加纳采金概况与塔库瓦变质砾岩型金矿地质简介

加纳采金概况与塔库瓦变质砾岩型金矿地质简介一国外金矿考察报告(之三)孙书山朱奉三以中国黄金总公司付总经理朱智昌为组长的黄金考察组*,于1984牛6一7月在加纳对该国的金矿概况及其主要产金区塔库瓦金田的金矿地质、生产与停产矿山的采金史及现状,自然经济地理概况等进行了较深入的调查研究与现场考察,为两国间进行合作开发该地金矿作技术准备。现仅将加纳的采金概况及我们对塔库瓦变质砾岩型金矿地质的初步认识作一简要介绍,供我国从事金矿地质工作者的参考。一、加纳采金概况加纳位于西非几内亚海湾诸国的正中,面积约为23.9万平方公里。其中已知有金矿床(点)分布的地区,约占全国面积的2%。加纳在过去曾称为黄金海岸(G“ldC。“”)t,采金历史悠久,以盛产黄金见著于世界,最高年产金曾达30吨左右。在非洲,次于南非而为第二大产金国。近些年来由于种种原因,在1980年以来,年产金下降为10吨左右。最近,加纳政府放宽了对外资的限制,鼓励外资与本国合资开发金矿,在重点矿区塔库瓦金田,现已有包括中国、美国、加拿大、澳大利亚、日本和罗马尼亚等国的十五家公司正在实地调查,和加纳政府谈判,可以期待,不久,加纳将又以重要产金国的面貌出I现。(一)采金历史:加纳的采金活动,从远古时代就用简单·土法进行生产,除了在河边淘取砂金外,还用圆坑采掘砂金及脉金的浅部。早在公元前五、六世纪,就有不少欧洲人到几内亚海湾一带采掘砂金。到十五世纪中叶,采金颇盛,一些排尼基人和迎太基人在加纳一带用工业品换取黄金运销欧洲,之后大量葡萄牙、西班牙、英国、法国等欧洲商人来加纳贩运黄金并且相互争夺采金及销售黄金达250年之久。至十九世纪,加纳逐步沦为英国殖民地,并主要由英国等外国资本家长期把持了加纳的采金业。十九世纪末,著名的塔库瓦含金砾岩矿正式生产,它比世界第一大金矿南非相似类型的“兰德”砾岩金矿还要早投产七年。从1880一1934年,加纳共有正式工业生产金矿45处,申请勘探采金地权的地区达7000余处。’山金采区主要分布在加纳西南部分,从南方的普莱斯蒂(P:eseta),塔库瓦(Tarkwa)向北东,经顿跨(Dunk-wa)、奥布瓦西,(Obuasi)到科诺戈(kono-n90)、库玛西(kumasi)一带,砂金采区则主要沿西南部的坦诺河(Tano)、安哥波拉河(Ankobra)、欧芬河(Ofin)及普拉河(Pra)等水系的中上游丫带分布(图1)。在此期间,加纳曾出现两次采金高潮,第一次在1899一1902年称为“丛林采金热刀(JungleBoo。),第二次在1925一1935年,其间曾因第一次世界大战影响使产金有所下降。1939一1945年的第二诊世界大战由于英国的经济实力剧份考察组成员还有:总公司国外项目负责人汪英俊科技处长崔锡武、一’一中冶公甸代表众祖德`,二戈钾一一“一一一,~一一、·自,一一~、,++一+_+.但一户少十犷:·::.若公料计“件钊柳慈史、`金盘地的王婆贫可气试一一.1加幼简共区城地质降,加纳的许多金矿纷纷倒闭,有的至今也降和许多金矿关闭的主要原因并不是资源枯未恢复生产。金的产量从1942年的8万盎竭而是资金短缺无力从事勘探以扩大储量,斯,在1945年降为62.7万盎斯。黄金生产下无力更新和补充机器设备等,而当时的金价自1934年以来一直是35美元/盎斯,相对于劳力工资提高与物价及采矿成本上升而言,金价是太低了,很难盈利。在五十年代,加纳的产金量虽然有起伏,但总的趋势是逐步上升,到1960年创造历史最高纪录为91.5万盎斯。1961年加纳成立了国家金矿公司(SGMC)后,除了阿散蒂(Asilauti)金矿公司(英国资本)外,其余工业生产金矿(塔库瓦、普莱斯蒂、顿跨、比比亚尼、(B卜biani)、科诺戈),陆续由SGMC接管。全国金产量在六十年代前期,还能保持年产量82一91万盎斯之间,而自1966年后,产量下降,尤其在七十年代末到八十年代初,产量剧减,如1979年降为38.7万盎斯,198。年仅产34万盎斯,为最高年产量的27%。产量剧降的主要原因和加纳国内经济恶化相关与其经济政策和投资法等关系密切。加纳政府对本国经济的重要支柱金矿业又开始重视,1980年,在联合国开发项目代表的咨询帮助下,对金矿业进行了调查研究,由政府指定成立了加纳黄金增产委员会,修改外资投资法和税收等政策,提出了近期及长远(2o年)发展金矿的详细 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 。准备采取鼓励外资与加纳合作开发金矿并予以优惠等政策,充分利用外资及国外先进技术来恢复与发展加纳的采金业。加纳的黄金产量,自1493年有记载以来,到1981年的459年中,共生产黄金2070吨,其中1403一1600年的108年中产金255.57吨,占同期世界产量的35.右%;1601一1700年的10年中产金19.98吨,占同期世界产量的2.8%。以后的产量占世界的比重逐渐下降,目前年产金仅10吨左右,还不到世界产量的1%。-(二)区域地质概况加纳在区域地质上属于西非几内亚的中东部,主要由大面积的前寒武纪古老的变质岩系构成结晶基底,呈环状分布,其中部及东部为上元古界/寒武一奥陶系组成的一构造盆地。出露地层自老至新为:(1)太古界达荷美(Dahomeyan)片麻岩;(2)下元古界比利缅(iBrmia帅火山沉积建造;(3)下元古界塔库瓦岩系,(4)下元古界花岗岩类;(5)上元古界/寒武一奥陶系布埃姆及庆尔特金地建造,(6)白蛋系一第三系海岸沉积岩系(地层分布见图l)1.达荷美群:主要集中在加纳的东南角出露,此外还在环状结晶基底中零星分布。该群由角闪黑云片麻岩、混合岩、麻粒岩、片岩和少量大理石组成,有些片岩中富含拓榴石。侵入到达荷美群中的有花岗岩、霞石正长岩和斑岩、细晶岩与粗玄岩墙。本群尚未发现有经济意义的金矿床。2.比利缅群:本群分布面积占加纳总面积的六分之一左右,加上与它有关的花岗岩略超过全国总面积的三分之一。可分为上下两个亚群,由两种不同的岩石组合构成,下部主要由千枚岩、片岩、凝灰岩和杂砂岩组成;上部由变质的熔岩和火山碎屑岩、浅成侵入体、千枚岩和杂砂岩组成。这两个亚群都常含有炭质、铁质和钙质物。侵入到该群的花岗岩和花岗闪长岩块体,当地称为海岸角或温尼巴型(Winneba)花岗岩(比较老的Gi花岗岩),迪克斯科夫(Dixcove)花岗岩(比较年轻的GZ花岗岩)及少见的邦戈型(Bong。)钾质花岗岩。比利缅群是加纳最重要的含金地层,据1881一1935年资料,本群产金量约占该期加纳黄金生产总量的60%。最大、最富、产量最高的奥布瓦西脉金矿即赋存在本群中。3.塔库瓦群:-本群的岩石呈不正合覆盖在比利缅群岩石之上,出露有两个带(图1),第一带250狡16公里,面缺约为4,0。平方公里;第二带140x0.8公里,面积约为112平方公里。.塔库瓦群由一套厚的浅变质泥、砂质派积岩组成(以砂质为主),在下部有两个清楚的变质卵石层和砾岩带、称为含金砾岩组或丸/唱呀贾田姗喊世脚刊困雍州珠、.、琴镶裸每、代布、、架联又侧一目翰以嫉ù,刀t月一日粤式华饰城ù价田.!镇常城畴石·,备饵蓄份邢架影十嘴坎耍娜+条褥勿叫钱图口困口七一一一一习有对稗肠玄矿层。著名的塔库瓦金矿及阿波索(Abo_550)、班库、纳伊姆金矿等即赋存在本群中,是加绒的主要含金地层。以后各系除第三系至现代地层有砂金外其他地层对金矿富集意义不大,故略之。(三)金矿的类型划分:加纳金矿根据金矿地质报告中的意见,可分为原生(脉金)和次生(含金砾岩、砂金)两大类。1.原生金矿或脉金矿,以五种不同形式产出;即:(1)侵人于比利缅群中的含金石英脉;(2)侵人于比利缅群中的花岗班岩;(3)由于围岩的矿化作用在比利缅群中形成的硫化矿;(4)含金矿脉经化学和机械风化作用而富集成的“氧化矿、(5)与花岗质岩石伴生的伟晶岩脉中的金矿。2.次生金矿以两种形式出现:(1)赋存在塔库瓦群中的含金砾石;(2)在第三系至第四系形成的砂金可进一步划分为:a()河床沉积物中的冲积砾石砂金;(b)老河床砂金;c()海滨砂砾砂金,(d)残积砂金等。上述这些类型矿床的形式,就其工业意义而言,依次为侵人于比利缅群的含金石英脉;赋存在塔库瓦群中的含金砾岩;冲积砂金矿。二、塔库瓦含金砾岩矿田地质概况(一)塔库瓦群:本群相当于典型的变质磨拉石沉积相建造,基本上由变质的砂岩`砾岩及粘土岩组成,其沉积及成岩作用在比利缅造山带形成的过程中发展而成的,主要发生在比利缅造山运动主褶皱期、变质作用及花岗岩化作用之后(18一20亿年前)。该建造的同位素年龄与此相近,为17亿年(土。.5应_亿年)。在比例缅造山运动的最后一幕,塔库瓦群和比利缅群一起重新褶皱,成为强烈的褶曲和变质的向斜构造(变质程度相当于绿片岩相)。塔库瓦盆地是一个巨大的复向斜,轴向为北北西,在向斜的西翼有两层主要的含金层。塔库群的总厚度为600。一800。叹*(约1800~2400米)主要分布在加纳的南中部。(二)地层塔库瓦群自下而上可分为四个主要单元(见图2)1.卡威尔砾岩组:为厚层砾岩夹粗砂岩及石英岩,其下与比利群呈不正合接触,单层砾岩厚度几十叹至百余叹(约10余米~30余米),总厚度为500一2000叹(约250~600米)。砾岩系多源形成,砾石为分米(约l/3吸)大小的比利缅群岩石(熔岩、火山沉积岩、花岗岩)、基质为石英及泥质、长石石英砂质或碳酸盐质的。本组岩石一般不含金,但局部可能含有痕量金刚石。2.含金砾岩组:主要为石英质的,总厚为1300~2400吸(约400~700米),自下而上可进一步分为三层(见图3)(1)“底板石英岩”:细一中粒,具交错层,可含比利缅群小碎块与赤铁矿砂透镜状夹层,本层厚约1500叹(近500米)。(2)“中间层”或“狭义的”含金砾岩层:下部为平均厚3~4米的含金砾岩层即“主矿层”;上部为2一3米厚的含金砾岩层即“西矿层”,在两矿层之间被一层厚的(6。叹近20米以上)石英岩和粗粒无矿砂岩隔开,砂岩常显交错层。本层平均厚度为100吸。砾石单一,为椭圆形玻璃状石英,粒径2~5公分,硅质胶结、胶结物为石英砂粒及大量的赤铁矿;还有绢云母、电气石、金红石、错石、石榴石及自然金等。砾岩的含金量直接与它们的演化程度成比例,如石英卵石的大小和分选程度,.特别是胶结物中赤铁矿与石英的比例。因此,在主矿层中可分出四层不同的砾岩,每层厚度数为公分至1米,中间被石英岩夹层隔开。金的高品位(8一10克/吨)见于主矿层“工带”或“可采主矿层”的底部,最大厚度约1米,这此地段石英卵石最大,而且分选最明显。相反石英卵石很小了的砾岩层发育得越差或分选越差、则品位低、而且矿化不规则(西矿层、主矿层y带),或者实际1叹=0.30`8公尺堪本夭于枚来(400一卢00,)、昌目门:.lI门含矿碌合层杜状图2)含矿浪的样细刘面,ù产/.小众、护̀/\ù\/、定、一了门\、ù一\/、泛长/西矿层正常砾音一一~西矿层中部石英分一一,西矿基底部殊帝一--一勺西矿层土主矿层`,X”带、-石英辛一_一一一一~-刁卜一~一~~一-一蔺卜主矿层、’丫带一一—-一一卜磷熹和石英雍一主矿层’z’`带或主矿层获利带二--一或次底袜老—,△八心△么吞万论知…I。`。.1画十孩犷r舒i义言i,犷砾右乙注—来奋.竺带.““不不英劣·石毖良板不英穷_.…(i勿必t一J·t.气—片二̀目七二`士姜分健(声O.口O……{’~月不不英六渊…;众_其下l矿主"土诊直不沁一月杀森印十?平l·威旧ù率奴.只:。.à产八:。、éě、l尸!匕沪1.1叭|仍.图3加纳塔库瓦金田含矿砾岩层柱状圈上不含矿(主矿层x带、{次底部主矿层)。通常、含金砾岩组的砾岩,在总的特征上与典型的河流相当。`(3)“顶板石英岩”,厚约50眼(约15。米).其中可夹角砾岩矿层,其含金量一般较低.3.塔库瓦千枚岩:本层厚400一500叹(约120~150米),由一系列绿色千枚岩及板状片岩组成,片岩含硬绿泥石变班晶及磁铁矿、白云石等。4.洪尼(HOin)砂岩:这是一套很厚的(平均1500叽约4500米)均一岩层,由均粒、细粒杂砂质石英岩组成,含不等量的娟云母绿泥石、磁铁矿、绿帘石及铁白云石等。(三)火成活动:在塔库瓦群之后有许多岩脉或岩床穿插于其中。有酸性岩脉如微贬晶花岗岩脉,当地称为“粉红色岩脉、还有基性岩脉与岩床如粗玄岩、微晶辉长岩、辉长一闪长岩等,常称为“绿色岩脉”。在岩层之间,特别在塔库瓦千枚岩与洪尼砂岩之间常有基性岩床侵人。各种岩脉的方向与塔库瓦群的主要断裂方位一致,即北北西向及东西向,局部有石英脉穿插于断裂带并伴随轻微黄铁矿化,但一般不含金。(四)构造:塔库瓦金矿田位于塔库瓦复向斜的南端东翼,从东到西有一狭窄的小向斜、轴向为北30。东即塔库瓦向斜、两个小背斜即配比(Pepe)背斜和科特拉浮契(Kof-vaveorhy)背斜,在这背斜之间为南部封闭的阿康坦西(Akontasui)主向斜,而在塔库瓦金矿田北东部则为开阔的构造盆地。断裂构造也较复杂,有北东向及近于东西向,厄同时伴有北北西向的逆断层,在盆地南部特别显著(见图2、4)。(五)金矿化作用一般特征:本区金的成矿作用主要集中于主矿层中,其次为西矿层,而角砾岩矿层则矿化不稳定。金矿物系以游离的自然金形式出现,颗粒较细,一般粒径均小于150微米,金经常与赤铁矿伴生并且多赋存于其中,两者皆为含矿砾岩中的胶结物。金矿化最强烈处大多在矿化砾岩的底部,特巨二别富集在最下部25一50公分处。例如在主矿层的下部约1米厚处的地层中,平均品位为5一17克/吨,而在最底部的2。余公分处,森位可高达17一85克/吨。从大范围来讲,经济价值高的富矿区段,一般多在主矿层,特别是在砾石大、胶结物中赤铁矿富且交错层发育的部位。从统计学的角度来分析老矿、老铜,统计数据表明主矿层中砾岩层发育良好者主要集中于(狭义)塔库瓦向斜的东冀和深部,即在塔库瓦两侧约十公里的范围内,北自阿波索南至爱弗恩特,单层最大矿化厚度可达1一1.8米,平均品位为8一10克/吨。另一方面,在复向斜的西翼皮普小背斜弯窿一带,主矿层的砾岩层厚度比东翼有所增加,可达3一4米厚,但砾岩的分选性相对要差一些,金含量在垂向上有所分散,如该区整个含矿砾岩的金品位为2.5一3.5克/吨。(六)塔库瓦金矿田采金简史:自1了一19世纪,本区进行过大量的采金活动,据1877年的 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,当时有5000人以上在本区采金。采金的主要对象是地表风化砾岩层,在地下水以上红土层的表层,但多集中在厚层缓倾斜的向斜西冀和盆地西南。1880年后欧洲的采金者来本区采金,他们多集中在复向斜东翼主矿层的含矿砾岩层部分。在东冀,含矿砾岩较西翼薄、倾角陡,且延伸深,但其品位要高得多,因而用机械进行生产是很有利的。一家法国公司首先建立了塔库瓦金矿,从1594~1923年共生产了57.7万盎斯黄金,其平均品位高达23克/吨。阿波蒂康金矿(在现塔库瓦金矿南部),于1882年建立,从1901~1934年共产金93.2万盎斯,平均品位14.6克/吨。塔库瓦和阿波索金矿,在现塔库瓦金矿以北,从1912~1956年共产金270.8万盎斯,平均品位10.7克/吨。1912~1975年,在曼特瑞、阿波蒂康、皮普(iBppo)和在塔库瓦金矿等共生产金377.2万盎斯(约117吨),处理矿石179万吨’,平均品位为7克/吨。上述各矿再加上本区的其它小金矿如东翼的爱弗恩特和塔姆索(Tawsoo),辛那莫和契他金矿以及西翼的皮普露天矿等,总计在本金矿田内,于近80年中,累计产金约20~30吨。目前仅在塔库瓦本区保有一座日处理1400吨的选厂,现只维持50吨的水平,出{{{`.弓j胜山的困栩军侣翻书握5.李V田姗扮城处脚甘田哪轰厂翔回华簿玲城,口曰目é架辉中哄葬门目阴é决招甫和两曰目银牌碍招照喇翰曰豁如十叹赎势一喇幽8近地表脉状金矿床中矿柱形成的地质构造要素A.M.耶里诺夫近一个时期的研究表明,接近地表的金矿在不同含矿地区广泛分布,这种矿床皆为火山成因,特别与火山机构和中酸性火山岩关系极为密切,此种关系是众所周知的,这种矿床的特点是金在矿体的个别地段一所谓的矿柱部位富集。大家熟知的Ko二。T。:con矿床,工业矿体只占整个含矿岩脉的1/600,在已知的有一百多条脉的Kpop一Kp二`(CLlA)金矿床50%的金是从KpeeeooeK二众矿囊中和J’IopTIJaH:cK二立矿脉开采的。矿脉的规模与其中矿体之间类似的比例关系,在其他许多近地表的金矿中也已被查明了。多年来,对各种金属矿床地质构造赫究,得出了关于矿柱的富集决定于两种主要地质构造要素的结论,(1)产状要素的变化和主要容矿构造的形态。(2)矿体形成地段各种盖层的存在。因此,接近地表矿床中地质构造的主导作用仅于最近几年才开始查明。七畏ó匕矿床的简要特征和矿柱富集的条件矿床所处构造位置属哈萨克斯坦海西晚二::;:二::::::忿::::::李东二::忿竺::士::::::念:::::::::::::::;:尘:二:之::::二盆目:::二:全忿名::竺:::::::::忿忿宝之言名:忿:留盒::牛::::二二:矿品位7一8克/吨。三、几点认识I加纳金矿成矿地质条件优越,黄金资源十分丰富,虽然过去已开采出两千多吨黄金,但金的潜在储量仍很可观。通过现场观察和资料研究,认为下述三点可作为找矿工作的参考。(一)加纳塔库瓦地区含金砾岩与南非地区的“兰德”型含金砾岩相似·,但前者不含铀可与其相区别。在塔库瓦含金砾岩的胶结物中含有较多的赤铁矿,金的粒径很细,肉眼难以见到。因此,在找矿上作中既要注意“兰德”式的特点,又要重视塔库瓦式的特征,以便正确的选择找矿工作方法。(二)含金石英脉是加纳最重要的金矿类型,也是矿石品位最富、产量最高的类型。如奥布瓦西石英脉金矿庆,已有94年机械化开采的历史,`目前选场日处理规模为250。吨,月产黄金21,00盎斯,平均出矿品位为12一15克/吨个别矿段含金品位高达30克/吨以上,年产黄金梦吨左右。乒这一实例,将有助于我们提高对石英脉型金矿的认识,尽管这种类型金矿的储量占我乙国脉金(不含伴生金)储量的50%以上一,胆柱往在成矿预测和找矿工作中对本类型兴趣不大,因此,建议要从实际出发,特别是应注意寻找“密集石英脉型”大的金矿,这类矿床的实例,可以夹皮沟及小秦岭地区的含金石英脉为代表。(三)加纳的脉金及含金砾岩,主要赋存在元古界地层中,而在太古界则相对较少见。而我国则相反,在前寒武纪老地层中找到的金矿,主要是在太古界,而远古界占的比重很小,究竟是事实如此,还是工作不够?有待进一步实践和研究。涂光炽先生总结了国内外一些金矿的成矿规律,特别是澳大利亚的奥林匹克坝巨大的金矿的发现,从理论上指出了加强元古界找金的重要性,基于这些原因,找金工作,在这里除我国内已发现的金矿类型和奥林匹克坝型金矿外,期望在含金砾岩上能够有个新的较大的突破。在元古界尤其是下元古界砾岩层发育地区更应注意,如河北、山西、内蒙等处砾岩特别是底砾岩和硅质砾岩层中,应加强在金矿化出现地区的找矿与勘探,:(本文是根据加纳地质局长G·D·Kesse(凯西)、国家金矿公司等提供的资料及笔者在现场考察的结果编写而成,李静仁土程师作了部分资料的翻译工作,在此一并致谢九