空間。

(3) 博茨瓦納東部分布有塞萊比—皮奎、馬齊塔瑪、賽爾科克三大銅鎳礦化密集區(qū),這些礦集區(qū)都位于津巴布韋克拉通及林波波活動(dòng)帶附近,已發(fā)現(xiàn)的銅礦和銅鎳礦床(點(diǎn))多達(dá)40余個(gè),其中皮奎大型銅鎳硫化物礦床,位于塞萊比—皮奎銅鎳礦密集區(qū),為博茨瓦納東部最大的礦床;莫瓦拉大型熱液銅礦床位于馬齊塔馬銅礦化密集區(qū)北側(cè)。

(4) 博茨瓦納東北部已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了不同類型的銅、銅鎳礦床,主要包括熱液型銅礦和與基性—超基性巖有關(guān)的巖漿型銅鎳礦兩種類型。這些銅礦、銅鎳礦礦床基本上都與變質(zhì)沉積巖和變質(zhì)火山巖中的角閃巖和蛇紋巖相伴生。礦床主要出現(xiàn)在太古代圍巖中,形成了四個(gè)主要成礦區(qū)：塔蒂、馬齊塔瑪、皮奎、沙榭。

熱液型銅礦的典型代表為產(chǎn)于馬齊塔瑪—布什曼成礦區(qū)莫瓦拉熱液型銅礦。含礦地層為馬齊塔瑪變質(zhì)沉積群,含礦巖石巖性為含碳鈣質(zhì)巖和炭質(zhì)千枚巖,硫化物礦化帶呈半直立狀,發(fā)育于低溫?zé)嵋菏ⅰ浇馐}角礫巖中,并伴生有石英—碳酸鹽—黃鐵礦—黃銅礦—網(wǎng)狀和脈狀的礦體。礦區(qū)內(nèi)的礦體形態(tài)各不相同,有熱液交代作用礦體、筒狀角礫巖礦體以及伴生有礦化的斷裂和裂隙。礦石礦物主要為黃銅礦、斑銅礦及少量輝銅礦。

與基性—超基性巖有關(guān)的巖漿型銅鎳礦床的典型代表是產(chǎn)出于皮奎鎳銅成礦密集區(qū)的塞萊比—皮奎銅鎳礦床。該礦床的主要礦體呈透鏡狀賦存于香腸狀角閃巖中,礦體與角閃巖的接觸關(guān)系為漸變過(guò)渡接觸,在角閃巖外圍的巖石為片麻巖。皮奎礦體的礦石主要以塊狀硫化物的形式產(chǎn)出,含有70%～100%的硫化物,也有半塊狀硫化物和浸染狀的硫化物(含0～30%的硫化物)。塊狀硫化物礦石的主要成分為磁黃鐵礦的不規(guī)則的集合體,這些集合體由自由交生的六邊形和單斜晶系的磁黃鐵礦組成,其中也含較少量的鎳黃鐵礦、黃銅礦和黃鐵礦。塞萊比—皮奎礦床是與基性—超基性巖有關(guān)的構(gòu)造變質(zhì)改造的巖漿型Ni-Cu硫化物礦床[12]。