津巴布韋北東部Mutawatawa地區(qū)Chelsea East金礦床地質(zhì)特征及成礦模式

閆紅圃，劉文斌，韓建明，陳俊魁，史春睿

(河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南鄭州 450001)

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津巴布韋北東部Mutawatawa地區(qū)Chelsea East金礦床地質(zhì)特征及成礦模式

閆紅圃，劉文斌，韓建明，陳俊魁，史春睿

(河南省地質(zhì)調(diào)查院，河南鄭州 450001)

Chelsea East金礦床位于津巴布韋北東部Dindi綠巖帶之上，該區(qū)域是津巴布韋重要的貴金屬和稀有金屬礦產(chǎn)聚集區(qū)之一，其金礦勘查開發(fā)潛力巨大。礦床共圈定3個金礦體和8個貧金礦體，礦體一般呈似層狀、脈狀或透鏡體狀產(chǎn)出，主要位于新太古代Bulawayo群Ar3Yum組中，主要控礦構(gòu)造為北西西—南東東向脆-韌性剪切構(gòu)造帶和脆性斷層，礦體主要由含金構(gòu)造蝕變巖組成，其次為石英脈等。本文在綜合分析礦床地質(zhì)特征、成礦控制因素和物理化學(xué)條件的基礎(chǔ)之上，初步建立了礦床成礦模式。該礦床的形成至少表現(xiàn)為兩階段成礦，即早期的區(qū)域動力變質(zhì)變形階段和后期的區(qū)域構(gòu)造巖漿活動階段。

地質(zhì)特征 控礦因素 成礦模式 Chelsea East金礦床 津巴布韋

Yan Hong-pu, Liu Wen-bin, Han Jian-ming, Chen Jun-kui, Shi Chun-rui. Geological characteristics and a metallogenic model for the Chelsea East Au deposit in the Mutawatawa area, northeast Zimbabwe [J]. Geology and Exploration, 2015, 51(3):0579-0586.

Chelsea East金礦區(qū)位于津巴布韋首都哈拉雷北東約130km處，地理坐標(biāo)為：東經(jīng)31°52′20″～32°03′45″，南緯-16°53′00″～-17°10′00″。津巴布韋金礦、鉻鐵礦、鎳礦、鉑礦、煤礦資源豐富，其金礦主要產(chǎn)于津巴布韋中北部地區(qū)的太古代花崗巖-綠巖地體中，是非洲第二大黃金資源國，資源量僅次于南非(李如滿等，2010)。但受礦產(chǎn)資源分布專屬性限制，礦業(yè)活動主要集中在津巴布韋中部，而津巴布韋東北部地區(qū)的金礦、稀有和有色金屬礦產(chǎn)的開采活動多限于小規(guī)模的個體行為，比較系統(tǒng)的地質(zhì)勘查工作近于空白，因此，津巴布韋北東部地區(qū)金礦勘查開發(fā)潛力巨大。

1 成礦地質(zhì)背景

Chelsea East金礦床位于津巴布韋克拉通東北部邊緣Dindi綠巖帶之上，北與近東西向展布的新太古代贊比西活動帶相接(圖1)。區(qū)內(nèi)廣泛出露太古宙綠巖和花崗質(zhì)片麻狀雜巖，古元古代基性巖脈或巖床較為發(fā)育，不同期次和不同規(guī)模的褶皺和斷裂構(gòu)造活動較為劇烈(Jelsmaetal.，2000)，是津巴布韋重要的貴金屬和稀有金屬礦產(chǎn)聚集區(qū)之一(Bartholomew，1990)。

區(qū)域出露地層主要為新太古代Bulawayo群和Shamva群，兩者呈角度不整合接觸，其中Bulawayo群為區(qū)域內(nèi)最主要的含金層位(Mugumbate，2003)。區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動較為強烈，據(jù)巖性特征、接觸關(guān)系、侵入序次和地質(zhì)時代等，可將侵入巖歸并為太古宙Madziwa花崗質(zhì)雜巖體和古元古代基性脈巖等(Ramsay，1989；Hofmannetal.，2002)，與構(gòu)造蝕變巖型、石英脈型金礦化關(guān)系比較密切的為太古宙Madziwa花崗質(zhì)雜巖體內(nèi)早期的富角閃質(zhì)英云閃長片麻巖和英云閃長質(zhì)片麻巖，而晚期的花崗偉晶巖常與綠柱石和一些含鋰、鈹、錫、鉭、鎢的礦化有關(guān)。

區(qū)內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造極其發(fā)育。褶皺構(gòu)造在區(qū)內(nèi)總體表現(xiàn)為一復(fù)式向斜構(gòu)造，褶皺軸向為近東西向，其北翼被區(qū)域性的Southern Cross-ChibandaDam逆沖推覆斷層帶所破壞。斷裂構(gòu)造大致分為兩期，即早期的韌性斷層和晚期的脆性斷層破碎帶。韌性斷層以南東東向韌性剪切糜棱巖帶為主，疊加有南東向和近東西向次級糜棱巖帶，區(qū)內(nèi)綠巖帶型金礦化主要產(chǎn)于綠巖帶和韌性剪切帶的重疊部位。脆性斷層按走向大致分為三個不同方向的斷層組合，斷層產(chǎn)狀一般較陡，與硫化物型金礦化關(guān)系比較密切的為發(fā)育在片麻狀英云閃長巖中的近東西向的張性斷層系(Campbelletal.,1994)。

圖1 津巴布韋大地構(gòu)造單元劃分略圖(據(jù)曲紅軍等，2012和Kusky，1998改編)Fig.1 Geological map of tectonic units in Zimbabwe (modified from Qu et al., 2012 and Kusky, 1998) 1-顯生宙蓋層; 2-元古宙造山帶; 3-大巖墻; 4-新太古代造山帶; 5-花崗質(zhì)片麻狀雜巖; 6-太古宙綠巖帶; 7-金礦區(qū) 范圍 1-Phanerozoic cover; 2-Proterozoic orogenic belt; 3-big dyke; 4-Neoarchean orogenic belt; 5-granitic gneissic complex; 6-Ar chean greenstone belt; 7-range of gold ore district

區(qū)域變質(zhì)作用在全區(qū)表現(xiàn)較為一致，均以強變形和淺變質(zhì)為主。動力變質(zhì)作用主要沿區(qū)域性動力變質(zhì)構(gòu)造帶及其次級構(gòu)造帶分布，尤其在綠巖帶和花崗質(zhì)片麻狀雜巖接觸帶部位或綠巖帶內(nèi)部表現(xiàn)最為突出，此類變質(zhì)作用與區(qū)域性的金成礦作用關(guān)系極為密切。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層相對簡單，主要為新太古代Bulawayo群Ar3Yum組，按巖性可劃分為上、下兩個巖性段，即變玄武安山巖段(Yan)和變玄武巖段(YB)(圖2)，這兩個巖性段中均具有明顯的金礦化。

變玄武安山巖(Yan)段(下段)：位于礦區(qū)北部，東西向展布，巖性以變玄武安山巖為主，局部見有變質(zhì)英安巖，未見底。

變玄武巖(YB)段(上段)：位于礦區(qū)中部，呈近東西向展布，東、西兩端被第四系覆蓋，局部被古元古代輝長巖、輝綠巖脈或巖床侵入。巖性主要為變玄武巖，在韌性變形帶內(nèi)以黑云綠簾陽起片巖為主，次為長英質(zhì)糜棱巖和絹云綠泥片巖等。

圖2 Mutawatawa地區(qū)Chelsea East金礦床地質(zhì)簡圖Fig.2 Simplified geological map of the Chelsea East Au deposit in the Mutawatawa area 1-第四系殘坡積、沖積砂礫石層；2-變玄武安山巖；3-變玄武巖；4-英云閃長質(zhì)片麻巖；5-細(xì)粒二長花崗巖；6-輝綠巖；7- 石英脈；8-斷層及產(chǎn)狀；9-片理產(chǎn)狀；10-片麻理產(chǎn)狀；11-礦體及編號 1-Quaternary remnant-diluvia sediments;2-meta-basaltic andesite;3-meta-basalt;4-tonalitic gneiss;5-fine-grained monzogranite;6 -diabase; 7-quartz vein; 8-fault and its dip; 9-schistosity dip;10-gneissosity dip;11-orebody and it’s number

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于津巴布韋克拉通北部Dindi綠巖帶內(nèi)Gwiwinzara復(fù)式向斜南翼，有兩個次級背斜和向斜構(gòu)造，為控制礦區(qū)地層分布的主要構(gòu)造。翼部出露地層主要為Bulawayo群Ar3Yum組，地層傾角一般在70°～85°之間，為緊閉型線型褶皺。

受北部區(qū)域性邊界斷裂Southern Cross-Chibanda Dam逆沖推覆斷層帶的影響，區(qū)內(nèi)除發(fā)育上述近東西向展布的背向斜褶皺構(gòu)造外，還發(fā)育一組以近東西向展布為主的脆韌性剪切帶和脆性斷裂構(gòu)造，且為區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造，并局部發(fā)育北西向和近南北向斷裂構(gòu)造。

2.3 侵入巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，且具有多期次活動的特征。侵入巖較為發(fā)育，主要有新太古代酸性侵入巖和古元古代基性侵入巖，巖性以英云閃長質(zhì)片麻巖、細(xì)粒二長花崗巖及輝綠巖為主。其中，新太古代英云閃長質(zhì)片麻巖和細(xì)粒二長花崗巖主要分布于礦區(qū)南部，與北部的Bulawayo群Ar3Yum組變玄武巖段(YB)主要為侵入接觸關(guān)系，局部為斷層接觸關(guān)系。古元古代輝綠巖分布于礦區(qū)自南西到北東一線，主要呈巖席狀或巖床狀侵入于新太古代Bulawayo群Ar3Yum組各巖性段和新太古代英云閃長質(zhì)片麻巖中。

除侵入巖之外，區(qū)內(nèi)脈巖也較為發(fā)育，主要為石英脈，其中，多數(shù)受構(gòu)造控制明顯，呈近東西向分布。

2.4 變質(zhì)作用

與區(qū)域上的變質(zhì)作用一樣，礦區(qū)內(nèi)也經(jīng)受了兩種不同的變質(zhì)作用，即區(qū)域變質(zhì)作用和動力變質(zhì)作用。

區(qū)域變質(zhì)作用表現(xiàn)為區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用，變質(zhì)巖石以出現(xiàn)劈理化和重結(jié)晶為特征，可見葡萄石相-低綠片巖相。盡管目前對此類巖石的變質(zhì)年齡還不十分清楚，但對于區(qū)內(nèi)金礦化的初步富集可能具有一定的影響。

動力變質(zhì)作用主要沿韌性和脆性斷裂構(gòu)造帶分布，表現(xiàn)為糜棱巖化作用和碎裂巖化作用，相應(yīng)形成了糜棱巖化系列巖石和碎裂巖化系列巖石。銣-鍶和釤-釹同位素資料顯示，區(qū)域上大規(guī)模的構(gòu)造變形和逆沖推覆構(gòu)造的形成年齡為2590～2630 Ma(Bartonetal.，1991；Jelsmaetal.，1996；Vinyuetal.，1999)，對區(qū)內(nèi)構(gòu)造蝕變巖型金礦的進一步活化和富集具有重要作用。

3 礦體地質(zhì)

Chelsea East金礦床位于新太古代Bulawayo群Ar3Yum組中，主要控礦構(gòu)造為北西西-南東東向脆-韌性剪切構(gòu)造帶和脆性斷層，礦體主要由含金構(gòu)造蝕變巖組成，其次為石英脈等，二者關(guān)系較為密切。

3.1 礦體特征

礦區(qū)共圈出K1、K2和K3等3個金礦體和8個貧金礦體，它們主要產(chǎn)于Ar3Yum組變玄武安山巖段(下段)和變玄武巖段(上段)之中，分別受Chelsea East金礦區(qū)F3、F2和F1三個斷層帶控制。礦體一般呈似層狀、脈狀或透鏡體狀產(chǎn)出，彼此近于平行或呈雁行狀排列。主要礦體特征分述如下：

K1礦體：位于礦區(qū)東南部(圖2)，受F3脆-韌性剪切帶控制，地表控制礦體長度為1520m，沿傾向控制礦體最大斜深為312m。礦體呈板狀、似層狀，形態(tài)較為簡單，分布穩(wěn)定，連續(xù)性較好，沿走向具分枝復(fù)合現(xiàn)象。礦體總體走向為91°，傾向主體向南呈陡傾斜，產(chǎn)狀(164°～193°)∠(68°～85°)。礦體厚度0.92～5.64m，平均厚度1.95m。礦體金品位1.20×10-6～17.30×10-6，平均品位3.88×10-6，礦化較為均勻。

K2礦體：位于礦區(qū)中部偏東(圖2)，產(chǎn)于F2脆性斷層破碎帶中，地表控制礦體長度1040m。礦體呈板狀和似板狀，形態(tài)簡單，分布穩(wěn)定，連續(xù)性較好，無分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體總體走向為87°，向南陡傾斜，產(chǎn)狀為(178°～198°)∠(65°～80°)。礦體厚度沿走向自東向西逐漸增大，厚度0.68～1.76m，平均厚度1.07m。礦體金品位1.30×10-6～16.0×10-6，平均品位8.27×10-6，沿走向品位有規(guī)律變化，自西向東逐漸增高。

K3礦體：位于礦區(qū)西北部(圖2)，產(chǎn)于F1脆性斷層破碎帶中，地表控制礦體長度520m。礦體呈大脈狀，形態(tài)簡單，分布穩(wěn)定，連續(xù)性較好，無分支復(fù)合現(xiàn)象。礦體總體走向為86°，向南陡傾斜，產(chǎn)狀為(166°～179°)∠(81°～87°)。礦體厚度沿走向變化不大，中部略厚，厚度0.37～0.57m，平均厚度0.44m。礦體金品位17.40×10-6～25.30×10-6，平均品位20.14×10-6，沿走向品位無明顯變化規(guī)律。

3.2 礦石自然類型

區(qū)內(nèi)礦石類型相對比較簡單，根據(jù)含礦巖石物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，將區(qū)內(nèi)礦石自然類型劃分為硅化絹云母糜棱巖型、硅化碎裂巖型和含金石英脈型三種類型。其中硅化絹云母糜棱巖型礦石和硅化碎裂巖型礦石為區(qū)內(nèi)的主要礦石類型，約占礦石量的85%以上。一般來說，此類型礦石的變形變質(zhì)程度越高、硅化越強烈、硫化物相對比較明顯時，礦石的含金量就越高。含金石英脈型礦石數(shù)量較少，不足礦石量的15%，在上述斷層構(gòu)造帶中均有分布，一般呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀分布于前述兩類礦石之中，局部呈石英大脈或透鏡體狀產(chǎn)出，而在細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀礦石中金含量相對較高，在石英大脈或透鏡體狀礦石中，金含量則普遍偏低。

3.3 礦石物質(zhì)組份

Chelsea East金礦區(qū)礦石物質(zhì)組分比較簡單，礦石礦物除自然金外，主要為黃鐵礦和黃銅礦，脈石礦物以石英、黑云母、陽起石、絹云母為主，有少量斜長石、黝簾石、綠簾石等，次生礦物主要為褐鐵礦，其它微量礦物有方鉛礦、白云母和方解石、高嶺石等。

3.4 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

根據(jù)礦石中物質(zhì)組成的形態(tài)、粒度等特征，礦石結(jié)構(gòu)主要為他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，具體表現(xiàn)為自然金、黃鐵礦、黃銅礦和方鉛礦等金屬礦物呈他形-半自形粒狀沿其它礦物顆粒邊緣和裂隙分布于礦石中(圖3a)。

礦石主要具微細(xì)粒浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造。浸染狀構(gòu)造在礦石中普遍發(fā)育，金屬礦物常呈不規(guī)則粒狀星散浸染于礦石之中；細(xì)脈狀構(gòu)造在石英脈型礦石中較發(fā)育，由自然金、黃鐵礦(褐鐵礦)等呈小細(xì)脈狀分別或共同沿石英脈裂隙或石英脈邊部充填形成(圖3b)。

3.5 礦石品位特征

Chelsea East金礦區(qū)的三個主要金礦體中，K2和K3礦體礦石自然類型以蝕變碎裂玄武(安山)巖和蝕變碎裂英安質(zhì)凝灰?guī)r為主，礦石金品位較高，品位變化不大，金品位一般在10.40×10-6～25.30×10-6之間，而K1礦體礦石自然類型以黑云(綠簾)陽起片巖為主，由品位分布直方圖(圖4)可以看出，礦石金品位相對較低，變化較大。

圖3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造顯微照片F(xiàn)ig.3 Micrographs of ore texture and structure a-含金石英脈中的他形-半自形粒狀黃鐵礦、黃銅礦和方鉛礦；b-充填在含金石英脈中的黃鐵礦細(xì)脈; Py-黃 鐵礦; Cp-黃銅礦; Gn-方鉛礦; Qz-石英 a-anhedral-euhedral granular pyrite, chalcopyrite and galena in the gold-bearing quartz vein; b-pyrite veinlets in the gold-bearing quartz vein; Py-pyrite; Cp-chalcopyrite; Gn-galena; Qz-quartz

圖4 K1礦體金品位分布直方圖Fig.4 Histogram of gold grade distribution of K1 orebody

從不同品位的礦石分布情況看，K1礦體金品位沿礦體走向呈跳躍式變化，對任一觀察點呈偶然性升降，規(guī)律性不明顯，礦體厚度和礦石品位之間也不存在明顯的相關(guān)關(guān)系(見圖5)，表明K1礦體成礦地質(zhì)作用的復(fù)雜性與不均一性(冉崇英，1964；彭程電，1978)。

圖5 K1礦體沿走向厚度與金品位的空間變化Fig.5 Spatial variation of thickness and gold grade along strike of K1 orebody

據(jù)對K1金礦體樣品分析結(jié)果的統(tǒng)計，不同礦石類型中其金品位的變化特征也各有差異(見表1)(欒慶信，1992)。其中白云石英片巖型礦石品位最高，其次是硅化黑云(綠簾)陽起片巖和糜棱巖化粉砂巖，礦化均較為均勻，而含金石英脈型礦石品位最低，礦化也不均勻。

4 成礦模式

4.1 成礦控制因素

控制Chelsea East金礦床形成的地質(zhì)因素主要包括變基性-中酸性火山巖建造、構(gòu)造變形和巖漿侵入活動三個方面(劉鐵兵等，2001)。

(1) 變基性-中酸性火山巖建造

區(qū)域上主要分布有新太古代綠巖帶和花崗質(zhì)片

表1 Chelsea East金礦區(qū)K1礦體不同礦石類型金品位統(tǒng)計結(jié)果表Table 1 Gold grade statistics for various ore types of K1 orebody in the Chelsea East goldfield

麻狀雜巖兩大類巖石。1∶5萬水系沉積物測量統(tǒng)計結(jié)果表明，在新太古代花崗質(zhì)片麻狀雜巖分布區(qū)內(nèi)，Au的平均含量為1.31×10-9，在新太古代綠巖帶分布區(qū)內(nèi)，Au的平均含量為2.05×10-9，表明新太古代綠巖帶是區(qū)域上金的最主要礦源層。

而礦區(qū)主要由新太古代Bulawayo群Ar3Yum組和新太古代英云閃長質(zhì)片麻巖組成。其中新太古代Bulawayo群Ar3Yum組主要巖性為變玄武巖和變玄武安山巖，部分為變英安質(zhì)凝灰?guī)r，為津巴布韋太古宙綠巖帶的重要組成部分，其中含金豐富，是本地區(qū)金礦形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。礦區(qū)1∶1萬土壤測量統(tǒng)計結(jié)果表明，全區(qū)Au的平均含量為2.17×10-9，其中在新太古代Bulawayo群Ar3Yum組分布區(qū)內(nèi)，Au的平均含量為3.23×10-9，在新太古代英云閃長質(zhì)片麻巖分布區(qū)內(nèi)，Au的平均含量為1.34×10-9，同樣表明區(qū)內(nèi)變質(zhì)基性-中酸性火山巖為金礦形成的主要物質(zhì)來源。

(2) 控礦構(gòu)造

礦區(qū)控礦變形構(gòu)造主要有脆性和韌-脆性斷層構(gòu)造，其中與金礦成礦關(guān)系密切的是F1、F2和F3斷層，它們控制了區(qū)內(nèi)主要金異常和金礦床點的分布，不僅為金礦化的形成提供了容礦空間，也為金礦成礦提供了熱動力條件(李廣慧等，1999)。F3斷層屬韌-脆性斷裂構(gòu)造帶，位于變玄武巖與英云閃長質(zhì)片麻巖的接觸帶附近，并主要發(fā)育于變質(zhì)玄武巖中。在韌性剪切構(gòu)造變形作用下，帶內(nèi)以發(fā)育強片理化巖石和強蝕變?yōu)樘卣?，主要巖石類型是黑云(綠簾)(鈉長)陽起片巖，有少量白云石英片巖和長英質(zhì)糜棱巖等，在構(gòu)造變形特征上與北側(cè)的斜長角閃巖(斜長角閃變粒巖)為逐漸過渡關(guān)系。蝕變類型主要有硅化、絹云母化、綠泥石化、陽起石化、鉀化(黑云母化)、綠簾石化、鈉長石化和硫礦化等，其中出現(xiàn)大量的含水礦物，如陽起石、綠泥石、綠簾石和云母類礦物等，它們一般是由原來較高溫的礦物如輝石、角閃石、斜長石等經(jīng)過退變質(zhì)加H2O或CO2作用的結(jié)果，通過水巖反應(yīng)，析出的SiO2、Ca2+和含礦物質(zhì)等組分進入流體相，在高溫高壓和韌性剪切變形的驅(qū)動下，逐漸向上發(fā)生遷移和分異，最終沿葉理面沉淀形成碳酸鹽和石英脈網(wǎng)脈或細(xì)脈，在上部溫、壓條件降低和由韌性剪切變形向脆性變形的轉(zhuǎn)換帶上形成石英脈型金礦化，這與區(qū)內(nèi)構(gòu)造蝕變類型、金品位變化和金礦化所處的構(gòu)造環(huán)境是相吻合的，區(qū)內(nèi)主要金礦體的分布及礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀等主要受到脆-韌性剪切帶和脆性斷層控制。

(3) 巖漿活動

礦區(qū)深成巖漿活動主要有新太古代上侵的英云閃長巖和少量二長花崗巖等，此外還有部分中元古代基性巖脈或巖床，其中前者為區(qū)內(nèi)成礦提供了熱力驅(qū)動和部分成礦物質(zhì)(Jelsma，1993)。據(jù)礦區(qū)地質(zhì)和部分鉆探巖心資料，區(qū)內(nèi)片麻狀英云質(zhì)閃長巖與黑云(綠簾)(鈉長)陽起片巖為侵入接觸關(guān)系，接觸邊界為鋸齒狀或犬牙交叉狀，由此認(rèn)為片麻狀英云閃長巖是在區(qū)內(nèi)(甚至區(qū)域上)發(fā)生大規(guī)模的韌性剪切變形的過程中或稍后侵入的，這期大規(guī)模的巖漿侵入活動可能為區(qū)內(nèi)金礦的進一步富集提供了熱動力條件，同時也為區(qū)內(nèi)脆性構(gòu)造以及脆性構(gòu)造蝕變巖型金礦的形成創(chuàng)造了重要條件。目前區(qū)內(nèi)F3韌-脆型剪切構(gòu)造帶內(nèi)部出現(xiàn)的與剪切片理面呈小角度斜交的貧礦或無礦石英大脈可能與本期巖漿活動有關(guān)，F(xiàn)1和F2斷層控制的構(gòu)造蝕變巖型金礦化很可能也是這次巖漿侵入活動的結(jié)果。

4.2 成礦物理化學(xué)條件

據(jù)硫、氧同位素測定結(jié)果(Bartonetal.，1991)，Chelsea East金礦床δ34S變化范圍為-0.8‰～+10.02‰，具有變質(zhì)流體性質(zhì)；δ18O變化范圍為+8.4‰～+10.2‰，具有巖漿流體特點。對不同地段和不同期次分布的石英脈中分別獲取的包裹體，爆裂法測溫結(jié)果顯示，早期含礦石英脈的形成溫度介于240～330℃之間，具有中低溫成礦特點，晚期石英大脈的形成溫度為350～430℃之間，屬高溫流體，另外，人工重砂鑒定結(jié)果顯示，金常與黑鎢礦連生。綜上所述，本區(qū)韌-脆性剪切帶中金礦化蝕變帶的形成應(yīng)是多期的，金的富集經(jīng)歷了不同地質(zhì)作用的疊加改造。根據(jù)含金流體的這種特性，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造事件的演化，可以得出結(jié)論，早期在韌性剪切構(gòu)造帶中形成的含金變質(zhì)流體，形成了區(qū)內(nèi)韌-脆性金礦化構(gòu)造蝕變帶，而后期巖漿流體的疊加改造和脆性斷層構(gòu)造的形成，是該類型金礦進一步富集成礦的重要條件。

4.3 成礦模式

通過對礦床地質(zhì)特征、控礦地質(zhì)因素以及成礦物理化學(xué)條件的研究和分析，初步認(rèn)為在Chelsea East金礦床的成礦過程中，Bulawayo群變基性-中酸性火山巖是金的重要賦礦巖系，并受控于變基性-中酸性火山巖系中的脆性和韌-脆性斷裂構(gòu)造帶，后期大規(guī)模的區(qū)域性構(gòu)造變形和中酸性巖漿侵入活動則是成礦的關(guān)鍵因素。其形成至少可表現(xiàn)為兩階段成礦，即早期的區(qū)域動力變質(zhì)變形階段，形成中低溫變質(zhì)熱液型金礦化，而后期的區(qū)域構(gòu)造巖漿活動階段，則形成了中高溫巖漿熱液型金礦化(圖6)(Bonnermaisonetal.，1990；周喜文等，2002；莫江平等，2009)。

圖6 Chelsea East金礦區(qū)成礦模式圖Fig.6 A metallogenic model for the Chelsea East Au deposit 1-古元古代輝綠巖；2-新太古代英云閃長巖；3-太古宙綠巖；4-英云閃長巖；5-輝綠巖；6-斷層及編號；7-金礦體 及編號 1-Paleoproterozoic diabase;2-New Archean tonalite;3-Archean greenstone;4-tonalite;5-diabase;6-fault and its num ber;7-Au orebody and its number

在早期區(qū)域動力變質(zhì)變形階段，區(qū)域性的構(gòu)造變形，特別是韌性剪切變形和伴隨的高溫高壓，使得周圍火山巖中蘊藏的金礦質(zhì)在變質(zhì)熱液的作用下經(jīng)活化進入流體中，形成含礦熱液，在剪切變形和高溫高壓的驅(qū)動下，含礦熱液逐漸向地表和溫度、壓力降低的方向運移，通過水巖反應(yīng)使含礦流體的性質(zhì)不斷發(fā)生改變，并最終使金礦質(zhì)在溫壓條件適宜的構(gòu)造環(huán)境中沉淀下來形成金礦體。

后期的區(qū)域構(gòu)造巖漿活動階段，伴隨大規(guī)模的中酸性巖漿侵入活動，區(qū)內(nèi)開始出現(xiàn)張性斷層系，巖漿活動出現(xiàn)的高溫、高壓以及自身不斷演化分異形成的流體會使前述火山巖系中的金礦質(zhì)重新活化遷移，并在適宜的構(gòu)造部位沉積形成金礦體，同時也會將早期已經(jīng)形成的金礦體活化和進一步富集，從而形成具有較大規(guī)模和較高品位的工業(yè)礦體。

5 結(jié)論

(1) 津巴布韋北東部地區(qū)地質(zhì)勘查程度相對較低，具有優(yōu)良的金礦成礦條件，因此勘查開發(fā)潛力巨大。

(2) 作為Chelsea East金礦床重要賦礦巖系的Bulawayo群變基性-中酸性火山巖來源于地幔，后期大規(guī)模的區(qū)域性構(gòu)造變形和中酸性巖漿侵入活動則為成礦的關(guān)鍵因素。

(3) 據(jù)銣-鍶和釤-釹同位素年齡資料，Chelsea East金礦的形成年齡大體上與區(qū)內(nèi)巖漿活動和構(gòu)造變形事件的年齡相一致，這與上述對金礦床形成的物理化學(xué)條件和成因類型初步分析的結(jié)論是相吻合的。

(4) 根據(jù)野外觀察和室內(nèi)綜合研究，在分析Chelsea East金礦床成礦控制因素及成礦物理化學(xué)條件的基礎(chǔ)上，建立了礦床的成礦模式，對在本區(qū)尋找同類型金礦具有一定的借鑒價值。

致謝 本文為河南省地質(zhì)調(diào)查院所承擔(dān)的津巴布韋北東部Mutawatawa地區(qū)金多金屬礦勘查項目的部分成果，在此對蘇俊亮、張明云、魯培慶等項目所有其他參與人員表示衷心感謝！特別感謝評審專家提出的寶貴意見！

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Geological Characteristics and a Metallogenic Model for the Chelsea East Au Deposit in the Mutawatawa Area, Northeast Zimbabwe

YAN Hong-pu, LIU Wen-bin, HAN Jian-ming, CHEN Jun-kui, SHI Chun-rui

(HenanInstituteofGeologicalSurvey,Zhengzhou,Henan450001)

The Chelsea East Au deposit lies in the Dindi greenstone belt of the northeastern Zimbabwe, which is one of the important mineral clustering areas with precious and rare metals and has great gold exploration potential. The deposit has 3 gold orebodies and 8 poorly mineralized gold orebodies. These orebodies occur as stratified, stratoid or lens beds, which are mainly hosted in the Neoarchean Ar3Yum Formation of the Bulawayo Group, consisting of structural altered rock and quartz vein types. The main ore-controlling structures are NWW-SEE trending brittle-ductile shear zones or brittle faults. Based on geological characteristics, ore-controlling factors, physics and chemistry conditions of the deposit, a preliminary metallogenic model was established. This model suggests that the formation of the ore deposits had at least two stages of mineralizations, which are the early regional dynamic metamorphism deformation stage and later regional tectonic magmatic activity stage.

geological characteristic, ore-controlling factor, metallogenic model, Chelsea East Au deposit, Zimbabwe

2014-02-22；

2015-01-05；[責(zé)任編輯]郝情情。

國外礦產(chǎn)資源風(fēng)險勘查基金項目資助(編號：財建[2005]897號)。

閆紅圃(1979年—)，男，2006年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)(北京)，獲碩士學(xué)位，工程師，現(xiàn)主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綜合研究工作。E-mail：yanshd0371@163.com。

P618.51

A

0495-5331(2015)03-0579-08