摘要
斐济群岛位于环太平洋成矿带的西南边缘,以拥有多个世界级的斑岩铜金和浅成低温热液金矿床而闻名。斐济瓦图科拉金矿位于斐济维提岛北部边缘的塔武阿火山盆地中,为典型的构造控矿类型的浅成低温热液型金矿床。研究区内矿体主要受构造控制,分为层间滑脱断层控制的近地表缓倾硅化角砾岩型金矿体及放射状断层(及其次级断裂)、环状断裂(次级断裂)所控制的深部陡倾蚀变岩型金矿体。围岩蚀变强烈,硅化、黄铁绢云岩化及青磐岩化与矿化密切相关。本研究在研究区内厘定了5期构造活动,并结合典型构造与矿体之间的关系,划分了成矿前、成矿期及成矿后构造。综合矿床地质特征、激电中梯、构造形迹调查成果,总结了研究区找矿标志,圈定了 5处靶区并对其中 2处进行了验证,取得了良好的找矿成果。
Abstract
The Fiji Islands are located on the southwestern margin of the Pacific Rim metallogenic belt and are famous for its many world-class porphyry copper-gold and epithermal gold deposits. The Vatukuola gold deposit in Fiji is located in the Tavua volcanic basin on the northern edge of the Viti Island in Fiji. It is a typical structural ore-controlling type of epithermal gold deposit. The main ore bodies in the study area are controlled by structure and are divided into near-surface gently dipping silicified breccia type gold ore bodies controlled by interlayer detachment faults and deep steeply dipping altered rock type gold ore bodies controlled by radial faults (and their secondary faults) and ring faults (secondary faults). The wall rock alteration in the mining area is strong, sericitic-pyritization, silicification and propylitization are closely related to the gold mineralization. Five stages of tectonic activities in study area were determined in this study. The relationship between typical structures and ore bodies was determined, and the structures before, during and after mineralization were divided. Integrating geological characteristics of the ore deposit, intermediate-scale geoelectric surveys, and structural trace investigation results, the mineral exploration indicators of the study area have been summarized, five target areas were delineated, and two of them were verified, achieving good mineral exploration results.
0 引言
浅成低温热液金矿主要分布在环太平洋、地中海—喜马拉雅及古亚洲洋 3 个成矿带中,是全球最重要的金矿床类型之一,为全球提供超过 8% 的金资源(陈根文等,2001),斐济瓦图科拉浅成低温热液型金矿位于环太平洋成矿带(Richards,1990;Jen‐ sen and Barton,2000;Kelley and Spry,2016),典型的矿床为西南太平洋的 Acupan(Cooke and McPhail, 2001)、Porgera(Richards and Kerrich,1993;Rich‐ ards,1995)、Mt. Kare(Richards and Ledlie,1993)、 Ladolam(Carman,2003)、瓦图科拉(Vatukuola;Ah‐ mad,1979)、图瓦图(Tuvatu;Scherbarth and Spry, 2006)等。斐济群岛的主岛维提岛(Viti island)西北部发育着 4 个典型的破火山口:Tavua、Rakiraki、Ba 和 Navilawa(JICA-MMAJ,1991①,1992②),这些破火山口在空间上与浅成低温热液型金矿化有关,并沿维提岛北部大型北东向线型构造(Viti-levu lineation 后称 VL)展布(Colley and Rice,1975)。瓦图科拉金矿(Vatukuola gold mine,后称瓦矿)的金矿床产于 Tavua 火山的西侧(Colley and Rice,1975,1978;Ah‐ mad,1979;Scherbarth and Spry,2006),也有低品位的斑岩型铜矿化产于瓦矿深部(Scherbarth and Spry,2006)及塔武阿(Tavua)破火山口内(Setterfield et al.,1992;Eaton and Setterfield,1993)。瓦矿位于斐济维提岛北部边缘塔武阿火山盆地中,为构造控矿类型的浅成低温热液型金矿(Setterfield et al., 1992;Eaton and Setterfield,1993)。自 1892 年被发现,1932 年开采距今已有近 90 a 的开采历史,前人主要围绕岩浆岩、成矿时代、矿石结构构造、围岩蚀变及成矿流体特征等领域开展研究工作(Gill, 1984;Gill and Whelan,1989;Anderson and Eaton, 1990;Kwak,1990;Setterfield et al.,1992;Eaton and Setterfield,1993;Begg,1996),针对研究区的构造控矿规律研究不足,一定程度上制约了瓦矿外围的找矿思路,本研究选取瓦矿外围研究区北部的 3 个重点矿段为研究对象,以构造行迹调查指导找矿为指导思想,在研究区中采用构造行迹-蚀变矿化填图、钻探工程、镜下分析等研究手段,总结瓦矿矿床地质特征及构造控矿规律,结合激电中梯最终实现外围研究区典型区域的找矿预测,圈定了 5 处找矿靶区,并对其中2处靶区开展了工程验证,取得了良好的找矿成果。
1 区域地质背景
1.1 区域构造演化
斐济群岛的主要岛屿均由斐济地块隆升形成,处于太平洋板块和印—澳板块(Hathway,1993)汇聚的复杂转换带内。斐济位于向西俯冲的汤加—克马德克俯冲带和向东俯冲的瓦努阿图俯冲带之间,两者被2个伸展弧后盆地分隔,西部为北斐济盆地,东部为(Eaton and Setterfield,1993;Hathway,1993) 劳盆地(图1d)。
瓦努阿图、斐济和汤加群岛曾经是沿着印—澳板块边缘北东发育的外亚美尼西亚岛弧——维蒂亚兹弧系统中的一部分(Hathway,1993;Begg,1996; 图1a)。从始新统早期到中新统中期,维蒂亚兹弧一直处于活动状态,直至与紧邻斐济群岛以北的美拉尼西亚边境高原和紧邻所罗门群岛以北的翁通爪哇高原的巨厚洋壳发生碰撞,随即,俯冲在中新统晚期或上新统早期停止,并在印—澳板块北缘产生一条新的海沟,即瓦努阿图海沟(Eaton and Setter‐ field,1993)。晚中新统,随着瓦努阿图弧向西南方向后退并发生顺时针旋转,弧后扩张开始,北斐济盆地被打开(Hathway,1993;图1b~c)。上新统早期形成劳盆地,将汤加洋脊与劳洋脊分开,逐步形成现今的大地构造格局(图1d)。
a—始新世—中新世板块演化(~12 Ma);b—晚中新世板块演化(~5.5 Ma);c—全新世板块演化;d—现今地震活动
1.2 区域地质背景
维提岛地层自上始新统沉积至今,以火山岩为主、局部出露侵入岩及沉积岩(图2b)。
地层以上始新统 — 下渐新统(40~35 Ma)Ya‐ vuna 群为基底,出露于维提岛西南部(Hathway, 1993;Begg,1996)。上渐新统 — 中中新统(32~13 Ma),Wainimala群火山碎屑岩出露于维提岛西部和中部,不整合覆盖于Yavuna群之上(Hathway,1993; Begg,1996)。上中新统—上新统早期,维提岛沉积了西南部的 Navosa 群、西部的 Nadi群、东北部的 Ra 群以及南部和东南部的 Medrausucu 群的浅海相沉积物(Hathway,1993;Begg,1996)。维提岛东南部主要出露火山岩为上中新统(6.0~5.7 Ma)Medrausucu 群钙碱性安山岩和英安岩,北部则大面积出露上新统早期钙碱性 Ba 群火山岩。侵入岩以科洛岩体为主,主要为辉长岩-英云闪长岩,形成于中新统 (12.5~7 Ma)。上新统以来,一系列钙碱性次火山岩岩株沿火山机构侵入 Ba 火山岩群,岩性以辉长岩、闪长岩、二长岩为主。构造以断裂为主,岛内主要划分为北东、北西及近东西向 3 组构造形迹。矿产主要为与碱性岩有关的浅成低温热液型金矿以及与二长岩、花岗闪长岩及花岗斑岩等有关的斑岩型铜金多金属矿,大量分布在维提岛的北部边缘,受北东向大型断裂构造的控制,构成维提岛北部的 “黄金走廊”(Hathway,1993)。
斐济群岛区域上主要发育 3 组断裂带,分别为北东向断裂带、北西向断裂带和东西向断裂带(Ham‐ burger and Isacks,1988;Gill and Whelan,1989)。北东与北西向断裂均控制了区域的火山活动。东西向断裂带位于群岛北部,是斐济群岛的北部边界,也是太平洋板块的南部边界(图2a)。维提岛内部同样以东西向断裂、北东向断裂及北西向断裂为主要构造行迹。大量火山机构位于北东向区域性大断裂(VL) 与一系列垂直的小型断裂的交汇处及与大型北东向 Nasivi韧性剪切带交切点处(图2b)。
2 矿床地质特征
2.1 地质特征
研究区位于维提岛北部边缘的塔武阿火山盆地中(Eaton and Setterfield,1993)。7.0 km×5.5 km的椭圆形破火山口发育于塔武阿火山盆地的中心,发育的环形断裂、放射状断裂与区域大型走滑断层形成了构造交汇(图3)。破火山口周缘为橄榄玄武岩基底,破火山口中依次充填了以粗面安山岩为主的莫里森池组及橄榄玄粗岩为主的海龟池组(Begg,1996)。研究区内侵入岩主要为二长岩,为研究区内浅成低温热液金矿的成矿地质体,呈次火山岩岩株出露于破火山口内、外(图3;Eaton and Setterfield, 1993;Begg,1996;Begg and Gray,2002)。根据前人研究成果,二长岩(3.7 Ma)稍晚于破火山口的橄榄玄粗岩(海龟池组)及粗面粒玄岩(莫里森池组)接近同期侵位(~4.5 Ma)(Begg,1996;杨新雨等,另文发表)。
图3研究区地质图(据Eaton and Setterfield,1993修改)
研究区内构造以断裂为主,主要为与塔武阿破火山口伴生的放射状断层、环形断裂及 Nasivi 剪切带。环形断裂与破火山口盆地边缘平行,主要出露于研究区北部,走向以北东向及近东西向为主,倾向东南或南,倾角普遍较陡,为 65°~75°,断裂沿走向延伸不稳定,长度300~500 m,断裂带宽度多为5~25 m;放射状断层则与破火山口边缘大角度相切,多出露于研究区西北部及北部(图3),走向以北西向、北北西向为主,近直立,沿走向方向延伸稳定,长度500~1500 m,断层带宽度10~20 m,放射状断层多切割早期的环状断裂。Nasivi剪切带为北西向贯穿维提岛的脆-韧性剪切带,走滑运动为主兼具一定斜滑分量(Eaton and Setterfield,1993),剪切带宽度为 10~15 m,走向北西西,近直立,该剪切带形成较早,形成于塔武阿破火山口之前(图3)。研究区还发育一系列缓倾断层,该类断层走向上变化较大,北东及东西向均有发育,走向围绕火山口边缘呈环形变化(Eaton and Setterfield,1993)。
图4研究区矿体特征
a—典型矿段及勘探线剖面位置图;b—Waikatakata矿段联合剖面;c—Natogo矿段联合剖面;d—MasiMasi矿段联合剖面
2.2 矿体特征
本研究选取研究区北部 3 个典型矿段(Maisi‐ masi 矿段、Natogo 矿段及 Waikatakata 矿段)中的典型联合剖面,总结了研究区的矿体特征(图4a)。 Waikatakata 矿段中矿体受陡倾构造控制,产状陡倾,深部矿体在走向上呈北西向稳定延伸,发育较高金品位(5.03×10-6~89.01×10-6,平均品位为 11.7× 10-6),蚀变以自内向外发育强硅化、绿泥石化及黄铁绢云岩化。浅部矿体受次级构造控制,呈东西向稳定延伸(图4c),发育中—低品位矿体(平均 2× 10-6),蚀变由矿体向两端自硅化向碳酸盐化及绿泥石化过渡。Natogo 矿段中矿体严格受陡倾构造控制,矿体产状陡倾,走向上沿北西西向展布,矿体形态呈典型的构造透镜体状(图4d),金品位较低(1× 10-6 ±),且变化大,沿矿体走向上存在典型的“膨大缩小,尖灭再现”特征,蚀变特征则是由矿体中心向外围自硅化过渡为碳酸盐化及绿泥石化。Masimasi 矿段中矿体主要受玄武岩及上部的火山角砾岩之间的缓倾滑脱断层及其次级构造控制,呈现向南东缓倾的产状特征,走向北东且延伸稳定,形态上主要呈现构造透镜体样式展布(图4b),金品位较低(0.9× 10-6 ±),但变化较小。矿体中心蚀变以硅化-碳酸盐化为主,向外围逐渐过渡为绿泥石化及绢云母化。
2.3 蚀变及矿化特征及成矿阶段
浅成低温热液型金矿化沿破火山口的西缘产出,主要分布于瓦矿外围研究区中的北部全体矿段 (Masimasi 矿段、Natogo 矿段及 Waikatakata 矿段)及 Homeward Bound矿段(图3),发育硅化、黄铁绢云岩化、青磐岩化、碳酸盐化及钾化 5 个蚀变带,发育 4 阶段矿化(Richards and Kerrich,1993):第Ⅰ阶段 (浸染状-星点状黄铁矿阶段):主要金属矿物为胶硫钼矿及黄铁矿,发育于早期的近矿围岩(蚀变玄武岩)的基质及斑晶中;第Ⅱ阶段(多金属硫化物-石英阶段):主要金属矿物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、胶硫钼矿、磁黄铁矿,脉石矿物主要有石英、少量脉状方解石,发育于硅化蚀变带中; 第Ⅲ阶段(星点状、脉状黄铁矿-方解石葡萄石阶段):主要矿物为少量的黄铁矿、方解石、葡萄石,发育于方解石脉带边部,第Ⅰ阶段及第Ⅱ阶段为主要成矿阶段。
图5浅成低温热液型金矿化及蚀变特征
a—强硅化局部碳酸盐化伴随自然金与胶硫钼矿特征;b—樱红色石英晶簇;c—强硅化、黄铁绢云岩化伴生;d—紫色石英晶洞特征;e—碳酸盐化及青磐岩化伴生特征;f—隐爆角砾结构特征;g—钾化二长岩特征;h—发育于硅化脉体中的冰长石;i—长石发生绢云母化,石英脉体穿切围岩;j—后期方解石脉穿切早期硅化带;k—晚期方解石与葡萄石呈脉状共生穿切围岩;l—晚期葡萄石脉体穿切围岩基质及早期石英脉体;Po‐ tassic—钾化;Qtz—石英;Au—金;Jor—胶硫钼矿;MFe—磁铁矿;Py—黄铁矿;Cal—方解石;Chl—绿泥石;Prh—葡萄石
Waikatakata 矿段位于研究区北部典型的浅成低温热液型金矿段。以Waikatakata矿段为例,高品位金矿化与硅化相伴生、同时发育有弱碳酸盐化,自然金与胶硫钼矿相伴呈脉状穿切近矿围岩(图5a),该带以出现樱红色石英为标志(图5b),载金黄铁矿呈脉状、团块状、稠密浸染状发育;蚀变特征向外过渡到黄铁绢云岩化、强硅化与黄铁矿共生,近矿围岩发生破碎,被硅化脉体胶结(图5c),该带以出现紫色石英晶簇为标志,硫化物呈浸染状发育(图5d); 蚀变特征向外过渡到青磐岩化带,硅化带胶结破碎近矿围岩(图5e);向外逐渐过渡到发育大量磁铁矿化脉体的,具有隐爆角砾结构的弱蚀变带(图5f);深部发育强钾化的二长岩常与青磐岩化伴生(图5g)。显微尺度下可见硅化蚀变带中冰长石发育其中(图5h),黄铁绢云岩化带中局部可见与绿泥石化共生,黄铁矿主要发育于石英脉体边部,长石发育绢云母化(图5i),晚期的方解石脉体常与葡萄石脉体伴生 (图5j~k),穿切早期的石英脉体(图5l)。
金属矿物主要以黄铁矿、胶硫钼矿、闪锌矿及黄铜矿为主,局部可见方铅矿、磁黄铁矿及自然金。黄铁矿发育于玄武岩基质、斑晶以及石英、方解石及葡萄石脉体中,发育于基质中的黄铁矿呈他形粒状、粒度较小,与胶硫钼矿共生,可见局部被后期的石英脉体穿切,他形粒状的黄铁矿沿石英脉发育,粒度稍大(图6a);石英脉体中的黄铁矿常常与黄铜矿及胶硫钼矿共生,可见其边部发育毒砂(图6b); 自然金发育于方铅矿裂隙中(图6c);石英脉体中常见黄铁矿与黄铜矿、闪锌矿共生(图6d~e);方解石脉体中可见有他形粒状黄铁矿充填其边部,粒度较大,与发育于玄武岩基质中的早期黄铁矿粒度差异明显(图6f),晚期方解石脉体穿切早期石英脉体(图6g),脉体中金属矿物发育较少,穿切早期石英脉体及蚀变玄武岩基质特征明显(图6h);晚期葡萄石脉体切穿玄武岩斑晶和基质特征明显,局部可见有晚期的葡萄石脉体穿切早期石英脉体及玄武岩基质特征(图6i)。
图6矿物组合及结构特征
a—Ⅰ阶段黄铁矿发育于围岩基质中,Ⅱ阶段黄铁矿沿石英脉体发育;b—石英脉体中Ⅱ阶段黄铁矿与黄铜矿及胶硫钼矿共生;c—石英脉体中 Ⅱ阶段自然金赋存于方铅矿裂隙中;d—石英脉体中半自形闪锌矿与黄铜矿交生,局部可见闪锌矿出溶于黄铁矿中;e—石英脉体边部Ⅱ阶段黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿及胶硫钼矿共生;f—玄武岩基质中发育Ⅰ阶段黄铁矿,石英脉体中发育Ⅱ阶段黄铁矿,方解石脉体边部发育Ⅲ阶段黄铁矿;g—晚期方解石脉体穿切早期石英脉体以及发育于脉体中的三阶段黄铁矿;h—Ⅲ阶段黄铁矿发育于葡萄石脉体边部,穿切玄武岩基质,基质中发育Ⅰ阶段黄铁矿及胶硫钼矿;i—晚期葡萄石脉体穿切早期石英脉体及玄武岩基质;Qtz—石英;Au—金;Jor—胶硫钼矿;Py—黄铁矿; Cal—方解石;Prh—葡萄石;Ccp—黄铜矿;Sp—闪锌矿
3 构造控矿规律
本研究选取研究区北部作为构造规律调查的重点区域,采用构造行迹-矿化蚀变调查的工作方法,对研究区构造控矿规律进行总结。区内构造以断裂为主,通过对研究区 Masimasi、Natogo 及 Waikatakata3 个矿段的构造-岩性特征及矿体分布的研究工作(图4a),将外围研究区主要的构造形迹从早到晚划分为 5 期断层活动,并对其控矿规律进行了总结(表1)。
北东向线型构造(F1 )为维提岛北部大型线型构造(VL)在本研究区的出露部分,该构造行迹也是维提岛主要火山机构延伸方向,研究区内主要以巨砾岩的展布形态表现出来(图7),是该地区最主要早期构造行迹,为成矿前构造(表1)。Begg and Gray (2002)在瓦矿巷道中取得该断层面的优势产状为 105°∠80°(图7,F1)。
滑脱断层(F2)在研究区广泛发育,为玄武岩与火山角砾岩之间的岩性滑脱界面(图8)。火山喷发及板块运动过程中,不同的岩性能干性不同,因此在岩性界面处会发生滑脱构造,该构造在火山岩区常常形成容矿空间。通过统计钻探工程中岩心的中轴夹角,取得该断层的断层面优势产状为 135° ∠45°(图7F2-1),沿其走向向北东,断层面的优选产状逐渐过渡为175°∠40°(图7F2-2),断层内发育硅化角砾岩,地表表现为北东—南西走向的蚀变带(图9a)及硅质角砾岩条带(图9b),角砾岩与下部玄武岩接触(图9c),该硅化角砾岩中普遍发育金矿化 (图9d)。F2断层发育次级断裂,为闪长岩(上盘)与火山角砾岩(下盘)之间的滑脱断层,断层以正向滑动为主兼具少量斜滑分量,该断层面优势产状为 110°∠45°(图8F2次级)。金矿体严格受F2断层及其次级断裂控制,因此厘定 F2为成矿期容矿构造(表1)。
图7研究区构造纲要图
表1研究区构造及其控矿作用
图8F2断层控矿特征示意图
图9研究区典型构造露头特征
a—Natogo矿段沿F2断层展布的蚀变带界限;b—Waikatakata矿段沿F2断层发育的硅化角砾岩;c—硅化角砾岩与玄武岩接触界限;d—硅化角砾岩特征;e—Natogo矿段中北西向放射状断层F4露头特征;f—Waikatakata矿段北西向F4放射状断裂及近东西向的次级断裂;g—Natogo矿段中玄武岩内发育的环形断裂F3以及其次级断裂;h—F3断层中发育的硅质热液蚀变岩;i—Nasivi剪切带遥感特征
环形断裂(F3)以Natogo矿段发育于玄武岩内的环形断裂为代表。该断层在地表表现为深沟,走向 45°~50°,该断层发育北北东向次级断裂(图9g),次级断裂与主断裂交汇处发育硅质热液交代玄武岩、凝灰岩而形成的硅化蚀变岩,其表面发育大量褐铁矿化(图9h),是良好的找矿标志。金矿化发育于F4 断层的次级断层中,推测该断裂为含矿热液的导矿构造,含矿热液沿该断裂上升,赋存在其次级构造中。综上,F3环形断裂为导矿构造,其次级断裂为主要容矿构造(表1)。
放射状断层(F4)在破火山口区域普遍发育。在研究区北部内的 Masimasi 矿段可见 F4断层与 F2滑脱断层交汇,地貌表现为陡立崖壁(图9e),走向为北西西向,断层面倾角为 65°±(图7F4-1),构造交汇处发育块状硫化物,是良好的找矿信息。在 Waikatakata 矿段,北西向放射状断层沿走向延伸稳定,地貌表现为深沟,断层中发育硫化物温泉(图7F4-2,图9f),F4断层内存在一系列近东西向脉体,呈雁列式排布(图9f),为 F4号断层的次级断裂所控制的岩脉,脉体优选产状为 340°∠70°(图7F4次级)。在 Waikatakata 矿段地表近东西向次级断裂中识别出金矿体,推测其为容矿构造。综上,放射状断层 (F4)为成矿期的控矿构造(表1)。
Nasivi 剪切带展布于整个维提岛内,在瓦矿内部表现为 Homeward bound剪切带和 Shatter剪切带,是典型的导矿、容矿构造,断层面优势产状为 15° ∠80°(图7)。该剪切带研究区的Masimasi矿段中地貌表现为河流,左行错动导致了Maisimasi矿段矿体错开,表现为破矿构造(图9i),推断该构造在后期的火山活动及板块运动存在着多期活化,早期(瓦矿内)表现为含矿热液的成矿期导矿构造,但在研究区Masimasi矿段表现为成矿后破矿构造(表1)。
4 研究区找矿预测
4.1 找矿标志
通过总结瓦图科拉金矿勘查成果,包括地质条件、控矿构造、蚀变矿物变化及物探异常,总结研究区主要找矿标志为(图10;表2):
表2斐济瓦图科拉金矿找矿标志
(1)成矿地质体为二长岩体(3.7 Ma±),主要呈岩脉、岩株形式展布,具有弱矿化,钾化及青磐岩化特征;
(2)浅成低温热液型金矿的赋矿岩性主要为橄榄玄武岩,多发育强烈硅化、碳酸盐化,伴随多金属硫化物及褪色、退磁特征;
(3)矿体产于 Cu、Au 高背景异常区,与高强度浓集中心明显的 Cu、Au元素异常相对应,在空间上局部 Au与 Cu异常分布重合;Au化探异常往往对应浅部的中—低品位金矿体(图10)。
(4)低磁异常往往对应研究区典型构造及含矿热液退磁区,是良好的找矿标志。激电中梯测量显示,高极化、中—电阻的物探异常特征与深部的高品位金矿体对应良好,浅部中—低品位矿体则与中等极化、低电阻对应良好(图10)。但应注意,断裂构造发育是造成局部线性低阻异常的另一重要地质成因,因此结合构造形迹及化探异常综合寻找研究区内中— 低电阻率、高极化率的异常区是良好的找矿思路。
(5)研究区内主要控矿构造为:玄武岩与火山角砾岩/凝灰岩之间的层间滑脱断层,北西向放射状断层,围绕火山口边部外缘的环形断裂,重点则是北西向放射状断层与层间滑脱断层的交汇处。
图10瓦图科拉金矿找矿勘查模型图
a—化探异常剖面;b—激电异常及电阻率剖面;c—综合地质剖面
4.2 找矿预测及工程验证
激电法对硫化物矿体的极化效应高度敏感,常用来圈定矿化带,同时,石英脉体作为主要的赋矿载体,常表现为中高阻异常(卢卯等,2024;赵磊等, 2024),该特征与研究区矿体一致。本研究依据瓦图科拉金矿床成矿地质体分布、构造控矿特征、物探激电异常、化探异常等要素圈定靶区5处(图3):
①号找矿靶区:该区位于 Waikatakata 矿段东部,对应了构造形迹调查中推断的找矿预测区(图7b)。该靶区呈椭圆状,长约140 m,宽约90 m,视极化率为 1%~2.2%,对应电阻率为 60~70 Ω·m,为高极化、低电阻异常条带(图11)。前文构造控矿规律研究中指出该区主要的控矿构造为北西向放射状断层,以及其近东西向次级构造。本研究针对该处的物探异常及控矿构造进行验证(图4b),开展了 5 条勘探线共 9 个钻孔,成功识别出深部北西走向的高品位金矿体,受北西向放射状断层控制及浅部近东西走向的中—低品位金矿体,受近东西向次级断裂控制,取得了良好的找矿成果。
②号找矿靶区:该区位于 Waikatakata 矿段南缘,为北西向放射状断层与层间滑脱断层的交汇处,主要岩性为硅化角砾岩及凝灰岩(图3)。该处激电异常呈条带状展布,长度约 165 m,宽度约 125 m,视极化率为 1.4%~3%,对应的电阻率为 50~100 Ω·m,为中低电阻率(图11),结合该处构造交汇的特征,推断该带具备良好找矿前景。
③号找矿靶区:该区位于 Natogo 矿段,岩性以蚀变橄榄玄武岩为主(图3)。区内发育一条北北西向展布的条带状激电异常带,异常长约200 m,宽约 70 m;极化率为 1.4%~2.4%,异常强度中等;对应电阻率为 30~50 Ω·m,属于低阻异常(图11)。该异常条带与构造形迹-蚀变矿化调查成果匹配良好(图7a)。本研究针对控矿构造及物探异常在该区开展了13个钻孔(图4c),工程揭露出深部发育1条北西西向展布的金矿体,受近东西向次级构造控制,与高极化异常对应良好。
④号找矿靶区:该区发育于 Natogo 矿段南东部。区内发育1条高极化、低电阻异常带,走向北西 (图11)。异常长约 240 m,宽约 100 m;视极化率为 1.2%~2.4%,对应的电阻率为 60~150 Ω·m,属于中电阻异常;该条异常带与构造形迹-矿化蚀变调查过程中识别的多组构造交汇矿化点匹配(图7a),地表出露岩性为发育硅化脉体的凝灰岩,并且局部发育块状硫化物,暗示该区域深部可能存在着隐伏矿体。
⑤号找矿靶区:该区位于 Masimasi 矿段。区内发育高极化、低电阻异常(图11),前文构造控矿规律总结中指出下部玄武岩与上部火山角砾岩之间的滑脱断层形成了成矿结构面,为控矿构造。针对控矿构造以及物探异常,在该区开展了12个钻孔进行验证(图4d),发现岩性界面处的滑脱断层内控制了1条北东走向缓倾金矿体,品位及产状较稳定,取得了良好的找矿成果。
图11Waikatakata矿段及Natogo矿段激电中梯视极化率等值线平面图(a)及视电阻率等值线平面图(b)
5 结论
(1)系统总结了研究区浅成低温热液金矿的矿体成矿地质特征;
(2)划分了瓦矿外围研究区的5期构造变形,并厘定了不同期次构造的控矿规律;
(3)结合构造行迹-蚀变矿化调查、钻探工程、激电中梯等研究成果,建立了勘查模型,在研究区圈定了 5 处靶区并对其中 2 处进行了验证,取得了良好的找矿成果。
注释
① JICA-MMAJ.1991. Report on the Cooperative Mineral Exploration in the Viti Levu Area, the Republic of Fiji. Phase I Metal Mining Agency of Japan Report[R]. Tokyo: Japan International Cooperation Agency.
② JICA-MMAJ.1992. Report on the Cooperative Mineral Exploration in the Viti Levu Area, the Republic of Fiji. Phase I Metal Mining Agency of Japan Report[R]. Tokyo: Japan International Cooperation Agency.