塞拉利昂中部马卡利地区金矿特征及成矿远景

张予祥

(1.河南省地质调查院，郑州 450001；2.河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，郑州 450001)



塞拉利昂中部马卡利地区金矿特征及成矿远景

张予祥1,2

(1.河南省地质调查院，郑州 450001；2.河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，郑州 450001)

摘要：塞拉利昂中部马卡利地区出露有大片的太古界花岗-绿岩带地质体，其金矿资源丰富。通过矿产勘查和成矿规律研究表明，金的来源与太古界花岗-绿岩带地体密切相关。岩金矿床类型为含铁建造金矿床，主要赋存于绿岩带的绿片岩中及含铁建造的片岩中，受褶皱和断裂构造控制；砂金矿的类型为河流冲积型砂金矿，主要分布在花岗-绿岩带内及其周边河流中的全新统冲积层中下部砂砾石层中。重砂异常和地球化学异常区内具备良好的岩金、砂金成矿地质背景和找矿前景，实施砂金-岩金综合找矿方法，找矿潜力巨大。

关键词：花岗-绿岩带；金矿特征；成矿远景；马卡利地区；塞拉利昂

0引言

塞拉利昂中部的马卡利(Makali)地区, 分布有Baomahun大型含铁建造岩金矿和多处民采砂金矿点。2007年河南省地质调查院开始对区内Sula山南段Kangari Hills一带800 km2的范围进行了1∶20万区域地球化学(水系沉积物测量)、河流自然重砂测量和金矿勘查，圈定了以金为主的重砂异常和地球化学异常数百平方公里，并在Makong矿权区内发现一个小型冲积型砂金矿床[1]。区内具备良好的成矿地质背景，金矿资源丰富，有待进一步勘查。

1地质概况

1.1区域成矿地质背景

塞拉利昂位于非洲大陆西北部的西非克拉通内[2]。除西部大西洋沿岸为新生界盖层以及西部地区出露有古生界寒武系和少量奥陶系的陆源碎屑岩盖层外，其它大部分地区均为太古宇变质岩系，主要为变质的混合花岗岩和绿岩带。区内构造较简单，没有大的造山带，构造线总体走向为西部NW向，东部为NE向。区内岩浆岩脉(墙)发育(图1)。

1.2区域矿产分布

塞拉利昂矿产资源丰富，金属矿产有金刚石、金、铁、铌铁矿、金红石、钛铁矿、辉钼矿等；非金属矿产有铝土矿、毒砂、独居石、石棉、粘土矿等。其中储量丰富、开采面积较大的矿种是金刚石和金[3]。金矿是塞拉里昂的优势矿产之一，岩金赋存于塞拉里昂中部的绿岩带的绿片岩中，砂金矿几乎都和绿片岩系有关。目前主要开发的是冲积型砂金矿，分布区域较广。

图1　塞拉利昂地质简图Fig.1　Geological sketch of placer gold andprimary gold deposits in Sierra Leone1.新生界；2.奥陶系；3. 寒武系；4.太古界；5.工作区

图2　工作区地质矿产简图Fig.2　Geological and mineral resourcessketch of the working area1.黑云母花岗岩、花岗岩类；2.混合花岗岩、片麻状花岗岩；3.云母石英岩、石英片岩；4.铁质条带石英岩；5.变质基性、超基性岩；6.砂金矿点；7.大型岩金矿床；8.矿权区范围

2马卡利地区地质矿产特征

马卡利地区位于塞拉利昂中部，地处Sula Mountains与Kangari Hills构成的近SN向弧形太古界花岗-绿岩带内，绿岩带面积近 3 000 km2。在弧形构造带中分布有基性-超基性熔岩、酸性火山岩、沉积碎屑岩等。目前在花岗-绿岩带内开采的主要是冲积型砂金矿和南侧Baomahun大型含铁建造岩金矿床[4]。马卡利地区是塞拉利昂探明金矿资源量最多的地区，成矿地质条件十分有利。

2.1地层岩系

马卡利地区中西部主要是太古界花岗-绿岩带，呈近SN向带状延伸，绿岩带中夹有砂屑、泥质变质沉积岩、条带状硅铁建造和酸性火山岩。绿岩带两侧为变质程度不同的片麻岩、混合片麻岩、混合花岗岩、糜棱岩等(图2)。

区内的地层岩系按其岩石建造和岩性可划分为Lg、LG、Ls、Lt岩石建造。

Lg：黑云母花岗岩、斑状变晶花岗岩。

LG：斑状变晶条带状片麻岩、辉石眼球状片麻岩、混合片麻岩、混合花岗岩、糜棱岩。

Ls：致密块状、条带状变质基性-超基性熔岩和枕状熔岩、角闪质片麻岩。基性-超基性岩均已变质，形成橄榄透闪石片岩、橄榄蛇纹石片岩、橄榄透闪蛇纹石片岩、透闪蛇纹石片岩、透闪石片岩、滑石绿泥片岩、滑石片岩、直闪石片岩、变质含尖晶石超基性熔岩、角闪片岩、直闪片岩、变质基性角砾岩、变质纤闪斑岩、变质基性枕状熔岩、麻粒岩等。该套岩石建造构成了该区绿岩带的主要部分。Kangari Hills地区的岩金、砂金矿与该套岩石建造关系密切。

Lt：砂屑和泥质变质沉积岩、条带状磁铁石英岩。主要岩性有云母石英岩、云母片岩、石英岩、绿泥石片岩、含堇青榴石镁铁闪石片岩，在含石榴石、镁铁闪石的片岩中有条带状磁铁矿。

区内第四系松散堆积物分布广泛，主要为沿沟谷及山坡低洼处分布的残坡积物、冲洪积物和冲积物。残坡积物主要沿山麓、山脚分布；冲洪积物主要沿靠近水系上游的小支沟分布；冲积物主要分布于主要河道及其较大的支沟下游[5]。

2.2构造

马卡利地区其构造位置处于NNW向与NNE向两大区域性构造的衔接部位，形成一个总体近SN向、中部向W方向凸出的弧形花岗-绿岩带。在弧形构造带中分布有基性-超基性熔岩、酸性火山岩、沉积碎屑岩等，并构成了Sula-Kangari山脉。

区内发育较多的脆性断层，且以NE向延伸为主，少量呈NW向延伸，长度一般2～10 km；局部见有由风化构造角砾岩组成的断层破碎带。褶皱主要见发育于片麻岩系中的小柔皱和一些背型、向型构造。

2.3岩浆岩

马卡利地区岩浆岩主要有太古宙的变形花岗岩、基性-超基性岩及少量的酸性火山岩。变形花岗岩主要分布在花岗-绿岩带的东西两侧，呈规模不等的岩体产出，岩石均已发生变质。在弧形构造绿岩带中有变质的酸性集块火山岩，以及花岗斑岩、石英闪长岩、闪长岩、花岗闪长岩。在混合花岗岩和混合片麻岩中有少量的伟晶岩脉。东部有少量的黑云母花岗岩，其次分布有斑状变晶花岗岩等。

2.4矿产特征

马卡利地区地处Sula-Kangar山金及多金属成矿带内[6]。矿产以金矿为主，且都产于太古宙花岗-绿岩带内。在其南部Baomahun，已经发现大型岩金矿床；Makong一带发现有大范围的金矿化，石英脉、石英细脉含有可见金，呈雁列分布。区内有多处民采砂金点，主要在一二级水系支流中，个别民采点在三、四级水系中。在其北部还发现有镍、钼矿化。

3地球化学和重砂异常特征

通过对马卡利地区Kangari Hills一带800 km2的范围1∶20万水系沉积物测量和1∶20万河流自然重砂测量，圈定了以金为主的重砂异常面积309 km2；地球化学异常面积367 km2。

3.1水系沉积物测量异常特征

3.1.1元素分布均匀性特征

表1为水系沉积物测量元素不同均匀等级分布表。从水系沉积物元素含量的变化系数(Cv)可以看出，测区内元素地球化学分布不均一，成矿可能性相对较强。尤其是Au、As、Sb、Cr、W等成矿元素变异系数达150以上，成矿可能性最大。

3.1.2综合地球化学异常特征

本次工作在马卡利Kangari Hills一带共圈定30个综合异常(图3)，主要呈NW-SE向展布于工作区西部的Tebenko河西岸。其中，以Au为主的异常5个，以Ni为主的异常4个，以Sn为主的异常3个，以Ba为主的异常2个，以Zr、Mo、Cu为主的异常各一个，以As为主的异常2个；其它多为小面积单元素异常。

5个以金为主的异常有分别为1、4、21、22、30号异常。其中，1、21、22、30号异常是本次目标研究异常。

1号综合异常：位于测区西北部Tebenko河下游，呈不规则带状分布，北部出工作区未封闭。主要由Au、Ag、Cu、Bi、As、W、Sb等单元素异常组成。金最高含量为w(Au)=700×10-9, 可划分出内、中、外带，异常强度特高，规模特大。伴生Ag 、Cu、 Bi、 As、 Sb等元素异常。伴生元素异常一般较弱，不具浓度分带。 异常区内主要发育太古界花岗-绿岩带，为主要的赋矿层位，成矿条件有利，推断该异常由矿化引起。

21号综合异常：面积15 km2，位于矿权区边缘，金最高达w(Au)=230.53×10-9，平均48.74×10-9。异常形态的长轴沿绿片岩展布，以金为主伴生主要有 W、Mo、Bi、Ni、Co、Cr、V、Mn、Ti、Cu元素异常。推断该异常由矿化引起。

22号综合异常：位于花岗岩分布区，单金异常。应由砂金引起。

30号综合异常：位于Tebenko河上游，面积60 km2，呈不规则带状NWSE向分布，南部出工作区未封闭。 Au元素异常可划分出内、中、外带，异常强度特高，规模特大。异常形态的长轴沿绿片岩展布，浓集中心金最高含量为w(Au)=750×10-9，平均77×10-9。与金伴生的有Ag、W、Mo、Bi、Pb、Ni、Cr、Mn、Hg、Be、Li等元素异常，异常套合较好，从元素组合结合地质情况分析，花岗-绿岩带存在后期热液活动，在构造有利部位形成矿化。

表1　马卡利地区水系沉积物测量不同均匀等级元素分布表

图3　工作区水系沉积物综合异常图Fig.3　Integrated anomly map of riversediment in the working area1.以金为主的异常；2.以银为主的异常；3.以砷为主的异常；4.以铜为主的异常；5.以钼为主的异常；6.以镍为主的异常；7.以锡为主的异常；8.以钨为主的异常；9.以锆为主的异常；10.以钡为主的异常；11.以硼为主的异常；12.以锶为主的异常；13.以钛为主的异常；14.以镧为主的异常；15.以氟为主的异常

3.2河流自然重砂测量异常特征

本次重砂测量圈定异常面积309 km2，主要集中分布于Kangari山东、西两侧，呈NNW向带状展布。异常浓集部位主要集中在Kangari山脉东侧的Tebenko河流域。具体分布在Tebenko河上游Makong以南的所有支流及以北Tebenko河主干河流西侧各支流水系中。

水系沉积物金异常与砂金重砂异常关系密切，水系沉积物金异常全部位于砂金重砂异常分布范围之内(图4)。

4金矿特征

4.1岩金矿

区内目前发现的岩金矿为Baomahun矿床，该矿床包括三个矿区，估计金储量约为2×106oz.t(约62 t)，矿床类型为含铁建造金矿床。矿体主要赋存于绿岩带的绿片岩中及含铁建造的片岩中，受褶皱和断裂构造控制。金矿化呈带状分布于富磁铁矿的石榴石-镁铁闪石片岩和堇青石片岩接触带，金矿化带长约1.6 km，厚1～10 m，平均品位w(Au)=3×10-6～4×10-6，最高110×10-6。矿化同时伴有硫化物，与星散状分布的含砷黄铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿有关；岩石电气石化，并且在脉体中含有单独的电气石晶体。在老硐中可见到走滑断层和含金石英脉。

在工作区南部Makong一带新发现有数条矿化石英脉破碎带。矿化石英脉位于绿片岩内与地层走向基本一致，呈雁列分布，含有可见金。含金石英脉呈球粒状结构，似层状-块状构造；金属矿物主要为自然金和少量黄铁矿，脉石矿物主要为石英。围岩蚀变主要为褐铁矿化、绢云母化、粘土化等。

综上，区内花岗-绿岩带是金矿成矿的初始矿源层，又是金矿的主要容矿层；金矿化受构造控制与黄铁矿化、硅化等类型热液蚀变关系密切。

图4　工作区重砂测量砂金异常图Fig.4　Heavy mineral anomly forPlacer gold deposit in the working area1.混合花岗岩、片麻状花岗岩；2.云母石英岩、石英片岩；3.铁质条带石英岩；4.变质基性、超基性岩；5.以金为主的地球化学异常；6.砂金重砂异常；7.大于30粒；8.11—30粒；9.6—10粒；10.1—5粒；11.未见

4.2砂金矿

从现代河道松散沉积物分布特征及砂金产出的地貌部位分析，砂金矿的类型应为河流冲积型砂矿。区内第四系发育，按其成因类型分为全新统残坡积层和全新统冲积层等。全新统冲积层分为河流相和河漫滩相沉积，是该地区最主要的含砂金地质体，冲积型砂金矿全部受该层控制。片麻状花岗岩风化形成的第四系残坡积物中不含砂金。

区内砂金矿点大都位于花岗-绿岩带内及其周边的河流之中，沿主河道及其流经花岗-绿岩带的支流都可见到砂金开采遗迹。经过对民采点调查和勘查，砂金一般赋存于一二级水系河床冲积物的砂砾石层中；在二级以上水系由于水量较大一般都分布于河道两侧的古河道冲积物及河道冲积物下部的砂砾石层中。全新统冲积层中下部的砂砾石层是砂金最主要的赋存层位。本次1∶20万河流自然重砂测量工作中发现的Makong砂金矿是其代表性矿床。

综上所述，砂金矿的形成受物源、地形地貌、第四系、水动力等条件的控制[7]。在原生金矿分布区、金丰度值高的古老变质岩区、断裂蚀变矿化带附近和含金石英脉密布区,往往有砂金矿分布；砂金主要富集在第四系的底部砂砾、砾砂层中,并与沉积物结构有着密切的关系。砂金在河流水动力由强变弱的部位富集，三四级水系成矿意义最大，一二级水系常形成富矿体，但规模较小。

5Makong砂金矿床

Makong砂金矿在马卡利地区Tebenko河中段矿权区(面积21 km2)内(见图2)，位于水系沉积物测量20、21、30号综合异常处(见图4)。目前在工程控制范围内共获得矿砂量77 336 m3，矿体平均品位0.262 0 g/m3，砂金资源量20.3 kg。整个Tabenko河流域一百余平方千米范围内的砂金资源远景大于20 t，有很好的找矿潜力和前景。

5.1矿体的分布、形态、规模及产状

砂金矿体沿Tabenko河现代河床及切穿绿岩带的支流呈带状分布，分为5个块段，主要赋存在主河道松散冲积物的砂砾石层和两侧河漫滩相沉积物下部的砂砾石层之中。矿体形态简单，平面上呈南北两端宽中间窄同河流走向一致的带状；矿体长850 m、宽度36～113 m，含金砂砾石层厚度0.4～1.9 m；空间横向上由两边向河道方向缓倾斜层状产出(平均坡度1°～3°)，纵向上从南向北呈缓倾斜的层状产出(平均坡度3°左右)。除了工程控制以外，砂金矿体南北两端沿河流走向向上、下游继续延伸近百平方公里。

5.2矿石成分和类型

矿石由分选性差、松散无胶结的含泥质砂砾石组成，类型为现代河流冲积型宜选矿石。矿石由不同比例的泥质粘土、砂、砾石组成，由于河道地形坡度及水动力条件等沉积环境的不同，砂金矿体在平面和垂向上含量及成份都有变化，且垂向上具一定的分层现象。近地表1 m左右，砾石含量一般5%～10%、砂质40%～60%、粘土 20%～30%；中部砾石含量一般为 20%～30%、砂质50%～60%、粘土5%～10%，粘土含量有所减少；下部粘土含量减少，砾石增多。其变化规律：从上到下泥质粘土、砂的含量逐渐减少，砾石含量逐渐增加，砾径增大，到底部的基岩面上出现巨砾。砂金在中下部具有富集趋势。

砾石成分主要为石英岩、石英砂岩、花岗岩、花岗闪长岩及少量基性岩砾石等，砾径一般0.2～10 cm，最大30 cm，巨砾率一般小于10%。砾石形状在河道的下游以浑圆状—次圆状为主；在河道的上游以次棱角状—次圆状为主。矿砂中砂质主要成分以石英颗粒为主，并含少量岩屑。基岩上部含有棱角状与基岩成分相同的棱角状岩块，是基岩破碎后原地残留的部分。

图5　金包石砂金颗粒Fig.5　Grain size of placer gold

图6　不同形状的砂金Fig.6　Dufferent morphologicalplacer gold grains

5.3砂金形态、粒度、品位及成色

砂金以自然金的形态赋存于河流冲积形成的砂砾石层之中，颜色为金黄色，强金属光泽，个别有氧化铁薄膜呈褐黄色。多呈粒状、柱状、片状、不规则状等形态。河道上游砂金以不规则粒状为主，大部分砂金表面有磨蚀现象并且具有擦痕，磨圆程度较差，偶见金颗粒与脉石矿物的连生体形成金包石的现象(图5)，表明该砂金形成属于搬运距离较近的近源沉积；在河道下游砂金以片状为主，表面光滑，磨圆度较好。

砂金粒度0.1～2.5 mm不等(图6)，粒度在0.2 mm以下粒数占到总粒数的57.9%，而重量仅占总重量的1.25%；砂金粒度大于0.9 mm的粒数只占到总粒数的4.88%，而重量却占到总重量的43.37%。砂金粒度以细微粒为主，粗粒金少，说明了本区砂金基本未经过次生增大。

砂金品位一般0.2～1 g/m3，最高可达5 g/m3左右，平均0.5 g/m3。其在横向上变化规律不明显；纵向上在Tebenko河西岸有较大支流入河口的下方砂金品位高，没有较大的支流汇入地段向上或向下砂金品位逐渐降低。砂金由地表向下具有富集趋势，成色在850～900之间。

5.4矿床成因

Tebenko河起源于Makong南，长41 km，总体流向自南而北最后注入Pampana河。其干流西侧为绿岩带构成的Kangari山脉，绿岩带为Tebenko河提供了丰富的砂金来源，河道及东侧为太古代混合花岗岩体，为河道提供了大量的载矿砂体，并形成了比较开阔、平缓的河谷，也为砂金提供了载体。砂金随着水流的搬运至Tebenko河后，易于砂金的沉积而发生富集。

根据矿区砂金矿赋存的地质背景、分布规律和特别的自然地理条件，该砂金矿床成因可归纳为：

(1)由含金背景值较高的花岗-绿岩带或花岗-绿岩带中可能存在的原生金矿提供金的来源，砂金矿的物质来源一般为近源—中源的岩金矿床提供；

(2)高温湿热的气候条件、丰富的降水和发育的植被产生的腐殖酸等自然地理条件；

(3)矿区位于新构造运动活动带附近，岩石处于长期风化、剥蚀的情况下，金粒被分离出来赋存于风化残积层内，在雨季降水和洪水的等外力作用下，原残积物中的金粒会再次位移搬运，从而沉积在沟谷或低洼区，形成冲积型砂矿；

(4)在水动力的作用下进入下游的河床，经流水搬运、分选、再富集作用而形成现代冲积型砂金矿床。

6找矿标志及成矿远景

6.1找矿标志

(1)重砂砂金异常。重砂砂金异常是矿物机械分散晕的一种，利用自然重砂测量寻找贵重金属是非常有效的的找矿方法之一。因此金的重砂异常是金矿、特别是砂金矿的最重要的找矿标志之一。

(2)水系沉积物测量的金异常区。资料表明砂金的分布区往往也有水系沉积物测量金的异常区。

(3)绿岩带的分布地区。该区砂金矿与含金背景值较高的绿岩带以及绿岩带中的原生金矿关系密切。从目前的资料来看，塞拉里昂几乎所有砂金矿都分布在绿岩带内及其周边地区，充分证明砂金的来源与绿岩带密切相关。

(4)采矿遗迹及民采坑。区内沿河分布众多的古采坑、民采遗迹，是当地群众采矿的证明，也是重要的找矿标志。

6.2成矿远景

本次工作圈定的以金为主的5个异常都分布在Kangari山的绿片岩中，异常表明有金矿化、岩金矿或高背景含金地质体的存在，为砂金的形成提供物质来源，异常带应为成矿有利部位。其中1号综合异常、30号综合异常是较好的成矿远景区。

1号综合异常远景区：金元素异常总体上分三个浓度带，As、Sb等指示元素含量有从南向北递增，而Au元素是由南向北递减。根据元素组合及含量变化特征分析, 应在北部两个浓度带上寻找沙金矿产，在南部浓度带上寻找岩金矿产。

30号综合异常远景区：异常区内主要发育太古界花岗-绿岩带，绿岩带为主要的赋矿层位，根据异常所处地质环镜及异常强度、规模，推断异常由金矿化引起。根据元素组合及含量变化特征分析，该区域下游易形成沙金矿, 而上游源区应有岩金矿存在。

自然重砂异常说明河道沉积物中的砂金主要来自于Tebenko河上游及其以西的绿岩带之中。Tebenko河北部的砂金矿规模相对较小，含量相对较低，但砂金粒度相对较大，多呈不规则板状，砂金成色为950；河中部规模大，砂金位置主要在一、二级水系中，金粒度多呈不规则片状，砂金成色为900；南部Baomahun一带，相对北部和中部规模变小，砂金位置主要在一、二级水系中，砂金粒度不大，形态主要是细粒状和片状，砂金成色相对较低为850。以上表明，Tebenko河地区自南向北砂金粒度逐渐变大，成色逐渐增高；矿体规模中部较大，砂金的深度在2～3 m左右。Tebenko河干流河道平坦巨砾率低，且纵向坡降一般在0.4%～0.5%，可形成规模大、品位高、成色好的砂金矿床，估算砂金资源量可达大型规模。

7结语

马卡利地区太古代地层分布广泛，构造发育，特别是绿岩带分布区具备良好的岩金、砂金成矿地质背景和找矿前景。建议在Tebenko、Wungi、Tonkolili河流域和Sula-Kangari山绿岩带内继续进行地质勘查工作，以寻找砂金矿为突破口，重点寻找岩金矿为目标，实施砂金—岩金综合找矿的勘查思路[8]；在水系沉积物1、4、21和30号综合异常区内利用高磁测量等手段寻找绿岩带型岩金矿，以期获得大的找矿成果。

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Characteristics and potential of gold deposit in the Makali region of central Sierra Leone

ZHANG Yuxiang1

(1.Henan Institute of Geological Survey , Zhengzhou 450001, China；2.HenanStateKeyLaboratoryofGeologyProcessesandMineralResources，Zhengzhou450001,China)

Abstract：Large area exposure of Archean granite-green stone terrain occur in Makali region of central Sierra Leone and is abindant with gold mineral resources.The mineral exploration and metallogenic regularity study show that the source of the gold in the region is closely related to Archean granite-green stone terrain. The primary gold deposit is BIFtype gold deposits occuring mainly in the green schist in greenstone belt and schist in BIF. They are controlled by fold and fracture. Placer gold deposit is mainly fluvial type distributed grnerally in sandy gravel layers at middle-lower holocene strata. Heavy mineral and geochemical anomly areas are of good background for formation of placer gold and primary gold deposits thus potential for integrated prospecting of placer gold and primary gold deposits.

Key Words：Granite-greenstone terrain；gold deposit characteristics；mineralization prospect；Makali region；Central Sierra Leone

收稿日期：2015-07-14；改回日期：2016-04-28；责任编辑：王传泰

基金项目：河南省2008年度省地质勘查基金(周转金)项目资助。

作者简介：张予祥(1963—)，男，高级工程师，硕士，主要从事地质矿产勘查工作。

通信地址：河南省郑州市高新技术开发区科学大道81号地质科技大厦1017室，河南省地质调查院；邮政编码：450001；E-mail：yuxiangzhang918@sina.com

doi:10.6053/j.issn.1001-1412.2016.02.018

中图分类号：P618.51，P613

文献标识码：A