哥伦比亚地质与金铜矿产

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哥伦比亚地质与金铜矿产
刘继顺
2013-12-29
一、自然地理
哥伦比亚共和国(the Republic of
Colombia),人口4600万,面积114.1748万km2(除岛屿和领海外),排名第25位。地处南美洲西北部,东邻委内瑞拉、巴西,南接厄瓜多尔、秘鲁,西北角与巴拿马接壤,北临加勒比海,西濒太平洋。东部为亚马逊河与奥里诺科河上游支流冲积平原,赤道横贯南部,平原南部和西岸为热带雨林气候,向北逐渐转为热带草原和干燥草原气候,海拔1000-2000m的山区亚热带,2000-3000m温带,3000-4500m高寒草地,4500m以上高山地带终年积雪。西部除沿海平原外,为西、中、东三条平行的科迪勒拉山支脉构成的高原,山间有宽阔的盆地,南部有一系列火山锥,西北部为马格达莱纳河下游冲积平原,水系发育,湖沼广布。
除首都圣菲波哥大(Bogota)外,还有32个省,隶属于5大地区-安第斯高地区(主要城市波哥大、麦德林、卡利、布卡拉曼加、伊瓦格、佩雷拉、马尼萨莱斯、帕斯托和库库塔等,延至厄瓜多尔和委内瑞拉)、加勒比低地区(卡塔赫纳、圣玛尔塔、巴兰基亚、蒙特里亚、圣安第烈斯岛,延至巴拿马和委内瑞拉)、太平洋低地海岸区(布埃纳文图拉港和图马科港,延至巴拿马和厄瓜多尔)、奥里诺科地区(比亚比森西奥,延至委内瑞拉)和亚马逊地区(雷蒂西亚,延至委内瑞拉、巴西、秘鲁和厄瓜多尔)。
哥伦比亚是拉丁美洲第三大经济体。绿宝石出口占世界第一位,鲜花出口占世界第二位、咖啡出口占世界第三位。矿产资源主要有煤炭、石油和绿宝石。已探明煤炭储量约240亿吨,石油储量18亿桶,天然气储量187亿立方米,绿宝石储量居世界第一位,铝矾土储量为1亿吨,铀储量4万吨。此外还有金、银、镍、铂、铁、铅、锌、磷块岩、石膏和硅藻土等。
二、地质特征
哥伦比亚西部处于南美安第斯地槽褶皱山系的最北部,东部为前寒武系圭亚那地盾的一部分。早古生代时,西部为地槽,东部为大陆,经晚奥陶世或早志留世的加里东运动,地槽发生强烈褶皱变质,火成岩侵入中和西科迪勒拉山脉。中科迪勒拉在下古生代为优地槽,经加里东运动后成为陆块,一直延续到中生代,并侵入有大量的白垩纪花岗岩岩基。西科迪勒拉在中生代时仍为地槽,发育有很厚的火山岩系和酸性侵入岩。东科迪勒拉地区从泥盆纪至中生代属冒地槽,海水从北向南侵入,陆源沉积物逐渐向上增加,岩浆活动只在边缘断层带存在。侏罗纪时,安第斯山系又开始沉降,接受了广泛的海侵,特别是白垩纪时,东和西科迪勒拉山脉成为深海槽,接受了万米以上的巨厚沉积。白垩纪末的拉腊米运动使整个地槽褶皱隆起,火山喷发,岩浆侵入。第三纪时三条科迪勒拉支山脉逐渐隆起,其间形成一些第三纪盆地。整个第三纪时,全境没有发生重要的造山运动,只在北部的瓜希拉半岛较强烈,并在中科迪勒拉有一条窄的火山活动带。
从大地构造特点看,哥伦比亚全境可划分为以下十个构造单元,即圭亚那地盾、东安第斯边缘盆地、安第斯褶皱带、中-上马格达莱纳盆地、考卡-巴蒂亚裂陷带、西努盆地、圣玛尔塔内华达地块、包多褶皱带、阿特拉多-圣胡安盆地和瓜希拉盆地。从构造与岩石性质来看,可划分为5个岩石构造单元。其中3个岩石构造单元为洋壳成因,位于东部和中部地区;另2个岩石构造单元为陆壳成因,位于中部和西部。前寒武纪和古生代变质大陆基底,发育了多期岩浆侵入岩,并形成了脉型和浸染型金矿化。其中具有最有找矿前景的远景区为el Guyana地盾和安第斯山系,寻找到世界级矿床的可能性相当大。安第斯山系(与太平洋弧有关),从阿根廷延至哥伦比亚后,分为3支,最重要的成矿带则为安第斯山系的西支和中支。
三、矿产资源
1.石油和天然气
2.煤
3.铀
4.铝土矿
5.铁矿
6.金
7.铜
8.镍
9.磷块岩
10.绿宝石
四、主要矿床
(一)塞戈维亚(Segovia)金矿区-花岗岩内中温石英-硫化物金矿脉及斑岩型
塞戈维亚金矿区位于安蒂奥基亚(Antioquia)省境内,哥伦比亚安第斯山中科迪勒那北部,距波哥达北西230Km,麦德林北东80Km。中科迪勒那认为是由早古生代变质岩、蛇绿岩和侵入岩组成的Cajamarca-Valdivia地体。安蒂奥基亚岩基(又称塞戈维亚岩基)主要由中粗粒英云闪长岩和花岗闪长岩组成,宽10km,长轴南北向,出露面积达 7800 km2 ,为准铝质I型钙碱性岩浆于晚侏罗至晚白垩世多次侵入的复式岩体,代表了深度剥蚀的岩浆弧。岩基主体为英云闪长岩、闪长岩和花岗闪岩,岩脉有细晶岩、钾长石石英伟晶岩、花岗闪长斑岩和细粒闪长岩脉。岩基宽10km,长轴呈南北向,东和西边界分别为南北向的Otu和Nus断层。在Otu断层西侧,岩基侵入至古生代石英岩内;而在东侧则有白垩纪基性火山岩和沉积岩出露。岩基顶部有厚厚的腐岩带(30m-50m厚),有时可见围岩残余体(如Rio Nus山谷),代表了600-700m海拔高度的高原的剥蚀面。岩基遭受了密集的碎裂化和断层化,主要裂隙与断层方向有NWW-NW向,其次为南北向和北东向。
金矿化为一系列的石英-硫化物脉所组成,主要有走向南北至N30E、东西至N35W和走向N40W(倾向北东)3组。沿逆冲断层,发育有低角度脉,具有逆冲断层的双层构造,导致矿脉收缩膨胀。石英脉平均宽0.95m, 最宽9.00m。石英脉常与宽约2-3m的基性岩脉或岩席相伴产出。脉岩既产于矿脉上盘,也可产于矿脉下盘,或上下盘均有,或脉的中部。矿脉与岩脉总是有密切的空间关系,岩脉可作为找矿标志。矿脉在垂直方向上被NE和NW向高角度断层的切割,且断距大于50m,显示为逆断层。找矿标志为花岗岩侵入体,低角度断层系,沿低角度断层侵入的基性斑岩脉,沿低角度断层石英-硫化物脉。在金矿化最晚阶段,有高角度逆断层切割导致含金石英-硫化物脉。除缓倾金矿脉外(倾角30°),还有大量陡倾石英脉(倾角60-85°),如Las Verticales脉。
金矿脉由块状白色石英及微量方解石和硫化物所组成。矿脉构造为块状和条带状,局部有晶簇状石英。有时见含围岩角砾的粗粒、简单条带或团块状硫化物。高角度白色石英和石英-硫化物网脉,切割条带状石英-硫化物脉和围岩。矿脉两侧围岩蚀变范围较窄,仅数十厘米至数米宽。基性岩脉有钾化(黑云母)和伊利石化,花岗闪长岩具青盘岩化,并选择性地被绿泥石、绿帘石、黄铁矿和方解石交代。围岩常含有石英-硫化物网脉。硫化物为粗粒,主要为黄铁矿,有时有大量方铅矿和褐色闪锌矿。微量的细粒毒砂、黄铜矿和孔雀石。金与银金矿呈细粒(<20微米),局部存在自然银。高品位金矿脉常与高含量的方铅矿和闪锌矿有关。富金矿包(150-200 g/t) 含有高达50%的硫化物,在普罗维登西亚和锡伦西奥金矿脉中,富金矿包呈NE向。金矿化有3个成矿阶段,即石英脉阶段、石英-黄铁矿-方铅矿-闪锌矿阶段和石英-黄铁矿-金/银金矿裂隙充填阶段。
普罗维登西亚金矿脉走向长约2.0km,倾向延深690m至1.3km,均厚0.9m, 一般5m至0.1m厚,因断层而错断和角砾化。桑德拉和锡伦西奥金矿脉分别长1.2 km和2.2 km,倾向延深达900 m,均厚0.9m。Las Verticales脉走向延长达1.3 km,均厚0.5 m, 局部2.0m厚。Carla矿区中温石英-硫化物脉,产在Segovia岩基的花岗闪长岩内,倾角35°,向东倾,被NW向陡倾断层错断,与基性岩脉密切相关。Carla金矿脉走向长约900 m,倾向延深400 m至750 m以上,均厚0.8 m, 局部3.5m至0.1m。
Gramalote金矿位于安蒂奥基亚省Providencia镇附近,距波哥大西北230km,麦德林市北东110km,地理中心:6°31’N, 74°55’W,为一斑岩型金矿。金矿化由低品位全岩矿化的石英-碳酸盐-黄铁矿细脉与网脉所组成(>25条脉/m),受石英+黄铁矿±辉钼矿+黄铜矿±绢云母脉和网脉的控制,与大量细晶岩和伟晶岩密切相关。裂隙脉有NWW-NW向,其次为南北向和北东向。矿体长1100m,宽达150m以上,与NEE向近垂直的左旋剪切作用形成的。它由6个近平行的构造脉带所组成,总厚达150m,黄铁矿(次为黄铜矿、辉钼矿、针硫铋铅矿、硫银铋矿和碲银矿)中含有微细粒金。薄薄的脉壁为石英-绢云母、局部为钾长石蚀变,再外为石英-碳酸盐和绢云母化。伴生Bi,Mo,Te矿物。金矿化形成于岩基侵入之后,可能为晚白垩世。西班牙殖民地时期曾经手工开采含金红土,至今仍在进行。2003-2008年,完成了地表地质、构造和蚀变填图、水系沉积物、土壤和岩石化探、地磁测量、光薄片鉴定、槽探剥土、钻探34483m(110孔,另外围有136孔计43251m)、坑探481m(2条)和选冶试验;2010-2011年,完成118个孔(35800.52m), 2012年施工地质工程孔。以块段20m*20m*10m高,体重2.66 g/cm3,边界品位0.25 g/t,圈定了矿体,估算了资源量:9710万吨探明与控制资源量矿石,品位0.81 g/t,合250万盎司。此外,Gramalote中部金矿与Trinidad金矿,推断资源量9570万吨矿石,品位0.44 g/t,136万盎司。Angostura金矿,估计可露采探明与控制资源量890万盎司金,5960万盎司银,坑采探明与控制资源量83.1万盎司金和380万盎司银;Greystar金矿,计划开采15年,年产51.1万盎司金和230万盎司银。Ventana金矿,推断资源量2700万吨矿石,品位Au 3.9g/t,Ag 21.5g/t,Cu 0.14%,350万盎司金,1920万盎司银,8460万磅铜。La Bodega 金银铜矿,平行席状脉带,坑采7500吨/日。
2013年8月1日统计,塞戈维亚金矿区的脉状金矿,按边界品位3.0 g/t Au及可采厚度1.0 m圈定的矿体,探明矿石资源量20万吨,平均品位14.8g/t,金金属量9.5万盎司;控制矿石量51万吨,平均品位17.5g/t,金金属量28.7万盎司;推断矿石量196.2万吨,平均品位9.5g/t,金金属量59.8万盎司。此外,老采区残留的金矿柱,还有控制与推断矿石量193.9万吨,金金属量79.2万盎司。而Carla矿区,控制矿石量15.4万吨,平均品位9.7g/t,金金属量4.8万盎司;推断矿石量17.8万吨,平均品位9.3g/t,金金属量5.3万盎司。
(二)El Roble铜金银矿
为一中型坑采矿山,位于哥西北部的乔科省(Choco)的卡门阿特腊托镇(Carmen del Atrato)内(邻近安蒂奥基亚省边境)。从麦德林市至卡门.阿特腊托镇需4小时车程,卡门阿特腊托镇镇至矿区,非常近,有简易路通达。地理坐标:76° 7' 45"W, 5° 55' 48"S。2011年1月,加拿大人在当地注册的阿蒂科(Atico)矿业公司,获得了El Roble铜金银坑采矿山及外围90%的矿权地权益,面积约8000多公顷)。2012年初,完成了普查工作,2012年中期开始了坑内钻探。El Roble矿山,选厂设计规模为400吨/日,过去22年间共生产了150万吨铜金矿石,平均入选品位铜2.5%,金2.2g/t,系火山成因块状硫化物矿床。2013年,在已知矿体南部走向延长线上,施工了2000m中段的3个坑内钻(ATDHR-42至ATDHR-44),证实矿化继续延伸。自2011年初获得矿权以来,共完成钻探11740m,地质填图6679公顷。目前按43-101标准,估算的推断矿石资源量158万吨,含铜4.45 %,金3.17 g/t (边界品位铜当量0.72 %)。2014年第二季度,公司计划完成至1880中段830m长的巷道开拓计划和新的尾矿库建设。2014年第三季度,将采选规模扩大至650吨/日。
El Roble矿山及附近的火山成因块状硫化物(VMS)产于玄武岩流、黑色至灰色燧石岩中,上覆远洋沉积岩和砂岩-页岩浊积岩。玄武岩属于拉斑玄武岩系,时代为白垩纪,层位为Canasgordas群,沿哥伦比亚西科迪勒那延伸约800km。而枕状玄武岩、凝灰岩、玻质碎屑岩和集块岩组合,称之为Barroso组;燧石、粉砂岩和微量灰岩的泥质岩系属于Penderisco组,这些岩石单元在晚白垩至第三纪期间,增生至南美大陆边缘,并经受了变形和变质作用。增生构造引发了低角度和高角度断层作用。火山岩与黑色-灰色燧石的地层接触带,延伸10km,通过El Roble矿区。这个接触带系火山岩容矿的块状硫化物矿床(VMS)重要的控矿因素,也是勘探标志。块状硫化物矿化主要为黄铁矿和黄铜矿,呈细粒构造,局部为条带状构造。最近在2000m和1980m中段的坑内钻探中,发现在块状黄铁矿中有黄铜矿组成的网脉,网脉状石英与绿泥石脉石中有黄铜矿团块。脉石矿物有石英和绿泥石,次为方解石、白云石,赤铁矿和磁铁矿微量。自形、半自形、碎裂和胶状黄铁矿粒径约200微米,变化于0.04至0.01mm。黄铜矿充填在黄铁矿颗粒间,或微量磁黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿和银金矿间(10-100微米不规则颗粒)。
(三)拉科洛萨(La Colosa)斑岩铜金矿
拉科洛萨斑岩铜金矿,位于哥伦比亚首都波哥达西部150km,托力玛省,仅次于哥伦比亚哥伦比亚Gramalote的世界级斑岩铜金矿。目前为英美黄金集团(AngloGold)阿散蒂(Ashanti)公司全资拥有。
勘探工作始于2006年,2007年开始钻探。至2007年末完成约12000m钻探(42个孔),2008年首次发布推断资源量黄金4680万盎司,其中品位0.86g/t的达1240万盎司;至2011年完成钻探47619m,钻探最高品位达3.14g/t Au,至今拉科洛萨金矿体控制达1000m深,2011年末1620万盎司;至2012年10月,24moz平均0.9g/t-1.0g/t 。COL166孔钻遇两层矿体,上层矿体穿矿厚25m ,平均品位1.9 g/t;下层矿穿矿厚352m ,平均品位 1.45 g/t Au。2013年第三季度开展可行性研究。计划年产金80万至120万盎司,生产20年。原计划2016年投产,现推迟至2019年,将成为哥伦比亚最大的露天矿山。
拉科洛萨金矿项目面积600km2,系低品位斑岩铜矿床,含少量金,自然金赋存呈游离态或固定于硫化物和硅酸盐矿物中。含铜金斑岩体侵入至古生代片岩中,侵入时代约8Ma。金矿化产于3个早期侵入的岩体中,具钾化、钠化和方解石化,最晚侵入的为英安斑岩,金矿化品位可高于1.1g/t。
(四)科尔多瓦(Cordoba)金矿
科尔多瓦金矿,位于科尔多瓦省的Libertador港口城市,海拔100m-170m,必和必拓的Cerromatoso镍矿矿山附近,中考卡金矿带(中斑岩带,400km长)的北部。考卡金矿带产有大量斑岩和浅成低温铜金矿床,如英美黄金集团公司的拉卡洛萨斑岩金矿(>2400万盎司Au)。数个世界级侵入岩有关的金矿床,如Marmato(科尔多瓦南部250km,>1000万盎司Au;麦德林市西南70km的Titiribi, >800万盎司),Montiel和Teheran具有高品位的铜金矿体(>1g/t金,>1%铜)和斑岩金矿化。
Montiel金矿有两种类型的矿化,其一为火山岩型席状铜金石英-磁铁矿脉,产于火山岩/侵入岩内,具手工露采场;其二为浸染状铜金矿脉,产于次火山安山岩/闪长斑岩内,有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和自然铜、铜氧化物和钾化/方解石化,与Teheran矿山矿化有关的闪长斑岩可能位于以东约700m处。TeheranMina
Ra含铜金闪长斑岩(中新世岩株)侵入于长英质火成碎屑岩内,Alacran产于海相火山-沉积岩内。
(五)奥罗诺特(Oronote)金矿
奥罗诺特(Oronote)金矿,自1660年代西班牙殖民时期起, 一直有人开采奈奇河的冲积砂金矿,其南50km处,
为弗兰提弄金矿(Frontion)。矿区位于哥伦比亚首都波哥大以北250km处, 安修奎亚省。该金矿共有12采区,
占地512公顷,150m,丘陵地貌,热带气候。
金矿产在浅成热液石英脉内, 石英脉平均厚度0.5m,一般与硫化物共生, 偶尔也有微量游离金出现。1990年月产金1000-1.5万盎司,探明矿石量11.1525万吨,品位17.5g/t,控制矿石量30万吨,品位17g/t。含金石英脉产于哥伦比亚安第斯山脉森奥山北部的委地维亚群片麻岩系内, 委地维亚群13000m厚,为古生代地槽碎屑沉积物和基性火山碎屑物构成。在晚二叠世至早三叠世, 委地维亚群被强烈地挤压褶皱, 并受到了绿片岩相和局部角闪岩相的变质作用。白垩纪时,区内发生了优地槽海底火山基性熔岩流溢出, 辉长岩体侵入和复理石沉积建造。晚白垩世发生的造山运动以安蒂奥基亚英云闪长岩基的不整合侵入告终。这个岩基被认为是在委地维亚群地层中形成含金石英脉的热液源区。沿诺麦尔扭断层系可能在白垩纪开始活动。奥图断层平行于塞哥维亚一乍诺哥乍公路, 是伊尔诺麦尔断层系的一部分。该断层与奥罗诺特地区的金矿化石英脉的就位有关。深成岩浆作用延续到新近纪, 在第三纪期间发生了磨拉石沉积建造。上新世和全新世的造陆隆起和相应的剥蚀作用塑就了目前的地形景观。