馬達加斯加共和國ANTANIMBARY-BEMOKOTRA地區(qū)金礦床多元統(tǒng)計分析

謝 樨，王潔敏，趙玉巖，羅俊峰，郭生銀

（1.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局，貴州貴陽550005；2.吉林大學地球探測科學與科技學院，吉林長春130026）

馬達加斯加共和國ANTANIMBARY-BEMOKOTRA地區(qū)金礦床多元統(tǒng)計分析

謝 樨*1，王潔敏1，趙玉巖2，羅俊峰1，郭生銀1

（1.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局，貴州貴陽550005；2.吉林大學地球探測科學與科技學院，吉林長春130026）

馬達加斯加島太古代克拉通內(nèi)廣泛發(fā)育片麻巖—綠巖體，并伴隨有多期韌性剪切帶變形和花崗巖—閃長巖及基性—超基性巖侵入。在此構(gòu)造條件下，有利于原生金礦的形成；長期隆起，裸露于熱帶環(huán)境，漫長的風化剝蝕又可形成古礫巖金礦及中新生代殘積（紅土型）與河床砂金。分別對3種礦石類型進行了Au與其他元素的相關分析，進而探索各類金礦成礦的演化歷程。

馬達加斯加；金礦；多元統(tǒng)計分析

研究區(qū)位于馬達加斯加Betsboka省的Maevatanana地區(qū)，北起B(yǎng)emokotra鎮(zhèn)，南到Antanimbary鎮(zhèn)（圖1）。2.5Ga馬達加斯加島太古代克拉通內(nèi)廣泛發(fā)育片麻巖—綠巖體，并伴隨有多期韌性剪切帶變形和花崗巖—閃長巖及基性—超基性巖侵入。在此構(gòu)造條件下，綠巖體的形成、發(fā)展和改造等一系列的演化為該區(qū)原生金礦提供了豐富的物源。原生金礦形成以后，由于長期隆起，裸露于熱帶環(huán)境，漫長的風化剝蝕又為古礫巖金礦及中新生代殘積（紅土型）與河床砂金的形成提供了良好的成礦環(huán)境[1]。近年來中國對馬達加斯加的地質(zhì)及成礦研究逐漸深入[2-5]，本文結(jié)合前人研究的基礎上，利用多元統(tǒng)計的方法，對研究區(qū)不同類型的金礦石分別進行元素的相關性研究，初步推導出該區(qū)金礦的演化歷程。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

馬達加斯加島由前寒武系、晚石炭統(tǒng)—侏羅系、白堊系底層組成（圖1）。成礦主要與前寒武系有關，按照巖性及變質(zhì)程度可分為太古界深變質(zhì)巖系、太古界—新元古界混合巖系及中—新元古界淺變質(zhì)巖系（圖2）。其巖系組成為[3，6-15]：①深變質(zhì)巖系：綠巖帶（大于2.5Ga）、正片麻巖帶（2.5～2.7Ga，大于3.0Ga）；②混合巖系：花崗巖、混合巖、紫蘇花崗巖等；③淺變質(zhì)巖系：碳酸鹽巖/石英巖、頁巖、花崗巖（0.65～1.0Ga），石英巖，大理巖，火山巖、花崗巖、斜長巖（1.0～1.8Ga）、砂質(zhì)巖、石墨泥質(zhì)巖、大理巖、花崗巖（0.65～0.7Ga）。

據(jù)前任研究表明，馬達加斯加島可能是早二疊前后才從岡瓦納古陸分離出來。Collins等[6-15]將馬達加斯加島中部和北部劃分為Antongil地塊、Antananariv地塊、Itrcmo巖席帶、Tsaratanana巖席帶、Bemarivo帶5個構(gòu)造單元。本礦區(qū)所在的Maevatanana巖席帶則是Tsaratanana構(gòu)造單元的一部分，位于Antananariv地塊的北部（圖1）。區(qū)域內(nèi)大規(guī)模的巖漿活動是在晚元古代以前，在多期次構(gòu)造運動和構(gòu)造變形中，伴隨著大量花崗巖—閃長巖及基性—超基性巖侵入到太古界變質(zhì)巖中。Tsaratanana巖席帶，早期侵入體年齡測定為2.75～2.49Ga，鋯石捕虜體年齡為3.26Ga[6-15]。

區(qū)域內(nèi)金礦類型與非洲大陸金礦類型相似，主要有：①前寒武紀古礫巖型金礦；②中新生代殘積層金礦（紅土型殘積層金礦）和沖積層金礦（河床砂金）；③太古代綠巖帶中的含金石英脈型原生金礦。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

按照Collins和Windley[9]的工作，Maevatanana地區(qū)的地層劃歸為Meavatanana層序Tsaratanana層，地層由南至北分為4個巖性段（圖2）：①由片麻巖、二云母片巖、石英巖與磁鐵礦和片狀角巖組成。分布于由花崗閃長巖出露的高山地區(qū)；②由片麻巖夾石英巖—磁鐵礦層及閃石，輝石、透閃石，陽起石、扁豆狀輝長巖和正角閃石巖組成。分布于Mandraty裂谷和Bekapirjy裂谷及Maria西部地區(qū)；③混合巖系列分布于Ikopa河谷和Mandraty村附近。在片理化的混合巖中夾有片麻巖或云母片巖及矽線石結(jié)核；④在Ampotaka-Marokoloy地區(qū)，混合巖中或多或少含有二云母花崗巖及輝石。

在區(qū)內(nèi)，僅在北部邊緣見有石英閃長巖。侵入地層為前寒武變質(zhì)巖系，其中巖體的西北部，部分被現(xiàn)代沖積物覆蓋。巖體礦物組分主要為斜長石、石英及鐵鎂礦物等。區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖主要為混合巖、片麻巖、片巖及石英巖、磁鐵礦和云母片巖等。太古界地層，由于區(qū)域變質(zhì)、熱變質(zhì)、動力變質(zhì)等多種變質(zhì)作用的疊加改造，全部成為深變質(zhì)巖系。元古界地層，主要是在區(qū)域變質(zhì)作用下，形成淺變質(zhì)巖系，但在不同的地區(qū)不同程度受熱液（巖漿）作用，動力作用及在巖體的接觸帶，呈現(xiàn)出由深—淺的復雜變質(zhì)類型。在廣義上，把前寒武變質(zhì)巖系統(tǒng)稱為綠巖體或綠巖帶，最近有的學者定義[14-15]為鎂鐵質(zhì)片麻巖和片巖組合，建立于太古代和元古代鎂鐵質(zhì)片麻巖帶和片巖帶。

該巖帶與金礦化關系密切，巖系中含金石英脈發(fā)育。含金石英脈的流體包裹體研究表明[4,16-17]，成礦流體為含CO2的低鹽度水溶液，并含有微量的CH4、H2S、N2，成礦流體中氣液包裹體的均一溫度約為250℃，壓力約為130MPa。

圖1 馬達加斯加前寒武系基底結(jié)構(gòu)及研究區(qū)位置圖（據(jù)Collins等，2006修改[6]）

3 金與其他元素的相關關系

為了突出其他元素與Au的相關性，選用具有礦化顯示并有實驗分析數(shù)據(jù)的樣品進行多元統(tǒng)計分析，考慮到多重總體的疊加會影響Au與其他元素的相關性計算，因此，我們選用不同類別樣品分別進行討論。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡圖

3.1 原生石英脈

原生石英脈中的元素在0.7～1相似水平下的組合為Au-S、Mg-K-Al-Zn、Na-Ca；在0.5～1相似水平下的組合有Au-S-Ag、Na-Ca、Mn-Cu、Mg-K-Al-Zn（圖3）。譜系圖中由群距離D＜20的范圍內(nèi)可分為2組：Au-S-Ag-Mn-Cu-Fe-Pb和Na-Ca-Mg-KAl-Zn。其中，Au、S、Ag具有較高的相關系數(shù)（RAu-S=0.893，RAu-Ag=0.534），因此，fS對Au的遷移和沉淀具有控制作用；Au與Fe、Mn、Pb負相關，這可能說明原生含金石英脈金的沉淀主要是由深部堿性化境下的還原反應造成。結(jié)合前人的流體包裹體研究[16-17]表明，深部還原性的成礦流體在向上運移至開放環(huán)境中，壓力的突然釋放造成二次沸騰，金的沉淀。

3.2 殘積層

與原生石英脈中的元素相比，殘積層中各元素的相似系數(shù)較低，在0.5～1相似水平下的組合有Zn-Mg-K、Pb-Mn、Cu-Fe、Na-Ca（圖4）。譜系圖中群距離D＜20的元素組合與原生石英脈中的元素組合相似，同為2組：Au-S-Pb-Mn-Cu-Fe-Ag和Zn-Mg-KAl。Au與其他元素的相關系數(shù)較低，與Pb、S最高（RAu-Pb=0.195，RAu-S=0.159），與Mn、Fe負相關；第二組的元素組合（Zn-Mg-K-Al）則可能為風化作用下的帶出組分。因此，殘積層中的元素組合與原生含金石英脈的元素組合既相似但也有不同。相似性可能說明了殘積層中的金繼承于原生含金石英脈的特征；不同則可能是經(jīng)過后期的風化改造所致。

3.3 沖積層

沖積層中的元素在0.7～1相似水平下的組合為Na-Ca、Mg-K-Zn；在0.5～1相似水平下的組合為Na-Ca、Mg-K-Zn-Al、Mn-Pb（圖5）。譜系圖中群距離D＜20的元素組合為Na-Ca-Cu、K-Mg-Zn-Al-Au、Pb-Mn-Ag-Fe。Au與其他元素的相關系數(shù)較低，與K最高（R=0.134），Au與K協(xié)同相關可能同伊利石的吸附作用有關[18-19]。Au與Fe、Mn的負相關性對比原生石英脈和殘積層中的Fe、Mn元素較小，且與同一組合中的Mg、Al、Zn正相關，則可能說明此時由還原反應生成金的程度降低，被表生礦物吸附的程度增高。

圖3 原生石英脈中主要元素的R型聚類分析譜系圖

圖4 殘積層中主要元素的R型聚類分析譜系圖

圖5 沖積層中主要元素的R型聚類分析譜系圖

4 結(jié)論

（1）對于原生石英脈型金礦，成礦流體主要為含CO2的還原性流體，fS對Au的遷移和沉淀具有控制作用，Au與Fe、Mn、Pb負相關，說明原生含金石英脈金的沉淀是由深部堿性環(huán)境下，深部成礦流體上涌至開放空間，壓力突然釋放，造成二次沸騰，在還原反應作用下造成。

（2）對于殘積型（紅土型）金礦，其Au元素既繼承于原生含金石英脈的特征，又經(jīng)過后期的風化改造。

（3）對于沖積型金礦，由還原反應生成金的程度降低，被表生礦物吸附的程度增高。特別與伊利石的表面吸附有關。

[1] A.Lacroix.Introduction[J].Bulletin volcanologique,1924,1(1): 3-4.

[2]王洪波,李寶科,江志海.馬達加斯加礦產(chǎn)分布及找礦方向[J].礦業(yè)工程,2013,11(1)：7-10.

[3] 黃國平,胡清樂,陳冬明，等.馬達加斯加地質(zhì)礦產(chǎn)概況[J].資源環(huán)境與工程,2014,28(5)：626-632.

[5] 楊喜安,劉善寶,王光良，等.馬達加斯加Maevatanana金礦床構(gòu)造控礦特征[J].黃金,2013,34(9)：16-22.

[6] C.Cucciniello,J.Conrad,C.Grifa,et al..Petrology and Geochemistry of Cretaceous Mafic and Silicic Dykes and SpatiallyAssociated Lavas in Central-Eastern Coastal Madagascar[M]. Springer Berlin Heidelberg,2011：345-375.

[7] Collins A S.Madagascar and the Amalgamation of Central Gondwana[J].Gondwana Research,2006(9):3-6.

[8] Collins A S.The Tectonic Evolution of Madagascar：Its Place in the East Afrcan Orogen[J].Gondwana Research,2000(3): 549-552.

[9] Collins A S,Windley B F.The Tectonic Evolution of Central and Northern Madagascar and its Place in the Final Assembly of Gondwana Madagascar：Its Place in the East Afrcan Orogen [J].Journal of Geologyt,2002(110):325-340.

[10] Collins A S,Fitsimons I C W,Hulscher B,et al..Structure of the Eastern Margin of the East African Orogen in Central Madagascar[J].Precambrian Research,2003(123):111-133.

[11] Collins A S,Kroner A,Fitzsimons I C W,et al.Detrital Footprint of the Mozambique Ocean：U/Pb SHRIMP and Pb Evaporation Zircon Geochronology of Metasedimentary Gneisses in Eastern Madagascar[J].Tectonophysics,2003(375):77-99.

[12] Collins A S,Pisarevsky S A.Amalgamating Eastern Gondwana：The Evolution of the Circum-Indian Orogens[J].Earth Science Reviews,2005(71):229-270.

[13] Collins A S,et al..Depositional Age,Provenance and Metamorphic Age of Metasedimentary Rocks from Southern Madagascar[J].Gondwana Research,2011,doi：10.1016/j.gr.2010. 12.006.

[14] 車繼英,趙院冬,王奎良，等馬達加斯加前寒武紀變質(zhì)基底特征綜述[J].地質(zhì)與資源,2013,22(4):340-346.

[15]劉田,王志敏,丁媛媛.馬達加斯加前寒武紀地質(zhì)構(gòu)造單元劃分[J].科技創(chuàng)新導報,2011（6）：254.

[16] Andrianjakavah P,Salvi S,Beziat D,et al..Textural and Fluid Inclusion Constraints on the Origin of the Banded-iron-formation-hosted Gold Deposits at Maevatanana,Central Madagascar[J].Miner.Deposita,2007(42)：385-398.

[17] Sang-kon Kim,Maeng-eon Park,Seung-gyun Baek,et al.. Raman Microspectrometry,FT-IR and Inclusion Characteristics of Gem Garnets from Tanzania and Madagascar[J].J.Geosci.Res.NE Asia,2004,7(2)：125-135.

[18] 陳履安.老萬場紅土型金礦成礦過程的地球化學作用[J].貴州地質(zhì),2000,17(1)：18-26.

[19] 陳履安.貴州砂鍋廠玄武巖—紅土型金礦成礦作用研究[J].貴州地質(zhì),2000,17(4)：242-248.

表4 擬建高速公路都勻至安順段工程建設項目壓覆礦產(chǎn)資源潛在經(jīng)濟價值估算表

參考文獻∶

[1]國土資源部.國土資發(fā)[2000]386號關于規(guī)范建設項目壓覆礦產(chǎn)資源審批工作的通知[S].2000-12-18.

[2]貴州省國土資源廳.黔國土資發(fā)[2002]128號關于建設項目壓覆礦產(chǎn)資源有關規(guī)定的通知[S].2002-07-24.

[3]國土資源部.國土資發(fā)[2010]137號關于進一步做好建設項目壓覆重要礦產(chǎn)資源審批管理工作的通知[S].2010-09-08.

[4]貴州省國土資源廳.黔國土資發(fā)[2010]128號關于進一步做好建設項目壓覆重要礦產(chǎn)資源審批管理工作的通知[S].2010-10-26.

[5]貴州省地礦局117地質(zhì)大隊.都勻至香格里拉高速公路(貴州境)都勻至安順段工程建設項目用地壓覆礦產(chǎn)資源評估報告[R].2014.

[6] 國家煤炭工業(yè)局.煤行管字[2000]第81號建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程[S].2000-05-26.

P618.51

A

1004-5716(2015)09-0127-04

2015-05-04

謝樨（1982-），男（漢族），貴州貴陽人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查和研究工作。