津巴布韋德特地區(qū)卡瑪提維錫多金屬礦地質(zhì)特征及找礦方向

盧天驕，朱思才，馬林霄，陳德穩(wěn)，董少波，張毅

（1.中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司，北京 100012；2.北京中資環(huán)鉆探有限公司，北京 100012）

0 引言

津巴布韋位于非洲東南部，礦產(chǎn)資源豐富，優(yōu)勢礦種有金、鉻鐵礦、鉑族元素、金剛石、煤、鎳、鐵、錫等（曲紅軍等，2012）。德特地區(qū)位于津巴布韋西北部，區(qū)內(nèi)出露一條北東東向錫礦帶，長約70 km，自西向東主要的錫礦床有卡帕塔、鹿頭批、卡瑪提維和卡琳達?？ì斕峋S錫多金屬礦區(qū)劃屬北馬塔貝萊蘭省（Matabeleland North）萬基鎮(zhèn)（Hwange）管轄，地處北馬塔貝萊蘭省府盧帕內(nèi)市（Lupane）西北約103 km 處，西距萬基鎮(zhèn)約55 km。礦區(qū)中心地理坐標：東經(jīng)27°02′59.80″，南緯18°19′10.97″。其中卡瑪提維錫多金屬礦開采歷史最為悠久，自1920 年發(fā)現(xiàn)該錫礦床起至1994 年礦山關閉，開采歷史長達74 a。荷蘭學者Rijks H R P 在1972 年根據(jù)多年來在卡瑪提維礦山的工作經(jīng)驗，總結(jié)出該礦區(qū)東部地區(qū)的地質(zhì)特征及礦物學研究（Rijks et al.，1972）。近年來在該礦山尾礦中因為發(fā)現(xiàn)了鋰、鈮、鉭等稀有金屬而重新引起關注。本文在野外實地考察及相關礦山資料成果綜合研究的基礎上，探討津巴布韋德特地區(qū)卡瑪提維錫多金屬礦的地質(zhì)特征及找礦標志，為今后勘查工作提供參考。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

德特地區(qū)主要地層巖性為元古宙變質(zhì)巖系，空間形態(tài)上為一條NE－SW 向線性褶皺帶，帶內(nèi)地層主要分為4 個變形變質(zhì)作用強烈的上地殼地層單元，即馬拉普特組、伊安圖組、肖丹達組和卡瑪提維組（LOCKETT，1979）。這4 個地層單元被認為是該線性褶皺帶內(nèi)最古老的巖石，被帶內(nèi)廣闊的花崗片麻巖所分隔?？ì斕峋S組由變質(zhì)沉積巖和鎂鐵質(zhì)火成巖組成，多出露在德特地區(qū)的東北部，其余3 個巖組主要由泥質(zhì)變質(zhì)巖組成，沿津巴布韋西北部邊緣分布，整體形成一條線性帶。

卡瑪提維地區(qū)，目前在鹿頭批、卡瑪提維、卡琳達發(fā)現(xiàn)了大片埋藏較淺的偉晶巖型錫礦床。

1.2 地層

卡瑪提維錫礦區(qū)出露地層主要為元古宙變質(zhì)巖系，巖性主要為云母（石英）片巖、黑云母片麻巖。地層總體走向為NE－SW 向（圖1）。

圖1 卡瑪提維（Kamativi）錫多金屬礦地質(zhì)簡圖

在片巖和片麻巖中，主要礦物為黑云母、石英和斜長石，次要礦物主要為鐵鋁榴石和黑色電氣石。在斷層帶中，片巖和片麻巖常被輝長巖細脈穿過，除普通片狀礦物外，還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有滑石和綠泥石。片巖和片麻巖通常具有近東西向的葉理產(chǎn)狀，并以70°～90°向北或向南傾斜。

1.3 構造

受區(qū)域左行走滑作用影響，沿早期電氣石偉晶巖北西、南東邊緣發(fā)育韌性剪切帶、破碎帶和一系列穿越電氣石偉晶巖帶的北西—南東向張性裂隙及節(jié)理。

區(qū)內(nèi)發(fā)育隱伏背斜構造，短軸穹隆狀。整體呈近南北向展布，該背形核部以東，偉晶巖及錫多金屬礦體傾向南東東（95°），傾角一般為20°～30°，向深部傾角有變陡趨勢；該背形核部以西，偉晶巖及錫多金屬礦體傾向北西西（275°），傾角一般為20°～30°，向深部傾角有變陡趨勢。該隱伏背形構造控制著偉晶巖及錫多金屬礦體的產(chǎn)出形態(tài)，是重要的控礦構造之一。

1.4 巖漿巖

卡瑪提維礦區(qū)巖漿巖主要為黑云母花崗斑巖和偉晶巖。

黑云母花崗斑巖：形成于前寒武系古元古界，主要分布于德特地區(qū)東北部，侵位于黑云母片麻巖基底地層中，平面上呈橢圓形分布?；液谏罨疑?，斑狀結(jié)構，基質(zhì)為隱晶質(zhì)結(jié)構，塊狀構造。礦物成分包括石英（20%±）、斜長石（15%±）和少量黑云母（10%±）。

偉晶巖：形成于前寒武系古元古界，與黑云母花崗巖同源且同時形成。在卡瑪提維礦區(qū)，偉晶巖有兩種類型：電氣石偉晶巖和含錫石偉晶巖，具體下文詳述。

2 偉晶巖地質(zhì)特征

2.1 電氣石偉晶巖

電氣石偉晶巖：主要分布于卡瑪提維偉晶巖帶中，呈不規(guī)整的近東西向條帶狀產(chǎn)出，與整體區(qū)域構造帶走向近一致，多順層侵入于黑云母片麻巖基底地層和黑云母花崗斑巖之中，并且在產(chǎn)狀上多呈陡峭直立狀，具混合巖化?？傞L度達48.43 km，其中在卡瑪提維礦區(qū)長度達14.21 km，一般約為2～3 km，平均為2.35 km，最寬達4.06 km，最窄為0.79 km。電氣石偉晶巖結(jié)晶程度高，礦物斑晶大，電氣石和白云母發(fā)育，含鈹，無錫礦化，呈似層狀和透鏡狀產(chǎn)出，其產(chǎn)狀與黑云母片麻巖一致。

2.2 含錫石偉晶巖

含錫石偉晶巖主要含有鈉長石、石英、白云母和鉀長石，部分含有磷灰石、石榴石、綠泥石和鉭鈮鐵礦，其中鋰礦物主要有鋰云母、鋰輝石和鋰磷鋁石。在早期侵入的電氣石偉晶巖基礎上，受區(qū)域韌性剪切帶左旋構造運動影響，形成卡瑪提維隱伏背斜（褶皺穹隆帶）和一系列北西—南東走向的張性裂隙或節(jié)理。張性裂隙與深部巖漿巖貫通，導致后期含揮發(fā)組分的偉晶巖沿張性裂隙充填貫入形成含礦偉晶巖，其產(chǎn)狀較緩，與黑云母片麻巖常呈高角度截切接觸關系，厚度一般為0.8～30 m，平均為10 m±。

通過對礦區(qū)以往地質(zhì)報告資料研究以及現(xiàn)場野外露頭的觀察得知，含錫石偉晶巖就位時間明顯晚于含石榴石－電氣石偉晶巖，且發(fā)育含錫石、鋰礦物和鉭鈮礦物的偉晶巖是卡瑪提維礦區(qū)最顯著的地質(zhì)特征。區(qū)內(nèi)有兩種不同類型的含錫石偉晶巖，根據(jù)其傾角陡緩分為兩種，分別稱為平坦型含錫石偉晶巖和陡峭型（或垂直型）含錫石偉晶巖。第一種多為透鏡狀狀偉晶巖侵入體，沿走向可延伸2 km 以上，寬達30 m，傾角從水平到20°不等。第二種類型是寬達8 m 的巖墻狀偉晶巖，傾角高達70°或近直立。較小的陡傾含錫石偉晶巖也偶發(fā)地沿著該帶出現(xiàn)，在主要的產(chǎn)錫中心附近，露頭數(shù)量增多。

含錫石偉晶巖往往高角度截切圍巖，但從地質(zhì)圖（圖1）上得知，其延伸方向與區(qū)域內(nèi)巖層走向近乎平行。兩種含錫石偉晶巖之間的相互關系尚未明確，但有一種將垂直侵入體視為支脈的傾向。在錫石偉晶巖的主體中，用肉眼可以清楚地區(qū)分3 種礦物組合：堿性長石－石英－鋰輝石，石英石－鈉長石和白云母－石英（圖2）。通常，鋰含量最高的偉晶巖中錫含量最低（Fick，1960）。偉晶巖中間帶部分礦物組成為50%～60%長石，10%～15%石英，15%～20%云母和5%～10%鋰輝石，其中含鋰礦物以鋰輝石為最常見（Fick，1960），這可能代表了一系列由幾個偉晶巖體組成的穹隆狀構造（Sinclair，1996），與較高品位的鋰礦床類似。

偉晶巖中錫石往往以直徑最大為1 mm 的細小散布斑點出現(xiàn)，并且在鈉長石化偉晶巖和白云母－石英組合中的顆粒粒徑為1～30 mm 不等。在完全鈉長石化的含錫石偉晶巖薄片中，發(fā)現(xiàn)了兩種類型錫石晶體：一種為較老的深紅褐色晶體和一種較年輕的幾乎無色或淡紅褐色晶體，幾乎無色的錫石部分取代了暗紅棕色的錫石（Rijks and Veen，1972）。在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)，鈮鉭鐵礦部分與錫石晶體生長在一起，且鋰磷鋁石在整個錫石偉晶巖中都會出現(xiàn)微量的痕跡（Rijks and Veen，1972）。

2.3 含錫石偉晶巖礦體

卡瑪提維錫多金屬礦主要賦存在含錫石偉晶巖內(nèi)，礦體嚴格受偉晶巖脈控制。區(qū)內(nèi)主礦體的形態(tài)和產(chǎn)狀嚴格受卡瑪提維隱伏背形構造的影響，在近軸部位置，礦體形態(tài)為平臥型，在背形軸部向北北東傾伏，產(chǎn)狀近于水平，傾角0°～6°。礦體在東、西兩翼形態(tài)為板狀、似層狀、透鏡狀、脈狀，東翼礦體產(chǎn)狀95°∠11°～24°，西翼向北西西緩傾，礦體產(chǎn)狀275°∠11°～15°。

圖2 含錫石偉晶巖分帶示意圖（據(jù)LOCKETT，1979 修改）

表1 卡瑪提維礦床與可可托海稀有金屬礦床簡要對比

資料分析得知，主礦體由上至下，礦石錫、鋰、鈹品位有降低趨勢，鉭鈮含量變化微弱，分布范圍較廣，不受地層層位和巖性限制，巖石中發(fā)育偉晶巖化、硅化和鈉長石化，一般均含鉭鈮礦。礦體的品位變化，淺部略高于深部。

3 偉晶巖型錫多金屬礦成礦地質(zhì)條件、找礦標志及找礦方向

3.1 成礦地質(zhì)條件分析

卡瑪提維礦床位于卡瑪提維隆起區(qū)稀有金屬成礦帶內(nèi)，空間形態(tài)上為一條近NE－SW向線性褶皺帶，區(qū)內(nèi)花崗巖和偉晶巖較為發(fā)育，因此卡瑪提維礦區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。

（1）圍巖條件

偉晶巖礦床類型不僅與其形成深度有關，也與圍巖的變質(zhì)相有一定的聯(lián)系（翟裕生等，2011）。而卡瑪提維礦區(qū)的近礦圍巖多為黑云母片麻巖和云母（石英）片巖，常含富鋁變質(zhì)礦物：矽線石、藍晶石、鐵鋁榴石、堇青石等，屬低角閃巖相。稀有元素鋰、鈹、鈮、鉭等偉晶巖多產(chǎn)于這種低角閃巖相帶中。因此，礦區(qū)具良好的圍巖成礦條件。

（2）巖漿巖條件

眾多偉晶巖礦床在成因上和空間上都與花崗巖類侵入體有密切的關系，多分布于侵入巖體頂部、邊部及附近圍巖中?？ì斕峋S礦區(qū)分布有大面積的黑云母花崗斑巖，呈較大規(guī)模巖株狀在礦區(qū)產(chǎn)出，為礦區(qū)偉晶巖（礦床）的形成提供了豐富的物質(zhì)、成礦流體和能量基礎。

（3）構造條件

受區(qū)域左行走滑活動影響，在卡瑪提維礦區(qū)內(nèi)形成一系列NW—SE 向張性裂隙及節(jié)理，為巖漿及后期熱液運移提供了通道。研究表明，礦區(qū)張性裂隙、節(jié)理，特別是近南北向褶皺構造，直接控制了含礦偉晶巖和錫多金屬礦體的產(chǎn)出形態(tài)、空間分布及產(chǎn)狀特征（翟裕生等，2011）。

3.2 找礦標志

通過對卡瑪提維礦床成礦地質(zhì)條件、控礦因素和成礦規(guī)律分析，結(jié)合典型偉晶巖型稀有金屬礦床特征，對本區(qū)找礦標志總結(jié)如下。

（1）含錫石偉晶巖露頭

淺灰色有暗條紋韻律層的含錫石偉晶巖（特別是具鉀長石相變和鈉長石相變）露頭是直接的找礦標志。

（2）圍巖蝕變

巖體邊部地層蝕變變質(zhì)程度一般較強，常含富鋁變質(zhì)礦物：矽線石、藍晶石、鐵鋁榴石、堇青石等特征變質(zhì)礦物。

（3）構造

封閉型構造區(qū)，以背斜軸部、傾末端、樞紐波峰段、斷裂帶，尤其是穹隆狀短背斜頂部成礦最為有利。

（4）巖漿巖

黑云母花崗斑巖在礦區(qū)呈較大巖株產(chǎn)出，為礦區(qū)偉晶巖（礦床）的形成提供了豐富的物質(zhì)和能量基礎。該侵入巖體頂部、邊部及附近圍巖是尋找含礦偉晶巖的最佳區(qū)域。

（5）礦物學

偉晶巖中的黑色鈮鉭鐵礦是直接的找礦標志；偉晶巖化、硅化和鈉長石化的巖層，一般含鈮鉭礦；電氣石、堇青石等變質(zhì)礦物是預測、找尋、追索巖脈及礦脈在野外識別的間接標志。

（6）地球物理

偉晶巖的密度低、電阻率高，圍巖（黑云母片麻巖）具有低電阻率高導電特性；放射性元素（鈾、釷）經(jīng)常與稀有元素共同富集，形成獨立的放射性礦物，因此，含稀有金屬偉晶巖會有一定的放射性。通常，偉晶巖的磁性較低，而黑云母片麻巖中含有磁性礦物，具有相對的高磁特征。

根據(jù)以上物性特征，高阻、低極化、高放射性及旁側(cè)伴生磁力高這種組合異常特征可以作為識別含稀有金屬礦偉晶巖的地球物理標志

3.3 找礦方向

結(jié)合現(xiàn)有資料和現(xiàn)場踏勘，卡瑪提維礦區(qū)主要分布有錫礦、鋰礦、鉭鈮礦，主要賦存在含錫石偉晶巖中。含錫石偉晶巖與圍巖常呈角度不整合接觸關系，順層侵入的比較少見。

對比新疆富蘊縣可可托海偉晶巖型稀有金屬礦床（表1），卡瑪提維錫多金屬礦床在大地構造背景、礦床類型、巖漿巖類型、圍巖特征、礦體產(chǎn)出特征、控礦地質(zhì)條件等方面均具有相似性（呂亞寧，2015）；且卡瑪提維礦區(qū)的含礦偉晶巖具有明顯的內(nèi)部分帶性。因此，在卡瑪提維錫多金屬礦床找礦勘查部署，可借鑒新疆可可托海偉晶巖型稀有金屬礦床的找礦手段，如高精度磁測、電法剖面、伽馬能譜測量、α 杯測量及土壤和巖石化探測量。此外根據(jù)巖石組分組合，利用XRF 快速分析儀，可迅速圈定與錫多金屬有關的異常靶區(qū)，以便實現(xiàn)快速評價埋藏淺的隱伏含礦偉晶巖之目的。

4 結(jié)論

津巴布韋卡瑪提維錫多金屬礦區(qū)雖已停采26年，本文通過對礦區(qū)外圍偉晶巖地質(zhì)特征及找礦標志的綜合分析，認為區(qū)內(nèi)具有較大的鋰、鉭、鈮、鈹?shù)认∮薪饘僬业V潛力，通過地表巖性填圖、快速物化探測量及必要的鉆探工程驗證，實現(xiàn)快速評價之目的。

因此，在已知開采地段周邊和深部，仍具有較大的資源找礦潛力，因此在下一步探邊摸底詳查工作中，應對礦區(qū)含礦偉晶巖礦脈的延長線及東西兩翼出露地段加強重點勘查。