坦桑尼亞姆貝亞Sangambi地區(qū)土壤地球化學特征

付小錦，楊秀俊，田 麒，劉曉陽，曹 健，高 雄

（1.天津華北地質勘查局地質研究所，天津 300171；2.天津地質礦產研究所，天津 300170）

0 引言

坦桑尼亞金礦資源豐富，現(xiàn)已探明的金儲量超過840t，遠景資源量超過1 500t，已知金礦床主要分布在2個成礦帶內，一是坦桑尼亞克拉通北部維多利亞湖的周圍地帶，二是位于坦桑尼亞西南部烏賓迪活動帶的姆潘達和姆貝亞兩個地區(qū)［1－4］。前人的金礦勘查和地質研究工作主要集中于維多利亞湖周邊金礦帶［5－9］，而對烏賓迪活動帶中金礦的研究非常薄弱，且多局限于姆潘達金礦和盧帕金礦區(qū)本身，對于礦田和成礦帶的整體性研究幾乎是空白。Sangambi地區(qū)位于姆貝亞的東北部、盧帕金礦田的東部邊緣，為在該區(qū)尋找可供勘探的金礦后備靶區(qū)，在Sangambi地區(qū)開展了1∶10 000土壤地球化學測量，本文主要介紹該測區(qū)的土壤地球化學特征。

1 區(qū)域地質

在坦桑尼亞克拉通（Tanzanian Craton）的西南部外圍發(fā)育著NW向帶狀展布的烏賓迪活動帶，將坦桑尼亞克拉通與剛果克拉通、班韋烏盧地塊分隔開來。烏賓迪活動帶的長度大約為600km，平均寬度為150km。根據目前的研究，烏賓迪活動帶被分為8個巖性－構造地體，盧帕地體（Lupa Terranes）即為其中的一個［10］。

盧帕地體位于姆貝亞的北部，是一個三角形的地塊，面積約2 800km2，其中分布有眾多金礦點，被稱為盧帕金礦田。盧帕地體與金礦田的范圍大致相同，西部邊界為NW向的盧帕斷裂，又稱魯夸湖（Lake Rukwa）構造帶，北部以姆康多（Mkondo）剪切帶為界，這個剪切帶也是一條區(qū)域航磁的特征線構造，東部的邊界為烏桑古（Usangu）斷裂帶。盧帕金礦田是坦桑尼亞的第二大產金區(qū)，主要金礦床有恩通比（Ntumbi）、薩扎（Saza）、根蓋（Kenge）和波庫派恩（Porcupine）等。

1.1 區(qū)域地層

盧帕地體內主要出露元古宇和新生界。

元古宇主要分為古元古界烏賓迪超群（Ubendian Supergroup）和新元古界布科巴超群（Bukoban Supergroup）。①烏賓迪超群：為盧帕地體中的主要地層，呈NW－SE向延伸，巖性以黑云母石英長石質片麻巖為主，次有片巖、千枚巖，少量大理巖；烏賓迪超群經歷了多期、強烈的區(qū)域性變質與變形作用，變質地層的構造形態(tài)復雜，變質程度主要為角閃巖相，局部達到麻粒巖相；變質地層中裹攜了許多太古代片麻狀花崗巖類，以及同構造期的鎂鐵－超鎂鐵巖和TTG花崗巖類；②布科巴超群：在盧帕地體中零星出露，巖性為厚層砂巖、紅色頁巖、白云質灰?guī)r、杏仁狀玄武巖等，變質不明顯，主體為新元古代產物。

新生界第四系分布廣泛，主要為沖洪積物，其中多含砂金礦。

1.2 區(qū)域巖漿巖

盧帕地體中巖漿巖發(fā)育，巖性上基性－超基性、酸性、堿性都有產出；巖體時代有新太古代、古元古代和新元古代。

新太古代巖漿巖：以一系列變形的花崗閃長巖和花崗巖為主，2 750Ma的地質年代學研究數(shù)據顯示，它們形成于新太古代，是區(qū)域最早的巖漿巖。巖石中石英和綠泥石等礦物的定向排列，構成特征性的片麻狀構造、條帶狀－條紋狀構造；片麻理或礦物條帶呈陡立的產狀，呈NW向或近EW向延展，雖然露頭上的片麻理或條帶的產狀并不穩(wěn)定，但卻普遍存在。鏡下觀察，石英中普遍呈壓扁狀，多見波狀消光現(xiàn)象，石英晶體邊緣具有尖角狀形態(tài)，顯示出石英經歷了明顯的壓溶作用和塑性變形。有些部位的巖石中還出現(xiàn)微斜長石的變斑晶。這期花崗質巖石反映了烏賓迪活動帶早期地殼變質變形的特點。

古元古代巖漿巖：包括英云閃長巖、花崗閃長巖和鎂鐵－超鎂鐵質巖等。花崗閃長巖為深成巖株，通常呈塊狀構造，有時具條帶狀構造或呈片理狀，但一般都是塊狀的、小面積分布的巖體。金的成礦與該期巖漿巖關系密切。鎂鐵－超鎂鐵質巖多呈巖脈、巖墻、巖株狀產出，主要巖性有變質輝長巖、斜長巖、橄欖巖、輝橄巖、橄欖輝石巖、蛇紋巖等，

早元古代巖漿巖：在區(qū)域北部有小面積出露，巖性為花崗巖、花崗閃長巖及少量石英正長巖，其特點是含有正長石或奧長石，它們以大小不同的不規(guī)則巖株狀產出。

1.3 區(qū)域構造

烏賓迪活動帶形成于古元古代，在元古宙主要有3期大規(guī)模的變質－變形活動。

第一期：發(fā)生在古元古代早中期（2 100～2 000Ma），主要的特點是巖層的麻粒巖相變質作用和榴輝巖的貫入，以巖石發(fā)育近EW向或NWW向的構造面理為標志，一般認為是沿坦桑尼亞克拉通西部邊緣與剛果克拉通碰撞造山的產物。

第二期：發(fā)生于古元古代中晚期（1 800～1 900 Ma），其特點是巖層中發(fā)育NW向左行剪切帶和角閃巖相變質作用疊加在早期的變形之上，活動帶中形成8個地體，該期變形伴隨晚造山期鈣性花崗巖基的侵入，如盧帕地體中被前人稱為“強變形的酸性片巖”和片麻巖的伊隆加正長花崗巖（（1 931±44）Ma）和薩扎花崗閃長巖（（1 936±47）Ma）實際上均為該期侵入的深成侵入巖。1 725Ma前后，局部地段發(fā)生構造再活化。

第三期：發(fā)生在新元古代（約750Ma）。表現(xiàn)為左行脆－韌性剪切帶，形成退變質礦物組合，被堿性深成巖體侵入。剪切帶為以后的東非裂谷系西支裂谷的發(fā)展提供了有利的構造基礎。

多期的構造變形作用，使盧帕地體內出現(xiàn)了復雜的構造格局，新太古代花崗質巖石中清晰可見的片麻狀構造、條帶狀－條紋狀構造，較為密集的糜棱巖帶、片理化帶、碎裂巖帶，顯示出盧帕地體在造山運動中經受了強烈的塑性、韌性和脆性變形過程；同時，強烈的構造活動為金的成礦提供了有利的富集條件和賦礦空間。

2 測區(qū)地質簡況

測區(qū)位于坦桑尼亞西南部的丘尼亞（Chunya）以東約30km處，有土路相連，南距省會姆貝亞（Mbeya）約80km，交通便利。測區(qū)總面積約40 km2。測區(qū)屬于盧帕金礦田的東北部，前人研究甚少（圖1）。

區(qū)內出露地層零星，主要為烏賓迪超群的斜長角閃片麻巖和絹云片巖等。各類巖漿巖是測區(qū)內的主要地質體。巖性為片麻狀花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖及輝長巖等，在大面積分布的片麻狀花崗巖基礎上石英閃長巖和花崗閃長巖多呈巖株狀侵入其中，而輝長巖、正長花崗巖多呈巖脈貫入。區(qū)內普遍發(fā)育有石英脈，脈寬一般0.5～2m，常構成石英脈帶，走向以NW向和NE向為主，相互間近平行分布。

區(qū)內韌性剪切帶和構造破碎帶較為發(fā)育，規(guī)模較大，以NW向為主，次為NE向，寬數(shù)米到十幾米。其中，NW向斷裂為區(qū)域性斷裂，斷裂帶中石英脈發(fā)育，可見孔雀石化、黃銅礦化、黃鐵礦化等，是金礦的控礦構造。

圖1 姆貝亞Sangambi地區(qū)地理位置示意圖Fig.1 Sketch showing geographic position of Sangambi area

Sangambi地區(qū)地處坦桑尼亞內陸高原，屬熱帶草原氣候，全年溫差較小，年均氣溫21～26℃，每年12月至次年4月天氣炎熱，6—9月較為涼爽。1年中有2個雨季，10—11月為小雨季，4—5月為大雨季。區(qū)內的季節(jié)性河流和水塘只在下雨時有水，平時均為干涸狀態(tài)。測區(qū)屬丘陵地貌，海拔1 450～1 560m，相對高差110m。區(qū)內植被覆蓋普遍，基巖出露不多，地表多為低矮稀疏的灌木和草地，地表的松散覆蓋物厚度不均，山丘上覆蓋物厚度為10～20cm，洼地處厚度為20～50cm，A層土和B層土都有發(fā)育，可以滿足土壤地球化學測量的采樣要求。

3 土壤地球化學測量

3.1 土壤測量及質量控制

Sangambi地區(qū)1∶10 000土壤地球化學測量嚴格按照設計要求及《DZ／T0145—94土壤地球化學測量規(guī)范》［11］執(zhí)行。測區(qū)面積40km2，測網網度為100m×40m，采樣點用手持GPS測定。工作中重采樣、重份樣隨機抽取，抽取率各為5%，2次分析值之間相對偏差很小，說明采集過程可靠，工作質量符合規(guī)范和設計要求。

3.2 取樣試驗

Sangambi地區(qū)的土壤可分為A，B，C層。①A層：腐殖層，呈黑灰色、灰黃色腐殖土，厚度5～10 cm；②B層：淋積層，呈灰黃色、褐黃色、黃灰色砂土、黏土，可見風化基巖碎屑，厚度10～40cm；③C層：母質層，呈灰褐色、黃褐色，由風化基巖碎屑組成，砂和黏土含量減少，過20目篩后碎屑占總量的65%以上，該層厚40～100cm。

在設計階段進行了采樣層位和加工粒度實驗。在礦區(qū)的東南部、中部和西部礦化石英脈附近選擇5個剖面取樣，分別在不同剖面的A，B，C三個層位采取2 000g樣品進行過篩，不銹鋼篩尺寸為4目、10目、20目、40目、60目、80目，過篩后樣品質量為100g。通過對比樣品的化驗結果，發(fā)現(xiàn)B層－40目粒級土壤樣品中各元素異常明顯，故確定B層為取樣層位，－40目篩粒級為樣品加工粒級。

3.3 數(shù)據處理方法

土壤地球化學測量采取傳統(tǒng)的背景值及異常下限的計算方法。為增加各區(qū)各元素土壤背景值結果的可靠性，在計算各元素平均值、標準離差（S）、變異系數(shù)（Cv）及異常下限（T）等統(tǒng)計參數(shù)后，經過多次異常值剔除，重復計算并利用偏度和峰度統(tǒng)計量正態(tài)檢驗直至該元素數(shù)據逐一呈現(xiàn)單峰（算術或對數(shù)）正態(tài)分布為止。數(shù)據統(tǒng)計工作使用SPSS軟件包（表1）。

4 土壤異常特征

4.1 單元素異常

4.1.1 Au元素異常

Au元素共圈定3個異常區(qū)（圖2a），按規(guī)模大小編號為 Au－3，Au－2，Au－1。①Au－3異常：位于礦區(qū)東南部，由42個異常點組成，面積0.87km2，近似橢圓形，異常長軸走向為近SN，濃集中心明顯，異常強度w（Au）＝1.22×10－6，最大值w（Au）＝3.16×10－6；②Au－2異常：位于礦區(qū)東南部，由8個異常點組成，面積0.15km2，橢圓形，異常長軸走向近SN，濃集中心較明顯，異常強度w（Au）＝0.41×10－6，最大值w（Au）＝0.76×10－6；③Au－1異常：位于礦區(qū)東部，由3個異常點組成，面積0.04km2，橢圓形，異常長軸走向近EW，濃集中心較明顯，異常強度w（Au）＝0.30×10－6，最大值w（Au）＝0.42×10－6。

4.1.2 Cu元素異常

Cu元素共圈定4個異常區(qū)（圖2b），按規(guī)模大小排序為Cu－4，Cu－3，Cu－2，Cu－1。①Cu－4異常：位于礦區(qū)東南角，由27個異常點組成，異常面積0.12km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向NW，濃集中心明顯，異常強度w（Cu）＝264.56×10－6，最大值w（Cu）＝639×10－6；②Cu－3異常：位于礦區(qū)東南部，由3個小區(qū)塊組成，共32個異常點，異常面積0.09km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向NW，濃集中心較明顯，異常強度w（Cu）＝207×10－6，最大值w（Cu）＝401×10－6；③Cu－2異常：位于礦區(qū)東南部，由6個異常點組成，面積0.02km2，橢圓形，異常長軸走向為NW，濃集中心較明顯，異常強度w（Cu）＝269.5×10－6，最大值w（Cu）＝453×10－6；④Cu－1異常：位于礦區(qū)東部，由13個異常點組成，面積0.03km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向為NNW，濃集中心不明顯，異常強度w（Cu）＝191.08×10－6，最大值w（Cu）＝256×10－6。

表1 土壤地球化學測量元素異常下限Table 1 The minimum limit anomly of the soil geochemical survey

4.1.3 Cr元素異常

Cr元素共圈定4個異常區(qū)（圖2c），按規(guī)模大小排序為Cr－3，Cr－4，Cr－2，Cr－1。①Cr－3異常：位于礦區(qū)東南部，由149個異常點組成，面積0.64km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向總體為NW，濃集中心明顯，異常強度 w（Cr）＝1 198.21×10－6，最大值 w（Cr）＝2 763×10－6；②Cr－4異常：位于礦區(qū)東南部，由83個異常點組成，面積0.42km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向NW，濃集中心明顯，異常強度w（Cr）＝1 126.8×10－6，最大值w（Cr）＝2 605×10－6；③Cr－2異常：位于礦區(qū)東南部，由79個異常點組成，面積0.33km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向為NW，濃集中心較明顯，異常強度w（Cr）＝579.71×10－6，最大值w（Cr）＝1 670×10－6；④Cr－1異常：位于礦區(qū)西部，由26個異常點組成，面積0.19km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向為NW，濃集中心較明顯，異常強度w（Cr）＝650.77×10－6，最大值w（Cr）＝1 408×10－6。

4.1.4 Ni元素異常

Ni元素共圈定6個異常區(qū)（圖2d），按規(guī)模大小排序為 Ni－3，Ni－2，Ni－5，Ni－4，Ni－6，Ni－1。①Ni－3異常：位于礦區(qū)東部，由226個異常點組成，面積為0.97km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向為NW，濃集中心明顯，異常強度w（Ni）＝267.69×10－6，最大值w（Ni）＝1 083×10－6；②Ni－2異常：位于礦區(qū)南部，由141個異常點組成，面積0.61km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向為NW，濃集中心明顯，異常強度w（Ni）＝189.21×10－6，最大值w（Ni）＝416×10－6；③Ni－5異常：位于礦區(qū)東南部，由67個異常點組成，面積0.34km2，形狀近似橢圓形，異常長軸走向為NW，濃集中心較明顯，異常強度w（Ni）＝197.66×10－6，最大值w（Ni）＝406×10－6；④Ni－4異常：位于礦區(qū)東部，由71個異常點組成，面積0.28km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向近EW，濃集中心較明顯，異常強度w（Ni）＝110.96×10－6，最大值w（Ni）＝245×10－6；⑤Ni－6異常：位于礦區(qū)東南部，由20個異常點組成，面積0.09km2，形狀近似橢圓形，異常長軸走向為NW，濃集中心較明顯，異常強度w（Ni）＝249.45×10－6，最大值 w（Ni）＝627×10－6；⑥Ni－1異常：位于礦區(qū)西部，由2個小區(qū)塊組成，共117個異常點，面積0.14km2，形狀不規(guī)則，異常長軸走向為NNW，濃集中心較明顯，異常強度w（Ni）＝136.76×10－6，最大值w（Ni）＝235×10－6。

4.2 組合異常特征

將Au，Cu，Cr，Ni單元素異常疊加成為綜合異常，全區(qū)共圈定6個綜合異常，編號為ZH－1，ZH－2，ZH－3，ZH－4，ZH－5，ZH－6（圖3）。

（1）ZH－1異常：由 Au－3，Cu－3，Cu－4和 Ni－6組成，Au，Cu元素異常套合較好，異常內民采坑遍布。該綜合異常主要位于前寒武紀閃長巖體內，區(qū)內破碎石英脈較發(fā)育，總體NW走向，呈脈狀，寬0.5～3m，可見長度6～15m，鐵染發(fā)育，可見黃鐵礦、黃銅礦、孔雀石。各元素最高品位：w（Au）＝11.5×10－6；w（Cu）＝2.62%；w（Cr）＝1.93%；w（Ni）＝0.32%。

圖2 Sangambi礦區(qū)1∶10 000土壤地球化學測量Au，Cu，Cr，Ni異常圖Fig.2 Mono－element（Au，Cu，Cr，Ni）anomly map delineated by soil geochemical survey at scale 1∶10 000in Sangambi area

圖3 Sangambi礦區(qū)1∶10 000土壤地球化學測量綜合異常Fig.3 Integrated anomly map of the mono－element anomliy delineated by soil geochemical survey at scale 1∶10 000in Sangambi area

（2）ZH－2異常：由 Ni－3，Cr－2，Cu－1和 Cu－2組成，3元素異常套合很好，異常內民采坑遍布。該區(qū)出露巖性為閃長巖、花崗閃長巖及片麻狀花崗巖。區(qū)內破碎石英脈較發(fā)育，總體NW走向，呈脈狀，鐵染發(fā)育，偶見黃銅礦、孔雀石。在Ni－3附近見輝長巖轉石，直徑3～15cm。各元素最高品位：w（Au）＝0.13×10－6；w（Cu）＝0.21%；w（Cr）＝2.13%；w（Ni）＝0.92%。

（3）ZH－3異常：由 Cr－4和 Ni－5組成，異常套合很好。該區(qū)出露閃長巖、花崗閃長巖及片麻狀花崗巖。各元素最高品位：w（Au）＝0.15×10－6；w（Cu）＝0.12%；w（Cr）＝1.22%；w（Ni）＝0.62%。

（4）ZH－4異常：由 Cr－3和 Ni－2組成，異常套合很好，異常走向290°。異常區(qū)出露閃長巖及片麻狀花崗巖，破碎石英脈較發(fā)育。區(qū)內見輝長巖脈，呈透鏡體狀，間斷出露，脈寬0.2～1.5m，長50m左右，走向 NW。各元素最高品位：w（Au）＝0.08×10－6；w（Cu）＝0.19%；w（Cr）＝6.2%；w（Ni）＝0.53%。

（5）ZH－5異常：由 Cr－1和 Ni－1組成，等值線套合較好，出露巖性為片麻狀花崗巖，地表未見礦化信息。各元素最高品位：w（Au）＝0.01×10－6；w（Cu）＝0.05%；w（Cr）＝0.12%；w（Ni）＝0.29%。

（6）ZH－6異常：由 Au－1，Au－2，Ni－4組成，出露巖性為片麻狀花崗巖和閃長巖，破碎石英脈隨處可見，鐵染發(fā)育，可見黃鐵礦和黃銅礦。各元素最高品位：w（Au）＝2.18×10－6；w（Cu）＝0.03%；w（Cr）＝0.35%；w（Ni）＝0.23%。

從上述組合異常特征來看，ZH－1和ZH－6組合異常與金、銅的礦化有關，而ZH－3和ZH－4組合異常與鉻、鎳的礦化關系密切。

5 金礦化特征

Sangambi地區(qū)有砂金礦和巖金礦2種金礦化類型。砂金礦分為產于山地邊緣的殘坡積砂礦和產于河床中的沖積砂礦，其中沖積砂金礦有巨大的金塊產出；巖金礦為產于前寒武紀花崗巖、花崗閃長巖建造中受斷裂或剪切帶構造控制的熱液脈型金礦。

含金石英脈產于閃長巖、花崗閃長巖、片麻狀花崗巖的剪切破碎帶中，呈不連續(xù)的透鏡體，走向NW，傾向195°～215°，傾角60°～80°。石英脈中金品位較高，刻槽取樣最高品位w（Au）＝11.5×10－6；斷裂破碎帶中局部也有金礦化。礦石礦物成分有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、方解石、電氣石，局部出現(xiàn)輝鉬礦。

區(qū)內石英脈大致分為2期。①早期為含金石英脈，走向NW，石英脈較為破碎，呈透鏡狀，在石英脈的脈壁及裂隙中發(fā)育黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦物，金品位較高，最高可達11.5×10－6；②晚期石英脈不含金，走向多為NE或近EW，晚期石英脈較為完整，切割早期石英脈。

注釋：

① 王志剛，楊秀俊，田麒，等.坦桑尼亞 HQ－P19289礦區(qū)金礦、HQ－P20894和HQ－19288礦區(qū)銅多金屬礦地質調查與評價成果報告.天津：天津華北地質勘查局地質研究所，2011.

② 王志剛，楊秀俊，付小錦，等.坦桑尼亞HQ－P19289礦區(qū)金礦、HQ－P20894和HQ－P19288礦區(qū)銅多金屬礦預查報告.天津：天津華北地質勘查局地質研究所，2013.

［1］劉曉陽，王杰，任軍平，等.坦桑尼亞主要成礦區(qū)（帶）的劃分［J］.礦床地質，2012，31（增刊）：1151－1152.

［2］Maier W D，Barnes S J，Bandyayera D，et al.Early Kibaran rift－related mafic－ultramafic magmatism in western Tanzania and Burundi：Petrogenesis and ore potential of the Kapalagulu and Musongati layered intrusions［J］.Lithos，2008，101（1）：24－53.

［3］Borg G，吳禮道.坦桑尼亞蓋塔和朱比利里夫太古代條帶狀鐵建造中金礦床的成因探討［J］.國外火山地質，1992（1）：32－43.

［4］郭鴻軍，林曉輝，劉煥然，等.坦桑尼亞西部基戈馬—姆藩達地區(qū)前寒武紀地質特征及鋯石測年新資料［J］.地質找礦論叢，2009，24（3）：260－266.

［5］任軍平，王杰，劉曉陽，等.坦桑尼亞 Nzega綠巖帶Golden Pride金礦床研究進展［J］.地質調查與研究，2013，36（1）：47－53.

［6］Vos I M A，Bierlein F P，Standing J S，et al.The geology and mineralisation at the Golden Pride gold deposit，Nzega Greenstone Belt，Tanzania［J］.Mineralium Deposita.2009，44（7）：751－764.

［7］Vos I M A，Halley S H，Christie M H D.Targeting Gold deposits along a regional shear zone：a case study from the Archaean Golden Pride deposit in Tanzania［R］∥Milkereit B.Proceedings of Exploration 07：Fifth Decennial International Conference on Mineral Exploration.2007：953－956.

［8］Lambert I B，Phillips G N，Groves D.Sulphur isotope compositions and genesis of Archaean gold mineralisation，Australia and Zimbabwe［C］∥Foster R P.Gold＇82［C］.Balkema，Rotterdam.1984：373－387.

［9］Mc Cuaig T C，Kerrich R.P－T－t－deformation－fluid charac teristics of lode－gold deposits：evidence from alteration systematic［J］.Ore Geol Rev.1998，12：381－453.

［10］Lawley Christopher J M.Geochronology and Structure of the Lupa Goldeld，Tanzania［R］.Durham theses：Durham University，2012.Available at Durham E－Theses Online：ht－tp：／／etheses.dur.ac.uk／5906／.

［11］DZ／T 0145—94土壤地球化學測量規(guī)范［S］.北京：地質出版社，1994.