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  • CN 62-1112/TF　
  • ISSN 1005-2518　
  • 创刊于1988年
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黄金科学技术, 2020, 28(4): 465-478 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.083

矿产勘查与资源评价

非洲大陆金矿分布特征与勘查建议

江思宏,1, 张莉莉1, 刘翼飞1, 李高峰1, 季根源1,2

1.中国地质科学院矿产资源研究所，自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037

2.自然资源实物地质资料中心，河北 廊坊 065201

Distribution Characteristics of Gold Deposits in Africa and Exploration Suggestions

JIANG Sihong,1, ZHANG Lili1, LIU Yifei1, LI Gaofeng1, JI Genyuan1,2

1.MNR Key Laboratory of Metallogeney and Mineral Assessment，Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

2.Cores and Samples Center of Natural Resources，Langfang 065201，Hebei，China

收稿日期: 2020-04-30   修回日期: 2020-05-20   网络出版日期: 2020-08-27

基金资助: 中国地质调查局项目“境外大型矿产资源基地及资源潜力评价”.  DD20190437

Received: 2020-04-30   Revised: 2020-05-20   Online: 2020-08-27

作者简介 About authors

江思宏（1968-），男，安徽肥西人，研究员，博士生导师，从事金属矿床成矿规律研究工作jiangsihong1@163.com , E-mail：jiangsihong1@163.com

摘要

非洲是全球最为重要的金矿产区，也是吸引金矿勘查投资的热点地区之一。文章对非洲大陆金矿床的时空分布特点进行了简要总结。非洲大陆的矿床类型众多，包括砾岩型、造山型、VMS型、侵入岩型、斑岩型、浅成低温热液型和IOCG型等，且以前2种类型为主。金矿床主要分布在古老的克拉通，尤其是非洲南部的卡拉哈里克拉通和西北部的西非克拉通，这2个地区都是世界著名的金矿产区。少部分金矿产出于新元古代造山带上，如努比亚地盾，在其他泛非期的造山带上也有金矿床零星产出。非洲大陆上金矿的形成时代主要集中在3个时期，即太古宙、古元古代和新元古代。南非兰德盆地砾岩型金矿形成规模大，可能主要与其古沉积环境有关，即处于冲积的辫状河平原；而西非克拉通作为全球最重要的古元古代金矿产区，金的富集可能主要与地层中含有大量的碳质有关。尽管在非洲大陆已经发现了很多世界级的金矿床，但是其找矿潜力仍然很大，尤其是造山型金矿床，因为无论是非洲古老的克拉通还是克拉通周边产出的新元古代造山带都是造山型金矿床形成的有利构造环境。对于在非洲大陆开展金矿找矿勘查，建议在加强已有金矿床深部找矿的基础上，进一步关注半隐伏—隐伏矿床的寻找，尤其是在西非克拉通和刚果克拉通上的浅覆盖区，利用先进的物化遥手段，有望取得金矿找矿的突破。

关键词： 金矿床 ; 造山型 ; 砾岩型 ; 分布特征 ; 勘查建议 ; 非洲

Abstract

Africa is the most important gold producing area in the world，and one of the hot spots to attract gold exploration investment as well.Based on the systematic collection and processing of the advances of the previous research on typical gold deposits and regional metallogenesis in the African continent，the spatial and temporal distribution of gold deposits in the African continent is summarized briefly in this article，which made the achievements below.The African continent consists mainly of four ancient cratons （i.e.Kalahari Craton，West Africa Craton，Congo Craton，and Sahara Meta-Craton） and Neoproterozoic orogenic belts developed around these cratons，as well as some Mesozoic basins developed on the cratons.The gold deposits predominantly occur in the ancient craton，especially in the Kalahari Craton in southern Africa and West African Craton in north-western Africa，where are the world famous gold producing areas.A small proportion of gold deposits are distributed in the Neoproterozoic orogenic belts，such as the Nubian Shield，and other Pan-African orogenic belts.There are many types of gold deposits in African，including conglomerate，orogenic，VMS，intrusion-related，porphyry，epithermal and IOCG types，with the former two being the most important types.The ore-forming age of gold deposits in Africa is mainly concentrated in three periods，i.e.Archean，Paleoproterozoic and Neoproterozoic.The enrichment of huge-sized conglomerate-type gold deposits in the Witwatersrand Basin of South Africa may be mainly related to their paleo-sedimentary environment，i.e.the alluvial braided river plain，while the gold enrichment in West African Craton，as the most important Paleoproterozoic gold region in the world，mainly attributes to the large amount of carbonaceous in the strata.Although many world-class gold deposits have been found in the African continent，their prospecting potential remains significant，especially in the search for orogenic gold deposits，as both the ancient craton and the Neoproterozoic orogenic belt occurring around the craton are favorable tectonic environments for the formation of orogenic gold deposits.For the gold exploration in the African continent，it is suggested that not only pay much attention to the deep prospecting of discovered gold deposits，but also to searching for the semi-buried and buried deposits，especially in the shallow covered areas of West African Craton and Congo Craton.By means of advanced geophysical，geochemical and remote sensing，the breakthrough of gold prospecting is expected.

Keywords： gold deposit ; orogenic type ; conglomerate type ; distribution characteristics ; exploration suggestion ; Africa

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本文引用格式

江思宏, 张莉莉, 刘翼飞, 李高峰, 季根源. 非洲大陆金矿分布特征与勘查建议[J]. 黄金科学技术, 2020, 28(4): 465-478 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.083

JIANG Sihong, ZHANG Lili, LIU Yifei, LI Gaofeng, JI Genyuan. Distribution Characteristics of Gold Deposits in Africa and Exploration Suggestions[J]. Gold Science and Technology, 2020, 28(4): 465-478 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2020.04.083

金是一种重要的战略性金属，具有重要的货币属性和日益增长的商品和金融价值，因此一直是矿业资本追逐的主要对象，每年全球投入金矿勘查的资金约占找矿勘查投资总额的40%，足见其重要性。非洲是全球最为重要的金矿产区，采金历史悠久，例如埃及的采金史最早可以追溯到法老时期[1-2]，距今已有6 000年。公元前4 000年，古埃及在其东部沙漠地区发现了金矿，并开采了这些金矿最上部的矿石，在埃及所有大型金矿山中，均发现了法老时期用于金矿选矿和提炼的简单工具[3]。非洲大陆不仅具有占全球黄金资源储量近1/3的南非兰德砾岩型金矿，而且还具有西非克拉通上众多的前寒武纪造山型（或绿岩带型）金矿，这些金矿一直都是全球矿业的投资热点。

对非洲大陆金矿床的研究已有很长的历史，相关研究主要集中在南非兰德砾岩型金矿和西非克拉通的造山型金矿床。近年来，针对非洲大陆其他地区的金矿床研究工作也在逐渐增多，如坦桑尼亚克拉通和努比亚地盾等，非洲金矿床成矿规律的研究工作一直方兴未艾。纵观近年来非洲大陆金矿床的研究，其所取得的成果或进展主要表现在以下4个方面：（1）对兰德砾岩型金矿的成因探索研究还在持续进行[4-12]，提出了砂矿改造成因、热液成因、微生物成因和造山成因等观点[9-11,13]，深化了对兰德砾岩型金矿成因的认识；（2）在西非克拉通和坦桑尼亚克拉通新获得了一批成矿年代学数据，确定了金矿床的成矿与前寒武纪构造演化之间的关系[3,14-23]；（3）对非洲大陆主要金矿床开展了解剖研究，包括稳定同位素和流体包裹体分析，为矿床成因类型（尤其是造山型金矿床）的厘定提供了科学证据[1,24-34]；（4）在非洲大陆部分地区开展了金矿床区域成矿规律研究，并指出了找矿方向[2,21,35-36]，提升了区域金矿成矿规律的认识水平，对在非洲大陆开展金矿找矿勘查具有重要的指导意义。值得一提的是，中国学者近年来也对非洲地区的金矿床开展了典型矿床研究[37-40]、局部地区区域金矿成矿规律总结与资源潜力分析[41-43]，以及金矿找矿技术方法研究[44-45]，并取得了较好的找矿效果，但是总体研究深度有限。

随着近年来我国矿业企业“走出去”的步伐不断加快，在非洲地区进行黄金资源投资与勘查的公司也越来越多。但是，除了少数地区以外，非洲大陆总体地质与找矿勘查工作程度不高，给我国矿业企业“走出去”进行矿业投资增加了难度。但是，从另外一个角度来说，这也给我国矿业企业带来了很大的机会，机遇与挑战并存。为了配合境内中资企业“走出去”在非洲大陆开展黄金资源的勘查与开发，本文对非洲地区金矿床的成矿规律进行了简要总结，并对找矿勘查工作提出了建议。

1 非洲大陆的地质演化特征

非洲大陆主要由4个古老克拉通和在这些克拉通周边发育的新元古代造山带（图1），以及在克拉通上发育的一些中新生代盆地所组成。这4个克拉通包括卡拉哈里（Kalahari）克拉通、刚果克拉通、西非克拉通和撒哈拉准克拉通。其中，由于撒哈拉大沙漠的覆盖，撒哈拉准克拉通出露并不好，所以相对于其他3个克拉通，目前该准克拉通的研究程度是最低的。

图1

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图1   非洲大陆的主要构造单元[36]

DM-Damara造山带；GP-Gariep造山带；LF-卢菲里安褶皱带；MA-Mauretanides造山带；NS-努比亚地盾；MB-Mozambique造山带；RB-Rokelides造山带；SD-Saldania造山带；WC-West Congo造山带；ZB-Zambezi造山带

Fig.1   Major tectonic unites in African continent[36]


卡拉哈里克拉通由南部的南非Kaapvaal克拉通和北部的津巴布韦克拉通组成。在Kaapvaal克拉通东部的花岗—绿岩地体中获得的最老年龄为3.66 Ga，这也是目前非洲大陆上获得的最古老岩石年龄[46]。

西非克拉通由南部的Man-Leo（或称为Kénéma-Man）地盾和北部的Reguibat地盾所构成，它们中间被更年轻的Taoudeni盆地沉积岩所分开。这2个地盾主要由西部的太古宙岩石和东部的古元古代岩石所组成，其中Man-Leo地盾含有3.26~2.85 Ga的TTG片麻岩[47]。西非克拉通上的Birimian 造山带形成于2.27~1.96 Ga的增生和碰撞作用，其形成的板块构造背景类似于现在的东南亚，造山带形成于一个复杂的楔形板块边界，其南北均为陆块，向外张开，面对一个大型洋盆[48]。西非克拉通与撒哈拉准克拉通之间是跨撒哈拉造山带（Trans-Sahara orogen），从西非海岸的加纳东部、多哥、贝宁、尼日利亚和喀麦隆，穿过乍得、尼日尔、马里，一直延伸到北非的阿尔及利亚[36]。

通常将非洲东部的坦桑尼亚克拉通包括在刚果克拉通内，而乌本迪带被认为是刚果与坦桑尼亚这2个太古宙克拉通在2 100~2 025 Ma碰撞的产物[49]。总的来说，刚果克拉通整体出露并不好，尤其是其中西部地区多为中新生代盆地覆盖，因此，刚果克拉通与撒哈拉准克拉通之间一直没有准确的界线。

上述4个克拉通都有各自不同的独立演化历史，均发育有花岗—绿岩地体，构成了绿岩型（造山型）金矿的主要赋矿围岩。直到新元古代，这4个古老克拉通才拼贴在一起，形成了统一的冈瓦纳大陆，并在中生代随着大西洋的打开，逐渐演化形成现如今的构造格局。

2 非洲金矿床的主要类型与时空分布特征

非洲大陆的金矿床类型众多，包括砾岩型、造山型、（古）砂矿型、矽卡岩型、VMS型、侵入岩型、斑岩型、浅成低温热液型和IOCG型等，从矿床规模和总的金资源量上来看，以砾岩型和造山型金矿床为主。

非洲大陆上原生金矿的形成时代主要集中在3个时期，即太古宙、古元古代和新元古代，砂金矿的形成时代主要集中在新太古代、古元古代和新生代。

从非洲金矿的分布来看，主要集中在南部的卡拉哈里克拉通和西北部的西非克拉通，这2个地区都是世界著名的金矿产区。刚果克拉通的金矿主要集中在其东部的坦桑利亚克拉通，而撒哈拉准克拉通由于出露差，尚未有成型的金矿产出。努比亚地盾也有不少金矿产出，但是在非洲的其他泛非期（新元古代）造山带，目前只发现了零星的造山型金矿床产出。

下面对非洲主要金矿集中区的金矿特征做一简单总结。

2.1 南非兰德盆地砾岩型金矿

兰德盆地靠近Kaapvaal克拉通的中部，是目前已知世界上黄金产出最多的地区，前人曾报道兰德盆地的金资源量为96 703 t[50]。兰德盆地内的金矿由9个金矿田组成（图2），已生产黄金约53 000 t，约占全球已产黄金的1/3，其剩余的资源量也接近全球现有黄金资源量的30%[11]。在很长一段时间内，该区都是世界上主要的黄金产区，直到20世纪70年代，其产量才逐渐下降。此外，兰德盆地也是全球铀资源的主要富集区之一，其U3O8资源量达135×104 t[8]，还有大约20×104 t U3O8资源尚未开采，但是绝大多数的铀都在尾矿坝中,尚未被利用，其U3O8总量达100×104 t，当然这也产生了严重的环境问题[11]。

图2

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图2   兰德盆地地质简图和金矿田分布图[11]

1.金矿田（①-Evander；②-East Rand；③-Central Rand；④-West Rand；⑤-South Deep；⑥-Western Areas；⑦-Carletonville；⑧-Klerksdorp；⑨-Welkom）；2.断层；3.Central Rand群（属兰德超群）；4.West Rand群（属兰德超群）；5.Dominion群；6.太古宙花岗岩；7.太古宙绿岩

Fig.2   Simplified geological map of the Witwatersrand Basin with goldfields distribution[11]


兰德盆地的基底为古—中太古代花岗—绿岩地体，盆地沉积岩由Dominion群和兰德超群组成。Dominion群是兰德盆地最早的沉积岩，沉积时间大约在3.1 Ga，发育双峰式火山岩，在其底部含有一套硅质碎屑岩，包括含黄铁矿的石英—卵石砾岩（quartz-pebble conglomerate）层，可能代表了最早的兰德砾岩型矿化（称为Dominion矿脉）[11]。但是其金品位很低，平均只有0.6×10-6，局部铀矿化具有经济价值，U3O8资源量达10×104 t，品位为0.4 kg/t[11]。

兰德超群又细分为West Rand群和Central Rand群，是兰德砾岩型金矿的主要赋矿岩层。其中West Rand群形成于大约3.0 Ga，主要岩性为石英岩和页岩，并有全球已知的最古老的冰川沉积岩。砾岩层并不是主要岩性，并且主要产在该群的上部，只在Klerksdorp西部的金矿化具有经济价值。很多石英岩层被认为形成于浅海大陆架，页岩层也是海相沉积岩且富含铁，以大量磁铁矿的形式产出，而粗粒的河流相到浅海相砾岩和石英岩层中的含铁矿物则是以黄铁矿为主。West Rand群仅在其顶部产出有一层玄武质安山岩层。

Central Rand群主要由河流相—三角洲相的砂岩和砾岩组成，形成于2.9~2.8 Ga。在Central Rand群的下部，主要沉积环境为冲积的辫状河平原，而该群上部则主要是冲积扇。与West Rand群相比，Central Rand群中的很多砾岩层特别富含金，到目前为止兰德盆地所生产的黄金93%来自Central Rand群，且靠近盆地边缘产出，矿田产出位置主要受古河道的控制[11]。

在兰德型金矿中，大部分金是作为重矿物沉积在砾岩中，部分与微生物作用有关，也有少数金是在后期由热液/变质热液活化沉积形成的[11]。至于这些砾岩中金的来源，一直存在争议，有学者认为这些巨量金极有可能是来自于受剥蚀的中太古代造山型金矿[4]。

2.2 西非克拉通造山型金矿

在全球范围内，古元古代金矿主要产于澳大利亚的北领地、芬诺斯堪迪亚地盾、跨哈德逊造山带、坦桑尼亚乌本迪带、南非的德兰士瓦盆地、圭亚那克拉通和西非克拉通。从公元500年至公元1500年的1 000年时间里，西非都是世界上最重要的黄金产地，大部分黄金被销往撒哈拉沙漠以东实行金本位制度的阿拉伯国家。西非克拉通大多数金矿床类型都是造山型，但也有侵入岩型、矽卡岩型和古砂矿型[51]。值得一提的是，在加纳，形成于古元古代的古砂矿的规模仅次于造山型金矿，如加纳Tarkwa砾岩型金矿的资源量达2 000 t[50]（也有报道称该金矿的储量为550 t[24]）。造山型金矿床产量最大的地区集中在加纳、马里、塞内加尔、布基纳法索、科特迪瓦和几内亚，年产黄金约为200 t，从2007年起就已经超过了澳大利亚的伊尔岗克拉通，其年产量仅次于中国、澳大利亚和俄罗斯，表明该地区的金矿在全球范围内具有重要意义。其中，资源量超过2 500 t的加纳Obuasi金矿，是除了兰德砾岩型金矿之外，全球已发现的规模最大的前寒武纪金矿床，产于西非地区古元古代比里米安地体（Birimian terranes）的Ashanti金矿带上[20]。加纳是西非第一大黄金生产国，而马里是仅次于加纳的西非第二大黄金生产国，产有一系列的世界级金矿床，包括其南部的Morila和Syama金矿床，西南部的Sadiola、Yatela和Loulo金矿床[18]。

西非目前仍有约10 000 t的金资源尚未被开采，是全球最大的金矿省之一，也是最大的古元古代金产区（图3）。金矿主要集中在西非克拉通南部的Man-Leo地盾（有时也被称为Baoulé-Mossi地区）中形成于2.25~2.00 Ga的绿岩带上[21]，有超过25个金矿床的金资源量均大于100 t（表1），在一个克拉通上大规模富集如此众多的世界级矿床在全球范围来说是十分罕见的。绿岩带主要分布在加纳西南部、布基纳法索的最西部和塞内加尔—马里边境地区。其他产在古元古代的金矿区零星分布在象牙海岸、尼日尔西北角和利比里亚最南端。金矿的形成与2 160~2 060 Ma的象牙造山运动（Eburnean Orogeny）有关，并主要形成于该造山运动的晚期[21]。

图3

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图3   西非克拉通主要金矿床分布简图（据文献［21,53］修改）

①-Eglab构造单元；②-Yetti构造单元；③-Daomeyan构造单元；④-Baoulé-Mossi构造单元；⑤-Kenema-Man构造单元；⑥-Kédougou-Kénébia Inlier构造单元；⑦-Rokelides构造单元；⑧-Bassarides构造单元；⑨-Mauritanides构造单元；1.晚于古元古代岩石；2.泛非/华力西期构造带；3.古元古代岩石；4.太古宙岩石；5.西非克拉通推测界线；6.金矿床

Fig.3   Major gold deposits in West African Craton（modified after references［21，53］）


表1   西非克拉通金资源量大于100 t的主要金矿床[21]

Table 1  Major gold deposits with Au resources larger than 100 t in West African Craton[21]

矿床名称国家矿石量 /（×106 t）金品位 /（×10-6）金资源量 /t
Tongon科特迪瓦45.402.64120.0
Ahafo加纳270.71.68454.0
Iduapreim加纳150.211.41211.6
Obuasi加纳197.345.791 143.2
Damang加纳129.62.02261.8
Tarkwa加纳345.21.31452.2
Bogoso/Prestea加纳64.83.09200.2
Wassa/HBB加纳67.61.60108.5
EGM加纳208.211.1229.2
Esaase加纳91.151.73158.0
Obotan加纳66.692.1140.5
Akyem加纳143.21.65236.4
Siguiri几内亚264.950.73194.1
Sadiola马里414.021.69700.7
Loulo马里72.964.23308.4
Gounkoto马里30.814.66143.5
Syama马里49.4252.7134.6
Massawa塞内加尔40.692.75112.1
Essakane布基纳法索180.9410.89160.3
Kiaka布基纳法索189.020.99186.9
Bomboré布基纳法索158.21.03163.6
Karma布基纳法索111.11.04115.8
Inata布基纳法索106.41.37146.3
Bissa布基纳法索140.6761.12157.6
Mana布基纳法索91.9272.28209.8
Batie West-Konkera布基纳法索59.21.76104.1
Banfora Group布基纳法索105.61.3142.3
Wona-Kona布基纳法索49.962.27113.4

注：Obuasi金矿床的金资源量1 143.2 t是截至2012年矿山剩余的资源量；Wona-Kona金矿数据引自文献[52]；Bogoso/Prestea金矿床，也有资料显示其资源量大于466.55 t[30]

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金矿化呈脉状、网脉状、角砾状和浸染状靠近主要断裂产出，尤其是在大型断裂的二级构造，包括剪切带、扩容构造和区域性的褶皱带。矿物组合、蚀变特征、控矿构造、稳定同位素地球化学和金沉淀的P-T条件与全球其他地区的典型造山型金矿床特征一致。尽管大多数金矿床的成矿年龄尚不明确，但是根据已获得的年龄数据，成矿似乎与2.1 Ga开始的转换/走滑和抬升剥蚀有关。就整个地盾而言，金矿床的成矿年代可能跨越了大约130 Ma，如Wassa金矿的成矿年龄为2 160 Ma，而Damang金矿的成矿时代不会早于2 030 Ma[21]。Obuasi金矿发育有2种不同类型的金矿化，分别是浸染状和石英脉型金矿化，其中浸染状金矿化发生的时间为2.1 Ga[20]。

目前尚不清楚为什么西非形成了如此庞大的黄金储量，尽管金矿床的形成可能是区域上多种因素联合作用的结果，但是这些金矿床的形成都与Man-Leo地盾的比里米地层（Birimian sequences）密切相关。相对于其他古元古代的造山带，比里米玄武岩上覆的大量碳质海洋沉积物可能是流体和成矿物质异常富集的主要来源。

西非许多造山型金矿床的成矿流体都含有至少70%~80%（摩尔百分含量）的CO2，这与世界上其他地区造山型金矿床中成矿流体的CO2<H2O特征有很大的不同，表明在变质脱挥发分期间有大量的碳被释放出来[21]，这也可能是西非克拉通金如此富集的主要原因。

2.3 努比亚地盾造山型金矿

阿拉伯—努比亚地盾金矿资源丰富，矿床（点）众多（图4），21世纪以来已发现了多个大型金矿，典型的金矿床有苏丹的Hassai、Gebeit、Hamadi和Rida金矿，埃塞俄比亚的Tulu Capi、Dul金矿，埃及的Barramiya、Atud、Hangaliya、Umm Rus、Sukari和El-Sid金矿[42]。矿床类型有造山型、VMS型、浅成低温热液型和侵入岩型，其中以造山型最为重要。Sukari金矿（矿石量为1 880×104 t，金品位为2.14×10-6）位于埃及东部沙漠的中南部地区，是泛非运动形成的造山型金矿[3]。在埃及东部沙漠地区，已发现了110多处金矿床和矿点。在埃塞俄比亚南部也有泛非运动时期形成的造山型金矿，如Lega Dembi金矿（金资源量为60 t，金品位为6×10-6），该金矿曾经是埃塞俄比亚产量最大的金矿，位于阿拉伯—努比亚地盾的最南端[54]。其他金矿，如苏丹的Jebel Ohier新元古代斑岩型铜—金矿床中，伴生的金资源量达0.93×106 盎司[55]。

图4

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图4   阿拉伯—努比亚地盾金矿床（点）分布图（据文献［2］修改）

1.金矿床（点）（包括造山型绘图VMS型金矿）；2.正在开采的金矿山；3.湖泊；4.古生界—新生界；5.阿拉伯—努比亚地盾新元古代年轻地壳；6.莫桑比克带；7.新元古代之前的岩石；8阿拉伯—努比亚地盾界线

Fig.4   Major gold deposits（occurrences） in Arabian-Nubian Shield（modified after reference［2］）


阿拉伯—努比亚地盾是在东西冈瓦纳大陆之间的莫桑比克洋的闭合期间形成的，大洋闭合导致了众多870~625 Ma的年轻弧和弧后火成岩和沉积岩汇聚在一起，并由此产生许多以镁铁质—超镁铁质蛇绿岩组合和碎片为标志的地体缝合线。始于650 Ma的造山运动持续了100 Ma，包括地壳缩短、岩石圈活化、逃逸构造和最终的造山带垮塌。620~585 Ma，在造山带的不同部位和深度达到了峰期变质作用，广泛的岩浆活动发生在650~580 Ma，变质岩和来自中地壳的侵入岩的快速隆升剥蚀发生在600~580 Ma。控制大部分金矿的区域断层与弧之间的斜向汇聚的初始转换有关，并随后伴有左行剪切[2]。

造山型金矿床形成于阿拉伯—努比亚地盾上的弧—地体停止增生后，地盾上大部分地区的地壳厚度达到了30~40 km，并经历了从挤压/扭压的地体增生向汇聚后的转换伸展剪切的过渡。同时，受到广泛的含碳质地壳流体的影响，特别是在贯通性好、延伸大的走滑剪切带上。随着流体化学和压力的变化，以及石英脉的多期沉淀，金和硫化物沉淀在东部沙漠中上地壳范围内，同时伴随着地体的快速隆升剥蚀[2]。金矿床主要产在与大型走滑断裂和逆冲断层有关的剪切带和裂隙中，赋矿围岩为800~640 Ma绿片岩相的弧岩石和造山晚期650~600 Ma形成于东部沙漠地壳上部的花岗岩类[2]。如在埃及，大量的金矿与NW向的Najd断裂有关，该断裂在埃及东部沙漠的中部地区有很多分支，并在640~570 Ma经历了多期的剪切活动。在埃及东部沙漠以南的Allaqi-Sol Hamed地块还有不少金矿床分布，这与EW向逆冲断层的活化有关，并在610~580 Ma发生了显著剪切活动[2]。

努比亚地盾造山型金矿床含金矿脉中的硫化物矿物以黄铁矿、毒砂和（或）磁黄铁矿为主，此外还有少量的黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和黝铜矿，以及包括白云母、绿泥石和碳酸盐在内的蚀变矿物，这些都是造山型金矿的典型矿物。成矿流体一般为低盐度的含碳流体，金的沉淀温度一般在250~370 ℃之间。从东部沙漠中部少数金矿（Fawakhir和Atalla矿床）获得的成矿年龄数据来看，金矿化发生在大约600 Ma[2]。

2.4 坦桑尼亚克拉通造山型金矿

坦桑尼亚太古宙克拉通产有很多世界级的金矿床，如Geita、Bulyanhulu、North Mara和Buzwagi，使其成为非洲大陆上一个重要的产金地区，已探明的金资源量大约为3 400 t[15]。

坦桑尼亚克拉通的太古宙地层由3个单元组成，其中最老的单元是Dodoman超群，主要由变质程度高的镁铁质和长英质麻粒岩组成，含有少量变质程度低的片岩和绿岩，其上伏为Nyanzian超群，是金矿的主要赋矿围岩。Nyanzian超群下部主要是镁铁质火山岩（包括角闪岩、枕状玄武岩和少量辉长岩），上部主要是长英质火山岩和火山碎屑岩，夹有条带状铁岩、火山碎屑岩和不成熟的浊积岩。Kavirondian超群不整合覆盖在Nyanzian超群之上，主要由粗粒的砾岩、细砂岩和石英岩组成，被认为与绿岩带内的磨拉石相当。

坦桑尼亚克拉通由7个超级地体组成（图5），从北向南分别是维多利亚湖区的East Lake Victoria超级地体（ELVST）、Mwanza-Eyasi湖超级地体（MLEST）和Nyanza湖超级地体（LNST），以及坦桑利亚中部地区的Moyowosi-Manyoni超级地体（MMST）、Dodoma片岩超级地体（DSST）、Dodoma基底超级地体（DBST）和乌本迪东-Mtera超级地体（EUMST）。其中，绿岩带主要分布在维多利亚湖区的East Lake Victoria超级地体（ELVST）和Nyanza湖超级地体（LNST），主要的金矿床便产在这2个超级地体里。这2个含有大量绿岩带的超级地体由2.85~0.60 Ga的花岗—绿岩地体组成，这些花岗—绿岩地体包括表壳岩和同期的火山岩以及造山期的花岗岩，至少部分形成于裂解年龄大于3.11 Ga的陆壳上[15]。而夹在这2个超级地体中间的Mwanza-Eyasi湖超级地体由角闪岩相—麻粒岩相变质的火成岩—沉积岩和花岗质片麻岩组成，并被众多晚期或后期的花岗岩体侵入。

图5

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图5   坦桑尼亚克拉通金矿床分布图（据文献［15,22］修改）

超级地体（由北向南）：ELVST-East Lake Victoria；MLEST-Mwanza-Lake Eyasi；LNST-Lake Nyanza；MMST-Moyowosi-Manyoni；绿岩带：SU-Sukumaland绿岩带；NZ-Nzega绿岩带；SM-Shynianga-Malita绿岩带；IS-Iramba-Sekenke绿岩带；KF-Kilimafedha绿岩带；MM-Musoma-Mara绿岩带；1.现代火山岩；2.新近纪火山岩；3.元古宙活动带；4.太古宙花岗岩和片麻岩；5.太古宙绿岩带；6.超级地体界线；7.金矿床（年产金约0.5×106盎司）；8.金矿点

Fig.5   Gold deposits in Tanzanian craton（modified after references［15,22］）


根据花岗绿岩带的分布特征，坦桑尼亚克拉通可以进一步圈出6个主要绿岩带（图5），分别是Su-kumaland、Nzega、Iramba-Sekenke、Shynianga-Malita、Kilimafedha和North Mara绿岩带，总体走向EW。在这些绿岩带中，Sukumaland绿岩带产出的黄金最多，并拥有最大的金矿和最多的金矿床。Sukumaland绿岩带也是由几个局部相连的绿岩碎块组成，其中北部较大的一块被称为Geita绿岩带，产有众多的金矿床，年产金近0.5×106 盎司。Geita Hill金矿就产在塔桑尼亚Geita绿岩带内，其金资源量大于3×106 盎司，该金矿早在1936年就已经开采，是东非最大的金矿床之一[22]。研究表明，Geita Hill金矿床形成于绿岩带构造演化历史的晚期，在韧性变形之后，与叠加在早期构造的脆—韧性剪切带同期。主要矿化作用包括硫化物交代富磁铁矿层，局部交代闪长岩中的铁镁矿物和磁铁矿。脆—韧性的Geita Hill剪切带与不同构造元素（如褶皱枢纽）的交会部位，以及条带状含铁岩石与褶皱的闪长岩脉和岩席的接触带，为金矿化提供了最佳的富集场所。

坦桑尼亚克拉通上的金矿化发生在新太古代，在Sukumaland省，金矿形成于2 673~2 660 Ma，发生在地壳的快速生长之后（2 747~2 690 Ma）；在坦桑尼亚中部地区的Undewa-Ilangali省，情况类似，金矿形成于2 701~2 660 Ma，发生在2 740~2 691 Ma的地壳快速生长阶段[15]。其金矿床的成矿特点与世界上其他地区产于太古宙花岗—绿岩地体中的造山型金矿床特征基本一致，在此不再赘述。

2.5 其他地区金矿床

在非洲大陆的其他地区，也分布有一些金矿床，有些规模很大，甚至达到世界级金矿床的规模。

在Kaapvaal克拉通北部的Giyani金矿田产有新太古代的造山型金矿床[23]；在Kaapvaal克拉通的东南部，产有以沉积岩为容矿围岩的造山型金矿，成矿时代为新太古代[16]。Kaapvaal克拉通上Amalia绿岩带以BIF为容矿围岩的Amalia造山型金矿床形成于新太古代[33]。Freda-Rebecca金矿曾经是津巴布韦产量最大的金矿山，年产金近1.5 t，形成于新太古代，与剪切带有关，产于花岗岩中[14]。

泛非时期形成的Damara造山带也产有一些金矿床[56]。位于纳米比亚中部Damara带的Navachab金矿床发现于20世纪80年代中期，其金资源量为4.5×106盎司，矿石中的Au平均品位为1.6×10-6～2.0×10-6。该矿是南部非洲地区仅次于兰德金矿的第二大金矿，也是一个造山型金矿[27]。

在刚果（金）东部的Kibara造山带产有Twangiza-Namoya金矿带，金资源量超过12×106盎司，成矿年龄为677 Ma，形成于泛非早期[31]。

20世纪90年代初，在津巴布韦Midland绿岩带中部新发现了产于花岗岩中的Ford金矿床（矿石量为600×104 t，金品位为2.5×10-6），金矿的形成被认为与斑岩体有关[57]。

在跨撒哈拉（Trans-Sahara）造山带也有造山型金矿床产出，已发现的金资源量达160 t，多数矿床规模不大，代表性金矿床为Amesmessa，其金储量达44 t，品位为9×10-6~18×10-6，矿化受剪切带控制，产于糜棱岩内，成矿年龄为525 Ma，形成于泛非运动晚期[36]。

尽管上述金矿床零星产出，但是在其周边还有很大的找矿潜力。

3 找矿勘查建议

3.1 找矿勘查史简述

非洲大陆上具有现代意义的金矿找矿勘查工作始于19世纪末期。如南非兰德砾岩型金矿是由乔治·沃克和乔治·哈里逊在1886年首先发现的，他们在Central Rand的兰勒格特农场的美恩主矿层中发现了金矿层，这直接导致了Central Rand金矿田的发现。随后在1887年又发现了West Rand和South Rand金矿田，直到1950年Evander 金矿田的发现，历时65年发现了目前在兰德盆地中看到的所有9个金矿田[58]。最早在Central Rand地区发现的金矿床与Central Rand群的含金砾岩有关，所以在早期的找矿中主要是寻找这个特定含矿层位的露头，或者用钻探进行揭露。1930年，在下部West Rand 群中发现有一层磁性标志层，这为在兰德盆地应用物探方法寻找这个磁性标志层从而发现含矿层拉开了序幕，并取得了成功[58]。1937年，利用重力方法圈定重力低异常带并进行钻探验证，结果也发现了金矿[58]。总的来说，特定层位加物探方法（磁法和重力）是发现兰德砾岩型金矿的主要有效找矿方法组合。

西非克拉通、坦桑尼亚克拉通和努比亚地盾上金矿床的勘查发现历史相对比较复杂，大致可以划分为3类。

第一类是利用前人废弃的古采坑在深部和外围新发现了储量，如埃及的Sukari金矿，在闭坑几十年后又重新勘探，进而有了重大发现[1]。另一个例子是坦桑尼亚克拉通的Geita Hill金矿，该金矿1898年由一个德国探矿者发现，1934年开始开发，直到1966年闭坑，Geita Hill金矿曾是东非地区最大的金矿山，生产出100万盎司的黄金[22]。在20世纪90年代中期，该区又重新进行了探矿活动并获得重大发现，Geita Hill金矿于2002年开始进行露天开采[22]。

第二类是很早就发现，边采边探，不断增加矿山储量，如加纳南部Ashanti金矿带上的Obuasi金矿，早在1900年就开展了金矿勘查与开发，直到现在矿山仍然在开采。

第三类是勘探时间比较晚，采用地物化遥等方法，寻找半隐伏和隐伏金矿床，并一直延续到现在。西非地区（如马里和加纳西北部地区）在20世纪60年代广泛开展了基础地质填图工作，部分地区还开展了大面积的化探扫面（网度为1 000 m×200 m），圈定了大量的矿化点和异常，但是直到20世纪90年代才有矿业公司大规模介入开展找矿勘查，投入钻探验证，探矿工作一直延续到21世纪初，发现了一批大中型金矿床，如马里的Syama金矿和加纳的Julie金矿等[52,59-60]。布基纳法索的Wona-Kona世界级金矿，发现于2000年，是通过区域土壤化探发现了一些孤立的弱异常（金含量大于20×10-9，异常峰值为64×10-9），并于2001年开展了详查，投入的探矿工作包括激电测量、槽探和钻探，结果发现了矿化长度为1 600 m，最终探明的金资源量达113.4 t（表1），矿山在2008年初正式开始生产[52]。由此可见，详细的地质填图、化探扫面（土壤测量为主，还有水系沉积物测量等）、物探测量（主要是激电）、槽探和钻探等手段的结合在西非地区多个金矿床的发现中起了重要作用，被认为是控制构造和发现矿化的有效方法组合[52]，当然这些也是国内金矿找矿中经常用到的方法。

3.2 找矿勘查建议

根据现有的资料，对在非洲大陆开展金矿找矿勘查工作提出如下几点建议：

（1）主攻矿床类型：选择造山型金矿。尽管南非的兰德盆地拥有世界上最大的黄金资源储量，但是毕竟其面积小，而且已有的资源都被矿业公司占有，到目前为止在全球其他地区很难找到类似这么大规模的兰德砾岩型金矿床。而从整个非洲大陆来看，从克拉通到新元古代造山带都是造山型金矿床形成的有利地质背景，且已发现的金矿床无论是在数量还是在资源量规模上在全球范围内都具有重要影响，因此在非洲大陆开展造山型金矿床的找矿工作易取得突破。

（2）地区选择：在非洲大陆首选的金矿找矿勘查区域是西非克拉通，其次是坦桑尼亚克拉通和努比亚地盾，其他有潜力的地区还包括刚果克拉通的浅覆盖区和新元古代造山带，这些地区都有零星金矿床的发现，也将是未来重要的找矿方向。西非可以说是非洲金矿开采和勘探的最佳场所，在最近的黄金勘探和发现方面都要领先于非洲大陆其他地区，在过去10年中开发了一些新的矿山，并且在该地区的一些国家中开展了许多高级找矿勘查与开发项目。这些项目要么正在建设中，要么接近完成，并将在未来3~5年内每年新增黄金产量1×106盎司。目前在该区域经营的公司公布的黄金储量为125×106盎司。同时，与全球其他金矿省相比，这里尽管已经发现了大量世界级的金矿床，但是该地区还有很大一部分尚未勘探开发，所以找矿潜力依然很大，尤其是在浅覆盖区。在该区不仅要寻找古元古代的金矿床，而且还要注意寻找太古宙的金矿床。过去，该区域大部分地区被厚的红土覆盖且露头不好，阻碍了勘探工作的开展，然而，高分辨率航空物探数据采集和反循环钻探等工具的使用为勘探开辟了新的地区[51]。如近年来在Reguibat地盾新发现的Tasiast巨型金矿床，表明该区在寻找隐伏造山型金矿床方面还有很大潜力，热液锆石年龄为（2 839±36）Ma[61]，表明矿化发生在新太古代，说明西非克拉通在太古宙时期也有重要的金矿化，将成为未来的重要找矿靶区。最近在马里西部新发现的Gounkoto金矿床，就是通过航空电磁调查发现的[32]。在加纳Sefwi带的许多绿地项目都是通过详细的地球化学和地球物理调查发现的。

另外值得注意的是就矿找矿问题。非洲大陆不少金矿床的找矿勘查深度较浅，因此在其深部和外围还有很大潜力。如在努比亚地盾，该区尽管已经发现了大量的金矿床和矿（化）点，但是总体上勘探深度一般只有200 m左右，埃及现在唯一一个正在开采的金矿是Sukari，这个矿山也曾被废弃了几十年，但是近年来的深部找矿使其金资源量达到15×106盎司，现在年产黄金大约0.5×106盎司[2]，这说明在努比亚地盾乃至非洲的其他地区，深部的黄金资源潜力仍然很大。

（3）找矿方法选择：以地质为主，沿着已有的大型韧性剪切带（尤其是已发现金矿床的大型构造）的延伸方向，尤其是向覆盖区的延伸方向进行寻找，是一个很好的找矿方向。另外，造山型金矿床产出与区域构造之间的密切关系，表明在露头不好的地区重力、磁法和电法等地球物理方法是发现这些金矿床的主要手段，当然也有一些例外，即有些金矿床的地球物理特征并不明显。

4 结论

（1）非洲是全球最为重要的金矿产区，金矿床类型众多，包括砾岩型、造山型、VMS型、侵入岩型、斑岩型、浅成低温热液型和IOCG型等，但主要类型为砾岩型和造山型，且主要产在古老的克拉通内。金矿的形成时代主要集中在3个时期，即太古宙、古元古代和新元古代。金矿床主要分布在非洲南部的卡拉哈里克拉通和西北部的西非克拉通。

（2）无论是非洲古老的克拉通还是克拉通周边产出的新元古代造山带都是造山型金矿床形成的有利构造环境，因此未来在非洲的金矿找矿勘查工作的主攻矿床类型应该是造山型金矿。勘查地区建议主要集中在古老克拉通的浅覆盖区，尤其是西非克拉通和刚果克拉通。采用先进的物化遥技术开展找矿，有望在非洲地区取得进一步的金矿找矿突破。

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