坦桑尼亞韌性剪切帶型金礦的電性異常特征及潛力區(qū)預測

張延奔

金是貴金屬元素。金不僅是用于儲備和投資的特殊通貨，同時又是首飾業(yè)、電子業(yè)、現(xiàn)代通訊、航天航空業(yè)等部門的重要材料。坦桑尼亞的金礦資源豐富，找礦潛力大。預查區(qū)位于世界著名的金礦成礦帶—維多利亞湖金礦成礦區(qū)內(nèi)，具備良好的金礦找礦潛力。

1 預查區(qū)地質(zhì)概況

PL10109礦權(quán)區(qū)位于坦桑尼亞中北部地區(qū)，區(qū)域上屬東非克拉通南段的多多馬克拉通地塊，屬高度成礦的克拉通之一，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜，經(jīng)歷多期次巖漿活動，巖石廣泛經(jīng)歷變質(zhì)作用。工作區(qū)處于坦桑尼亞主要的金礦成礦區(qū)——維多利亞湖金礦成礦區(qū)內(nèi)。

圖1 維多利亞湖金礦成礦區(qū)地質(zhì)圖

1.1 地層

區(qū)域上出露地層主要有太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代地層。

太古宙：多多馬超群呈近東西向展布于多多馬克拉通的中部，由各種高級變質(zhì)的花崗巖、混合巖及變質(zhì)表殼巖等組成，主要包括黑云角閃片麻巖、角閃巖、含赤鐵礦石英巖等，走向SEE或NEE，傾角陡傾。尼安茲超群不整合疊加在多多馬超群之上，主要包括基性和長英質(zhì)火山巖、條帶狀含鐵建造及與之伴生的低級變質(zhì)沉積巖。綠巖帶呈不規(guī)則透鏡體產(chǎn)于花崗巖地體中，經(jīng)歷了強烈的褶皺作用，可見殘留的陡傾向斜。

元古宙：元古宙地層從下到上可劃分為烏賓迪超群、烏薩迦蘭超群、卡拉戈維-安科瑞安超群、布科巴超群。烏賓迪超群：主要分布在太古宙克拉通的西部，出露于烏賓迪活動帶中，由沉積和火成成因的高級變質(zhì)巖及再改造的太古宙巖石組成。主要巖石類型為片麻巖，含少量基性、超基性侵入體、晚期花崗巖，大理巖少見。烏薩迦蘭超群：烏薩迦蘭超群分布于太古宙克拉通的東部，出露在烏薩迦蘭活動帶中。與烏賓迪超群相似，烏薩迦蘭超群主要由泥質(zhì)成因的麻粒巖和黑云母片麻巖等組成?？ɡ昃S-安科瑞安超群：卡拉戈維-安科瑞安超群出露于坦桑尼亞的西北端，主要由泥質(zhì)板巖、千枚巖、絹云母片巖和石英巖等組成，該群花崗巖中見有脈狀錫鎢礦化。布科巴超群：布科巴超群主要分布于坦桑尼亞西北部，時代跨越新元古宙-古生代，主要包括砂巖、硅質(zhì)巖、頁巖、白云質(zhì)灰?guī)r、燧石及杏仁狀熔巖，巖石未變質(zhì)，但經(jīng)歷了弱變形作用。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域斷裂構(gòu)造主要表現(xiàn)為脆性－韌性剪切帶，有近東西走向及北北西走向兩組：①金普萊德（Golden Pride）剪切帶大致沿恩澤加綠巖帶軸向分布，寬5m～20m，長約150km，走向近100°；②瑪汀杰（Matinje）、Golden Pride剪切帶，分布于恩澤加綠巖帶東部，走向北北西。剪切帶表現(xiàn)為尼安茲超群上、下段界面附近的層間滑動剪切帶，是金礦的主要控礦構(gòu)造。此外，地層經(jīng)強烈的變質(zhì)、變形作用還形成了一系列開闊、緊閉、同斜的褶皺。

1.3 巖漿巖

區(qū)域巖漿巖較為發(fā)育，除古生界外，都有巖漿活動。中太古宙前期主要表現(xiàn)為大規(guī)模酸性巖漿侵入，并伴隨中基性－超基性的火山噴發(fā)，形成規(guī)模巨大的花崗巖巖基和一些零散分布的鐵鎂質(zhì)基性、超基性巖；中太古宙后期到新太古宙早期，主要表現(xiàn)為間歇式酸性火山噴發(fā)－深源鐵鎂質(zhì)基性火山噴發(fā)，形成坦桑北部大面積的（尼安茲超群和卡維隆迪超群）花崗質(zhì)火山沉積變質(zhì)巖和尼安茲超群深源鐵鎂質(zhì)超基性、基性火山巖、變質(zhì)玄武巖；新太古宙晚期表現(xiàn)為大面積的花崗巖侵入和太古宙末期的花崗巖、花崗閃長巖的侵入為特征。太古宙末期的花崗巖和花崗閃長巖也侵入到前期形成的巖體中，且多呈線狀和環(huán)形分布。

元古宙的巖漿活動較太古宙大為減弱，活動范圍主要在太古宙克拉通周圍。在古元古宙早期以基性－超基性的角閃巖、輝長巖、閃長巖、榴輝巖和鐵鎂質(zhì)超基性巖為主，并伴正長巖和花崗巖的侵入，其規(guī)模均較小。古元古宙中期為間歇期，沒有巖漿活動。古元古宙晚期又有一次酸性巖漿侵入；中元古宙只有晚期的小規(guī)模巖漿活動，如南部的閃長巖和西北部的花崗巖（高溫礦產(chǎn)）和中部的超基性小巖體。

中生代晚期伴隨裂谷作用發(fā)生大規(guī)模玄武巖噴發(fā)及金伯利巖生成。新生代大規(guī)模的基性－超基性火山噴發(fā)，形成了大面積富鈉質(zhì)熔巖覆蓋。

1.4 巖礦石物性特征

表1 巖礦石電性參數(shù)表

（1）區(qū)內(nèi)第四系黏土、砂土具低阻、低極化特征，電阻率＜160Ω·m，極化率＜2%。

（2）凝灰質(zhì)砂巖則為中高阻、低極化特征。

（3）含鐵建造（BIF）具高阻、高極化特征，電阻率一般大于300Ω·m，極化率大于2.6%，當其含有硫化物時，激發(fā)極化效應較明顯，極化率明顯增大，可超過8%。

（4）變中-酸性火山巖組具中阻、低極化的特征。

（5）金礦石因多與硫化物伴生，其視極化率值極高，一般都為其他各類礦石的3倍以上，具有明顯的低阻、高極化率的特征。

值得注意的是：該區(qū)花崗巖整體具有明顯的高阻高極化的特征，花崗巖的視電阻率一般大于1500Ω·m，視極化率表現(xiàn)為整片的、面狀的高值異常區(qū)（段），其視極化率一般在3.5%～6.5%之間。這可能主要與成礦期或期后巖體中攜帶的含礦熱液有關。

由上述物性特征可以得出區(qū)域巖礦石物性具有如下基本規(guī)律：

視電阻率基本規(guī)律：花崗巖（γ）＞含鐵建造（BIF）＞中-酸性火山巖（Ar2N12）＞變火山凝灰?guī)r（Ar2N22）＞變火山沉積巖（Ar2N22）＞含鐵建造（BIF）金礦石。

視極化率基本規(guī)律：金礦石＞含鐵建造金礦石＞花崗巖＞中-酸性火山巖＞變火山沉積巖。

2 電異常特征

本次預查在區(qū)內(nèi)開展了激電中梯掃面和大功率激電測深工作，各項工作成果詳述如下。

2.1 激電中梯異常

整個測區(qū)視極率幅值變化范圍為0.25%～4.29%，測區(qū)視極化率背景值約為1.3%，根據(jù)質(zhì)量檢查誤差結(jié)果，取最小異常為1.7%（等于背景值加上4倍檢查誤差）。視極化率異常如圖所示，根據(jù)激電掃面工作成果，初步確定激電異常5處，編號分別為IP1、IP2、IP3、IP4、IP5。各激電異常主要特征如下。

圖2 激電中梯異常平面圖（左為視極化率、右為視電阻率）

2.1.1 IP1激電異常

異常位于I區(qū)激電剖面最北部，異常呈面狀分布，表現(xiàn)為寬大連續(xù)的異常，向北未封閉，東西亦未封邊，異常走向不明。限于剖面工作范圍，IP1異常長700m，寬500m，異常面積約0.35km2。異常位于4/5/6/7/8/9線270點～301點，最大值2.7%，最小值1.9%，無明顯高值的平穩(wěn)異常。視電阻率表現(xiàn)為高阻，基本在500Ωm以上。IP1異常屬于高阻高極化異常，磁異常上此區(qū)域表現(xiàn)為中等磁異常，推測為花崗巖巖體引起的背景異常。值得關注的是IP1異常南部一近北西向的局部異常與北西向的磁異常正負梯度帶分布一致。

2.1.2 IP2激電異常

IP2激電異常位于I區(qū)剖面中北部，走向近東西向，西側(cè)有北西走向的趨勢，異常形狀為橢圓狀，異常長500m，寬400m，面積約0.2km2，東西向未封閉。異常位于4/5/6/7/8/9線211點～232點，最大值2.9%。IP2異常視電阻率表現(xiàn)為中阻，視電阻率為250Ωm左右。磁異常在此區(qū)域表現(xiàn)為中等磁異常。推測此異常為凝灰?guī)r地層弱礦化引起。

2.1.3 IP3激電異常

IP3激電異常位于II區(qū)西南部，異常主體走向北西，位于10線～16線之間，異常面積約0.09km2，異常中心位于12線84號點，異常幅值2.23%。異常區(qū)視電阻率為中低阻，視電阻率值分布在100Ωm～400Ωm，磁異常顯示IP3異常中心為低磁中心，推測為北西向構(gòu)造引起局部礦化產(chǎn)生的視極化率異常。

2.1.4 IP4激電異常

IP4異常位于II區(qū)中南部，異常呈不連續(xù)的狹長條帶狀分布，異常長約1.3km，寬約60m，異常走向北西，異常位于34線～64線之間，異常極大值出現(xiàn)在46線22號點，異常幅值3.24%。圖為該異常帶上剖面視電阻率、視極化率典型曲線圖。整條剖面上視電阻率曲線起伏變化較大，視電阻率最小值100Ω·m，最大值450Ω·m。視極化率曲線北段平緩，南段起伏變化較大，在22點以后與視電阻率有同步變化特征，該剖面視極化率最大3.24%，最小0.8%。21號～23號點內(nèi)為連續(xù)的、具較明顯的高極化率異常，推測此區(qū)域為構(gòu)造蝕變帶，含金礦（化）體分布于此高極化地段內(nèi)，且礦化體較為陡立。從△T異常平面圖上看，IP4異常位于北西向負磁異常帶上，且極化率極值出現(xiàn)在北西向與北東向構(gòu)造帶的交匯部位。推測該區(qū)域受北西向韌性剪切帶控制，后期疊加脆韌性構(gòu)造破碎帶，強烈的擠壓變形作用與構(gòu)造破碎作用使賦礦地層產(chǎn)生退磁效應，其磁性較周圍地層明顯減弱，因而沿賦礦地層反映為狹長條帶狀負磁異常，其分布與構(gòu)造走向一致。激電異常與磁異常是同源異常，應由同一地質(zhì)體（構(gòu)造蝕變帶）引起。因此，IP4異常帶為工作區(qū)成礦有利地帶。

2.1.5 IP5激電異常

IP5異常位于II區(qū)南部，與IP4異常類似呈狹長的條帶狀分布，異常長約1.1km，寬約60m，走向北西，與IP4異常近乎平行，異常位于28線～50線之間。IP5激電異常極大值出現(xiàn)在34線23號點，異常幅值為4.29%，該極值出現(xiàn)在另一組北西向與北東向構(gòu)造交匯部位，且為全區(qū)視極化率最大值。相應的在視極化率由21點～23點上凸位置對應視電阻率下凹處，為高極化相對低阻，推測為構(gòu)造蝕變帶的反映。

2.2 激電測深異常

（1）從1線對稱四極測深視極化率ηs擬斷面圖，可見激電異常JD1近垂直分布，異常范圍在0m～150m。通過鉆探工程的驗證，揭露的主要巖性有黑云斜長片麻巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、凝灰?guī)r等，同時揭露了多條破碎帶以及石英脈。在-32.40m～37.40m、-74.78m～75.06m、-87.40m～88.62m、-130.50m～131.80m、-135.21m等多處見礦化，主要黃鐵礦化，少量黃銅礦化，多呈星點狀產(chǎn)出，局部團塊狀。且-25.25m～29.25m、-48.20m～51.30m、-119.9m～125.76m處為硅化破碎帶，其中石英脈較為發(fā)育。

根據(jù)鉆孔揭露情況與物探剖面資料對比分析，引起高極化率異常的原因主要為破碎帶中的石英脈、基性巖脈穿插部位附近的黃鐵礦化以及凝灰?guī)r中的黃銅礦化，與物探異常解釋推斷基本對應。

（2）為驗證激電測深異常JD2，布置了鉆孔，地質(zhì)上，該處地表為第四系覆蓋，近地表的基巖在淺表經(jīng)歷了中等-強風化作用，長石多風化為高嶺石；地球物理上，該處表現(xiàn)為近地表為50m～80m低阻體，對應產(chǎn)狀較陡立的齒狀高極化體，推測深部存在引起極化率異常的石英脈和硫化物。

圖3 1線對稱四極測深視極化率ηs擬斷面圖

圖4 10線對稱四極測深視極化率ηs擬斷面圖

從1線對稱四極測深視極化率ηs擬斷面圖，可見激電異常JD2呈齒狀近垂直分布，異常范圍在0m～200m。通過鉆探工程的驗證，揭露的主要巖性有黑云斜長片麻巖、綠泥石片巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、輝長巖、凝灰?guī)r等，同時揭露了多條破碎帶。在-87.02m～94.90m、-112.15m～115.95m、-125.45m～127.92m、-147.85m～148.05m、-153.65m～154.10m、-156.80m～157.90m、-159.51m～161.16m、-183.25m～184.00m、-204.50m～210.50m等多處見黃鐵礦化，多呈星點狀產(chǎn)出，局部團塊狀；185.92m處見黃銅礦化，呈兩條細脈產(chǎn)出于凝灰?guī)r中；-44.70m～45.37m，-90.90m～94.90m處發(fā)育較寬鉀長石英脈。

根據(jù)鉆孔揭露情況與物探剖面資料對比分析，引起高極化率異常的原因主要為破碎帶中的石英脈、基性巖脈穿插部位附近的黃鐵礦化以及凝灰?guī)r中的黃銅礦化，與物探異常解釋推斷基本對應。

（3）從10線對稱四極測深視極化率ηs擬斷面圖，可見激電異常JD3呈柱狀近垂直分布，異常范圍在-20m～160m。通過鉆探工程的驗證，在-66.64m～69.80m、-71.62m～78.10m、-88.05m～89.63m、-143.33m～176.33m、-185.60m～185.95m、-188.60m～191.40m、-192.40m～193.00m、-194.35m～194.65m、-213.81m等多處黃鐵礦化，多呈星點狀產(chǎn)出，局部細脈狀、團塊狀。

為驗證激電測深異常JD2，布置了鉆孔，地質(zhì)上，該處地表為第四系覆蓋，近地表的基巖在淺表經(jīng)歷了中等-強風化作用，長石多風化為高嶺石；地球物理上，該處表現(xiàn)為近地表為100m左右低阻體，對應產(chǎn)狀較陡立的柱狀高極化體，推測深部存在引起極化率異常的石英脈和硫化物。

根據(jù)鉆孔揭露情況與物探剖面資料對比分析，引起高極化率異常的原因主要為石英閃長巖、花崗閃長巖、輝長巖和綠泥片巖中的零星黃鐵礦化，與物探異常解釋推斷基本對應。

（4）從10線對稱四極測深視極化率ηs擬斷面圖，可見激電異常JD4呈柱狀近垂直分布，異常范圍在-50m～200m。通過鉆探工程的驗證，揭露的主要巖性為黑云斜長片麻巖、綠泥千枚巖、石英閃長巖和花崗閃長巖。僅在-60.8m～65.50m、-185.15m～189.96m見兩段含零星黃鐵礦硅質(zhì)巖體，-104.40m～110.22m.輝長巖脈間斷插入花崗閃長巖中，巖脈中發(fā)育輕微黃鐵礦化，以小團塊狀賦存于輝長巖脈中大小約為0.5×1mm。

根據(jù)鉆孔揭露情況與物探剖面資料對比分析，引起高極化率異常的原因主要為硅質(zhì)破碎帶中的黃鐵礦化以及深部硅質(zhì)巖中的黃鐵礦化，與物探異常解釋推斷基本對應。

3 結(jié)論

（1）通過激電中梯掃面工作，初步了解了激電異常在平面上的分布情況，推斷了區(qū)內(nèi)構(gòu)造的大致分布并圈定5個異常區(qū)。為下一步的激電測深工作提供了依據(jù)。

（2）通過大功率激電測深工作，初步了解了激電異常在縱深方向上的展布情況并圈定6個深部異常。工程揭露顯示異常與深部黃鐵礦化、硅質(zhì)巖及石英脈的分布較為吻合。

（3）通過鉆探及槽探施工，初步了解了Au礦化的發(fā)育情況。零星Au礦化主要產(chǎn)于石英脈侵入及輝長巖脈侵入產(chǎn)生黃鐵礦化、綠泥石化蝕變的部位，與巖漿熱液活動有關。

通過上述工作，結(jié)合室內(nèi)分析對比和綜合研究，初步了解了預查區(qū)Au礦（化）體的賦礦層位、礦化類型和控礦因素等基本情況。