第73卷第3期韦苕金属(矿山部分)2021年5月Doi：10.3969/j.issn.1671-4172.2021.03.012
安哥拉Bonga矿区双稀矿床特征分析
赵胜利1，黄波2”，杨涛彳，曹其琛爲孙芳芳°
(1.山东地矿国际投资有限公司，济南250000；
2.贵州理工学院资源与环境工程学院，贵阳550003；
3.贵州省有金属和核工业地质勘查局物化探总队，贵州都匀558000；
4.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，济南250101)
摘要：通过对安哥拉Bonga锯矿勘查总结的成矿地质背景，运用大陆动力学结合“螺旋构造”观点，分析了全球主要的锯矿床特点得出：矿区分为原生矿和风化砂矿，原生矿为早白垩系碳酸岩以中心式侵入元古代基底中富锯和稀土元素的双稀矿床；矿区碳酸岩在崩落堆积与残坡积后，经后期风化迁出易迁移元素，形成风化砂矿，使赋饥的矿物烧绿石和稀土等元素富集后成为超大型规模的双稀矿床。中生代构造运动和“南非螺旋”作用下，形成了NE向Huombo-Sourimo断裂及中生代Lucapa裂谷系统，产生的早白垩世NE向串珠状，环带式或中心式侵入元古代基底中的多个幔源型碳酸岩一碱性岩，是中生代中晚期地球 内部演化过程因重力分异作用下产生的碳酸杂岩一碱性岩富亲石元素组合的熔体一流体，与全球性多地主要的稀有、稀土矿床对应，具全球性重要的成矿专属性：中生代中晚期碳酸岩一碱性岩中稀有、稀土矿床，对区域上NE向中生代裂谷系统分布的多个碳酸岩一碱性岩中寻双稀矿床具重要指示意义。区域上从前寒武到中生代多期岩浆活动，带来的丰富成矿物质，与区域上已知有、黑、贵金属及双稀等多种深源性高密度元素相关的矿床对应，显示了较高矿远景。 关键词：安哥拉Bonga碳酸岩；螺旋构造；全球性成矿专属性；中生代中晚期碳酸岩一碱性岩；双稀矿床
中图分类号：P62文献标志码：A文章编号：1671-4172(2021)03-0070-08
Geological characteristics of rare and rare earth metal deposits in
Bonga mining area,Angola
ZHAO Shengli1,HUANG Bo2'3,YANG Tao2,CAO Qichei?,SUN Fangfang4
(1・Shandong Geo-mineral International Investment Co.,Ltd・,Jinan250000,China；
2・College of Resource and Environmental Engineering,Guizhou Institute of Technology,Guiyang550003,China；
3.Geophysical Nonferrous Metal and Survey,Non-ferrous Metal and Nuclear Industry Geological Exploration
Bureau of Guizhou,Duyun Guizhou558000,China；
4・Shandong Zhengyuan Geological Exploration Institute,China Metallurgical Geology Bureau,Jinan250101,China)
Abstract:Through researching the geological background of mineralization from Bonga niobium deposit exploration results in Angola,the characteristics of major niobium deposits in the world were analyzed based on continental dynamics combined with the viewpoint of u spiral structure",and the obtained results were drawn as follows：The ore is divided into primary ore and weathered placer,and the primary ore is the rare and rare earth metal deposits containing niobium-rich and rare earth-rich minerals,from early Cretaceous carbonatite centrally invaded the Proterozoic basement,the carbonate rock-collapsed and accumulated and the residual slope accumulated,ormed weathered placer after the easily migrated elements are removed by later weathering,which enriches the niobium-containing mineral pyrochlore and rare earth elements to form the hyperscale rare and rare earth metal deposits.
基金项目：安哥拉Bonga fg矿勘査项目、中国地质调查局全国海陆成矿图件编制更新(DD20190368)；贵州理工学院高层次人才科研启动项目(XJGC20161101)
作者简介：赵胜利(1985-)，男，工程师，硕士，矿产普査与勘探专业，主要从事国内外地质矿产勘査及相关研究工作。
关于远大前程的论文通信作者：黄波(1970-)，男，副教授、高级工程师，硕士，矿产普査与勘探专业，主要从事中国大陆螺旋构造与成矿预测研究。
西北工业大学学报第3期赵胜利等：安哥拉Bong 且矿区双稀矿床特征分析
71
Under the action of the Mesozoic tectonic movement and the "South African Spiral", the NE-trending Huombo- Sourimo fault and the Mesozoic Lucapa rift system were formed ? and Early Cretaceous NE-trending bead-like several
mantle-derived carbonates —alkaline rocks were produced > which invaded into Peoterozoic basement with ring band type or central type,and the melt^fluid combined by carbonate complex-alkaline lean sulphide and lithophile elements
produced by gravity differentiation during the inner evolving process of the earth in mid-late Mesozoic , corresponding to major rare and rare earth deposits in many places around the world, with globally important mineralization
specific 辻y ・ The rare and rare earth deposits from mid-late Mesozoic carbonatite-alkaline rock have important
indications for the search for the rare and rare earth deposits in the multiple carbonate rocks-alkaline rocks distributing
from the NE-trending Mesozoic rift system. The magmatic intrusion from pre-Cambrian to Mesozoic brought abundant
metallogenic materials »corresponded with the known nonferrous , ferrous »noble «the rare and rare earth metal deposits 9 which related to a variety of deep-source high-density elements ? showing a high prospecting prospect
Key words ： Bonga carbonate of Angola; the mid-late Mesozoic carbonate-alkaline rocksi globally metallogenic
specialization 5spiral structure ；rare and rare earth metal deposits
锯（Nb ）是具高熔点（2 468°C ）和高沸点 （5 127 *C ）的稀有金属，具较好的耐腐蚀、超导、单
极导电和在高温下强度高等特性，大量用于冶金、国 防、航空、航天、电子计算机、高档次的民用电器及各
类电子仪表中，显示了较高经济价值，成为了矿床学 家的重点研究对象⑴门。
戏迷ok网赋锯矿物主要为碳酸岩一碱性岩中的烧绿石， 多呈副矿物或与稀土矿物伴生口刃，与国内重要的湖
月台 艾雯
北庙埋碳酸岩稀土矿床、江西宜春雅山晚侏罗世锯 袒矿床及国外多个重要的中生代中晚期稀有、稀土
等矿床对应口叩° Bonga 为重要的碳酸岩型双稀矿
床，矿区存在原生矿和风化砂矿，具超大型规模。
1区域地质背景
安哥拉地处非洲隆达-比耶高原区（南纬5°〜18°, 东经11°〜24°），大地构造位置上处于扎伊尔克拉通东
北部，经历了非洲大陆的地质演化；古老的沉积地层经
历了新太古代大规模构造运动一中石炭世大陆侵蚀和
堆积一中生代岩浆活动发育一新生代造山运动等一系
列构造运动，形成了当今的高原（图1）冋。
前寒武
显生宙系列
画显生昨相盖层 回显生宙陆相胡|后| Kiharan 旋回
| Eb | Eburnem 旋回
回太古宙地盾
显生宙系列构造岩浆活动带 芮中生代，系统（Lucapa 裂谷）
0中生代-新生代系统
0删
E 金伯利那
丙碳碑体
| ■ | Bonga 碳
体
Cabinda — 宾达;Luanda —罗安达;Benguela —本格拉；Lubango —卢班戈；H u ambo —万博;Lucapa —卢卡帕；Namibe —纳米贝
图1安哥拉地质简图（碳醸岩和金伯利岩分布略图）｛据郑硝等⑷；BAMBI A Met al [5]）
Fig. 1 Geolc^ical sketch map of Angola (distribution map of carbonate rocks and kimberlites)
(according to ZHENG et al w ;BAMBI et al C5]
)
72韦金属（矿山部分）第73卷在地层单元的分布上，古老基底占据着中部高
原地带，中新生代盖层分布于西部沿海岸线地段和
东部中生代盆地。太古宙未分异片麻岩和侵入岩构
成Dinde-Lola地区的结晶基底；元古宙在区域上主
要为变质碎屑沉积岩和碳酸盐岩，中新元古代均为
碎屑沉积岩和碳酸盐岩；石炭-早侏罗世为陆源碎屑
沉积和Karoo火山岩；早侏罗-第四系为碎屑沉积
岩一碳酸盐岩及金伯利岩。
全区断裂构造发育，总体上为NE向断裂，其次
为NW向断裂和一些相对较小的近EW向断裂。
主要断裂为NE向Huombo-Sourimo大断裂及中生
代Lucapa裂谷系统。较大的断裂主要为分布于
Huombo地区两侧和Lucapa地区夹持于两条近
EW向断裂，北部地区为大规模的逆冲推覆构造，伴
随大量岩浆侵入，提供了丰富的深源成矿物源和有
利的成矿地质背景。
区域上岩浆活动从前寒武系持续到中生代，以侵入岩为主，前寒武纪主要有元古宙中酸性岩一岩脉类、煌斑岩一橄榄岩及辉长岩-闪长岩杂岩等；古生代主要为酸性岩类；中生代为苏长岩一粒玄岩，主要分布在Tchivira和Bonga杂岩体及其附近。Thivira与Bonga为杂岩体,Bonga岩体主要岩性为碳酸岩、含正长岩捕掳体碳酸岩、喷发角砾岩、斑岩及正长岩等。
总之，多期构造作用和岩浆活动，提供了丰富的深源性高密度成矿物质和有利的成矿地质背景，与区域上已知有、黑、贵金属及双稀等多种深源性相关矿床对应,Bonga碳酸岩为本区重要双稀来源。2矿区地质特征
矿区出露主要有前寒武纪基底、早白垩世岩浆岩和第四系风化残坡（堆）积层（图2），构造较简单，出露的岩浆岩为元古代花岗岩、早白垩世正长岩及早白垩世碳酸岩。
2.1地层
矿区出露地层简单，主要有前寒武纪基底和第四系风化残坡（堆）积层。前寒武纪基底以元古代黑云母花岗岩及混合岩化为主，局部有伟晶岩脉穿插。
第四系风化残坡（堆）积层主要分布在碳酸岩边缘北东部、北西部，分布范围主要受碳酸岩风化剥蚀
、堆积及地形等多因素的影响，常为碳酸岩中部向岩体边缘地势相对平坦地区呈发散状分布。岩体北部为近南北向延伸的正长岩小丘，分隔成北西和北东两部分。
1—第四系；2—碳酸岩;3—白垩世正长岩;4—元古代花岗岩;5—碳酸岩相；6—含正长岩捕掳体的碳酸岩；7—矿体及编号；8—断层
图2Bonga規矿区地质略图（据郑硝等匚“略有修改,2014）Fig.2Geological sketch map of Bonga niobium mining area （modified slightly according to ZHENG et al.[4],2014）
2.2构造
区内构造主要表现为线性构造和环形构造。其中NE向构造与Huombo-Sourimo区域性大断裂展布方向一致，是区内主要的控岩、控矿构造。早白垩世碱性岩体即沿该断裂发育，表现为近圆台形的孤立山头；环形构造为Bonga碳酸岩岩体侵位形成的岩塞。
2.3岩浆岩
矿区岩浆活动强烈，出露的岩浆岩主要有元古代花岗岩、早白垩世正长岩与碳酸岩。
1）元古代花岗岩（Pt7）
元古代花岗岩呈环状分布于矿区边缘，构成区内岩体分布的外环，大多遭受风化剥蚀位于矿区四周边缘地势低缓地带，岩石为中细粒，粒状半自形结构，主要矿物成分为石英、长石；次要矿物主要为黑云母；副矿物主要为楣石、磷灰石、错石和金红石等。绿帘石、高岭石、绿泥石为后期蚀变矿物。
2）早白垩世正长岩（Kg）
正长岩在矿区内分布于元古代花岗岩内侧、早白垩世碳酸岩体外侧，呈半环状在矿区南、东、南西及北部零星出露，构成矿区环状岩体分布的中环。矿区北部、北西、北东因第四系覆盖未出露，部分工程揭露到正长岩基岩。正长岩为粗粒结构，主要矿
第3期赵胜利等：安哥拉Bonga矿区双稀矿床特征分析73
物包括正长石、斜长石、辉石；次要矿物为石英、黑云母、角闪石；副矿物主要为楣石和磷灰石等。
3）早白垩世碳酸岩
区内出露最明显为Bonga岩体，表现为一个拔地而起的孤立山峰，地形陡峭，最高海拔1919.2m，高出周边平原约900m，在山体顶部，为一深约200m的凹陷，岩体平面上呈近圆形，侵位于元古代花岗岩、早白垩世正长岩中。
Bonga岩体是碳酸岩杂岩体，呈岩塞状产于元古代花岗岩基底的断裂交汇部位，呈环状和岩筒发育。主体由碳酸岩组成，从外向内存在分带性。最外侧的正长岩呈一个不完整的环状围绕碳酸岩体分布；向内为含正长岩捕虏体的碳酸岩相，再向内为碳酸岩相，向中心又开始出现含正长岩捕虏体的碳酸岩相。捕掳体分布密度和大小不均匀，块径多为15〜50cm，少数块径＞1m o
碳酸岩颜为灰白，中粗粒结构，块状构造，局部为条带状或瘤状构造。条带状构造主要是粗粒与细粒方解石、白云石交互成条带；或与其他矿物（如角闪石、辉石、黑云母等）组成条带相互交替；局部磁铁矿、黄铁矿、烧绿石等矿物富集呈条带状、条纹状、星点状、斑块状。
碳酸岩主要为方解石和少量白云岩，方解石多呈半自形一他形粒状，副矿物种类较多，多呈细粒浸染
状、星点状分布（图3灰白为方解石，中偏右上部二处暗细粒状为烧绿石）O
图3碳酸岩岩体中星点状分布的烧绿石(透射单偏光) Fig.3Star point distribution of pyrochlore in the carbonate rock mass(transmitting single polarized light)
3矿体地质特征
矿体分为原生矿、风化矿两类。原生矿赋存于早白垩系Bonga碳酸岩中，风化砂矿赋存于第四系残坡（堆）积层（图2）。
3.1原生矿
原生矿赋存于Bonga碳酸岩体中，主要矿物为方解石和少量白云石，多为半自形一他形晶，粒径常为2〜5mm，白云石较细，磁铁矿、磷灰石为常见次要矿物。副矿物种类较多，主要有烧绿石、方沸石、黑云母、金云母、黄铁矿、重晶石、金红石、石英、错石、独居石及钛铁矿等，方解石局部与磁铁矿、黄铁矿、烧绿石和黑云母呈条带状，具岩浆成因的特征。含铤矿物主要为黄绿一灰黄烧绿石（下图4），常 为0.05~2mm的自形一半自形晶，分布不均匀'主要蚀变有烧绿石化、含钛磁铁矿化、黄铁矿化、褐铁矿化等。
区内矿石分为三类：1）灰褐中细粒条带状矿石，约占总量的50%，矿石中方解石、磁铁矿、烧绿
石和磷灰石等粒度较细，分布广泛，约占总量的50%,Nb2O s-*般为0.3%〜0.5%；2）灰褐中粒矿石，分布也较广，约占总量的40%,Nb z O s-般为0.2%〜0.5%；3）灰白一青灰中粒夹少量粗粒碳酸岩，约占总量10%,Nb2O5-般为0.2%〜0.3%。
3.2风化砂矿
Bonga碳酸岩体周边山前堆积、残坡积的第四系风化砂矿，呈红褐一棕褐似缓坡状覆盖于正长岩、碳酸岩及花岗岩之上。主要呈半环状C型分布于Bonga岩体北侧和西侧，沿弧长方向长约8km，宽0.45〜0.91km，厚度0.55〜18.20m，平均5.31m。
区内含規砂矿二处，编号为VI与V2，矿体的形态、厚度及品位等特征受风化程度、地形地貌、流水作用等多因素影响较大。VI矿体底板多为花岗岩和碳酸岩，南西部多为正长岩;V2矿体底板以花岗岩和正长岩为主，其次为碳酸岩；矿体以碳酸岩体为中心，靠近岩体附近相对较厚、品位较高，远离岩体方向逐渐变薄和贫化,Nb2O5品位0.10%〜1.63%，平均0.69%。
1）矿物组合成分
通过对砂矿镜下观察、X-衍射分析、人工重砂分析、电子探针分析及MLA分析，其矿物组合主要为硅酸盐类（63.21%）（表1），其次为氧化物（22.42%）和磷酸盐类（12.22%），少量白云岩一有机
质四类（2.09%），多为亲石元素矿物组合，硫化物较少，与其原岩风化相关。硅酸盐中的钾长石、高岭石含量较高，呈半风化态，主要来源与花岗岩和正长岩的凤化不完全有关
。
74
韦金属（矿山部分）第73卷
表1 Bonga 観矿矿物成分和嵌布粒度表
Table 1 Mineral compositions and distribution particle sizes in Bonga niobium ore
类型矿物分子式
粒度/ mm
含量/%
类型矿物分子式
粒度/mm
含量/%
烧绿石(Ca , Na) 2 Nb2 Q (OH , F)
0. 05 〜1. 0 1.13
硫化物
黄铁矿FeSg 0. 03〜0. 05偶见
磁铁矿Fe 3O40. 006 〜0. 7 1. 63
磁黄铁矿
Fei x S 0. 01 〜0. 02赤铁矿Fe2Q 0. 005 〜0.1515. 65钾长石KEAlSsOg]
0.15〜2. 50
15.11
氧化物
褐铁矿FeO(OH) - nH 2O
0. 005 〜0. 6 1. 20高岭石
AI/SUO io HOH)*
<0. 00421. 88
钛铁矿FeTiOg 0. 01 〜0.10. 55硅酸盐
白云母
K{Al 2[AlSi3Oi 0](OH)2}
0. 02〜0. 20
2. 78金红石TiQ 0. 01 〜0. 30. 99钠长石NaQAlSgOg]
0.1 〜0. 30. 68锯石
Nb 2O 50. 004—0.18
0. 01
绿帘石
Ca 2FeAl 2[Si 2O 7][SO 4]O(OH)
0. 03〜0. 300.38
硬猛矿BaMh2+Mn94+Qo • 3H2O 0. 007〜0.15
1. 28错石
Zr[SO 4]0. 01 〜0. 070.18
磷酸盐财经 胡舒立
磷灰石CaslPCWFQH)
0. 05 〜0. 511. 89碳酸盐
石英SQ 0. 02〜1. 50
22. 20独居石Ce[PO4]
0. 004〜0.10. 33白云石
CaMgECXDal
0.1 〜0. 2
抽气机原理1.12
有机物有机质
碳质有机物—
0. 97
合计
—
——
99. 96
2）结构构造
矿物结构主要有中粗粒半自形一他形粒状结 构、包含结构、假象结构、残余结构、不等粒砂结构、
变余斑状结构、碎裂化半自形一他形粒状结构等，矿 石中主要有用矿物烧绿石多呈透明一半透明、黄
绿一灰黄中粗粒、半自形一他形粒状结构，磷灰石 主要为透明中粗粒他形粒状（图4）。
矿物构造主要为松散块状构造、土状粉末状构 造及少量稀疏浸染状构造（图5）。
图4风化砂矿中半自形一他形中粗粒状烧绿石(左)和他形中粗粒状磷灰石(右)
Fig. 4 Hypautomorphic-allotriomorphic granular pyrochlore in weathered placer (left) and allotriomorphic medium-coarse
granular apatite)right)
图5松散状矿石（左：粒度约100 mm ；中：粒度约70 mm 和50 mm ）和土状一粉末状矿石（右）
Fig. 5 The loosened ore(Left ：The granularity is about 100 mm ;Middle :The granularity is about 70 mm and 50 mm)
and the earthy-powdered ore
(right)
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