坦桑尼亚Shoga金矿控矿构造特征及找矿方向

杨秀俊，田 麒，王志刚，王 蕊，贾 超，付小锦，曹 健

(1.天津华北地质勘查局地质研究所，天津 300170；2.河北省区域地质矿产调查研究所，河北 廊坊 065000)



坦桑尼亚Shoga金矿控矿构造特征及找矿方向

杨秀俊1，田 麒1，王志刚1，王 蕊2，贾 超1，付小锦1，曹 健1

(1.天津华北地质勘查局地质研究所，天津 300170；2.河北省区域地质矿产调查研究所，河北 廊坊 065000)

文章分析了Shoga金矿区NW 向断裂构的造特征及其与金矿的空间关系，认为NW向断裂构造是该矿区主要的控矿构造，NW向糜棱岩化韧性剪切带是金矿体的主要赋存部位。

卢帕金矿田；Shoga金矿；控矿构造；找矿方向；坦桑尼亚

0 引言

地处非洲大陆的坦桑尼亚共和国拥有丰富的矿产资源，金、金刚石以及铜钴镍等金属矿产为其优势矿产资源[1]，其中金矿的资源量和产量名列非洲前列，为非洲第四大产金国。坦桑尼亚的金矿资源主要分布在两大金矿田，即环维多利亚湖金矿田和卢帕金矿田[2]。前人对坦桑尼亚金矿做大量研究工作[1-33]，从研究区位置看，这些研究工作主要围绕坦桑尼亚西北部的维多利亚湖金矿田所展开[14-30]，而对西南部的卢帕金矿田研究相对较少[3-13]。Shukrani Manya(2012, 2014)对Saza地区的基性-中酸性侵入岩的岩石地球化学特征及侵入时代进行了初步研究[3-4]；Christopher J M Lawley(2012, 2013, 2014)从成矿流体、成矿围岩、成矿时代、成矿背景等多方面进行了阐述[5-9]，为卢帕金矿田研究提供大量参考资料；国内学者孙宏伟、刘晓阳等(2015)，对此矿田在坦桑尼亚的成矿区带归属及成矿地质特征方面进行了归纳总结[10-11]。

Shoga金矿为卢帕矿田东部的一个金矿，具有良好的成矿地质条件和成矿地质背景。笔者曾于2011—2013年参与了卢帕金矿田东部Shoga金矿的找矿勘查工作。本文将对Shoga金矿控矿构造特征及形成机制进行研究，力图对卢帕金矿田Shoga金矿的找矿方向进行探讨。

1 区域地质概况

卢帕金矿田位于坦桑尼亚西南部的姆贝亚(Mbeya)省，是一个由两条裂谷陡崖断裂和一条地磁大断裂围成的三角地块(图1)。其大地构造位置处于坦桑尼亚克拉通西南，乌本迪成矿带东南缘，属于典型的造山型金矿[7,9]成矿区。

区内出露主要地层单元为新太古界乌本迪超群，由沉积岩和火成岩经高级变质作用和重结晶作用而形成的高级变质岩组成，岩性以黑云母长英质片岩、片麻岩、麻粒岩、石英岩为主，少量紫苏花岗岩、大理岩；其次为新太古代—古元古代混合岩化花岗岩和花岗片麻岩；新生界新近系碱性火山岩出露于南部，岩性主要为橄榄玄武岩、碱性玄武岩、响岩、粗面岩及火成碎屑岩等；第四系河流湖泊沉积物分布于矿田东西部地势低矮之处。

区断裂构造发育，多为NE向、NW向构造。NW向的鲁夸裂谷(Rukw-Rift)陡崖断裂(也称卢帕边界断层)，NE向的乌桑古(Usangu)陡崖断裂及NWW向的姆空多(Mkondo)深大断裂(航磁解译线性构造)是区内重要的区域性断裂。小规模的次级断裂构造，在地表上主要表现为韧性剪切带和构造破碎带。

图1 卢帕矿矿田地质简图(据C J M Lawley, 2012; ①修编)Fig.1 Geologic map of the Lupa goldfield1.第四系河流湖泊沉积物；2.第三系碱性火山岩；3.新太古界乌本迪超群高级变质岩；4.古元古代造山期后花岗岩及花岗闪长岩；5.太古宙—古元古代晚造山期花岗岩及花岗闪长岩；6.太古宙同造山期混合岩化花岗岩和花岗闪长岩；7.断裂构造；8.推测断裂；9.金矿点

岩性年龄/Ma测年方法备注花岗岩1827±70K⁃ArCahenetal，1984辉长岩1880～1960U⁃PbLawleyCJMetal，2013Ilunga正长花岗岩1931±44U⁃PbMnali，1999Saza花岗闪长岩1936±47U⁃PbMnali，1999Saza花岗闪长岩1924±13U⁃PbShukraniManya，2012

卢帕地区岩浆岩发育，新太古代岩浆岩是区内最早的侵入岩，以酸性花岗岩为主，后期变形强烈，片理化明显，地质年代学测年数据显示年龄在2 720～2 760 Ma(Lawley C J Metal, 2013)。古元古代岩浆活动与区内金矿的形成关系十分最密切[5]，多切割太古宙花岗岩，岩性从酸性到基性均有出露，多位学者给出的地质年代学年龄均在1 800～2 000 Ma范围之内(表1)。

2 矿床地质

矿区出露地层单元主要为新太古界乌本迪超群，出露的岩性有花岗片麻岩、斜长角闪岩、角闪质片麻岩、黑云母片麻岩及少量石英岩和大理岩；在南部、东南部有变质闪长岩及变质花岗闪长岩出露(图2)，在大面积分布的片麻状花岗岩基础之上，闪长岩和花岗闪长岩多呈岩株状侵入其中。矿区岩石经历了多期强烈区域变质作用与变形改造，岩石构造形态复杂，变质程度主要为角闪岩相，局部可达麻粒岩相，裹携着大量时代相对更早或同时期的片麻状花岗岩类以及铁镁质-超铁镁质岩石。

矿区位于卢帕金矿田北东边界，区内韧性剪切带及断裂构造发育，以NW向断裂(F1、F2、F3)为主，是矿区的主要控矿构造。地表上，断裂带断续出露，贯穿整个矿区，伴有多条次级断裂及构造破碎带出现，宽度数米到数十米不等。断裂带内石英脉普遍较发育，以走向NW向为主，脉宽0.3～3 m不等,多成雁列状近平行分布。

图2 坦桑尼亚Shoga矿区地质简图Fig.2 Geological sketch of Shoga area, Tanzania1.第四系沉积物；2.元古宙变质闪长岩；3.元古宙变质花岗闪长闪长岩；4.新太古界乌本迪超群变质岩；5.矿脉；6.断裂(剪切带)；7.矿化点

3 控矿断裂

图3 NW断裂构造蚀变特征图Fig.3 Alteration characteristic of NW faulta.糜棱岩化、绢英岩化石英脉；b.绿泥石化石英脉；c.绿帘石化石英脉

构造与成矿是地球物质运动统一体的两个关联方面[34]。成矿作为地球物理运动的一种形式离不开构造和形成构造的应力作用，构造一方面提供成矿物质运移的通道和停积就位的空间，对矿床就位与改造具有控制意义；另一方面可提供物质交换和运动的能量[35]。因此，在研究矿床和成矿规律时,构造研究是基础[34]。笔者将通过野外收集的第一手资料，对Shoga金矿区的断裂构造特征进行阐述。

3.1 断裂特征

Shoga金矿区内断裂构造较发育，根据构造规模大小可将区内断裂构造划分为二个级别：主断裂和次级断裂构造(图3)。

主断裂构造由F1、F2、F3三条平行的断裂组成，贯穿整个矿区，以压扭性为主，伴有后期多阶段多期次地张性复活运动。三条断裂在矿区中部均有转向，由NW转为近EW向，是构造活动多期次叠加的结果，整体表现为左旋逆滑性质，倾向NE，倾角较陡，构造片理发育，强糜棱岩化(图3a)，可见大量构造透镜体(图4)。断裂西段在地表上表现为陡倾斜的糜棱岩化剪切带，宽度约10 m，被大量高度糜棱岩化的叶层状硅酸岩脉或石英脉充填；断裂东段，走向趋向NEE-SWW，相对较窄，糜棱岩化减弱，糜棱岩化剪切带出露不连续。

次级断裂分布于NW向主断裂两侧，呈相互近平行的羽状产出，地表上表现为张性构造破碎带，带内岩石破碎，并伴有绿泥石化、绿帘石化、褐铁矿化等矿化蚀变现象(图3b—3c、图5)，并严格受NW断裂的控制和制约，在形成时间上明显晚于主断裂。

图4 NW主断裂构造透镜体Fig.4 Tectonic lens of NW fault

图5 NW次级断裂构造特征图Fig.5 Characteristic of NW secondary fault

3.2 断裂形成机制

断裂构造的形成是区域构造应力多期次复合叠加作用的结果，对区域构造应力的研究可以重现断裂的形成机制。前人已经总结出，“共轭节理是判断主应力方向、分析构造应力场的最可且靠实用的方法”[36]。共轭节理是野外常见的一种构造现象，是“岩石受力后脆性应变的产物，它是沿最大剪切应变位置形成的一对“X”形节理”[36]。

图6 共轭节理图(左)Fig.6 Conjugate joints

图7 破碎蚀变带中的石英脉Fig.7 Quartz vein in the altered fractural zone

矿区太古宙混合花岗片麻岩中节理发育，笔者在野外工作过程中观察测统计出了多组共轭节理，并选取了两组与NW向断裂形成近同期次的共轭节理进行研究，其产状分别是300°∠76°与20°∠72°，280°∠74°与10°∠70°(图6)。在共轭节理所分割的两对象限中，压缩区等角线代表了最大主应力轴(σ1)的方位，而拉伸区等角线与最小应力(σ3)轴一致，中间应力(σ2)轴就是两组共轭节理的相交线[37]。通过赤平投影作图并计算得出矿区两组共轭节理对应的应力方向分别为σ1= 251°∠3°、σ2=349°∠69°、σ3=160°∠21°和σ1= 236°∠3°、σ2=332°∠65°、σ3=144°∠25°。由此可知共轭节理形成时，矿区的最大主应力来自SW方向，在区内产生NE-SW向的近水平挤压应力场。在本次构造应力场的连续作用及后期应力的叠加作用下，矿区终形成了以压扭性为主的NW向主断裂构造，以及主断裂两侧近平行的次级断裂构造，它们为后期含矿热液的运移和沉淀提供了有利的通道及富集场所。

3.4 断裂控矿特征

Shoga矿区矿脉主要由工业矿体和贫矿石英脉组成，矿脉一般赋存在绢英岩化、绿泥石化、绿帘石化的糜棱岩化构造蚀变带中(图7)，工业矿体一般由富金的黄铁矿石英脉组成。矿区目前已发现具有工业价值的矿脉3条(见图2)，均为单脉，其中Ⅰ、Ⅱ矿体分为南北两段，Ⅲ矿体由北段构成。矿体总体呈NW向展布，沿走向及倾向均呈舒缓波状弯曲展出，并有膨大缩小、尖灭再现等现象。

图8 坦桑尼亚Shoga金矿区含矿石英脉与断裂破碎带产状玫瑰花图Fig.8 Rose diagram of quartz vein and altered fractural zone in Shoga gold field, Tanzaniaa.石英脉走向玫瑰花图；b.蚀变带走向玫瑰花图；c. 石英脉倾向玫瑰花图；d.蚀变带倾向玫瑰花图

本次对矿区的10处(含矿)石英脉和12处糜棱岩化构造蚀变带进行了观察统计，且对其产状作出了相应的玫瑰花统计图。从产状玫瑰花图上可看出，矿区含矿石英脉在走向上与NW向断裂走向基本一致(图8a、8b)。NW向断裂构造是含金石英脉形成时含矿热液的主要活动空间和运移通道，对含金石英脉的形成起着控制与制约作用。含矿石英脉在倾向上与断裂构造蚀变带产状不完全一致(图8c、 8d)，且含矿石英脉体还具有多期次穿插的特征，这应该与断裂构造及含矿热液多期次多阶段活动密切相关。宏观上，矿体及矿化点的分布受NW向断裂影响控制十分明显，Ⅰ、Ⅲ矿体出露于F2断裂两侧，沿次级断裂走向展布，Ⅱ矿体露于F3断裂北侧，矿体走向与次级断裂走向基本一致。

综上所述，NW向断裂构造是矿区主要的控矿构造，而NW向糜棱岩化韧性剪切带是金矿的主要赋存体。

4 找矿方向分析

一个矿床的形成，必须具有成矿物质来源、成矿物质运移通道、成矿物质沉淀存储空间三大条件[38]。Shoga金矿区内古老的地层与多期次的岩浆侵入活动为成矿提供了丰富的物质来源；区内的断裂构造则为成矿物质的运移、沉淀提供了通道及存储空间。此外，Shoga金矿在构造地质背景及矿化蚀变方面与我国胶东石英脉型金矿有着很大的相似之处，其外围及深部应有较大的找矿潜力。

在断裂构造转折处、产状急剧变化处和分支复合的部位，以及不同断裂交汇处，有利于成矿物质的沉淀聚集。依据目前所掌握的资料分析，笔者认为区内近一步的找矿方向可以集中在以下几个方面：

(1)Ⅰ、Ⅱ号矿体北段与次级断裂的延长方向，发现金矿化点2处，具有绢英岩化、绿泥石化、黄铁矿化等矿化蚀变，石英脉中取样分析Au最高品位分别为w(Au)=2.03×10-6和2.56×10-6，进一步发现矿体的可能性非常大。

(2)总结矿区金矿体的分布规律不难发现，已知矿体均赋存于NW向主断裂两侧的张性次级断裂中，呈舒缓波状产出。依循“就矿找矿”的原理，矿区NW向主断裂与两侧次级断裂的交汇部位，为进一步发现矿体的有利地段。

(3)糜棱岩化、绢英岩化、绿泥石化、黄铁矿化、硅化等蚀变矿化与金矿联系十分密切，后续找矿工作应该进行关注。

注释：

① 坦桑尼亚地质调查局. 1︰2000000坦桑尼亚区域地质图, 2009.

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The ore-controlling structure characteristics and prospecting direction of Shoga gold deposit in Tanzania

YANG Xiujun1，Tian Qi1, WANG Zhigang1, WANG Rui2, Jia Chao1, Fu Xiaojin1, Cao Jian1

(1.GeologicalInstituteofTianjinNorthChinaGeologicalExplorationBureau,Tianjin300170，China； 2.HebeiInstituteofRegionalGeologicalandMineralResourceSurvey，Langfang065000，Hebei，China)

This paper analyzes the characteristics of NW fault in Shoga gold deposit and their spatial relation The NW fault is the ore-control structure and ore bodies occur mainly in NW the NW mylonitized ductile shear zone.

Lupa goldfield; Shoga gold deposit; ore-controlling structure; prospecting direction; Tanzania

2016-01-27； 改回日期： 2016-08-06； 责任编辑： 王传泰

中央财政2010年第二批国外矿产资源风险勘查专项基金(财建 [2010]628号)资助。

杨秀俊(1982—)，男，工程师，2009年毕业于中国地质大学(北京)构造地质学专业，主要从事地质矿产勘查工作。通信地址：天津市河东区广瑞西路67号，天津华北地质勘查局地质研究所；邮编：300170；E-mail：yangxiujun521@126.com

10.6053/j.issn.1001-1412.2016.04.019

P613，P618.51

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