埃塞俄比亚Guba金矿地质地球化学特征及找矿预测

付中，王东方，苗磊

（河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院，河南 郑州 451464）

0 引言

埃塞俄比亚国矿产资源丰富，地质勘查程度相对较低（高长亮等，2010）。已发现的优势矿产金、铂、铌钽、铁、铜等资源成矿多与前寒武纪变质基底岩系有关（陈达兵，2016；刘海鹏和鹿志忠，2017；刘海鹏等，2017；陈随和韩世礼，2020）。Guba金矿研究区位于埃塞俄比亚西部Benishangul-Gumuz州Guba镇东约15 km，中心位置坐标为：东经35°25′20″，北纬11°17′35″。区内构造运动强烈、岩浆活动频繁，前寒武纪中低级变质火山-沉积岩分布广泛，成矿地质条件十分有利。因第四系覆盖严重，地质工作程度低、资料有限，找矿难度大。近年通过对研究区进一步勘查获得了一些新的找矿成果。笔者通过对研究区地质、地球化学特征的分析、研究，建立了找矿模型，预测了找矿靶区，对下一步勘查工作有一定参考价值。

1 区域成矿地质背景

研究区位于“泛非构造带”的努比亚地盾Qeissan地块，前寒武纪中低级变质岩系分布广泛。新元古代泛非运动时期(900～550 Ma)岛弧碰撞和弧后增生形成阿拉伯-努比亚地盾（ANS），产生了大量造山带型金矿床（图1）（李杰等，2012）。

图1 研究区大地构造位置图

区域出露地层由多期次变形变质作用形成的片麻岩、变质火山岩、变质沉积岩及构造角砾岩等组成。变质程度主要为角闪岩相，局部为麻粒岩相。

区域构造活动强烈，历经前寒武纪及其以后的多期构造运动，形成了以近NS向褶皱变形为背景，多组NW向走滑断裂带与NNE向脆-韧性剪切带交错分布的构造格局（图2）。沿剪切构造带金采矿活动活跃。

区域岩浆活动频繁，具有多期次活动和分布广泛的特点。区域东部的混合花岗岩岩基代表早期岩浆活动的产物，后期东北部及东南部的铁镁质-超铁镁质岩呈岩株状沿脆-韧性剪切带产出，晚期中酸性岩浆活动强烈，呈岩株状沿构造带广泛发育。

该区金勘查成果显著。Beles-Dinder项目踏勘和普查共计采集重砂样品515个，其中252个样品经重砂半定量矿物学全分析检出金，分别为（1～5颗）181 个、（6～10 颗）39 个、（11～20 颗）16 个、（21～86颗）16个。金显示分布于整个调查区，主要分布于片状的变质花岗岩和变质火山-沉积岩区。水系沉积物测量踏勘（1个/km2）和普查（6～9个/km2）总计采集样品934个，其中227个样品具备金背景值（0.1×10-6～0.2×10-6），33个样品显示金异常（占3.53%），异常主要分布于剪切构造带（Tedbabu et al.，2005①）。

2 研究区地质特征

2.1 地层

研究区内出露地层主要为前寒武纪Guba群云母石英片岩、大理岩、变质砂页岩、花岗片麻岩、斜长角闪岩等，以中低级变质程度的片理构造为特征。其次为第四系冲、洪积物及坡积物。其中，云母石英片岩为区内金矿化体的主要赋矿地层（图2）。

图2 研究区区域地质简图（Tedbabu et al.，2005①）

2.2 构造

区内构造以断裂构造为主（图3）。总体呈NNW向的Babizends韧性剪切带宽800～1000 m，区内延伸长度约22 km，走向 340～352°，倾向 SWW，倾角65～76°，右旋剪切性质；剪切带糜棱岩拉伸-牵引构造特征明显。Guba走滑断裂带宽40～100 m，区内延伸长度约8.3 km，走向320～330°，倾向SW，倾角79°左右，向东南延伸交汇、叠加于Babizends剪切带，断裂带内张性裂隙发育并充填雁列状石英脉，脉宽0.5～10 m，长度 3.5～45.0 m不等。

图3 研究区矿体地质略图（局部）

2.3 岩浆岩

研究区岩浆岩主要有混合花岗岩、变质花岗岩、花岗闪长岩及辉长岩，产出形态以岩基和岩株为主。局部发育伟晶岩脉。

3 矿（化）体特征

3.1 地质特征

研究区金矿（化）体赋存于Guba群云母石英片岩的硅化石英脉及围岩蚀变带中，呈透镜状或脉状沿面理或张性裂隙发育，产状与围岩近一致，倾向250～255°，倾角 65°左右。金矿（化）体近平行分布，间距10～300 cm不等，脉宽0.10～1.90 m。工程控制一个金矿体M1：控制长度40 m，厚0.80～1.05 m,平均厚度0.93 m；品位ω（Au）0.89×10-6～18.14×10-6，平均ω（Au）9.5×10-6。依据民采金硐推测，地表以下30 m以浅均为氧化矿石。

研究区金矿（化）体处于走滑断裂带与韧性剪切带交汇区，受构造控制明显。围岩受剪切应变影响强烈，局部产生揉皱（图4a）。成矿作用伴随强烈的褐铁矿化、绢云母化及硅化（图4b），蚀变带宽度0.1～2.0 m。其中，硅化与成矿关系最为密切，金矿化强度随硅化程度增高而增大。

图4 矿化体特征

3.2 矿石特征

矿石矿物成分简单，金矿物主要以自然金形式存在，粒径0.01～0.05 mm，最大可达1 mm；其他金属矿物为次生氧化物褐铁矿。

脉石矿物主要为石英、绢云母等。矿石结构主要以他形—半自形粒状结构、交代结构等。矿石构造主要为稀疏浸染状构造、细脉状构造、片状构造及块状构造。

4 研究区地球化学特征

2018年研究区土壤化探剖面（点距40 m）共计采集样品1255件。测试分析单位为河南省地矿局第一地质矿产调查院。

4.1 元素分布特征

研究区各岩石单元土壤元素含量统计分析显示（表1），主成矿元素Au在构造带、混合花岗岩均值显示高值（21.1～96.8）×10-9；在绢云片岩、变质砂页岩均值显示较高值（8.1～8.5）×10-9，在斜长角闪岩、大理岩、花岗片麻岩均值显示较低值（2.4～4.3）×10-9；在变质花岗岩均值显示低值1.2×10-9。元素As与Au相似，在构造带均值显示高值9.29×10-6，在混合花岗岩、绢云片岩、变质砂页岩均值显示较高值（3.80～4.86）×10-6，在斜长角闪岩、大理岩、花岗片麻岩均值显示低值。反映研究区各地质单元不同的地球化学背景和元素分布受成矿作用的影响显著。

单元素直方图显示研究区部分元素偏离正态分布：Bi、Sb呈正偏分布，Ni、W呈负偏分布（图5）。依据维斯捷里斯提出的“地球化学过程的基本定律”：多个地球化学作用过程叠加形成的地质体中元素含量偏离正态分布（蒋敬业等，2006）。推测该区地质体存在多个地球化学作用过程。

图5 部分元素分布直方图

4.2 元素富集、分异特征

研究区土壤化探样品13种元素的富集、分异特征显示（表2）：Au、W元素的富集非常强烈，变化系数均大于1，显示其在区内分布极不均匀。其中，Au元素富集系数为9.34，变化系数为16.42，局部富集成矿的可能性很大。

表2 研究区土壤元素地球化学参数统计特征

4.3 元素相关性特征

运用SPSS统计分析软件对土壤化探测试数据进行相关系数矩阵分析（表3）可知，元素Co、Ni、Mo、Cu、Zn、Ag之间的相关性较密切，其次为As、Sb、Bi、Pb。主成矿元素Au与其他元素相关性不明显，推测研究区Au的热液活动性可能较弱，相对于其他元素特征稳定。

表3 土壤地球化学数据相关系数矩阵（n=1255）

4.4 主成矿元素地球化学异常特征

利用3倍方差循环迭代剔除法对土壤化探原始数据进行处理，结合区内地质、地球化学特征，确定指示元素的背景值、异常下限值勾绘单元素异常，划分异常外、中、内带。依据主成矿元素Au的异常规模、浓度分带特征、成矿潜力大小对Au异常区进行编号（图6）。各异常区特征为：Au-1异常呈条带状平行于Guba走滑断裂带，处于韧性剪切带、走滑断裂带交汇区，异常面积0.44 km2，均值242.2×10-9，极大值5430.0×10-9，衬度24.2×10-9，三级浓度分带清晰；Au-2异常呈短轴状分布于花岗闪长岩、混合花岗岩之间，异常面积0.192 km2，均值23.7×10-9，极大值76.5×10-9，衬度2.37×10-9，三级浓度分带梯度明显，走向NW；Au-3异常属甲类异常，呈脉状分布于Guba走滑断裂带边缘，面积0.014 km2，均值78.1×10-9，极大值78.6×10-9，具三级浓度分带。其他金异常因成矿潜力较小，在此不再赘述。总之，金异常主要分布于构造带两侧或岩体附近，异常形态大致与构造带方向近一致。反映研究区构造带与金矿化有一定相关联系。

图6 Au异常分带及分布图

5 控矿因素

5.1 构造对成矿的控制作用

区域上金矿床的分布与产出均与脆-韧性剪切带相关。研究区金矿化体赋存位于构造带及其围岩片理中，矿化体形态受构造控制作用明显。研究区NW向Guba走滑断裂带交汇、叠加于NNW向的Babizends韧性剪切带，构成“y”形构造格局，张性裂隙极其发育，为矿液提供了运移通道和容矿空间。金矿化是二者共同作用的结果，即韧性剪切带为主要导矿构造，与其交汇的次级断裂及张性裂隙为金矿容矿构造。

5.2 岩浆对成矿的控制作用

Botros（1991）认为ANS的金矿化与自寒武纪至第三纪的周期性火山活动有关。魏浩等（2015）也指出造山阶段的钙碱性闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩侵入体与金矿化有关。区域地质背景显示，成矿演化过程中伴随不同时期、不同规模、不同程度的岩浆侵入活动。区域上深大断裂发育，富含矿物元素的幔源物质上侵为该区提供了丰富的成矿元素，使该区Au背景值增高。周期性火山活动提供热源促进“矿源岩”金活化、迁移，并进一步改造控矿、容矿构造，促使成矿元素在有利的构造部位叠加富集成矿。

6 找矿模型及找矿预测

6.1 找矿模型的建立

综合研究区成矿地质背景、矿化带地质特征及化探异常特征等信息，建立综合找矿模型（表4）。

表4 研究区综合找矿模型

6.2 找矿预测分析

努比亚地盾已发现的金矿成矿多与前寒武纪中-低级变质沉积岩、变质火山岩关系密切（胡建勇等，2011；李杰等，2012，徐明钻等，2019）。多数金矿床的形成与韧性剪切带相关（李杰等，2012；曹强等，2020）。Guba金矿属受韧性剪切带及走滑断裂带控制的石英脉-蚀变岩型金矿，二者的构造交汇区域为找矿有利部位。综合分析研究区地质、化探特征，运用找矿预测方法，对区内成矿有利地段进行成矿预测，优选出两个找矿靶区（图7）。

图7 研究区找矿预测图

（1）预测区Ⅰ：位于Babizends村西北约2 km至村东南约1.2 km的狭长地带，面积约2.95 km2。该区受区域深大断裂影响，矿源岩、元素运移通道及张性容矿空间联系密切。Au异常分布于韧性剪切带与走滑断裂带交汇区域，呈条带状沿构造带延伸方向分布。土壤化探异常显示：主成矿元素Au具有异常面积大，衬度高，具三级浓度分带，峰值5430.0×10-9，均值252.01×10-9。1∶5万重砂测量（4个样品）均有金显示：6～10颗（2个样品），1～5颗（2个样品）。探矿工程已控制一个金矿体M1，捡块样（1件）ω（Au）：9.21×10-6。区内民采金垌密布，已揭露部分矿（化）体。分析认为成矿地质条件有利，找矿前景较好。

（2）预测区Ⅱ：位于Babizends村东约3.6 km，面积约0.85 km2。处于花岗闪长岩、混合花岗岩之间，与阿拉伯—努比亚地盾（ANS）造山运动关系密切。成矿元素活化、迁移、富集条件有利。土壤化探异常显示：主成矿元素Au具有异常面积大，衬度高，三级浓度分带清晰，浓集中心明显，显示较好的成矿地球化学特征。周边1∶5万重砂测量显示金：11～20粒（1个样品）,6～10粒（1个样品），1～5粒（2个样品）。综合分析认为具有一定的金找矿潜力。

7 结论

（1）研究区金矿化体赋存于前寒武纪Guba群云母石英片岩的硅化石英脉及围岩蚀变带中，处于走滑断裂带与韧性剪切带交汇区，成矿受构造、周期性岩浆活动控制。

（2）区内元素富集特征显示Au富集强烈，分布极不均匀，局部富集成矿的可能性很大。

（3）区内化探异常特征显示，Au异常主要分布于构造带两侧或岩体接触带，反映构造带与金矿化有一定相关联系。

（4）运用找矿预测方法，分析认为预测区Ⅰ成矿地质条件有利，金找矿前景较好，预测区Ⅱ具有一定的金找矿潜力。

（5）文章丰富了该区金矿的研究信息，对埃塞俄比亚西部金矿发现具一定参考意义。

注 释

①Tedbabu Worku,Kassahun berihanu,Abraham kidanu.2005.Report on reconnaissa-nce,follow—up and detail geological,geochemical and geophysical exploration work of Mankush—Abulta and Meb areas[R].Ministry of mines Geological survey of Ethiopia.