摘要
坦桑尼亚北部维多利亚湖地区的太古宙克拉通苏库玛兰德绿岩带是寻找金矿的热门成矿带，研究区所在的卢马加沙（Rwamagaza）绿岩带位于苏库玛兰德绿岩带的西部，本文通过开展地面高精度磁法测量、激电中梯测量和激电测深测量相结合的综合物探方法研究，分析了物探异常特征，总结其规律并以此来探讨该地区寻找构造蚀变岩型金矿的综合物探勘查技术方法。经工程查证，在物探异常区内发现了金矿体，得出综合物探方法在该地区具有一定的找矿效果。
Abstract
The Archean craton Sukumaland greenstone belt in the Lake Victoria region of northern Tanzania is a popular mineralization belt for searching for gold deposits. The Rwamagaza greenstone belt, where the research area is located in the western part of the Sukumaland greenstone belt. Through a comprehensive geophysical exploration method combining high-precision ground magnetic measurement, induced polarization gradient measurement, and induced polarization depth measurement, the characteristics of geophysical anomalies were analyzed, and the rules were summarized to explore the comprehensive geophysical exploration techniques for searching for structural altered rock type gold deposits in the region. Through engineering verification, the gold ore body has been discovered in the geophysical anomaly area, and comprehensive geophysical methods have a certain prospecting effect in the region.
0 引言
坦桑尼亚维多利亚湖绿岩带位于坦桑尼亚太古宙克拉通西北部，是坦桑尼亚克拉通的重要组成部分，也是坦桑尼亚重要的金成矿带。绝大多数金矿床（点）赋存在太古宙低级变质作用绿岩带内，产于与同造山作用同期或稍晚的剪切带中（李水平等，2016；彭俊等，2023；司建涛等，2023）。著名的金矿床有布鲁杨胡鲁金矿床（Buluyanghulu，约 375 t）、盖塔金矿床（Geita，约 202 t）、北马拉金矿床 （North Mara，约 64 t）、布兹瓦吉金矿床（Buzwagi，约 115 t）、图拉瓦卡金矿床（Tulawaka，约 35 t）和高登普莱德金矿床（Golden Pride，约84 t）。其中，位于维多利亚湖南部的苏库玛兰德绿岩带规模最大，金矿资源也最为丰富，是坦桑尼亚重要的黄金产地和金成矿研究的热点地区。自2010年以来，笔者所属单位在该绿岩带内实施了多个金矿勘查项目，并取得了丰硕的找矿成果，相继发现了姆瓦莫拉金矿床 （约 34 t）（崔小军等，2013①）、PL10957 金矿床（约 7 t）（赵志强等，2020②）和 PL11642 金矿床（约 5 t）（彭俊等，2023③）。
研究区位于坦桑尼亚盖塔省境内乌锡龙博地区，卢马加沙绿岩带西缘，紧邻图拉瓦卡金矿床（Tu‐ lawaka，约 35 t）东南侧（图1）。地理坐标范围为东经 31°33'38.00″~31°36'15.00″，南纬 3°11'01.00″~3° 14'28.00″。前期通过在研究区内开展土壤地球化学测量工作圈连了 1 条土壤化探异常带，推测该异常带附近可能存在含矿构造带，但由于地表大部分区域为第四系残坡积物覆盖，无法通过传统的地表勘查工作手段来追索和控制构造破碎带，造成目标矿化蚀变带金异常指向性较差，增加了找矿难度。鉴于此，本研究在归纳总结区域各类岩矿石物性特征的基础上，通过开展磁测扫面和激电法等工作手段 （王成等，2025；张平，2025），总结规律并以此来探讨该地区寻找构造蚀变岩型金矿的综合物探勘查技术方法，以期为该地区金矿勘查提供新思路。
1 —元古宙沉积物；2—太古宙绿岩带；3—花岗岩；4—内、外带分界线；5—断层；6—金矿床；7—地名；8—研究区位置
1 地质特征
1.1 区域地质背景
卢马加沙（Rwamagaza）绿岩带位于苏库玛兰德绿岩带的西部（图1），该绿岩带受准平原化作用和红土化作用强烈，基岩出露较差，其西侧被维多利亚湖早期更新统砂岩掩盖，再往西为布科巴沉积物、卡维隆多变质岩和太古宙花岗岩体。绿岩带中出露少量块状基性火山岩及薄层凝灰岩，红土带下高磁性基岩可能为超基性岩。
区域内断裂构造发育，与成矿有关的构造主要为 NW-SE 向断裂，区域航磁显示有多组 NE-SW 向构造，规模较大，延伸约150 km，穿过卢马加沙绿岩带和卡哈马绿岩带西部乌锡龙博分支。受此影响，区内 NW-SE 向、SN 向和 NE-SW 向的次生褶皱、断裂带、剪切带等各种类型、规模的构造带也相当发育。这些强烈的变质变形构造活动为该区金矿床的形成、分布提供了优越的成矿地质条件。
区域岩浆岩较为发育，主要分布在南北两侧，局部呈岛弧状侵入绿岩带内部；岩浆活动主要为花岗岩的侵入作用，在绿岩带内部沿区域构造带发育基性岩脉，呈线状、串珠状分布。
著名的图拉瓦卡金矿床位于卢马加沙绿岩带西部，其金矿平均品位 9.1 g/t，金储量约 20 t。金矿体主要产于构造剪切带中，赋矿围岩以火山成因凝灰岩为主，局部含层状硅酸盐铁建造。图拉瓦卡金矿床紧邻研究区西北侧，无缝对接。经调查发现，图拉瓦卡金矿床为构造蚀变型金矿床，主要控矿构造带为NW-SE向。
1.2 研究区地质特征
研究区位于卢马加沙绿岩带西缘，区内多被第四系残坡积物覆盖，地势平坦。出露岩性单元为卡维隆多群变砂岩、石英岩（图2），区内东南部见少量尼安萨群条带状磁铁石英岩露头。钻孔中除揭露有卡维隆多群变砂岩外，还有尼安萨群变凝灰岩、绿泥石化片岩和绢云母化千枚岩等。近矿围岩受热液蚀变影响，发育黄铁矿化、硅化、绿泥石化、绢云母化等蚀变，其中黄铁矿化、硅化与金矿化关系密切。
区内金矿体主要赋存于构造破碎带内，带内岩性蚀变特征较明显，褐铁矿化、硅化、碎裂岩化为重要的构造找矿标志。集中于构造破碎带内的硅化、黄铁矿化与金矿化的关系密切，尤其是黄铁矿化富集程度与金矿化情况一般成正比关系。另外，地表褐铁矿化带及石英脉的存在可作为找矿的直接标志，但在实际找矿工作中要注意区分含矿和不含矿石英脉。
图2研究区地质及工程分布简图
1—第四系残坡积物（下伏绿岩带）；2—变砂岩；3—地质界线；4—金矿化蚀变带及编号；5—金矿体及编号；6—勘探线及编号；7—激电中梯剖面及编号；8—激电测深点；9—探槽及编号；10—钻孔及编号
2 区域地球物理特征
2.1 区域岩矿石磁性特征
研究区所在的苏库马兰德绿岩带中已发现的金矿成矿类型主要为尼安萨群中的条带状铁建造型、构造剪切带型和石英脉型（Borg et al.，1990； Borg，1992；Borg and Krogh，1999；姜高珍等，2015； 郭景会等，2021）。该区域内岩（矿）石采集整理后，通过 SM-30磁化率仪测定其磁化率值，其结果见表1。对该地区各类岩石的磁化率进行统计分析（程华等，2020），可知该区域内条带状铁建造（BIF）磁性最强，后期侵入的辉绿（长）岩磁性次之，变凝灰岩和千枚岩等磁性较弱，构造蚀变带内岩石最弱 （比磁性最强的 BIF 低 3 个数量级）。利用不同岩（矿）石之间的磁化率差异，可将目标地质体从其他背景场中分离出来，对该研究区缩小靶区有一定的指导作用（程华等，2015；李水平等，2018；袁杨森等，2019；白德胜等，2021；邵江波等，2021；张延奔等，2021；王明明等，2022）。
2.2 区域航磁异常特征
研究区位于苏库马兰德环形内绿岩带和外绿岩带的西部交汇处，紧邻东西向卢马加沙绿岩带西部边缘，具有良好的成矿条件。区域磁异常主要由 NE-SW 向长而窄的线性强磁异常和规则的团状强磁异常组成（图3），数个规则的团状强磁异常组成了半封闭环形异常带（东部闭合，西部敞开）。已知苏库马兰德环形内绿岩带以内的金矿主要以弱磁性的石英脉型金矿床为主（例如布鲁扬葫芦（Buly‐ anhulu）、伯克里夫（Buck Reef）等）（何胜飞等，2014； 龚鹏辉等，2015），而研究区及相邻的图拉瓦卡金矿床均为NW-SE向的剪切构造带控矿（Cloutier et al.， 2005），因此研究区内复杂的构造以及与铁建造 （BIF）型金矿截然不同的磁异常特征（主要位于苏库马兰德环形外绿岩带）为后续的找矿工作提供了新的挑战和机遇。
3 研究区综合物探方法及效果
本文综合物探方法是在前期工作成果的基础上，通过磁法测量选定异常靶区，结合化探异常开展激电中梯测量和激电测深断面测量，了解隐伏含矿构造带的物理特征。激电异常能够发现并圈定地下含金属或金属硫化物的地质体（邓国武等，2016；侯朝勇等，2017；孟有杰等，2020）。综合激电测量成果，对研究区内已发现的金矿化蚀变带进行工程查证。
图3坦桑尼亚苏库玛兰德绿岩带地区航磁异常图
1—内、外带分界线；2—太古宙绿岩带；3—金矿床（①—图拉瓦卡； ②—伯克里夫；③—盖塔；④—布鲁扬葫芦；⑤—姆瓦莫拉；⑥—戈登瑞奇；⑦—朱比利夫）；4—研究区位置
3.1 岩矿石物性特征
研究区大面积为第四系残坡积物覆盖，因此本文仅对钻孔ZK001和ZK002岩心样本的磁性和电性进行了分类研究。研究区岩矿石磁性和电性参数统计特征如表2所示，反映了浅地表层（埋深在 200 m左右）各类隐伏岩矿石磁性特征。发现各类岩矿石磁化率整体偏低，但与区域背景值基本相同，其中金矿（化）石磁化率值最高（2.05×10-3 SI），绿泥石化硅化碎裂岩磁化率次之，均表现为弱磁性特征，虽然数值不高但与其他非含矿岩石比较仍具有明显差异。
通过对岩（矿）石电性参数特征研究发现，金矿 （化）石具有明显的低阻、高极化特征，同时片岩类的岩石结构使其能够形成一定规模的低阻异常，与之相比硅质岩、绢云石英千枚岩和绿泥石化硅化碎裂岩则表现为明显高阻。
表2研究区岩（矿）石磁性和电性特征
钻孔岩心岩石磁性和电性参数的空间分布特征反映了岩石磁化率、电阻率和极化率参数的离散特性。从图4中可以看出，钻孔 ZK001 岩心内绿泥石化硅化碎裂岩的磁性明显强于其他岩性。钻孔内的相对高阻一般集中在绿泥石化硅化碎裂岩（含矿构造带）的中心区域；而高极化则集中在绿泥石化硅化碎裂岩（含矿构造带）与顶底板围岩的接触部位。含矿构造带内的岩（矿）石表现出高阻、接触部位高极化的物性特征，这与该层位岩心相对完整、重结晶较好，硅化程度较高，金属矿化少等因素有关。
图4研究区钻孔ZK001岩心磁化率曲线和视电阻率值、视极化率值分布图
综上所述，研究区内含矿构造易形成于绿泥石化硅化碎裂岩（中磁、高阻、接触部位高极化）与下部围岩的接触部位，其与片岩（微磁、低阻、可能高极化）、千枚岩（微磁、一般电阻率、低极化）和硅质岩（微磁、高阻、低极化）等能形成明显物性差异。利用不同岩（矿）石之间的物性差异，可将目标体 （含矿构造带）从其他背景场中分离出来，对该地区寻找构造蚀变岩型金矿有一定的指导作用。
3.2 地面高精度磁法异常特征
在区域航磁异常基础上，利用更大比例尺、更高精度的地面高精度磁测可以圈定更细微的局部磁异常，通过后期处理解译，能更科学的推断出局部含矿磁性地质体位置。通过在研究区开展的1∶1 万地面高精度磁测（图5），发现研究区内磁异常差异明显，正负磁异常极值相差 3400 nT（-2200 nT~1200 nT）；表现为NE-SW向线性排列的强磁异常带和 NW-SE 向串珠状的弱磁异常带。前者走向与区域断裂带方向一致，应该为基性侵入岩（辉绿岩）脉的异常反映，异常带编号为C3~C8；后者推测为弱磁性岩石充填的次级构造的反映，异常带编号为 C1、 C2，由于C1、C2磁异常带的位置、规模、延伸方向与地表发现的构造带位置基本吻合，是区内寻找构造蚀变岩型金矿的有利靶区。
图5研究区地面高精度磁测异常平面图
1 —磁异常带及编号；2—物探剖面及编号；3—钻孔及编号
地球物理反演是根据地面上所测得的地球物理场分布情况，推测计算出目标体在地下的空间分布的一种方法，即根据数据来重建物理模型。本文地球物理反演采用的岩（矿）石磁性参数参考区域岩（矿）石磁化率特征参数（表1）。图6为研究区 01 勘探线剖面和物探综合异常剖面图，图6a中 ΔT 化极曲线在 C1、C2磁异常位置明显突起，反演后的计算曲线与实测曲线拟合度较好（图6b），说明磁性体对应了实测高值异常，即 C1、C2磁异常系由下端延伸有限、北倾的、有限板状的隐伏弱磁性绿泥石化硅化碎裂岩引起。通过钻孔 ZK001 对 C1 磁异常和后期电法的 D1 高阻异常进行了验证（图6c），揭示了绿泥石化硅化碎裂岩的赋存位置与交互反演的磁性体在空间位置上基本保持一致。说明了C1、C2 磁异常带确实由深部含矿构造带内岩石（绿泥石化硅化碎裂岩）引起。
3.3 激电中梯剖面异常特征
为了探究C1、C2磁异常带及其东南方向延展区域地下隐伏含矿地质体可能的平面展布形态，本研究共布置了8条激电中梯剖面测量，测线方向垂直含矿构造带并与之相交。由激电中梯视电阻率和视极化率平面剖面图（图7）可知，每条剖面对应的高阻、高极化带具有良好的连续性，其中最显著的 D1 高阻、高极化异常带的展布形态对应了M1金矿化蚀变带的分布特征，其北部位置也与C1磁异常带重合。
图6研究区01勘查线剖面和物探综合异常剖面图
a—6线物探综合剖面图；b—磁法精测剖面人机交互反演图；c—钻孔ZK001剖面地质简图；1—强磁性体（绿泥石化硅化碎裂岩）；2— 弱磁性体（片岩、千枚岩等）；3—地形线
图7研究区激电中梯剖面异常特征
1 —视电阻率曲线；2—视极化率曲线；3—激电异常带及编号；4—磁异常带及编号；5—已控制含金矿脉及编号
通过对研究区6线地质-物探综合剖面图（图8） 进行分析，在 800~900 号点区间内视电阻率呈明显高阻，视极化率呈明显高极化；同时该处的土壤化探也存在明显金异常显示。经地表探槽 TC01和后期钻孔 ZK001 验证，发现了近直立的 M1 金矿化蚀变带和 M1-Ⅰ金矿体，其垂向投影位置与上述“高阻、高极化、化探金异常”中心基本对应。同时与钻孔中绿泥石化硅化碎裂岩的岩石物性也基本吻合，应为同源地质体的综合显示。
3.4 激电测深异常特征
为了解 M1 金矿化蚀变带的垂向断面异常特征，在研究区 02 勘探线上布置了 1 条激电测深剖面。图9为研究区 02 勘探线地质-物探综合剖面图，-40~0 号点和 160～200 号下方视电阻率值呈陡降趋势，异常宽度较窄且突出。以视极化率 ηs= 3.2% 为异常下限，圈定高极化率异常两处，一处位于-60～120号点下方，异常范围在高程1050 m及以下；一处位于 160～280 号点下方，异常范围在高程 850~1200 m。两处异常均略向 NE 倾斜，并且与视电阻率断面图中的高阻、高低阻过渡带区域对应，结合矿区地质特征，认为上述陡降的低阻带为“高阻、高极化”异常带内发育的构造碎裂带。
通过探槽TC09和后期施工钻孔ZK002验证，证明了东部 M1金矿化蚀变带的存在，其与 C1磁异常带和 F1 构造碎裂带的位置基本一致。ZK002 在孔深121～127 m处发现上述目标体（金矿化蚀变带），该构造碎裂带内有明显的强碎裂化、黄铁矿化。
图8研究区6线地质-物探综合剖面图
a—激电中梯视电阻率曲线图；b—激电中梯视极化率曲线图；c—土壤化探金异常图；d—钻孔ZK001剖面地质图
图9研究区02勘查线地质-物探综合剖面图
a—钻孔ZK002剖面与激电测深视电阻率断面图；b—钻孔ZK002剖面与激电测深视极化率断面图；1—金矿化蚀变带及编号；2—金矿体及编号；3—推测构造碎裂带
综上所述，根据研究区岩（矿）石物性参数特征，运用地面高精度磁测可以了解与金成矿相关构造带的延展情况；激电测量（激电中梯和激电测深） 工作则可以利用含矿构造蚀变带“高阻、相对高极化”的异常特征，细致的划分其在平面和垂向断面空间延展情况。因此，在该地区运用综合物探勘查手段来划分靶区和细分含金构造带具有实际地球物理指导意义。
4 效果验证及总结
4.1 工程验证
通过地表工程和深部钻探对圈定的物探综合异常进行查证，在研究区中部发现了 1 条金矿化蚀变带M1，正好对应了激电中梯测量D1高阻、高极化异常带的展布形态，其平面位置也与C1磁异常带重合。该金矿化蚀变带呈 NW-SE 向展布，延伸长度约 1.50 km，宽 1.5～4.5 m，总体走向约 140°，倾角一般65°～80°，局部近乎直立；并在该金矿化蚀变带内圈出了 1个金矿体 M1-Ⅰ，矿体平均厚度 1.50 m，平均品位1.23 g/t，矿床规模为小型。由于该金矿体在走向和倾向上均未封闭，根据物探综合异常特征推测矿体在走向和倾向上有继续延伸的可能。
4.2 物探找矿标志
（1）地面高精度磁法测量能获得研究区内清晰的地磁场结构，能客观地反映岩体、区域构造和剪切构造带等引起的异常特征。即研究区内 NW-SE 向次级构造是寻找构造蚀变岩型金矿的目标和方向。
（2）研究区激电中梯测量成果显示了含金蚀变破碎带对应高阻、相对高极化异常的分布特征，即 “高阻高极化”异常带的连线方向反映了浅地表构造蚀变带的延展方向，该特征为寻找和推断隐伏矿体提供了依据。
（3）通过激电测深测量了解到本区激电异常在深部常伴随有强烈的硅化和碎裂岩化，这与苏库玛兰德绿岩带外环条带状铁建造型金矿的低阻高极化有明显差别。
5 结论
（1）根据研究区内磁异常、激电异常分布特征，以及与构造蚀变带的关系，结合区域成矿地质背景，总结出研究区的地磁、激电指标为：ΔT磁场次级异常带、高阻或高低阻梯度带、相对高极化带是本区寻找构造蚀变岩型金矿的相对有利地段。
（2）区域成矿理论研究表明，研究区主要控矿构造为 NW-SE 向韧-脆性剪切带或次级断裂破碎带。在韧性变形基础上叠加的脆性断裂构造是成矿物质聚集的重要场所，是重要的含矿储矿构造，而韧性部分的构造变形带起到了构造动力分异和成矿物质活化的作用。金矿体均赋存在构造破碎带内，并与围岩形成了较大的物性差异，且越靠近构造中心差异特征越明显。根据此特性可以开展多种物探探测手段来反映隐伏含金构造剪切带的空间展布特征，以本研究为例，区内已发现的 M1金矿化蚀变带走向与发现的高阻相对高极化带平行，同时在垂向空间上M1金矿化蚀变带与F1构造碎裂带的位置基本一致，并已通过钻孔证实。
（3）通过本研究在卢马加沙绿岩带西缘覆盖区提出了综合物探方法找矿理论，这为后期利用和借鉴本研究成果来寻找隐伏含矿构造创造了有利条件。单一的物探工作手段提供的找矿信息有限，因此无法对金矿体的形态做出更细致的判断。相信通过后期不断完善相应理论研究，将会逐渐扩大该地区的找矿成果。
注释
① 崔小军，王建光，白德胜，杨东潮，袁杨森，李水平，马占有，李旭庆，张红军，张雷，杨九鼎，张江波，游玉华，常俊涛，冉钊，曹义甲，杜学良，王帅，马振兴，张泽夏，司建涛，彭俊，杨达，孟有杰，毛金彪，杨毅明，王科伟，梁永安，郭沈鑫，马利峰.2013. 坦桑尼亚姆瓦莫拉地区金矿详查[R]. 郑州: 河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院.
② 赵志强，袁杨森，孟有杰，彭俊，张超，邵江波，司建涛，王滑冰，毛金彪，梁永安，郭鑫，曹义甲，王金路，刘记光，都鹏飞，楚明春，白磊，陈璐璐，沈芳，黄达，柴丽洁，祁东，张明礼，姚明高 .2020. 坦桑尼亚尼昂华莱（Nyang’wale）地区 PL10957（原 PL9110）矿权区金矿普查[R]. 郑州: 河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院.
③ 彭俊，张超，祁东，梁永安，孟有杰，邵江波，王科伟，楚明春，曹义甲，毛金彪，柴丽洁，白磊，陈景伟，陈璐璐，黄达，卫建征，张明礼，郭鑫，沈芳，王金路，李刘奇，姚明高，杨保忠 .2023. 坦桑尼亚欣延加地区 PL11642 矿权区金矿普查[R]. 郑州: 河南省第二地质矿产调查院有限公司.