南非威特沃特斯蘭德盆地范特斯堡金礦床地質(zhì)特征及礦床成因

范特斯堡金礦床位于南非共和國自由省韋爾科姆市（Welkom），在亨嫩曼鎮(zhèn)（Hennenmam）南部約9 km，范特斯堡鎮(zhèn)（Ventersburg）西北約8 km。范特斯堡金礦床也位于威特沃特斯蘭德盆地西南部韋爾科姆金礦田內(nèi)。威特沃特斯蘭德盆地是世界上最著名的金礦產(chǎn)地之一，但其金礦的成因類型卻存在不同

。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該金礦床是沉積礫巖型

，主要表現(xiàn)為金礦賦存于沉積成因的石英卵石礫巖顆粒中，也稱之為古砂金或古礫巖型金鈾礦。含礦層基本上為單礦-復(fù)礦巖，礫石以石英卵石為主，雜基基本上為石英，其中伴生浸染狀自然金和晶質(zhì)鈾礦碎屑顆粒。但也有部分學(xué)者認(rèn)為其成因類型是熱液型

，其觀點(diǎn)主要認(rèn)為金礦形成于與巖漿有關(guān)的熱液活動，而后進(jìn)入到沉積地層中。本文是在收集了范特斯堡金礦床30個(gè)鉆孔的1537件樣品的品位、礦體厚度等原始數(shù)據(jù)，以及對所有巖芯礦石樣品結(jié)構(gòu)構(gòu)造詳細(xì)觀察的基礎(chǔ)上，對范特斯堡金礦床的地質(zhì)特征及礦床成因類型進(jìn)行了分析探討，不僅可以為蘭德金礦床提供理論依據(jù)，還可以為區(qū)域上后期勘查工作提供可靠信息和依據(jù)。

河溪、溝道等水體作為半干旱地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分之一，已被世界各地視為研究重點(diǎn)和保護(hù)對象。對水體實(shí)施生態(tài)監(jiān)測和正確評價(jià)是保護(hù)水體的前提條件。本文基于對北京山區(qū)長期的研究與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借鑒歐盟水框架指令，形成了一套較為系統(tǒng)的水體監(jiān)測方法，初步構(gòu)建起河溪生態(tài)質(zhì)量評價(jià)體系。通過對北京山區(qū)河溪等小型水體生態(tài)監(jiān)測、評價(jià)方法的探索，及已經(jīng)取得的研究成果，將對山區(qū)水源保護(hù)與治理提供基礎(chǔ)參數(shù)和科學(xué)依據(jù)，推動全市生態(tài)建設(shè)的進(jìn)程。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

范特斯堡金礦床地處南非卡普瓦爾克拉通南部邊緣，太古宙火山沉積巖系和花崗巖穹窿之間的威特沃特斯蘭德斷陷盆地（簡稱蘭德盆地）西南部的韋爾科姆（Welkom）金礦田內(nèi) (圖1)。

1.1 蘭德盆地地質(zhì)背景

蘭德盆地形成于太古宙，呈北東向狹長的橢圓形展布，北東向延伸近350 km，北西向?qū)捈s300 km，盆地面積約100 000 km

。蘭德盆地為一復(fù)向斜構(gòu)造，受東北側(cè)和西南側(cè)兩條弧形構(gòu)造挾持。

蘭德盆地的礫巖型金礦是世界上最重要的金礦類型，其黃金產(chǎn)量居世界各種類型金礦之首。蘭德型金礦床分布于蘭德向斜盆地范圍內(nèi)，巨厚含礦地層主要分布于盆地邊緣，沿盆地邊緣分散分布有8個(gè)金礦田，即東蘭德(East Rand)、南蘭德(South Rand)、中蘭德(Central Rand)、西蘭德(West Rand)、Wits Line 西部，克萊克斯多普(Klerkdorp)、卡勒頓維累(Carlitonville)、維爾科姆（自由?。┖桶氐?Evander)金礦田，共有100多個(gè)金礦床，其中有9個(gè)超大型礦床已產(chǎn)出黃金900噸以上。

從教材的“變與不變”中，我們可以得到啟發(fā)，本節(jié)課教學(xué)中依然借助“幾個(gè)幾”與“倍”的融會貫通，突出“倍”的本質(zhì)——兩個(gè)量的比較關(guān)系，強(qiáng)化概念辨析，深入意義理解。

（1）含金礫巖是產(chǎn)在太古宙地殼形成以后，大陸上升的第一旋回，主要富集在每個(gè)旋回的底部或者靠近底部，受地層控制明顯；

1.2 韋爾科姆金礦田地質(zhì)背景

韋爾科姆（Welkom）金礦田位于蘭德盆地西南邊緣，克拉克斯多普（Klerksdorp）金礦田南側(cè)，由博塔維爾（Bothaville）深大斷裂分隔。礦田內(nèi)覆蓋著巨厚的卡魯（Karoo）超群砂頁巖。韋爾科姆礦田內(nèi)迄今已發(fā)現(xiàn)數(shù)個(gè)大型金工業(yè)礦床，其中Estern Holdings 和Free State Geduld 2個(gè)金礦已經(jīng)生產(chǎn)黃金超過900噸。

韋爾科姆金礦田處在走向南北的向斜中，該向斜核部表現(xiàn)為明顯的地壘構(gòu)造形式。與蘭德盆地大部分地區(qū)相同，韋爾科姆金礦田沉積基底為太古代花崗-綠巖基底。礦田沉積地層由老至新依次為多米寧群、蘭德超群、芬特斯多普超群、德蘭士瓦超群和卡魯超群。蘭德超群又分為2個(gè)群，即西蘭德群（West Rand）和中蘭德群（Central Rand）。西蘭德群與下伏多米寧（Dominion）群為角度不整合接觸，西蘭德群在克萊克斯多普金礦田區(qū)最大厚度5150米，北東方向開始變薄。由老到新又分為以下亞群，①豪斯皮特希爾(Hospital Hill)，②戈文門特(Government)，和③杰皮斯敦(Jeppestown)亞群。均由不同比例的石英巖和頁巖組成，豪斯皮特希爾亞群和杰皮斯敦亞群以頁巖為主。西蘭德群主要沉積在淺海相環(huán)境，只有小部分為河流相沉積。

中蘭德群不整合于西蘭德群之上。分為約翰內(nèi)斯堡亞群（Johannesburg）和特夫方丹亞群(Turffontein)，主要由石英巖、礫巖和少量頁巖組成。以河湖三角洲沉積相為主，與河流和淺海入?？诘某毕饔糜嘘P(guān)。蘭德型金礦含礦層大部分產(chǎn)出于中蘭德群的礫巖中。

中蘭德群中約翰內(nèi)斯堡亞群下部由礫巖和石英巖互層，上部由火山沉積巖系組成，杏仁構(gòu)造普遍發(fā)育，因此杏仁構(gòu)造巖石作為該亞群標(biāo)志層；特夫方丹亞群分為金伯利組（Kimberley）、埃爾斯伯格組（Elsburg）和蒙坦?fàn)柦M（Mondeor），巖性主要為礫巖和石英巖。范特斯堡金礦床目標(biāo)含礦層賦存于金伯利組安登科（Andenk）建造中，與東蘭德礦田中的金伯利組上段含礦層（UK9a含礦層）對應(yīng)。韋爾科姆金礦田地層中存在數(shù)層含金礦層。約翰內(nèi)斯堡亞群盧伊巴斯弗萊（Luipaardsvlei）組的梅恩含礦層（Main Reef）為礦田內(nèi)重要的工業(yè)含礦層。而范特斯堡金礦床目標(biāo)含礦層賦存于由石英巖和礫巖組成的安登科（Andenk）組（相當(dāng)于東蘭德礦田的金伯利組）的粗砂巖中，分布范圍較小。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)背景

范特斯堡（Ventersburg）礦床地層主要為蘭德超群之中蘭德群安登科組、芬特斯多普超群埃爾多拉多組和卡魯超群。安登科組主要由碎屑巖組成，巖性主要為石英巖和礫巖，包含了該礦床的主要含礦層。埃爾多拉多組，包括四個(gè)巖性段。下部巖性段不整合覆蓋在安登科組之上，由下向上由細(xì)變?yōu)榇至?fù)礦物碎屑巖條帶，也稱之為埃爾斯堡底礫巖。在韋爾科姆金礦田東側(cè)外圍，該地層為中粒到較粗的卵石礫巖。

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動較弱，以基性巖脈（墻）為主，主要是玄武巖床和輝綠巖脈，區(qū)內(nèi)未出露地表。沿?cái)嗔蚜严肚治?，呈脈狀產(chǎn)出。巖脈規(guī)模一般較小，形態(tài)多變，分枝復(fù)合，尖滅再現(xiàn)頻繁。從巖脈侵位巖層和以巖墻形式侵位于卡魯超群底部等特征，分析認(rèn)為基性巖形成于晚古生代卡魯期之后。

蘭德盆地基底為花崗-綠巖基底，由太古宙斯威士蘭超群（＞3.1Ga）組成，主要巖性為角閃巖、片巖和片麻巖。基底巖石中有花崗巖類侵入巖體。在太古宙基底上沉積了一套晚太古代至古生代的巨厚的碎屑巖系（厚度大于8000 米），由老到新可分為：（1）多米寧群（Dominion），分布于基底侵蝕面之上。由熔巖、杏仁狀安山巖、霏細(xì)巖及流紋巖等組成；（2）威特沃特斯蘭德超群（Witwatersrand），簡稱蘭德超群。下部地層有頁巖、石英巖、粗砂巖、礫巖組成；砂、礫巖中有較富的含金礦層；上部地層由石英巖、礫巖、頁巖組成；礫巖中產(chǎn)有較多的金鈾礦體。蘭德超群沉積最厚超過6 000m，主要由石英巖和頁巖組成，含有少量火山沉積單元。沉積巖傾角不大，緩傾于盆地中央，局部區(qū)域有變化。其中含礦地層主要為蘭德超群中蘭德（Central Rand）群；（3）芬特斯多普超群（Ventersdorp，2.7Ga），主要由玄武巖到安山巖的中-基性熔巖、石英斑巖、霏細(xì)巖、凝灰?guī)r、頁巖、燧石角礫巖夾層組成。其底部有由蘭德超群剝蝕物質(zhì)沉積而形成的含金礦層；（4）德蘭士瓦超群（Transvaal，2.6Ga），為火山巖和碎屑巖沉積組合。由下向上分別為：①火山巖和碎屑巖，未成熟砂質(zhì)碎屑巖、礫巖夾玄武熔巖；②化學(xué)沉積巖，底部以石英巖開始，向上變?yōu)樘妓猁}巖和燧石，再上部為條帶狀含鐵建造；③碎屑巖：巖性有石英巖和（碳質(zhì)）頁巖組合，夾數(shù)層礫巖；（5）卡魯超群（Karoo，302-180Ma），巖性以砂巖、頁巖為主，時(shí)代為石炭-二疊系沉積物，陸相沉積，底部有冰磧層。

范特斯堡金礦床處在范特斯堡地塹上，由一系列近南北向正斷層組成。這些斷層為金沉積成礦期同期或后期構(gòu)造，連同金礦賦存的中蘭德群安登科（Andenk）組一起，金礦也被這一系列較大的斷裂錯斷。最大斷距約500m。金礦床內(nèi)還發(fā)育另外一組近東西向的次級斷裂，一般長度小于500m，斷距為數(shù)十米，將該礦床內(nèi)的含礦層切分成更小的礦塊。

2.3.1 礦石礦物成分

2.2 礦體特征

范特斯堡金礦體賦存于蘭德超群中蘭德群安登科組礫巖層中，含礦巖石為石英礫巖，與頂?shù)装宓纳皫r界限清晰，礫巖層內(nèi)金含量與黃鐵礦含量呈正相關(guān)。區(qū)內(nèi)整個(gè)含礦層延伸穩(wěn)定，目前鉆孔的含礦層分布區(qū)域東西寬5 900 m，南北長7 930 m。

通過鉆探工程控制，區(qū)內(nèi)共圈定出10個(gè)礦體。其中①號金礦體為主要金礦體，由23個(gè)見礦鉆孔控制，見礦深度在450.10m～970.58m之間，分布范圍南北長1650m，東西寬3140m，金礦體呈一個(gè)平緩的背形，軸向北北西，傾角3°～12°之間，礦體厚度在0.34m～2.86m，平均厚度1.43m，厚度變化系數(shù)32%，金品位3.02～9.50 g/t，平均4.97g/t，品位變化系數(shù)40.16%，估算金金屬資源量56 505.92kg，占范特斯堡金礦床總量57.58%；②號金礦體見礦深度1623m，分布規(guī)模1430m×1100m，礦體厚度0.88m，平均品位3.89g/t；③號金礦體見礦深度452m，分布規(guī)模350m×600m，礦體厚度1.09m，平均品位7.98g/t；④號金礦體見礦深度743m，分布規(guī)模720m×650m，礦體厚度1.45m，平均品位3.34g/t；⑤號金礦體見礦深度326m，分布規(guī)模570m×640m，礦體厚度0.67m，平均品位9.43g/t；⑥號金礦體見礦深度724m～814m，分布規(guī)模1500m×450m，礦體厚度0.83m，平均品位8.64g/t；⑦號金礦體見礦深度556.6m，分布規(guī)模610m×1230m，礦體厚度0.74m，平均品位5.88g/t；⑧號金礦體見礦深度1309.5m，分布規(guī)模390m×1150m，礦體厚度1.66m，平均品位4.04g/t；⑨號金礦體見礦深度676m～751m，分布規(guī)模430m×520m，礦體厚度1.51m，平均品位3.75g/t；⑩號金礦體見礦深度580m，分布規(guī)模420m×870m，礦體厚度0.21m，平均品位16.03g/t。

2.3 礦石特征

《摘編》生動記錄了黨的十八大以來我國脫貧攻堅(jiān)的偉大實(shí)踐，深刻總結(jié)了我國脫貧攻堅(jiān)積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)展現(xiàn)了習(xí)近平總書記關(guān)于扶貧的新理念新思想新戰(zhàn)略?？梢哉f，這是一部不可多得、充滿基層工作經(jīng)驗(yàn)的百科全書，也是一本指導(dǎo)當(dāng)代青年干事創(chuàng)業(yè)，樹立正確人生觀價(jià)值觀的哲學(xué)書，更是一本心系黎民、胸懷祖國、放眼世界的感言書。

范特斯堡金礦床礦石以含礦礫巖為主，具有變余層理，含礦礫巖大部分由70%礫石和30%膠結(jié)物組成。礫石主要為灰白色的脈石英和石英巖，其次為燧石、碧玉、石英斑巖，局部有少量的電氣石巖、淺綠色板巖、片巖及黃鐵礦等。礫石磨圓度良好，呈球狀、橢球狀，分選性差，大小不等，最大直徑40mm，小的直徑僅幾毫米。基質(zhì)主要為細(xì)粒石英和絹云母，其次為黃鐵礦、葉臘石、綠泥石、電氣石和碳質(zhì)。金多產(chǎn)出于膠結(jié)物中，局部呈細(xì)脈從膠結(jié)物中延伸至礫石的裂隙中，有的呈金和硫化物的細(xì)脈產(chǎn)出。基質(zhì)與礫石一樣，明顯受到變質(zhì)作用；黃鐵礦主要呈粒狀基質(zhì)和細(xì)脈狀產(chǎn)出，粒度一般小于1mm，呈小球狀和不完整的立方體。金與黃鐵礦關(guān)系密切，主要為自然金，銀金礦少量，以游離金、裂隙金等形態(tài)存在。金呈小的棱角狀顆粒，重結(jié)晶金為不規(guī)則的鱗片狀、板狀，粒徑0.065mm～0.1mm。

含金礦石中的主要金屬礦物為黃鐵礦（占90%以上），其余為數(shù)量不等的磁黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、輝鈷礦、輝鉬礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鐵礦、輝砷鈷礦、磁鈷礦，偶見晶質(zhì)鈾礦、鈾釷碳?xì)涞V、瀝青鈾礦、鈦鈾礦鋯石和獨(dú)居石、鉻鐵礦、金紅石及鉑族礦物等。非金屬礦物主要為石英，少量的電氣石。

礦床中的金礦體以豐富的黃鐵礦為標(biāo)志，伴隨有硫化物、砷化物、硫鹽類等。其中黃鐵礦呈圓狀、致密、裂隙和自形結(jié)構(gòu)，重結(jié)晶和活化的礦物具有后生結(jié)構(gòu)特征，比如常見到黃鐵礦呈圓粒產(chǎn)出，且呈同心層狀結(jié)核。礦石構(gòu)造主要為浸染狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀等，其中碎屑金顆粒呈渾圓狀；金呈小的棱角狀顆粒，重結(jié)晶金顆粒為不規(guī)則的鱗片狀、板狀，直徑為0.065mm～0.1mm，部分為線狀；炭質(zhì)物伴生的金呈海綿狀、似纖維狀，產(chǎn)于纖維狀炭質(zhì)層的間隙中。

2.3.2 礦石組構(gòu)特征

2018年7月29日，瑞士鐘表行業(yè)還在集體度假中，又是一個(gè)星期天，沒想到斯沃琪集團(tuán)老板小海耶克（Nick Hayek）突然宣布要“退群”。

(1)加強(qiáng)環(huán)境規(guī)制力度。政府的環(huán)境規(guī)制舉措是重污染企業(yè)最初重視環(huán)境保護(hù)的主要推動因素，其帶來的激勵及影響是最直接、最有力的。對于重污染企業(yè)而言，他們首先要做到的就是嚴(yán)格遵守政府施行的環(huán)境保護(hù)政策，避免違規(guī)和處罰，其次才會考慮自發(fā)性的環(huán)境保護(hù)措施。由此看來，政府的環(huán)境規(guī)制方案及政策的實(shí)施力度對于重污染企業(yè)環(huán)境行為的影響不可小覷，為使重污染企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會的生態(tài)發(fā)展達(dá)到協(xié)調(diào)共進(jìn)的良好狀態(tài)，政府在環(huán)境規(guī)制方面切不可放松，更不能一成不變，應(yīng)根據(jù)國家發(fā)展現(xiàn)狀不斷更新調(diào)整環(huán)境保護(hù)政策及方案，同時(shí)注重政策的落實(shí)以及實(shí)施力度。

3 金礦成因類型

關(guān)于蘭德礫巖型金（鈾）礦的成因主要有兩種：一是熱液交代成因說，認(rèn)為金（鈾）是在礫巖沉積以后由巖漿熱液帶來的；二是沉積成因說，認(rèn)為金是以碎屑顆粒的形式和礫巖中的其它碎屑成分一起沉積的。本文通過范特斯堡金礦床的控礦因素分析認(rèn)為，范特斯堡金礦床具有沉積成因特點(diǎn)，其主要依據(jù)如下：

企業(yè)進(jìn)行市場營銷，首先要以顧客為本。要時(shí)刻以顧客的需求為主導(dǎo)，認(rèn)真傾聽顧客的建議。企業(yè)樹立的形象，以及企業(yè)產(chǎn)品或者服務(wù)的好壞都不是由企業(yè)自身說的算的，而是由顧客的評價(jià)堆積出來的。只有是顧客評價(jià)高的企業(yè)才是形象好的企業(yè)，才是競爭力強(qiáng)的企業(yè)。因此，企業(yè)在市場營銷為顧客服務(wù)的過程中，要切身的傾聽顧客的建議或意見，對于顧客提出的意見要有針對性的解決措施，對于一些適合本企業(yè)發(fā)展的建議要適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行采納。最大限度地提高顧客的滿意度，從而產(chǎn)生顧客忠誠，成為企業(yè)的穩(wěn)定客戶，實(shí)現(xiàn)重復(fù)消費(fèi)。顧客滿意程度高，還會產(chǎn)生擴(kuò)張效應(yīng)，吸引更多的顧客，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）金礦化主要賦存于石英礫巖及與其有關(guān)的石英巖沉積巖內(nèi)；

（3）含礦礫巖一般產(chǎn)在古河床和三角洲；

（4）沒有重結(jié)晶的金、瀝青鈾礦和黃鐵礦呈滾圓狀碎屑顆粒；

（5）金、黃鐵礦、極少量瀝青鈾礦和其他的碎屑重礦物如獨(dú)居石、錫石和鉻鐵礦等共生；

對連續(xù)光采用積分球?qū)崪y數(shù)據(jù).任取積分球干涉圖中的單行數(shù)據(jù)，直接采用傅里葉變換方法獲得的光譜結(jié)果如圖3(c)，可以看出隨機(jī)噪聲對光譜線型產(chǎn)生了嚴(yán)重干擾.將改進(jìn)準(zhǔn)則MUSIC算法應(yīng)用于同一組干涉數(shù)據(jù)，處理結(jié)果如圖7(b)，可以看出該算法在實(shí)現(xiàn)光譜復(fù)原的基礎(chǔ)上，同時(shí)對隨機(jī)噪聲進(jìn)行了有效的抑制.以實(shí)測低噪聲積分球光譜為參照[圖7(a)]，將單行數(shù)據(jù)的MUSIC算法復(fù)原光譜與參考光譜對比，可以看出兩者線形具有較好一致性，說明MUSIC算法對復(fù)色光譜復(fù)原也有效.

（6）金礦物一般富集在巖層底部灰色巖石中。

4 結(jié)論

本文通過收集范特斯堡金礦床以往勘探成果資料，系統(tǒng)總結(jié)了范特斯堡金礦床區(qū)域地質(zhì)背景控礦因素，結(jié)合礦床的礦體特征以及礦石礦物組合特征、礦石組構(gòu)特征等因素，分析認(rèn)為范特斯堡金礦床具有沉積礦床成因特征，為蘭德礫巖型金（鈾）礦的成因提供了理論依據(jù)。同時(shí)，也為區(qū)域上尋找相同類型礦床指明方向。

[1]任軍平，許康康，相振群，等． 南非維特沃特斯蘭德盆地紹斯迪普金礦床地質(zhì)特征、成礦模式和找礦模型［J］．地質(zhì)通報(bào)． 2015,34(06)：1217-1226．

［2］ R．Klemd,馬建華 花崗巖熱液蝕變發(fā)生在南非威特沃特斯蘭德盆地沉積后的成因證據(jù)［J］．地質(zhì)科學(xué)譯叢． 1995,(01)：1-6．

［3］ 李向軍,王軍,包振軍,等．礫巖型金礦研究進(jìn)展［J］．西部資源．2020,(03)：75-78．

［4］ 王杰任,軍平,劉曉陽,等．南非維特沃特斯蘭德德里霍特恩（Driefontein）超大型金（鈾）礦床［J］．礦床地質(zhì)． 2013,32(06)：1308-1311．