西澳大利亚州矿产资源和勘查投资现状

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收藏文章 赞一个 已赞 2016-06-15 矿业澳洲


随着我国矿产资源对外依存度的不断提高,国内越来越多的地勘单位选择到国外进行矿产勘查投资活动。西澳大利亚州因其丰富的矿产资源和稳定的政治环境成为矿产勘查投资项目最多的地区。但很多项目在实施过程中都碰到了一些问题,取得成功的项目非常少。其原因固然有矿产勘查投资的自然风险,但缺少对西澳州地质矿产的认识及矿产勘查投资经验是造成项目运作失败的主要原因。


地质矿产概况


【地理概况】西澳州位于澳洲大陆西部,濒临印度洋。面积约252万km2,是澳大利亚最大的一个州,占澳洲总面积的1/3。该州地广人稀,多沙漠和盐湖,部分低高原,海拔300~400m,自然地理仍保留原始状态。人口200万人,多集中在首府珀斯市,交通主要有沿海1号公路、西部95号公路及中部94号公路,离开主干线交通不便。


【地质概况】西澳州分布有澳大利亚大陆最古老的克拉通,有世界上最漫长的地质演化史,其地质作用大体分为太古宙克拉通形成、元古宙盆地沉积和造山作用、显生宙盆地沉积等几个阶段。大陆壳主体由太古宙、元古宙片麻岩和花岗岩组成,显生宙的沉积岩盖层覆盖其上。地质单元包括伊尔岗(Yilgarn)、皮尔巴拉(Pilbara)两个太古宙克拉通,卡普里康(Capricorn)、霍斯克里克(Halls Creek)、帕特森(Paterson)、奥尔巴尼(Albany)、彼加拉(Pinjarra)、阿润塔(Arunta)等六个元古宙造山带,以及金伯利(Kimberley)、奥菲瑟(Officer)、坎宁(Canning)、尤可拉(Eucla)四个沉积盆地。




图1西澳大利亚州构造单元及矿产分布简图


【太古宙克拉通】


【皮尔巴拉克拉通】皮尔巴拉克拉通(Ⅰ1)由两个次级构造单元组成,即北部的皮尔巴拉地块(Ⅰ11)和南部的哈默斯利(Hamersly)盆地(Ⅰ21)。皮尔巴拉地块面积6万km2,绿岩带环绕花岗穹窿分布,最古老绿岩年龄为35×108a。绿岩下部层序以拉斑玄武岩及高镁玄武岩为主,有长英质火山岩及火山碎屑岩夹层;上部以厚层碎屑沉积岩为主,夹玄武岩和含铁建造。哈默斯利盆地面积超过15万km2,发育海相火山沉积建造,覆盖于皮尔巴拉花岗绿岩地体之上。下部地层福泰斯丘(Fortescue)群,岩性组合为镁铁质凝灰岩、火山碎屑岩夹玄武岩,形成年龄28×108~26×108a,上部地层哈默斯利群,由碎屑沉积岩、白云岩和巨厚的条带状含铁建造(BIF)组成,被长英质火山岩覆盖,形成年龄26×108~18×108a。


【伊尔岗克拉通】伊尔岗克拉通面积65万km2,是西澳洲面积最大、最完整的太古代地质体,形成于31×108~26×108a,由古陆核不断增生形成,由西向东年龄由老变新,根据相同的构造体系分带和共生的岩石组合划分为三个次级构造单元,即西南片麻岩(Western Gneiss Terrane)地块(Ⅰ12)、穆奇森(Murchison)绿岩地块(Ⅰ22)、东戈德霏尔德(Eastern Goldfields)花岗绿岩地块(Ⅰ32)。


西南片麻岩地块以发育最古老的片麻岩和变质变形程度最深的花岗岩岩基为特征,正负片麻岩紧密共生,变质程度由角闪岩相到麻粒岩相,主要构造方向从南向北由北西向到近南北向以至到北东向。以莫拉(Moorra)-坦姆拜鲁普(Tambellup)断裂为界,以西以花岗岩岩基为主,以东以麻粒岩地层为主,岩石组合为混合片麻岩、紫苏花岗岩及镁铁岩、超镁铁岩,见有条带状含铁建造(BIF)以及变质的长英质火山岩及碎屑岩等。片麻岩具有伊尔高地块上已知最古老的同位素年龄,为31×108~28×108a,侵入到片麻岩地层中的花岗岩同位素年龄为27×108~26×108a。


穆奇森绿岩地块位于伊尔高克拉通的西北,以发育南北向和北东向绿岩带为特征。第一岩组为镁铁质火山岩,岩石主要由枕状和多孔状玄武岩,条带状燧石,带状含铁构造(BIF)和蛇纹石化橄榄岩、透闪片岩和变辉长岩组成。第二岩组为长英质火山-沉积岩石,由流纹岩、英安岩和凝灰岩、集块岩及相伴的粉砂岩、多源砾岩组成。花岗岩分布面积小,侵入于火山岩地层,花岗岩的平均年龄为26×108a。


东戈德菲尔德花岗绿岩地块约占伊尔岗克拉通一半以上的面积,以发育近南北走向绿岩带和大面积分布的花岗岩体为特征。可进一步细分为西部的南克劳斯(Southern Cross)绿岩带和诺斯曼(Norseman)-维鲁那(Wiluna)绿岩带,两条绿岩带被后期大面积分布的深成花岗岩侵入,侵入岩石主要有石英闪长岩、二长岩、花岗闪长岩和条带状混合岩。南克劳斯绿岩带由两个岩组组成,第一岩组是由拉斑玄武岩、科马提质玄武岩及条带状含铁建造(BIF)构成的镁铁质岩组;第二岩组为沉积岩组,由千枚岩、片岩等构成。诺斯曼-维鲁那绿岩带总体呈南北向,组内部的构造则以北北西向为主,它与其它绿岩带的区别是缺少条带状含铁建造,其地层划分为三个岩组,分别为镁铁和超镁铁火山岩组、长英质火山岩和火山碎屑岩岩组及砂岩-砾岩组。


【元古宙造山带】围绕太古宙克拉通分布有6个元古宙造山带,年龄在20×108~11×108a。每个造山带都包括盆地和杂岩体,以卡普里康造山带(Ⅱ1)和霍斯克里克造山带(Ⅱ2)研究程度较高。


卡普里康造山带连接了伊尔岗和皮尔巴拉两个克拉通,形成于20×108~16×108a,它包括了高级变质相岩石和富花岗质侵入岩组成的加斯科因(Gascoyne)杂岩体、阿什伯顿(Ashburnton)和纳贝鲁(Nabberu)火山沉积盆地。造山带大部分面积被形成于16×108~10×108a的班格麦尔(Bangemall)盆地的碎屑岩覆盖。


霍斯克里克造山带位于西澳州最北端,总体呈“V”字形条带状连续出露。包括了琥珀(Hooper)、来布(Lamboo)杂岩体及金伯利(Kimberley)盆地的一部分。杂岩体主要岩性为沿构造线方向定向分布的变质沉积岩(绿片岩相)、侵入岩及火山岩。


其它造山带还有呈北西-南东向从西澳洲中部贯穿的帕特森造山带、产出于伊尔岗克拉通东南部边缘北东向的奥尔巴尼造山带、伊尔岗克拉通西部达林(Prliy)断裂西侧彼加拉造山带、以及西澳洲中东部规模较小的阿润塔造山带。


【盆地】西澳州盆地形成时代从早元古代至全新世都有发育,金伯利盆地形成于前寒武纪,而奥弗塞盆地形成开始于前寒武纪,并持续到显生宙,坎宁、尤可拉盆地形成时间全在显生宙。


【金伯利盆地】金伯利盆地总面积16万km2,南部边缘为霍尔斯克里克造山带。该盆地主要为早元古代的斯比瓦(Speewah)群,与其上覆金伯利群地层呈不整合接触,哈特(Hart)辉绿岩岩床侵出于斯比瓦群和金伯利群地层中,上部地层为克劳斯特(Crowhurst)群及考劳姆波(Colombo)砂岩组覆盖,这些地层被统称为金伯利盆地序列。


【奥菲瑟盆地】该盆地总面约为33万km2,主要由沙漠组成。盆地下部包括7000m厚的元古代沉积地层,其上覆盖有厚度约1000m的古生代、中生代和新生代地层。仅在盆地边缘地区出露二叠纪地层。


【坎宁盆地】坎宁盆地是西澳州最大的盆地,地层年代从奥陶纪直到全新世,盆地包括两个北西向的沉降中心,沉降中心上沉积岩厚度达10km,介于两者中间的布鲁姆(Broome)台地上有2~3km厚沉积地层覆盖。


【尤克拉盆地】该盆地位于澳州南大陆边缘,盆地西部超覆于阿尔巴尼造山带上,北西部则超覆于奥菲瑟盆地以上。盆地的形成从早石炭纪开始,直到全新世,总厚度750m。


【矿产资源】西澳州古老而复杂的地质作用,造就了丰富的矿产资源。太古宙成矿期主要形成金矿、铜镍、铁矿。古元古代成矿期形成铁矿、铜金矿、多金属矿、金刚石、铀矿。显生宙形成的矿产有红土镍矿、铝土矿,钙质结砾岩型铀矿、铅锌矿、煤、天然气及石油等,其中铁矿、镍矿、金矿、铝土矿、铀矿等矿产在全澳大利亚占优势地位。


【铁矿】铁矿分布于皮尔巴拉克拉通南部的哈默斯利盆地中,在伊尔岗克拉通穆奇森地块有少量分布。铁矿主要赋存于古元古界哈默斯利群条带状硅铁建造(BIF)中,含矿层厚达2559m。近地表氧化带称为红矿,为赤铁矿-针铁矿矿石;下部为原生的条带状磁铁矿矿石,Fe品位58%~62%。矿床规模大,大都可以露天开采,必和必拓(BHPB)、力拓和FMG三大矿山2010年在哈默斯利矿区的铁矿石产量为2.91亿t,占全澳大利亚州铁矿石产量的95%。


【镍矿】分布于伊尔岗克拉通东部花岗绿岩地块,集中分布于卡尔古利地区。矿床产于太古宙超铁镁质岩石组成的绿岩带中,原生矿类型为与科马提橄榄岩密切共生的火山岩型镍硫化物矿床及与纯橄榄岩体伴生的岩浆型铜镍矿床。最大的原生矿床是卡姆巴尔达(Kambalda)矿床,矿石量达几亿吨,品位0.6%~3.5%,金属储量2050万t。此外,卡尔古利地区还有丰富的红土型镍矿床,单一最大的矿是米林米林(Murrin Murrin)矿,矿石量3亿t,品位1.07%,金属储量334万t。


【金矿】金矿主要形成于新太古代。在伊尔岗克拉通东部地块诺斯曼-威鲁那成矿带两侧集中分布,另外还见于穆奇森地块及南克劳斯绿岩带,皮尔巴拉克拉通也有少量产出。其形成与花岗-绿岩岩层中的绿岩带有关,大多数矿床都产于镁铁质火山岩中,粗玄岩为矿源层及容矿岩石,近南北、北北西向构造为成矿提供了有利空间,发育广泛的碳酸岩化、绿泥石化、硅化等蚀变,有岩浆期后热液矿床的特征。伊尔岗东部金矿田的金英里金矿,是西澳州最大的金矿床,也是世界第三大金矿床,自1903年开采至今已逾百年,现露天采坑长5km,宽2.5km,采深1.2km,已采金1800t,保有储量尚有1550t。


【铝土矿】分布于珀斯(Perth)南部地区,在南北长120km,东西宽30km的达令山一带有多个矿床,储量大于50亿t,类型为半土状古风化壳铝土矿床,由花岗质及玄武质岩石风化而成,矿石主要成分为三水铝土矿,品位32%~35%。


【铀矿】西澳州铀矿资源比较丰富,主要有两种矿床类型。一是分布于伊尔岗克拉通太古宙花岗绿岩基底之上新生代古河道中的钙质结砾岩型矿床,典型矿床有伊利里(Yeelirrie)、威鲁那、梅特兰湖(Lakemaitland)矿床,伊利里为特大型矿床,储量4.6万t,U3O8平均含量0.15%,铀矿物为产于多孔碳酸盐胶结物中的钒钾铀矿;二是分布于帕特森造山带下元古界与中元古界地层之间的不整合面型铀矿床,矿体受不整合面、岩性和构造联合控制,不整合面之下为结晶基底,之上为中元古代碎屑岩沉积盖层,典型矿床有金泰尔(Kintyre)铀矿床。


其它矿产还有元古宙造山带中的铜、铅、锌等热液矿床,在金伯利盆地古生界地层中的金伯利岩管和富钾钾镁煌斑岩赋存有金刚石矿床。


矿产勘查投资存在的主要问题


很多国内地勘单位在西澳州设立了境外勘查公司,国内技术人员负责勘查项目的组织及技术管理工作,也进行一些矿点检查、地质填图等地表勘查工作,物探与钻探等工作由外国勘探公司承担。目前这些公司所投资的矿产勘查项目成功率非常低,个别勘查项目虽然找到了“矿”,也是按国内一般工业指标圈定的,也没能转化为经济效益。存在的问题主要包括对西澳州地质矿产及矿业管理情况不了解所造成的项目信息收集不齐全、选区不在主要成矿带上、矿床不经济、勘查条件不具备等几个方面。


【项目信息收集不全】一个项目的信息包括探矿权的信息、地质信息、开发条件、运营环境、相关的法律法规等,国内地勘单位往往只关注项目区的地质信息而对其它信息收集较少,即使地质信息收集也是不全面的,从国内地质资料信息部门能收集到的地质矿产资料非常局限,合作方提供的资料也是片面的,有的真实性也值得怀疑。这就造成项目先天不足,部署的工作缺乏依据,实施过程中自然会碰到困难,往往造成项目提前终止。


【选区不在主要成矿带】错误认为西澳州矿产地质工作程度低,造成了选区上的误区。西澳州是世界知名的矿业州,各类矿业设计、勘查、开采公司云集,重要的成矿带都有。诸如必和必拓(BHPB)、力拓等矿业巨头勘探痕迹,工作程度非常高。一些项目由于对西澳州地质矿产情况了解不够使选区偏离了主要的成矿带,虽然投入了大量的工作,使用了地质填图、化探、物探及探矿工程等多种手段,但找矿效果不佳。有的虽找到一些找矿线索,但难有大的突破。


【经济评价问题】矿产资源即有自然属性,又有经济属性,是在当前技术条件下可以开采的具有经济意义的自然矿物富集体。不考虑西澳州矿业经济指标和开发条件,按国内一般工业指标圈定的资源储量是没有经济意义的。比如一铁矿勘查项目,按国内一般工业指标Fe大于25%圈定的资源储量,在澳州要付出高昂的采矿、选矿和环境修复成本而没有经济意义,变成“石头”,没有转化为经济效益。在西澳州中东部沙漠和盐湖内陆地区的勘查项目,由于交通和基础设施差,即使找到了高品位矿产也不具备市场竞争力而变成了呆矿。


【环境及土著权问题】对西澳州矿业管理与投资环境不了解使一些勘查项目陷入困境。土著权、保护区、环境管理、社会环境、私人土地等问题是矿业活动中经常碰到的问题。在西澳州开展矿产勘查工作,首先要遇到土著人遗产调查问题,相据西澳州《土著遗产法》,相关土著活动的人造物体、捕鱼器物、人造图案、祭神场所、仪式场所、碾磨石槽、垃圾堆、壁画、石刻、骨骼材料、修饰或刻划的树木、采石厂、捕猎场所、野营场所、出生地、会议场所、命名地等都受到法律保护,扰动和破坏上述物品、地点和场所都是违法行为。一些项目由于位于土著人居住地,与当地居民达不成协议而不得不放弃项目。


——刘述敏,王汝杰,王帅,张建伟,韩东,王虎,青岛地质工程勘察院,《中国矿业》


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