津巴布韦塔卡金矿地球化学异常特征及找矿标志

俞礽安,赵更新,唐永香,张素荣,刘晓雪

（1.中国地质调查局天津地质调查中心,天津 300170;2.天津地热勘查开发设计院,天津 300170）

津巴布韦塔卡金矿地球化学异常特征及找矿标志

俞礽安1,赵更新1,唐永香2,张素荣1,刘晓雪1

（1.中国地质调查局天津地质调查中心,天津 300170;2.天津地热勘查开发设计院,天津 300170）

本文以津巴布韦塔卡金矿的区域地球化学资料为基础，对矿区地球化学特征、金成矿条件及找矿标志进行了分析，发现矿体主要赋存于元古宙Umkondo群的绢云石英片岩中,并受南北向区域构造控制。区内Au、W、Hg、Sb等异常共生组合元素，均可作为Au的找矿指示元素。通过对塔卡金矿的区域地质-地球化学异常特征和找矿标志的研究，建立了该金矿的地球化学异常模型及找矿标志，对已取得的1∶25万区域化探异常的筛选和评价，以及进一步提高化探找矿效果，均具有一定的启示意义。

地球化学异常;找矿标志;塔卡金矿；津巴布韦

津巴布韦的金矿大都分布于中部的绿岩带中，近几年在东部奇马尼马尼地区发现了砂金矿点，引起众多学者对该地区是否存在岩金的探讨[1-4]。塔卡金矿的发现，确立了在津巴布韦东部存在元古宙活动带金矿的事实。作者在该成果的基础上，对塔卡金矿的地球化学特征和成矿因素进行了研究，这对该地区乃至整个非洲地区的金矿选区研究都有一定的借鉴意义。

1 区域地质背景

工作区处于津巴布韦东部南北向莫桑比克构造带与南部北东-南西向展布的林波波变质带的交汇部位北侧。区内大面积出露的地层为前寒武纪Umkondo群浅变质层状岩系，及第四系冲洪积物。前者不整合于津巴布韦太古宙克拉通之上，地层产状向东缓倾，由下向上划分为5个岩石地层单位：边境岩系→钙质岩系→下泥岩系→石英岩系→上泥岩系[5]。边境岩系的岩性主要为绿泥石片岩、石英岩，前者整合于下部石英系之上，钙质岩系为钙质角岩夹高硅质灰岩，不整合于花岗岩基底之上；下泥岩系岩性为泥质或粉砂质沉积物，局部遭受低级变质作用成千枚岩，在西部地区覆盖于钙质岩系之上，东部地区该地层较厚并不整合于边境岩系之上；石英岩系岩性主要为石英砂岩和页岩，整合覆盖在下泥岩系之上；上泥岩统是Umkondo群最上部的层位，岩性由千枚质泥岩组成。

区内岩浆活动强烈，测区西部为大面积太古宙花岗岩，绝大多数花岗岩已片麻岩化或混合岩化。在东部地区表现为大面积分布的基性火山岩，Umkondo群沉积的同时或沉积之后为大面积的粗玄岩广泛侵入，主要侵入在钙质岩系或下泥岩系之中，部分侵入于边境岩系或石英岩系之中。

工作区位于太古宙克拉通东部边缘与林波波活动带东端与莫桑比克活动带交接部位北侧。林波波活动带将津巴布韦克拉通与卡帕尔克拉通分割开来，向东部延伸与南北走向的莫桑比克活动带会合[6]。工作区西部为太古宙克拉通分布区，褶皱强烈。东部为前寒武纪盖层，脆性断裂比较发育，表现为北东向断裂构造，局部被南北向展布的石英脉充填。在津巴布韦与莫桑比克国境线附近，发育一条近南北向展布的逆冲推覆构造，致使莫桑比克境内的花岗质片麻岩超覆于Umkondo群底部的边境岩系之上，奇马尼马尼地区的前寒武系盖层形成南北向展布的宽缓褶皱（图1）。

2 景观特征及样品采集

奇马尼马尼地区属于津巴布韦高原边缘与莫桑比克冲积平原过渡地区，总体地势呈北高南低，是津巴布韦高原的东南边缘地区。工作区以沙比河为界，以东地形起伏较大，海拔高度一般在1200 m～1800 m，属热带雨林气候，年降雨量为1270 mm。沙比河以西地区地形起伏相对较小，海拔高度一般在700～1000 m，属热带草原气候，年降雨量仅为400 mm；区内水系发育，多呈树枝状分布；植被覆盖率达80%以上，在测区东部主要是人工针叶林，其他地方主要是灌木林。

图1 津巴布韦奇马尼马尼地区区域地质图Fig.1 Regional Geological map of the Chimanimani area in Zimbabwe

由于该地区属侵蚀剥蚀中低山区，地形有一定的起伏和切割，水系较发育，对开展水系沉积物测量比较有利，而且不存在地球化学测量的干扰问题，结合前期的粒度和元素含量实验，我们确定了以-20目以下混合粒级作为样品的富集粒级,以水系沉积物测量为主、土壤测量为辅的工作方法，从而为取得较为明显的地质找矿效果提供了技术支撑。

采样布局为中低山景观区采样密度为1个/km2，采样点控制的汇水盆地面积一般不小于1 km2，高山和中高山景观区适当放稀为1～2个/4 km2，主要布于二级水系中。测区面积为12 000 km2，共采集样品8841件,每件样品分析Au、Ag、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、W、Mo、Sn、U、V等39种元素。

3 区域地球化学特征

元素富集或分散的特征主要与区内地层、构造和岩浆岩分布有关，其中地层中岩石的分布是元素富集的最主要因素。从奇马尼马尼地区的主量元素、微量元素的平均含量表(表1)可以看出，Hg、Sb的富集程度最高，是地壳丰度值的2.5～3倍。最分散的元素为Cd、Sr,其区域分布的平均含量不足地壳丰度值的1/5。与地壳丰度值接近的元素为Cr、La、Zr等。地层主要富含W、Hg、As、Sb、Bi、Sn、Ba等，另外，西部的花岗岩中富集Th、K、Ba、La等元素。粗玄岩等基性岩富集主要成矿元素为Au、Cu、Ni、Hg、As、Co、Ti、V、W。

表1 奇马尼马尼地区主量和微量元素的含量平均值分布表Table 1 Average distribution table of major and trace elements of Chimanimani

表2 元素分布的分异特征Table 2Differential Characteristics of element distribution

表3 塔卡地区地球化学异常特征值表Table 3 Geochemical anomaly value of the Tarka area

反映测区内元素分布均匀性的参数变异系数(CV)是判断区域成矿潜力的重要指数之一。元素区域分布的分异特性对了解成矿元素或潜在成矿元素有重要意义。

呈强-极强分异的元素有Au、W、Mo、等成矿指示元素或成矿元素(表2)，主要与粗玄岩的分布有密切关系。而均匀型分布的元素Ag、Be、Sn主要分布在测区的中部和东部地区，主要与酸性花岗岩类的岩

浆建造有关。根据上述分析，Au、Sb、As、Hg、W、Mo、B、Cu、Ni、Co、Zn、Ti可能是区内最重要的成矿指示元素或成矿元素。

图2 塔卡金矿异常剖析图F ig.2 Anomaly interpretation map of the Tarka gold deposit

因此粗玄岩中富含Au等成矿元素，为矿床的形成提供丰富的物质基础。

4 矿区地球化学异常特征

根据元素区域分布的相关组合特征、地质矿产特征和异常分类的原则，全区共圈定综合异常50处。以综合异常内各元素的标准化面金属量(NAP)值为基础，分别计算区内50处综合异常内各元素的NAP值之和，结合异常的成矿地质条件和地球化学特征按照NAP值对综合异常进行综合评序，其中塔卡金矿所处的AS-32号异常在测区的异常评序中排序第一位，属于乙类异常（表3）。

异常元素组分非常复杂，主要为Au、W、As、Sb、Bi、Hg、Mo、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、B、V、Ni、Ti、Co、Cr、 Mn等元素的异常组合，异常总体呈南北向带状分布。其中Au、Hg、Cu、Mo、Sb等元素的异常面积均很大，为80～140 km2。Au、Hg、Cu、Mo、Sb等元素的异常强度高，浓度分带明显，南端的浓集中心位置比较一致。异常组分中Au的异常强度最高达1 939× 10-9，W最高为41.3×10-6，Hg最高为761×10-9，As为最高69.32×10-6，Zn最高为205×10-6，Cu为168× 10-6。异常组分中Au、Hg、Cu、Mo、Sb等各元素的异常形态比较相近，空间上相关明显，相互套合较好，总体上呈长条状南北延伸。各元素组分的异常特征及与地质背景的空间关系详见图2。

异常的形态和展布基本表明主要受南北向构造和岩石建造的控制。异常中的Cu、Ni、Co、Ti、Cr、Zn、V、Mn等元素组分是区内典型的基性粗玄岩的特征元素组合，其集中分布显然反映了异常区浅成侵位于Umkondo系下泥岩系南北向展布的中基性粗玄岩的分布；异常中B、Sn、Mo等，特别是B为下泥岩系的特

征元素，B、Sn、Mo等的异常则主要由Umkondo群下

泥岩系的分布所引起，由泥岩、泥质粉砂岩、石英砂岩等岩石组成的下泥岩系地层，也造成了区域上高铝的地球化学背景。异常中的Au、As、Hg、Sb、W元素组分等指示了断裂构造和含金的热液成矿作用的存在，是异常中最重要的热液成矿指示元素组分。区内基性粗玄岩和Umkondo群下泥岩系在异常内所显示的构造热液成矿作用中也可能起到重要作用，粗玄岩具有较高的Au含量可能提供金的成矿物质来源；泥岩、泥质粉砂岩、石英砂岩可能构成热液蚀变和交代的主体，因而出现与B、Sn、Mo空间相同的Au、As、Hg、Sb、W元素组分富集。Au、As、Hg、Sb、W等元素异常空间上的关联和套合以及浓集特点说明他们基本同源，与基性粗玄岩和下泥岩系有关，受构造控制，与热液成矿或蚀变含矿岩石建造有生成联系。

5 异常三级查证及找矿效果分析

5.1 异常查证方法

(1)对异常的地球化学特征及所处的地质背景进行分析，可初步判别出找矿方向;对其中金异常区的单点样进行了分析，发现金异常可分为西北、东部和南部3个有特高值点的浓集中心。

（2）针对异常内特高值点汇水域内的基岩进行了追踪和检查，尽可能多地收集各种矿化蚀变信息，并对矿化蚀变信息进行分析研究，同时对包括三个浓集中心在内的异常核心区20 km2范围进行了1: 20 000的土壤地球化学测量，以全面控制含金矿化带和矿体位置、展布和规模。

5.2 异常查证的初步结果及分析

西北部异常区，其单点水系沉积物样品金的最高值为31 000×10-9，通过对该异常的野外检查，发现了一处赋存在褐铁矿化绢云片岩的金矿化带，经槽探揭露，探槽中的绢云片岩主要具强褐铁矿化、黄铁矿化、绢云母化、硅化等蚀变现象，其中褐铁矿呈粉末状、局部呈蜂窝状，硅化呈细脉状、网脉状，并在岩石的片理裂隙中见数粒片状自然金，大小为1～2 mm。该处构造比较发育，岩石多呈碎裂状、局部能见到小褶曲现象。绢云片岩的片理产状为：倾向90°左右，倾角为30～40°，刻槽样中金的最高含量为26 g/t，由于该处地表植被覆盖较密，土壤覆盖较厚，绢云片岩的延伸长度和具体宽度难于从地表观察，出露的基岩宽度有30m，长度大于50 m。

根据1/2万土壤地球化学测量结果，塔卡金矿体位于北东向金土壤高异常带的北端。从金异常规模和特征看，塔卡金矿化体只是土壤地球化学异常的一部分，金矿化体的长度和宽度规模要比目前地表所揭露和控制的规模大很多，呈北东向延伸的金矿化体长度可能达2 km以上。

东部异常区，其水系沉积物单点样金的最高值为1000×10-9。该区出露岩性主要为绢云片岩，粗玄岩。在异常追索中，发现破碎状绢云片岩和粗玄岩中发育石英脉，呈细脉状，脉宽几厘米至几十厘米,石英脉具弱褐铁矿化,经槽探揭露和刻槽取样，分析结果为粗玄岩中的金最高含量为0.31 g/t，石英脉中的金含量为0.1 g/t。

南部异常区，其水系沉积物单点样金的最高值高达3930×10-9,该区的岩性主要为粗玄岩夹少量粉砂岩。通过对该异常汇水域内进一步加密6个水系沉积物样品，以进一步控制该区的异常特征，其中最高加密样品的金含量为14 500×10-9。由于该点的上游是绢云片岩，根据1/2万地质、土壤地球化学测量结果，推测该异常为西北部异常的南延部分，可能为同一个异常源。

因此，根据塔卡地区的地球化学异常特征和异常查证的成果，说明该地区的金矿化带具有较大的规模，远景可观，具有很好的勘查前景。

6 区域地质、地球化学普查找矿评价标志

(1)在区域构造上，塔卡金矿位于近南北向的莫桑比克活动带，同时也明显地受到南部北东-南西向展布的林波波变质带的影响,矿体赋存于两者的交汇部位北侧。

(2)矿区内粗玄岩大面积分布，在宏观尺度上金的成矿富集与基性岩的分布有空间关系和成因上的联系，粗玄岩中金元素的含量明显高于其它岩石建造，说明它含有丰富的矿质，可能为金矿的形成提供成矿物质来源。

(3)塔卡金矿围岩蚀变强烈，主要有褐铁矿化、硅化、绢云母化、黄铁矿化等，尤其是绢云片岩中的褐铁矿化呈蜂窝状格架，是富含高品位金的典型找矿标志。

(4)该金矿区呈现Au、W、Hg、Sb等微量元素区域高背景含量特征，其中以Au尤为显著；而空间上被

高背景粗玄岩所环绕的绢云片岩，是区域高背景含量中的高背景地带。这一特征可作为在非洲东部活动带勘查该类矿化的地球化学找矿标志。

(5)塔卡金矿区区域地球化学异常具有一套以Au为主的较复杂的多种成矿元素组合。Au、W、As、Sb、Bi、Hg等元素是该矿区域成矿的主要指示元素，这些指示元素具有相似的带状空间分布关系。

7 结论

该区域金成矿具有较好的地层岩性条件,区域构造的叠加是金活化成矿的重要条件,岩浆活动为金成矿提供了重要成矿物质来源,显示出该区具有良好的找矿前景。通过1/25万地球化学测量，结合异常查证工作，首次在位于津巴布韦东部元古宙活动带奇马尼马尼地区发现了原生金矿体，否定了先前认为该地区的金异常都为砂金的干扰和金的次生富集造成，对整个非洲金矿地球化学勘查具有很好的启示意义。

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Characteristics and Geochemical Anomalies of the Tarka Gold Deposit,Zimbabwe

YU Reng-an1,ZHАO Geng-xin1,TАNG Yong-xiang2，ZHАNG Su-rong1，LIU Xiao-xue1

(1.Tianjin Center,China geological survey，Tianjin,300170,China；2.Tianjin geothermal exploration institute,Tianjin,300170,China)

The Tarka gold deposit lies in the eastern part of Zimbabwe Chimanimani area.The ore bodies are hosted in the Proterozoic Umkondo sericite-schist and controlled by regional tectonic.The anomaly element association of the mainly Аu、W、Hg and Sb can serve as indicator elements in ore exploration.Based on regional geochemical data,the regional geochemical anomaly model and ore indications of the Tarka gold deposit have been set up,which is of positive significance for sieving and evaluation of 1∶25000 regional geochemical anomalies and further improvement of the results of gold geochemical reconnaissance.

geochemical anomaly；ore indication；Tarka gold deposit；Zimbabwe

P618.51

A

1672-4135（2013）02-0085-07

收稿日期：2012-11-12

中国政府援助津巴布韦共和国合作项目：津巴布韦东部Chimanimani地区1∶25万地球化学调查

俞礽安（男），工程师，2005年毕业于石家庄经济学院资源勘查工程专业，从事矿产地质调查评价工作，E-mail:yurengan@163.com。