西非地區(qū)位于非洲大陸的西北，毗連大西洋，北臨地中海，南北延伸約2000km，東西寬約250~1200km。西非地區(qū)蘊藏著十分豐富的礦產(chǎn)資源，是近年來礦產(chǎn)勘查開發(fā)的熱點地區(qū)。主要礦產(chǎn)資源以鋁土礦、鐵礦、金礦最為突出，金剛石、錳、磷、石油、天然氣次之，礦產(chǎn)分布規(guī)規(guī)律與其獨特的地質(zhì)構(gòu)造及演化關(guān)系密切。西非克拉通的基底由太古宙、古中元古界的結(jié)晶巖系組成，含礦地層主要有太古宙含礦建造和古元古界的比里姆(Birimian)巖系、以及上新統(tǒng)紅土等。太古宙含礦建造以綠巖帶中的含鐵建造(BIF)最具特征，主要分布在西非克拉通南西部的馬恩太古宙地盾區(qū)和北部雷圭巴特地盾的西部太古宙地盾區(qū)。近年來的勘查工作顯示這些地區(qū)具有巨大的找礦潛力，磁鐵礦和含赤鐵礦層的鐵含量—般35wt%左右，經(jīng)淋濾富集后可達65wt%。最著名的礦床有幾內(nèi)亞的西芒杜(Simandou)鐵礦、塞拉利昂的通科利利(Tonkolili)鐵礦、利比里亞的普圖(Putu)鐵礦等。古元古界比里姆巖系中產(chǎn)出豐富的金、錳、鉬、金剛石等礦床，尤其以產(chǎn)出大量金礦床而聞名于世，如加納的阿散蒂(Ashanti)金礦帶等，主要分布在加納、科特迪瓦、布基納法索、馬里、塞內(nèi)加爾等國。西非南西部區(qū)域位于赤道附近，發(fā)育新生代熱帶風(fēng)化紅土型鋁土礦，主要分布在幾內(nèi)亞、塞拉利昂、馬里等國，礦床以規(guī)模巨大、埋藏淺易開采、礦石質(zhì)量優(yōu)而聞名，在環(huán)球鋁土礦儲量中占有重要地位。由于區(qū)域經(jīng)濟不發(fā)達等因素，西非地區(qū)雖然礦產(chǎn)資源豐富，但勘查開發(fā)程度極低，是今后尋找大型超大型鐵礦、金礦、鋁土礦等最有利地區(qū)之一。本文在總結(jié)西非地質(zhì)背景及大地構(gòu)造演化基礎(chǔ)上，探討了該地區(qū)礦產(chǎn)資源時空分布規(guī)律，劃分出重要礦產(chǎn)類型(如鐵礦、金礦、金剛石、鋁土礦等)的重要成礦區(qū)，為該區(qū)域礦產(chǎn)勘查工作提供參考。
1、大地構(gòu)造演化
泛非和加里東-海西構(gòu)造運動是影響整個西非構(gòu)造格局最重要的構(gòu)造活動，以此為標(biāo)志，可以將西非地區(qū)劃分為阿特拉斯褶皺造山帶、西非克拉通、環(huán)西非克拉通活動帶、環(huán)大西洋盆地帶以及東部受泛非運動活化的地盾區(qū)等主要構(gòu)造單元(圖1)。
1.1 阿特拉斯褶皺造山帶
最北部的摩洛哥和阿爾及利亞之間的阿特拉斯山脈，位于歐亞板塊和非洲板塊的接合部位，緊鄰地中海，由高阿特拉斯山脈、薩哈拉阿特拉斯山脈和突尼斯阿特拉斯山脈三個單元組成。該帶以褶皺構(gòu)造為主，構(gòu)造線方向近東西向。最古老的巖石稱克杜斯系，主要是混合巖、花崗巖及片巖等，變質(zhì)程度淺-中等。從元古宙到古生代發(fā)育蓋層沉積，元古宙地層為曾納加系、格拉拉系、灰?guī)r和石英巖系、錫魯亞—薩羅系和阿杜杜尼群；寒武紀發(fā)育頁巖-灰?guī)r建造。中新生代開始，該帶受到地中海構(gòu)造的影響，北部地區(qū)地殼開始活化，主要表現(xiàn)為頻繁的升降運動，形成了一套湖相、濱海相和淺海相沉積。至阿爾卑斯運動期間，北部地區(qū)的中、新生代沉積發(fā)生了褶皺，并伴隨有小規(guī)模的巖漿活動。
圖1 西非地質(zhì)構(gòu)造簡圖
1.2 西非克拉通(WAC)
西非克拉通在1.7Ga前穩(wěn)定，是前寒武紀地殼廣泛出露區(qū)(約450×104km2)。除了北部、南部和南西部分由太古宙-古中元古代巖石組成的地區(qū)外，主要部分都被新元古-新生界沉積盆地覆蓋。太古宙和古-中元古代結(jié)晶巖系出露在雷圭巴特地盾區(qū)和馬恩-萊奧地盾區(qū)，及較小面積的凱涅巴和卡伊構(gòu)造窗。巖石建造—般受變質(zhì)作用，多數(shù)達綠片巖相，有分布廣泛的、多種花崗質(zhì)巖石侵入。其間發(fā)育三個克拉通盆地即北部的廷杜夫(Tindouf)盆地，中部的陶德尼(Taudeni)盆地和南東部的沃爾特(Volta)盆地，周邊主要環(huán)繞泛非活動帶。
雷圭巴特地盾分為兩部分：1)東部和中部地盾或伊布尼(Eburnian)地盾，年齡小于2000Ma；2)西部地盾或“太古宙地盾”，年齡2.5~3.0Ga，變質(zhì)作用程度高，混合巖和鐵英巖建造豐富。
馬恩-萊奧地盾和雷圭巴特地盾相似也分為兩部分：1)東部萊奧古-中元古代地盾區(qū)，包括科特迪瓦、布基納法索、加納和尼日爾西部的一小部分；2)西部馬恩太古宙地盾區(qū)包括幾內(nèi)亞、塞拉利昂、利比里亞。兩個地盾之間大致以薩桑德拉糜棱巖帶為界，可能相當(dāng)于雷圭巴特地盾的澤德內(nèi)斯山斷裂帶。由于在萊奧地盾的中央和東部有很多細窄的太古宙混合巖殘體孤立區(qū)在比里姆(Birimian)建造中，因此兩個前寒武區(qū)域的分布界線很難固定劃分。馬恩地盾區(qū)太古宙由利昂期(Leonian)(2.9~3.4Ga)和利比里亞期(Liberean)(2.6~2.9Ga)巖石組成，可細分為基底雜巖和表殼巖帶?；纂s巖由花崗巖、片麻巖和混合巖組成。太古宙基底凱內(nèi)馬(Kenema)巖群，為英云閃長巖-奧長花崗巖片麻巖-混合巖組合，獲得3.1Ga和3.4Ga的Rb-Sr測年結(jié)果，代表本區(qū)最古老的巖石。表殼巖帶則由綠巖和變質(zhì)沉積巖組成。比里姆綠巖帶形成于2.3~2.0Ga，代表了幼年期增生地體系列。其三分之二為花崗巖和片麻巖，其余的都是變質(zhì)沉積巖和變質(zhì)火山巖，包含枕狀玄武巖熔巖、安山質(zhì)-英安質(zhì)火山碎屑巖和熔巖、火山碎屑濁積巖、含錳硅質(zhì)巖和復(fù)理石型濁積巖。晚期花崗巖巖漿作用與高綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)作用伴生。
表1 西非地區(qū)礦產(chǎn)資源主要參數(shù)
陶德尼盆地是非洲西部穩(wěn)定陸塊的中心。從新元古代到古生代早期，陶德尼盆地是與由西向東環(huán)繞非洲的泛非活動帶接界的前沿地帶。在馬里的大部分區(qū)域都分布著古生代地層，陶德尼盆地一直延伸到阿爾及利亞、布基納法索，然后延續(xù)到位于西南部的幾內(nèi)亞和塞內(nèi)加爾，位于該區(qū)域的陶德尼盆地被稱為博韋(Bove)盆地。從地質(zhì)構(gòu)造的角度來看，陶德尼盆地是一個簡單的較淺的內(nèi)部沉陷盆地。博韋盆地是一個緩傾斜的向斜盆地，其中含有豐富的奧陶紀到泥盆紀時期形成的巖層。
廷杜夫盆地是在志留紀之后形成的一個非常大的盆地，其走向為東北-西南走向，是一個不對稱的復(fù)向斜地形，長約800km，寬200~400km，從摩洛哥的東南區(qū)域延伸到阿爾及利亞的西南區(qū)域。盆地內(nèi)陸層主要為寒武系-石炭系，在北部區(qū)域厚度大，在南部沿線，缺失寒武系及奧陶系下部。
沃爾特盆地是緩傾斜的向斜盆地，其中最古老的沉積物出露在盆地邊緣，年輕的沉積物主要位于盆地中央。
1.3 環(huán)克拉通活動帶
西非地區(qū)的泛非構(gòu)造帶以廣泛的造山運動為主要標(biāo)志，發(fā)生在650~450Ma之間，引起了廣泛的造山運動和熱構(gòu)造事件。它對西非克拉通產(chǎn)生了重要影響，引起非洲基底巖石最后的活化。在泛非事件之后，活動帶(年輕的造山帶)已經(jīng)隨著克拉通本身變得相對穩(wěn)定，影響大陸的變形主要是斷裂和不強烈的地殼扭曲。
圖2 西非克拉通南部巨型成礦區(qū)分布圖
泛非活動帶在西非克拉通西部表現(xiàn)為相對狹窄的羅克列德(Rokelide)剪切帶和毛里塔尼亞剪切帶(Mauritanides)的南部部分。羅克列德剪切帶長大約1700km，北西走向，僅北部和南部地段出露于地表，中間部分被博韋(Bove)盆地古生代地臺上的沉積物所覆蓋，穿過幾內(nèi)亞、塞拉利昂和利比里亞，在北部與毛里塔尼亞剪切帶合并。羅克列德剪切帶沉積巖和火山巖在塞拉利昂稱為羅克爾河組，這些沉積巖和火山巖的年齡范圍從前寒武紀(始寒武紀)到顯生宙，其總厚度約5km。在西非克拉通東部達荷美剪切帶由地表的沉積地層和新元古代到顯生宙時期早期形成的火山巖組成，并被下部的基巖定向推到西非克拉通上發(fā)生變形和變質(zhì)。
1.4 東部泛非活化地盾區(qū)
貝寧-尼日爾地盾、圖阿雷格地盾(包括法魯西亞構(gòu)造帶)是西非克拉通東部跨撒哈拉泛非帶地表出露的主要部分。南北向的剪切帶將圖阿雷格地盾劃分為三個單元。西部是法魯西亞構(gòu)造帶，包括西部和東部兩個分支，主要分布新元古代火山-沉積巖。中部是多期活動的霍加爾-艾爾單元，主要由太古宙伊布尼期麻粒巖再活化，并在泛非期發(fā)育大量花崗巖類。東霍加爾-特內(nèi)來單元受泛非早期構(gòu)造作用影響，時間大約在730Ma。保留在InOuzzal和Iforas的太古宙-古元古代麻粒巖組合最后受伊布尼期造山運動的影響。圖阿雷格地盾其它部分的伊布尼序列在泛非運動中重新活化。這些麻粒巖和泛非再活化的巖石序列構(gòu)成泛非造山帶序列的基底。
圖3 馬恩太古宙地盾區(qū)主要鐵礦帶簡圖
貝寧-尼日利亞地盾位于跨撒哈拉活動帶南部，主要分布在尼日爾、貝寧、尼日利亞和喀麥隆西部地區(qū)?？煞譃樨悓庱薨檸?、沖斷帶和尼日利亞高級片麻巖序列2個主要的構(gòu)造區(qū)。與克拉通毗鄰的是Buem地層，亦被稱為Tluele單元，它形成了一系列的長約15km橫跨并伴隨著分散的小山丘的丘陵地帶。尼日利亞地區(qū)是中央霍加爾(Hoggar)再生基底的南延部分，主要由Beninian片麻巖及尼日利亞-喀麥隆多旋回基底組成。Beninian片麻巖為高級閃巖相，以石英長石質(zhì)及巖漿巖為主，通常是深熔及混合花崗巖類?；纂s巖主要包含太古宙花崗閃長質(zhì)多旋回灰色片麻巖及英云閃長質(zhì)雜巖，不整合的元古宙蓋層殘片表現(xiàn)為混合變質(zhì)沉積巖。太古宙基底再活化巖性為混合片麻巖雜巖，約占尼日利亞一半的表面積，主要為石英長石質(zhì)黑云角閃石片麻巖，以及片巖與混合巖等。
1.5 環(huán)大西洋沿海盆地帶
晚三疊世大陸裂谷分布在非洲西北部摩洛哥的阿特拉斯，裂谷向南產(chǎn)生了一系列邊際或發(fā)散型(大西洋型)盆地，沿西非海岸線分布。主要有西北非沿海盆地和赤道大西洋盆地兩種類型，前者主要有Es-saouira盆地、阿加迪爾盆地、阿尤恩-塔爾法亞盆地與塞內(nèi)加爾盆地，每個盆地群有一個共同的結(jié)構(gòu)形式和地層填充；后者主要有利比里亞盆地、象牙海岸盆地、達荷美盆地和尼日爾三角洲，這些盆地區(qū)是油氣、鹽礦及鐵、鈦、金剛石砂礦的重要產(chǎn)地。
2、主要礦產(chǎn)概況
2.1 主要礦床類型
西非地區(qū)的主要礦種包括：(1)造山型、與侵入體相關(guān)的、矽卡巖容礦的、斑巖容礦的、古砂礦型和產(chǎn)出于鐵氧化物銅金型礦床內(nèi)的金礦化；(2)沉積型(條帶狀鐵建造)、矽卡巖容礦的、鮞狀鐵巖礦、紅土結(jié)殼巖型和與侵入巖相關(guān)的鐵礦；(3)紅土型鋁土礦；(4)金伯利巖巖筒和砂礦中產(chǎn)出的金剛石礦；(5)與侵入巖體相關(guān)的、紅土型、造山型和沉積型賤金屬礦化及稀土元素礦化；(6)沉積型磷酸鹽礦化；(7)沉積型錳礦(表1)。
2.2 金屬礦產(chǎn)概況
在西非克拉通內(nèi)分布著多種多樣的礦產(chǎn)資源。其中許多礦產(chǎn)成群分布，這些區(qū)域的資源稟賦極佳，受到不連續(xù)造山事件的影響。金屬資源稟賦最好的地區(qū)包括：太古宙馬恩地盾區(qū)、古元古代萊奧地盾區(qū)和凱涅巴構(gòu)造窗區(qū)域。在這些地區(qū)均已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了世界級的金礦床和鐵礦床，重要的金剛石礦床，以及大量鎳、錳、鈾、鉛鋅、鋁土礦、銻和鈮鐵礦-鉭鐵礦礦化等。大部分造山型金礦是在伊布尼(Eburnean)造山運動期間形成的，但加納、布基納法索和馬里的許多造山型金礦形成于伊布尼造山運動之前的Tangaean運動期間，其構(gòu)造背景為弧-弧后。
在西非克拉通北部的雷圭巴特地盾，礦床零散產(chǎn)出于古元古代巖層中。礦化與北西—南東向區(qū)域剪切帶有關(guān)；雷圭巴特地盾經(jīng)歷了四個變形期次，其中包括泛非期和華里西期的強烈逆沖變形。在雷圭巴特地盾的太古宙巖石賦存著世界級的鐵礦床和大量金礦床。此外，沿著陶德尼盆地的北部邊緣還發(fā)育了許多磷酸鹽礦床。
圖4 萊奧(Leo)地盾比里姆綠巖帶(Birimian greenstone)及主要金礦分布圖
在泛非造山運動期間，形成了許多層狀基性侵入體，將大量鉻、鋅和鉑帶入到新元古代巖石中。在更年輕的泛非期造山帶中發(fā)育了重要的銅金礦床、重礦砂礦床、鐵礦床、鋁土礦礦床、鉛鋅礦床、鉻鐵礦礦床、鎳—鈷礦床、金剛石礦床和金礦床。
沉積型銅礦化產(chǎn)出于古生代的含鐵砂巖內(nèi)。在岡瓦納大陸裂解的過程中，金伯利巖巖墻侵入到馬恩地盾的太古宙基底中，在幾內(nèi)亞、利比里亞和塞拉利昂形成了許多重要的原生金剛石礦床。在白堊紀，沿著克拉通的邊緣侵入了許多大型巖漿雜巖體，它們可能與大陸裂解有關(guān)，并帶來了成礦物質(zhì)。一直持續(xù)到新生代的剝蝕作用，與熱帶風(fēng)化作用有著密切的關(guān)系，在這種作用下形成了鐵、錳和鋁土礦紅土結(jié)殼巖礦化、鮞狀鐵巖型礦化，以及鐵帽型鋅礦化和銅礦化。未發(fā)生變形、水平產(chǎn)出的新生代磷酸鹽沉積層也形成于這一過程之中。在馬恩地盾的太古宙巖石之上形成了大規(guī)模的金剛石砂礦沉積層，尤其以塞拉利昂最為典型。
2.3 非金屬礦產(chǎn)概況
磷礦是西非地區(qū)最具經(jīng)濟價值的非金屬礦產(chǎn)。沉積型磷酸鹽礦床沿著西非克拉通的東緣和西緣分布，在Senegal-Mauritania海岸盆地、Togolese海岸盆地、沃爾特克拉通內(nèi)盆地和陶德尼克拉通內(nèi)盆地中也有發(fā)育。大多數(shù)礦床形成于低緯度地區(qū)(緯度9-20°)。許多磷酸鹽礦床分布在緯度在6°左右的Togolese海岸盆地內(nèi)。磷酸鹽礦床有兩類：(1)形成于未變質(zhì)沉積巖中的中生代-始新世水平產(chǎn)狀磷酸鹽礦床；(2)產(chǎn)出在強烈變形的新元古代/寒武紀沉積地層中的磷酸鹽礦床。這兩類礦床的五氧化二磷平均品位都在20~40wt%之間，但不同部位可能有所差異，風(fēng)化和構(gòu)造膨脹可能使品位上升。
2.3.1 中生代-始新世磷酸鹽礦床
晚古近紀的磷酸鹽礦化產(chǎn)出在克拉通邊緣廣泛分布著的中新生代沉積巖內(nèi)。成礦潛力較高的巖性單元是Senegal-Mauritania盆地和Togolese盆地內(nèi)的碳酸鹽-粘土層。始新世磷酸鹽沉積的規(guī)模不大，總資源量在25億噸左右，五氧化二磷的品位為20~31wt%。
在Togolese海岸盆地內(nèi)，磷酸鹽賦存在中生代和古近紀的沉積地層內(nèi)，這些沉積巖不整合覆蓋在前寒武紀的Dahomean基底之上。這些磷酸鹽層可能是在海侵階段形成的，當(dāng)海水蔓延到大陸邊緣之后，盆地的深度逐漸加大，有機物得以保存下來[5]。此外，在Kpogamé和Hahotoé等主要礦床之上都覆蓋著一層厚7~30m的紅土風(fēng)化殼。但是這些礦床所產(chǎn)礦石的鎘含量很高(平均鎘含量58mg/kg)。在西非克拉通的東南緣，始新世磷酸鹽沉積的范圍和體積更大，主要分布在多哥境內(nèi)；在Senegal河附近發(fā)現(xiàn)了這類礦床，它們形成于淺海環(huán)境中。在靠近大西洋的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了始新世的磷酸鹽層，在這些礦床內(nèi)，礦體上部都覆蓋著一套厚度在25m左右的第四紀風(fēng)成砂。
2.3.2 新元古代/寒武紀的磷酸鹽礦床
在西非克拉通的東緣和西緣發(fā)現(xiàn)了新元古代磷酸鹽層；它們的厚度普遍較大(約30~40m)，但側(cè)向延伸范圍有限。沃爾特盆地內(nèi)的礦床位于達荷美活動帶的東部構(gòu)造邊緣上，例如多哥的Bassar磷礦，磷酸鹽層的厚度＜30m。
圖5 博韋盆地主要鋁土礦產(chǎn)地分布圖
在毛里塔尼亞陶德尼盆地的西北部，新元古代/寒武紀的磷酸鹽層覆蓋了部分位于侵蝕不整合面之上的Adrar高原。在西非克拉通的西緣，新元古代磷酸鹽層分布在Bové盆地的北部。
3、主要成礦單元
西非地區(qū)跨特提斯成礦域和環(huán)大西洋成礦域，按不同大地構(gòu)造單元，可劃分為北部地中海成礦帶(安提-阿特拉斯銅、鉛鋅、鈾、磷礦成礦帶)、環(huán)大西洋成礦帶、西非克拉通成礦省、環(huán)西非克拉通泛非帶成礦帶和泛非活化地盾區(qū)(圖阿雷格地盾和貝寧-尼日利亞)成礦省五個單元。
3.1 地中海成礦帶
地中海成礦帶位于地中海沿岸地區(qū)，產(chǎn)出豐富的礦產(chǎn)資源。金屬礦產(chǎn)主要分為兩種：(1)原克拉通中的礦產(chǎn)，以花崗巖中的鈾礦及表殼巖中的鐵、鈷礦床為代表；(2)與匯聚邊緣有關(guān)的礦產(chǎn)，以阿爾卑斯期為主要成礦期，在阿爾及利亞、摩洛哥、突尼斯等國發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)于灰?guī)r-白云巖中的熱液層狀鉛、鋅礦和阿爾及利亞北部產(chǎn)于侏羅系海相含瀝青灰?guī)r中的鉛鋅礦，銅礦主要是沉積型和火山沉積型礦床。該帶在中生代和新生代時期生成的非金屬礦產(chǎn)主要有石鹽、硫磺、石膏、磷酸鹽巖、重晶石、螢石和膨潤土等。摩洛哥的磷礦主要產(chǎn)于晚白堊世-始新世時期的沉積巖帶中。 3.2西非克拉通成礦省
西非克拉通的前寒武系主要有兩套含礦地層，一是太古宙的含礦建造，另一是比里姆巖第。太古宙的含礦建造以綠巖帶中的含鐵建造最具特征，金礦床相當(dāng)發(fā)育，在馬里，金礦床主要分布在凱涅巴古中元古代構(gòu)造窗巖石中；在萊奧地盾區(qū)的變火山-沉積巖中，賦存豐富的金礦床，并伴生錳、鐵等。西非克拉通發(fā)現(xiàn)的數(shù)量眾多的金伯利巖筒，主要分布在幾內(nèi)亞、利比里亞、塞拉利昂三國交界的恩澤雷科雷地區(qū)，目前開采的沖積型金剛石礦床主要分布在這一區(qū)域內(nèi)?？死喜课挥诔嗟栏浇?，發(fā)育了世界上新生代熱帶紅土型鋁土礦床，主要分布在幾內(nèi)亞、馬里、塞拉利昂、科特迪瓦和加納等國。鋁土礦資源量巨大，在環(huán)球鋁土礦資源中居第二位。
3.3 環(huán)大西洋成礦帶
該帶是非洲主要油氣富集區(qū)之一，主要分布在大西洋沿岸的一系列盆地群，從北到南分別是阿尤恩盆地、塞內(nèi)加爾盆地、利比里亞盆地、阿比讓盆地和尼日爾三角洲。這些盆地是在中新生代岡瓦納大陸解體和大西洋裂開導(dǎo)致非洲大陸與南美洲大陸分離后，發(fā)育在板塊邊緣的裂谷盆地——大型三角洲盆地。幾內(nèi)亞灣到尼日爾三角洲一帶是近年來非洲乃至世界石油勘探和開采的熱點地區(qū)。
3.4 環(huán)克拉通泛非活動帶成礦帶
成礦特點與其相鄰區(qū)特點相近，但受到泛非期構(gòu)造熱事件影響，在羅克列德剪切帶，馬蘭帕鐵礦受構(gòu)造影響，其走向與剪切帶方向相近，而與馬恩地盾區(qū)其它鐵礦帶走向不同。在卡斯拉(Kasila)帶，發(fā)育大量的紅土型鋁土礦床。
3.5 西非克拉通東部、東南部的泛非活化地盾區(qū)
包括圖阿雷格地盾和貝寧-尼日利亞地盾，由于地處西非克拉通和撒哈拉變克拉通之間的交匯部位，礦產(chǎn)類型主要是原克拉通中的礦產(chǎn)，結(jié)晶巖系中以放射性礦產(chǎn)為主，主要有花崗巖型和淺變質(zhì)巖型鈾礦，表殼帶綠巖帶特征與萊奧地盾區(qū)巖石組合特征相似，僅從礦產(chǎn)分布來看，雖然分布有少量金礦床，但近年來阿爾及利亞國在圖阿雷格地盾區(qū)的找礦并未取得較好的突破。
4、重要成礦區(qū)
最具經(jīng)濟價值的礦種鐵礦、鋁土礦、金礦、金剛石礦等具有明顯的分區(qū)聚集特征，特別是在西非克拉通南部太古宙-古中元古代地盾區(qū)和靠近大西洋的新元古-古生代盆地區(qū)，是鐵礦、鋁土礦、金礦、金剛石礦等礦種分布最集中的區(qū)域，是西非最重要的成礦區(qū)，分布眾多大型和超大型礦床，成礦潛力巨大(圖2)，可劃分出3個巨型成礦帶：(1)馬恩太古宙地盾區(qū)；(2)萊奧地盾古元古代地盾區(qū)(包括凱涅巴和卡伊構(gòu)造窗)；(3)博韋古生代盆地區(qū)。
4.1 馬恩太古宙地盾鐵礦、金剛石礦等巨型成礦區(qū)
4.1.1 BIF型鐵礦
西非地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的大型-超大型鐵礦主要分布在馬恩太古宙地盾區(qū)(圖3)。鐵礦主要以兩種形式產(chǎn)出：(1)條帶狀硅鐵建造(BIF)，原生BIF型鐵礦石品位一般低于40wt%；(2)紅土風(fēng)化殼型。
BIF型鐵礦建造通常是已變質(zhì)的層狀、條帶狀碳酸鹽(含F(xiàn)e20~40wt%)，與火山巖、雜砂巖、濁積巖、泥質(zhì)巖互層。礦體一般產(chǎn)于有利的富鐵地層層位，含少許碎屑沉積物，靠近火山中心，變質(zhì)作用使礦層顆粒增大，構(gòu)造疊加使礦層加厚。產(chǎn)出構(gòu)造背景為火山弧、擴張脊，硅鐵建造通常呈已變質(zhì)的層狀，形成于沿火山帶噴發(fā)中心的末梢和附近，火山作用沿深大斷裂系和裂谷帶分布，硅鐵建造可在火山演化的任何階段?；鹕綆r和碎屑沉積巖的比例不盡相同，沉積序列厚30~100m，長幾公里。多數(shù)有經(jīng)濟價值的礦床，由于同斜褶皺、逆沖斷裂作用使硅鐵建造加厚。厚度變化范圍從＜1米到數(shù)百米，在橫向上的延伸范圍從＜1公里到數(shù)百公里。
幾內(nèi)亞、利比里亞和塞拉利昂正在開采的高品位赤鐵礦-磁鐵礦礦石主要產(chǎn)出于晚太古代-古元古代的條帶狀硅鐵建造之中，與變質(zhì)的火山-沉積地層有關(guān)。在馬恩地盾區(qū)，位于條帶狀鐵建造之下的是片麻巖基底，鐵建造構(gòu)成了多條山鏈，延伸長度從數(shù)十公里到數(shù)百公里不等。在利比里亞和塞拉利昂的條帶狀硅鐵建造單元內(nèi)還含有可開采的錳礦資源。三氧化二鐵的平均含量為30~40wt%，礦石礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、針鐵礦和水赤鐵礦。
總體來看，條帶狀硅鐵建造的變質(zhì)程度屬于綠片巖相至麻粒巖相。塞拉利昂的Kambui群以及幾內(nèi)亞西芒杜巖系中對應(yīng)地層的變質(zhì)程度達到了綠片巖相-角閃巖相。利比里亞寧巴(Nimba)超群的變質(zhì)程度達到了角閃巖相-麻粒巖相。在幾內(nèi)亞的東南部發(fā)現(xiàn)了兩個重要的高品位鐵礦床分布區(qū)：(1)西芒杜地區(qū)，硅鐵建造形成一條呈南北走向，長115km的山脈，內(nèi)部發(fā)育眾多鐵礦點；(2)長25km的寧巴山脈(Mount Nimba)，一直延伸到利比里亞和科特迪瓦境內(nèi)。利比里亞開采的大多數(shù)高品位鐵礦床都位于波米山(Bomi Hills)地區(qū)。但在該地區(qū)之外也有幾座具有經(jīng)濟價值的鐵礦，但所產(chǎn)礦石均屬中低品位，例如邦(Bong)鐵礦，資源量3億噸，三氧化二鐵品位37wt%，普圖(Putu)鐵礦資源量40億噸。塞拉利昂蘇拉山(Sula Mountains)地區(qū)的條帶狀硅鐵建造分布在一個狹長的南北向綠巖帶內(nèi)(長120km，寬16km)。條帶狀硅鐵建造經(jīng)歷了復(fù)雜的褶皺和剪切作用；近地表的鐵礦化帶延伸長度達24km，寬2.4km。
與BIF型鐵礦伴生的還有許多紅土風(fēng)化殼型鐵礦床，所產(chǎn)礦石具有中高品位，分布在塞拉利昂的羅克列德帶內(nèi)。在馬蘭帕(Marampa)群的石英云母片巖內(nèi)發(fā)育有鐵/錳礦床，在這套地層中石英-赤鐵礦層的厚度很大可達65km。這一層位經(jīng)歷了等斜褶皺作用和逆沖作用，所含鐵礦石的三氧化二鐵品位在28wt%左右。
4.1.2 紅土型鐵礦床
西非各地都有產(chǎn)出富鐵紅土風(fēng)化殼很少達到經(jīng)濟利用價值。富鐵的紅土風(fēng)化殼形成于中生代和新生代的熱帶環(huán)境，當(dāng)時氣候穩(wěn)定，剝蝕速度緩慢，四季分明。紅土風(fēng)化殼基本上都是在原地化學(xué)風(fēng)化過程中形成的；鐵質(zhì)層位的產(chǎn)出位置較低，而鋁土礦床的層位較高。紅土形成了一套風(fēng)化帽，在富鐵的結(jié)殼巖內(nèi)含有多種礦物組合，包括：磁鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦(假象赤鐵礦)、硅質(zhì)、三水鋁石，以及少量錳、硫和磷。這類礦床的三氧化二鐵平均品位一般為35~45wt%。
在幾內(nèi)亞科納克里附近的中卡魯姆(Kaloum Centre)礦床，紅土層的平均厚度為30~40m，很大可達100m，通常都含有富鐵層或鋁土礦層。鐵礦化，通常與鎳和鈷的礦化一同發(fā)生，三氧化二鐵的平均品位為53wt%。
4.1.3 金剛石礦
1930年代在利比里亞發(fā)現(xiàn)了金剛石。1930-1960年在塞拉利昂，1934-1960年在幾內(nèi)亞探獲了一批具有重要經(jīng)濟價值的金剛石資源。各地金剛石資源的質(zhì)量和數(shù)量參差不齊，加納出產(chǎn)的都是粒度較小的工業(yè)級金剛石，而塞拉利昂則能出產(chǎn)粒度很大的寶石級金剛石。1967年，在塞拉利昂的NiminiHills地區(qū)發(fā)現(xiàn)了幾處大型金剛石礦床。在附近區(qū)域還還發(fā)現(xiàn)了許多金剛石礦點，其它地區(qū)如博韋盆地和沃爾特盆地內(nèi)也零星發(fā)現(xiàn)了一些金剛石礦化。馬恩地盾的金伯利巖包括：幾內(nèi)亞三個侏羅紀金伯利巖集群；塞拉利昂兩個侏羅紀金伯利巖集群；利比里亞有兩個未知年齡的金伯利巖集群，一個中生代金伯利巖集群—年齡大約在80Ma。所有這些地區(qū)的金伯利巖，不論其年齡，都以小巖管或巖脈(群)產(chǎn)出。幾內(nèi)亞的巴蘭科羅巖管集群、塞拉利昂的科伊杜(Koidu)集群和利比里亞維蘇瓦(Weasua)金伯利小巖管集群包含淺成相的金伯利巖和所謂的過渡相的火山通道相金伯利巖的殘余。金伯利巖礦物學(xué)分類為金云母金伯利巖，鉀含量相對較低。其貧云母組成特點與南非1A群相似。從幾內(nèi)亞較老的集群(Droujba153Ma)到塞拉利昂(Koidu，146Ma和Tongo，140Ma)較年輕的金伯利巖群被認為是—個金伯利巖省。較少發(fā)現(xiàn)火山通道相金伯利巖和淺成相金伯利巖和所謂的過渡相的存在，表明該金伯利巖管已侵蝕到根部和火山通道區(qū)之間的接合部位。
4.2 奧古中元古代地盾金礦、錳礦等巨型成礦區(qū)
4.2.1 造山型金礦
在整個萊奧古中元古代地盾區(qū)內(nèi)發(fā)育眾多造山型金礦床。這些地區(qū)廣泛分布比里姆(Birimian)變火山-沉積巖序列，后期有花崗質(zhì)巖石侵入其中。但是火山巖(綠巖帶)、沉積巖和花崗質(zhì)巖石的相對比例在不同地區(qū)間差異很大。在布基納法索，花崗巖侵入體規(guī)模較大，占到整個Birimian露頭的70%~80%。而在錫吉里(Siguiri)盆地內(nèi)，則主要發(fā)育沉積巖，只有少量火山巖單元和花崗質(zhì)巖石。巖石類型的這種變化也反映在礦床圍巖類型的巨大變化上，圍巖類型從沉積巖、基性巖墻、火山巖到花崗質(zhì)巖石，均有出現(xiàn)。在萊奧古中元古代地盾區(qū)，花崗質(zhì)巖石侵入到綠巖帶或鄰近的古元古代盆地內(nèi)，巖性為閃長巖-花崗閃長巖至花崗閃長巖-花崗巖。
目前已知黃金資源稟賦最好的是加納，劃分為8個金礦帶。主要金礦山都沿著Ashanti火山巖帶與Kumasi盆地濁積巖的接觸帶發(fā)育，這條帶被稱為Ashanti帶。Obuasi礦床是該帶內(nèi)迄今為止發(fā)現(xiàn)的規(guī)模很大的金礦床(約1417.5噸金)，走向延伸長度8km，Obuasi礦床的成礦年齡為2092±10Ma，同類型的Prestea金礦石資源量800萬噸。大多金礦化產(chǎn)出在濁積巖內(nèi)，產(chǎn)狀包括塊狀石英脈、層狀石英脈和角礫狀石英脈，也有一些金礦化與浸染狀的含金毒砂有關(guān)，產(chǎn)出于含有石墨的剪切帶內(nèi)。此外，在Bogoso和Salman礦床內(nèi)，還發(fā)育有一些浸染狀的含金硫化物礦體。這些礦體賦存在變沉積巖內(nèi)，毒砂和黃鐵礦是賦金礦物，與剪切帶和石英脈存在一定的關(guān)系。加納第二個重要的金礦化帶分布在Sefwi綠巖帶和Kumasi盆地之間的接觸帶內(nèi)。Bib-iani金礦石該金礦化帶中規(guī)模很大的礦床之一，資源量約為850噸，發(fā)育復(fù)雜的石英脈系統(tǒng)，在鄰近脆韌性含石墨剪切帶的部位發(fā)育浸染狀硫化物帶，剪切帶形成于Eburnean造山運動之中。
布基納法索境內(nèi)的造山型金礦均產(chǎn)出在北北東向綠巖帶內(nèi)的變火山-沉積巖層內(nèi)(如Essakane、Kiaka、Taparko、Kalsaka和FétéKolé)，以及綠巖與花崗巖的接觸帶內(nèi)(如Goulago-Goren帶和Nyieme-Boromo帶)，主要分布在5個綠巖帶內(nèi)[16-17]。東北部Oudalan-Gorouol綠巖帶中的Essakane金礦是該帶內(nèi)規(guī)模很大的金礦床之一，資源量約有113噸。Essakane礦床形成于Eburnean造山運動期間，屬于同變形礦床。成礦圍巖是綠片巖相火山-沉積巖層，金產(chǎn)出在石英-碳酸鹽網(wǎng)脈中，圍巖蝕變礦物包括：絹云母、碳酸鹽、石英，少量鈉長石、毒砂和黃鐵礦。
在馬里南部和西部地區(qū)，發(fā)育多種金礦類型，原生金礦床主要分布在馬里西部的凱涅巴地區(qū)，是該國主要金礦產(chǎn)地，已完成的13幅1︰5萬礦產(chǎn)圖顯示在南部和西部區(qū)域，僅中型以上砂金礦就有數(shù)十處。原生金礦既有位于區(qū)域剪切帶附近的，也有遠離區(qū)域剪切帶的。如Morila礦床資源量約210噸，產(chǎn)出在強烈變形的含石榴子石沉積巖中，通常認為它是一個與侵入體有關(guān)的變質(zhì)礦床，金來源于周邊的含金變沉積巖和雜砂巖。金賦存在多金屬脈體中，脈體內(nèi)還發(fā)育自然鉍、銀白鉍金礦、方金銻礦以及少量碲鉍礦和斜方砷鐵礦。該脈體上還疊加發(fā)育有浸染狀毒砂變晶，內(nèi)部含有多邊形金包裹體。Syama金礦礦石資源量約500萬噸，是一個與區(qū)域性剪切帶有關(guān)的礦床。該礦床的圍巖是一套緊閉褶皺的巖層，巖性包括玄武巖、安山巖，以及互層狀泥巖、雜砂巖、黑色頁巖，此外還發(fā)育安山質(zhì)-煌斑巖侵入體。富礦地層呈疊瓦狀，并發(fā)生了倒轉(zhuǎn)，玄武巖是最佳的容礦圍巖，但所有巖性單元內(nèi)均發(fā)育礦化。含有韌性組構(gòu)的巖性單元發(fā)育礦化，金品位高的部位是角礫巖和網(wǎng)狀細脈發(fā)育的區(qū)域。細脈由鐵白云石-石英-鈉長石組成，與黃鐵礦含量為3~15wt%的高品位礦石關(guān)系密切。
4.2.2 古砂礦型/沖積型金礦床
古砂礦型是西非地區(qū)重要的金礦成因類型，也是西非黃金資源的重要組成部分，特別是在加納，最早在Tarkwa地區(qū)發(fā)現(xiàn)了砂金礦床。被氧化析出的金產(chǎn)出于Ashanti帶Banket巖系Tarkwaian群的石英-礫石-變礫巖層內(nèi)，在Banket巖系之下是Kawere巖系的Tarkwaian群碎屑沉積巖。Banket礫巖的基質(zhì)為石英巖，礫石成分包括石英脈、石英巖和片巖，此外還含有赤鐵礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、金紅石等副礦物。在Banket巖系中金含量的變化較大，可開采利用的層位是富赤鐵礦的礫巖，金以自然顆粒的形式產(chǎn)出。加納古砂礦型金礦的資源量僅次于造山型金礦，規(guī)模較大的包括：Tarkwa金礦(~292噸)、Damang金礦(~96噸)和Iduapriem金礦(~187噸)，這些礦床全都位于Ashanti帶的南部。在Tarkwa礦床，金的高品位區(qū)僅局限于兩套礫巖層位內(nèi)，它們都緊鄰一條北東向區(qū)域性向斜的南端。Tarkwa礦層中的金成礦時代為2107-2102±13Ma。
在布基納法索也發(fā)育有幾處Tarkwa型金礦，但規(guī)模較小，如東南部的Youga礦床(~54噸)、Bon-di礦床(~11噸)等。
沖積型金礦產(chǎn)出于現(xiàn)代河流的礫石層中，成礦物質(zhì)的源區(qū)是原生金礦化，沖積型金礦的經(jīng)濟價值雖然較小，但遍布整個克拉通。
4.3 博韋盆地鋁土礦巨型成礦區(qū)
在西非克拉通南部，遍布著眾多紅土型鋁土礦，覆蓋在各種巖石單元之上。博韋盆地鋁土礦巨型成礦區(qū)位于西非克拉通西南部，毗鄰大西洋，包括幾內(nèi)亞西北部、塞內(nèi)加爾東南部、幾內(nèi)亞比紹東部等地(圖5)。博韋盆地以不整合的方式上覆于太古宙時期的巖層，以及幾內(nèi)亞-塞拉利昂邊境一線沿線的羅克列德剪切帶上方。在東北部凱杜古附近，這些巖層覆蓋在Birimian基底之上。從老到新主要是：下部Walidiata群巖性以冰磧巖、含有重晶石的石灰質(zhì)白云石、硅質(zhì)巖為主，馬里群主要是含有放射蟲類的單一的粉砂巖，Sala和Lelouma群主要是冰磧巖層；中上部Telimele群是由含有豐富的志留紀時期形成的富含筆石化石的黑色頁巖構(gòu)成，其上含有細粒砂巖的頁巖層；泥盆紀時期以碎屑巖類為主，巖性組成為砂巖，其頂部可能有石炭紀時期形成的巖層，含腕足類動物遺跡。
紅土型鋁土礦礦床一般出露地表，少部分被始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)的沉積物覆蓋。成礦母巖有兩種來源，一是古生代泥盆系頁巖和粉砂巖，呈灰色，具有明顯的層理，局部含化石，如桑加雷迪鋁土礦礦床；二是中新生代的基性侵入巖和火山巖(主要是中細粒輝長巖、玄武巖等)，如幾內(nèi)亞博凱鋁土礦礦床。礦體表現(xiàn)為一層相當(dāng)均勻的鋁土礦層，發(fā)育比較理想的紅土剖面，多處保留有母巖的殘留組構(gòu)。絕大多數(shù)這類礦床都與現(xiàn)代地球表面的大規(guī)模夷平運動有關(guān)，多是在造山期后穩(wěn)定的構(gòu)造條件下形成的，地殼的升降運動對紅土型鋁土礦礦床的形成起著重要的作用，多次的構(gòu)造升降運動形成了很厚的優(yōu)質(zhì)鋁土礦礦床。礦體的幾何形狀通常較為簡單，常表現(xiàn)為橫向輪廓極不規(guī)則的平伏礦層。地形地貌條件對紅土型鋁土礦的形成具有很重要的作用。紅土化一般發(fā)生在廣闊的準(zhǔn)平原上，而鋁土礦化則發(fā)生于該準(zhǔn)平原遭受河谷切割期間，只有當(dāng)鋁土礦化速率高于侵蝕速率時才能形成礦床。礦床的表面不僅沿著臺地懸崖下降，隨著風(fēng)化、淋濾作用的進行，風(fēng)化剖面的頂部也隨著時間的推移而下降，這種運移使得被溶解的部分氧化鋁和鐵再次在下伏巖層中沉淀，導(dǎo)致風(fēng)化剖面的局部位置鋁土礦化聚集。
具有較高經(jīng)濟價值的紅土型鋁土礦礦床都形成于新生代。許多大型鋁土礦礦床都位于中生代輝綠巖之上，主要分布在幾內(nèi)亞Fouta Djalon地體中的Boké帶內(nèi)，包括Labé高原。Boké鋁土礦帶中的鋁土礦層從上到下的結(jié)構(gòu)為：一薄層表土，4~10m厚的硬鋁土礦(三氧化二鋁和三氧化二鐵的品位高)，4m厚的低品位鋁土礦夾粘土過渡層，5m厚的軟鋁土礦層(三氧化二鋁的品位高，高嶺土含量高)。典型鋁土礦礦床有Sangarédi，此外還有Bidikoum、Gaoual和Silidara。全世界規(guī)模很大、品位高的鋁土礦礦床就位于幾內(nèi)亞的Boke鋁土礦帶內(nèi)。高品位的Sangarédi鋁土礦礦床(三氧化二鋁品位超過60wt%)擁有三套鋁土礦層，形成于中白堊世和始新世的兩個成礦階段。
在高原地區(qū)也發(fā)育有具有經(jīng)濟價值的鋁土礦礦化。例如：幾內(nèi)亞的Labé高原中部的Tougué鋁土礦，它所處位置的海拔高度達到1200m。這座鋁土礦位于中白堊世和始新世的古沉積面上。Fouta Djalon地體Boke帶內(nèi)的Fria礦存在兩階段成礦作用(靠近大西洋)，它出露的海拔高度在300m左右。
塞拉利昂羅克列德帶內(nèi)的鋁土礦礦床發(fā)現(xiàn)于上世紀六七十年代，產(chǎn)出地層為Kasila群，是風(fēng)化殼型鋁土礦礦床，具有重要經(jīng)濟價值鋁土礦礦床的包括PortLoko和Mokanji Hill。
5、結(jié)論
(1)西非地區(qū)的主要礦種包括各種類型的金礦、鐵礦，紅土型鋁土礦，金剛石礦，賤金屬礦及稀土元素礦，沉積型磷酸鹽礦，沉積型錳礦等7種主要類型。金礦、鐵礦、鋁土礦、金剛石礦等礦種是該地區(qū)最優(yōu)勢的礦種，礦床集中分布在太古宙馬恩地盾和雷圭巴特地盾、古元古代萊奧地盾及凱涅巴和卡伊構(gòu)造窗區(qū)域，形成于不同的成礦期。
(2)西非地區(qū)主要的成礦區(qū)劃分為地中海成礦帶、西非克拉通成礦省、環(huán)大西洋成礦帶、環(huán)克拉通泛非活動帶成礦帶、西非克拉通東部-東南部的泛非活化地盾區(qū)等5個成礦單元，每個成礦單元各具特色。
大型超大型鐵礦、金礦、鋁土礦、金剛石礦等主要產(chǎn)于克拉通南部的古老地盾區(qū)和新元古-古生代盆地，劃分為3個巨型成礦區(qū)，分別是馬恩太古宙地盾區(qū)、萊奧新太古-古元古代地盾區(qū)(包括凱涅巴和卡伊構(gòu)造窗區(qū)域)、博韋新元古-古生代盆地。具有重大工業(yè)價值的BIF型鐵礦主要分布在太古宙巖石區(qū)，以西非克拉通南部馬恩太古宙地盾區(qū)最突出；多數(shù)大型金礦主要與古元古代比里姆變火山—沉積巖和塔庫瓦巖系有關(guān)，主要分布在古元代萊奧地盾、凱涅巴和卡伊構(gòu)造窗、雷圭巴特地盾的伊布尼地盾區(qū)；大型超大型鋁土礦密集分布在古生代博韋盆地區(qū)；金剛石成礦時代歸于侏羅紀，主要金伯利巖筒及煌斑巖脈侵位于馬恩太古宙巖石中，經(jīng)長期風(fēng)化也形成了眾多的砂礦。
(4)西非地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)程度極低，鐵礦、金礦、鋁土礦、金剛石、錳礦等資源豐富，尤其以鐵礦、鋁土礦、金礦最為突出，是環(huán)球重要的礦產(chǎn)地和找礦遠景區(qū)。
以上內(nèi)容摘自環(huán)球印象西非事業(yè)部(www.zcqtz.com)搜集整理，若轉(zhuǎn)載，請注明出處。
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