埃塞俄比亚地区优势金属矿产成矿规律研究

■埃塞俄比亚AsosaGimbi地区优势金属矿产成矿规律研究

项目来源:科技部国际科技合作和交流专项

起止时间:2009—2011年

项目负责:姚华舟

主要完成人:姚华舟，陈开旭，王建雄，张继纯，李闫华等

成果概况:该项目系科技部国际科技合作和交流专项基金资助的研究项目，项目编号为2009DFA20630。项目承担单位为武汉地质矿产研究所，外方合作单位为埃塞俄比亚联邦民主共和国矿产能源部地质调查局。合作研究的主要目标任务是:通过对埃塞俄比亚AsosaGimbi地区成矿地质背景的分析，初步查明埃塞俄比亚AsosaGimbi地区Au、Fe、Ni、Cu、Pt族元素等矿产资源的时空分布和控矿因素，解剖典型矿床，建立典型矿床的成矿模式，总结成矿规律和找矿标志，划分成矿区带，对该区优势金属矿产资源潜力进行综合评价。

通过两年多的合作研究，双方联合组队考察了研究区的重要构造带和成矿带，并对区内主要的Pt、Ni、Au、Fe、Cu等典型的矿床（点）进行了解剖，针对研究区重大地质构造问题和区域成矿学的问题，开展了一系列的岩矿测试、流体地球化学、同位素地球化学和地质年代学的研究测试工作，在构造演化与成矿的关系、矿床地球化学以及成矿规律方面取得了较突出的成果。

（1）用现代测试技术，对研究区内老的变质岩及前寒武纪侵入岩开展了同位素年代学研究，厘定了研究区前寒武纪侵入岩时序和岩石地层序列。获得研究区前寒武纪结晶基底混合黑云角闪片麻岩锆石UPb年龄845.1Ma±6.1Ma（LAICPMS）（图1，图2），原岩属侵入岩；侵入其中的Bikilal橄榄辉长岩SmNd全岩矿物等时线年龄767Ma±20Ma；辉长—闪长岩类中闪长岩体锆石UPb年龄758Ma±11Ma（LAICPMS法）；花岗岩—花岗闪长岩锆石UPb年龄728Ma±23Ma（LAICPMS法）；花岗岩锆石UPb年龄563.4Ma±4.8Ma（LAICPMS法）；获得Tulu Dimtu构造带变玄武岩中锆石UPb年龄817.0Ma±5.5Ma（SHRIMP）。

（2）发现了晚前寒武纪冰筏沉积。在Kata发现数层厚度在0.2～1.0m的含角砾石墨绢云片岩和变角砾岩，角砾大小混杂，无磨圆，成分复杂，不同层位分布的岩石中角砾含量不等，变砾岩层或含砾石墨绢云片岩呈似层状或长透镜状夹层产于石墨绢云母中，认为可能是冰筏沉积，其与中国三峡地区新元古代冰碛岩的时代大致相当，认为是新元古代“雪球地球事件”的产物。

图1　混合岩化黑云斜长片麻岩部分锆石CL图像

其中白色圆圈为激光打点位置，数值为单点年龄值，年龄单位为Ma

图2　黑云斜长片麻岩与花岗闪长质片麻岩锆石年龄谐和图

（3）在Tulu Dimtu构造带内识别出变质超基性岩（蛇纹石岩及滑石岩）、层状变超基性岩（阳起石岩、透闪石岩等）、变基性熔岩（变玄武岩、变基性火山集块岩等）及硅质岩，变质超基性岩及层状变超基性岩中发育有基性岩墙（绿片岩），变玄武岩中局部可见似枕状构造，为一套蛇绿岩组合，结合其中不同类型岩石的地球化学研究，认为该套蛇绿岩属新元古代泛非构造期弧后盆地的产物。

（4）通过对研究区内主要中基性侵入岩体的地球化学研究，认为主要中基性侵入岩体形成于火山岛弧环境。其中辉长质杂岩体与变辉长岩—角闪岩构成环状基性杂岩体，岩浆来源于地幔；辉长岩—闪长岩—英云闪长岩岩浆来源于软流圈的部分熔融，并有地壳俯冲带入的壳源组分参与，其形成时代晚于环状基性杂岩体。

（5）认为研究区内中酸性侵入岩属高钾钙碱性系列，岩浆来源区物质成分具不均一性，结晶分异作用明显，花岗岩和花岗岩类、二云花岗岩属造山期产物，花岗岩属后造山期产物。

（6）研究区位于东、西冈瓦纳构造缝合带内的岛弧带，发育Baruda—Tulu Dimtu—Yubdo与Kurmuk—Asosa两个构造带。其构造演化经历了消减闭合（岛弧产生、弧后盆地的形成、扩大、封闭）和碰撞、走滑等构造阶段。消减闭合阶段以基性—中酸性侵入岩构成的岩浆弧形成与弧后盆地基性—中基性火山岩与碎屑岩、碳酸盐岩的沉积为代表，局部发生区域角闪岩相变质作用；在碰撞阶段，Baruda—Tulu Dimtu—Yubdo构造带与Kurmuk—Asosa构造带发育向西逆冲—褶皱变形为特征，同时伴随有中酸性岩浆侵入与区域绿片岩相变质作用；在走滑阶段，Asosa—Gimbi地区发生了两期剪切变形，较早的近南北向左行韧性剪切变形使早期向西逆冲—褶皱变形面变陡，主剪切带及其次一级剪切带多形成糜棱岩（化），并伴随黄铁矿化、硅化。泛非构造期晚期该区发育近北西向的左行脆韧性剪切变形，此期变形切割了早期南北向的构造形迹，在此阶段末期该区出现花岗岩侵位，代表了一个完整构造旋回的完成。

（7）对研究区主要矿产（Au、Pt族元素、Ni、Fe、Cu等）进行了矿床类型划分，并基本查明了研究区主要矿产成矿地质特征。主要的矿床类型为硅酸盐型镍（Cr、Co）矿床、岩浆分异型铁矿、与剪切带有关的石英脉型或蚀变岩型金（铜）矿，次要的矿床类型有沉积变质型铁矿、残积型铂矿、超基性岩型铂矿、岩浆热液型钼矿、砂金矿等。对Yubdo铂矿、Biklal铁矿、Kata铜金矿、Daleti镍（铬、钴）矿、Gumu金矿、Bushane Aleltu金矿及Tulu Capi金矿等典型矿床（点）的成矿地质条件及成因类型进行了初步探讨和研究。

（8）通过稳定同位素地球化学和流体包裹体研究，初步探讨了研究区剪切带型金矿的成矿流体来源和流体性质，认为该类型金矿成矿流体为中低温低盐度和中低温中高盐度两种流体混合，且来源于地壳流体，为变质水—建造水与大气降水的混合。首次应用石英流体包裹体RbSr测年测定了Oda Godere金矿的年龄为545Ma±7Ma。由于区域上石英脉型金矿分布广泛，且矿床地质特征反映大多为具有相似的或相同的成矿条件，因此该年龄数据代表了区域上石英脉型的金矿的形成时代，即形成于泛非期构造热事件晚期。

（9）研究了区内主要矿产的分布规律，并初步探讨了成矿作用与构造演化的关系。研究区主要矿产的形成分别与早期拉张、削减闭合及走滑阶段的构造岩浆作用有关，早期拉张阶段的超基性岩浆活动形成了镍、钴、铬及铂族元素矿化，并在碰撞阶段成矿元素得到了进一步富集，区域上Yubdo、Tulu Dimtu、Daleti、Asosa、Dembi Dolo、Genji等超基性岩体中均显示出较好的Pt、Ni、Co矿化，其主要沿Baruda—Tulu Dimtu—Yubdo和Kurmuk—Asosa两个南北向构造带展布，在研究区形成了两个近南北向Ni、Co、Cr及Pt族元素矿化带；削减闭合阶段岛弧环境下的基性杂岩侵入，形成了岩浆分异型钒钛磁铁矿，该类型铁矿化的分布与三个基性杂岩带（即Biklal、Mt Sirba和Gizen）的分布相对应；走滑阶段的两期剪切变形作用伴随的构造热液活动形成了石英脉型或蚀变岩型金（铜）矿，其主要分布于研究区Baruda—Tulu Dimtu—Yubdo、Kurmuk—Asosa及Mendi 3个近南北向构造带和Chochi北西向剪切构造带上。

（10）划分了成矿区带，对Au、Ni、Co、Pt族元素、Fe、Ti、Cu多金属等矿产的空间分布规律进行了研究，总结了区域找矿标志，对区域找矿方向进行了探讨，提出Kata—Yubdo Au、Cu、Ni（Co、Cr）、Pb族元素找矿远景区、Gumu—Sirkole Au、Cu、Ni找矿远景区及Mendi金矿找矿远景区等为区域最有利的找矿地区。

（陈开旭　编）