鑽石舞台

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非洲大陸是地球上已知最大的發育太古宙克拉通的大陸，地層發育齊全，總體上看，以前寒武係為主，僅在非洲大陸的西北緣和南緣發育顯生宙褶皺帶。前寒武系分布廣泛，據統計，占據了該大陸約80%以上的地區，構成非洲大陸的核心，主要由變質岩系組成，並受到混合岩化作用和花崗岩化作用，產有鐵、鉻、鎳、鈷、錳、金、鈾、銅、錫、鈮等多種礦產資源（圖1-1）。

圖1-1 非洲主要地層分布簡圖

（據Key，1992；Thoumas，2008，修改）

1.太古宇

太古宇主要分布在幾內亞、利比里亞、布基納法索、塞拉利昂、埃塞俄比亞、南非、津巴布韋、博茨瓦納、坦桑尼亞、剛果（金）、蘇丹、烏干達等國家，主要為一套中深變質的鎂鐵質到長英質的變質岩系，由下部的前寒武紀結晶基底和上部的綠岩帶組成，兩者關係不明顯，基底岩石主要由混合岩（石英長石混合岩、角閃石混合岩）和片麻岩組成，綠岩帶主要由鎂鐵質、超鎂鐵質岩組成，部分地區上覆古生代以來的沉積蓋層。太古宇代表性岩群有南非的斯威士蘭超群和津巴布韋的塞巴奎超群，產有銻、鉻、金、剛玉、石棉等礦產。此外，還有產有古礫岩型金、鈾等礦產的維特沃特斯蘭德（Witwatersrand）超群。從含礦建造（或岩系）看，太古宇發育含金綠岩帶建造、產有鐵礦的BIF建造和產有金、鈾的砂礫岩建造。

（1）古—中太古界

古—中太古界主要分布在南非、塞拉利昂、坦桑尼亞，在南非分布有中太古界維特沃特斯蘭德-蓬戈拉（Pongola）超群，主要由石英岩、礫岩、熔岩組成。坦桑尼亞的古—中太古界主要分布在坦桑尼亞克拉通內，主要為一套變質岩系。塞拉利昂的古太古界主要分布在卡馬奎（Kamakwie）一帶，中太古界分布廣泛。

（2）新太古界

新太古界主要分布在南非、津巴布韋、坦桑尼亞、塞拉利昂等國家，主要為一套變質岩系。在南非分布有新太古界文特斯多普（Ventersdorp）超群，該超群主要由玄武岩、安山岩、斑岩組成，在林波波（Limpopo）活動帶也分布有新太古界，主要由片麻岩、麻粒岩、片岩組成。在津巴布韋分布有新太古界沙姆瓦（Shamvaian）群、布拉瓦約群（Bulawayan）和賽巴奎群（Sebakwian），主要為一套變質沉積岩和變質火山岩。在坦桑尼亞分布有新太古界尼安茲超群（Nyanzian）和卡維隆迪超群（Kavilondian），主要由變質沉積岩和變質火山岩組成。莫桑比克的新太古界主要由變質岩組成。在塞拉利昂分布有卡姆布伊（Kambui）超群、馬蘭帕（Marampa）群和卡斯拉（Kasila）群，主要由變質沉積岩和火山岩組成。

2.元古宇

（1）古元古界

古元古界主要分布在非洲西部的加納、布基納法索、塞內加爾的東南部、幾內亞的北部、馬里的西南部、尼日爾的西部和利比里亞的東南部及非洲中部地區，為一套變質岩系，主要由變質的中基性、中酸性火山岩、火山碎屑岩及板岩、千枚岩、砂岩、礫岩組成，代表性岩群有德蘭士瓦（Transvaal）超群、比里姆超群、烏本迪超群和烏薩嘎蘭超群，產有金、鐵、錫、錳、鋁土礦等礦產。

（2）中—新元古界

中—新元古界主要分在非洲西部的塞拉利昂、利比里亞的南部、幾內亞的西北部、塞內加爾的東南部和非洲的南部、中部等國家和地區，主要由淺變質及未變質的碎屑岩系和碳酸鹽岩組成，代表性岩群為基巴拉（Kibaran）超群。從含礦建造（或岩系）看，發育含金綠岩帶建造，產有金的砂礫岩建造，產有銅、鈷的砂頁岩建造和含錳建造。

3.顯生宇

（1）古生界

古生界主要出露在非洲北部的摩洛哥、阿爾及利亞、突尼斯等國家，在南非、納米比亞、津巴布韋、博茨瓦納、莫桑比克、馬拉維、馬達加斯加、幾內亞、尼日利亞、剛果（金）、馬里、毛里塔尼亞等國家也有少量或零星分布，主要由碎屑岩、碳酸鹽岩和含煤沉積物組成。

（2）中生界

中生界主要分布在非洲北部，主要由火山岩、碳酸鹽岩、碎屑岩組成。三疊系主要分布在非洲北部地區，為重要的含油層系。侏羅系主要分布在非洲的西部、東部、南部和馬達加斯加島等地區。白堊系主要分布在陸緣盆地和陸內裂谷盆地內，是非洲的主要含油地層。

（3）新生界

新生界主要由碎屑岩系及沖積物等組成，古近系—新近系主要分布在尼日爾三角洲、尼羅河三角洲、埃及的蘇伊士盆地、利比亞的錫爾特盆地、加蓬的濱海盆地等地區，為非洲的重要含油氣地層。第四系主要分布在非洲中部，目前在第四系未發現油氣。

從區域構造格局特徵看，非洲大陸主體主要由太古宙克拉通、元古宙活動帶、沉積盆地和裂谷構成，其中，太古宙克拉通主要包括西非克拉通、剛果克拉通和卡拉哈里克拉通，這些克拉通主要由前寒武紀基底組成。元古宙活動帶主要分布在太古宙克拉通的周邊。非洲主要發生了古生代、中生代和新生代三期裂谷作用，總體上看，非洲東部的東非大裂谷規模相對較大，呈近南北向貫穿非洲大陸東部。非洲沉積盆地類型多，分布廣泛，面積大（圖1-2）。

圖1-2 非洲大陸地質綱要簡圖（顯示基底露頭和盆地）

（據何金祥等，2001；朱華友等，2013，修改）

（一）太古宙克拉通

新元古代以前，非洲大陸的西非克拉通、剛果克拉通、卡拉哈里（Kalahari）克拉通都經歷了不同的演化歷史，至新元古代泛非造山運動，拼接在一起，形成統一岡瓦納大陸，構成非洲大陸的原始構造格架，至中新生代，隨着岡瓦納大陸的裂解，非洲大陸獨立出來，逐漸演化，構成了非洲大陸的現今的主體構造格架（圖1-3）。

圖1-3　非洲大陸太古宙克拉通分布簡圖

（據Key，1992；Thoumas，2008，修改）

1.西非克拉通

西非克拉通位於非洲西偏北部，呈近南北延伸，長1500km，寬250~400km，西非克拉通經歷了多期構造運動，於1700Ma左右逐漸穩定，由其南緣的馬恩-萊奧（Man-Leo）地盾、中部的陶德尼（Taoudeni）盆地和北緣的雷圭巴特（Reguibat）地盾3個主要的次級構造單元組成；主要特徵是前寒武紀結晶基底分布廣泛。區域出露地層以前寒武係為主，其次為古生界、中生界和新生界。西非克拉通大部分被新元古代—古生代陶德尼盆地沉積蓋層覆蓋；馬恩-萊奧地盾和雷圭巴特地盾主要由前寒武紀基底組成，上部被2.2~2.1Ga火山岩和比里姆超群沉積岩覆蓋，受2.1~2.0Ga時期伊伯尼安造山運動的影響，比里姆超群發生褶皺變形作用和同期花崗岩岩漿侵入活動。在雷圭巴特地盾的北緣和馬恩-萊奧地盾的南部分布有太古宇，兩個地盾西部的片麻岩（3.5Ga）和綠岩帶（3.3~3.1Ga）在2.9~2.7Ga時期發生變質程度達麻粒岩相的變質作用。中生界主要分布在大陸邊緣盆地和裂谷盆地內，主要由碎屑岩組成。新生界主要分布在西非克拉通的北部。西非克拉通主要產有BIF型鐵礦、綠岩型金礦及與表生作用有關的紅土型鋁土礦，其他礦產有錳、鉻、銻、銅、鉬、錫、鉭、鎳、鈷、鉛、鋅等。

2.剛果克拉通

目前，關於剛果克拉通的邊界和範圍大致存在兩種觀點:一種是以Key（1992）為代表的學者，認為剛果克拉通包括原剛果克拉通和坦桑尼亞克拉通兩部分，即將坦桑尼亞克拉通包括在現今剛果克拉通內；另一種觀點是以Begg等（2009）為代表的學者，將上文Key等（1992）提出的現今剛果克拉通劃分為原剛果克拉通、坦桑尼亞克拉通和烏干達克拉通3個克拉通，烏本迪帶被認為是原剛果克拉通與坦桑尼亞克拉通在2100~2025Ma碰撞的產物，根據該觀點，現今剛果克拉通可進一步劃分為西北緣的加蓬-喀麥隆地盾（主要由3.2~2.99Ga混合岩類、片麻岩和綠岩帶殘片組成，發育2.97~2.54Ga花崗岩侵入體）、東北緣的博穆-基巴拉地盾（由3.42Ga片麻岩和3.0~2.6Ga綠岩帶組成）、開塞地盾（主要由3.01Ga花崗岩雜岩體組成，2.9~2.6Ga發生變質作用）和安哥拉地盾（主要由片麻岩、變質沉積岩和2.82Ga輝長岩-紫蘇花崗岩組成）和中部的新元古代沉積盆地組成，總體大面積被新元古代沉積盆地沉積物覆蓋。坦桑尼亞克拉通主要由多多馬超群（主要由花崗閃長岩、花崗岩、片麻岩、混合岩及變質岩組成）和尼安茲超群組成，發育2.93~2.85Ga片麻岩（TTG）以及元古宙侵入的花崗岩。烏干達克拉通基底主要由太古宙片麻岩和麻粒岩組成，在2.9Ga麻粒岩中發育2.6~2.55Ga侵入的花崗岩岩體。剛果克拉通主要產有與綠岩帶有成因聯繫的綠岩型金礦，與砂頁岩有關的砂頁岩型銅鈷礦，與條帶狀含鐵建造有關的BIF型鐵礦，以及與表生作用有關的金剛石砂礦、紅土型鋁土礦等礦產。

3.卡拉哈里克拉通

卡拉哈里克拉通由南部的卡普瓦爾克拉通和北部的津巴布韋克拉通組成，在兩者之間發育林波波活動帶。卡普瓦爾克拉通形成於3.7~2.7Ga，主要由花崗岩、片麻岩和綠岩帶組成，在卡普瓦爾克拉通中獲得的最老岩石年齡為3.66Ga。津巴布韋克拉通由若干地塊組成，形成年齡為3.7~3.2Ga，發育3.5~2.8GaTTG混雜岩及其上覆、兩者成不整合接觸的2.8~2.7Ga布拉瓦約群，Condie（1981）將太古宙結晶岩和變質岩分為3個群，自下而上為塞巴奎群、布拉瓦約群、沙姆瓦群，主要岩性為片麻岩、古老綠岩帶及鎂鐵質-長英質火山岩和礫岩等。顯生宙地層包括二疊系—三疊系的卡魯超群陸相沉積岩及更新統的風成砂、沖積層沉積物，發育侏羅系—白堊系的玄武岩、流紋岩及鹼性火山岩。林波波活動帶位於津巴布韋克拉通和卡普瓦爾克拉通之間，是克拉通活動的產物，Roering等將其進一步劃分為北邊緣帶、南邊緣帶和中央帶三個次級構造單元:北邊緣帶和南邊緣帶主要岩性為洋殼物質，中央帶則為早期的大陸邊緣碎片且具有沉積蓋層。卡拉哈里克拉通主要產有與砂頁岩有關的銅、鈷礦，與基性-超基性岩有關的鉻、鉑族金屬、鎳等礦產。

（二）主要造山運動

在非洲漫長的地質構造演化過程中，經歷了多期次的構造作用，在板塊、地塊間發生了強烈的俯衝碰撞作用，誘發了多期次的造山運動。總體上看，非洲大陸的造山運動主要發生在前寒武紀，古生代以來的造山運動相對明顯減弱。據孫宏偉等（2018）的研究成果，非洲大陸從太古宙至元古宙發生了8次主要的造山運動（表1-1、表1-2）。在泛非造山運動之前，主要為太古宙克拉通地體的地質構造演化階段，而泛非造山運動使各太古宙克拉通地體拼接起來，形成非洲大陸的原始格架，並位於岡瓦納大陸的中心位置。古生代以後，世界規模的造山運動對非洲的影響較弱，僅在非洲大陸的西北緣和最南端產生較弱影響。經海西造山運動，在非洲大陸的西北緣形成了阿特拉斯海西期造山帶。在新生代，受非洲板塊與歐亞板塊碰撞影響，發生阿爾卑斯造山運動，從阿特拉斯造山帶西北端的摩洛哥至阿爾及利亞北部發生了強烈變形，並在阿特拉斯造山帶的基礎上發生疊加褶皺作用，形成了新生代阿特拉斯褶皺帶，並與歐洲的阿爾卑斯褶皺帶相連，在該褶皺帶內發育小型山間盆地。相對於非洲大陸西北緣，非洲大陸最南端受海西運動影響更小，僅在非洲大陸最南端的開普地帶形成古生代開普褶皺帶。

表1-1　非洲主要造山運動

表1-2　非洲主要活動帶和造山帶

（三）主要沉積盆地

據不完全統計，非洲陸域沉積盆地約有87個，面積約1515×104km2，占非洲大陸面積的50.2%。目前，非洲海域盆地數量和面積尚不確定，在大陸架以外的大陸坡和板塊洋殼部分發現了9個沉積盆地，但相關基礎地質研究相對薄弱。非洲陸域沉積盆地可劃分為被動大陸邊緣盆地、克拉通內陸盆地、坳陷盆地、裂谷盆地、三角洲盆地、構造帶的上疊盆地與前陸盆地等主要類型，其中，被動大陸邊緣盆地是非洲最主要的含油氣盆地類型（圖1-4）。

圖1-4　非洲大陸主要沉積盆地分布簡圖

（據Clifford，1986；Thoumas，2008，修改）

1.被動大陸邊緣盆地

該類型盆地主要分布在非洲大陸的邊緣。非洲東、西部共發育約30左右個被動大陸邊緣盆地，這些盆地是岡瓦納大陸裂解，非洲與南北美洲、南極洲、印度分離的產物。被動大陸邊緣盆地是非洲重要的含油氣盆地類型，特別是深水區域油氣資源豐富，潛力巨大，為非洲油氣勘探的重點盆地類型，典型盆地有西非三角洲盆地、加蓬盆地、下剛果盆地、納米比亞盆地等。目前，非洲50%以上的探明油氣資源分布於大陸邊緣盆地中。

2.裂谷盆地

非洲共有30多個裂谷盆地，該類型盆地為張性盆地，為非洲含油氣盆地類型之一，主要分布在非洲中部、東非大裂谷以及紅海的北端和西南側，單個盆地面積相對較小；形成時代為古生代、中生代和新生代，以中生代、新生代為主；盆地內發育地層以中生界、新生界為主，以陸相沉積為主。非洲典型的裂谷盆地為利比亞的錫爾特盆地，屬海相沉積裂谷盆地，發育生物礁儲層，為利比亞的重要油氣產地。

3.三角洲盆地

非洲三角洲盆地數量相對較少，代表性盆地有兩個，一個是位於幾內亞灣的尼日爾三角洲盆地，另一個是位於地中海南緣的埃及尼羅河三角洲盆地，這兩個盆地的形成與裂谷作用有關，均形成於古近紀—新近紀，油氣前景較好，尤其是深水區油氣資源豐富。

4.克拉通內陸盆地

該類沉積盆地是非洲的含油盆地類型之一，主要形成於大陸內部，分布在非洲大陸的太古宙克拉通內，單個盆地面積相對較大，盆地大多呈圓形或橢圓形，盆地內發育的地層從前寒武系至顯生宙地層均有發育，以古生界海相沉積為主，部分地區為陸相沉積，主要產出成因與沉積作用有關的油氣、錳、磷、鉀鹽等礦產，代表性盆地有剛果盆地、奧卡萬戈盆地、埃托沙盆地等。

5.構造帶的上疊盆地和前陸盆地

非洲構造帶的上疊盆地和前陸盆地共有7個，其中，上疊盆地主要分布在非洲大陸西北緣的阿特拉斯造山帶的褶皺帶內以及南非南緣的局部地區，盆地地層以中生界、新生界為主，代表性盆地有非洲北部阿特拉斯褶皺帶內的切里夫盆地和霍得納盆地，非洲西部的沃爾特盆地和非洲南部的卡魯盆地。前陸盆地為阿特拉斯褶皺帶與地中海分開時拉張作用形成的產物，代表性盆地有佩拉傑盆地和昔蘭尼加盆地。總體上看，相對前述4種類型盆地，此類盆地油氣潛力相對較小。

（四）裂谷

按形成時代，非洲裂谷可劃分為古生代裂谷、中生代裂谷和新生代裂谷三大裂谷系統，各裂谷系統的分布區域、延展方向（走向）、規模等各不相同。古生代裂谷主要分布在非洲大陸的南部以及北緣等地區，成因與岡瓦納大陸裂解有關，在裂谷內發育卡魯盆地、馬達加斯加的馬任加盆地等裂谷盆地。中生代裂谷主要分布在非洲的中部和北端，成因與非洲大陸和南美洲分離有關，形成時代主要為侏羅紀至晚白堊世，代表性裂谷包括西非裂谷帶和中非裂谷帶，裂谷內地層為厚達數千米的白堊系—新近系及第四系，發育裂谷盆地。新生代裂谷位於非洲東部，被稱為「東非大裂谷」，與阿拉伯裂谷帶相連，從地中海造山帶南緣向南延伸至非洲莫桑比克灣，長度超過6000km，為世界上延伸最長的現代裂谷帶（圖1-5）。

圖1-5　非洲大陸主要裂谷分布簡圖

（據Martin et al.，2008；Thoumas，2008，相關資料修改）

非洲大陸的岩漿活動強烈，主要活動期為前寒武紀和新生代。總體上看，非洲火山活動期次可劃分為古生代、中生代和新生代三期，中生代以高原玄武岩和金伯利岩噴溢為主（圖1-6）。

太古宙岩漿岩主要有鎂鐵質-超鎂鐵質岩和花崗岩系，兩者空間上共生，主要分布在太古宙克拉通內，花崗岩系有3600~3100Ma和2950~2450Ma兩個主要成岩期，卡普瓦爾克拉通、津巴布韋克拉通、剛果克拉通內的花崗岩系成岩時代分別始於3050Ma、2600Ma和2450Ma，典型花崗岩岩體有津巴布韋花崗岩、德蘭士瓦帕拉博拉鹼性雜岩等。

古元古代岩漿作用以鎂鐵質岩漿活動為主，主要形成了世界聞名的南非布什維爾德雜岩體和津巴布韋大岩牆，前者是世界規模最大的基性-超基性岩漿省，後者長480km、寬8~15km，在這兩個巨型雜岩體內產有豐富的鉻鐵礦、鉑族金屬、鎳等礦產。

新元古代（560Ma），在非洲西北部發生鹼性火山岩噴發作用，隨後在該地區發生了古生代造山運動。

古生代火山活動主要分布在非洲西部地區，火山岩主要分布在新元古代活動帶內，它們的侵位與剪切帶活化有關。在非洲西北緣發生海西造山運動，並發生岩漿活動，形成了與岩漿活動有關的銅、鉛、鋅、金等礦產。

中生代以與裂谷作用有關的火山活動為主，形成了主要分布在非洲南部地區的火山岩帶，如白堊紀火山活動形成的金伯利岩廣泛分布在坦桑尼亞、安哥拉、贊比亞、津巴布韋和萊索托等國，為非洲地區金剛石的母岩。

新生代的火山活動主要集中在東部非洲的東部和中部地區，在非洲東部的東非大裂谷的兩側分布有大範圍的新生代火山岩，厚度超過1000m，如肯尼亞峰是一個被剝蝕的火山錐。

圖1-6　非洲大陸主要火山岩分布簡圖

(據Kampunzu and Popoff, 1991; Thoumas, 2008, 相關資料修改)

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