坦桑尼亚太古界卡维隆多群杂砾岩型金矿化特征及其发现意义.pdf

坦桑尼亚太古界卡维隆多群杂砾岩主要分布于中部的恩泽加地区，少量分布于其西南部的卢帕地区，该岩系在恩泽加地区呈近东西向和北西向展布，长约 ，宽 ，并普遍发育金矿化，其矿化特征主要为硅化和黄铁矿化，其次为毒砂化和磁黄铁矿化。研究成果表明：激电异常显示出明显相对低阻高极化特征；土壤地球化学测量结果显示，异常规模较大，浓集中心及分带较为明显；金矿化严格受岩层控制，局限于杂砾岩带内；金矿化规模大，矿化体宽 ；矿化体金品位较低，为 ，局部富集地段可达到 。关键词：坦桑尼亚；恩泽加；卡维隆多群；杂砾岩；金矿化；太古界中图分类号：文献标志码：开放科学（资源服务）标识码（）：文章编号：（）：引言黄金一直是坦桑尼亚最重要的矿产资源之一。世纪 年代，坦桑尼亚的经济改革推动了国外矿产勘查资金的大量涌入，先进勘查技术和多种技术手段协同投入使一大批规模不等的金矿床（点）被发现，黄金产量不断提高 。有多家矿业机构及公司在坦桑尼亚开展金矿勘查工作，主要有坦桑尼亚地质调查局（）、国家矿产开采公司（）、联合国开发计划署（）、德国联邦地球科学与自然资源研究院（）及加拿大巴里克（）公司等。坦桑尼亚环维多利亚湖绿岩带一直是金矿勘查的重点和热点地区，其金矿床类型主要为条带状铁建造型、构造蚀变岩型和石英脉型，并产出了坦桑尼亚几乎所有的大中型金矿床 。河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院自 年进入坦桑尼亚开展地质勘查工作以来，发现了多处大中型金矿床，发现的金矿床主要类型为条带状铁建造型和构造蚀变岩型。近年来，其开始在恩泽加绿岩带开展选区评价工作，并在太古代卡维隆多群岩系中开展了多个地质勘查工作 ，并对卡维隆多岩系中的找矿方法进行了及时总结，以期为后续勘查和开发利用提供借鉴。地质背景坦桑尼亚克拉通（见图 ）位于刚果克拉通东部，属东非克拉通南段，为非洲板块的一部分，与赞比亚克拉通、津巴布韦克拉通和南非克拉通十分相似，是东部非洲几个高度成矿的克拉通之一，富含金刚石、金、镍、石墨、宝石等矿产资源 。新近系火山岩 白垩系新近系沉积岩 元古界布科巴群 元古界基巴拉活动带 中元古界地层 太古界花岗质岩 太古界绿岩带 金矿床图 坦桑尼亚克拉通地质构造简图坦桑尼亚与金矿产出有关的地层主要为太古界多多马（）群、尼安萨（）群、卡维隆多（）群和元古界乌宾迪（）群和 黄 金 地 质黄金乌萨加兰（）群 。多多马群主要为高级变质的花岗岩、混合岩等；尼安萨群主要为基性和长英质火山岩、条带状铁建造及与之伴生的低级变质沉积岩（绿岩带岩石组合）；卡维隆多群（见图 ）呈近东西向和北西向展布，长约 ，宽 ，主要由石英岩、长石砂岩、页岩、千枚岩及条带状铁建造和凝灰岩砾石组成，一般也称为杂砾岩；乌宾迪群岩性主要为片麻岩，局部达麻粒岩相；乌萨加兰群主要由泥质成因的麻粒岩和黑云母片麻岩等组成，常见石英岩。尼安萨群 卡维隆多群 同造山花岗岩 后造山花岗岩 地质界线 剪切带 金矿床 金伯利岩管 村镇 断裂图 恩泽加绿岩带区域地质图 金矿化主要类型坦桑尼亚产出的主要金矿化类型大致可分为：构造蚀变岩型、条带状铁建造型（层控型）、石英脉型、杂砾岩型、块状硫化物型。）构造蚀变岩型金矿化：产于变基性火山岩的剪切带中，含矿围岩为镁铁质火山岩，局部为条带状铁建造中的燧石与凝灰岩接触带，矿体金品位较高，规模大。）条带状含铁建造型金矿化：产于条带状铁建造岩层中，呈明显的“层控”特征，矿床规模大，但金品位较低，“层控”特征明显，但与区域内剪切构造有很大相关性。）石英脉型金矿化：石英脉型多与剪切带有关，赋存于尼安萨群的各种类型岩石中，但花岗岩类中较少见，矿体金品位高，矿床规模多为小至中型。）杂砾岩型金矿化：发育于卡维隆多群的砾岩和石英岩中，由尼安萨系岩层经后期风化剥蚀而形成。）块状硫化物型金矿化：产于与枕状玄武岩地层内镁铁质火山岩中的块状硫化物中，较少见，以盖塔以西 的萨梅纳（）金矿床为代表。坦桑尼亚境内大多数的地质工作围绕着前 种金矿化类型开展 ，近年来随着地质勘查工作的进一步开展，也有少量的勘查工作集中于后 种金矿化类型。杂砾岩型金矿化特征 岩性特征卡维隆多群杂砾岩（见图 ）：灰白色黄褐色，粗巨砾结构，似层状构造，主要由砾石和胶结物组成，其中砾石占比为 ，胶结物占比为 ，砾石成分主要为条带状铁建造、变质凝灰岩和燧石等，其次为片麻岩和砂岩，胶结物主要为铁质、硅质和泥质，蚀变主要为硅化和褐铁矿化，局部可见碎裂化。图 卡维隆多群杂砾岩露头特征 地球物理特征 岩石物性特征区域内杂砾岩区磁异常最高值为 ，最低为 年第 期 第 卷黄 金 地 质 ，磁异常梯度变化比较平缓、稀疏，表明整个区内磁场梯度变化较小，基本没有明显的异常反映，说明区内大部分区域地层或岩性具无磁性特征。坦桑尼亚地表岩石磁化率特征见表 。由表 可知：辉绿岩磁化率（）较高，表现为中磁性；片岩和杂砾岩磁化率次之，表现为微磁性；其他岩石则表现为无磁性特征。根据本次测量结果及参考区域岩石磁性特征：矿区内呈一定规模、一定宽度且较高强度的强磁异常带较大可能与辉绿岩有关 ，而片岩和杂砾岩可能会根据其分布特征及规模大小形成更小的次级磁异常，其他岩石在磁场上则一般没有明显异常反映，为平稳磁场，形成区内背景场。表 坦桑尼亚地表岩石磁化率特征岩性标本数磁化率 常见值变化范围物性分级硅质岩 无花岗岩 无辉绿岩 中片岩 微石英脉 无细晶岩 无杂砾岩 微中粗粒钾长花岗岩 无对研究区钻孔孔深 的岩芯磁化率进行了系统测量，结果见表 。由表 可知，虽然该钻孔内岩芯磁化率与地表对应岩石比较普遍较高，但与区域岩石对比则整体偏弱，钻孔内最强的磁性体为杂砾岩（该钻孔为赋矿层位），其也仅仅表现为弱磁性，与辉绿岩的中磁性仍具有较大差异。表 坦桑尼亚岩芯磁化率特征岩性标本数磁化率 常见值变化范围物性分级杂砾岩 弱构造碎裂岩 微硅化杂砾岩 微矿化蚀变杂砾岩 微石英岩 微 磁异常特征及推断解释研究区内磁异常最高为 ，最低为 ，总体强度较大，梯度变化幅度明显，具有较密集的磁力等值线（见图 ）。由图 可知，研究区磁异常呈不同方向、多组条带状分布，具有明显的方向特征和异常连续性，其磁异常长轴分别呈北东向和北西向线性带状交叉展布，基本与区域内地层及构造的方向一致，根据异常形态、强度等特征，结合区域、研究区地质特征及岩石物性特征，该系列不同方向带状磁异常推测由隐伏断裂中充填的基性辉绿岩脉引起；研究区其余部分区域磁场无异常变化，表现为平稳场特征，推测为无弱磁性的绿岩带地层或岩体（如杂砾岩、变质凝灰岩、绿泥片岩和石英岩等）的反映。图 研究区地面磁异常平面图 岩芯电性特征研究区岩芯电性特征见表 。由表 可知，矿化蚀变杂砾岩电阻率最低，与其他岩石比较，低 个数量级，具有明显的低阻特征；而石英岩为电阻率最高岩石；硅化变质杂砾岩电阻率明显高于黄铁矿化变质凝灰岩，可能与蚀变岩中存在的硅化、金属矿化有关。表 研究区岩芯电性特征岩石名称标本个数（）杂砾岩 矿化蚀变杂砾岩 石英岩 矿化蚀变杂砾岩极化率值最高，达到 ，其次为角砾岩，因此与其他岩石比较这 类岩石具有明显的高极化特征，说明具有一定规模的黄铁矿化变质杂砾岩可以在平面及立体空间形成相对明显的高极化异常体；而其他岩类（构造杂砾岩和石英岩等）的极化率（）基本一致，则构成了极化率的一般背景场。激电中梯异常特征及推断解释由研究区 勘探线激电测深电阻率 拟合断面图（见图 ）可以看出，随着 的不断加大，测量深度由浅入深，地下地质体电阻率值也逐步增高；该断面图中部（号点、号点）黄 金 地 质黄金下方电阻率等值线呈快速下降趋势，表现为“下凹”低阻特征；断面图南端（号点）、中部（号点）、北端（号点）下方电阻率等值线呈逐渐增高态势，表现为“隆起”高阻特征。图 研究区 勘探线激电中梯 激电测深综合异常特征从研究区 勘探线激电测深极化率 拟合断面图（见图 ）可以看出，高极化异常位于极化率断面图南端 号点下方，且该高极化异常形态比较直立，有略向南倾之势，可能反映了地下极化体的倾斜状态，位置与电阻率断面图内的高阻位置相对应；号点附近浅层极化率也有增大富集趋势，但越往下高极化特征越不明显，说明深部地层中金属硫化物含量可能较少，构造规模小；号点由浅入深无高极化特征，说明地表下方地层相对稳定。上述这些特征与激电中梯电阻率（见图 ）和激电中梯极化率显示的异常特征一致，二者反映的高阻区和高极化区宽度一致，反映的中部“型”异常（中间呈明显高阻上凸、两侧呈相对低阻下凹）特征也基本相同。激电测深电阻率断面图南端（号点）下方的高阻体中存在有若干单值低阻异常，中部（号点）下方则位于高、低阻梯度接触变化部位，二者分别与相应位置高极化体形成由浅入深的半月形“相对低阻、高极化”激电异常带，分别与 勘探线激电中梯在 号点和 号点发现的激电异常带 、在位置上基本一致，推测其为同源异常体，具有寻找含金矿化蚀变带的基础。地球化学特征 甲 综合异常位于研究区西南部，地表被残坡积物和冲积物覆盖。该综合异常呈右半椭圆形分布，西端未封闭，面积约 ，元素组合为 （见表、图）。以 、异常为主，异常浓集中心较明显。、异常具有内带，其他元素仅具有外带。最大值 ，平均值 ；最大值 ，平均值 ；最大值 ，平均值 。、种元素在异常区内异常套合较好。该综合异常地表延伸长度约 ，宽度 ，为矿致异常。矿化蚀变带特征研究区发现的矿化蚀变带呈北西向展布，地表探槽揭露金矿化规模较大，矿化体宽 ，金品位较低，为 ，局部富集地段可达到 ，真厚度为 。矿化蚀变带顶底板均为杂砾岩。矿化蚀变带内可见黄铁矿化、雌黄铁矿化和硅化。成矿物质来源坦桑尼亚太古界卡维隆多群为太古界地层序列 年第 期 第 卷黄 金 地 质 表 甲 综合异常特征异常元素异常编号异常下限 异常面积 平均值 最大值 异常衬度异常规模规格化面金属量 ）注：）（）。第四系冲洪积物 第四系残坡积物 综合异常及编号 剪切带 断裂图 甲 综合异常剖析图的最上部单元，不整合覆盖在尼安萨群之上，岩层多见褶皱发育，褶皱轴走向为近东西向，其岩性主要由石英岩、粗粒长石砂岩、粉砂岩、页岩、千枚岩、条带状铁建造和凝灰岩等砾石胶结而成。在结构和组成上，卡维隆多群杂砾岩成熟度属于低中等，以尼安萨群的氧化条带状铁建造砾石为主，石英砾石较少，基本无基性岩砾石。卡维隆多群杂砾岩型金矿化物质一方面来源于以山脊形式出露于卡维隆多群岩层之上的尼安萨群含金条带状铁建造和燧石砾石崩塌沉积并胶结，另一方面来自于后期含矿热液的叠加改造，形成了局部富矿段。卡维隆多群杂砾岩型金矿化形成过程可概括为崩塌 沉积 胶结 改造等四个过程。该金矿化的形成过程既与地层有关（含矿地层赋存于太古界尼安萨群绿岩带附近），也与后期热液改造有关（受后期构造活动影响），但前者明显为主要因素，因此，该地区具有明显的层控特征。该矿化带具有矿化规模大、品位相对较低的特点。找矿标志）岩性出露标志。大部分杂砾岩直接出露于地表，出露特征较为明显，可作为直接找矿标志。）蚀变矿化标志。含矿构造带常具有明显的蚀变和矿化现象，一般硅化、黄铁矿化、褐铁矿化等都是找矿的直接标志。黄 金 地 质黄金）地球物理异常标志。矿区矿化蚀变带内硅化、黄铁矿化较强，激电中梯测量结果显示地下存在明显的“相对低阻”异常地段，其异常形态连续，结合地质特征和区域物性特征，推测由含矿构造蚀变带或剪切带引起，具有一定的找矿意义 。）地球化学异常标志。、元素形成的异常，其规模较大、强度高、浓集中心及浓度分带明显，为较好的找矿标志。）其他标志。采坑、老硐也是可靠的直接或间接找矿标志。发现意义坦桑尼亚金矿经历了近百年的勘查和开发，早期的金矿开采，大多是手工作坊式开采。进入 世纪后，坦桑尼亚的金矿勘查开发进入了一个新的上升周期，越来越多的政府机构和跨国企业进入非洲开展金矿勘查工作。坦桑尼亚的基础地质和矿产调查工作薄弱，研究成果少，对于在坦桑尼亚开展地质勘查工作既是一个挑战，也是一个优势。这对于太古界卡维隆多群杂砾岩型金矿化的研究主要有 方面意义：）目前，绝大多数的政府机构和跨国公司主要关注坦桑尼亚西北部的环维多利亚湖绿岩带和西南部的卡塔维鲁夸金成矿带内的条带状铁建造型、构造蚀变岩型和石英脉型等金矿化类型的矿床，对于杂砾岩型金矿化还未开展大规模的研究工作，可以提前布局该类型金矿化的勘查和研究工作，并提前获取有效的矿权，在坦桑尼亚的金矿勘查和开发中占据一席之地。）杂砾岩型金矿化目前还未见报道有中大型金矿床，目前多见于恩泽加地区的小型民采活动，因此找矿前景和找矿空间巨大。）杂砾岩型金矿化的特点是规模大、埋藏浅、品位相对较低，具有勘查成本低，适合大规模露天开采的特点。结论）坦桑尼亚金矿产资源丰富，金矿化类型多样，开展杂砾岩型金矿化的研究工作，可以补充目前对坦桑尼亚金矿床的研究，为选区评价提供依据，同时也为后期勘查开发提供理论基础。）坦桑尼亚太古界卡维隆多群杂砾岩型金矿化的找矿标志和物化探特征较为明显，找矿方法相对成熟有效，有利于取得较大的找矿突破。参 考 文 献 商务部国际贸易经济合作研究院，中国驻坦桑尼亚大使馆经济商务处，商务部对外投资和经济合作司 对外投资合作国别（地区）指南：坦桑尼亚（版）北京：中华人民共和国商务部，白德胜，王建光，杨东潮，等 矿产资源勘查投资指南 （坦桑尼亚）北京：国土资源部信息中心，刘加灿，司建涛，郭景会，等 坦桑尼亚伊贡嘎（）地区 、矿权区金矿预查 郑州：河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院，姜高珍，李以科，王安建，等 坦桑尼亚苏库玛兰德绿岩带金矿地质特征及找矿思路 地质与勘探，（）：任军平，王杰，刘晓阳，等 坦桑尼亚 绿岩带 金矿床研究进展 地质调查与研究，（）：白德胜，李水平，赵志强，等 坦桑尼亚环维多利亚湖地区金矿勘查地球物理方法应用研究 地球物理学进展，（）：李水平，白德胜，程华，等 坦桑尼亚某金矿的磁力、激电异常特征 物探与化探，（）：程华，李水平，邵江波，等 坦桑尼亚 金矿区航空、地面磁力异常特征与找矿研究 黄金科学技术，（）：曹杰，李水平，刘正好，等 坦桑尼亚恩泽加地区辉长岩地球物理特征及构造意义 物探与化探，（）：，（）：牞 牞 牞 牞 牞 牞 牗 牷 牘 牶 牞 牞 牞 牞 牶 牞 牞 牞 牶 牷 牷 牷 牷 牷