加拿大沃伊塞湾镍铜钴矿床

1. 加拿大沃伊塞湾镍铜钴矿床

1.地质背景
加拿大拉布拉多东海岸沃伊塞湾（Voisey's Bay）镍铜钴矿床位于内恩西南35km。这一世界级矿床及其所在的新的镍铜成矿区是1993年9月由找矿人A.奇斯利特和C.维比斯基发现的。这两人在纽芬兰省圣约翰斯创办了一家很小的勘查公司——太古宙资源公司，在当时被认为矿产远景有限的、勘查界不怎么注意的拉布拉多海岸带25000km2范围的地区内找矿，主要对象是贱金属。
该区地处两大块陆壳（东部由太古宙岩石组成的太古宙内恩区和西部古元古代和太古宙岩石组成的古元古代丘吉尔区）于18亿年前的碰撞缝合带。在13.5亿～12.9亿年前，在该边界带有大量玄武质和花岗质岩浆侵入，构成一系列火成岩，合称内恩深成岩套，侵入在太古宇内恩片麻岩中（图13-4）。该岩套由斜长岩、闪长岩、辉长岩、苏长岩、橄长岩的层状侵入体以及花岗岩组成，在内恩地区分布面积约2万km2。
据估算，沃伊塞湾镍铜钴矿床含有资源量 1.5亿t，其品位为：Ni 1.9%，Cu 1.1%，Co 0.08%，含有镍285万t、铜165万t、钴12万t。

图13-4 沃伊塞湾地区的地质图

（引自A.J.纳尔德雷特，1996，见《国外地质科技》1999年第2期）
2.勘查与发现
金刚石矿田资源公司（以下简称DFR公司）是设在加拿大温哥华的一家小公司，它原来从事金刚石勘查和采矿工作。该公司后来对拉布拉多东北部也有了兴趣，认为那里对找金伯利岩或钾镁煌斑岩有远景。但它发现，这些有远景地区已被太古宙资源公司租用。经与后者协商达成协议（DFR公司以分享成果为条件，为太古宙公司提供勘查资金），DFR 公司选择了一些租地（约2000km2），并一起设计了1993年进行重砂取样的计划。主要集中找金刚石，兼找金及贱金属。这项工作由太古宙公司进行，DFR公司只提供10万加元预算。
1993年夏季进行此项由直升机支援的、区域水系重砂取样工作。在工作过程中，两个找矿人也考虑了从直升机上见到的地表岩石锈蚀情况，通过地面工作，于1993年9月发现了沃伊塞湾矿床。他们在沃伊塞湾西北侧检查了一些露头，见到有黄铜矿细条带穿插的辉长岩，并且追索出了估计大约含铜1%～2%的一个长约500m、宽40～80m的矿化带。矿化与东西走向的橄榄辉长岩或橄长岩（斑点橄长岩）有关。他们认识到这大概是一重要发现。在执行这一最初的计划时，共采了水系沉积重砂样700多个，在年末做了加工处理。也采了些露头拣块样，其中有些得出高达6%的铜和2%～3%的镍含量。在1993年发现后几个月，这两人为了根据该地区地质情况考虑租地问题，查阅了政府有关文献和图件。结果发现在1985～1987年期间，纽芬兰省地调所在该区曾进行过一项填图计划。这项工作改善了区域基础地质资料状况。当时划分出了位于沃伊塞湾北侧的以前未认出的层状和块状的橄长岩质侵入体。也着重指出了一个铁帽带，认为是产在该侵入体的橄长岩岩墙上的黄铁矿铁帽（当时未测得异常金属含量）。他俩于1994年1月开始进一步租地立桩标界。
DFR公司最初对此项目并未很感兴趣，给太古宙公司的1994年预算仅为17.5万加元。但这两人继续工作，随着进一步成果的取得，DFR公司也对此项目有了兴趣。1994年进一步进行了地表找矿、化探和地面水平回线电磁测量及磁测。物探发现该带电磁异常和磁异常重合。根据这些结果，沿走向布了4个斜孔，孔距200m。10月开钻，钻孔见矿。4孔总进尺415m。其中2号孔在34m深处往下打到71m含矿段，平均品位为：镍2.23%，铜1.47%，钴0.123%。后继续进行地面和航空物探（包括 DIGHEM 法），加强钻探。1995年开始了一项100万加元的勘查计划。至1995年5月末已完成的钻孔数超过100个。矿床沿走向往东西延伸范围不断扩大，往深部亦未尖灭。当时已知硫化物矿化沿走向长超过1.8km，产在走向近东西、向北倾斜的呈单斜的橄长岩或含橄榄石辉长岩侵入体中。矿化呈浸染状、半致密块状和块状，主要由磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿组成，此外还有磁铁矿等。主要产于岩体中部和下部（底部有时有角砾岩系，由含硫化物的橄长岩基质与片麻岩、橄长岩、橄榄岩和硫化物斑块的碎块组成），有的钻孔剖面见到从上到下由浸染状变成块状矿石的现象。已发现矿床东段为在平面上呈卵圆形（约600×350m2）的由块状矿石组成的酒杯状富厚矿段（厚70～110m左右，图13-5）。此段矿体倾角为0°～20°。据1995年7月初的报道，初步计算该矿段有可露采储量3170万t（充分考虑了开采时矿石贫化），平均品位镍2.8%，铜1.7%，钴0.12%，即有镍89万t，铜54万t，钴3.8万t。金和铂族金属含量尚无报道。埋藏很浅，剥采比仅为0.36：1。这是首批可采储量。酒杯状富矿段往西一大段（西带）是由强浸染及半块状硫化物组成的矿化，真厚度一般在80～100m，倾角多在45°左右，镍品位一般在1%～2%，也含铜和钴。这部分矿石估计至少有6000万～7000万t。最近西带也已发现块状硫化物透镜体（厚十余米），资源量尚可扩大。
1995年下半年以来，在东段酒杯状富矿体的南东东约1000m处，发现并查明了在地质上密切相关、在空间上略为隔开的“东深”矿段。该地原来物探结果有反映，经钻探已查明“东深”矿段底部矿带长逾2000m，宽300m，块状硫化物矿体厚5～40m，镍品位近3%（高达3.4%，一般均不低于1.4%），铜1%～1.5%，钴0.18%，形成一个连续的“矿化舌”，其上亦有浸染状矿化。矿体埋深600～800多米，需坑采。该段储量尚未正式计算，曾保守估计至少有矿石4500万t。现有9台钻机在继续钻进中（整个矿区开动14台钻机），储量尚可扩大。沃伊塞湾矿床远景很大，现已知矿化带沿走向长5.1km，两端仍可延伸，地面物探异常长逾7km，资源量已超过1.5亿t（有资料以平均含镍1.9%、铜1.1%计，含镍超过285万t，铜超过165万t）。据1996年5月报道，该矿床已钻230孔，钻探面积只占DFR公司在该区租地中有希望地区2060km2的不到2%。除该矿床外，附近已另外发现5个与其相似的异常（靶区），说明该区还可有重要矿床发现。已开始在这些异常区开展地表工作。
该矿床地质环境比较特殊，与萨德伯里和汤普森矿床有重要区别。因与已知类型均不好对比，故有人已将其称为沃伊塞湾型矿床。曾有人认为该矿床是层状侵入体根部带岩浆矿床。据到该矿床考察了几天的加拿大镍矿权威A.纳尔德雷特说，他不知道加拿大有过沃伊塞湾模式的矿床。他认为世界上有两个矿床与之有类似之处，但不全像。一个是俄国的诺里尔斯克，一个是澳大利亚的卡姆巴尔达，后者比沃伊塞湾矿床小。他说要做更多工作才能了解此矿床成因。他认为“这可能是一层状侵入体通道，但镍矿床形成不是层状侵入过程的一部分，而必定有一些作用把硫化物从系统中冲出来了”。他认为那里有的是夹于角闪石片麻岩中的宽广的橄长岩岩席，在这一岩席内有些块状硫化物的“河流”（产在凹槽中）。矿体可在一些不同的层位和部位产出，包括有矿化岩墙（矿液补给通道）存在（如在西带和“东深”段均有发现）。据此，纳尔德雷特于1996年提出沃伊塞湾矿床的概念模式（图13-6）。

图13-5 卵形矿段1200E剖面（朝西看）

（引自A.J.纳尔德雷特，1996。见《国外地质科技》1999年第2期）
图中示出了“小卵形矿段”容矿岩石地质和钻孔中硫化物分布强度

图13-6 沃伊塞湾矿床的概念模式

（引自A.J.纳尔德雷特，1996，见《国外地质科技》1999年第2期）
图13-6示出了矿床不同部分的剥蚀层位。作为补给通道的岩席，以小角度进入了大侵入体，岩浆是从北边流进来的，从岩席进入侵入体的点向外，该岩席变陡，在深部变成垂直的，“东深矿段”代表侵入体本身，矿化靠近侵入体底面的补给通道进入处。“卵形矿段”因出露于地表而相当于补给通道进入侵入体的点，侵入体本身被剥蚀掉。“小卵形矿段”（1100～1250线）代表十分靠近进入侵入体的点的补给通道（图13-5），而西部延伸体（600～700E线）则代表穿过补给通道较深层位的剥蚀剖面。
3.小结
该矿床有以下优点：①将是一个大型矿山；②矿石富，且品位较稳定；③除“东深”矿段外，埋藏浅，可露采；④矿石选冶问题不复杂；⑤距深水港湾仅10km，矿石可船运；⑥可给当地土著居民带来就业机会。总之，该矿床有可能成为一个世界最低成本的大镍铜钴矿。
该矿床的发现已在加拿大引起轰动。著名的国际镍公司已收购DFR公司沃伊塞湾项目及其有关租地。大公司的参与将加速该矿床的勘查，大力推进可行性研究和开发准备工作（预期年产12.2万t镍，9万t铜，1998年投产）。该矿床发现后，到1995年6月已有近100家公司（包括许多中小公司和一些大公司）竞赴该区租地勘查。在内恩深成岩套其他地方已有几个镍铜钴矿点发现。有的公司还在格陵兰西南部和中西部租地找同类矿床。
DFR公司领导人承认，“这一发现应归功于A.奇斯利特和C.维比斯基，这是他们找矿技术和慧眼识矿的成果”。这也是他们以献身精神在原来并不为勘查界注意的、找矿并不“时兴”的地区，进行坚持不懈找矿的结果。奇斯利特认为他俩的成功是因为没有先入之见，有认识各种证据的能力，以及在拉布拉多可以自由自在地去找矿。从整个找矿过程来看，这一发现并不是某些人所认为的“纯属幸运”。《加拿大采矿杂志》编者认为，该矿床的发现有可能驱散那种已泛滥的认为加拿大所有近地表大矿床已经找完，要想找更多的大矿就得用更尖端的技术探测深部矿床的观念。这两位找矿人根据其良好的老式找矿技术和地表矿苗采样方法，做出了最初的发现，接着也应用了常规物化探、钻探等技术查明并扩大了这一发现，这说明传统的“登山鞋加地质锤”找矿和以分享找矿成果为条件而向找矿人提供资金的办法，在今天高技术世界里仍能取得成果。