謝 樨，王潔敏，趙玉巖，羅俊峰，郭生銀

（1.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局，貴州貴陽(yáng)550005；2.吉林大學(xué)地球探測(cè)科學(xué)與科技學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130026）

馬達(dá)加斯加共和國(guó)ANTANIMBARY-BEMOKOTRA地區(qū)金礦床多元統(tǒng)計(jì)分析

謝 樨*1，王潔敏1，趙玉巖2，羅俊峰1，郭生銀1

（1.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局，貴州貴陽(yáng)550005；2.吉林大學(xué)地球探測(cè)科學(xué)與科技學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130026）

馬達(dá)加斯加島太古代克拉通內(nèi)廣泛發(fā)育片麻巖—綠巖體，并伴隨有多期韌性剪切帶變形和花崗巖—閃長(zhǎng)巖及基性—超基性巖侵入。在此構(gòu)造條件下，有利于原生金礦的形成；長(zhǎng)期隆起，裸露于熱帶環(huán)境，漫長(zhǎng)的風(fēng)化剝蝕又可形成古礫巖金礦及中新生代殘積（紅土型）與河床砂金。分別對(duì)3種礦石類型進(jìn)行了Au與其他元素的相關(guān)分析，進(jìn)而探索各類金礦成礦的演化歷程。

馬達(dá)加斯加；金礦；多元統(tǒng)計(jì)分析

研究區(qū)位于馬達(dá)加斯加Betsboka省的Maevatanana地區(qū)，北起B(yǎng)emokotra鎮(zhèn)，南到Antanimbary鎮(zhèn)（圖1）。2.5Ga馬達(dá)加斯加島太古代克拉通內(nèi)廣泛發(fā)育片麻巖—綠巖體，并伴隨有多期韌性剪切帶變形和花崗巖—閃長(zhǎng)巖及基性—超基性巖侵入。在此構(gòu)造條件下，綠巖體的形成、發(fā)展和改造等一系列的演化為該區(qū)原生金礦提供了豐富的物源。原生金礦形成以后，由于長(zhǎng)期隆起，裸露于熱帶環(huán)境，漫長(zhǎng)的風(fēng)化剝蝕又為古礫巖金礦及中新生代殘積（紅土型）與河床砂金的形成提供了良好的成礦環(huán)境[1]。近年來(lái)中國(guó)對(duì)馬達(dá)加斯加的地質(zhì)及成礦研究逐漸深入[2-5]，本文結(jié)合前人研究的基礎(chǔ)上，利用多元統(tǒng)計(jì)的方法，對(duì)研究區(qū)不同類型的金礦石分別進(jìn)行元素的相關(guān)性研究，初步推導(dǎo)出該區(qū)金礦的演化歷程。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

馬達(dá)加斯加島由前寒武系、晚石炭統(tǒng)—侏羅系、白堊系底層組成（圖1）。成礦主要與前寒武系有關(guān)，按照巖性及變質(zhì)程度可分為太古界深變質(zhì)巖系、太古界—新元古界混合巖系及中—新元古界淺變質(zhì)巖系（圖2）。其巖系組成為[3，6-15]：①深變質(zhì)巖系：綠巖帶（大于2.5Ga）、正片麻巖帶（2.5～2.7Ga，大于3.0Ga）；②混合巖系：花崗巖、混合巖、紫蘇花崗巖等；③淺變質(zhì)巖系：碳酸鹽巖/石英巖、頁(yè)巖、花崗巖（0.65～1.0Ga），石英巖，大理巖，火山巖、花崗巖、斜長(zhǎng)巖（1.0～1.8Ga）、砂質(zhì)巖、石墨泥質(zhì)巖、大理巖、花崗巖（0.65～0.7Ga）。

據(jù)前任研究表明，馬達(dá)加斯加島可能是早二疊前后才從岡瓦納古陸分離出來(lái)。Collins等[6-15]將馬達(dá)加斯加島中部和北部劃分為Antongil地塊、Antananariv地塊、Itrcmo巖席帶、Tsaratanana巖席帶、Bemarivo帶5個(gè)構(gòu)造單元。本礦區(qū)所在的Maevatanana巖席帶則是Tsaratanana構(gòu)造單元的一部分，位于Antananariv地塊的北部（圖1）。區(qū)域內(nèi)大規(guī)模的巖漿活動(dòng)是在晚元古代以前，在多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和構(gòu)造變形中，伴隨著大量花崗巖—閃長(zhǎng)巖及基性—超基性巖侵入到太古界變質(zhì)巖中。Tsaratanana巖席帶，早期侵入體年齡測(cè)定為2.75～2.49Ga，鋯石捕虜體年齡為3.26Ga[6-15]。

區(qū)域內(nèi)金礦類型與非洲大陸金礦類型相似，主要有：①前寒武紀(jì)古礫巖型金礦；②中新生代殘積層金礦（紅土型殘積層金礦）和沖積層金礦（河床砂金）；③太古代綠巖帶中的含金石英脈型原生金礦。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

按照Collins和Windley[9]的工作，Maevatanana地區(qū)的地層劃歸為Meavatanana層序Tsaratanana層，地層由南至北分為4個(gè)巖性段（圖2）：①由片麻巖、二云母片巖、石英巖與磁鐵礦和片狀角巖組成。分布于由花崗閃長(zhǎng)巖出露的高山地區(qū)；②由片麻巖夾石英巖—磁鐵礦層及閃石，輝石、透閃石，陽(yáng)起石、扁豆?fàn)钶x長(zhǎng)巖和正角閃石巖組成。分布于Mandraty裂谷和Bekapirjy裂谷及Maria西部地區(qū)；③混合巖系列分布于Ikopa河谷和Mandraty村附近。在片理化的混合巖中夾有片麻巖或云母片巖及矽線石結(jié)核；④在Ampotaka-Marokoloy地區(qū)，混合巖中或多或少含有二云母花崗巖及輝石。

在區(qū)內(nèi)，僅在北部邊緣見(jiàn)有石英閃長(zhǎng)巖。侵入地層為前寒武變質(zhì)巖系，其中巖體的西北部，部分被現(xiàn)代沖積物覆蓋。巖體礦物組分主要為斜長(zhǎng)石、石英及鐵鎂礦物等。區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖主要為混合巖、片麻巖、片巖及石英巖、磁鐵礦和云母片巖等。太古界地層，由于區(qū)域變質(zhì)、熱變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)等多種變質(zhì)作用的疊加改造，全部成為深變質(zhì)巖系。元古界地層，主要是在區(qū)域變質(zhì)作用下，形成淺變質(zhì)巖系，但在不同的地區(qū)不同程度受熱液（巖漿）作用，動(dòng)力作用及在巖體的接觸帶，呈現(xiàn)出由深—淺的復(fù)雜變質(zhì)類型。在廣義上，把前寒武變質(zhì)巖系統(tǒng)稱為綠巖體或綠巖帶，最近有的學(xué)者定義[14-15]為鎂鐵質(zhì)片麻巖和片巖組合，建立于太古代和元古代鎂鐵質(zhì)片麻巖帶和片巖帶。

該巖帶與金礦化關(guān)系密切，巖系中含金石英脈發(fā)育。含金石英脈的流體包裹體研究表明[4,16-17]，成礦流體為含CO2的低鹽度水溶液，并含有微量的CH4、H2S、N2，成礦流體中氣液包裹體的均一溫度約為250℃，壓力約為130MPa。

圖1 馬達(dá)加斯加前寒武系基底結(jié)構(gòu)及研究區(qū)位置圖（據(jù)Collins等，2006修改[6]）

3 金與其他元素的相關(guān)關(guān)系

為了突出其他元素與Au的相關(guān)性，選用具有礦化顯示并有實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)的樣品進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，考慮到多重總體的疊加會(huì)影響Au與其他元素的相關(guān)性計(jì)算，因此，我們選用不同類別樣品分別進(jìn)行討論。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3.1 原生石英脈

原生石英脈中的元素在0.7～1相似水平下的組合為Au-S、Mg-K-Al-Zn、Na-Ca；在0.5～1相似水平下的組合有Au-S-Ag、Na-Ca、Mn-Cu、Mg-K-Al-Zn（圖3）。譜系圖中由群距離D＜20的范圍內(nèi)可分為2組：Au-S-Ag-Mn-Cu-Fe-Pb和Na-Ca-Mg-KAl-Zn。其中，Au、S、Ag具有較高的相關(guān)系數(shù)（RAu-S=0.893，RAu-Ag=0.534），因此，fS對(duì)Au的遷移和沉淀具有控制作用；Au與Fe、Mn、Pb負(fù)相關(guān)，這可能說(shuō)明原生含金石英脈金的沉淀主要是由深部堿性化境下的還原反應(yīng)造成。結(jié)合前人的流體包裹體研究[16-17]表明，深部還原性的成礦流體在向上運(yùn)移至開(kāi)放環(huán)境中，壓力的突然釋放造成二次沸騰，金的沉淀。

3.2 殘積層

與原生石英脈中的元素相比，殘積層中各元素的相似系數(shù)較低，在0.5～1相似水平下的組合有Zn-Mg-K、Pb-Mn、Cu-Fe、Na-Ca（圖4）。譜系圖中群距離D＜20的元素組合與原生石英脈中的元素組合相似，同為2組：Au-S-Pb-Mn-Cu-Fe-Ag和Zn-Mg-KAl。Au與其他元素的相關(guān)系數(shù)較低，與Pb、S最高（RAu-Pb=0.195，RAu-S=0.159），與Mn、Fe負(fù)相關(guān)；第二組的元素組合（Zn-Mg-K-Al）則可能為風(fēng)化作用下的帶出組分。因此，殘積層中的元素組合與原生含金石英脈的元素組合既相似但也有不同。相似性可能說(shuō)明了殘積層中的金繼承于原生含金石英脈的特征；不同則可能是經(jīng)過(guò)后期的風(fēng)化改造所致。

3.3 沖積層

沖積層中的元素在0.7～1相似水平下的組合為Na-Ca、Mg-K-Zn；在0.5～1相似水平下的組合為Na-Ca、Mg-K-Zn-Al、Mn-Pb（圖5）。譜系圖中群距離D＜20的元素組合為Na-Ca-Cu、K-Mg-Zn-Al-Au、Pb-Mn-Ag-Fe。Au與其他元素的相關(guān)系數(shù)較低，與K最高（R=0.134），Au與K協(xié)同相關(guān)可能同伊利石的吸附作用有關(guān)[18-19]。Au與Fe、Mn的負(fù)相關(guān)性對(duì)比原生石英脈和殘積層中的Fe、Mn元素較小，且與同一組合中的Mg、Al、Zn正相關(guān)，則可能說(shuō)明此時(shí)由還原反應(yīng)生成金的程度降低，被表生礦物吸附的程度增高。

圖3 原生石英脈中主要元素的R型聚類分析譜系圖

圖4 殘積層中主要元素的R型聚類分析譜系圖

圖5 沖積層中主要元素的R型聚類分析譜系圖

4 結(jié)論

（1）對(duì)于原生石英脈型金礦，成礦流體主要為含CO2的還原性流體，fS對(duì)Au的遷移和沉淀具有控制作用，Au與Fe、Mn、Pb負(fù)相關(guān)，說(shuō)明原生含金石英脈金的沉淀是由深部堿性環(huán)境下，深部成礦流體上涌至開(kāi)放空間，壓力突然釋放，造成二次沸騰，在還原反應(yīng)作用下造成。

（2）對(duì)于殘積型（紅土型）金礦，其Au元素既繼承于原生含金石英脈的特征，又經(jīng)過(guò)后期的風(fēng)化改造。

（3）對(duì)于沖積型金礦，由還原反應(yīng)生成金的程度降低，被表生礦物吸附的程度增高。特別與伊利石的表面吸附有關(guān)。

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表4 擬建高速公路都勻至安順段工程建設(shè)項(xiàng)目壓覆礦產(chǎn)資源潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算表

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P618.51

A

1004-5716(2015)09-0127-04

2015-05-04

謝樨（1982-），男（漢族），貴州貴陽(yáng)人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查和研究工作。