郭景會，張明禮，沈芳

(河南省地質礦產勘查開發(fā)局第二地質礦產調查院，鄭州 450001)

0 引言

坦桑尼亞克拉通太古代綠巖帶是著名的金成礦區(qū)域，2014年統(tǒng)計坦桑尼亞的金儲量為1500 t，資源量2300 t，金資源量和產量均居非洲前列[1]。其中，坦桑尼亞90%的金礦床分布在環(huán)維多利亞湖太古代綠巖帶內。坦桑尼亞綠巖帶分為6個次級綠巖帶(圖1)，分別為：穆索馬-馬拉(MM)綠巖帶、乞力馬費扎(KF)綠巖帶、恩澤加(NZ)綠巖帶、伊蘭姆巴-賽肯克(IS)綠巖帶、欣延嘎-馬利塔(SM)綠巖帶和蘇庫瑪蘭德(SU)綠巖帶[2]。其中穆索馬-馬拉(MM)綠巖帶位于維多利亞湖的東部，其它綠巖帶均位于維多利亞湖的南部或東南部。穆索馬-馬拉(MM)綠巖帶是發(fā)現(xiàn)金礦床多的第二個綠巖帶(蘇庫瑪蘭德綠巖帶發(fā)現(xiàn)的金礦最多)。其中，最著名的有布亨巴(Buhemba)金礦、北馬拉(North Mara)金礦、基巴卡里金礦等數(shù)十個大中型金礦床[3]。該區(qū)絕大多數(shù)金礦床是20世紀中葉發(fā)現(xiàn)的，經過半個多世紀的開采，資源已逐漸枯竭。在21世紀初，在該地區(qū)又掀起一股勘查熱潮，發(fā)現(xiàn)了一些具有經濟開采價值的金礦床(點)，如尼亞斯羅利(Nyasirori)金礦以及本文介紹的塔拉尼(Tarani)金礦。尼亞斯羅利(Nyasirori)金礦已經有很多的報道[3-6]，塔拉尼(Tarani)金礦的報道很少(2017年王建光等曾簡單介紹過該礦床[6])。本文在資料收集、野外調查及綜合研究的基礎上，簡要介紹該金礦的地質特征，并初步探討了礦床類型、成因及下一步找礦方向。

1 區(qū)域及礦區(qū)地質概況

1.1 區(qū)域地質概況

圖1 坦桑尼亞綠巖帶分布圖(據文獻[29,36]，修改)Fig.1 Map showing greenstone belt distribution in Tanzania1.綠片巖；2.花崗巖；3.湖泊；4.省、市；5.綠巖帶代號；6.金礦床及編號；7.塔拉尼金礦床SU.蘇庫瑪蘭德綠巖帶；IS.伊拉姆巴-塞肯克綠巖帶；KF.乞力馬費扎綠巖帶；MM.穆索馬-馬拉綠巖帶；NZ.恩澤加綠巖帶；SM.欣延嘎-瑪利塔綠巖帶①蓋塔金礦；②布魯楊胡魯金礦；③圖拉瓦卡金礦；④姆瓦莫拉金礦；⑤布茲瓦吉金礦；⑥高登普萊德金礦；⑦北馬拉金礦；⑧尼亞斯羅利金礦

坦桑尼亞克拉通分為3個巖石單元：多多馬超群(Dodoma)，尼安薩超群(Nyanzian)，卡維隆多超群(Kavirondian)。多多馬超群是太古代最老地層，由花崗質巖石、混合巖和片巖組成；巖石成巖年齡大于3 Ga。尼安薩超群上覆于多多馬超群之上，是由變質火山巖、沉積巖和花崗巖組成的典型綠巖帶組合，綠巖帶被花崗巖所包圍，下部為鎂鐵質火山巖，中部為長英質火山巖，上部由沉積和火成碎屑巖組成；綠巖帶已變形，在許多地方都保存有向形構造，變質程度達綠片巖相，且在花崗巖侵入體附近可達角閃巖相；巖石的成巖年齡為2700 Ma—2820 Ma?？ňS隆多超群不整合上覆在尼安薩超群之上，主要由礫巖、巖屑砂巖、泥質巖和少量長英質火山巖組成。巖石成巖年齡小于2650 Ma[7-12]。

研究區(qū)所處的穆索馬-馬拉(MM)綠巖帶是構成坦桑尼亞克拉通新太古代花崗巖-綠巖帶地體的一部分。該綠巖帶最古老的巖石被稱為前尼安薩超群(多多馬超群)的各種花崗巖有關的混合片麻巖和角閃巖，其次是尼安薩超群的長英質-基性火山巖、同造山期-造山期后侵入體以及卡維隆多超群的變質火山巖和碎屑變質沉積巖。卡維隆多超群變質沉積巖來源于尼安薩系的變質火山巖和各種侵入體的碎屑[13]。帶內測得的最古老的巖石高鎂安山巖的年齡為2676 Ma±12 Ma，其次是英安巖和富鈉安山巖的年齡為2660 Ma以及卡維隆多超群中的英安巖的年齡2667 Ma±8 Ma，最年輕的造山期后花崗巖的年齡為2649 Ma±36 Ma[14-16]。造山期后花崗巖和Kibasuka流紋巖T虧損地幔模型年齡為2.8 Ga—4.0 Ga，這與它們起源于較老的新生源的部分熔融相對應[17]。以往學者對該綠巖帶中的各種巖石的地球化學研究表明，相關巖石的形成具有新太古代的會聚邊緣背景[14-16,18-19]。與其它綠巖帶不同，其它綠巖帶內TTG比富鉀花崗巖更豐富，穆索馬-馬拉(MM)綠巖帶中富鉀花崗巖更豐富[16]。

1.2 礦區(qū)地質

圖2 塔拉尼(Tarani)金礦床地質簡圖(據文獻[6]，修改)Fig.2 Geological sketch of Tarani Au deposit1.絹云綠泥千枚巖；2.第四系；3.地質界線；4.剪切帶；5.金礦脈；6.產狀；7.激電中梯剖面(短導線)；8.激電測深斷面

塔拉尼金礦區(qū)絕大部分為第四系覆蓋，僅小部分基巖出露，巖性主要為太古代尼安薩系綠泥千枚巖，原巖為一套含鐵鎂質的火山-沉積建造，后期經區(qū)域變質作用，變質相達到綠片巖相。礦區(qū)北部侵入有太古代黑云母花崗巖、輝綠巖。礦區(qū)內構造以近東西和北西向韌-脆性剪切帶(F1、F2)為主，含礦石英脈均賦存于這些剪切帶中。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

塔拉尼金礦區(qū)內共發(fā)現(xiàn)M1和M2兩條含金石英脈體，分布在礦區(qū)的南部，賦存于剪切帶F1和F2中(圖2)，嚴格受剪切帶控制(圖3)。其中，M1含金石英脈體賦存于近東西向的F1剪切帶中，整體呈不規(guī)則脈狀，地表延伸長約800 m，鉆孔控制斜深平均約85 m，脈體平均厚度2.10 m，礦體總體走向為95°，傾向175°～180°，平均傾向178°，傾角70°～84°，平均傾角78°，往深部有逐漸變陡的趨勢；圍巖為絹云綠泥千枚巖，圍巖幾乎不含礦。M2含金石英脈賦存于北西向的F2剪切帶中，該含金脈體僅有地表工程控制，控制長度約600 m，呈不規(guī)則脈狀，礦化不均，厚度變化較大，平均厚度約1.44 m?？傮w走向293°，傾向南西，近乎直立；圍巖為含石英細脈絹云綠泥千枚巖，局部含金品位較高。

2.2 礦石類型

塔拉尼金礦礦石類型為石英脈型，據石英脈礦石結構和構造又可分為塊狀石英脈型金礦石(圖4a)和網脈狀石英脈型金礦石(圖4b)。其中，塊狀石英脈型金礦石整體賦存于剪切帶內，它是一條完整且厚大的石英脈體，表面呈乳白色、煙灰色，局部蜂窩狀孔洞中發(fā)育褐鐵礦化，該類礦石在M1和M2石英脈體中均有分布；網脈狀石英脈金礦石，主要賦存于剪切帶兩側的圍巖中，細小石英脈呈網狀侵入到圍巖中，圍巖為絹英綠泥千枚巖，呈乳白色，細小石英脈表面呈紅褐色，礦石品位跟石英細脈的數(shù)量呈正比，該類礦石主要分布在M2石英脈體中。

該金礦礦石金屬礦物主要為自然金(圖4c、4d)、黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、藍輝銅礦、磁黃鐵礦以及少量的方鉛礦等，非金屬礦物主要為石英、絹云母、綠泥石、方解石及鈉長石等。礦石結構主要為晶粒結構、包含結構、交代結構和碎裂結構，構造主要為浸染狀構造、脈狀構造和塊狀構造。

圖3 塔拉尼(Tarani)金礦M1、M2含金石英脈野外特征Fig.3 Field photos of Au-bearing quartz vein M1 and M2 of Tarani Au deposit

圖4 塔拉尼(Tarani)金礦床礦石野外及室內鏡下特征Fig.4 Field and microscopic photos of ore from Tarani Au deposita.塊狀石英脈礦石；b.網脈狀石英脈礦石；c.含金黃鐵礦；d.含金輝銅礦Au.自然金；Lm.褐鐵礦；Qz.石英；Py.黃鐵礦；Dg.藍輝銅礦；Zqc.絹云綠泥千枚巖

2.3 礦化蝕變組合特征及階段劃分

金礦化分布在剪切帶中不規(guī)則的石英脈及圍巖中，在剪切帶中石英脈與圍巖的接觸部位礦化蝕變強烈。礦化蝕變的主要類型包括硅化、硫化、絹云母化、綠泥石化、鈉長石化和碳酸鹽化等。與金礦化關系最密切的是硅化、硫化物化和鈉長石化。硫化物化又包括黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、褐鐵礦化和毒砂化等。

根據礦化共生組合和脈體穿插關系，將熱液成礦作用劃分為三個階段(表1)：早期階段(S1)，該階段主要礦物組合為石英-絹云母-硫化物-金-綠泥石，該階段由少量的硫化物生成，為金早期成礦階段；中期階段(S2)，該階段礦物組合為石英網脈-金-硫化物，該階段石英脈呈煙灰色，生成大量的硫化物，是金沉淀的主要階段；晚期階段(S3)，該階段礦物組合為少量的石英-碳酸鹽礦物，石英脈呈乳白色，為熱液成礦期后階段。

3 礦床控礦因素

3.1 地層、巖性與成礦

坦桑尼亞太古代基底地層為多多馬超群，主要分布于坦桑尼亞克拉通南部，在穆索馬-馬拉綠巖帶內的北馬拉地區(qū)曾有學者報道過[20]，稱前尼安薩超群，目前還沒有報道過具有商業(yè)價值的金礦床。頂部地層為卡維隆多超群，僅在該群的底部和中部發(fā)現(xiàn)有極少數(shù)碎巖屑型金礦床，而且這些金礦床可能來自于尼安薩超群或是內生的金礦床。中部地層尼安薩超群賦存了坦桑尼亞絕大部分金礦床。該區(qū)尼安薩超群又分上、下兩部分。上部以火山碎屑巖和雜砂巖、BIF為主，下部以安山巖和長英質火山巖為主(圖5)。迄今為止，該區(qū)發(fā)現(xiàn)的金礦床幾乎都產于尼安薩超群地層中，比如前人報告過的北馬拉地區(qū)Gokona金礦和Nyabigena金礦產于尼安薩超群中的斑狀安山巖中[13]，布蒂亞瑪?shù)貐^(qū)的Buhemba金礦產于尼安薩超群中的鎂鐵質火山巖中，Nyasirori金礦產于尼安薩超群中的鎂鐵質變質凝灰?guī)r中[3-6]，以及本文介紹的Tarani金礦產于尼安薩超群絹云綠泥千枚巖中。該區(qū)許多金礦床與鎂鐵質火山巖共生，但有些礦床是產在長英質火山巖、條帶狀鐵建造中，個別產在侵入到尼安薩超群地層中的花崗巖中，比如，北馬拉地區(qū)的Nyabirama金礦產于奧長花崗巖、花崗巖和閃長巖(TTG)中[13]。

表1 塔拉尼(Tarani)金礦床成礦階段、礦物生成順序表Table 1 Mineral paragenetic sequence of the ore-forming stages of the Au deposit

綜上，該區(qū)雖然大多數(shù)金礦床產于尼安薩超群地層中，但是金礦床對地層中巖性卻沒有選擇性，尼安薩超群地層中所有巖性中均有可能成礦，還包括侵入到地層中的花崗巖。這些賦礦巖石形成于地幔橄欖巖的含水部分熔融，類似經典島弧巖石的演化，原生熔體在擠壓或侵位于大陸地殼之前，經歷了部分結晶[13]。尼安薩超群和侵入到尼安薩地層中的花崗巖均有可能是金礦的來源[21-22]。

3.2 構造控礦

坦桑尼亞太古代綠巖帶經歷了復雜的變形和侵入歷史。變形主要涉及到早期的韌性剪切和褶皺。韌性剪切帶和褶皺變形之后，又發(fā)育脆-韌性剪切帶與斷層。在此期間有大量的巖體侵入以及大量的長英質巖漿活動，包括綠巖帶內長英質斑巖巖脈的侵入，以及現(xiàn)在形成綠巖帶邊緣的大型花崗巖體的侵位[23]。對于受剪切帶和斷裂控制的造山型金礦，脆-韌性的銜接部位、斷裂彎曲轉折端、里德爾剪切派生裂隙以及不同構造要素之間的交匯部位，此外，還有各種侵入體與其它巖性之間的接觸部位為金礦化提供了最佳場所[24]。迄今為止，坦桑尼亞太古代綠巖帶中發(fā)現(xiàn)的金礦，全部與斷裂構造帶有關，尤其是韌性剪切帶，本礦區(qū)也不例外。礦區(qū)內，發(fā)育兩組脆-韌性剪切帶，一組為近EW向，另一組為NWW向，其中主要含礦剪切帶F1和F2相交。另外，北西西向剪切帶派生的裂隙也十分發(fā)育，這些剪切帶及其派生的細小裂隙為含礦石英脈的聚集提供了有利場所，并嚴格控制著金礦脈總體空間分布特征。其中F1剪切帶控制著M1金礦脈的空間分布特征，F(xiàn)2剪切帶控制著M2金礦脈的空間分布特征。礦脈整體呈脈狀、透鏡狀產出?？臻g上具有膨大縮小、分支復合、尖滅再現(xiàn)等現(xiàn)象，礦體近乎直立，局部具有向南和南西延伸的趨勢。

圖5 穆索馬-馬拉(MM)綠巖帶綜合地層柱狀圖(據Kwelwa S D，等，2018)Fig.5 Integrated column of Musoma-Mara greenstone belt

4 礦床類型劃分及成因模式初探

4.1 礦床類型劃分

對于坦桑尼亞太古代綠巖帶內的金礦床類型劃分，目前還沒有統(tǒng)一的認識。不同的學者從不同的角度對自己報道的金礦床有不同的劃分方法。國內外一些專家學者主要劃分的類型有綠巖帶型、含鐵建造型(BIF型)、構造蝕變巖型、造山型、剪切帶型等[4,25-28]。鑒于本礦床目前研究程度較低，根據現(xiàn)有的研究資料，筆者采用Manya S等根據金礦化類型的分類方法，坦桑尼亞太古代金礦床劃分為：剪切帶石英脈型金礦床、與剪切帶有關的BIF型金礦床(層控型金礦床)、與剪切帶有關的巖漿巖作用的金礦床、與剪切帶有關的碎屑沉積巖(砂巖、粉砂巖)型金礦床[29]。根據上述分類方法，結合本礦床的地質特征，可以把塔拉尼(Tarani)金礦床歸為剪切帶石英脈型金礦床。

4.2 礦床成因模式探討

目前大量的研究成果認為，坦桑尼亞太古代綠巖帶金礦床具有以下相似的成礦地質背景及特征：①金礦床均賦存于太古代尼安薩超群花崗-綠巖地體內；②賦礦圍巖均發(fā)生過多期次強烈變形；③礦體都受剪切帶控制；④具有碳酸鹽化-硅化-硫化物-絹云母等相似蝕變組合特征。鑒于此，塔拉尼(Tarani)金礦床的成因模式，可以類比坦桑尼亞太古代綠巖帶內其它同類型金礦床的礦床成因模式。傳統(tǒng)成礦理論認為，石英脈金礦床是巖漿期后熱液和變質熱液共同作用的產物，在成因上將石英脈型金礦床歸為變質熱液型和巖漿熱液型，成礦物質主要來自圍巖，有些學者認為坦桑尼亞太古代綠巖帶金礦床成礦物質來源于后造山期花崗巖[10]。相反，一些學者認為成礦流體來源于淺成侵入體或變質流體，上升流體穿過可能為金源的鎂鐵質火山巖及其它賦礦圍巖，流體與圍巖相互作用形成Eh值較低、富硫的含金流體，金在這種流體中以二硫化物絡合物的形式被搬運，在鎂鐵質火山巖及其它賦礦圍巖的膨脹(如斷裂、裂隙、剪切帶)帶內，黃鐵礦和金從上升的流體中沉淀、成礦[30-31]。隨著金礦床同位素及流體包裹體測試資料的積累，表明石英脈型金礦床成礦介質既有巖漿熱液，也有變質熱液，有的還有大氣降水的加入，說明石英脈金礦床的形成是多期次復成因的。

表2 塔拉尼(Tarani)金礦區(qū)巖礦石電性參數(shù)統(tǒng)計表Table 2 Statistics of electrical parameters of rocks and ores of the Tarani Au deposit

圖6 塔拉尼(Tarani)金礦區(qū)激電中梯剖面圖Fig.6 Profile of IP medium gradient of the Tarani Au deposit

5 找礦潛力分析

圖7 塔拉尼(Tarani)金礦床01線激電測深剖面圖Fig.7 IP sounding profile of line 01 of the Tarani Au deposit

物探方法在坦桑尼亞隱伏地區(qū)尋找金礦過程中起到了很好的找礦效果。近年來，通過高精度磁法、微磁測量、激發(fā)極化法、電阻率法等方法在坦桑尼亞綠巖帶內發(fā)現(xiàn)了一批大(中)型金礦床，比如，姆瓦莫拉(Mwamola，34 t)、尼亞斯羅利(Nyasirori，11 t)等。李水平等眾多專家學者對上述物探方法在坦桑尼亞金礦床勘查中的應用做了大量的報道[32-40]。在塔拉尼(Tarani)金礦區(qū)布置了7條激電中梯剖面和1條激電測深剖面(見圖2)。從礦區(qū)內采坑及鉆孔中巖石典型測量結果(表2)來看，無論是礦化巖石還是石英脈與圍巖相比都表現(xiàn)出“低阻高極化”特征。從激電中梯剖面圖(圖6)上的視電阻率曲線中也可以看出，每條剖面的中間部位，都存在著兩個高阻(ρs：300～500 Ω·m)的峰區(qū)，其兩者之間為相對低阻(ρs：100～150 Ω·m)凹區(qū)，即表現(xiàn)出明顯的“兩高夾一低”特征，該位置與地表含金石英脈M1位置吻合。據此可以推測含金石英脈M1往東西兩側延伸方向及其它地區(qū)激電中梯剖面具有“低阻高極化”、“兩高夾一低”特征的區(qū)域，是礦區(qū)的重點找礦方向。

從01線激電測深剖面圖(圖7)中可以看出，含金石英脈對應的視電阻率是由低阻向高阻轉換的梯度帶上，往深部梯度帶繼續(xù)延伸，推測含金石英礦體往深部有繼續(xù)延伸的可能性，具有很大的找礦潛力。視極化率顯示微弱的高極化特征，但高極化異常帶不夠連續(xù)，推測是石英脈礦化不均勻造成的，但總體上往深部是延續(xù)的。所以，結合激電中梯剖面和激電測深測量結果，推測在M1金礦脈的兩側延伸方向上和深部具有很大的找礦潛力。

6 結語

(1)坦桑尼亞塔拉尼金礦床位于坦桑尼亞克拉通東北部的穆索馬-馬拉綠巖帶內，礦體受近東西向和北西的韌性剪切帶控制，呈脈狀產于太古宙含鐵鎂質的火山-沉積建造中。圍巖為尼安薩超群綠泥千枚巖。礦石類型主要為石英脈型，礦石構造以細脈狀、塊狀和蜂窩狀為主，礦石礦物為自然金。礦化蝕變的主要類型包括：硅化、硫化、絹云母化、綠泥石化、鈉長石化和碳酸鹽化等，成礦階段分為早期(S1)、中期(S2)和晚期(S3)三個階段。

(2)礦床類型為剪切帶石英脈型金礦床。金礦嚴格受地層和構造控制，認為尼安薩超群鐵鎂質火山-沉積建造和侵入到尼安薩超群地層中的花崗巖體為該金礦提供了主要物質來源，另外還有大氣降水的加入；近東西向和北西的韌性剪切構造帶為含金熱液的運移和金的富集提供了運輸通道和賦存空間，新太古帶和古元古代的構造—巖漿活動為含金熱液的運移提供了熱動力。

(3)礦區(qū)內近東西向和北西向韌性剪切帶中變形強烈的地段，為本礦區(qū)的找礦有利地段。激電中梯和測深資料顯示，在M1金礦脈兩側延伸方向和深部具有巨大的找礦潛力。