南非,一不小心就挖到礦了 | 地球知識局

地球知識局 發佈 2022-10-02T17:12:57.944585+00:00

南非,一個被上天眷顧的國家,位處非洲大陸最南端,東、南、西三面為印度洋和大西洋所環抱。它的礦產資源種類繁多,並且儲量巨大,品質極優。

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NO.2315-南非超級礦帶

作者:嚴寒

校稿:辜漢膺 / 編輯:板栗


南非,一個被上天眷顧的國家,位處非洲大陸最南端,東、南、西三面為印度洋和大西洋所環抱。它的礦產資源種類繁多,並且儲量巨大品質極優其資源總量占非洲的50%,居世界第五位。南非境內現已發現礦產達60多種,並且多種礦物的儲量,在世界範圍內名列前茅。


南非礦產資源主要分布在北部▼

但是,這些資源並沒有為南非人民帶來財富。這個國家曾經是非洲唯一的發達國家,如今卻深陷債務危機無法自拔。到2020年,南非的債務占該國GDP的81%。


因礦立國


南非的古老地殼——卡普瓦爾(Kaapvaal)太古宙克拉通為這些礦產提供了「溫床」。它位於南非高原東南部,是世界上保存最好的太古宙克拉通之一,最初形成於約36億年前。


卡普瓦爾克拉通大致範圍


克拉通是指古老而穩定的大陸塊體,它具有巨厚的岩石圈,內部少有地震、岩漿作用等。克拉通通常形成於地質發展歷史中最古老的時期——太古宙在這個時期,地球演化出了地殼。可以說,卡普瓦爾克拉通中最古老的岩石原本就是地球極早期的地殼,並完好保留到了現在。


全球太古宙克拉通分布(橫屏)▼


自元古宙(距今25.0億年—8.0億年)到古生代(約5.7億年至2.3億年前),隨著板塊漂移,卡普瓦爾克拉通與其他的克拉通之間多次發生碰撞、拼貼,形成了南非北部和南部沿海的一系列山地。

( 圖:wiki)▼


地質學將這些山地稱為造山帶。造山帶的形成通常伴隨著岩漿活動,這些岩漿將地球深部的物質帶到近地表,為成礦提供了物質基礎,這對於成礦至關重要。


礦床學家們根據南非各礦床的成礦環境、成礦的決定因素及成礦時代,將南非地區劃分為六個成礦區帶,分別是:


  • 太古宙卡普瓦爾克拉通金-鈾、鐵-銅-鉑族元素、金剛石成礦區;
  • 古元古代林波波金-金剛石成礦帶;
  • 古元古代海斯鐵-錳成礦帶;
  • 中元古代那馬奎銅-鉛-鋅多金屬成礦帶;
  • 古生代開普造山帶鎢-錫-銅-鉬多金屬成礦帶;
  • 古生代-中新生代卡魯盆地鈾-金剛石-砂金成礦區。


成礦區基本覆蓋南非全境,真可謂是「礦中有家」。


南非成礦帶劃分圖▼


這些成礦帶為南非貢獻了全世界88.7%的鉑族金屬、12.8%的黃金、17.8%紅柱石和37%的螢石,儲量世界第一


錳(占全球現探明儲量24.1%,同後)、鉻(37.1%)、鋯(25%)、蛭石(35.9%)儲量世界第二;釩(23.1%)、磷酸鹽(9.4%)儲量世界第三;鑽石(12.1%)和鈦(9.8%)儲量世界第四;此外,煤炭、鐵、鉛、鈾、銻和鎳礦等儲量同樣位於名列前茅。


雖然經歷了將近百年的開採,南非優勢礦種的年產量和儲量仍穩居世界前列。可以說,除了石油、天然氣和鋁,南非什麼都不缺。礦業開採構成了南非基礎經濟中最大的部分。


南非的礦產資源為何如何豐富?


一切還是要從卡普瓦爾太古宙克拉通說起。南非最大的鑽石礦——庫里南金伯利礦床,最大的金礦——蘭德金礦,以及世界級超大型礦床布希維爾德岩漿型銅鎳硫化物-鉑族元素礦床、德蘭士瓦盆地沉積型鐵-錳-石棉礦床都位於此。


金伯利礦原來是一座山丘

在瘋狂的挖礦者的努力下變成了面積為17公頃的大洞

(圖:wiki)▼


庫里南金伯利礦床位於卡普瓦爾克拉通的金伯利(Kimberly),鑽石的宿主岩石——金伯利岩也由此得名。南非穩定的古老克拉通為鑽石提供了一個能保持高溫高壓,且具有良好還原環境的相對封閉空間。南非鑽石的形成大約開始於33-45億年前,極長的生長時間讓巨大鑽石的形成成為可能。


當時的礦工就是靠著一些簡單的工具進行開採的

拿著鐵鍬就能挖到的寶藏誰不想去分一杯羹呢

當然由於惡劣的開採環境,很多人去了就再也沒回來

(圖:wiki)▼


而後,經過一系列地質活動,金伯利岩漿噴出將鑽石帶到近地表,這也是鑽石成礦與否的關鍵一步。金伯利岩漿噴出後,噴出路徑內的岩漿會冷卻,形成金伯利岩體,鑽石就被包裹在其中。


只有當岩石圈厚度較大時,金伯利岩中的大量氣體無法衝破圍岩而充分膨脹,形成較大的岩體,才能捕獲大量鑽石。


火山管道的發源深度至少是大多數其他火山的三倍

金伯利岩是鑽石的主要來源

(火山管 圖:wiki)▼


鉑族金屬,也就是貴金屬釕(Ru)、銠(Rh)、 鈀(Pd)、鋨(Os)、銥 (Ir)、鉑 (Pt),其稀有程度和市價都遠超黃金,在南非的儲量占世界88.7%,其中鉑(Pt)出口額為82.5億美元,占南非出口總額的9.19%。


(參考:OEC)▼


鉑族金屬的主要宿主布希維爾德岩體,作為金伯利礦床的宿主岩體之一,是世界上單個蘊藏鉑族元素、鉻鐵礦和釩鈦磁鐵礦的最重要的礦床。其鉑族元素儲量為65,473 t,全球75%的鉑,50%的鈀和82%的銠都存於此處;鎳金屬儲量1.528*107t,占全球鎳含量的16%。此外,銅、鉻、金、釩和磁鐵礦儲量巨大。


布希維爾德岩體所在及其生成示意

(橫屏 圖:NSF)▼

在金伯利岩漿上涌相似的地幔熱事件中,岩漿自地球深部上涌至近地表,並帶來了豐富的鐵、銅、鉻及鉑族元素。氧化矽(SiO2)在岩漿中多以矽酸鹽(SiO42-)熔體存在,其性質與硫化物(S2-)存在明顯差別。


隨溫度和壓力的降低,硫化物和岩漿中的矽酸鹽熔體發生不混熔現象,即原本熔於岩漿內的硫化物以液態析出。由於鉑族金屬具有親硫化物而不親氧化物的性質,它們在鎳-鐵-銅硫化物的析出過程中,會從矽酸鹽熔體中萃取出來,並發生富集,從而與鎳-鐵-銅共同成礦。


布希維爾德岩體及其礦藏分布(橫屏 圖:wiki)▼


同時,卡普瓦爾克拉通中還產出南非的兩種主要金礦類型,古礫岩型金礦和綠岩帶型金礦。


南非最大的金礦——蘭德金礦就位於卡普瓦爾太古宙克拉通內,它屬於古礫岩型金礦。顧名思義,這些金礦產自古老的礫岩中。礫岩是由膠結物將本就存在的礫石粘結起來,形成的新的岩石。


金子沉積在曾經的內陸湖泊威特沃特斯蘭德海

的河流三角洲中並在沿威特沃特斯蘭德山脊形成露頭

也就是我們所說的蘭德金礦(參考:wiki)▼


金礦帶總長度480公里,含礦面積2.07萬平方公里,共有約200多層含礦層,主礦層10層。自1886年發現以來,已產出黃金4.8*104 t以上。截至2021年7月,蘭德金礦主要儲礦區域威特沃特斯蘭德盆地儲量約2591萬噸,黃金品位為4.26 g/t,所含黃金估計為355萬盎司。


威特沃特斯蘭德盆地和主要金礦(圖:wiki)▼


該種礦床中,金以細粒自然金的形式產出,粒度為5~100微米,肉眼很難看到。其成因仍有不同的觀點,一種較為常見的觀點認為:在元古宙,鐵、金、鈾、鉑等元素隨火山噴發從深部帶到地表,岩漿將原本散落的岩石固結形成礫岩,這些元素便封存在了礫岩膠結物(岩漿噴出後快速固結形成的)中。在很長的成礦時間(3074 Ma ~ 2642 Ma;Ma指百萬年)中,火山反覆噴發,形成了現在看到的巨厚型多層礦床,並且金與鈾礦(U)、黃鐵礦(FeS2)在同一岩層產出。


來自威特沃特斯蘭德地區布萊沃魯茨赫特金礦的

高品位金礦石,它富含金和鈾,因此有很強的放射性

(圖:wiki)▼


綠岩帶型金礦,更多分布於卡普瓦爾克拉通北部的林波波金-金剛石成礦帶中。綠岩帶是呈帶狀分布的變質岩漿岩區域,內部由許多綠色礦物使得岩石普遍呈暗綠色。金主要產於石英岩脈,石英岩脈中常還能發現毒砂(FeAsS)及黃鐵礦(FeS2)。綠岩帶型金礦中的金肉眼多不可見,開採出原石後需要經過複雜的提煉,才能得到金燦燦的黃金。


(林波波帶位置示意 參考:wiki)▼

金-石英-紫紅色熱液礦脈岩

(淘金還得要好眼力 圖:wiki)▼


成礦受控於不同時代造山作用的中元古代那馬奎銅-鉛-鋅多金屬成礦帶和古生代開普造山帶鎢-錫-銅-鉬多金屬成礦帶,分別產出世界級超大型礦床Aggeneys鉛-鋅-銀礦床、Okiep銅礦、普里斯卡銅-鋅礦和Kuils River錫-鎢礦、Durbanville錫-金礦、Riviera鎢-鉬(銅)礦床。


這些礦床的形成都與古老地殼在後來的地質過程中被岩漿作用、沉積作用等改造有關。這些礦床在地表長期經歷風化、搬運後,堆積在海拔較低的地區(卡魯盆地),就形成了古生代—中新生代卡魯盆地鈾-金剛石-砂金成礦區。


卡魯盆地及其地層(參考:wiki)▼


可以看出,基本上所有的成礦區都與卡普瓦爾克拉通有著直接或間接的關係。然而,保存完好的太古宙克拉通並不只卡普瓦爾一處,為何只有它符合多種礦物的成礦條件,使得這麼多稀有金屬和礦物會如此集中、如此大規模的匯聚在此?這可能就是上天對南非的眷顧。


那麼,如此龐大的礦產資源到底為南非社會,或者說南非人民帶來了什麼?


礦產資源的福禍相依


事實上,這些資源從未真正屬於過南非,資源是侵略者的「嫁衣」,卻是本國人的「枷鎖」。英國牢牢控制著南非的採礦業,工業和金融業,資源所帶來的收益源源不斷地匯入歐洲市場。


南非黑人在侵略者眼中只是另一種「資源」,他們被大量奴役。兩次世界大戰中,南非均出兵二三十萬,為英國賣命。


他們在戰場往往是作為後勤兵,雖在戰場上死傷不少

但戰後也得不到應有的待遇

(圖:twitter)▼


到20世紀70年代中期,南非已是南半球中工業化程度最高的國家,但占南非人口絕大多數的黑人原住民仍處於極端貧困的狀態,他們長期處於社會底層,從事著極為繁重的體力勞動。


大多數南非黑人原住民與這個國家的繁華

猶如兩根平行線永不相交

(圖:shutterstock)▼


(隨處可見的「黑白分明」 圖:wiki)▼


如此尖銳的社會矛盾是無法被掩蓋的,有壓迫就有反抗。在經歷了長達20年的抗爭後,1994年,南非首次組建了多民族政府。在發現大規模礦產資源的一百多年後,這些財富才似乎要真正歸屬於這片土地的主人。


1994年曼德拉引用「彩虹國度」這個詞

表達了沒有種族隔離的南非的願景

然而南非至今也沒有完全從種族隔離的陰影中走出來

(曼德拉 1994年 圖:shutterstock)▼


新政府的上台雖然看似推動了種族的平權,但是社會結構並未發生改變。種族矛盾和極大的貧富差異並未被解決,資源仍掌握在白人後裔手中。


隨著廢除死刑並且允許居民合法持有槍枝,南非被推向了犯罪事件頻發,治安混亂的深淵。此外,大量來自非洲貧窮國家的黑人移民,使得南非勞動力結構更加失衡,治安問題和經濟環境雪上加霜。


這犯罪率雖比不上第一梯隊,但也不低了▼


雖然南非仍「礦中有家」,但財政赤字持續發酵。2020年南非的債務占該國GDP的81%,約為4萬億南非蘭特(約17836億人民幣),收入短缺2220億南非蘭特(約989億人民幣)。


可以說,南非至今還未迎來屬於它的光輝歲月。

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