津巴布韋塔卡金礦地球化學(xué)異常特征及找礦標(biāo)志

俞礽安,趙更新,唐永香,張素榮,劉曉雪

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津 300170;2.天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院,天津 300170）

津巴布韋塔卡金礦地球化學(xué)異常特征及找礦標(biāo)志

俞礽安1,趙更新1,唐永香2,張素榮1,劉曉雪1

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津 300170;2.天津地?zé)峥辈殚_發(fā)設(shè)計(jì)院,天津 300170）

本文以津巴布韋塔卡金礦的區(qū)域地球化學(xué)資料為基礎(chǔ)，對(duì)礦區(qū)地球化學(xué)特征、金成礦條件及找礦標(biāo)志進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)礦體主要賦存于元古宙Umkondo群的絹云石英片巖中,并受南北向區(qū)域構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)Au、W、Hg、Sb等異常共生組合元素，均可作為Au的找礦指示元素。通過對(duì)塔卡金礦的區(qū)域地質(zhì)-地球化學(xué)異常特征和找礦標(biāo)志的研究，建立了該金礦的地球化學(xué)異常模型及找礦標(biāo)志，對(duì)已取得的1∶25萬區(qū)域化探異常的篩選和評(píng)價(jià)，以及進(jìn)一步提高化探找礦效果，均具有一定的啟示意義。

地球化學(xué)異常;找礦標(biāo)志;塔卡金礦；津巴布韋

津巴布韋的金礦大都分布于中部的綠巖帶中，近幾年在東部奇馬尼馬尼地區(qū)發(fā)現(xiàn)了砂金礦點(diǎn)，引起眾多學(xué)者對(duì)該地區(qū)是否存在巖金的探討[1-4]。塔卡金礦的發(fā)現(xiàn)，確立了在津巴布韋東部存在元古宙活動(dòng)帶金礦的事實(shí)。作者在該成果的基礎(chǔ)上，對(duì)塔卡金礦的地球化學(xué)特征和成礦因素進(jìn)行了研究，這對(duì)該地區(qū)乃至整個(gè)非洲地區(qū)的金礦選區(qū)研究都有一定的借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

工作區(qū)處于津巴布韋東部南北向莫桑比克構(gòu)造帶與南部北東-南西向展布的林波波變質(zhì)帶的交匯部位北側(cè)。區(qū)內(nèi)大面積出露的地層為前寒武紀(jì)Umkondo群淺變質(zhì)層狀巖系，及第四系沖洪積物。前者不整合于津巴布韋太古宙克拉通之上，地層產(chǎn)狀向東緩傾，由下向上劃分為5個(gè)巖石地層單位：邊境巖系→鈣質(zhì)巖系→下泥巖系→石英巖系→上泥巖系[5]。邊境巖系的巖性主要為綠泥石片巖、石英巖，前者整合于下部石英系之上，鈣質(zhì)巖系為鈣質(zhì)角巖夾高硅質(zhì)灰?guī)r，不整合于花崗巖基底之上；下泥巖系巖性為泥質(zhì)或粉砂質(zhì)沉積物，局部遭受低級(jí)變質(zhì)作用成千枚巖，在西部地區(qū)覆蓋于鈣質(zhì)巖系之上，東部地區(qū)該地層較厚并不整合于邊境巖系之上；石英巖系巖性主要為石英砂巖和頁巖，整合覆蓋在下泥巖系之上；上泥巖統(tǒng)是Umkondo群最上部的層位，巖性由千枚質(zhì)泥巖組成。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，測(cè)區(qū)西部為大面積太古宙花崗巖，絕大多數(shù)花崗巖已片麻巖化或混合巖化。在東部地區(qū)表現(xiàn)為大面積分布的基性火山巖，Umkondo群沉積的同時(shí)或沉積之后為大面積的粗玄巖廣泛侵入，主要侵入在鈣質(zhì)巖系或下泥巖系之中，部分侵入于邊境巖系或石英巖系之中。

工作區(qū)位于太古宙克拉通東部邊緣與林波波活動(dòng)帶東端與莫桑比克活動(dòng)帶交接部位北側(cè)。林波波活動(dòng)帶將津巴布韋克拉通與卡帕爾克拉通分割開來，向東部延伸與南北走向的莫桑比克活動(dòng)帶會(huì)合[6]。工作區(qū)西部為太古宙克拉通分布區(qū)，褶皺強(qiáng)烈。東部為前寒武紀(jì)蓋層，脆性斷裂比較發(fā)育，表現(xiàn)為北東向斷裂構(gòu)造，局部被南北向展布的石英脈充填。在津巴布韋與莫桑比克國境線附近，發(fā)育一條近南北向展布的逆沖推覆構(gòu)造，致使莫桑比克境內(nèi)的花崗質(zhì)片麻巖超覆于Umkondo群底部的邊境巖系之上，奇馬尼馬尼地區(qū)的前寒武系蓋層形成南北向展布的寬緩褶皺（圖1）。

2 景觀特征及樣品采集

奇馬尼馬尼地區(qū)屬于津巴布韋高原邊緣與莫桑比克沖積平原過渡地區(qū)，總體地勢(shì)呈北高南低，是津巴布韋高原的東南邊緣地區(qū)。工作區(qū)以沙比河為界，以東地形起伏較大，海拔高度一般在1200 m～1800 m，屬熱帶雨林氣候，年降雨量為1270 mm。沙比河以西地區(qū)地形起伏相對(duì)較小，海拔高度一般在700～1000 m，屬熱帶草原氣候，年降雨量僅為400 mm；區(qū)內(nèi)水系發(fā)育，多呈樹枝狀分布；植被覆蓋率達(dá)80%以上，在測(cè)區(qū)東部主要是人工針葉林，其他地方主要是灌木林。

圖1 津巴布韋奇馬尼馬尼地區(qū)區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional Geological map of the Chimanimani area in Zimbabwe

由于該地區(qū)屬侵蝕剝蝕中低山區(qū)，地形有一定的起伏和切割，水系較發(fā)育，對(duì)開展水系沉積物測(cè)量比較有利，而且不存在地球化學(xué)測(cè)量的干擾問題，結(jié)合前期的粒度和元素含量實(shí)驗(yàn)，我們確定了以-20目以下混合粒級(jí)作為樣品的富集粒級(jí),以水系沉積物測(cè)量為主、土壤測(cè)量為輔的工作方法，從而為取得較為明顯的地質(zhì)找礦效果提供了技術(shù)支撐。

采樣布局為中低山景觀區(qū)采樣密度為1個(gè)/km2，采樣點(diǎn)控制的匯水盆地面積一般不小于1 km2，高山和中高山景觀區(qū)適當(dāng)放稀為1～2個(gè)/4 km2，主要布于二級(jí)水系中。測(cè)區(qū)面積為12 000 km2，共采集樣品8841件,每件樣品分析Au、Ag、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、W、Mo、Sn、U、V等39種元素。

3 區(qū)域地球化學(xué)特征

元素富集或分散的特征主要與區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造和巖漿巖分布有關(guān)，其中地層中巖石的分布是元素富集的最主要因素。從奇馬尼馬尼地區(qū)的主量元素、微量元素的平均含量表(表1)可以看出，Hg、Sb的富集程度最高，是地殼豐度值的2.5～3倍。最分散的元素為Cd、Sr,其區(qū)域分布的平均含量不足地殼豐度值的1/5。與地殼豐度值接近的元素為Cr、La、Zr等。地層主要富含W、Hg、As、Sb、Bi、Sn、Ba等，另外，西部的花崗巖中富集Th、K、Ba、La等元素。粗玄巖等基性巖富集主要成礦元素為Au、Cu、Ni、Hg、As、Co、Ti、V、W。

表1 奇馬尼馬尼地區(qū)主量和微量元素的含量平均值分布表Table 1 Average distribution table of major and trace elements of Chimanimani

表2 元素分布的分異特征Table 2Differential Characteristics of element distribution

表3 塔卡地區(qū)地球化學(xué)異常特征值表Table 3 Geochemical anomaly value of the Tarka area

反映測(cè)區(qū)內(nèi)元素分布均勻性的參數(shù)變異系數(shù)(CV)是判斷區(qū)域成礦潛力的重要指數(shù)之一。元素區(qū)域分布的分異特性對(duì)了解成礦元素或潛在成礦元素有重要意義。

呈強(qiáng)-極強(qiáng)分異的元素有Au、W、Mo、等成礦指示元素或成礦元素(表2)，主要與粗玄巖的分布有密切關(guān)系。而均勻型分布的元素Ag、Be、Sn主要分布在測(cè)區(qū)的中部和東部地區(qū)，主要與酸性花崗巖類的巖

漿建造有關(guān)。根據(jù)上述分析，Au、Sb、As、Hg、W、Mo、B、Cu、Ni、Co、Zn、Ti可能是區(qū)內(nèi)最重要的成礦指示元素或成礦元素。

圖2 塔卡金礦異常剖析圖F ig.2 Anomaly interpretation map of the Tarka gold deposit

因此粗玄巖中富含Au等成礦元素，為礦床的形成提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。

4 礦區(qū)地球化學(xué)異常特征

根據(jù)元素區(qū)域分布的相關(guān)組合特征、地質(zhì)礦產(chǎn)特征和異常分類的原則，全區(qū)共圈定綜合異常50處。以綜合異常內(nèi)各元素的標(biāo)準(zhǔn)化面金屬量(NAP)值為基礎(chǔ)，分別計(jì)算區(qū)內(nèi)50處綜合異常內(nèi)各元素的NAP值之和，結(jié)合異常的成礦地質(zhì)條件和地球化學(xué)特征按照NAP值對(duì)綜合異常進(jìn)行綜合評(píng)序，其中塔卡金礦所處的AS-32號(hào)異常在測(cè)區(qū)的異常評(píng)序中排序第一位，屬于乙類異常（表3）。

異常元素組分非常復(fù)雜，主要為Au、W、As、Sb、Bi、Hg、Mo、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、B、V、Ni、Ti、Co、Cr、 Mn等元素的異常組合，異?？傮w呈南北向帶狀分布。其中Au、Hg、Cu、Mo、Sb等元素的異常面積均很大，為80～140 km2。Au、Hg、Cu、Mo、Sb等元素的異常強(qiáng)度高，濃度分帶明顯，南端的濃集中心位置比較一致。異常組分中Au的異常強(qiáng)度最高達(dá)1 939× 10-9，W最高為41.3×10-6，Hg最高為761×10-9，As為最高69.32×10-6，Zn最高為205×10-6，Cu為168× 10-6。異常組分中Au、Hg、Cu、Mo、Sb等各元素的異常形態(tài)比較相近，空間上相關(guān)明顯，相互套合較好，總體上呈長條狀南北延伸。各元素組分的異常特征及與地質(zhì)背景的空間關(guān)系詳見圖2。

異常的形態(tài)和展布基本表明主要受南北向構(gòu)造和巖石建造的控制。異常中的Cu、Ni、Co、Ti、Cr、Zn、V、Mn等元素組分是區(qū)內(nèi)典型的基性粗玄巖的特征元素組合，其集中分布顯然反映了異常區(qū)淺成侵位于Umkondo系下泥巖系南北向展布的中基性粗玄巖的分布；異常中B、Sn、Mo等，特別是B為下泥巖系的特

征元素，B、Sn、Mo等的異常則主要由Umkondo群下

泥巖系的分布所引起，由泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、石英砂巖等巖石組成的下泥巖系地層，也造成了區(qū)域上高鋁的地球化學(xué)背景。異常中的Au、As、Hg、Sb、W元素組分等指示了斷裂構(gòu)造和含金的熱液成礦作用的存在，是異常中最重要的熱液成礦指示元素組分。區(qū)內(nèi)基性粗玄巖和Umkondo群下泥巖系在異常內(nèi)所顯示的構(gòu)造熱液成礦作用中也可能起到重要作用，粗玄巖具有較高的Au含量可能提供金的成礦物質(zhì)來源；泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、石英砂巖可能構(gòu)成熱液蝕變和交代的主體，因而出現(xiàn)與B、Sn、Mo空間相同的Au、As、Hg、Sb、W元素組分富集。Au、As、Hg、Sb、W等元素異?？臻g上的關(guān)聯(lián)和套合以及濃集特點(diǎn)說明他們基本同源，與基性粗玄巖和下泥巖系有關(guān)，受構(gòu)造控制，與熱液成礦或蝕變含礦巖石建造有生成聯(lián)系。

5 異常三級(jí)查證及找礦效果分析

5.1 異常查證方法

(1)對(duì)異常的地球化學(xué)特征及所處的地質(zhì)背景進(jìn)行分析，可初步判別出找礦方向;對(duì)其中金異常區(qū)的單點(diǎn)樣進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)金異?？煞譃槲鞅?、東部和南部3個(gè)有特高值點(diǎn)的濃集中心。

（2）針對(duì)異常內(nèi)特高值點(diǎn)匯水域內(nèi)的基巖進(jìn)行了追蹤和檢查，盡可能多地收集各種礦化蝕變信息，并對(duì)礦化蝕變信息進(jìn)行分析研究，同時(shí)對(duì)包括三個(gè)濃集中心在內(nèi)的異常核心區(qū)20 km2范圍進(jìn)行了1: 20 000的土壤地球化學(xué)測(cè)量，以全面控制含金礦化帶和礦體位置、展布和規(guī)模。

5.2 異常查證的初步結(jié)果及分析

西北部異常區(qū)，其單點(diǎn)水系沉積物樣品金的最高值為31 000×10-9，通過對(duì)該異常的野外檢查，發(fā)現(xiàn)了一處賦存在褐鐵礦化絹云片巖的金礦化帶，經(jīng)槽探揭露，探槽中的絹云片巖主要具強(qiáng)褐鐵礦化、黃鐵礦化、絹云母化、硅化等蝕變現(xiàn)象，其中褐鐵礦呈粉末狀、局部呈蜂窩狀，硅化呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，并在巖石的片理裂隙中見數(shù)粒片狀自然金，大小為1～2 mm。該處構(gòu)造比較發(fā)育，巖石多呈碎裂狀、局部能見到小褶曲現(xiàn)象。絹云片巖的片理產(chǎn)狀為：傾向90°左右，傾角為30～40°，刻槽樣中金的最高含量為26 g/t，由于該處地表植被覆蓋較密，土壤覆蓋較厚，絹云片巖的延伸長度和具體寬度難于從地表觀察，出露的基巖寬度有30m，長度大于50 m。

根據(jù)1/2萬土壤地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果，塔卡金礦體位于北東向金土壤高異常帶的北端。從金異常規(guī)模和特征看，塔卡金礦化體只是土壤地球化學(xué)異常的一部分，金礦化體的長度和寬度規(guī)模要比目前地表所揭露和控制的規(guī)模大很多，呈北東向延伸的金礦化體長度可能達(dá)2 km以上。

東部異常區(qū)，其水系沉積物單點(diǎn)樣金的最高值為1000×10-9。該區(qū)出露巖性主要為絹云片巖，粗玄巖。在異常追索中，發(fā)現(xiàn)破碎狀絹云片巖和粗玄巖中發(fā)育石英脈，呈細(xì)脈狀，脈寬幾厘米至幾十厘米,石英脈具弱褐鐵礦化,經(jīng)槽探揭露和刻槽取樣，分析結(jié)果為粗玄巖中的金最高含量為0.31 g/t，石英脈中的金含量為0.1 g/t。

南部異常區(qū)，其水系沉積物單點(diǎn)樣金的最高值高達(dá)3930×10-9,該區(qū)的巖性主要為粗玄巖夾少量粉砂巖。通過對(duì)該異常匯水域內(nèi)進(jìn)一步加密6個(gè)水系沉積物樣品，以進(jìn)一步控制該區(qū)的異常特征，其中最高加密樣品的金含量為14 500×10-9。由于該點(diǎn)的上游是絹云片巖，根據(jù)1/2萬地質(zhì)、土壤地球化學(xué)測(cè)量結(jié)果，推測(cè)該異常為西北部異常的南延部分，可能為同一個(gè)異常源。

因此，根據(jù)塔卡地區(qū)的地球化學(xué)異常特征和異常查證的成果，說明該地區(qū)的金礦化帶具有較大的規(guī)模，遠(yuǎn)景可觀，具有很好的勘查前景。

6 區(qū)域地質(zhì)、地球化學(xué)普查找礦評(píng)價(jià)標(biāo)志

(1)在區(qū)域構(gòu)造上，塔卡金礦位于近南北向的莫桑比克活動(dòng)帶，同時(shí)也明顯地受到南部北東-南西向展布的林波波變質(zhì)帶的影響,礦體賦存于兩者的交匯部位北側(cè)。

(2)礦區(qū)內(nèi)粗玄巖大面積分布，在宏觀尺度上金的成礦富集與基性巖的分布有空間關(guān)系和成因上的聯(lián)系，粗玄巖中金元素的含量明顯高于其它巖石建造，說明它含有豐富的礦質(zhì)，可能為金礦的形成提供成礦物質(zhì)來源。

(3)塔卡金礦圍巖蝕變強(qiáng)烈，主要有褐鐵礦化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化等，尤其是絹云片巖中的褐鐵礦化呈蜂窩狀格架，是富含高品位金的典型找礦標(biāo)志。

(4)該金礦區(qū)呈現(xiàn)Au、W、Hg、Sb等微量元素區(qū)域高背景含量特征，其中以Au尤為顯著；而空間上被

高背景粗玄巖所環(huán)繞的絹云片巖，是區(qū)域高背景含量中的高背景地帶。這一特征可作為在非洲東部活動(dòng)帶勘查該類礦化的地球化學(xué)找礦標(biāo)志。

(5)塔卡金礦區(qū)區(qū)域地球化學(xué)異常具有一套以Au為主的較復(fù)雜的多種成礦元素組合。Au、W、As、Sb、Bi、Hg等元素是該礦區(qū)域成礦的主要指示元素，這些指示元素具有相似的帶狀空間分布關(guān)系。

7 結(jié)論

該區(qū)域金成礦具有較好的地層巖性條件,區(qū)域構(gòu)造的疊加是金活化成礦的重要條件,巖漿活動(dòng)為金成礦提供了重要成礦物質(zhì)來源,顯示出該區(qū)具有良好的找礦前景。通過1/25萬地球化學(xué)測(cè)量，結(jié)合異常查證工作，首次在位于津巴布韋東部元古宙活動(dòng)帶奇馬尼馬尼地區(qū)發(fā)現(xiàn)了原生金礦體，否定了先前認(rèn)為該地區(qū)的金異常都為砂金的干擾和金的次生富集造成，對(duì)整個(gè)非洲金礦地球化學(xué)勘查具有很好的啟示意義。

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Characteristics and Geochemical Anomalies of the Tarka Gold Deposit,Zimbabwe

YU Reng-an1,ZHАO Geng-xin1,TАNG Yong-xiang2，ZHАNG Su-rong1，LIU Xiao-xue1

(1.Tianjin Center,China geological survey，Tianjin,300170,China；2.Tianjin geothermal exploration institute,Tianjin,300170,China)

The Tarka gold deposit lies in the eastern part of Zimbabwe Chimanimani area.The ore bodies are hosted in the Proterozoic Umkondo sericite-schist and controlled by regional tectonic.The anomaly element association of the mainly Аu、W、Hg and Sb can serve as indicator elements in ore exploration.Based on regional geochemical data,the regional geochemical anomaly model and ore indications of the Tarka gold deposit have been set up,which is of positive significance for sieving and evaluation of 1∶25000 regional geochemical anomalies and further improvement of the results of gold geochemical reconnaissance.

geochemical anomaly；ore indication；Tarka gold deposit；Zimbabwe

P618.51

A

1672-4135（2013）02-0085-07

收稿日期：2012-11-12

中國政府援助津巴布韋共和國合作項(xiàng)目：津巴布韋東部Chimanimani地區(qū)1∶25萬地球化學(xué)調(diào)查

俞礽安（男），工程師，2005年畢業(yè)于石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院資源勘查工程專業(yè)，從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)工作，E-mail:yurengan@163.com。