非洲東南部造山型金礦成礦環(huán)境與資源潛力研究

李 曉，蔡 穩(wěn)

（山東黃金集團礦業(yè)股份有限公司，山東 濟南 250000）

造山型金礦床是世界上最重要的金礦類型之一。黃金礦床在剪切作用下，分為石英脈型帶和鐵質(zhì)形成的相關(guān)類型。非洲東南部地區(qū)發(fā)育有大規(guī)模的該類型礦床，因此對該地區(qū)造山型金礦床的研究具有重要意義。

1 造山型金礦的概念與礦床地質(zhì)特征

南非中太古代巴伯頓綠巖帶是地球最古老的造山型金礦床之一。金礦主要賦存于在接觸處或接近接觸糜棱巖，在鎂鐵質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)火山巖之間。3280 Ma Onverwacht群和主要變質(zhì)沉積巖上覆巖石約3260Ma～3230Ma無花果樹小組。在變質(zhì)火山沉積的韌性D1疊瓦作用中形成排序并早于金礦化。硫化物礦體組合隨變質(zhì)程度，含毒砂+黃鐵礦，最高至毒砂的磁黃鐵礦+結(jié)構(gòu)上的磁黃鐵礦+黃銅礦+黃鐵礦。黃金的主要階段成礦作用為寬同峰變質(zhì)關(guān)于無花果樹組，但是上角閃巖相巖石的變質(zhì)作用結(jié)構(gòu)上位于Onverwacht群之下，這表明礦作用與兩個單位。因為下盤巖石已經(jīng)逆行，變質(zhì)脫揮反應(yīng)在綠巖的序列中。

構(gòu)造控制的造山型金礦床形成于俯沖相關(guān)增生或碰撞的組成部分造山運動，通常在構(gòu)造變質(zhì)的晚期各地體的演化，這些礦床的特點是金與賤金屬的比率很高，相對較低的硫化物含量，K、As的可變添加量，Sb、LILE、CO2、S對變形圍巖和低礦化度H2O-CO2（-CH4）礦液。盡管大部分這些礦床形成于綠片巖相條件下，地層的P-T條件已記錄到從次綠片巖延伸到上角閃巖甚至麻粒巖相條件，相當于地殼深度約5公里至20公里。

確定變質(zhì)程度的轉(zhuǎn)變加上風格的明顯變化可以記錄礦化作用。古至中太古代南非巴伯頓綠巖帶的主人一些已知最古老的造山型金礦床地球上。大部分黃金綠巖帶中的礦床產(chǎn)于南部約3227Ma Kaap±1 Ma Kaap山谷深成巖體的接觸面由綠片巖主持相表殼巖石。

P-T條件礦化度估計在300℃到425℃之間以及1kbar至4 kbar，與這些綠片巖相對比礦床，新配偶金礦的金礦化該礦位于明顯的高級變質(zhì)巖中品位，靠近花崗巖-綠巖接觸面該帶的北緣，當前可用溫度為520℃至580℃，表明角閃巖變質(zhì)成礦相條件。這為研究控制措施提供了機會，水熱管道系統(tǒng)的時間不同的變質(zhì)流變條件，確定金礦化的相對時間。

2 非洲東南部造山型金礦成礦變質(zhì)條件

幾種常規(guī)地溫計和氣壓計在未改變的條件下應(yīng)用于合適的礦物組合變泥質(zhì)巖和角閃巖。平均數(shù)的應(yīng)用使用熱電偶的鉑法（霍蘭德和鮑威爾由于缺乏合適的礦物集合，應(yīng)用的方法包括石榴石-黑云母，石榴石-角閃石，以及角閃石-斜長石溫度計，以及黑云母-斜長石-石英氣壓計，結(jié)果證實礦井中存在陡峭的變質(zhì)梯度。上盤無花果樹群變質(zhì)泥質(zhì)巖在配偶酒吧，數(shù)據(jù)顯示結(jié)構(gòu)上最高的西部地區(qū)的最高溫度區(qū)域到結(jié)構(gòu)最深的東部區(qū)域。在西區(qū)，估計溫度為520℃±25℃。在中部和東部地區(qū)，溫度為570℃±25℃和590℃±25℃表明明顯的高級變質(zhì)作用條件，相關(guān)壓力為4kbar～5kbar相當于配偶上盤變質(zhì)峰棒，相反，Onverwacht群斜長角閃巖的P-T估算并在配偶酒吧，顯示出明顯的高級變質(zhì)作用c.600℃～700℃和6kbar～8kbar的條件。

這些估計表明峰值壓力的差異，在一個長達10公里的地殼柱沿著這個結(jié)構(gòu)接觸被切除，就是這個主要導(dǎo)致觀察到變質(zhì)條件的伸縮。這些較高的P-T條件也與高溫一致（＞600℃）在中部的Onverwacht群超鎂鐵質(zhì)片巖的東部地區(qū)。西部Onverwacht群巖石區(qū)域不表示類似的高P-T條件。這個可能表明Onverwacht的超鎂鐵質(zhì)下面的群體也在構(gòu)造上覆瓦，而不是代表一個看似同質(zhì)的基本未受干擾的地層序列。

中心帶的I型礦化為以毒砂、磁黃鐵礦、黃銅礦和黃金為主，局部地，硫化物被亞自形黃鐵礦所取代，這個Ⅰ型礦體中心粗粒硫化物為由高達數(shù)毫米的大塊塊狀晶體控制毒砂。黃鐵礦和黃銅礦產(chǎn)于毒砂中毒砂中的晶界和裂隙充填蝕變礦物。在礦體，細晶毒砂針磁黃鐵礦沿S2排列。金以包裹體形式出現(xiàn)在毒砂中，沿晶界和三點硫化物和蝕變礦物之間沿著砷黃鐵礦和蝕變礦物，中的II型礦化中心帶含有浸染的自形毒砂包圍著一個半圓形黃鐵礦，黃金本地鉍和紅柱石以＜10μm的大包裹體形式存在在毒砂和黃鐵礦中，毒砂是這些巖石中含有豐富的硫化物礦物通過磁黃鐵礦和黃銅礦，局部，毒砂被磁黃鐵礦取代，東部地區(qū)的早期成礦作用與毒砂有關(guān)，礦石組合包括黃鐵礦和磁黃鐵礦，它們與鈣硅酸鹽蝕變組合。沿裂縫，小已查明黃銅礦和毒砂的數(shù)量。東部地區(qū)晚期成礦作用占主導(dǎo)地位砷黃鐵礦，黃鐵礦，磁黃鐵礦和黃銅礦，這個硫化物散布在近端和遠端蝕變帶，只有少量硫化物出現(xiàn)在石英脈。

緩沖硫化物組合只存在于西部地區(qū)，砷黃鐵礦-黃鐵礦-磁黃鐵礦組合處于結(jié)構(gòu)平衡狀態(tài)這個毒砂與黃鐵礦接觸的組成范圍磁黃鐵礦含量在32.5%到34.7%之間，對應(yīng)于510℃±30℃的溫度。用來估算溫度的地溫計中東部成礦條件區(qū)域包括角閃石-斜長石，石榴石-角閃石，及石榴石-單斜輝石溫度計，角閃石-斜長石一型成礦對中心區(qū)域顯示溫度為540℃±40℃對比，石榴石-角閃石和石榴石-單斜輝石對從東部地區(qū)的早期礦化來看明顯高于680℃±25℃的溫度，表明上角閃巖相條件。（如下圖1，非洲東南部造山型金礦資源分布示意圖）。

圖1 非洲東南部造山型金礦資源分布示意圖

3 典型礦床特征分析

目前研究認為，造山型金礦是威爾遜旋回從俯沖增生到碰撞造山不同構(gòu)造演化時期不同地殼深度(中/下地殼為主)變質(zhì)變形地體中的脈型/蝕變巖型金礦床，成礦多與造山中晚期的綠片巖相變質(zhì)變形及花崗巖類巖漿侵入過程關(guān)系密切，常在地殼不同深度出現(xiàn)彼此關(guān)聯(lián)的多種礦化樣式，形成造山金礦床系列。

在非洲東南部，自古元古代開始，多個克拉通多期次碰撞形成大量活動造山帶，并在其地殼內(nèi)形成，韌性變形帶及碰撞不同階段相關(guān)的花崗質(zhì)侵入體，形成了非洲東南部最為重要的金成礦環(huán)境。

圖2 非洲主要造山事件

4 結(jié)語

造山型金礦床是世界上最重要的金礦類型之一，非洲東南部地區(qū)發(fā)育有大規(guī)模的該類型礦床，因此對該地區(qū)造山型金礦床的研究具有重要意義。本文通過對非洲東南部地區(qū)大地構(gòu)造格架及演化、造山型金礦床的時空分布、成礦環(huán)境及礦床地質(zhì)特征的總結(jié)整理，并結(jié)合對該地區(qū)典型造山型金礦床的剖析，認為該地區(qū)造山帶金礦的形成與克拉通之間造山帶的變化密切相關(guān)，空間上主要分布在各克拉通內(nèi)的綠巖帶及克拉通之間造山帶內(nèi)，時間上主要集中于3.20Ga～3.00Ga、2.70Ga～2.55Ga 和 2.10Ga～1.80Ga 3 個時期。