坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶金礦床地質(zhì)特征及成因淺析

崔小軍，王建光， 彭 俊， 司建濤， 李水平

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州 450001)

坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶金礦床地質(zhì)特征及成因淺析

崔小軍，王建光， 彭 俊， 司建濤， 李水平

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州 450001)

坦桑尼亞維多利亞湖綠巖帶是世界上非常有名的金成礦區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)數(shù)個世界級的金礦床。本文分析了該地區(qū)典型金礦床成礦地質(zhì)特征，認(rèn)為維多利亞湖東部綠巖帶金礦床類型為構(gòu)造蝕變巖型，礦體賦存在受EW向、NW向和NE向三組剪切破碎帶控制的構(gòu)造蝕變巖中，礦石類型主要為黃鐵絹英蝕變巖和含金石英脈，與成礦有關(guān)的蝕變主要為硅化、絹云母化和黃鐵礦化。同時，將這些礦床與中國膠東綠巖帶的“焦家式”金礦床進(jìn)行了對比，探討了成礦模型研究所面臨的問題。

坦桑尼亞 維多利亞湖綠巖帶 金礦床 地質(zhì)特征 成因

Cui Xiao-jun,Wang Jian-guang,Peng Jun,Si Jian-tao,Li Shui-ping. Geological characteristics and metallogeny of gold deposits in the East Victoria greenstone belt of Tanzania[J]. Geology and Exploration,2014, 50(4):0789-0794.

綠巖帶型金礦床是指產(chǎn)在花崗-綠巖帶地質(zhì)構(gòu)造背景上，在綠巖帶形成、演化及改造過程中由不同階段金成礦作用形成的一系列金礦床的總稱(沈保豐等，1997)。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，綠巖帶型金礦床在世界金礦床中占有極其重要的地位，該類型資源量約占世界黃金資源量的60%以上，并發(fā)現(xiàn)眾多大型、超大型金礦床，如著名的南非蘭德綠巖帶金礦床、加拿大阿比提比綠巖帶金礦床及西澳伊爾崗綠巖帶金礦床等，儲量均在千噸以上，因此，綠巖帶又有“金礦帶”之稱。

坦桑尼亞維多利亞湖綠巖帶是世界上非常有名的金成礦區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)數(shù)個世界級的金礦床，正在開采的有Geita、Bulyanhulu、Buzwagi和North Mara等金礦床；該綠巖帶金成礦區(qū)也是一個勘探程度和研究程度相對較低、巖層高度混合的地區(qū)(Bath,1990)，因此，本文在搜集相關(guān)資料基礎(chǔ)上，結(jié)合野外工作實(shí)踐，從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景出發(fā)，結(jié)合典型金礦床成礦地質(zhì)特征，分析維多利亞湖東部綠巖帶金礦床形成、演化特征，從而為礦區(qū)勘查工作及外圍找礦提供思路。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

坦桑尼亞大地構(gòu)造背景位于著名的非洲坦桑尼亞克拉通核心部位，由若干條規(guī)模巨大的太古宙花崗-綠巖帶組成(郭鴻軍等，2009)，根據(jù)侵入的花崗質(zhì)巖石推斷該綠巖帶年齡約為2.55Ga(Bell﹠Dodson 1981)；該綠巖帶是坦桑尼亞金礦床的主要成礦物質(zhì)來源，由三個巖石單元組成：(1)多多馬系(Dodoma)：為太古宙最老地層，主要由花崗質(zhì)巖石、片麻巖和混合巖組成；(2)尼安薩系(Nyanzian)：上覆于多多馬系(Dodoma)之上，主要由基性熔巖、變質(zhì)火山巖等組成；(3)卡維龍多系(Kavilondian)：主要由粗碎屑沉積巖組成。在坦桑尼亞克拉通周圍，環(huán)繞分布著一系列帶狀展布的元古宙變質(zhì)巖和沉積巖區(qū)，地層單元主要為克拉通西部的烏賓迪超群(Ubendian Supgroup)，其巖性為變質(zhì)火山巖、沉積巖及后造山期侵入的基性巖、花崗巖，和克拉通東部的布科班超群(Bukoban Supgroup)，其巖性為砂巖、硅質(zhì)巖、頁巖等。

研究區(qū)所在的維多利亞湖東部綠巖帶地理上位于坦桑尼亞西北部、維多利亞湖東岸的馬拉-穆索馬(Mara-Musoma)地區(qū)，主要綠巖地層為尼安薩系(Nyanzian)，由基性熔巖、鎂鐵質(zhì)火山巖及凝灰?guī)r組成，局部可見少量的條帶狀鐵建造單元(BIF)；綠巖帶受區(qū)域變質(zhì)作用和構(gòu)造活動影響，呈NE向展布(圖1)，巖石變質(zhì)程度為綠片巖相。

圖1 坦桑尼亞維多利亞湖綠巖帶分布圖(據(jù)Bath，1990改編)Fig.1 Distribution of the Victoria greenstone belt in Tanzania(modified from Bath,1990) 1-蓋層(局部出露綠巖)；2-布科班沉積物；3-混合巖；4-綠巖帶；5-巖漿巖；6-勘查區(qū)位置；7-主剪切帶；8-裂谷斷 層；9-綠巖帶名稱；10-城市1-cover rocks(locally outcropped greenstones);2-Bukoban sediments;3-migmatites;4-greenstone belts;5-granitoids;6- location of prospecting area;7-major shear zones;8-rift valley faults;9-name of greenstone belts;10-city

區(qū)域航磁調(diào)查表明，維多利亞湖東部綠巖帶主要發(fā)育NE和NW兩組構(gòu)造活動帶(圖2)，受此影響，區(qū)內(nèi)次生斷裂帶、剪切帶、褶皺等各種類型和規(guī)模的構(gòu)造相當(dāng)發(fā)育，從而為該區(qū)金礦床的形成、分布提供了優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件，如區(qū)內(nèi)著名的北馬拉(North Mara)、布罕巴(Buhemba)等大中型金礦床均位于主干斷裂構(gòu)造帶附近。

圖2 坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶構(gòu)造簡圖(Kabete et al.，2012)Fig. 2 Sketch showing regional tectonic framework of the Victoria greenstone belt in Tanzania (Kabete et al.,2012) 1-風(fēng)化層；2-條帶狀鐵建造；3-花崗質(zhì)巖石；4-鎂鐵質(zhì)侵入巖；5-綠巖帶；6-布科班沉積物；7-金礦床；8-金礦點(diǎn)；9-逆斷層；10-剪切帶；11-地體分界線；12-勘查區(qū)位置；13-區(qū)域位置1-regolith;2-banded iron formations;3-granitoids;4-mafic granitoids;5-greenstone belts;6-Bukoban sediments;7-gold deposit;8-Au occurrence;9-thrust;10-shear zones/faults;11-terrane bounda- ries;12-prospecting location;13-region location

2 礦床地質(zhì)特征

坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶的金成礦類型和成礦地質(zhì)條件大致相似，均為剪切帶或構(gòu)造破碎帶控制的構(gòu)造蝕變巖型金礦床；本文以河南第二地調(diào)院在該綠巖帶新近發(fā)現(xiàn)的尼亞斯若瑞(Nyasirori)金礦床為例，詳細(xì)說明該類型金礦床成礦地質(zhì)特征。

2.1 礦體特征

礦區(qū)位于維多利亞湖東部馬拉-穆索馬(Mara-Musoma)綠巖帶中部，出露地層為鎂鐵質(zhì)變質(zhì)凝灰?guī)r、變基性巖，在礦區(qū)南部和北部有后造山期花崗巖和基性巖脈侵入綠巖地層。經(jīng)過預(yù)普查工作，目前面積為37.64 km2的勘查區(qū)共發(fā)現(xiàn)金礦脈體12條，其產(chǎn)狀及空間展布明顯受NE、EW及NW向三組斷裂構(gòu)造或剪切帶控制(圖3)，其中M1和M2為主礦脈，其礦化蝕變特征基本代表整個礦區(qū)情況。

圖3 尼亞斯若瑞金礦床地質(zhì)簡圖Fig.3 Geological map of the Nyasirori gold deposit 1-第四系；2-變質(zhì)凝灰?guī)r；3-變質(zhì)熔巖；4-斷層及編號；5- 金礦化蝕變帶及編號；6-產(chǎn)狀；7-等高線1-Quaternary;2-metatuffs;3-metalavas;4-faults and number;5-structural altered-belt and number;6-strike;7-contour line

M1礦脈位于礦區(qū)中部，受近EW向剪切破碎帶控制，頂?shù)装寰鶠殒V鐵質(zhì)變質(zhì)凝灰?guī)r，傾向SSW，傾角65°～80°，礦脈兩端受NW向斷裂構(gòu)造帶錯斷，長約600 m。目前，該礦脈僅少量深部工程驗證，最大控制斜深約120 m，礦脈厚度1.29～3.16 m，平均真厚度1.75 m，金礦石品位1.75×10-6～32.47×10-6，平均品位14.75×10-6。礦脈沿走向、傾向呈舒緩波狀，具膨大及收縮現(xiàn)象，其產(chǎn)狀與剪切破碎帶產(chǎn)狀基本一致，主要由帶內(nèi)黃鐵絹英碎裂蝕變巖組成，局部硅化脈組發(fā)育；金屬礦物主要為黃鐵礦，呈微細(xì)粒浸染狀分布于片理化帶中，局部呈細(xì)脈狀沿構(gòu)造裂隙分布。

M2礦脈位于礦區(qū)中南部，受NE-SW向剪切破碎帶控制，傾向SE，傾角70°～83°；其控制長度約1.3 km，控制延深約220 m，厚度0.85～2.48 m，平均真厚度1.32 m，金礦石品位4.17×10-6～18.53×10-6，平均品位6.56×10-6。該礦脈主要由相互近于平行的細(xì)小石英脈或石英脈與碎裂蝕變巖相間分布構(gòu)成，石英脈的寬度多在5～15 cm，間隔約20 cm左右，黃鐵礦化較發(fā)育。

2.2 礦石特征

根據(jù)金礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和礦石中礦物共生組合等特點(diǎn)(圖4)，礦石類型可分為黃鐵絹英蝕變巖型和含金石英脈型，礦石礦物主要為黃鐵礦、褐鐵礦和自然金等，脈石礦物主要為石英和絹云母。礦石結(jié)構(gòu)主要為晶粒結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造。

根據(jù)嵌布狀態(tài)可將金礦物分為兩期，早期金礦物以包裹金的形式賦存于黃鐵礦、褐鐵礦中，這也是礦區(qū)金礦物的主要賦存狀態(tài)，晚期少量金礦物以不規(guī)則粒間金的形式充填在石英顆粒之間或黃鐵礦與石英之間；金礦物形態(tài)主要呈角粒狀、麥粒狀和渾圓粒狀，粒度較小，主要以微粒金的形式存在(表1)。

2.3 礦化蝕變特征

礦化蝕變特征主要為黃鐵礦化、褐鐵礦化、絹云母化及硅化為主，次為綠泥石化、碳酸鹽化。根據(jù)礦脈穿插關(guān)系及礦物共生組合關(guān)系等，可劃分出三個礦化蝕變階段：

圖4 尼亞斯若瑞金礦床礦石特征照片F(xiàn)ig.4 Photos showing ore characteristics of the Nyasirori gold deposit a-黃鐵絹英蝕變巖，黃鐵礦巖片理化帶分布；b-含金石英脈，黃鐵礦呈脈狀、團(tuán)塊狀；c-受強(qiáng)烈剪切作用的構(gòu)造蝕變巖；d-自然金分 布于褐鐵礦黃鐵礦氧化物，保留有黃鐵礦晶型)中；e-自然金分布于褐鐵礦與石英顆粒間；f-自然金分布于石英中a-altered beresite, pyrite in schistosity zone; b-gold-bearing quartz veins; c-tectonic altered-rock controlled by shear zone; d-gold dis- tributed in limonite; e-gold distributed between limonite and quartz; f-gold distributed in quartz

粒度范圍/mm顆粒數(shù)顆粒含量/%平均粒徑/mm顆粒數(shù)×平均粒徑值/mm近似面積含量/%細(xì)粒金-0037+00154420013400671205微粒金-001+000110693810004604878759次顯微金-0001217700010002036合計113100/0556100

數(shù)據(jù)來源：河南省巖礦測試中心，2013年。

(1) 早階段主要生成脈石礦物，蝕變特征主要為絹云母化、硅化和黃鐵礦化，硅化主要表現(xiàn)為沿構(gòu)造裂隙充填的平行石英脈，黃鐵礦為第一世代黃鐵礦，結(jié)構(gòu)為中粗粒自形-半自形晶結(jié)構(gòu)，此階段金礦化作用較弱。

(2) 中階段為黃鐵礦-硅化階段，該階段大量生成微細(xì)粒半自形-它形黃鐵礦，呈稠密浸染狀分布在蝕變巖片理化帶中，或呈不規(guī)則細(xì)脈狀充填在早期形成的硅質(zhì)脈中；硅化蝕變體充填早期石英脈與蝕變巖遭受構(gòu)造應(yīng)力而破碎、變形產(chǎn)生的裂隙中，此階段是主要金礦化期，大量金礦物以自然金或包裹金的形式分布在黃鐵礦和石英等載金礦物中。

(3) 晚階段主要發(fā)育少量石英-碳酸鹽細(xì)脈，基本無金屬礦物產(chǎn)出。

2.4 金礦化與構(gòu)造的關(guān)系

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動復(fù)雜，剪切斷裂構(gòu)造帶較為發(fā)育，呈現(xiàn)出不同性質(zhì)、不同期次和不同規(guī)模的構(gòu)造帶相互交織、分枝復(fù)合，為成礦物質(zhì)的活化、遷移和聚集提供動力、通道及儲集空間，從而控制著礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)和規(guī)模。根據(jù)構(gòu)造展布方向，主要為EW向、NW向和NE向三組斷裂構(gòu)造破碎帶，其次為SN向斷裂構(gòu)造，它們均為區(qū)域斷裂構(gòu)造活動所產(chǎn)生的次級構(gòu)造。

(1) EW向剪切斷裂破碎帶是礦區(qū)內(nèi)最早的斷裂構(gòu)造，金礦化較強(qiáng)，主要沿擠壓片理化帶和裂隙分布，破碎帶本身即為礦體，是區(qū)內(nèi)最主要的容礦構(gòu)造。

(2) NW向和NE向兩組構(gòu)造錯斷早期的EW向斷裂構(gòu)造，也是區(qū)內(nèi)重要的導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造。該斷裂帶受剪切作用較強(qiáng)，可見糜棱結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、S-C組構(gòu)、眼球狀構(gòu)造等(圖3c)；根據(jù)礦物排列形式及脈體穿插關(guān)系，可知NW向和NE向構(gòu)造至少受兩期構(gòu)造應(yīng)力作用影響，第一期為壓扭性構(gòu)造應(yīng)力，形成擠壓片理化帶，含金黃鐵礦沿片理化帶分布，第二期為張性構(gòu)造應(yīng)力，形成張裂隙，為硅質(zhì)流體充填形成含金石英脈。

(3) SN向斷裂為成礦期后斷裂，為破礦構(gòu)造。

3 礦床成因淺析

研究成果表明，金成礦帶受區(qū)域韌性剪切帶控制，金礦床展布受次級剪切帶的控制(尹意求等，2004；周邦國，2013)，金礦化受剪切帶變形強(qiáng)度控制，含金石英脈受剪切帶內(nèi)的里德爾剪切裂隙的控制(李曉峰等，2001；高建偉，2014)。坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶中各種期次和規(guī)模的剪切斷裂帶控制著區(qū)內(nèi)各金礦床(點(diǎn))的分布，衍生的次級剪切斷裂帶則控制著構(gòu)造蝕變巖型金礦體的產(chǎn)出。

坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶成礦物質(zhì)來源與成礦流體與后造山期花崗巖侵入作用有關(guān)，根據(jù)U-Pb測年顯示其金成礦時代2445±3Ma(Borgetal.，1999)；根據(jù)礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及礦石組構(gòu)特征，該構(gòu)造蝕變巖型金礦床的形成通?？煞譃閮蓚€階段：第一階段為韌性剪切帶形成期，形成強(qiáng)烈的擠壓片理化帶和大量的剪切裂隙，成礦流體在構(gòu)造動力的驅(qū)動下，從深部沿斷裂上升至由這些片理化帶和剪切裂隙網(wǎng)絡(luò)組成的低溫低壓擴(kuò)容帶時，由于物理化學(xué)環(huán)境的突然改變，使成礦流體中的金元素迅速沉淀、富集，形成含金黃鐵絹英蝕變巖；第二階段為韌-脆性剪切帶形成期，由于巖石的脆性變形程度進(jìn)一步增強(qiáng)，剪切帶中形成一系列的張裂隙，為含金硅質(zhì)流體充填，形成含金石英脈。

4 結(jié)論與討論

(1) 坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶金礦床為受剪切斷裂帶控制的構(gòu)造蝕變巖型金礦床，礦石類型主要為含金黃鐵絹英蝕變巖和含金石英脈。

(2) 實(shí)踐證明，大斷裂成大礦，小斷裂只能控制中小型礦床(點(diǎn))，特大型金礦床往往則處于構(gòu)造體系的復(fù)合交叉部位。維多利亞湖東部綠巖帶中的控礦和容礦構(gòu)造通常為剪切斷裂帶，其是地殼深部構(gòu)造活動的反映，因此，該類型的金礦床應(yīng)有一定的規(guī)模。

(3) 我國膠東綠巖帶“焦家式”金礦床也為構(gòu)造蝕變巖型金礦床，其成礦時代為燕山期(趙鵬沄等，2007)，成礦背景與花崗巖化作用密切相關(guān)，容礦圍巖主要為花崗巖，這與坦桑尼亞維多利亞湖東部綠巖帶構(gòu)造蝕變巖型金礦床有一定的區(qū)別，但它們的礦體和礦化蝕變類型均完全受剪切構(gòu)造帶控制這一主要特征是相同的，因此，“焦家式”金礦床的“一條構(gòu)造帶、二段礦化富集帶、三層礦化蝕變帶”的成礦模式(宋明春等，2010)和其成熟的勘查找礦模型對維多利亞湖東部綠巖帶找礦勘查工作具有重要的借鑒意義。

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Geological Characteristics and Metallogeny of the Gold Deposits in the East VictoriaGreenstone Belt of Tanzania

CUI Xiao-jun ,WANG Jian-guang,PENG Jun,SI Jian-tao,LI Shui-ping

(No.2InstituteofGeological&MineralResourcesSurveyofHenan,Zhengzhou,Henan450001)

The Victoria greenstone belt in Tanzania is a well-known gold metallogenetic zone, which hosts several world-class gold deposits. This paper analyzes the geological characteristics and metallogeny for the typical gold deposits in this area, and suggests that they are of the structural altered-rock type. The ore bodies occur in structural altered-rock controlled by EW, NW and NE trending shear zones. The dominant ores are altered beresite and gold-bearing quartz veins; and the main alterations related to gold mineralization are silication, sericitization and pyritization. In addition, this paper compares them with the Jiaojia-type gold deposit in the greenstone zone of eastern Shandong, China, and discusses the problems in the research of mineralization models.

Tanzania, Victoria greenstone belt,gold deposit, geological characteristics,metallogeny

2014-03-23；

2014-05-20；[責(zé)任編輯]郝情情。

國外礦產(chǎn)資源風(fēng)險勘查專項資金項目(編號201210B01600234)資助。

崔小軍(1968年-)，男，1990年畢業(yè)于成都地質(zhì)學(xué)院，高級工程師，長期從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與研究工作。E-mail:251962751@qq.com。

P618

A

0495-5331(2014)04-0789-6