莫桑比克米卢里河上游砂金区金地球化学背景研究及找矿指示
doi: 10.20008/j.kckc.202506009
潘刚 , 徐明钻 , 许生武 , 刘峰
江苏省地质勘查技术院,江苏 南京 210049
基金项目: 本文受江苏省地质矿产勘查局项目“2019年度江苏省省外、国外矿产资源风险勘查(苏地矿发〔2019〕105号)”资助
Geochemical background of gold and prospecting indicators in the upper Meluli River Placer gold area, Mozambique
PAN Gang , XU Mingzuan , XU Shengwu , LIU Feng
Geological Exploration Technology Institute of Jiangsu Province, Nanjing 210049 , Jiangsu, China
摘要
为探讨米卢里河上游砂金分布区金物质来源,寻找原生金矿找矿线索,本文系统分析了研究区主要地质单元岩石样品的金含量,分析结果显示“泛非期”淡色含石榴子石花岗岩和含石榴子石伟晶岩具有较高的金含量,与成矿作用关系密切,是区域原生金矿的矿源层。通过对矿化异常进行工程验证,成功发现地表原生金矿体2条,品位均在10×10-6 以上,赋矿脉体为岩浆热液石英脉,该类脉体围绕含石榴子石伟晶岩发育,围岩为莫罗奎组软弱岩层。在此基础上得出金矿的形成受淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩、D3期韧性变形构造以及围岩条件等多重因素控制的结论,认为莫罗奎组中节理、裂隙及微断层发育的虚弱部位,同时分布淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩和岩浆热液石英脉的地区是成矿有利地段,对于区域找矿具有重要的指示意义。
Abstract
This study aims to investigate the source of gold material in the placer gold distribution area of the upper Meluli River and identify prospecting indicators for primary gold deposits. This paper employs systematic analysis of gold content in rock samples from major geological units. The results reveal that Pan-African-period garnet-bearing leucogranites and garnet-bearing pegmatites exhibit anomalously high concentrations of gold. This explains their close genetic relationship with gold mineralization processes andtheir roleas the source beds for regional primary gold deposits. Following engineering verification, two surface primary gold orebodies were discovered, both grading in excess of 10×10-6 . The ore-hosting veins are magmatic-hydrothermal quartz veins that occur within soft and weak rock layers of the Molocue Formation and are adjacent to garnet-bearing pegmatites. The study concludes that gold mineralization is jointly controlled by multiple factors: garnet-bearing leucogranites, garnet-bearing pegmatites, D3-phase ductile deformation structures, and favorable wall-rock conditions. It proposes that prospective metallogenic areas in the Molocue Formation are characterized by structurally weak zones with developed joints, fractures, and micro-faults, where garnet-bearing leucogranites, garnet-bearing pegmatites, and magmatic-hydrothermal quartz veins coexist. These findings provide significant guidance for regional prospecting efforts.
0 引言
随着中国经济的持续飞速发展,金等贵金属成为极度消耗和急需矿产,是国家亟须进一步开发和勘查的矿产资源(尚凯凯等,2022)。莫桑比克广泛分布脉型原生金矿和冲积型砂金矿,大多数金矿与太古宇克拉通和元古宇莫桑比克活动带有关(中国地质调查局发展研究中心境外矿产资源战略研究室,2007)。由于经济发展水平有限,20世纪90年代以前,金矿开采以矿农为基本单位的砂矿开采为主,原生金矿勘查及开采活动较少。近年来,莫桑比克政府不断加大基础设施投入,鼓励开发矿产、能源、农林渔业等资源(商务部国际贸易经济合作研究院等,2021),在政府主导下逐渐建立了规模化、有序化的矿产品勘查、开采和出口产业链。 2016年,中国与莫桑比克两国确立全面战略合作伙伴关系,莫桑比克成为中国对外开展国际产能合作、能源合作和农业合作的重点国家,也是“一带一路”倡议在非洲的重要合作国(董津蒙等,2022),中资企业也逐渐成为推动莫桑比克矿业发展的重要力量,而金、铌、钽等当地优势矿种也成为中资企业热衷投资的热门产品。
米卢里河是莫桑比克北部区域性重要河流,发源于西侧赞比西省纳马科马地区山地,在莫桑比克重要港口城市安戈谢以南约 30 km 的安贝镇入海,总长约 230 km。研究河段距发源地约 30 km,位于该河流上游,中心坐标为东经 38°50'00″,南纬 15° 22'00″,该区域砂金富集,是中资企业投资开矿的重要区域。但区域砂金矿分散、规模小、资源量有限、投资回报率低,多数企业采用了“就砂金找岩金”的方法,把重心转移到了岩金矿勘查。由于该国地质勘查程度低,莫桑比克矿业部资料室出售的地质矿产资料与实际情况出入较大(车海龙等,2014),缺乏可用于指导找矿的可靠资料,增加了中资企业矿业投资的风险,部分企业盲目购入矿权,并投入大量的金钱进行勘查却不能获得收益。迄今为止,区域内少有成功发现岩金矿的案例。
在空白区开展找金工作,如何快速、简单、准确圈定靶区显得尤其重要(胡君春等,2020)。只有充分了解金的来源才能分析出金矿形成的条件和有利地段,才能正确地圈定靶区并选择有效的方法手段开展工作。米卢里河流域以往未开展过砂金的来源和地质单元含金性等方面的研究,缺少可用于指导找矿的可靠资料和成功案例是该区域开展原生金矿勘查的不利因素。为指导中资企业正确的圈定矿权、靶区和部署工作,降低投资风险,本文采用岩石地球化学测量,在砂金分布区采集主要地层、岩体和石英脉样品分析含金量,探讨金物质来源,寻找有用找矿信息,总结找矿方法,以期为当地的中资企业提供参考和借鉴。
1 区域成矿地质背景
区域地层形成受基巴拉(Kibraian)造山运动以及泛非运动影响,北部以 WSW−ENE 走向的卢里奥带为界(图1a、b),形成了一套以麻粒岩相、角闪岩相变质岩为主的变质基底,称之为楠普拉群,包含莫库巴组(Mocuba)、拉帕莱组(Rapala)、莫罗奎组 (Molocue)和库里错组(Culicui)4 个正副片麻岩岩组。莫库巴组(Mocuba)、拉帕莱组(Rapala)岩性以变火山岩、变深成岩和 TTG 花岗岩为主;莫罗奎组(Molocue)为一套表壳岩组合,岩性复杂,包括变火山岩、超基性变质岩、含磁铁矿黑云斜长片麻岩、石英岩等;库里错(Culicui)组为一套粒度不同的含“眼球 ”花岗片麻岩组合(Macey et al.,20072010Thomas et al.,2006)。
区域以北东向线性构造格局为主,共经历了 3 期韧性、半韧性造山变形作用,分别是基巴拉期造山变形作用(D1),泛非期造山变形作用(D2)以及晚泛非期变形作用(D3),3 期构造变形叠加形成了区域复杂的构造形式(Sacchi et al.,1984Cadoppi et al.,1987Macey et al.,2010)。其中 D3 期构造活动受纳玛玛剪切带(Namama shear zone,简称 NSZ)影响形成,以北东向雁行状排列的韧性断层为主,研究区含金矿脉和围岩中微断层与该期构造活动方向一致。
岩浆岩以早古生代(晚泛非期)大规模中酸性岩浆侵入活动和伟晶岩化作用为代表(徐涛等, 2022),同时受同期发生的D3期变形作用影响,形成了大量 NE 向分布的碱长、二长花岗岩体和伟晶岩体。该套岩体在卢里奥带以南被称为穆鲁普拉岩套(Murrpula),测年结果显示矿物结晶年龄为 515~495 Ma(Macey et al.,20072013Thomas et al., 2006Miller et al.,2013)。
1莫桑比克米卢里河上段大地构造位置简图(a)及区域地质特征图(b)
区域金矿化主要以砂金为主,多产于米卢里河沿线的支流细谷、盆地的沉积砂砾石层中,砂金矿床类型属冲积型砂金矿,矿体规模均较小,资源量有限。米卢里河沿线迄今尚未发现成熟的岩金矿,属岩金矿勘查空白区,仅笔者主持完成的Kazuzu地区金矿普查取得了有限成果(徐涛等,2022)。而邻近的上利哥尼亚地区现已发现多个中小型金矿,包括 Apocoto II金矿、Cavalo 金矿、Cochilina 金矿等,地理坐标为南纬 15°40'00″~15°55'00″,东经 38°10'00″~38°30'00″,类型属石英脉型金矿,金赋存在岩石晚期热液形成的石英脉或长英质脉中,矿石品位一般 3×10-6~5×10-6,高者可达数十个 10-6,金矿体呈北东走向,控矿构造为纳玛玛剪切带及其次生构造 (Cílek,1989),Kazuzu 地区金矿同属于该类型。由于该国矿产多属私人资产,保密性强,可发掘利用的有用信息较少。
2 研究思路、方法和技术手段
米卢里河上游河段及其支流均属季节性河流,支流发育,呈典型的“树枝状”形态,沿线支流采金活动繁盛,主干河道砂金相对较少。本文选择其北侧最大支流砂金分布区作为研究区,该支流河段是米卢里河上游最大砂金开采地,采金区分布于支流中段,根据统计,当地居民每日采金量总计在 5~15 g。该区地理位置邻近上利哥尼亚,与上利哥尼亚地区均属楠普拉群、“泛非期”花岗岩和伟晶岩分布区,构造上受 D3期构造活动影响,和上利哥尼亚地区成矿条件相近,具有形成原生金矿的潜力。
研究支流长约 5 km,断面呈 V字形,水流较弱,搬运能力有限,沉积物泥、砂、砾石混杂,分选和磨圆度均较差,采金区主要分布于支流中段。从当地金农手中购得少量含金重砂开展了矿物组成分析和金颗粒特征电镜扫描,结果显示砂金粒径多为0~1.2 mm,基本无磨圆,金颗粒表面发育石英等连生矿物及矿物脱落形成的印模,显示为近距离搬运的产物。除金外还含有丰富的独居石、石榴子石等矿物,对砂金及重矿物的物源起到一定的指示作用。
2研究区地质及岩石地球化学样品位置分布图
1—含磁铁矿黑云斜长片麻岩,局部为含石榴子石片麻岩(莫洛奎组);2—条带状黑云斜长片麻岩(莫洛奎组);3—斜长角闪岩(莫洛奎组);4— 混合岩化含黑云条带片麻岩(莫库巴组);5—眼球状花岗片麻岩(库里错组);6—等粒花岗岩(穆鲁普拉岩体);7—淡色含石榴子石花岗岩(穆鲁普拉岩体);8—含石榴子石伟晶岩(穆鲁普拉岩体);9—普通伟晶岩;10—金矿脉;11—片麻理产状;12—采样点(低于维氏值);13—采样点 (高于维氏值但低于矿化值);14—采样点(达到矿化级);15—水系
注:伟晶岩和金矿脉均进行了放大处理;维氏值=4×10-9Vinogradov,1962)。
金颗粒存在与石英连生现象,结合上利哥尼亚地区已发现的金矿均为石英脉型金矿等事实推测区内原生金矿大概率是石英脉型金矿,其来源无外乎在区域变质过程中由于地层的变质分异形成含金石英脉,或岩浆在演化过程中析出含金流体形成含金石英脉。开展岩石地球化学测量,针对性地采集主要地质单元的岩石样品,对比分析金含量,能较好地解决金的来源问题,并可能获得更多的找矿线索,继而为区域岩金矿勘查指明方向。此外,研究区属浅覆盖区,河谷沿岸、分水岭、斜坡带等冲刷较强烈的地区有较多基岩出露,区内楠普拉群各岩组岩性出露较齐全,“泛非期”花岗岩和伟晶岩发育,岩石风化较弱,以新鲜或弱风化为主,是开展岩石地球化学测量的良好地段。结合区域地质工作程度较低的现实情况,采用岩石地球化学测量更有助于了解地区成矿地质背景,也更有利于下一步工作的部署,因此选择岩石地球化学测量作为此次研究工作的技术手段。
3 采样与测试
为对比研究米卢里河上游砂金异常区岩石金含量特征,寻找有用找矿信息,有针对性地采集主要地质单元的岩石样品,如楠普拉群各岩组地层, “泛非期”花岗岩、伟晶岩,各类石英脉进行测试分析。采样点部署于砂金分布河段的上游及两侧斜坡带,对点距、线距不做要求,仅根据实际露头情况按岩性采集地表新鲜岩石样品(图3),要求地层和岩体样品单样体积不低于 3 cm×6 cm×9 cm的规格,石英脉体单样重量不少于 2 kg的规格,以满足岩石分析、岩矿鉴定(图4)及后续研究等多方面的需要。采集样品的同时进行地质点描述,编制研究区地质图,开展成矿背景研究,以便后期更好地对分析结果进行解释及圈定找矿靶区。本研究总计采集各类岩石样品 40件(图2),采集点覆盖了研究区所有基岩出露点,样品种类涵盖了研究区主要的地层、岩体及脉岩,能更好地满足开展研究区主要地质单元金含量对比分析,达到寻找有用找矿信息,圈定找矿靶区的目的。
测试由南非 ALS(澳实)实验室承担,分析方法采用泡沫塑料富集-电感耦合等离子体质谱法。样品经破碎—研磨—溶解—泡沫塑料吸附分离后加入硫脲解脱液制成试料溶液。测试使用仪器为 X series 2等离子体质谱仪,原子吸收分光光度计型号为GGX-900,金分析精度为0.01×10-9
3研究区主要岩石宏观照片
a—含磁铁矿黑云斜长片麻岩(莫洛奎组);b—条带状黑云斜长片麻岩(莫洛奎组);c—斜长角闪岩(莫洛奎组);d—混合岩化含黑云条带片麻岩(莫库巴组);e—眼球状花岗片麻岩(库里错组);f—等粒花岗岩(穆鲁普拉岩体);g—淡色含石榴子石花岗岩(穆鲁普拉岩体);h—含石榴子石伟晶岩(穆鲁普拉岩体);i—普通伟晶岩
4 测试结果及验证
4.1 测试结果分析
测试结果显示(表1),莫库巴组(Mocuba)、莫罗奎组(Molocue)和库里错组(Culicui)地层金含量较低,部分“泛非期”花岗岩和伟晶岩也显示低值特征 (2.00×10−9 以下),但淡色含石榴子石花岗岩和伟晶岩显示了较高的金含量(8.00×10−9~96.62×10−9)。石英脉中金含量变化较大,多数金含量较低(2.00×10−9 以下),少量产于石榴子石伟晶岩外围的石英脉则表现出了极高的金含量值特征,如点GP−32、GP−35 金含量分别为340×10−9 和520×10−9
对于金矿的成矿物质来源一般有 2 种观点,金来源于含量高的地层(矿源层)或来源于原始金含量较高的花岗岩(孙景贵,1999),也就是说原始金来源于具有一定规模的含金地质单元。从研究区主要地质单元金含量直方图(图5)中可以看出,研究区地层金含量均低于地壳平均值 4×10−9 (维氏值),与原生金矿的成矿关系不明显。岩体中“泛非期”淡色含石榴子石花岗岩金含量平均值为 9.72× 10−9,高于地壳平均值的两倍,理论上具备提供金矿体形成所需的成矿物质的能力。区域上淡色含石榴子石花岗岩体以小岩体为主,规模在 100 m×100 m以下,其外围常可见含石榴子石伟晶岩,二者为伴生关系。含石榴子石伟晶岩长10~50 m,宽5~15 m,走向均为NE,前人认为区域上广泛分布的伟晶岩形成于穆鲁普拉岩浆活动的晚期,代表了岩体形成过程中温度和压力的降低,以及岩浆由熔体相到熔体和流体结合的二元相的转变(Macey et al.,2006)。测试结果显示含石榴子石伟晶岩金含量平均值为 12.59×10−9,略高于淡色含石榴子石花岗岩,少量小型的石榴子石伟晶岩细脉(宽一般小于 0.5 m)金含量平均值达到了 54.61×10−9,远高于淡色含石榴子石花岗岩,说明淡色含石榴子石花岗岩及伟晶岩在岩体演化过程中曾发生金元素的活化迁移现象,造成了含石榴子石伟晶岩细脉中金元素的富集,也进一步说明了淡色含石榴子石花岗岩具备输出金元素的能力,可作为母岩为原生金矿的形成提供物质来源。矿物组成上,淡色含石榴子石花岗岩和伟晶岩中常可见黄绿色、橘黄色独居石,这与砂金矿物组合中独居石、石榴子石含量较高的特征相吻合,指示含金重砂矿物的来源为淡色含石榴子石花岗岩和伟晶岩分布区。
4研究区主要岩石显微照片(正交偏光)
a—含磁铁矿黑云斜长片麻岩(莫洛奎组);b—条带状黑云斜长片麻岩(莫洛奎组);c—斜长角闪岩(莫洛奎组);d—混合岩化含黑云条带片麻岩(莫库巴组);e—眼球状花岗片麻岩(库里错组);f—等粒花岗岩(穆鲁普拉岩体);g—淡色含石榴子石花岗岩(穆鲁普拉岩体);h—含石榴子石伟晶岩(穆鲁普拉岩体);i—普通伟晶岩
Qtz—石英;Pl—斜长石;Bt—黑云母;Mag—磁铁矿;Kfs—钾长石;Hb—角闪石;Grt—石榴子石;Ms—白云母;Sil—矽线石
1金丰度值测试结果
注:测试数据据南非ALS(澳实)实验室测试(2020年10月)。
5研究区主要地质单元金含量直方图
1—眼球状花岗片麻岩(库里错组);2—混合岩化含黑云条带片麻岩(莫库巴组);3—绿帘石化斜长角闪岩(莫库巴组);4—含石榴子石片麻岩 (莫洛奎组);5—含磁铁矿黑云斜长片麻岩(莫洛奎组);6—条带状黑云斜长片麻岩(莫洛奎组);7—斜长角闪岩(莫洛奎组);8—等粒花岗岩 (穆鲁普拉岩体);9—含石榴子石伟晶岩细脉(穆鲁普拉岩体);10—含石榴子石伟晶岩(穆鲁普拉岩体);11—淡色含石榴子石花岗岩(穆鲁普拉岩体);12—普通伟晶岩(穆鲁普拉岩体)
研究区广泛分布 3 类石英脉(图6):(1)变质残余石英脉:石英脉遭受强变形改造形成,以扭曲变形的肠状、钩状石英脉和局部膨大的石英团块为主,是典型压扁作用产物,脉宽 0.5~3 cm,膨大处可达 10 cm,主要为白色和烟灰色,在莫库巴组(Mocuba)中大量分布;(2)同变质石英脉:在变质分异作用中形成,该类石英脉平行片麻理发育,呈长条状,脉宽1~3 cm,边部平直,同一条脉体脉宽均一,研究区地层中均大量分布;(3)岩浆热液石英脉:该类石英脉为岩浆热液侵入围岩裂隙形成,多为白色,少量为浅粉红色、烟灰色,呈长条状,宽 0.5~10 cm,边部为梳状或锯齿状,不平整,同一条脉体脉宽不均一,具张裂隙填充特征。含黄铁矿、石榴子石、黑云母、电气石、钾长石、钠长石及辉钼矿等矿物,该类脉体仅莫罗奎组(Molocue)可见,围绕含石榴子石伟晶岩发育。本文测试结果显示具较高金含量的石英脉均属第(3)类石英脉,金含量为 9.00×10−9~540× 10−9,平均 224.05×10−9,2 处高值点 GP−32、GP−35 金含量高于 100×10−9,低于边界品位 800×10−9,属矿化异常。据测试单位反馈,测试采用的泡沫塑料富集-电感耦合等离子体质谱法多用于微量金的测定,对于工业矿体或矿化以上的地质体,测试结果往往较实际值偏低,测试人员认为 2 处高值点样品的实际金含量应高于测试结果,有可能高于边界品位,即达到低品位矿体或工业矿体级别。
6研究区主要岩石及镜下鉴定照片(正交偏光)
a—肠状石英脉;b—钩状石英脉;c—同变质石英脉;d—岩浆热液石英脉;e—岩浆热液石英脉透射光下显微照片(正交偏光);f—岩浆热液石英脉反射光下显微照片(正交偏光);Qtz—石英;Pl—斜长石;Bt—黑云母;Py—黄铁矿;Ccp—黄铜矿;Po—磁黄铁矿
从测试结果来看,莫库巴组(Mocuba)、莫罗奎组(Molocue)和库里错组(Culicui)地层金含量较低,不具备形成金矿体的物质条件。但金矿的形成是一个复杂的过程,除了需要一定规模的含金地质单元提供成矿物质外,还需要合适的空间位置条件,地层对成矿的控制作用也可表现为以其有利的岩性以及活泼的化学性质和屏蔽作用为矿质的就位、沉淀和矿体的定位提供了良好的空间位置(陈可等,2021)。莫库巴组(Mocuba)、库里错组(Culicui) 岩性以变火山岩、变深成岩及花岗片麻岩为主,韧性和硬度相对较强,岩石完整度高,如库里错组花岗片麻岩,在漫长的地质演化过程中,钾长石等大颗粒矿物均被拉伸为细长眼球状,但岩石中却很少出现破碎和节理。莫罗奎组(Molocue)岩性复杂,软硬层相间,条带状片麻岩和含磁铁矿片麻岩中节理、裂隙发育,并可见一些断距 5~10 cm 的微断层,该组断层走向以北东向为主,与D3期构造线方向一致。从样品分布位置来看,金含量值较高的岩浆热液石英脉也均发育于莫罗奎组(Molocue)中,因此推测,D3 期韧性变形活动造成了莫罗奎组(Molocue) 局部软弱层的破碎,形成了热液运移、物质沉淀的良好通道和场所,为金矿的形成提供了有利的空间位置条件。
在上述分析的基础上,笔者认为淡色含石榴子石花岗岩是原始金的来源;岩浆热液石英脉是原生金的赋存脉体;D3期韧性变形活动造成了莫罗奎组 (Molocue)局部软弱层的破碎,为金矿的形成提供了有利的空间位置条件。在此基础上大胆推测莫罗奎组(Molocue)中淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩及岩浆热液石英脉发育的组合地段是成矿的有利地段,满足上述条件的 2 处金含量高值点作为靶区开展工程验证有较大的把握可取得找矿突破。
4.2 工程验证
在合理分析研究区主要地质单元金含量和成矿地质条件基础上,针对 2 处金含量高值点靶区实施浅井和钻探工程(图7图8)进行验证,系统的采样测试结果显示2处靶区均存在工业品位以上的含金矿脉。
1 号脉体位于研究支流的北侧,见矿视厚度 0.7 m,围岩为莫罗奎组(Molocue)含磁铁矿黑云斜长片麻岩,测试结果显示金品位为 14.2×10-6,含金脉体为岩浆热液石英脉,宽 2~10 cm,小角度斜切片麻理发育,脉体见明金,粒径0.1~1.0 mm,发育钾长石、钠长石、石榴子石等矿物,脉体南侧约 10 m 分布含石榴子石伟晶岩,走向NE,宽约5 m。2号矿脉位于该支流南侧约 400 m,见矿视厚度 0.5 m,莫罗奎组 (Molocue)含磁铁矿黑云斜长片麻岩,测试结果显示金品位为 13.9×10-6,含金脉体为岩浆热液石英脉,宽 1~4 cm,平行片麻理发育,脉体见明金,粒径 0.1~2.0 mm,发育电气石、钠长石等矿物,脉体东侧约 15 m 分布含石榴子石伟晶岩,走向 NE,宽约 10 m。2 处原生金矿脉的发现,验证了金来源于莫罗奎组 (Molocue)中淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩及岩浆热液石英脉发育的组合地段,岩浆热液石英脉是原生金赋存脉体等推断的正确性,可用于指导找矿。
7靶区浅井工程(a)及钻探工程(b)照片
8靶区浅井(a)及钻探(b)明金照片
5 讨论
5.1 金矿脉特征及控矿因素分析
1 号和2号含金的脉体具有相似的表现特征,矿体由莫罗奎组(Molocue)数条相互平行的含金细脉组成,含金细脉均平行于片麻理发育,脉体中黄铁矿等含硫矿物较少,钾长石、钠长石、石榴子石、电气石等伟晶岩内常见矿物较发育,成分上更接近于长英质脉而非纯粹的石英脉。围岩蚀变以绢云母化为主,发育于含金脉体两侧的片麻岩中,蚀变带宽 0~30 cm,绢云母呈细小鳞片状在片麻岩中分布,显示热液与围岩发生了一定的交代作用,但交代作用并不强烈。
含金矿脉与含石榴子石伟晶岩伴生,而含石榴子石伟晶岩常发育于淡色含石榴子石花岗岩的外围;从金含量上看,淡色含石榴子石花岗岩—含石榴子石伟晶岩—岩浆热液石英脉金含量是一个逐渐升高的过程;从矿物成分上看,三者之间所含矿物种类较一致,区别在于含量的多少和粒度的差异。说明了含金石英脉的形成和淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩关系密切,三者属于先后的继承关系。在成矿过程中,岩浆活动本身为金矿的形成提供了物源和热流体条件,淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩、岩浆热液石英脉代表了金矿形成过程中流体和物质迁移、富集、成矿的 3 个阶段,不同的演化阶段相互递进控制了原生金矿的形成。
此外,含金石英脉产于莫罗奎组(Molocue)节理、裂隙及微断层发育的虚弱部位。莫罗奎组(Molocue)软弱相间的岩性条件有利于破碎的发生,而 D3期韧性变形为破碎的发生提供了动力,为金矿体的形成提供了围岩和构造条件。
总的来说,莫罗奎组(Molocue)中节理、裂隙及微断层发育的虚弱部位,同时分布淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩及岩浆热液石英脉的组合地区是成矿的有利地段,该推测已在研究区得到验证,可作为区域上其他相似空白区寻找原生金矿的标志和工作部署的依据。具体的工作流程可按照从大到小的原则开展,即在砂金区通过地质测量等手段寻找淡色含石榴子石花岗岩体,在淡色含石榴子石花岗岩体外围寻找含石榴子石伟晶岩,围绕含石榴子石伟晶岩寻找节理、裂隙和微断层发育的虚弱部位及岩浆热液石英脉作为找矿靶区开展工程验证。
5.2 金矿成因探讨
金矿床主要为后生成矿产物,岩浆岩、变质岩、沉积岩均可作为矿源岩为后来的矿床形成提供物质来源(核工业部地质局黄金办公室和第三研究所情报室,1987)。Macey et al.(2007)认为:金来源于楠普拉群形成之前的古老伟晶岩,含金的伟晶岩风化裂解成为沉积物源,导致了楠普拉群普遍含金。本文地层样品的分析结果显示区内地层金含量均在 2×10−9 以下,低于地壳平均值。而地层中的变质残余石英脉体和同变质石英脉体同样具有较低的金含量,排除了因变质分异作用,造成金在石英脉中富集,进而造成地层中金元素贫化的可能。因此认为,金来源于地层的可能性较小。
研究区分布较多“泛非期”酸性花岗岩和伟晶岩,其中含石榴子石细粒花岗岩和含石榴子石伟晶岩金含量在 8.00×10−9~96.62×10−9,最有可能为金矿的形成提供物质来源。一般来说岩浆成因的石榴子石虽然少见,但在过铝质酸性岩浆岩中却有出现 (Green,1977),通常被定义为S型花岗岩,主要是通过陆壳沉积物部分熔融形成(Chappell and White, 1974)。该类型岩浆熔体具高硅、富碱、过铝质特征 (Manning,1981),通常伴有幔源基性岩浆物质的加入(王洛娟等,2021)。岩浆体系中幔源物质的加入可能会成为金成矿的重要物质基础(姚晓峰等, 2021),国内如郭家岭型、伟德山型及崂山型等与金矿成因密切相关的花岗岩体,均为幔源和壳源岩浆不同程度混合及结晶分异形成(宋明春等,2015)。强烈岩浆活动诱发广泛的流体循环(王斌等, 2021),萃取幔源物质中的金元素,熔体向浅部的迁移导致流体因降温、降压而沸腾,原本相容的金元素也逐渐变得强烈不相容,随流体往熔体外围迁移,在伟晶岩中富集,并最终在围绕伟晶岩发育的岩浆热液石英脉中沉淀成矿,该假设也与含石榴子石细粒花岗岩脉—含石榴子石伟晶岩—岩浆热液石英脉中金含量渐次升高的特征相吻合。而 D3期韧性剪切作用和合适的围岩条件为金矿的最终形成提热液运移通道和容矿空间,与国内辽宁白云金矿、山东三山岛金矿、山东新城金矿等韧性剪切带作用与岩浆热液作用成矿系统的复合成矿(王军升等,2011),在成因上可能较为相似。
6 结论
(1)研究区主要地质单元的岩石样品岩石地球化学分析结果显示区内莫库巴组(Mocuba)、莫罗奎组(Molocue)和库里错组(Culicui)等地层金含量低,不具备形成金矿体的物质条件;“泛非期”淡色含石榴子石花岗岩具较高的金含量,在岩体演化过程中曾发生金元素的活化迁移,具备输出金元素的能力,是区域原生金矿的矿源层。
(2)淡色含石榴子石花岗岩、含石榴子石伟晶岩为金矿的形成提供了物质基础,莫罗奎组(Molocue) 软硬相间的岩性特征和 D3期韧性变形活动为金矿的形成提供了围岩和构造条件,上述要素均是重要的找矿标志,满足上述条件的地区是金矿形成的有利地段,对于寻找原生金矿具有重要的指示意义。
1莫桑比克米卢里河上段大地构造位置简图(a)及区域地质特征图(b)
2研究区地质及岩石地球化学样品位置分布图
3研究区主要岩石宏观照片
4研究区主要岩石显微照片(正交偏光)
5研究区主要地质单元金含量直方图
6研究区主要岩石及镜下鉴定照片(正交偏光)
7靶区浅井工程(a)及钻探工程(b)照片
8靶区浅井(a)及钻探(b)明金照片
1金丰度值测试结果
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