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引用本文: 曹强,王晨昇,张紫程,秦秀峰. 2024. 厄立特里亚Gogne矿区VMS型矿床地质特征及找矿前景分析[J]. 矿产勘查,15(1):60-72.

Citation: Cao Qiang,Wang Chensheng,Zhang Zicheng,Qin Xiufeng. 2024. Geological characteristics and prospecting prospect analysis of VMS-type deposits in Gogne mining area, Eritrea[J]. Mineral Exploration,15(1):60-72.

作者简介:

曹强,男,1989年生,硕士,工程师,从事境外固体矿产勘查工作;E-mail:cao.qiang1989@163.com。

中图分类号:P624.6;P631;P32

文献标识码:A

文章编号:1674-7801(2024)01-0060-13

DOI:10.20008/j.kckc.202401006

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目录contents

    摘要

    Gogne矿区位于厄立特里亚西南Bisha-Zara成矿带内,该成矿带已发现Bisha超大型VMS矿床及大型Zara 金矿床。Gogne VMS矿床主要赋存于“双峰式”火山岩系中,形成于中酸性火山喷发及沉积期。火山沉积作用是矿床的首要控矿因素,具有明显喷流沉积特征。钻探取心硫化物矿石具他形晶粒结构,块状构造、稠密浸染状构造。热液蚀变与矿化关系密切,主要有硅化、钾长石化、碳酸盐化、黄铁绢英岩化,沿石英脉或构造裂隙可见闪锌矿化、黄铜矿化、孔雀石化、黄钾铁矾化等。矿体具典型的双层结构,上部为似层状、透镜状的块状硫化物矿体,下部为浸染状、细脉状—网脉状或含矿蚀变体。结合化探圈定的 2个甲类异常,物探异常及VMS矿床低阻、中低磁特征圈定的4个较好异常区,对比Bisha矿区VMS矿床特征,综合分析Gogne矿区具有成为规模大、资源潜力高的VMS矿床富集区。

    Abstract

    The Gogne mining area is located on the Bisha-Zara metallogenic belt in southwest Eritrea, where the Bisha super-large VMS deposit and the large Zara gold deposit have been discovered. The Gogne VMS deposit is mainly hosted in the "bimodal" volcanic rock series, which was formed in the middle-acid volcanic eruption and deposition period. Volcanic sedimentation is the primary ore-controlling factor of the deposit, it has obvious jet characteristics of jet-flow deposition. The sulfide ore cored by drilling has a heteromorphic grain structure, massive structure, dense disseminated structure. Hydrothermal alteration is closely related to mineralization, mainly including silicification, potassium feldsparization, carbonatization, pyrite sericitization. Along the quartz veins or structural fissures, sphalerite mineralization, chalcopyrite, malachite, and jarotonization can be seen. The ore body has a typical double-layer structure, the upper part is a layered, lenticular massive sulfide ore body, and the lower part is disseminated, veinlet-reticulate or mineral-bearing alteration. Combined with two Class A anomalies delineated by geochemical exploration, geophysical anomalies and four good anomaly areas delineated by low resistance, medium and low magnetic characteristics of VMS deposit. Compared with the characteristics of VMS deposits in Bisha mining area, it is comprehensively analyzed that the Gogne mining area has become a large-scale and high resource potential VMS deposit enrichment area.

  • 0 引言

  • 厄立特里亚地处非洲东北部,东部毗邻红海,西北方向紧靠苏丹,西南方向连接埃塞俄比亚,东南方向与吉布提接壤(曹强等,2020)。国土面积约 12.5万km2,主要为高原地形,占据曼德海峡通往红海苏伊士运河入口,战略位置极为重要。南北海岸线长约 1216 km,包含有 355 个岛屿(赵忠孝等, 2012)。

  • Gogne 矿区 VMS 矿床位于厄立特里亚西南部,离Gash-Setit省会城市巴伦图(Barentu)约40 km,地理坐标为 37°10'~37°26'E;14°58'~15°19'N,东北方向距该国最大的 Bisha VMS 矿床约 15 km。2014 —2020年,前人陆续对该区进行了地质填图、物探、土壤化探、钻探、槽探等工作。地表发现有较大规模的铁帽带以及含金石英脉,铁帽带含铜锌,钻孔揭露铜锌矿体主矿体 1条,副矿体 6条,取得了较好的勘查成果。

  • VMS 型矿床是当今国际上普遍接受的一种矿床类型名称,它是一种与火山岩有关的块状硫化物矿床(Volcanogenic Massive Sulfide Deposit),广泛分布于世界各大造山带的海相火山岩系中。该类型矿床呈蘑菇状、锥状,一般矿体上半部为块状,下部为网脉状、浸染状等,局部可见到层状分布 (Hutchinson,1973Ohmoto,1978)。矿床主要由Cu、 Pb、Zn、Fe 等硫化物组成,通常伴生 Au、Ag、Ga、I 等多种元素。一般由上部的块状矿体与地层整合接触和下部的网脉状或浸染状矿体(矿化带)与地层不整合接触共同组成(候增谦和叶锦华,1991)。

  • 目前,该矿床仅有简单的成矿特征总结,未有进一步的科学研究成果。笔者根据前人研究成果,结合区域地质成矿特征,推测 Gogne 矿区 VMS 矿床与 Bisha矿床具相似性。本文拟通过研究区地球化学、地球物理、地质钻探、地质填图等方法对矿区进行成矿特征研究,并且与邻区 Bisha矿床进行对比,分析 Gogne 矿区 VMS 型矿床有利找矿靶区,以期为该矿区取得找矿突破提供指导。

  • 1 区域地质背景

  • 厄立特里亚大地构造位置位于东西冈瓦纳大陆之间的巨型缝合带中的东非造山带内,阿拉伯— 努比亚地盾西南侧的努比亚地盾中,该缝合带由一系列洋内弧/弧后盆地杂岩和微陆块沿北东向缝合带焊接而成(Stern,1994Teklay,1997)。努比亚地盾内矿产资源十分丰富,在厄立特里亚、苏丹、埃及和沙特阿拉伯等国发现了众多的 VMS 型矿床和金矿床。其中Bisha-Zara成矿带发现了世界级超大型 VMS铜金矿床,Asmara成矿带发现了多个大型的铜金矿床,主要有 Debarwa、Emba Derho、Zara、 Dukambiyo、Adi Nefas等(向鹏等,2013)。

  • 以剪切构造为边界将厄立特里亚前寒武纪地层划分为 4 个构造岩石地块。自西向东分别为 Barka 群、Hagar 群、Nakfa 群、Arig 群,在东南方向分布有少量的Danakil群地层。Barka群主要出露于厄立特里亚西北部,由一套角闪岩相变质沉积岩及铁镁质片岩、片麻岩组成,Hagar群分布在Barbara河到 Adobha谷之间,主要为海相和增生楔形含铁镁质变质火山岩,少量成层的绿泥石片岩等组成;Nakfa群处于中部地区,主要由浅变质的钙碱性火山岩、变质沉积岩和中酸性花岗岩体组成,被认为是残余岛弧及弧后盆地的一套岩石组合,是该地区VMS型矿化的主要赋矿层位(秦秀峰等,2012);东北部地区的Arig群主要为花岗岩及变质沉积岩(图1)。

  • Gogne矿区位于 Barka构造缝合带东侧的 Nakfa地体中,区域主体构造形迹由一系列北北东向、北西西向断裂带和北北东向紧闭褶皱、韧性剪切带及脆性断裂构造组成。韧性及脆性构造均与该区成矿关系密切,其中韧性剪切经历多期次活动且变形强度大,具有不同构造期次变形互相叠加的特征。

  • 图1 研究区地理位置图(a)及地质简图(b,据Barrie and Hannington,1999修改)

  • 1 —第四系沉积物;2—上新世沉积物;3—中生代沉积岩;4— Danakli 群;5—Arig 群;6—Nakfa 群;7—Hagar群;8—Barka群;9— 新元古界;10—元古界;11—中基性熔岩流及熔岩锥;12—似层状玄武岩;13—玄武质熔岩;14—后期构造花岗岩;15—Zara金矿区; 16—Augaro金矿区;17—Bishs铜锌矿区;18—Emba Derho铜锌矿区; 19—Adi Nefas铜锌矿点;20—Debarwa铜锌矿点;21—Adi Rossi铜锌矿点;22—断层;23—主剪切带;24—Gogne矿区

  • 2 矿区地质特征

  • 2.1 地层

  • Gogne矿区主要出露新元古代绿片岩相—低角闪岩相变质岩以及第四系坡残积及冲积物。新元古代绿片岩相—低角闪岩相变质地层为区内主体,主要岩性有黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩、(黑)绢云石英片岩、含石墨绢云片岩、绿泥片岩、大理岩、斜长角闪岩、糜棱岩、灰岩、变安山岩等。岩石大多经历多期变质作用,部分经历韧性剪切变形作用,绢云石英片岩是区内VMS矿体的主要赋矿围岩(图2)。岩矿鉴定表明,绿泥片岩呈鳞片纤维状微粒状变晶结构,变余杏仁状—片状构造,阳起石、绿泥石、绿帘石相对集中呈条带状或细纹状定向分布,变余杏仁体0.8~2.5 mm,浑圆状、椭圆状或透镜状,长轴定向分布,推断该岩性原岩为中基性火山岩 (杏仁状安山岩或杏仁状玄武安山岩或杏仁状玄武岩)经历强烈热液蚀变和强烈构造挤压变形变质作用形成。绢云石英片岩呈鳞片粒状变晶结构,条带状片状构造,主要矿物为石英(75%)、云母(25%),矿物定向分布显著,岩石一般由酸性岩浆岩经热液蚀变形成,是经中低级变质作用的产物。

  • 第四系残坡积、冲积物和土壤层沿河流两岸分布于矿区中部 Gogne 村庄以东及东北方向,主要为两侧基岩山体形成的坡积物及河流形成的冲积物,成分为角砾中粗砂、含砾砂土、砾石等。

  • 2.2 构造

  • 矿区经历多期次构造、岩浆活动,褶皱、韧性剪切带和脆性断裂构造较为发育。主要为压扭性右行断裂,以右行为主,断裂规模较大,为区内重要的成矿构造,断裂活动表现出多期次、多次叠加的特点。岩石大多经韧性剪切作用,发生糜棱岩化。矿区中部主要为北东向复背斜近直立紧闭褶皱,南西段褶皱幅度较小,两翼褶皱收敛具尖棱特征。韧性剪切带分布于矿区中南部,由一系列北东—北北东向小韧性剪切带组成,出露宽 600~2000 m,走向 13°~30°。北东向断裂与其他方向断裂交汇处或主断裂附近的次级断裂为成矿的有利地段。

  • 矿区地层受强烈挤压,发育一系列北东—北北东向紧闭褶皱,整体表现为北东向倒转复背斜,并且控制区内 VMS 矿床分布。复背斜北西翼受后期岩体侵入、破坏,出露不完整;南东翼地层较完整,但多被第四系覆盖;其核部被区域性断裂、韧性剪切带穿过,后期岩体沿核部断裂侵入。

  • 2.3 岩浆岩

  • 区内岩浆岩分布于中部地区,主要岩性有花岗闪长(斑)岩、英安岩、安山岩、流纹岩等。岩体受区域变质及构造活动影响,出现变形变质现象。少量晚期呈脉状穿切于各种岩石中,主要有伟晶岩脉、煌斑岩脉、长英质岩脉等。

  • 花岗闪长(斑)岩及闪长岩(图3a、3c、3f)为区内出露主要岩体,北东向分布,以岩株形式产出,与围岩呈不规则状接触。岩体具多期活动,其中早期岩体一般为花岗闪长(斑)岩,弱糜棱岩化、片麻岩化,眼球状构造较为发育(图3a);晚期岩体多为闪长岩,岩石变形变质程度较浅,两者呈侵入接触关系,接触带呈波状起伏。安山岩呈块状、杏仁状构造 (图3b),斑状结构,基质为微晶-隐晶状结构。受后期构造及热液蚀变具青磐岩化,整体呈近南北向不规则带状分布。英安岩出露较少(图3g),常含少量黄铁矿(图3d),隐晶质结构,块状、弱定向构造,由隐晶质长石、石英、次生显微鳞片状绢云母、绿泥石构成。一般与石英片岩、花岗闪长岩整合接触出现,可作为区内寻找VMS矿体的间接标志。煌斑岩脉多沿北西向裂隙充填,切穿早期岩体及地层,脉厚0.2~1.3 m,沿走向长约200 m,倾向多变,倾角多在70°以上,具煌斑结构(图3e),块状构造。

  • 图2 厄立特里亚Gogne矿区K1工作区地质图

  • 1 —第四系;2—绿片岩;3—石英片岩;4—含石墨绢云片岩;5—斜长角闪岩;6—变安山岩;7—花岗闪长岩;8—大理岩;9—石英脉;10—辉长岩脉;11—长英质岩脉;12—地质界线;13—实测断层;14—推断断层;15—韧性剪切带;16—褐铁矿化;17—民采金矿坑;18—VMS铁帽矿体; 19—地层产状;20—Gogne村庄

  • 2.4 围岩蚀变特征

  • 区内热液蚀变与金属矿化关系密切,是找矿的重要标志。整体上可以分为两种类型,第一种主要受构造控制:沿断层碎裂带、韧性剪切带及裂隙发育,呈带状、脉状分布。蚀变类型主要有硅化、钾长石化、碳酸盐化、黄铁绢英岩化等,沿石英脉或构造裂隙可见闪锌矿化、黄铜矿化、孔雀石化,局部见高岭土化、绿帘石化等,这类围岩蚀变对寻找构造蚀变岩型金矿床有一定指示作用。第二种主要受地层控制:沿一定层位相对稳定,呈层状、似层状、透镜状、带状,主要蚀变组合类型包括:石英-黄铁矿-绢云母-绿泥石化、绿泥石-黄铁矿-碳酸盐化、绢云母-绿泥石-黄铁矿化、绢云母-石英-黄铁矿化。近矿围岩普遍含金属硫化物,风化后呈层状、带状的褐铁矿化、黄钾铁矾化(图4),该类围岩蚀变对寻找 VMS型矿床有重要指示作用(刘海鹏等,2017)。

  • 3 矿(化)体地质特征

  • 3.1 矿体特征

  • 带内地表矿化较好处揭露 7 条 VMS 型铜锌矿体,其中12号勘探线钻孔见块状硫化物矿体(图5)。矿体具典型的双层结构,上部为似层状、透镜状的块状硫化物矿体,一般由多层厚薄不等的硫化物矿层组成,与地层整合接触,北东走向,厚0.6~7.2 m,且同步褶曲。顶部见薄层条带状含磁铁石英岩、黄铁硅质岩等“喷流岩”,下部为浸染状、细脉状—网脉状或含矿蚀变体,与围岩不整合接触,常切割地层,并随赋矿地层发生倒转,发育强烈的镁绿泥石化、绢云母化和硅化蚀变。围岩以绿泥片岩、石英片岩为主,绿泥片岩呈暗绿色,部分硅化,局部揉皱发育;石英片岩灰白色,局部弱绿泥石化,绢云母含量较高,偶见黑云母含量高,大多揉皱发育。矿体上、下盘绿泥片岩、云母石英片岩中沿片理面发育黄铁矿化,部分沿穿层裂隙发育。黄铜矿化与黄铁矿化特征相似,与黄铁矿伴生,多呈斑点状、不规则脉状、薄膜状沿片理面、裂隙面发育;铅锌矿化主要发育在石英片岩和绿泥片岩中,呈星点状星散分布,局部相对富集呈稀疏浸染状,在岩性变化的构造薄弱带、揉皱发育的糜棱岩化带有明显富集。目前控制矿体长达到 800 m,沿倾向控制斜深不超过 200 m,但均未控制到边界,其实际规模更大。

  • 图3 厄立特里亚Gogne矿区主要岩浆岩镜下及标本照片

  • a—眼球状糜棱岩化黑云母花岗闪长岩;b—安山岩中杏仁构造;c—次闪石化细粒闪长岩;d—弱糜棱岩化绢云母化少斑状英安岩;e—煌斑岩的煌斑结构;f—花岗闪长岩手标本;g—绢云母英安岩手标本;Pl—斜长石;Q—石英

  • 图4 厄立特里亚Gogne矿区野外手标本照片

  • a—黄钾铁钒化蚀变;b—褐铁矿化蚀变;c—铁帽带;d—孔雀石化蚀变;e—溶蚀空洞胶结状铁帽;f—矿体层状、似层状特征

  • 矿体在地表以铁帽的形式表现,铁帽整体呈红褐色、黄褐色、棕褐色、土黄色等,矿物成分主要为褐铁矿、赤铁矿及石英(硅质物),弱磁性,溶蚀孔洞发育。铁帽整体呈近东西向分布,向东延伸时具膨大现象,矿化蚀变带长约1 km,一般宽4~10 m,最宽约80 m。矿区地层总体上以背斜形态北东向展布,轴向 50°左右,在南东翼局部有扭褶现象,使地层产状为近东西向。矿体主要分布于背斜两翼,北西翼地层倾向一般为 310°~320°,倾角为 65°~70°;南东翼地层倾向一般为 140°~160°,褶皱向右扭转,局部走向为180°~200°,倾角以80°为主。

  • 图5 厄立特里亚Gogne矿区12号勘探线剖面图

  • 1 —绢云片岩;2—斜长角闪岩;3—绢云石英片岩;4—绿泥片岩;5—片麻状花岗岩;6—绿泥石英片岩;7—黑云绿泥片岩;8—石英脉;9—细晶花岗闪长岩;10—蚀变闪长岩;11—地表铁帽;12—铜锌块状硫化物矿体;13—构造破碎带;14—地质界线;15—黄铁矿;16—黄铜矿化;17—褐铁矿;18—高岭土化;19—钻孔剖面位置及编号

  • 3.2 矿石特征

  • 矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、斑铜矿、铜蓝、自然金银矿等(图6a),脉石矿物主要为石英、方解石,致密块状构造(图6b、6c),部分为似层状、角砾状、脉状构造(图6d),结构主要为中—细粒自形晶粒状结构(图6c)、中细粒他形— 半自形晶粒状结构(图6e)、交代溶蚀结构。一般 VMS 矿床矿石具有上层为致密块状,下层为网脉状、浸染状构造特征,Gogne矿区矿石与传统的VMS 矿床矿石特征相符。

  • 图6 厄立特里亚Gogne矿区VMS类型矿石照片

  • a—块状硫化物矿体;b—黄铜矿呈脉状侵入稠密浸染状黄铁矿中;c—黄铜矿交代黄铁矿后保留黄铁矿晶形假象;d—不规则脉状黄铜矿化; e—斑点状黄铜矿化;Cp—黄铜矿

  • 4 地球化学和地球物理特征

  • 4.1 地球化学特征

  • 该矿区开展了 1∶5 万水系沉积物测量,共取水系沉积物样品 2935 件,对金、银、铜、铅、锌、锡、钴、镍、砷、锑、铋、汞12种元素进行分析测试,各元素基本呈单峰分布,大部分呈对数正态分布或近似对数正态分布,说明这些元素分布均匀,离散程度较低。

  • Au 元素以 2×10-9为异常下限,共圈出异常点 177 处,异常主要呈北东—南西向分布;Ag 元素以 60×10-9 为异常下限,共圈出异常点 91处,主要分布矿区中部、中北部;Cu 元素以 60×10-6 为异常下限,共圈出异常点73处,主要分布矿区中部、中北部;Pb 元素以 12×10-6 为异常下限,共圈出异常点 54处,主要分布矿区中部;Zn 元素以 100×10-6 为异常下限,共圈出异常点69处,主要分布矿区中西部、北部;Sn 元素以 2×10-6 为异常下限,共圈出异常点 65 处,主要分布矿区中部、北部;Co元素以 60×10-6 为异常下限,共圈出异常点51处,主要分布矿区西南部;Ni元素以 80×10-6 为异常下限,共圈出异常点 48处,主要分布矿区东部、西南部;As 元素以 6×10-6 为异常下限,共圈出异常点 71 处,主要分布矿区中部、中南部;Sb 元素以 0.30×10-6 为异常下限,共圈出异常点 41 处,主要分布矿区中部、西南部;Bi 元素以 0.13× 10-6 为异常下限,共圈出异常点90处,主要分布矿区中部、北部、西南部;Hg元素以25×10-6 为异常下限,共圈出异常点 77 处,主要分布矿区东北部及西南部(图7)。

  • 运用 MAPGIS 将全区数据分别进行统计计算,得出每个元素的异常下限(表1)。以下限使用值的 2 倍系列确定外、中、内 3 个浓度分带(戴慧敏等, 2010葛天兴,2014),共圈出单元素异常约 927 处。根据各元素异常的分布特征和组合关系,划分组合异常16处(图7)。结合异常区的地质矿产条件及野外异常检查成果,将 16 处组合异常划分为甲、乙、丙、丁四大类,其中甲类异常 2个,乙类异常 8个,丙类异常5个,丁类异常1个(表2)。

  • 4.2 地球物理特征

  • 该矿区 VMS 矿床矿化蚀变带地表被大面积第四系覆盖,在蚀变带进行 1∶5 万航空磁法和瞬变电磁法测量,航空物探测量使用VTEM Plus系统实施。共完成 1473.3 km,线距 200 m,方向 120°;切割线 132 km,线距2000 m,方向30°。

  • VTEM是为了勘查和区别中高导体而设计的一种物探方法,可查明控矿构造破碎带的深部展布特征,也可寻找与金属伴生的多金属矿有利部位(李怀渊等,2016)。无论是时间常数圈定的航电异常还是电阻率深度断面显示的低阻异常与已知矿体都有较高的吻合度,说明该方法在隐伏低阻矿探测方面具有良好的效果。由Bisha VMS矿床的成功勘查经验证明,航空磁法和瞬变电磁法(VTEM)对圈定 VMS 矿体空间分布范围有良好效果(许苏鹏等, 2016)。航电、航磁综合分析显示,Gogne 矿区富含铜、锌、金等多金属元素的VMS矿体具有低阻、中低磁特征,绢云石英片岩与矿体具有明显的电性差异。

  • 表1 Gogne矿区1∶5万水系沉积物地球化学背景

  • 注:除Au、Ag单位为10-9,其余均为10-6

  • 图7 Gogne矿区水系沉积物测量综合异常图

  • 1 —Au元素异常等值线(10-9);2—Ag元素异常等值线(10-9);3—Cu元素异常等值线(10-6);4—Pb元素异常等值线(10-6);5—Zn元素异常等值线(10-6);6—Hg元素异常等值线(10-6);7—As元素异常等值线(10-6);8—Sb元素异常等值线(10-6);9—Bi元素异常等值线(10-6);10—Co 元素异常等值线(10-6);11—Sn元素异常等值线(10-6);12—Ni元素异常等值线(10-6);13—异常编号及范围;14—断层及韧性剪切带;15—主水系河流

  • 表2 Gogne矿区1∶5万地球化学水系沉积物异常分类

  • 4.2.1 航空磁法测量结果

  • 矿区航磁化极后的总磁异常分布规律明显(图8a),整体上北西部以大面积正异常为主,南东部以大面积负异常为主,异常走向为北东 35°方向,与区域构造线方向一致。原岩为正常沉积岩的变质岩,如大理岩、次生石英岩等常引起强负异常;变安山岩、斜长角闪岩、绿片岩等变质岩磁强度变化大且复杂,与原岩成分和后期变质作用形成的新矿物有关;中部正负异常区之间,单个正异常呈串珠状、条带状相连,异常北西侧梯度缓而南东侧梯度陡,与区域性断裂分布较吻合。局部小异常区正负异常交替,异常整体呈定向性排列,可能为浅部断裂引起。结合已知矿体分布特征,可知VMS型多金属矿体的分布位于低磁区或是航磁高值边缘。

  • 4.2.2 航空瞬变电磁法测量结果

  • 从平面上看,VTEM 系统采集 dB/dt 和 B 场值, dB/dt 的单位为 ρV/Am4,B 场的单位为(ρV·ms)/ Am4。平面上根据由 B场 Z分量 30道数据绘制的等值线平面图可看出,矿区分布有3条大规模高导区,中部北东 35°方向高导区规模最大、连续性好,已发现的VMS矿体基本分布于2条主要高导V字型区内夹角处(图8b)。

  • 空间上看B场Z分量不同道数据等值线平面图对应不同深度切面,从 10道到 30道等值线平面图,深度逐渐加深。由于瞬变电磁存在低阻屏蔽的现象,浅部的构造、水体、含石墨石英片岩和矿体均可能产生高导异常并屏蔽深部导体的航电反应,故 B 场 Z 分量 10 道数据平面等值线图上的高电导区的异常原因要结合地质情况加以区分,判别其是否为矿致异常。对比 10道、30道等值线平面图,发现揭露到较好 VMS矿体的钻孔均位于 10道平面图的中低导区和30道平面图的高导区,说明VMS矿体所在位置的电阻率异常由浅到深呈逐渐减小的规律。根据以上规律和矿体中低磁特征,结合地质认识圈定4个物探找矿靶区T1、T2、T3、T4(图8b)。

  • 5 成矿模式与找矿前景分析

  • 5.1 成矿模式分析

  • 目前世界公认 VMS 矿床形成环境为一种拉张应力作用的结果,并伴随有较多裂隙的断裂带形成,这为成矿流体和成矿物质运移及岩体侵入提供了有利条件(孙华山等,2011王晨昇等,2016)。 Gogne矿区与 Bisha矿床同属一条成矿带,两者在矿床特征上具有很高的相似性(表3)。通过Pb同位素定年得到Bisha矿区的成矿年龄为790~770 Ma(Bar⁃ rie et al.,2007),该年龄对应莫桑比克洋内岛弧与微板块俯冲、聚合时期。参照 Bisha 矿床的研究成果,Gogne矿区 VMS矿床形成于约 780 Ma年前泛非造山运动晚期,新元古代时期的罗迪尼亚超大陆裂解至冈瓦纳大陆聚合过程中(魏浩等,2015),成矿构造背景为汇聚板块边缘的岛弧裂谷环境。岩矿鉴定结果表明区内绿片岩为中基性火山岩变质产物,石英片岩原岩为中酸性火山岩,此两类岩石组合的赋矿围岩具有“双峰式”火山岩特征(王焰等, 2000),矿体主要赋存于长英质岩性组合中,说明该类矿床形成于中酸性火山喷发期及沉积期。矿体赋存受石英片岩等长英质地层严格控制,与地层产状基本一致,中微层理发育,沉积韵律明显,说明火山沉积作用是矿床的首要控矿因素。区内含矿地层广泛发育较强的绿泥石化、绢云母化、黄铁绢英岩化等热液蚀变,形成了薄层状、条带状含磁铁石英岩、黄铁硅质岩等“喷流岩”,这说明区内经历了强烈的火山喷流作用。

  • 图8 Gogne矿区航磁化极后总磁强度等值线图(a)和VTEM B场Z分量(30道)等值线图(b)

  • 矿床形成受古火山机构及古地理环境影响,多产于古火山隆起(熔岩丘)旁侧的火山斜坡——洼地。在洼地部位含矿火山-沉积碎屑岩-海相化学沉积岩厚度大、层数多,形成多层富、厚的矿体;在斜坡部位矿体渐渐过渡为单层、较薄矿体,深部沿倾向过渡为另一个火山洼地。成矿流体沿同生断裂及火山机构循环对流-沉积,在底部流体通道形成脉状、网脉状、浸染状不整合矿化;含矿热液自喷口涌出后在水-沉积界面沉积或流动至卤水汇集盆地成矿。成矿受火山-沉积作用双重因素影响,成矿期玄武质岩浆、火山热液流体、成矿后期与侵入岩体有关的热液叠加,成矿后期构造运动、侵入体活动与区域变质作用改造,矿体形态、产状发生改变,出现片理化,围岩变质至绿片岩相。后期蚀变掩盖矿体早期成矿特征,矿石具颗粒变粗、角砾岩化趋势,部分硫化物发生活化,在构造带内形成脉状、网脉状矿化,黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等硫化物在变形过程中活化、变质、迁移,沿剪切带沉积,具重结晶、变晶结构,脉石矿物变质为阳起石、滑石、绿泥石。综合分析 Gogne 矿区 VMS 矿床成因可归纳为火山喷流沉积成矿受变质改造以及后期热液叠加富集成矿。

  • 5.2 找矿前景分析

  • 地球化学结果显示,在矿区中北部及矿区中部划分出 2 个甲类异常。HS5 异常区具 3 个明显的浓集中心,元素套合较好。异常区内出露岩性主要为片麻岩、绿泥石片岩,后期含金石英脉充填其中,见褐铁矿化、黄铁矿化,长度约1 km,宽度0.2~2. 0 m。 HS8异常区具4个明显的浓集中心,元素套合较好。异常区内出露岩性为绿泥片岩、绢云石英片岩、片麻岩、斜长角闪岩等,异常西部见北东向长约 1000 m,宽 1~10 m 的褐铁矿化绢云石英片岩蚀变带;东部见近东西向长约 1100 m,宽 2~20 m 的褐铁矿化碎粒状石英岩蚀变带,局部有民采含金石英脉;HS4异常区出露铁帽,并伴有明显的铜、锌异常,可作为异常靶区。

  • 表3 Bisha矿床与Gogne矿床主要特征对比

  • 注:Bisha矿床内容据向鹏等,2013

  • 地球物理成果显示,1∶5 万航空 VTEM 测量显示在矿区北东方向存在一条异常带,西南方向异常特征较为明显,而VMS多金属矿体分布于低磁区或是航磁高值边缘。将已知勘探线剖面叠加到对应的反演电阻率断面上,发现矿体与低阻异常空间上叠合良好,矿体位置明显表现出低阻异常特征。

  • 综合地层、构造及岩体与VMS矿体成矿关系特征,根据成矿远景及找矿靶区的划分原则(叶天竺等,2015),化探 HS8 异常区、HS4 异常区,物探对应区域为T1、T2、T4区,确定了3个VMS型铜多金属找矿靶区,将其分别命名为为V1、V2、V3(表4)。

  • 表4 找矿靶区划分一览

  • 基于研究区区域地质资料、地球化学测量、地球物理测量、成矿模式研究,本研究认为矿权区北东—北北东向存在 VMS 蚀变带。虽然仅从矿点上对VMS蚀变带进行了验证,但根据土壤地球化学测量结果,矿体沿走向往两端仍有延伸。并且钻探施工范围北东部,沿VMS多金属成矿带发现地表存在多处铜金矿化点,地表铁帽带发育稳定,石英片岩等长英质地层延续稳定,故此带具备继续寻找 VMS 型多金属矿床的潜力。

  • 6 结论

  • (1)发现矿区北东方向存在一条受地层控制的 VMS型矿床蚀变矿化带,走向 30°~45°,沿走向长约 38 km,宽3~4 km,是区内铜锌多金属VMS型矿床的主要分布范围,长英质岩性组合是主要赋矿岩体。

  • (2)综合研究区地层、构造及岩体与 VMS 型矿体的成矿关系特征,结合化探异常、航磁异常及成矿模式研究,确定了3个VMS型铜多金属找矿靶区。

  • (3)随着该区进一步开展的勘查研究工作,对比同一成矿带上 Bisha矿床成功勘查经验,Gogne矿区有望成为规模较大,资源潜力较高的VMS型多金属矿床富集区。

  • 参考文献

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图1 研究区地理位置图(a)及地质简图(b,据Barrie and Hannington,1999修改)
图2 厄立特里亚Gogne矿区K1工作区地质图
图3 厄立特里亚Gogne矿区主要岩浆岩镜下及标本照片
图4 厄立特里亚Gogne矿区野外手标本照片
图5 厄立特里亚Gogne矿区12号勘探线剖面图
图6 厄立特里亚Gogne矿区VMS类型矿石照片
表1 Gogne矿区1∶5万水系沉积物地球化学背景
图7 Gogne矿区水系沉积物测量综合异常图
表2 Gogne矿区1∶5万地球化学水系沉积物异常分类
图8 Gogne矿区航磁化极后总磁强度等值线图(a)和VTEM B场Z分量(30道)等值线图(b)
表3 Bisha矿床与Gogne矿床主要特征对比
表4 找矿靶区划分一览

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