Geology, mineralization and development of principal metal mineral resources in Guinea
-
摘要:
几内亚大地构造位置处于西非克拉通南部，主要受Libérien、Eburnéen及泛非三次大的造山运动影响，主要的地质单元包括东部太古宙—古元古代马莱地盾、西部古生代博法(Bove)盆地和西南部泛非期Rokelide造山带。在广泛调研文献的基础上，着重介绍了几内亚铝土矿、铁、金等矿产资源的开发现状。结合区域地质背景和典型矿床分析，剖析了这3种优势金属矿产的成矿作用，认为几内亚超大规模的铝土矿资源是地质历史时期区域构造、成矿母岩、气候、地形地貌、水文地质等多种因素耦合作用的结果。几内亚拥有世界上规模最大的未开发BIF型铁矿资源，主要分布在几内亚东南部宁巴山和西芒杜2条绿岩带上，BIF型铁矿经历了太古宙至今漫长的沉积-变质/变形-风化富集作用。几内亚金矿以造山型金矿为主，形成于Eburnean造山运动晚期(2102~2085 Ma)，主要分布在北部锡几里盆地内，具有明显的构造和岩性控矿特征。
Abstract:Guinea is tectonically located in the southern part of the Western Africa Craton and was dominated by three tectonic events, including Libérien, Eburnéen and Pan-African event. Geologically, Guinea consisted of eastern Archean-Paleoproterozoic Man-Leo Shield, western Paleozoic Bove Basin and southwestern Rokelide Orogn. Based on the the widely reviewing of former studies, this paper especially presented the development situation bauxite, iron, and gold resources and, combined with the knowledge on the geological background and classical deposits, provided an insight into their mineralization. It was suggested that the super-scaled bauxite resources in Guinea is formed from the overlapping of several key factors, including regional tectonics, parent rock, climate, topography and hydrogeology. Guinea hosts the largest untapped iron mineral resources which is mainly distributed in the Nimba and Simandou greenstone belts in its southeast, and formed by long sedimentary-metamorphic/deformation-weathering process since Archean. Gold in Guinea is dominated by orogenic type and formed in late Eburnean orogenic event (2102~2085 Ma). Gold deposits are mainly distributed in Siguiri Basin and controlled by structure and lithology.
-
Keywords:
- Guinea /
- predominant metal resources /
- bauxite /
- gold /
- iron ore /
- Western Africa Craton /
- mineral exploration engineering
-
造山带环境下的钾玄质岩(钾玄岩、粗面玄武岩、玄武粗安岩、粗安岩、安粗岩、粗面岩等)通常属于与大洋俯冲作用有关的富碱高钾的钾玄质系列岩石组合，主要为大洋俯冲板片流体交代的地幔楔橄榄岩部分熔融的产物(Morrison，1980；Mueller et al.，1992；Aftabi et al.，2000；邱检生等，2002，2003，2013；Williams et al.，2004；王良玉等；2016；贾小辉等，2017)。识别和研究与大洋俯冲作用有关，而形成于后造山环境的钾玄质火山岩，可为判别大洋俯冲作用和俯冲板片断离−后造山伸展造山带构造演化提供重要证据(Foley et al.，1992；Wyborn，1992；Pe−Piper et al.，2014；尼玛次仁等，2015；王金芳等，2020b，2021c)。内蒙古中部二连−贺根山缝合带作为华北板块与西伯利亚板块的重要缝合界线之一，广泛发育晚古生代SSZ型蛇绿岩−岛弧岩浆岩(陈斌等，2001；Miao et al.，2008；Xiao et al.，2009；Liu et al.，2013；刘锐等，2016；李钢柱等，2017；王树庆等，2018；王帅等，2021；程天赦等，2023)和中生代后造山型岩浆岩(图1)(张晓晖等，2006；石玉若等，2007；李可等，2012；程天赦等，2014；张学斌等，2015；袁建国等，2017)。然而，与晚古生代蛇绿岩−岛弧岩浆岩和中生代后造山A型花岗岩−流纹岩相对比，贺根山缝合带中生代钾玄质火山岩锆石U−Pb年代学、地球化学和构造环境的研究相对缺乏，特别是早侏罗世钾玄质火山岩尚未见有报道。而且，中亚造山带东段古亚洲洋“晚二叠世—早三叠世闭合”和“中三叠世—早白垩世后造山伸展”构造演化的认识(Sengor et al.，1993；Chen et al.，2000；Windley et al.，2007；李锦轶等，2007；邓晋福等，2015b；张晓飞等，2018；程杨等，2019；范玉须等，2019)，仍需要进一步的后造山伸展阶段岩浆活动证据的约束。因此，本文在1∶5万高力罕牧场三连等四幅区域地质矿产调查的基础上，选择内蒙古西乌旗梅劳特乌拉−迪彦庙蛇绿混杂岩带(俯冲增生杂岩)中新识别出的钾玄质火山岩进行锆石U−Pb年代学和地球化学研究，探讨其岩石属性、源区特征和形成构造环境，为中亚造山带东段二连−贺根山缝合带构造演化提供新的岩石学与年代学证据。
![]()
图 1 内蒙古希仁布敦钾玄质火山岩区域构造(a)与地质简图(b)Figure 1. Sketch tectonic map (a) and regional geological map (b) of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks in Inner Mongolia1. 区域地质背景和岩石学特征
内蒙古西乌旗希仁布敦地区钾玄质火山岩，位于二连−贺根山缝合带东段梅劳特乌拉−迪彦庙蛇绿混杂岩带(俯冲增生杂岩带)内(图1、图2–a) (李英杰等，2012，2015，2018，2023；王金芳等，2019；刘志斌等，2023)。研究区出露地层主要为中生界下侏罗统满克头鄂博组玄武粗安岩−粗安岩等钾玄质火山岩，少量流纹岩；南部可见上古生界下二叠统寿山沟组复理石浊积岩(俯冲增生杂岩) (图1–b、图2–a)。侵入岩主要为早二叠世钾长花岗岩和石英闪长岩。满克头鄂博组火山岩呈角度不整合覆盖在下二叠统寿山沟组复理石浊积岩和早二叠世钾长花岗岩−石英闪长岩体之上。该玄武粗安岩−粗安岩等钾玄质火山岩上覆于流纹岩之上，出露面积约26 km2，其堆积厚度约230 m。1∶20万罕乌拉幅区域地质调查将其归为上侏罗统上兴安岭组酸性火山岩（内蒙古自治区地质局区域地质测量队，1976），1∶25万西乌旗幅将其归为上侏罗统马尼吐组中性火山岩（沈阳地质矿产研究所，2005），缺少地球化学和年代学等资料。本文最新锆石U−Pb测定结果表明，该套以粗安岩为主的火山岩形成时代为早侏罗世，为下侏罗统满克头鄂博组火山岩。
![]()
图 2 希仁布敦钾玄质火山岩地质简图(a)和样品野外(b)、显微照片(c)b—粗安岩；c—斑状结构。Pl—斜长石Figure 2. Geological map (a), field photo (b) and micrograph (c) of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks希仁布敦地区火山岩以玄武粗安岩和粗安岩为主，少量流纹岩和粗安质−流纹质火山碎屑岩。玄武粗安岩−粗安岩深灰色，斑状结构，块状构造(图2)，局部可见气孔−杏仁构造。岩石由斑晶(10%~20%)和基质(80%~90%)组成。斑晶主要为斜长石，少量角闪石和黑云母，粒度1~5 mm。斜长石主要为中长石，呈半自形板状，可见绢云母化；角闪石呈半自形柱粒状，可见暗化边和绿泥石化；黑云母呈鳞片状，见铁质化。基质主要为斜长石、钾长石和玻璃质。
2. 锆石U−Pb测年
2.1 测试方法
本文锆石U−Pb测年样品采自西乌旗希仁布敦地区钾玄质火山岩中的粗安岩，样品编号为PT134，采样地理位置为北纬44°41′20″、东经118°17′30″(图2–a)。粗安岩年龄样品(PT134)锆石分选在河北省廊坊区域地质调查研究所完成。样品经粉碎、磁选和重选分选出纯度较高的锆石, 并在双目镜下挑选出无色透明、晶形好、无明显裂痕的测年锆石。在北京锆年领航科技有限公司完成样品制靶、透射光、反射光照片拍摄和锆石阴极发光(CL)图像分析 (图3–a)。锆石U−Pb年龄测定工作在中国地质调查局天津地质调查中心进行。利用193 nm激光器对锆石进行烧蚀，激光烧蚀的斑束直径为35 μm，剥蚀采样时间为45 s。测试数据的普通铅校正采用Anderson的方法(Andersen，2002)，锆石U−Pb同位素比值及元素含量运用4.4版本Glitter程序, 年龄加权平均计算使用3.0版本的ISOPLOT程序完成。
![]()
图 3 希仁布敦钾玄质火山岩锆石阴极发光图像(a)和锆石U−Pb年龄(b)Figure 3. Cathodoluminescent images (a) and U−Pb ages (b) of zircons from the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks2.2 测试结果
在阴极发光(CL)图像(图3–a)上，粗安岩样品的25颗锆石结构均一，呈自形—半自形短柱状，长宽比为1∶1∼2∶1，25颗锆石均具较为宽缓稀疏的生长环带，反映中性岩浆成因锆石特征(Claesson et al.，2000；Corfu et al.，2003)。粗安岩样品LA−ICP−MS 锆石U−Th−Pb测试结果见表1。25颗锆石测定的Th/U值为0.78~2.24, 平均值为1.73(表1)，与岩浆锆石的Th/U值大于0.4一致，为岩浆成因锆石特征。该样品25颗锆石测点的206 Pb/ 238 U 表面年龄集中于谐和线上及其附近，获得的206Pb/238U年龄加权平均值为176.3 ±0.8 Ma ( MSWD = 0.83)，代表了粗安岩的成岩年龄(表1；图3)，故将希仁布敦地区钾玄质火山岩的形成时代置于早侏罗世。
表 1 希仁布敦钾玄质火山岩(PT134)LA−ICP−MS 锆石U−Th−Pb测试结果Table 1. LA−ICP−MS U−Th−Pb dating results of zircons from the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks点号 元素含量/10−6 Th/U
同位素比值 表面年龄/Ma Pb U 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 206Pb/238U 1 85 2092 1.9399 0.0497 1.12 0.1897 1.42 0.0277 1.06 176 ±2 2 40 1009 1.7461 0.0482 2.08 0.1849 2.47 0.0278 0.95 177 ±2 3 67 1638 1.8170 0.0477 1.15 0.1856 1.44 0.0282 1.22 179 ±2 4 108 2909 1.5326 0.0483 1.08 0.1839 1.52 0.0276 1.06 176 ±2 5 44 1173 1.5199 0.0512 1.23 0.1958 1.45 0.0277 1.13 176 ±2 6 51 1336 1.5992 0.0542 1.14 0.2088 1.36 0.0280 1.06 178 ±2 7 80 2084 1.4926 0.0487 6.29 0.1880 5.63 0.0280 0.88 178 ±2 8 64 1597 1.9786 0.0496 1.02 0.1876 1.22 0.0274 1.18 174 ±2 9 40 997 1.5956 0.0513 2.60 0.2017 2.90 0.0285 1.00 181 ±2 10 82 2190 1.4508 0.0494 6.90 0.1891 3.86 0.0278 1.09 177 ±2 11 37 994 1.7245 0.0485 1.87 0.1814 1.72 0.0271 1.26 173 ±2 12 129 3189 1.8387 0.0514 1.66 0.1991 2.18 0.0281 1.02 179 ±2 13 58 1461 1.8778 0.0497 1.09 0.1915 1.37 0.0280 1.38 178 ±2 14 44 1070 1.9406 0.0507 1.63 0.1941 2.33 0.0277 1.29 176 ±2 15 56 1061 1.9523 0.0505 4.67 0.1900 5.11 0.0273 1.10 173 ±2 16 112 2176 1.9426 0.0539 9.40 0.2083 9.92 0.0280 0.85 178 ±2 17 75 2057 1.5861 0.0511 1.13 0.1960 1.12 0.0278 1.18 177 ±2 18 106 2653 2.1731 0.0508 1.19 0.1908 1.86 0.0273 0.97 173 ±2 19 4 140 0.7880 0.0498 5.57 0.1838 6.20 0.0268 1.02 170 ±2 20 45 1122 1.9914 0.0528 4.94 0.1997 6.59 0.0274 1.19 174 ±2 21 46 1221 1.8398 0.0521 1.34 0.1978 1.67 0.0275 1.14 175 ±2 22 78 2147 1.6415 0.0488 1.12 0.1861 1.14 0.0277 1.08 176 ±2 23 28 821 1.2241 0.0534 1.82 0.2030 1.85 0.0276 1.03 175 ±2 24 32 863 1.7207 0.0488 1.74 0.1871 1.81 0.0278 0.93 177 ±2 25 85 2082 2.2431 0.0480 1.46 0.1847 1.37 0.0279 0.92 177 ±2 注：实验测试在天津地质矿产研究所完成 3. 地球化学特征
在希仁布敦地区玄武粗安岩−粗安岩中，共采集了7件地球化学样品，全岩主量、微量和稀土元素化学分析在河北省廊坊区域地质调查研究所完成。7件样品按照常规方法首先在破碎机上进行粗碎，然后在玛瑙钵体和柱头研磨机上研磨至200目以下。主量元素分析采用X射线荧光光谱 (XRF)分析，检测下限为0.01%，分析误差优于5%。微量元素采用电感耦合等离子体质谱 (ICP−MS)测定，检测限优于5×10−9，相对标准偏差优于5%。希仁布敦地区玄武粗安岩−粗安岩的全岩主量、微量和稀土元素测试分析结果见表2。
表 2 希仁布敦钾玄质火山岩的主量、微量和稀土元素分析结果Table 2. Major, trace element and REE analyses of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks样品号
岩性PT131
玄武粗安岩PT132
玄武粗安岩PT133
玄武粗安岩PT134
粗安岩PT135
粗安岩PT136
粗安岩PT137
粗安岩SiO2 54.34 56.47 57.05 58.18 59.35 60.67 61.30 Al2O3 17.42 16.58 17.05 16.13 16.67 16.99 17.14 TiO2 1.16 0.98 1.01 0.97 0.97 0.93 0.91 Fe2O3 3.78 3.15 2.92 3.58 3.51 3.42 3.46 FeO 3.09 3.69 3.54 2.49 2.51 2.39 2.30 CaO 7.12 6.61 5.51 5.96 3.87 3.41 3.37 MgO 2.44 2.30 2.87 2.91 2.34 2.07 1.87 K2O 2.31 2.19 2.47 2.60 3.26 3.76 3.83 Na2O 3.52 3.09 3.07 3.66 3.64 3.33 3.36 MnO 0.12 0.09 0.16 0.10 0.08 0.09 0.09 P2O5 0.33 0.26 0.27 0.27 0.31 0.28 0.27 烧失量 4.17 4.42 3.84 2.95 3.05 2.47 1.96 总计 99.80 99.83 99.77 99.80 99.56 99.83 99.86 La 40.59 33.88 34.05 29.73 34.58 38.12 37.13 Ce 86.90 72.21 72.50 63.24 67.50 68.60 63.14 Pr 12.00 10.10 10.42 8.84 9.76 9.84 10.13 Nd 49.66 41.75 42.78 36.54 39.92 41.23 37.10 Sm 10.07 8.42 8.42 7.12 7.82 8.23 7.54 Eu 2.41 1.92 2.09 1.89 1.94 2.15 1.92 Gd 8.37 6.97 7.11 5.88 6.51 6.99 6.30 Tb 1.38 1.28 1.17 0.97 1.07 1.22 1.12 Dy 7.89 7.04 6.42 5.32 5.74 6.00 5.35 Ho 1.58 1.44 1.29 1.06 1.15 1.22 1.13 Er 4.93 4.50 3.77 3.34 3.47 3.21 3.63 Tm 0.76 0.68 0.56 0.50 0.52 0.63 0.50 Yb 5.24 4.84 3.67 3.28 3.36 3.59 3.34 Lu 1.23 1.12 0.81 0.82 0.87 0.67 0.77 ΣREE 233.03 196.15 195.05 168.53 184.21 191.70 179.09 Y 33.18 30.95 26.75 22.34 24.19 24.81 24.33 Cr 37.07 53.17 66.62 81.70 47.39 52.14 48.57 Co 20.40 18.64 21.20 19.50 16.18 17.43 16.52 Ni 13.11 15.00 19.41 18.90 15.14 16.12 15.42 Rb 57.94 51.57 51.27 53.52 51.83 41.60 40.26 Sr 822.12 570.73 756.13 675.40 696.21 711.30 629.96 Zr 259.00 252.00 227.60 228.80 265.80 249.60 254.90 Nb 11.75 10.42 10.36 10.94 11.84 11.45 11.73 Cs 4.21 12.64 6.16 1.93 8.55 11.43 9.16 Ba 426.10 483.60 859.80 631.50 566.18 489.40 432.05 Hf 6.82 7.28 6.25 6.06 7.14 6.81 6.98 Ta 0.85 0.80 0.79 0.85 0.88 0.83 0.85 Pb 26.47 32.32 16.49 13.51 37.31 42.22 46.57 Th 15.90 14.64 9.99 8.71 12.61 11.19 13.26 U 3.05 3.22 2.74 2.76 2.23 2.73 2.45 注：主量元素含量单位为%，稀土、微量元素含量单位为10−6 3.1 主量元素
希仁布敦地区玄武粗安岩−粗安岩的SiO2含量为54.34%~61.30%，平均58.19%；岩石相对富碱，Na2O+K2O为5.28%~7.19%，平均6.30%；Al2O3含量明显较高，为16.13%~17.42%，平均16.85%；相对富钾，K2O/Na2O值为0.66~1.14, 平均0.86；TiO2 含量明显较低，为0.91%~1.16%，平均0.99%；Fe2O3/FeO值较高，为0.82~1.50，平均1.24%；MgO含量较低, 为1.87%~2.91%，平均2.40%。A/CNK值为0.85~1.07，A/NK值为1.73~2.39，属于准铝质−弱过铝质岩石。
在火山岩TAS分类命名图解(图4–a)中，7个样品点均落入亚碱性系列的玄武粗安岩−粗安岩范围。在Na2O−K2O图解(图4–b)中，7个样品点均落在钾玄质区域。在岩浆系列硅碱(SiO2−K2O)判别图解(图5)中，5个样品点落在高钾钙碱性系列，2个样品点落于钾玄岩系列，表明该区玄武粗安岩−粗安岩可能为钾玄质岩石。
![]()
Figure 4. Total alkalis vs. silica(TAS) (a) and Na2O–K2O (b) diagrams of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks![]()
图 5 希仁布敦钾玄质火山岩SiO2−K2O分类图解(底图据Peccerillo et al., 1976)Figure 5. SiO2−K2O classification diagram of the shoshonitic volcanic rocks3.2 稀土元素
该区玄武粗安岩−粗安岩的稀土元素总量为168.53×10−6~233.03×10−6(表2)。 (La/Yb)N值为4.72~7.49，平均6.27，轻、重稀土元素分馏明显。在稀土元素球粒陨石标准化配分图(图6)上 ，7个样品具有近于一致的轻稀土元素富集的右倾分布模式(图6；表2)，可能较好地反映了同源岩浆演化特征。δEu值为0.75~0.87，平均0.81，呈现出微弱的Eu负异常。
![]()
图 6 希仁布敦钾玄质火山岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式(标准化值据Boynton, 1984)Figure 6. Chondrite−normalized REE distribution patterns of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks3.3 微量元素
该区玄武粗安岩−粗安岩明显富集Th、U、Sr等大离子亲石元素，亏损 Nb、Ta、Ti、P等高场强元素(表2；图7)。其中，Th含量为8.71×10−6~15.90×10−6，U含量为2.23×10−6~3.22×10−6，Sr含量为570.73×10−6~822.12×10−6，Nb含量为10.36×10−6~11.84×10−6，Ta含量为0.79×10−6~0.88×10−6。在原始地幔标准化微量元素蛛网图(图7)上，7个样品总体具有近于一致的微量元素右倾式分布曲线，明显的Nb、Ta、P、Ti 负异常和Th、U正异常。该区玄武粗安岩−粗安岩具有明显较高的Th/Yb (2.66~3.97)和Ta/Yb (0.16~0.26)值，在Ta/Yb−Th/Yb图解(图8)中, 7个样品点均投影在钾玄质系列范围，与主量元素Na2O−K2O和SiO2−K2O判别结果吻合, 表明该区玄武粗安岩−粗安岩为钾玄质岩石。
![]()
图 7 希仁布敦钾玄质火山岩微量元素原始地幔标准化蛛网图(标准化值据Sun et al., 1989)Figure 7. Primitive mantle−normalized trace element spider diagram of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks![]()
图 8 希仁布敦钾玄质火山岩Ta/Yb−Th/Yb图解(底图据Mueller et al., 1992)Figure 8. Ta/Yb−Th/Yb diagram for the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks4. 讨 论
4.1. 岩石属性与源区特征
希仁布敦玄武粗安岩−粗安岩相对富碱(Na2O+K2O=5.28%~7.19%，>5%)、高Al2O3 (16.13%~17.42%)、高K2O/Na2O值(0.66~1.14，>0.5)、高Fe2O3/FeO值(0.82~1.50，>0.5)、低TiO2 (0.91%~1.16%，<1.3%)，富集Th、U等大离子亲石元素和轻稀土元素, 亏损 Nb、Ta、 Ti等高场强元素。这些地球化学特征与典型钾玄岩系列岩石特征一致(Foley et al.，1992；Wyborn，1992；邱检生等，2002，2003，2013；Williams et al.，2004；张祥信等，2016；贾小辉等，2017)。因此，根据岩石地球化学特征，参考Na2O−K2O图解(图4–b)、Ta/Yb−Th/Yb图解(图8)、SiO2−K2O图解(图5)、稀土元素配分图(图6)和微量元素蛛网图(图7)，希仁布敦地区玄武粗安岩−粗安岩属于钾玄质岩石(Turner et al.，1996；章邦桐等，2011；邓晋福等，2015a；Jahangiri et al.，2016)。
造山带环境下的钾玄质岩主要起源于与俯冲作用有关的俯冲板片析出流体交代的上覆地幔楔橄榄岩。在Ce/Yb−Cs/Rb 和 Ce/Yb−Pb/Ce地幔流体交代作用判别图解(图9–a，b)上, 希仁布敦地区钾玄质火山岩7个样品的Cs/Rb和Pb/Ce值变化趋势与地幔流体交代作用趋向线一致，表明大洋俯冲作用释放流体交代作用参与钾玄质火山岩的形成过程(Sun et al., 2001；邱检生等，2003，2013；章邦桐等，2011)。在(La/Sm)N−(Ba/La)N图解(图9–c)上，该区钾玄质火山岩7个样品均位于深海沉积物区域内，进一步揭示俯冲洋壳+俯冲深海沉积物组分进入上覆地幔楔参与成岩作用(Othman et al.，1989；邱检生等，2003，2013；Conticelli et al.，2015)。该区钾玄质火山岩Th/Ta(10.31~18.79)、Th/Nb(0.80~1.40)、Ba/Nb(36.26~82.99)和Ce/Nb(5.38~7.40)值明显较高，反映岩浆源区为大洋俯冲作用释放流体交代而富集的地幔源区(Pearce et al.，1995；Elliott et al.，1997)。而且，该区钾玄质火山岩稀土元素和高场强元素含量相对较低，K/Rb 值(331~789，﹤1100)和Ba/Rb值(0.52~1.14，﹤20)明显较低，揭示该区富集地幔源区主要富钾含水矿物为金云母而非角闪石，表明该区钾玄质火山岩可能源于含金云母的富集地幔，含金云母的富集地幔部分熔融产生了该区钾玄质岩浆(Sun et al.，1989；Massonne 1992；Furman et al.，1999；Ebert et al.，2004；Chakrabarti et al.，2009)。
![]()
图 9 希仁布敦钾玄质火山岩Ce/Yb−Cs/Rb(a)、Ce/Yb−Pb/Ce(b)和 (La/Sm)N−(Ba/La)N(c)图解(a, b底图据 Sun et al. , 2001; c底图据 Othman et al., 1989)N−MORB―N型洋脊玄武岩；OIB―洋岛玄武岩；VS―火山碎屑沉积物；BS―全部沉积物；B—海洋沉积物平均值；PM—原始地幔；A—太平洋高Ba/La值生物沉积物Figure 9. Cs/Rb−Ce/Yb (a), Ce/Yb−Pb/Ce (b) and (La/Sm)N−(Ba/La)N (c) diagrams of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks综上所述，希仁布敦地区钾玄质火山岩岩浆源区应为古亚洲洋俯冲板片脱水释放流体交代上覆地幔楔而形成的富集地幔。该区钾玄质岩浆的形成过程可能为古亚洲洋俯冲−碰撞缝合期间俯冲洋壳+俯冲深积物析出流体交代上覆地幔楔，形成含金云母的二辉橄榄岩−富集地幔，随后的俯冲板片断离−后造山伸展触发富集地幔部分熔融，产生钾玄质岩浆。
4.2 构造环境
造山带环境的钾玄质岩主要形成于与大洋俯冲作用有关的初始洋弧、晚期洋弧、大陆弧和后造山等构造环境(Morrison，1980；Mueller et al.，1992；Aftabi et al.，2000；邱检生等，2002，2003，2013；Pe−Piper et al.，2014；贾小辉等，2017)。在TiO2/Al2O3−Zr/Al2O3构造环境判别图解(图10–a)上, 希仁布敦钾玄质火山岩7个样品均落在大陆弧−后造山钾玄质岩范围内；而在大陆弧和后造山钾玄质岩3Zr−50Nb−Ce/P2O5三角形构造环境判别图解(图10–b)中, 7个样品均落在后造山钾玄质岩范围，表明其形成于后造山构造环境。
![]()
图 10 希仁布敦钾玄质火山岩TiO2/Al2O3−Zr/Al2O3(a)和3Zr−50Nb−Ce/P2O5(b)判别图解(底图据 Mueller et al., 1992)Figure 10. TiO2/Al2O3−Zr/Al2O3(a) and 3Zr−50Nb−Ce/P2O5 (b)discrimnation diagrams of the Xirenbudun shoshonitic volcanic rocks希仁布敦地区钾玄质火山岩的后造山构造环境，与中亚造山带东段古亚洲洋晚二叠世—早三叠世俯冲−碰撞闭合和中三叠世—早白垩世俯冲板片断离−后造山伸展构造演化一致 (Xiao et al.，2003，2015; 李锦轶等，2007；Jian et al.，2012；Liu et al.，2013；杨宾等，2018；张庆奎等，2018；王金芳等，2020a，2021a，2021b；董培培等，2021；孙巍等，2023)。这种与古亚洲洋俯冲作用有关而形成于后造山伸展环境的钾玄质火山岩，与二连−贺根山缝合带广泛发育晚古生代SSZ型蛇绿岩−岛弧岩浆岩和中生代后造山型岩浆岩吻合(Windley et al.，2007；刘建峰等，2009，2022；Wang et al.，2017，2020；Li et al.，2018，2020；李锦轶等，2019a，2019b；董培培等，2021)。而且，希仁布敦钾玄质火山岩的后造山构造环境可以与中亚造山带东段和其他不同地质时期造山带钾玄岩系列岩石和A2型花岗岩的俯冲板片断离−后造山伸展构造环境相类比(Morrison，1980；Mueller et al., 1992；Miller et al., 1999；邱检生等，2002，2003；李红英等，2015；尼玛次仁等，2015；杨华本等，2016；王金芳等，2020b，2021c，2024；孙巍等，2023)。因此，贺根山缝合带梅劳特乌拉−迪彦庙蛇绿混杂岩带中希仁布敦后造山钾玄质火山岩的出现，可能提供了中亚造山带东段晚古生代末古亚洲洋俯冲作用和中生代早期古亚洲洋俯冲板片断离−后造山伸展构造演化新佐证。
5. 结 论
(1)希仁布敦地区钾玄质火山岩岩性为玄武粗安岩和粗安岩，岩石富碱Na2O+K2O、高Al2O3、高K2O/Na2O和Fe2O3/FeO值、低TiO2，富集Th、U、Sr等大离子亲石元素和轻稀土元素, 亏损 Nb、Ta、Ti等高场强元素，属于钾玄质岩。
(2)希仁布敦钾玄质火山岩的粗安岩LA−ICP−MS锆石U−Pb年龄为176.3 ±0.8 Ma，提供了贺根山缝合带早侏罗世钾玄质岩浆作用的证据。
(3)希仁布敦钾玄质火山岩与晚古生代末古亚洲洋俯冲作用有关，形成于中生代早期的古亚洲洋俯冲板片后撤−断离−后造山伸展环境，为后造山钾玄质岩提供了晚古生代末古亚洲洋俯冲作用和中生代早期大洋俯冲板片后撤−断离−后造山伸展构造演化新佐证。
-
![]()
图 1 几内亚及周边地区地质简图(据参考文献[4]修改)
Figure 1. Simplified geological map of Guinea and adjacent areas
![]()
![]()
图 3 几内亚近年铝土矿产量和出口量①
Figure 3. Production and exportation of bauxite from Guinea in recent years
![]()
图 4 几内亚2020年各公司铝土矿产量占比①
Figure 4. Proportion of bauxite production of companies in Guinea
![]()
图 5 巴拉亚矿床区域地质简图(插图为剖面AB)(据参考文献[25]修改)
Figure 5. Simplified geological map of the Balaya deposit (with an attached profile AB)
![]()
图 6 巴拉亚矿床露头野外照片(据参考文献[25]修改)
a—露头剖面；b—高岭土化泥岩；c—豆状铝土矿石；d—堆积型铝土矿石
Figure 6. Outcrop of the Balaya deposit
![]()
表 1 几内亚优势金属矿产主要项目开发情况①②③[22-23]
Table 1 Development overview of predominant mineral resource projects in Guinea
矿种 矿区名称 权益归属 储量(资源量)/108 t 平均品位 发展阶段 2020年产量/104 t 铝土矿 桑加雷迪 CBG公司，由几内亚政府(49%)、力拓集团(23%)、美铝(14%)、澳大利亚氧化铝公司(9%)联合控股 74 46.5% 生产中 1650 博法 中铝(85%)、几内亚政府(15%) 18 39.1% 生产中 699 甸-甸 俄罗斯铝业(90%)、几内亚政府(10%) 6.9 — 生产中 307 瑞迪亚 俄罗斯铝业(100%) 3.2 — 生产中 140 贝拉 英国Alufer公司 1.5 44.4% 生产中 665 金迪亚 俄罗斯铝业(100%) 0.7 — 生产中 290 博凯 赢联盟(85%)、几内亚政府(15%) 6.2 ＞50% 生产中 3273 GAC 几内亚铝业公司(100%)(为必和必拓、全球氧化铝国际有限公司和阿联酋迪拜铝业公司三方控股公司) 5.3 37.7% 生产中 1007 勒鲁玛 澳大利亚Lindian资源(75%)、私人公司(25%) 9.0 45% 基础设施建设 高瓦 澳大利亚Lindian资源(75%)、几内亚铝土矿PTY公司(25%) 1.0 49.8% 勘查-可研 伯恩阿密 印度奋进矿业公司 1.9 基础设施建设 乌拉 澳大利亚Lindian资源(75%)、法国Entreprise Generale(25%) 0.6 38.7% 可研 铁矿 西芒杜1 & 2区块 赢联盟(85%)、几内亚政府(15%) ＞36 65% 基础设施建设 西芒杜3 & 4区块 力拓(45.1%)、中铝(39.9%)、几内亚政府(15%) 28 65.5% 基础设施建设 宁巴1 美国高能勘探公司(100%) 9.35 63.1% 勘查 宁巴2 英国联合成长集团(100%) 2.05 57.8% 可研 卡里亚 — 57 30.4% 已完成可研 佐高塔 英国尼龙金属公司(100%) — — 基础设施建设 金矿 高隆 南非盎格鲁阿善提公司 205.3 t — 生产中 7.2 t 勒法 英国Nord Gold公司 104.3 t — 生产中 5 t 
下载: 导出CSV
-
吴清和. 几内亚[M]. 北京: 社会科学文献出版社, 2015. 王祝堂. 世界铝企业逐鹿几内亚撸起袖子开采铝土矿[J]. 轻金属, 2019, 11: 1-6. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QJSS201911002.htm 张海坤, 胡鹏, 姜军胜, 等. 铝土矿分布特点、主要类型与勘查开发现状[J]. 中国地质, 2021, 48(1) : 68-81. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI202101006.htm Barth M G, Rudnick R L, Carlson R W, et al. Re-Os and U-Pb geochronological constraints on the eclogite-tonalite connection in the Archean Man Shield, West Africa[J]. Precambrian Research, 2002, 118: 267-283. doi: 10.1016/S0301-9268(02)00111-0
Thiéblemont D, Delor C, Cocherie A, et al. A 3.5 Ga granite-gneiss basement in Guinea: further evidence for early Archean accretion within the West African Craton[J]. Precambrian Research, 2001, 108: 179-194. doi: 10.1016/S0301-9268(00)00160-1
Thiéblemont D, Goujou J C, Egal E, et al. Archean evolution of the Leo Rise and its Eburnean reworking[J]. Journal of African Earth Sciences, 2004, 39: 97-104. doi: 10.1016/j.jafrearsci.2004.07.059
Cahen L, Snelling N J, Delhal J, et al. The Geochronology and Evolution of Africa[M]. Oxford: Clarendon Press, 1984.
Kouamélan A N, Delor C, Peucat J J. Geochronological evidence for reworking or Archean terrains during the Early Proterozoic (2.1 Ga) in the western Côte d'Ivoire (Man-Rise-West African Craton)[J]. Precambrian Research, 1997, 86: 177-199. doi: 10.1016/S0301-9268(97)00043-0
Hirdes W, Davis D W, Eisenlohr B N. Reassessment of Proterozoic granitoid ages in Ghana on the basis of U/Pb zircon and monazite dating[J]. Precambrian Research, 1992, 56(1/2) : 89-96. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000036198646310_ee28.html
Ledru P, Pons J, Milesi J P, et al. Transcurrent tectonics and polycyclic evolution in the lower proterozoic of Senegal-Mali[J]. Precambrian Research, 1991, 50(3/4) : 337-354. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000036189315510_a393.html
Taylor P N, Moorbath S, Leube A, et al. Early Proterozoic crustal evolution in the Birimian of Ghana: constraints from geochronology and isotope geochemistry[J]. Precambrian Research, 1992, 56: 97-111. doi: 10.1016/0301-9268(92)90086-4
Hirdes W, Davis D. U-Pb geochronology of paleoproterozoic rocks in the southern part of the Kedougou-Kenieba Inlier, Senegal, West Africa: evidence for diachronous accretionary development of the Eburnean province[J]. Precambrian Research, 2002, 118: 83-99. doi: 10.1016/S0301-9268(02)00080-3
Milési J P, Ledru P, Feybesse J L, et al. Early Proterozoic ore deposits and tectonics ofthe Birimian orogenic belt, West Africa[J]. Precambrian Research, 1992, 58: 305-344. doi: 10.1016/0301-9268(92)90123-6
Feybesse J L, Milési J P. The Archean/Proterozoic contact zone in West Africa: a mountain belt of décollement thrusting and folding on a continental margin related to 2.1 Ga convergence of Archean cratons?[J]. Precambrian Research, 1994, 69: 199-227. doi: 10.1016/0301-9268(94)90087-6
Lompo M. Paleoproterozoic structural evolution of the Man-Leo shield (West Africa) : Key structures for vertical and transcurrent tectonics[J]. Journal of African Earth Sciences, 2010, 58: 19-36. doi: 10.1016/j.jafrearsci.2010.01.005
Kouamelan A N, Delor C, Peucat J J. Geochronological evidence for reworking of Archaean terrains during the early Proterozoic (2.1 Ga) in the western Côte d'Ivoire (Man Rise-West African Craton)[J]. Precambrian Research, 1997, 86: 177-199. doi: 10.1016/S0301-9268(97)00043-0
Egal E, Thieblemont D, Lahondere D, et al. Late Eburnean granitization and tectonics along the western and northwestern margin of the Archean Kenema-Man domain (Guinea, West African Craton)[J]. Precambrian Research, 2002, 117: 57-84. doi: 10.1016/S0301-9268(02)00060-8
Cohen H A, Gibbs A K. Is the equatorial Atlantic discordant[J]. Precambrian Research, 1988, 42: 353-369. http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ShoppingCartURL&_method=add&_eid=1-s2.0-0301926889900193&originContentFamily=serial&_origin=article&_ts=1468319673&md5=fe4981d8bc1de08a6d68bff40ef678cc
Steyn J G. Structural geology and controls of gold mineralizationin the Siguiri Mine, Guinea, West Africa[D]. University of Stellenbosch, 2012.
Dallmeyer R D, Caen-Vachette M, Villeneuve M. Emplacement age of post tectonic granites in southern Guinea (West Africa) and the peninsular Florida subsurface: implications fororigin of southern Appalachians exotic terranes[J]. Geological Society of America Bulletin, 1987, 99: 87-93. doi: 10.1130/0016-7606(1987)99<87:EAOPGI>2.0.CO;2
Villeneuve M, Bellon H, Corsini M, et al. New investigations in southwestern Guinea: consequences for the Rokelide belt (West Africa)[J]. International Journal of Earth Sciences, 2015, 104(5) : 1267-1275. doi: 10.1007/s00531-014-1138-y
任军平, 胡鹏, 王杰, 等. 非洲矿业发展概况[J]. 地质学报, 2021, 95(4) : 945-961. doi: 10.3969/j.issn.0001-5717.2021.04.002 华磊, 陈其慎, 邢佳韵, 等. 几内亚矿业开发形势及投资前景[J]. 中国矿业, 2017, 26(11) : 103-107. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKA201711019.htm 元春华, 刘大文, 连长云, 等. 几内亚地质矿产与矿业开发[M]. 北京: 地质出版社, 2017. Sidibe M, Yalcin M G. Petrography, mineralogy, geochemistry and genesis of the Balaya bauxite deposits in Kindia region, Maritime Guinea, West Africa[J]. Journal of African Earth Sciences, 2019, 149: 348-366. doi: 10.1016/j.jafrearsci.2018.08.017
Wright J B. Geology and Mineral Resources of West Africa[M]. London: George Allen & Unwin, 1985.
Herrington R J, Rarris C J, et al. Genesis of the Pic de Fon Iron Oxide Deposit, Simandou range, Republic of Guinea, West Africa[J]. Economic Geology, 2008, 15: 339-360.
Morris R C. A textural and mineralogical study of the relationship of iron ore to banded iron-formation in the Hamersley iron province of Western Australia[J]. Economic Geology, 1980, 75: 184-209. doi: 10.2113/gsecongeo.75.2.184
Lebrun E, Miller J, Thébaud N, et al. Structural controls on an orogenic gold system: the world-class Siguiri gold district, Siguiri Basin, Guinea, West Africa[J]. Economic Geology, 2017, 112: 73-98. doi: 10.2113/econgeo.112.1.73
Lebrun E, Thébaud N, Miller J, et al. Geochronology and lithostratigraphy of the Siguiri district: implications for gold mineralisation in the Siguiri Basin (Guinea, West Africa)[J]. Precambrian Research, 2016, 274: 136-16. doi: 10.1016/j.precamres.2015.10.011
Gregory J R. Lateritization and bauxitization Events[J]. Economic Geology, 2010, 105: 655-667. doi: 10.2113/gsecongeo.105.3.655
Bogatyrev B A, Zhukov V V, Tsekhovsky Y G. Formation conditions and regularities of the distribution of large and superlarge bauxite deposits[J]. Lithology and Mineral Resources, 2009, 44: 135-151. doi: 10.1134/S0024490209020035
Zhang R L, Gong E P, Wang G K, et al. Mineralization Patterns and Conditions of Lateritic Gibbsite Bauxite in Guinea[J]. Advances in Geoscience, 2018, 1: 38-48. http://www.cqvip.com/QK/76333X/20181/7002701851.html
朱学忠, 李彬, 闫绍波. 红土型铝土矿赋矿岩系特征探讨[J]. 西部探矿工程, 2015, 4: 103-105. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBTK201504033.htm Retallack G J. Lateritization and Bauxitization Events[J]. Economic Geology, 2010, 105(3) : 655-667. doi: 10.2113/gsecongeo.105.3.655
郑辉, 葛志超, 秦术凯, 等. 加纳阿瓦索红土型铝土矿床地球化学特征及成矿作用研究[J]. 地质找矿论丛, 2017, 32(2) : 334-339. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZZK201702023.htm 李启津. 铝土矿成矿理论研究进展及三水型铝土矿找矿方向[J]. 轻金属, 1989, 7: 1-3. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QJSS198907000.htm 孙朋飞, 江思宏, 薛春纪, 等. 西澳Darling Range地区铝土矿特征及成矿控制因素[J]. 地质论评, 2016, 62(1) : 171-186. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP201601022.htm 凌坤跃, 朱笑青, 王中刚, 等. 中国南方红土型铝土矿的找矿远景与战略选择[J]. 轻金属, 2013, 4: 7-12. doi: 10.3969/j.issn.1002-1752.2013.04.002 Hagemann S G, Angerer T, Duuring P, et al. BIF-hosted iron mineral system: a review[J]. Ore Geology Reviews, 2016, 76: 317-359. doi: 10.1016/j.oregeorev.2015.11.004
Johnston L A. Steel pipe dreams: A China-Guinea and China-Africa lens on prospects for Simandou's iron ore[J]. The Extractive Industries and Society, 2017, 4(2) : 278-289. doi: 10.1016/j.exis.2016.08.004
Berge J W. Geology, Geochemistry and origin of the Nimba itabirite and associated rocks, Nimba County, Liberia[J]. Economic Geology, 1974, 69: 80-92. doi: 10.2113/gsecongeo.69.1.80
Gunn A G, Dorbor J K, Mankelow J M, et al. A review of the mineral potential of Liberia[J]. Ore Geology Reviews, 2018, 101: 413-431. doi: 10.1016/j.oregeorev.2018.07.021
Markwitz V, Hein K A, Miller J. Compilation of West African mineral deposits: Spatial distribution and mineral endowment[J]. Precambrian Research, 2016, 274: 61-81. doi: 10.1016/j.precamres.2015.05.028
杨崇科, 卢欣祥, 杨延伟, 等. 河南新蔡BIF铁矿床地球化学特征及矿床成因[J/OL]. 地质通报, 2020. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.4648.P.20200514.1501.002.html. Hagemann S, Rosière C A, Gutzmer J, et al. Banded Iron Formation-Related High-Grade Iron Ore[M]. Littleton: Society of Economic Geologists, 2008.
孙宏伟, 王杰, 任军平, 等. 中非加丹加-赞比亚多金属成矿带成矿演化及找矿潜力分析[J]. 地质科技情报, 2019, 38(1) : 121-131. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ201901013.htm 江思宏, 张莉莉, 刘翼飞, 等. 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. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKJ202004001.htm Goldfarb R J, André-Mayer A S, Jowitt S M, et al. West Africa: The World's premier Paleoproterozoic gold province[J]. Economic Geology, 2017, 112(1) : 123-143. doi: 10.2113/econgeo.112.1.123
李强峰, 丛培章, 聂凤军, 等. 芬兰北部金矿床产出环境、地质特征和成矿作用[J]. 地质通报, 2015, 34(6) : 1133-1145. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2015.06.013 几内亚矿业和地质部. 矿业数据年报. 2020. 力拓集团. 年度战略报告. 2020. 盎格鲁阿善提公司. 年度运营报告. 2020.
计量
- 文章访问数: 5195
- HTML全文浏览量: 540
- PDF下载量: 2029
