幾內(nèi)亞Siguiri金礦床地質(zhì)特征與控礦因素

劉高杰 張志軍

摘要：Siguiri金礦床位于幾內(nèi)亞?wèn)|北部，處在區(qū)域性北西西向和近南北向斷裂交匯部位。在成礦地質(zhì)背景和礦床地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上，分析了控礦因素。礦體呈脈狀、板狀賦存在淺變質(zhì)的Birimian巖系內(nèi)，圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化和鈉長(zhǎng)石化等，其中硅化、碳酸鹽化與金礦化關(guān)系密切。金礦化主要產(chǎn)在Fatoya組粗粒碎屑巖中，巖漿活動(dòng)可能為成礦提供了熱源和部分物源，Eburnean造山運(yùn)動(dòng)晚期擠壓-伸展轉(zhuǎn)換時(shí)期形成的次級(jí)斷裂控制了礦體的展布，斷裂是最重要的控礦因素。

關(guān)鍵詞：西非克拉通;綠巖帶;Eburnean造山運(yùn)動(dòng);Siguiri金礦床;幾內(nèi)亞

中圖分類號(hào)：TD11 P618.51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

文章編號(hào)：1001-1277（2021）07-0032-05doi：10.11792/hj20210706

幾內(nèi)亞共和國(guó)（簡(jiǎn)稱“幾內(nèi)亞”）位于非洲西部，礦產(chǎn)資源豐富，素有地質(zhì)奇跡之稱，優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)為鋁土礦、鐵礦、金礦和金剛石礦等[1]。Siguiri金礦床位于幾內(nèi)亞?wèn)|北部的Siguiri盆地北部，地理坐標(biāo)：N11°34′、W9°23′，南距幾內(nèi)亞第二大城市康康市約135 km。礦區(qū)2004—2019年累計(jì)產(chǎn)金約153 t，目前保有金資源量達(dá)177 t，金平均品位0.95 g/t。本文在分析區(qū)域地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述Siguiri金礦床的地質(zhì)特征，分析控礦因素，旨在為Siguiri盆地金礦勘查找礦工作提供有益參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西非克拉通北為Reguibat地盾，南為Man-Leo（又稱Kénéma-Man）地盾[2-3]，中間為Taoudeni盆地（見(jiàn)圖1）。Siguiri盆地橫跨幾內(nèi)亞?wèn)|北部和馬里南部，面積約40 000 km2，處在Taoudeni盆地和Man-Leo地盾之間[4]，主要出露古元古代Birimian巖系（2 040～2 250 Ma）沉積巖和少量火山巖、火山碎屑巖[5]，變質(zhì)程度以綠片巖相為主。晚期（約2 075 Ma）酸性巖漿侵入活動(dòng)與綠片巖相變質(zhì)作用相伴[4]。

區(qū)域上經(jīng)歷了Eburnean造山運(yùn)動(dòng)的4期變形事件：南北向擠壓作用（D1）→北東東向擠壓作用（D2）→擠壓-伸展轉(zhuǎn)換作用（D3）→北西向擠壓作用（D4）。早期（2 158～2 250 Ma）南北向擠壓作用形成軸向近東西的平臥褶皺;隨后（2 100～2 158 Ma）北東東向擠壓作用形成軸向?yàn)楸北蔽飨虻慕绷Ⅰ薨櫍B加在早期褶皺之上;接著（1 980～2 100 Ma）擠壓-伸展轉(zhuǎn)換作用最為復(fù)雜，早期擠壓作用形成南北向逆斷裂、東西向正斷裂、北東向右行平移斷裂（剪切帶）和北西西向左行平移斷裂，后期北北西向伸展作用在早期斷裂（帶）附近形成大量與金礦化關(guān)系密切的石英-碳酸鹽-硫化物脈;晚期（<1 980 Ma）北西向擠壓作用形成區(qū)域性近直立北北東向透入性、塑性劈理，疊加在早期構(gòu)造之上[5]。

Man-Leo地盾內(nèi)Fe-Mn-Au多金屬成礦區(qū)[6]是舉世聞名的金礦集中區(qū)之一，已發(fā)現(xiàn)超過(guò)25個(gè)金礦床的金資源量大于100 t[7]，已開(kāi)采和保有金資源量合計(jì)超過(guò)10 000 t，主要分布在加納（4 318 t）、布基納法索（1 898 t）、馬里（1 890 t）、幾內(nèi)亞（612 t）、科特迪瓦（432 t）和塞內(nèi)加爾（416 t）等國(guó)[2]。Siguiri金礦床處在該成礦區(qū)的北西部，鄰區(qū)分布有多個(gè)大型—超大型金礦床，著名的有Sadiola金礦床（700 t）、Loulo金礦床（389 t）、Morila金礦床（270 t）、Syama金礦床（218 t）、Fekola金礦床（221 t）、Gounkoto金礦床（143 t）、Lefa金礦床（135 t）和Kalana金礦床（109 t）等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地 層

礦區(qū)地表被第四系紅土覆蓋，零星出露Birimian巖系碎屑沉積巖夾火山碎屑沉積巖，自下而上劃分為Balato組、Fatoya組和Kintinian組（見(jiàn)圖2），總厚度>1 000 m。其中，Balato組主要為深灰色粉砂巖和含石墨黑色頁(yè)巖，夾灰色雜砂巖，厚度約200 m，未見(jiàn)底。Fatoya組以灰色雜砂巖、砂巖、粉砂巖、泥巖、頁(yè)巖等為主，上部細(xì)粒巖層中見(jiàn)有大量黃鐵礦，頁(yè)巖中偶見(jiàn)石墨，與Balato組可能為不整合接觸，厚度約400 m。Kintinian組主要為礫巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r、凝灰?guī)r、細(xì)粒綠片巖和厚層頁(yè)巖、泥巖，以暗綠色頁(yè)巖為特征，礫巖分布在底部，灰?guī)r、凝灰?guī)r呈厘米級(jí)夾層，整合或不整合地覆蓋在Fatoya組之上，厚度>400 m。

2.2 構(gòu) 造

礦區(qū)處在北西向-南北向-北北東向弧型構(gòu)造轉(zhuǎn)折部位，斷裂非常發(fā)育，主要形成于區(qū)域上的擠壓-伸展轉(zhuǎn)換作用早期，其中北東向右行平移斷裂和北西向左行平移斷裂規(guī)模較大，長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米至數(shù)十千米;近東西向正斷裂和近南北向逆斷裂規(guī)模相對(duì)較小，延伸一般在5 km以內(nèi)。擠壓-伸展轉(zhuǎn)換作用晚期形成的裂隙多分布在早期不同方向斷裂附近，走向以近南北向和北東向?yàn)橹?，傾角近直立，被石英-碳酸鹽-硫化物脈充填。

褶皺亦較發(fā)育，南北向擠壓作用形成的層間緊閉褶皺規(guī)模一般較小，北東東向擠壓作用形成的寬緩褶皺規(guī)模相對(duì)較大，疊加在早期褶皺之上。礦區(qū)東部發(fā)育軸跡走向北西向-南北向-北北東向的寬緩背斜，延伸>30 km，核部為Balato組，翼部為Fatoya組。礦區(qū)中部一系列平行展布的復(fù)式背、向斜規(guī)模相對(duì)較小，軸跡走向北北東向。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)見(jiàn)有二長(zhǎng)花崗巖和輝綠巖小巖株，北部見(jiàn)東西向展布的Malea二長(zhǎng)花崗巖體（結(jié)晶年齡2 089 Ma±12 Ma，黑云母年齡2 075 Ma）侵入到Fatoya組中，北西部的Saraya一帶見(jiàn)火山角礫巖（2 092 Ma±5 Ma）呈角度不整合覆蓋在Kintinian組上[8-9]。沿北東東向斷裂發(fā)育花崗閃長(zhǎng)巖脈。礦區(qū)中部見(jiàn)形成于中生代、走向近東西的輝綠巖墻。

此外，礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用弱，巖石中見(jiàn)有大量綠泥石和黑云母，表明變質(zhì)作用級(jí)別為綠片巖相。

3 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)共包括4個(gè)區(qū)塊、14個(gè)礦段，且以1號(hào)區(qū)塊中部的Bidini礦段和Kami礦段（見(jiàn)圖2、圖3）規(guī)模最大，單個(gè)礦段金資源量均在31 t以上。根據(jù)礦體產(chǎn)出特征可分為原生金礦體和次生金礦體，原生金礦體產(chǎn)在Birimian巖系碎屑沉積巖中，以石英（-碳酸鹽-硫化物）脈型為主，是礦區(qū)礦體的主要類型;次生金礦體則產(chǎn)在原生金礦體旁側(cè)或附近的鐵質(zhì)紅土和殘坡積、沖積物中，是民采的主要對(duì)象，經(jīng)簡(jiǎn)單破碎后可直接淘洗出自然金。

3.1 礦體特征

礦區(qū)3個(gè)地層單元中均見(jiàn)有金礦化，尤以位于中部的Fatoya組為主（見(jiàn)圖3、圖4）。礦體呈板狀、脈狀產(chǎn)在斷裂內(nèi)或其旁側(cè)，Bidini采坑南北向長(zhǎng)約

1 050 m，東西向最寬約650 m，Kami采坑規(guī)模約1 100 m×700 m，鉆探控制最大深度超過(guò)400 m，厚度數(shù)米至數(shù)十米。礦體主要由一系列含金石英（-碳酸鹽-硫化物）脈（群）組成，含金石英脈間的距離通常為十余厘米至數(shù)米，發(fā)育程度不一。根據(jù)產(chǎn)狀和交切關(guān)系，石英（-碳酸鹽-硫化物）脈可以劃分為陡立（通常>60°）“S”形石英脈、緩傾（<30°）石英脈、層間石英脈和雁行狀石英脈4類，前2類石英脈規(guī)模最大、金品位最高。單條石英脈規(guī)模大小不一，寬多為數(shù)厘米至十余厘米，長(zhǎng)為數(shù)米至十余米不等，金品位與石英脈的發(fā)育程度及石英脈中黃鐵礦、毒砂含量呈正比。浸染狀礦化見(jiàn)于Kintinian組底部的礫巖中，浸染狀含金黃鐵礦內(nèi)部常呈溶蝕狀或碎裂狀，裂隙內(nèi)充填黃銅礦和方鉛礦等。

3.2 礦石特征

根據(jù)礦石氧化程度的不同，分為氧化帶、過(guò)渡帶和還原帶。氧化帶一般分布于地表下100 m以內(nèi)（見(jiàn)圖4），斷裂發(fā)育地段氧化帶深度明顯增加，最深可達(dá)210 m，巖石受風(fēng)化作用松散破碎，硫化物已氧化為褐鐵礦。氧化礦石是目前的主要開(kāi)采對(duì)象。氧化帶底部為過(guò)渡帶，風(fēng)化程度相對(duì)較弱，厚度（5～30 m）變化大，平均厚度約15 m。還原帶位于過(guò)渡帶之下，巖石堅(jiān)硬，硫化物未氧化。

礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦、針鐵礦、菱鐵礦和自然金等，毒砂、黃鐵礦和黃銅礦是主要的載金礦物，金多以自然金形式分布在礦物顆粒間或裂隙中，石英脈中常見(jiàn)明金;脈石礦物主要有石英、長(zhǎng)石、綠泥石、黑云母、絹云母、鈉長(zhǎng)石和鐵白云石等。

礦石構(gòu)造以脈狀、網(wǎng)脈狀和浸染狀為主，見(jiàn)有斑點(diǎn)狀、角礫狀、雁行狀、皮殼狀和蜂窩狀構(gòu)造等。石英-碳酸鹽-硫化物脈和碳酸鹽-硫化物脈呈脈狀充填在裂隙中，或石英脈穿插在碳酸鹽脈中而呈網(wǎng)脈狀。黃鐵礦常呈斑點(diǎn)狀、浸染狀分布。角礫狀礦石發(fā)育在斷裂內(nèi)。

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、共生結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)等。

3.3 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要為硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、鈉長(zhǎng)石化、絹云母化和鉀化，金成礦作用與硅化、碳酸鹽化關(guān)系最為密切，石英-碳酸鹽-硫化物脈發(fā)育地段金礦化最好。蝕變帶通常位于礦脈邊部數(shù)米至十余米范圍內(nèi)，菱鐵礦-鐵白云石蝕變暈最寬可達(dá)100 m[8]，蝕變分帶不明顯。金品位與蝕變強(qiáng)度和規(guī)模呈正比。

3.4 成礦階段

根據(jù)礦物組合和礦物生成順序，可劃分為石英-鐵白云石階段、碳酸鹽-金-多金屬硫化物階段、石英-碳酸鹽-金-毒砂階段和鐵白云石-綠泥石階段。

1）石英-鐵白云石階段：形成平行層理脈和雁行脈，脈內(nèi)有石英、鐵白云石和少量鈉長(zhǎng)石、絹云母、微量黃鐵礦，蝕變礦化較弱。

2）碳酸鹽-金-多金屬硫化物階段：形成角礫狀碳酸鹽-黃鐵礦（-鈉長(zhǎng)石）脈，常含有少量絹云母、石英、綠泥石和微量獨(dú)居石、毒砂、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦，在其邊部形成碳酸鹽-黃鐵礦蝕變暈，蝕變礦化逐漸增強(qiáng)。

3）石英-碳酸鹽-金-毒砂階段：形成石英-鐵白云石-毒砂脈產(chǎn)在寬10～15 m、近直立的斷裂中，脈內(nèi)見(jiàn)有鈉長(zhǎng)石、黃銅礦及少量絹云母和碳酸鹽。在礫巖中發(fā)育浸染狀黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、赤鐵礦，伴有絹云母化和碳酸鹽化蝕變。本階段是金析出的主要階段，脈狀和浸染狀礦石中均具有金礦化，在石英脈中常見(jiàn)明金。

4）鐵白云石-綠泥石階段：見(jiàn)有浸染狀鐵白云石化和綠泥石化，金礦化弱。

4 控礦因素

4.1 地層（巖性）控礦

Birimian巖系火山—碎屑沉積巖在西非克拉通分布廣泛，是著名的金賦礦層位，在科特迪瓦、加納、馬里和幾內(nèi)亞等國(guó)產(chǎn)有多個(gè)大型—超大型金礦床。在Siguiri盆地，金礦床主要賦存在低綠片巖相的上Birimian巖系中部Fatoya組淺變質(zhì)的碎屑沉積巖中。礦區(qū)內(nèi)Birimian巖系3組地層中均見(jiàn)有金礦化，F(xiàn)atoya組是最主要的賦礦層位，金礦化主要呈脈狀發(fā)育于砂巖、雜砂巖等粗粒碎屑巖中，粉砂巖、泥巖、頁(yè)巖等細(xì)粒碎屑巖中礦化相對(duì)少見(jiàn)，表明金礦化與特定的巖性有關(guān)。浸染狀礦化主要見(jiàn)于Kintinian組底部的礫巖中，受層位控制明顯。Eburnean造山運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷了4期擠壓、伸展變形事件，砂巖、雜砂巖、礫巖等強(qiáng)巖層在強(qiáng)烈的變形過(guò)程中容易破裂而形成大量裂隙，有利于含礦流體運(yùn)移，并為礦質(zhì)沉淀提供空間。Birimian巖系富有機(jī)質(zhì)的細(xì)碎屑巖中金含量可高出背景值2～10倍[8]，可能為成礦提供了一定的物源。地層層位和巖性對(duì)成礦的控制作用非常明顯。

4.2 構(gòu)造控礦

不同級(jí)別的斷裂控制了礦田、礦床、礦化帶的分布和延伸。Sassandra剪切帶是Siguiri盆地南部邊界斷裂，在科特迪瓦呈南北向，延伸至幾內(nèi)亞后呈東西向，總體呈弧形展布，具有長(zhǎng)期、多期活動(dòng)的特點(diǎn)，控制了Yaoure、Kalana、Siguiri等金礦田的分布，是本區(qū)的導(dǎo)礦構(gòu)造。礦區(qū)處在區(qū)域性北西西向和近南北向斷裂交匯部位，主要礦段均沿區(qū)域性斷裂（剪切帶）展布，Bidini礦段和Kami礦段總體分布在12 km×3 km的區(qū)域內(nèi)。礦體主要受Eburnean造山運(yùn)動(dòng)晚期擠壓-伸展轉(zhuǎn)換時(shí)期形成的次級(jí)斷裂（剪切帶）控制，包括近直立的南北向逆斷裂、東西向正斷裂、北東向右行平移斷裂（剪切帶）和北西西向左行平移斷裂等，含金石英脈（群）直接產(chǎn)在次級(jí)斷裂（剪切帶）和旁側(cè)的羽狀斷裂、雁行斷裂、層間斷裂等構(gòu)造擴(kuò)容區(qū)內(nèi)，受斷裂控制明顯，不同方向的斷裂交匯部位常形成厚大礦體。沿構(gòu)造破碎帶發(fā)育的近直立含金石英脈（群）密集發(fā)育地段可形成10～15 m寬的富礦段，金品位最高可達(dá)117 g/t[4]。后期形成的正斷裂常錯(cuò)斷先期形成的礦體，斷距一般在5 m以內(nèi)?？傊煌?jí)別的斷裂不但為含礦熱液運(yùn)移提供了通道，還為礦質(zhì)沉淀富集提供了空間。

4.3 巖漿巖控礦

西非地區(qū)存在2期金礦化事件：第一期金礦化事件（2 190～2 125 Ma）分布在褶皺變形和石香腸構(gòu)造的石英脈中，金礦化呈浸染狀產(chǎn)出，金品位一般為1～3 g/t;第二期金礦化事件（2 000～2 120 Ma）產(chǎn)在脆性、脆-韌性變形帶中，與中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)，金品位可達(dá)60 g/t[3]，局部>100 g/t。地球化學(xué)分析結(jié)果表明，Kosise礦段蝕變巖石和礦石中富集Au、Ag、As、Bi（Sb）、Co、Mo、Te和W等中高溫元素[4]，處在同一成礦帶的Massawa金礦床流體包裹體均一溫度150 ℃～315 ℃、硫同位素值0～4.1 ‰、氧同位素值5.5 ‰～10.9 ‰[10]，Loulo金礦床成礦溫度270 ℃～340 ℃、流體包裹體富CO 2和N 2、氧同位素值8.8 ‰～10.7 ‰[11]，說(shuō)明本區(qū)金成礦溫度為中高溫，硫具有深源的特征，氧同位素值落在巖漿水區(qū)域，顯示出地幔流體的特征。Eburnean造山運(yùn)動(dòng)晚期擠壓-伸展轉(zhuǎn)換時(shí)期（1 980～2 100 Ma），中酸性巖漿侵入活動(dòng)（2 075～2 089 Ma）在區(qū)域內(nèi)較為廣泛，與巖漿活動(dòng)同期的綠片巖相變質(zhì)作用過(guò)程中形成的富CO 2含礦熱液沿區(qū)域性斷裂上移，在淺部由于壓力、溫度驟減使得流體中的成礦物質(zhì)在有利的構(gòu)造部位發(fā)生沉淀形成含金石英脈[12]。金成礦時(shí)間與巖漿活動(dòng)時(shí)間在誤差范圍內(nèi)基本一致，成礦溫度為中高溫，硫源為深源硫，流體具有幔源特征，巖漿活動(dòng)可能為成礦提供了熱源和部分物源。

綜上，Siguiri金礦床的形成與地層（巖性）、斷裂和巖漿巖關(guān)系密切，其中斷裂是最重要的控礦因素，地層（巖性）和巖漿巖次之。

5 結(jié) 論

1）Siguiri金礦床位于西非克拉通Siguiri盆地北部，礦體主要產(chǎn)在Birimian巖系Fatoya組粗粒碎屑巖中，受多組斷裂控制，以發(fā)育在砂巖中的脈狀礦化為主，礫巖中的浸染礦化次之，硅化、碳酸鹽化與成礦關(guān)系最為密切。

2）根據(jù)礦物組合和生成順序，Siguiri金礦床成礦可劃分為4個(gè)階段：石英-鐵白云石階段、碳酸鹽-金-多金屬硫化物階段、石英-碳酸鹽-金-毒砂階段和鐵白云石-綠泥石階段。其中，石英-碳酸鹽-金-毒砂階段是金析出的主要階段。

3）Siguiri金礦床控礦因素有地層（巖性）、構(gòu)造和巖漿巖因素，賦礦巖石以砂巖、雜砂巖、礫巖等粗碎屑巖為主，斷裂是最重要的控礦因素，南北向、近東西向、北東向-北東東向和北西西向斷裂（剪切帶）及其次級(jí)構(gòu)造控制了礦體的展布。Eburnean造山運(yùn)動(dòng)晚期的中酸性巖漿活動(dòng)可能為成礦提供了熱源和部分物源。

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Geological characteristics and ore-controlling factors in Siguiri Gold Deposit，Guinea

Liu Gaojie1，Zhang Zhijun2

（1.Tianjin North China Geological Exploration General Institute;

2.Tianjin Huakan Minerals Investment Co.，Ltd.）

Abstract：Siguiri Gold Deposit is located in northeast of Guinea，and at the intersection of regional NWW and near SN fault structures.Based on the research of geological background and deposit geology characteristics，ore-controlling factors are analyzed.The orebodies，which occur as vein and tabular shapes，are hosted in the weakly metamorphosed Paleoproterozoic Birimian series.Wall rock alterations are mainly composed of silicification，carbonation，chloritization，albitization and so on，in which silicification and carbonation are closely associated with gold mineralization.Gold mineralization is mainly found in coarse-grained clastic rocks of Fatoya Formation.Magmatism may provide both heat and part of the material sources for ore-forming.Orebodies are controlled by secondary faults formed during the compression-extension transition period of the late Eburnean Orogeny.Fault is the most important ore-controlling factor.

Keywords：West African Craton;greenstone belt;Eburnean Orogeny;Siguiri Gold Deposit;Guinea