坦桑尼亞某礦區(qū)土壤地球化學特征與找礦遠景分析

韓成林，李玉松

(1.安徽省地質礦產勘查局312地質隊，安徽 蚌埠 233040;2.安徽省地球物理地球化學勘查技術院，安徽 合肥 230022)

0 引言

礦區(qū)PL5141－1位于坦桑尼亞魯夸省(Rukwa)姆潘達縣(Mpanda)境內，距縣城姆潘達鎮(zhèn)220°方向約90 km，面積為42 km2。在全面收集區(qū)內現(xiàn)有地質資料的基礎上，對區(qū)內土壤地球化學異常進行研究，認為礦區(qū)PL5141－1具有較好的成礦遠景。

1 礦區(qū)概況

研究區(qū)位于坦桑尼亞克拉通(太古宙)的西南緣，構造格局為第三紀至現(xiàn)代活動的東非裂谷西分支坦噶尼喀(Tanganyika)湖裂谷系統(tǒng)疊加在北西向古元古代Ubendian褶皺帶(裂谷)上，地質單元為下元古界Ubendian系(超群)變質雜巖，主構線為北西走向，與坦嘎尼嘎湖裂谷和魯夸湖次級裂谷平行。該地區(qū)的構造主要為褶皺和斷裂。礦區(qū)出露地層主要為下元古界烏賓迪系(Ubendian)烏賓丁(Ubende)角閃巖相角閃片巖，次為中元古界伊菲邁(Ifume)礫巖(中國地質調查局發(fā)展研究中心境外礦產資源研究室，2011)。

區(qū)內巖漿活動頻繁、強烈，主要為侵入巖。自北向南主要有黑云母花崗巖體、碳酸巖雜巖體、基性—超基性雜巖體。根據(jù)巖體侵入接觸關系和區(qū)域資料反映，這些巖體侵入順序為：黑云母花崗巖體→碳酸巖雜巖體→基性－超基性雜巖體(Aitken，1961)。

區(qū)內斷裂構造發(fā)育，自北東至南西主要見有4條脆－韌性擠壓剪切帶，走向大體平行分布，總體走向北西，在礦權區(qū)東部有向南東東彎曲趨勢，傾向北東，傾角在30°～80°之間，沿走向和傾向呈波狀彎曲，產狀與巖層中片理基本一致(Salminen et al，2008)。

2 礦化點特征

區(qū)內地表多處發(fā)現(xiàn)鉻鐵礦(化)點、釩鈦磁鐵礦點、鐵錳礦化點、金礦化、銅礦化點。

鉻鐵礦(化)點：位于礦權區(qū)東南角，分布于蛇紋巖(由橄欖巖變質形成)體內及下接觸帶中，主體部分出露面積約0.4 km2。蛇紋巖體中普遍含稀疏浸染狀鉻鐵礦化，在橄欖巖體下接觸帶附近見一透鏡狀鉻鐵礦體。

釩鈦磁鐵礦點：位于礦權區(qū)中部，碳酸巖體南西側，北西向韌性剪切帶南西側(下盤)，賦礦巖石為輝石(長)巖體，釩鈦磁鐵礦體呈似層狀順片理貫入輝石(長)巖體中。在地表共發(fā)現(xiàn)2層礦化體。礦石呈致密塊狀，據(jù)快速檢測儀檢測顯示，含鐵50%、鈦8%、釩0.6%、金平均50 g/t。釩鈦磁鐵礦體呈似層狀，走向 330°左右，傾向 60°左右，傾角 26°～30°，與區(qū)域構造產狀一致。

鐵錳礦化點：在礦權區(qū)的北中部，黑云花崗巖體的南西側，北西向韌性剪切帶內發(fā)現(xiàn)數(shù)十個鐵錳礦化體，這些礦化體在長約15 km、寬約2 km的北西向韌性剪切帶內沿走向呈似層狀或透鏡狀斷續(xù)分布。

金礦化：在礦權區(qū)內發(fā)現(xiàn)3條規(guī)模較大的北西向韌性剪切帶，其中位于礦權區(qū)東北部的一組韌性剪切帶、主河床及兩側支流中韌性剪切帶通過部位有大量當?shù)卮迕裨谔陨辰?。在該剪切帶的硅化較強處和石英脈中，局部見細粒浸染狀黃鐵礦;在碎裂巖、含角礫構造蝕變巖中局部見褐鐵礦細脈和團塊。在其余2條剪切帶中的硅化蝕變巖、石英脈中也有可能尋找到金礦體。

銅礦化：在礦權區(qū)內晚期脆－韌性剪切帶內的強硅化蝕變巖和石英脈中普遍見孔雀石、銅藍、藍銅礦、瀝青狀褐鐵礦等銅氧化礦物。

3 土壤地球化學分析

3.1 工作方法及樣品測試

2011年開展1∶50 000土壤地球化學測量工作，測網采用500 m×100 m(線距×點距)，測線方位角為30°，工區(qū)面積約42 km2。采樣點采用 Garmin GPS 72手持式GPS進行定點，多個臺班生產所用GPS型號一致，設定參數(shù)一致。

樣品采自B(或C)層中的土壤，取樣深度一般不小于20 cm;篩孔直徑約0.85 mm，取質量＞150 g樣品在實驗室用瑪瑙球磨機將樣品研磨至－0.074 mm做定量分析(蔣敬業(yè)等，2006)。根據(jù)中國地質礦產部《1∶50 000地球化學普查規(guī)范》(DZ/T 0011—1991)，中國地質調查局《地球化學普查(比例尺1∶50 000)規(guī)范樣品分析技術要求補充規(guī)定》，選擇使用X射線熒光光譜法測定6種元素，等離子體質譜法(ICP－MS)測定3種元素，發(fā)射光譜法(ES)測定2種元素，原子熒光法(AFS)測定2種元素的分析方法配套方案(表1)。

分析方法的檢出限，各元素數(shù)據(jù)報出率、分析精密度、準確度以及其他分析質量監(jiān)控措施，均符合有關技術規(guī)范要求。

表1 元素分析方法Table 1 Single element analysis methods

3.2 異常下限及異常分帶確定

統(tǒng)計計算全區(qū)各元素含量的極大值(max)、極小值(min)、中位數(shù)(Me)、平均值(X)、標準離差(S)、變異系數(shù)(Cv)、背景平均值(X')及統(tǒng)計樣品數(shù)(N)等參數(shù)。根據(jù)土壤樣品元素迭代剔除特征值后統(tǒng)計的地球化學參數(shù)，結合研究區(qū)數(shù)據(jù)結構特征及礦區(qū)地球化學異常評價，以X+2S計算出理論異常下限值，并以異常下限1、2、4倍劃分外、中、內3個含量帶(陳駿等，2004)。共圈定出 Au、Ag、Cr、Ni、W、Mo、Cu、Pb等13種元素異常以及它們的分布位置。

表2 1∶50 000土壤測量各元素背景值和異常下限Table 2 Element background values and lower limit of anomalies from soil surveys at a scale of 1∶50 000

4 土壤地球化學特征

區(qū)內土壤元素分析結果數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理后，發(fā)現(xiàn)元素間具有一定相關性，Cr與Ni、Cu與Zn相關性較好，W、Mo、Bi、Ag有一定相關性，其他元素相關性較差(表3)。

對所有元素進行主成分分析，在比較變量間簡單相關系數(shù)和偏相關系數(shù)時，KMO=0.367，低于0.5，偏相關弱，不適合做R型因子分析。因此，選取對數(shù)分析數(shù)據(jù)進行主成分分析(表4)。

表3 元素相關系數(shù)表Table 3 List of element correlation coefficients

表4 R型因子分析成果表Table 4 Results of R factor analysis

F1 因子為 Cr、Ni、Cu、Zn 的組合，反映與基性、超基性巖有關的礦化作用。

F2因子為 W、Mo、Ag、Bi組合，為一套典型的中、高溫元素組合。反映中、高溫熱液礦化作用。

F3因子為Au、Ag、Cu組合，可能反映成礦元素Au與伴生元素關系。

F4、F5、F6、F7 為 Sn、Pb、Sb、Nb 單元素因子，意義不明未深入研究。

5 地球化學綜合異常和成礦預測

1∶50 000土壤測量圈出多處綜合異常，通過對各綜合異常的元素異常特征和元素共生組合特征的研究，結合對成礦地質條件和礦產的空間分布特點的分析，劃分為4條重要的綜合異常帶，其編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號異常帶(圖1)。

圖1 礦區(qū)土壤測量綜合元素異常選區(qū)成果圖Fig.1 Delineation of prospecting targets based on comprehensive element anomalies from soil surveys in the study area

5.1 Ⅰ號綜合異常帶

Ⅰ號綜合異常帶分布于礦區(qū)中部，韌性剪切帶上，呈長帶狀自西向東展布，元素組合主要為Au、Ag、Bi、W、Mo、Nb，出露巖性主要為變質基性巖、碳酸巖、局部夾石英巖，北西西向斷裂發(fā)育，各異常元素濃集中心明顯，分帶清晰，套合較好，異常元素最高含量分別為w(Au)：154 mg/t、w(Ag)：419 mg/t、w(Bi)：0.64 g/t、w(W)：2.46 g/t、w(Mo)：2.65 g/t、w(Nb)：256 g/t。其中 Au、Ag、Bi、Nb 元素異常具外、中、內3個含量帶，W、Mo元素異常具外、中2個含量帶。Au、Ag、W、Bi元素異常規(guī)模大，異常強度高。在異常帶中，逆斷層發(fā)育，并見多條鐵、錳、銅礦脈透鏡體，走向與斷裂帶一致，推測金可能與鐵、錳、銅硅化脈共生，并受北西西向構造控制;Nb主要分布在以中元古界碳酸巖雜巖體為中心，中元古界變基性—變超基性雜巖體和下元古界老變質巖出露區(qū)，高值區(qū)呈板狀，具沿中元古界碳酸巖雜巖體展布方向分布特征。綜合分析認為Ⅰ號綜合異常帶是尋找構造蝕變巖型金礦和鈮礦的有利部位。

5.2 Ⅱ號綜合異常帶

該帶分布于勘查區(qū)中南部韌性剪切帶上，呈不規(guī)則帶狀沿北西西向展布，元素組合主要為Au、Cu、Zn、Bi、Cr、Nb，異常主要分布于變輝長巖中，除 Zn外，各異常元素均有一定的濃集中心和含量分帶，其中 Au、Bi、Cr元素異常具外、中、內 3 個含量帶，Cu、Nb元素異常具外、中2個含量帶，異常元素最高含量分別為w(Au)：16.3 mg/t、w(Cu)：317 mg/t、w(Cr)：2 566 mg/t、w(Bi)：0.31 mg/t。但各元素套合較差，具有明顯組分分帶特征，由東—西—北依次為：Bi－Nb－Cr－Au－Cu、Zn。從異常形態(tài)和元素組合看，推斷該綜合異?？赡苡筛邷睾V熱液沿北西向構造充填引起。

5.3 Ⅲ號綜合異常帶

Ⅲ號綜合異常帶位于勘查區(qū)東南角，分布范圍與蛇紋巖體分布范圍基本一致，呈近等軸狀分布，異常元素組合為 Cr、Ni、Sn、W、Mo、Zn，以 Cr、Ni規(guī)模最大、強度最高，均具外、中、內3個含量帶，其他元素異常規(guī)模較小。異常元素最高含量分別為w(Cr)：16 428 g/t、w(Ni)：3 476 g/t。Cr、Ni異常主要位于含鉻鐵礦化蛇紋巖體內和含石榴子石變輝長巖體中，以及含石榴子石變輝長巖與斜長巖接觸帶部位。推斷該綜合異常帶主要由含鉻鐵礦化蛇紋巖和含石榴子石輝長巖體所引起，以往資料顯示該區(qū)有鉻鐵礦礦點。因此，該綜合異常帶是尋找鉻鐵礦的重要地段。

5.4 Ⅳ號綜合異常帶

Ⅳ號綜合異常帶位于查區(qū)東北部花崗巖體內，含鐵石英巖脈南西側，異常元素組合為Au、Bi、Pb、Sn、Ag、Sb，以 Sn、Pb 面積最大，其他異常規(guī)模較小，呈零星分布，由于異常在東、西方向均未封閉，形態(tài)顯得不完整。因此，該綜合異常主要與花崗巖有關。

6 結論

通過對區(qū)內 Au、Cu、Cr、Ni等元素異常的分布特征及其異常元素的共生組合關系的研究，劃分為4條綜合異常帶，并結合成礦地質條件，從地球化學的角度進行推斷解釋，認為Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ號綜合異常帶主要受北西向韌性剪切帶控制，具有尋找蝕變巖型和石英脈型金、銅礦體潛力;Ⅲ號綜合異常帶Cr、Ni異常規(guī)模大、強度高，是尋找鉻鐵礦的重要靶區(qū);Ⅰ號綜合異常帶Nb呈強分異的分布模式，具有尋找鈮礦的潛力。

陳駿，王鶴年.2004.地球化學［M］.北京：科學出版社.

DZ/T 0011—1991，1∶50 000地球化學普查規(guī)范［S］.

DZ/T 0145—1994，土壤地球化學測量規(guī)范［S］.

DZ/T 0130—2006，地質礦產實驗室測量質量管理規(guī)范［S］.

蔣敬業(yè)，程建萍，祁士華，等.2006.應用地球化學［M］.湖北武漢：中國地質大學出版社.

中國地質調查局發(fā)展研究中心境外礦產資源研究室.2011.應對全球化：全球礦產資源信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(之十)：非洲地質概況［M］.北京：中國地質調查局發(fā)展研究中心.

AITKEN W G.1961.Geology and Palaeontology of the Jurassic and Cretaceous of Southern Tanganyika，Including an Account of New Trigoniidae［M］.Dar es Salaam：Government Printer.

SALMINEN R，KASHABANO J，MYUMBILWA Y，et al.2008.Indications of deposits of gold and platinum group elements from a regional geochemical stream sediment survey in NW Tanzania ［J］.Geochemistry：Exploration，Environment，Analysis，8(3)：313 － 322.