坦桑尼亞綠巖帶構(gòu)造蝕變巖型金礦床找礦方法

坦桑尼亞綠巖帶構(gòu)造蝕變巖型金礦床找礦方法崔小軍;彭俊;李水平;孟有杰;毛金彪;司建濤【摘要】構(gòu)造蝕變巖型金礦床是坦桑尼亞綠巖帶重要的金礦床類型。從該綠巖帶典型金礦床的地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征和地球物理特征出發(fā)，總結(jié)使用過的具有明顯效果的物化探工作方法，初步提出了構(gòu)造蝕變巖型金礦床的物化探找礦思路：在地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，開展地球化學(xué)測量工作，在化探異常區(qū)開展物探綜合測量工作，查明物化探異常吻合情況，圈定找礦靶區(qū)；后經(jīng)異常檢查、地質(zhì)普查評價及鉆探驗證，發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體。這一找礦思路對坦桑尼亞環(huán)維多利湖綠巖帶構(gòu)造蝕變巖型金礦床的地質(zhì)找礦工作具有科學(xué)的指導(dǎo)意義。%Thetectonicrocktypegolddepositisthemostimportantdepositinthegreenstonebelt,Tanzania.Inthelightofgeological,geochemicalandgeophysicalcharacteristicsofthetypicalgolddeposit,theauthorssummedupsomegeochemicalandgeophysicaltech-niquesprovedtobeeffectiveinexploration,andpreliminarilyproposedgeophysicalandgeochemicalprospectingmethodinsearchfortectonicrocktypegolddeposits:onthebasisofgeologicalsurvey,geochemicalsurveywasconducted,andgeophysicalsurveywascar-riedoutoverthegeochemicalanomaliestodelineatetheprospectingarea;subsequentanomalyinspection,geologicalevaluationanddrillingverificationledtothediscoveryofgoldorebodies.Theprospectingmethodwillprovidescientificbasisfortheexplorationoftec-tonicrocktypegolddepositsinthegreenstonebelt,Tanzania.【期刊名稱】《物探與化探》【年(卷)，期】2015(000)004【總頁數(shù)】6頁(P722-727)【關(guān)鍵詞】坦桑尼亞;構(gòu)造蝕變巖型金礦床;找礦模式;物化探方法【作者】崔小軍;彭俊;李水平;孟有杰;毛金彪;司建濤【作者單位】河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450001;河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450001;河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450001;河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450001;河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450001;河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南鄭州450001【正文語種】中文【中圖分類】P632太古宙綠巖帶是世界主要的含金巖系，產(chǎn)出了許多大型一超大型金礦床，如南非巴伯頓金礦、加拿大阿比提比金礦、西澳耶爾崗金礦等［1］。構(gòu)造蝕變巖型金礦床是綠巖帶金礦床的重要類型之一。筆者根據(jù)近年來在坦桑尼亞馬拉一穆索馬(Mara-Musoma)綠巖帶金礦勘查過程中取得的成果，總結(jié)典型礦床勘查手段組合的找礦成效，建立綠巖帶構(gòu)造蝕變巖型金礦床的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)找礦模式，從而對坦桑尼亞環(huán)維多利湖綠巖帶構(gòu)造蝕變巖型金礦床的地質(zhì)找礦工作提供科學(xué)的指導(dǎo)依據(jù)。坦桑尼亞環(huán)維多利亞湖綠巖帶位于坦桑尼亞西北部，是世界上非常著名的金成礦帶，目前已發(fā)現(xiàn)數(shù)個世界級金礦床，如蓋塔(Geita)、布魯揚(yáng)葫蘆(Bulyanhulu)、北馬拉(NorthMara)等金礦床。該綠巖帶也是一個勘探程度和研究程度相對較低、巖層高度混合的地區(qū)［2］，由數(shù)個次級綠巖地體組成(圖1)，主要為馬拉一穆索馬(Mara-Musoma)綠巖帶、乞力馬費扎(Kilimafedha)綠巖帶、馬巴萊(Mabale)綠巖帶、卡哈馬(Kahama)綠巖帶、盧瓦馬加扎(Rwamagaza)綠巖帶、蓋塔(Geita)綠巖帶、恩澤加(Nzega)綠巖帶和伊蘭巴一賽肯克(Iramba-Sekenke)綠巖帶。每個次級綠巖帶分別表現(xiàn)不同的地層巖性、構(gòu)造展布及礦化蝕變特征。金礦化作用廣泛發(fā)育于環(huán)維多利亞湖綠巖帶地層單元中，主要有6種不同的礦化類型［3］：構(gòu)造蝕變巖型(剪切帶型)、石英脈型、條帶狀鐵建造型、塊狀硫化物型、碎屑沉積巖型及沖積(殘積)型。每一種或兩種金礦化類型集中產(chǎn)出在特定的綠巖地體中，其中構(gòu)造蝕變巖型金礦床主要分布在坦桑尼亞維多利湖東部馬拉—穆索馬(Mara-Musoma)綠巖帶上。坦桑尼亞維多利亞湖東部構(gòu)造蝕變巖型金礦床的成礦類型和成礦地質(zhì)條件大致相似，金礦體均受剪切帶或構(gòu)造破碎帶嚴(yán)格控制［4］。筆者以穆索馬地區(qū)的尼亞斯若瑞(Nyasirori)金礦床為例，詳細(xì)說明該類型金礦床的成礦地質(zhì)特征。尼亞斯若瑞金礦床為一中型構(gòu)造蝕變巖型金礦床，共發(fā)現(xiàn)金礦脈12條，其中規(guī)模大、質(zhì)量好的數(shù)條金礦脈主要集中分布在礦區(qū)中部(圖2)。金礦體主要分布于剪切構(gòu)造破碎帶中，其空間展布嚴(yán)格受剪切構(gòu)造破碎帶控制，且整個破碎帶的金礦化是不均勻的。主礦脈M1位于礦區(qū)中部，延伸長度約1300m，該礦脈東部和中西部分別被兩組北西向右旋走滑斷層錯斷，共分為3段，西段走向為北東東，中段走向為近東西，東段走向為北東東。蝕變帶寬度5~10m,傾向155。~180。，總體傾向約168°，傾角45。~87。，總體呈西部緩傾東部陡傾。該礦脈東部有零星露頭，西部幾乎為全隱伏。M1礦脈金礦體受構(gòu)造作用影響共圈定3個金礦體，分別為M1-I、M1-H和Mi-m金礦體，礦化強(qiáng)度西強(qiáng)東弱，總體呈向西側(cè)伏特征。礦體形態(tài)一般呈脈狀、透鏡狀，沿走向及傾向有膨縮、尖滅再現(xiàn)及分枝復(fù)合現(xiàn)象。礦體產(chǎn)狀總體呈上陡下緩，并隨破碎帶產(chǎn)狀變化而變化。礦體長度200~650m,厚度0.41~8.98m,平均厚度2.35m，目前控制礦體斜深210~340m。礦區(qū)礦石類型主要有黃鐵絹英蝕變巖、黃鐵礦化碎裂蝕變巖和黃鐵礦化石英脈3種。礦石結(jié)構(gòu)主要有自形一半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、聚粒狀結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造及塊狀構(gòu)造等。根據(jù)金礦石工藝礦物學(xué)分析，金在礦石中主要呈自然金產(chǎn)出，載金礦物主要為黃鐵礦、毒砂和石英。自然金呈金黃色，以細(xì)粒金為主，粒徑多在0.010-0.037mm之間，微粒、中粒和粗粒含量相對較少。顆粒形態(tài)以角粒狀、長角粒狀為主，渾圓粒狀次之，少量的板片狀、渾圓粒狀、尖角粒狀、麥粒狀、針線狀。自然金的嵌布類型主要有4種：粒間金、裂隙金和包裹金。礦區(qū)礦化蝕變類型主要有絹英巖化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化等。根據(jù)蝕變礦物組合及其相互穿插關(guān)系，初步劃分為4個蝕變階段。硅化階段（成礦期前）：硅質(zhì)流體膠結(jié)碎裂巖塊，形成硅質(zhì)構(gòu)造角礫巖，該階段基本無金礦化作用。絹英巖化階段（成礦期）：為礦區(qū)內(nèi)主要成礦階段，成礦熱液交代碎裂巖、角礫巖形成石英、絹云母等蝕變礦物集合體，黃鐵礦、毒砂等硫化物沿著構(gòu)造蝕變巖的裂隙和片理化帶分布，形成浸染狀、團(tuán)塊狀或細(xì)脈狀黃鐵礦、毒砂。該階段為主要的金礦化作用階段，自然金伴隨黃鐵礦、毒砂和石英等礦物沉淀。黃鐵礦化石英階段（成礦期）：為礦區(qū)內(nèi)次要成礦階段，主要表現(xiàn)為構(gòu)造蝕變帶受另—期張扭性應(yīng)力作用影響，形成眾多張裂隙，由白色微細(xì)粒石英充填，形成石英脈，穿切主成礦階段所生成礦物集合體。黃鐵礦呈星散狀、細(xì)脈狀與石英細(xì)脈密切共生。碳酸鹽化階段（成礦期后）：該階段為成礦期后低溫?zé)嵋夯顒拥漠a(chǎn)物，常見白云石、方解石等沿構(gòu)造裂隙充填，呈脈狀產(chǎn)出，錯斷礦石早期組構(gòu)。由于受到準(zhǔn)平原化作用影響，坦桑尼亞綠巖帶地表總體覆蓋較厚，基巖出露情況較差，綠巖帶中的金礦體大部分呈隱伏一半隱伏狀態(tài)。因此，開展地球物理、地球化學(xué)測量是實現(xiàn)找礦突破的重要手段。在尼亞斯若瑞金礦床發(fā)現(xiàn)的過程中，地球物理、地球化學(xué)測量發(fā)揮了顯著而重要的作用，并取得了可喜的成果。下面以尼亞斯若瑞金礦制地球物理、地球化學(xué)測量為例，闡述構(gòu)造蝕變巖型金礦床化探找礦方法及其應(yīng)用效果。根據(jù)坦桑尼亞綠巖帶地球化學(xué)景觀條件，開展土壤地球化學(xué)測量是最適宜的化探找礦方法。通過對尼亞斯若瑞礦區(qū)中部開展1:1萬土壤地球化學(xué)測量，發(fā)現(xiàn)了規(guī)模最大、異常最好且最具代表性的4-甲Au-Ag-Cu-Pb-Zn-As-Sb-W-Mo-Bi綜合異常(圖3),對異常特征進(jìn)行分析評價，得出以下結(jié)論。以往工作經(jīng)驗表明[5-8],有工業(yè)價值的礦床，其地球化學(xué)異常面積往往大于0.3km2。尼亞斯若瑞礦區(qū)地球化學(xué)異常面積1.48km2，其異常面積大，形態(tài)規(guī)整，因此認(rèn)為是具有工業(yè)價值的金礦床致礦異常。該異常強(qiáng)度高，濃集中心清晰、連續(xù)，一級含量(元素工業(yè)品位下推一級)規(guī)模較大，Au最高為6.5x10-6，顯示土壤中有較強(qiáng)的金富集。⑶異常呈不規(guī)則狀，長軸方向為近東西向，是M1、M9等礦脈群的異常反映。異常濃集中心鄰近構(gòu)造蝕變帶，系剪切斷裂構(gòu)造控制的異常。⑷異常元素組合復(fù)雜，各類元素異常套合較好，且具有明顯的分帶現(xiàn)象。Au與As、Sb異常相互重疊，相關(guān)性較好，濃集中心一致，說明金與毒砂等硫化物關(guān)系密切。通過后續(xù)開展的詳細(xì)的地質(zhì)工作，在該異常區(qū)發(fā)現(xiàn)4條平行的金礦化蝕變帶組成的礦脈群，說明化探提供的資料準(zhǔn)確，異常評價可靠，為找礦工作確定了明確的靶區(qū)。3.2.1巖礦石電性特征本區(qū)各類巖礦石的電性參數(shù)如表1所列，標(biāo)本主要采集鉆孔巖芯，電阻率采用各類巖礦石的幾何平均值統(tǒng)計計算，極化率采用算術(shù)平均值統(tǒng)計計算。本次研究將金礦石、金礦化巖石與構(gòu)造巖統(tǒng)一歸屬為構(gòu)造蝕變巖，對其電阻率、極化率數(shù)據(jù)合并進(jìn)行統(tǒng)計整理，巖礦石電性特征如下。（1）電阻率參數(shù)特征：從表1可以看出，輝綠巖電阻率最高，硅質(zhì)巖和變質(zhì)凝灰?guī)r電阻率次之，構(gòu)造蝕變巖電阻率為最低，輝綠巖、硅質(zhì)巖和變質(zhì)凝灰?guī)r電阻率是構(gòu)造蝕變帶的幾到幾十倍以上，即構(gòu)造蝕變巖與輝綠巖、硅質(zhì)巖和變質(zhì)凝灰?guī)r（圍巖）電阻率相比有較大的電性差異，具明顯的低阻特性。（2）極化率參數(shù)特征：輝綠巖、硅質(zhì)巖和變質(zhì)凝灰?guī)r的極化率較低，一般為0.5%左右；構(gòu)造蝕變巖的極化率較高，大于4%，顯著高于輝綠巖、變質(zhì)凝灰?guī)r和硅質(zhì)巖。構(gòu)造蝕變巖的極化率與輝綠巖、變質(zhì)凝灰?guī)r和硅質(zhì)巖相比，具有明顯的激發(fā)極化特性差異。3.2.2綜合異常解釋與評價在土壤地球化學(xué)測量圈定的異常中心部分，布置一條大致與異常長軸近垂直的地質(zhì)一物探綜合剖面（第00勘探線），其異常特征如下。（1）激電剖面異常特征。整個剖面上視電阻率曲線起伏變化較大（圖4a），視電祖率最小為200Q?m,最大為730Q?m。剖面內(nèi)存在4個高阻峰值，分別在190號點、320號點、380號點和470號點位置，它們之間所夾的低凹地段即為構(gòu)造蝕變帶的反映，其中210~280號點和340~370號點之間的低阻（凹）段分別與地質(zhì)剖面內(nèi)（圖4b）的M9、M1構(gòu)造蝕變帶和金礦體對應(yīng)良好。視極化率剖面曲線南端平緩，北端起伏變化較大，在160號點之后與視電阻率曲線具有同步變化特征。該剖面內(nèi)視極化率最小為0.5%，最大為2.0%,320-420號點之間為連續(xù)的、具較明顯的高極化率地段，構(gòu)造蝕變帶和金礦體就分布于此高極化地段內(nèi)。(2)電磁異常斷面特征。整個斷面內(nèi)(圖4c)存在3個〃下凹”低阻帶，且分別與激電中梯剖面內(nèi)的視電阻率低阻位置基本相對應(yīng)，尤以構(gòu)造破碎蝕變帶和金礦體所對應(yīng)的低阻帶規(guī)模大，視電阻率等值線呈陡立急劇下降特征，低阻特性表現(xiàn)最為明顯。電磁測量所反映的低阻異常與激電測量低阻異常走向一致，位置吻合，說明激電異常與電磁異常是同源異常，應(yīng)由同一地質(zhì)體(構(gòu)造蝕變帶)弓|起。綜上所述，本區(qū)構(gòu)造破碎蝕變帶和金礦體對應(yīng)于視電阻率下凹、視極化率上凸位置處，構(gòu)造破碎蝕變帶和金礦體呈低阻、高極化特性，即本區(qū)激電異常在構(gòu)造破碎蝕變帶和金礦體中具有低阻和相對高極化特征。根據(jù)激電異常特征和電磁異常斷面特征，在該勘探線上分別施工了ZK013和ZK0004進(jìn)行驗證，分別于孔深103.50m和212.85m見到了品位8.38x10-6、厚度為3.93m和品位2.09x10-6、厚度為3.10m的金礦體，礦石為稠密浸染狀黃鐵絹英蝕變巖，顯然物探測量的異常為礦致異常，這為深部金礦勘查工作提供了清晰的線索。根據(jù)坦桑尼亞綠巖帶地質(zhì)特征及地形地貌景觀特征，結(jié)合典型構(gòu)造蝕變巖型金礦床的成功找礦經(jīng)驗，對該地區(qū)構(gòu)造蝕變巖型金礦床的找礦方法進(jìn)行了總結(jié)研究，初步建立了該類型金礦床的找礦模式。(1)圈定靶區(qū)：化探工作是新礦權(quán)區(qū)預(yù)查、普查找礦的有效手段。根據(jù)收集的區(qū)域地質(zhì)資料，分析區(qū)域控礦和容礦構(gòu)造帶展布特征及其在礦區(qū)內(nèi)可能的分布范圍，在此區(qū)域布置土壤地球化學(xué)剖面或大中比例尺化探工作，以期縮小勘查區(qū)域，圈定靶區(qū)。根據(jù)目前的一般分析靈敏度，以Au找金最為直接可行，同時根據(jù)坦桑尼亞綠巖帶金礦石元素富集特征，還應(yīng)密切注意As、Sb等伴礦指示元素，如果出現(xiàn)元素組合異常，并有一定規(guī)模性，且濃集中心一致，有明顯的濃度梯度，這往往都是礦化異常所引起。優(yōu)選勘查目標(biāo)：對化探工作發(fā)現(xiàn)的較好異常，特別是斷裂構(gòu)造發(fā)育，見絹云母化、硅化、褐鐵礦化(黃鐵礦化)的蝕變巖露頭或成規(guī)模的轉(zhuǎn)石區(qū)，可投入適宜的物探工作手段，從而縮小靶區(qū)，優(yōu)選勘查目標(biāo)，查清含礦斷裂構(gòu)造蝕變帶。由于較明顯的激電異常在大多數(shù)情況下是與Au共生的元素的硫化物產(chǎn)生的，因此可以運用電法掃面測量，了解平面異常特征，同時可補(bǔ)充一些測深剖面，從垂向上了解低阻、高極化體的埋藏深度、形態(tài)和延伸方向，從而指導(dǎo)深部找礦工作的開展。查清礦體：礦體一般賦存于斷裂構(gòu)造蝕變帶中，對礦體的圈定應(yīng)沿斷裂構(gòu)造蝕變帶進(jìn)行。在開展地質(zhì)驗證前，要系統(tǒng)分析地質(zhì)和物化探的所有資料，綜合作出解釋，判斷礦體的存在和規(guī)模。構(gòu)造蝕變巖型金礦床的基本特征就是受一定規(guī)模的構(gòu)造斷裂破碎帶控制，在大多數(shù)情況下，此種類型的金礦是成群、成帶出現(xiàn)[9-11]，因此找礦在“點”上有所突破，就應(yīng)選擇有效的物化探工作方法，查清斷裂構(gòu)造體系，追蹤礦群，擴(kuò)大找礦成果[12-15]。筆者討論的坦桑尼亞構(gòu)造蝕變巖型金礦床找礦模式，是對該綠巖帶典型金礦床的物化探綜合找礦模式的概括總結(jié)，因而有其共性，對于坦桑尼亞維多利亞湖綠巖帶金礦找礦工作具有一定的借鑒和指導(dǎo)意義。不過，在具體應(yīng)用時，還應(yīng)根據(jù)成礦地質(zhì)背景、控礦條件因素和巖礦物性特征，選擇合理的物化探工作方法組合，才能取得預(yù)期的找礦成果?！鞠嚓P(guān)文獻(xiàn)】劉軍，朱谷昌.坦桑尼亞漢德尼金礦床t地質(zhì)特征與找礦方向分析[J].t地質(zhì)與勘探，2012，48(1):177-184.Bath.ProvisionalgeologicalmapofLakeVictoriaGoldFields,Tanzania1:500000(withexplanatorynotes)[J].Grol.Jahrb.,1990(B72):59.BorgG,Krogh.IsotopicagedataofsinglezirconsfromtheArcheanSukumalandgreenstonebelt,Tanzania[J].J.AfricanEarthSci,1999,2