非洲东南部造山型金矿成矿环境与资源潜力研究

李 晓，蔡 稳

（山东黄金集团矿业股份有限公司，山东 济南 250000）

造山型金矿床是世界上最重要的金矿类型之一。黄金矿床在剪切作用下，分为石英脉型带和铁质形成的相关类型。非洲东南部地区发育有大规模的该类型矿床，因此对该地区造山型金矿床的研究具有重要意义。

1 造山型金矿的概念与矿床地质特征

南非中太古代巴伯顿绿岩带是地球最古老的造山型金矿床之一。金矿主要赋存于在接触处或接近接触糜棱岩，在镁铁质和超镁铁质火山岩之间。3280 Ma Onverwacht群和主要变质沉积岩上覆岩石约3260Ma～3230Ma无花果树小组。在变质火山沉积的韧性D1叠瓦作用中形成排序并早于金矿化。硫化物矿体组合随变质程度，含毒砂+黄铁矿，最高至毒砂的磁黄铁矿+结构上的磁黄铁矿+黄铜矿+黄铁矿。黄金的主要阶段成矿作用为宽同峰变质关于无花果树组，但是上角闪岩相岩石的变质作用结构上位于Onverwacht群之下，这表明矿作用与两个单位。因为下盘岩石已经逆行，变质脱挥反应在绿岩的序列中。

构造控制的造山型金矿床形成于俯冲相关增生或碰撞的组成部分造山运动，通常在构造变质的晚期各地体的演化，这些矿床的特点是金与贱金属的比率很高，相对较低的硫化物含量，K、As的可变添加量，Sb、LILE、CO2、S对变形围岩和低矿化度H2O-CO2（-CH4）矿液。尽管大部分这些矿床形成于绿片岩相条件下，地层的P-T条件已记录到从次绿片岩延伸到上角闪岩甚至麻粒岩相条件，相当于地壳深度约5公里至20公里。

确定变质程度的转变加上风格的明显变化可以记录矿化作用。古至中太古代南非巴伯顿绿岩带的主人一些已知最古老的造山型金矿床地球上。大部分黄金绿岩带中的矿床产于南部约3227Ma Kaap±1 Ma Kaap山谷深成岩体的接触面由绿片岩主持相表壳岩石。

P-T条件矿化度估计在300℃到425℃之间以及1kbar至4 kbar，与这些绿片岩相对比矿床，新配偶金矿的金矿化该矿位于明显的高级变质岩中品位，靠近花岗岩-绿岩接触面该带的北缘，当前可用温度为520℃至580℃，表明角闪岩变质成矿相条件。这为研究控制措施提供了机会，水热管道系统的时间不同的变质流变条件，确定金矿化的相对时间。

2 非洲东南部造山型金矿成矿变质条件

几种常规地温计和气压计在未改变的条件下应用于合适的矿物组合变泥质岩和角闪岩。平均数的应用使用热电偶的铂法（霍兰德和鲍威尔由于缺乏合适的矿物集合，应用的方法包括石榴石-黑云母，石榴石-角闪石，以及角闪石-斜长石温度计，以及黑云母-斜长石-石英气压计，结果证实矿井中存在陡峭的变质梯度。上盘无花果树群变质泥质岩在配偶酒吧，数据显示结构上最高的西部地区的最高温度区域到结构最深的东部区域。在西区，估计温度为520℃±25℃。在中部和东部地区，温度为570℃±25℃和590℃±25℃表明明显的高级变质作用条件，相关压力为4kbar～5kbar相当于配偶上盘变质峰棒，相反，Onverwacht群斜长角闪岩的P-T估算并在配偶酒吧，显示出明显的高级变质作用c.600℃～700℃和6kbar～8kbar的条件。

这些估计表明峰值压力的差异，在一个长达10公里的地壳柱沿着这个结构接触被切除，就是这个主要导致观察到变质条件的伸缩。这些较高的P-T条件也与高温一致（＞600℃）在中部的Onverwacht群超镁铁质片岩的东部地区。西部Onverwacht群岩石区域不表示类似的高P-T条件。这个可能表明Onverwacht的超镁铁质下面的群体也在构造上覆瓦，而不是代表一个看似同质的基本未受干扰的地层序列。

中心带的I型矿化为以毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿和黄金为主，局部地，硫化物被亚自形黄铁矿所取代，这个Ⅰ型矿体中心粗粒硫化物为由高达数毫米的大块块状晶体控制毒砂。黄铁矿和黄铜矿产于毒砂中毒砂中的晶界和裂隙充填蚀变矿物。在矿体，细晶毒砂针磁黄铁矿沿S2排列。金以包裹体形式出现在毒砂中，沿晶界和三点硫化物和蚀变矿物之间沿着砷黄铁矿和蚀变矿物，中的II型矿化中心带含有浸染的自形毒砂包围着一个半圆形黄铁矿，黄金本地铋和红柱石以＜10μm的大包裹体形式存在在毒砂和黄铁矿中，毒砂是这些岩石中含有丰富的硫化物矿物通过磁黄铁矿和黄铜矿，局部，毒砂被磁黄铁矿取代，东部地区的早期成矿作用与毒砂有关，矿石组合包括黄铁矿和磁黄铁矿，它们与钙硅酸盐蚀变组合。沿裂缝，小已查明黄铜矿和毒砂的数量。东部地区晚期成矿作用占主导地位砷黄铁矿，黄铁矿，磁黄铁矿和黄铜矿，这个硫化物散布在近端和远端蚀变带，只有少量硫化物出现在石英脉。

缓冲硫化物组合只存在于西部地区，砷黄铁矿-黄铁矿-磁黄铁矿组合处于结构平衡状态这个毒砂与黄铁矿接触的组成范围磁黄铁矿含量在32.5%到34.7%之间，对应于510℃±30℃的温度。用来估算温度的地温计中东部成矿条件区域包括角闪石-斜长石，石榴石-角闪石，及石榴石-单斜辉石温度计，角闪石-斜长石一型成矿对中心区域显示温度为540℃±40℃对比，石榴石-角闪石和石榴石-单斜辉石对从东部地区的早期矿化来看明显高于680℃±25℃的温度，表明上角闪岩相条件。（如下图1，非洲东南部造山型金矿资源分布示意图）。

图1 非洲东南部造山型金矿资源分布示意图

3 典型矿床特征分析

目前研究认为，造山型金矿是威尔逊旋回从俯冲增生到碰撞造山不同构造演化时期不同地壳深度(中/下地壳为主)变质变形地体中的脉型/蚀变岩型金矿床，成矿多与造山中晚期的绿片岩相变质变形及花岗岩类岩浆侵入过程关系密切，常在地壳不同深度出现彼此关联的多种矿化样式，形成造山金矿床系列。

在非洲东南部，自古元古代开始，多个克拉通多期次碰撞形成大量活动造山带，并在其地壳内形成，韧性变形带及碰撞不同阶段相关的花岗质侵入体，形成了非洲东南部最为重要的金成矿环境。

图2 非洲主要造山事件

4 结语

造山型金矿床是世界上最重要的金矿类型之一，非洲东南部地区发育有大规模的该类型矿床，因此对该地区造山型金矿床的研究具有重要意义。本文通过对非洲东南部地区大地构造格架及演化、造山型金矿床的时空分布、成矿环境及矿床地质特征的总结整理，并结合对该地区典型造山型金矿床的剖析，认为该地区造山带金矿的形成与克拉通之间造山带的变化密切相关，空间上主要分布在各克拉通内的绿岩带及克拉通之间造山带内，时间上主要集中于3.20Ga～3.00Ga、2.70Ga～2.55Ga 和 2.10Ga～1.80Ga 3 个时期。