高長亮，黨萬民，劉鵬磊,呂濤,高志友,陳永昊,張勇,高榮政,高昕旸

(1.山東省地礦工程集團有限公司,山東 濟南　250014;2.山東省魯北地質工程勘察院,山東 德州　253015)

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埃塞俄比亞阿迪戴斯塔VSHMS型銅鋅礦床地質特征

高長亮1，2，黨萬民1，劉鵬磊1,呂濤1,高志友1,陳永昊1,張勇1,高榮政1,高昕旸1

(1.山東省地礦工程集團有限公司,山東 濟南250014;2.山東省魯北地質工程勘察院,山東 德州253015)

摘要：VSHMS型礦床是近年來研究塊狀硫化物礦床的新動向，埃塞俄比亞北部阿迪戴斯塔礦床為一個銅鋅異體共生、伴生銀的大型VSHMS型銅鋅多金屬礦床，通過對該礦床的區(qū)域地質背景、礦區(qū)地質、礦床地質特征的研究，指出銅鋅礦床賦礦地層為新元古代特沙里特淺變質火山-沉積巖群，礦帶具有“雙色蝕變帶”特征，并與典型VSHMS型礦床對比，初步探討該礦床的成因類型及成礦模式。

關鍵詞：銅鋅礦床；VSHMS型；成礦模式;埃塞俄比亞

引文格式：高長亮，黨萬民，劉鵬磊，等.埃塞俄比亞阿迪戴斯塔VSHMS型銅鋅礦床地質特征[J].山東國土資源，2016,32(6)：19-26.GAO Changliang, DANG Wanmin, LIU Penglei, etc. Geological Characteristics of Adidesta VMS Type Copper-zinc Deposit in Ethiopia[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(6)：19-26.

盆地構造-沉積環(huán)境中的熱水成因礦床，除火山巖容礦型(VMS)、沉積巖容礦型(Sedex或稱SMS)、砂頁巖型(SST)和密西西比河谷型(MVT)[1]外，近年來火山-沉積巖容礦的塊狀硫化物型礦床(volcanic sediment-hosted massive sulfide deposit,簡稱VSHMS)已成為研究塊狀硫化物礦床的新動向[2]。通過對埃塞俄比亞北部地區(qū)綜合研究，結合以往地質成果資料和鄰區(qū)礦床的特征及成礦規(guī)律，采取地質、物化探等綜合勘查手段，山東省地礦工程集團有限公司在該區(qū)初步查明阿迪戴斯塔(Adidesta)礦床*山東省地礦工程集團有限公司,埃塞俄比亞提格雷州阿迪戴斯塔地區(qū)銅及多金屬礦普查報告，02013年。是一個銅鋅異體共生、伴生銀的大型VSHMS型銅鋅多金屬礦床。該文主要簡述該區(qū)VSHMS型銅鋅礦床形成的地質背景及礦床地質特征，初步探討該礦床的成因類型及成礦模型，以期對國內(nèi)外同類型VSHMS礦床勘查與研究工作提供參考[3]。

1區(qū)域地質背景

埃塞俄比亞北部地區(qū)處于西岡瓦納古陸東北緣與莫桑比克洋過渡部位，即阿拉伯—努比亞地盾西南部新元古代(東非大裂谷西緣)的增生島弧的NE向縫合帶，經(jīng)歷了多地殼演化階段[4]。該區(qū)與其北部鄰區(qū)施瑞VMS型、厄立特里亞的白沙、阿斯馬拉地區(qū)代巴瓦VMS型[4-6]銅鋅成礦帶的大地構造背景類似，屬前寒武紀淺變質火山-沉積巖區(qū)塊狀硫化物礦床成礦有利區(qū)。區(qū)域地層主要為新元古代特沙里特群(Tasliet)淺變質火山—沉積巖系及泰賓群(Tambien)淺變質沉積巖系(綠片巖相)，古生代冰磧巖及砂礫巖，中生代砂巖、礫巖、灰?guī)r及新生代砂、礫、粘土、砂巖及火山巖類；區(qū)域構造主要有斷裂、褶皺、裂隙、頁理、剪切帶，以近SN向、NW向、NNW向及NE向斷裂構造為主；巖漿巖主要有新元古代(前造山期或同造山期)變質基性—超基性巖類、中酸性侵入巖和早古生代(造山期后)酸性侵入巖(圖1)。

1—第四紀砂、礫、粘土等；2—侏羅紀砂巖夾砂礫巖；3—板巖；4—板巖、千枚巖、片巖；5—疙瘩狀片巖；6—板狀大理巖；7—板狀花崗巖；8—變流紋巖；9—變火山碎屑巖；10—斑狀黑云花崗巖；11—堿性花崗巖；12—花崗細晶巖；13—花崗閃長巖；14—閃長玢巖；15—輝綠巖、輝長巖；16—角閃石巖；17—變閃長巖；18—變輝長巖；19—實測斷層及斷裂帶；20—地質界線；21—不整合地質界線；22—礦點圖1　阿迪戴斯塔地區(qū)地質略圖

2礦區(qū)地質特征

地層：主要出露上元古界下部特沙里特淺變質火山—沉積巖及其上部泰賓群淺變質沉積巖。特沙里特變火山巖群自下而上分為內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M、古拉組。內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M分別由下部變基性火山巖和中上部中性變質角斑巖、火山碎屑巖、安山質火山角礫巖、安山質角礫凝灰?guī)r、安山質晶屑凝灰?guī)r及酸性火山巖組成，分別形成2個由基性到中酸性的火山噴發(fā)沉積旋回，其中夾部分淺變質沉凝灰?guī)r、粉砂巖、炭質泥頁巖(含石墨片巖)；古拉組由變流紋巖組成。內(nèi)加什組—蓋瑪?shù)陆M—古拉組構成一個較完整的基—中—酸性的火山噴發(fā)沉積旋回，形成原巖建造為一套海相火山—沉積巖系。泰賓群主要巖性為板巖、板狀大理巖、疙瘩狀片巖、千枚巖夾板巖、片巖，原巖建造為一套海相沉積巖系。銅礦化主要在內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M下部(綠色蝕變)中基性變質火山碎屑巖中，鋅礦化主要位于蓋瑪?shù)陆M上部(淺灰色蝕變)中性安山質凝灰?guī)r、安山質角礫凝灰?guī)r及變質角斑巖及酸性火山巖中。

構造：主要表現(xiàn)形式為斷裂、褶皺、糜棱巖帶。斷裂構造主要有NW向、NE向及近EW向3組，其中NE向斷裂較多。斷裂構造規(guī)模一般都較小，其中規(guī)模較大的主要有10條。褶皺構造較簡單，以內(nèi)加什為NE向軸構成一較完整背斜，西翼巖層傾向為285°～305°，傾角60°～80°左右，東翼巖層傾向相反。糜棱巖帶較發(fā)育，走向NE，與區(qū)域構造線一致，其中規(guī)模較大的主要有4條，自西向東分別為ML1，ML2，ML3，ML4。

巖漿巖：造山前(造山期)巖漿巖主要有新元古代的變輝長巖、輝綠巖脈、變閃長巖及片麻狀花崗巖等；造山后巖漿巖主要有早古生代的斑狀黑云花崗巖、堿性花崗巖、花崗細晶巖、閃長玢巖脈、斑狀黑云花崗巖、斑狀花崗巖及花崗斑巖。

3礦床地質特征

3.1礦化蝕變特征

銅礦化帶：自西向東大致可圈為古拉礦段(Ⅰ)、蓋瑪?shù)碌V段(Ⅱ)、內(nèi)加什礦段(Ⅲ)。古拉礦段，礦化帶走向10°左右，長約250m,寬2～6m,含銅最高為2.97%；蓋瑪?shù)碌V段，礦化帶走向35°左右，延伸長約2100m,寬15～60m,最高為3.82%；內(nèi)加什礦段，銅礦化帶走向20°左右，延伸長約2200m,寬20～70m,含銅最高為4.24%。

鋅礦化帶：自南而北可分為古拉(Ⅰ)及阿拉格拉斯(Ⅱ)礦段。古拉礦段鋅礦化帶為主礦帶，地表長約3600m，寬20～120m，延深200～600m，總體呈近SN向展布，傾向280°左右，傾角57°～75°；阿拉格拉斯鋅礦化帶，由分布零散的6處小礦化帶組成，最高值為5.93%，其中Ⅱ-①號鋅礦化帶為主帶，走向NE向40°左右，總體產(chǎn)狀317°∠75°，帶長約700m，寬約70m。

礦化帶主要賦礦巖類以變火山巖類為主，次為變質火山—沉積巖類。銅礦化帶賦礦巖性以綠色(風化色為淺灰綠、黃綠色)變中基性凝灰?guī)r為主，次為變安山質火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)，長英質變火山碎屑巖、變質炭質泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質粉砂巖類，地表以含銅孔雀石化為主，深部為銅的硫化物；鋅礦化帶主要賦礦巖性為淺灰白色變安山質火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)，長英質變火山碎屑巖、流紋巖，變質石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質粉砂巖類等，地表以含鋅氧化物為主，深部為含鋅硫化物。

礦區(qū)蝕變類型較多，有綠簾石化、綠泥石化、陽起石化、絹云母化、硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、石墨化、高嶺土化、重晶石化、碳酸鹽化及孔雀石化等。其中銅礦化帶與綠簾石化、陽起石化、綠泥石化及孔雀石化蝕變密切相關，形成“綠色蝕變帶”；鋅礦化帶與絹云母化、硅化、高嶺土化、重晶石化、碳酸鹽化、地表弱褐鐵礦化密切相關，形成“淺灰色蝕變帶”。

宏觀上銅鋅礦化層位具有“上鋅下銅”二元結構特征，銅礦化帶連續(xù)性差，類似裂隙構造蝕變系統(tǒng)，鋅礦化帶連續(xù)性較好，層控性明顯。

3.2礦體特征

礦區(qū)工業(yè)礦體以銅鋅為主，且異體共生。金銀鉛礦化較弱，僅銀達伴生要求，未發(fā)現(xiàn)其獨立工業(yè)礦體。銅礦體規(guī)模較小，品位較富，以氧化礦為主；鋅礦體規(guī)模大，品位較低，以原生礦為主。

3.2.1銅礦體

全區(qū)3個礦段，共圏出銅礦體12個。蓋瑪?shù)裸~礦段：大致由5條銅礦體組成，GK2、GK3號為主礦體。GK2號礦體長約1650m，寬2～5m，總體產(chǎn)狀305°∠70°，最高為3.82%；GK3號礦體長約1800m，寬2～6m，總體產(chǎn)狀305°∠70°～76°，最高2.56%。賦礦巖性以綠色變中基性凝灰?guī)r為主，次為變安山質火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)、變粉砂巖類(圖2、圖3)。

1—板巖；2—板巖、千枚巖、片巖；3—板狀大理巖；4—變火山碎屑巖；5—板狀花崗巖；6—變輝長巖；7—石英巖；8—細晶巖；9—背斜構造軸；10—向斜構造軸；11—地質界線；12—糜棱巖化帶；13—施工鉆孔位置及編號;14—產(chǎn)狀；15—Cu礦化體圖2　蓋瑪?shù)?內(nèi)加什礦段地質略圖

1—片巖；2—碎裂蝕變巖；3—變輝長巖；4—綠簾石化變輝長巖；5—花崗巖；6—石英脈；7—探槽位置及編號；8—銅礦體及編號圖3　蓋瑪?shù)裸~礦段20勘探線剖面圖

內(nèi)加什銅礦段：產(chǎn)于內(nèi)加什銅礦化帶之中，大致由6條地表銅礦體組成，NK2，NK3，NK4號為主礦體。NK2號銅礦體，長約1600m，寬4～6m，總體產(chǎn)狀106°∠50°～72°，含銅最高為0.80%；NK3號銅礦體，長約1550m，寬3～8m，總體產(chǎn)狀108°∠60°～72°，含銅最高2.74%；NK4號銅礦體，長約1800m，寬2～8m，總體產(chǎn)狀110°∠55°～75°，含銅最高4.24%。各礦體賦礦巖性以綠色變中基性凝灰?guī)r為主，次為變安山質火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)，長英質變火山碎屑巖、變質炭質泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質粉砂巖類(圖2)。

古拉銅礦段：僅圈出1個礦體，長250m，寬1～2m,總體產(chǎn)狀280°∠70°，巖性為變安山質角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)，銅含量最高為2.97%，鋅含量最高為0.52%，鉛含量最高為0.10%，銀含量最高為26.4×10-6，金含量最高為0.71×10-6。

銅礦體地表含量較高，呈明顯富集，深部含量明顯降低，呈變貧趨勢。

3.2.2鋅礦體

全區(qū)3個礦段共圈出鋅礦體7個，其中古拉礦段為主礦段，Ⅰ-①～③號礦體規(guī)模較大，是該區(qū)主要鋅礦體(圖4、圖5)，其特征如下：

1—第四紀砂、礫、粘土等；2—侏羅紀砂巖夾砂礫巖；3—板巖；4—千枚巖、板巖、片巖；5—變火山碎屑巖；6—變流紋巖；7—板狀花崗巖；8—輝長巖；9—變閃長巖；10—重晶石脈；11—實測斷層及編號；12—斷裂構造帶；13—地質界線；14—糜棱巖帶；15—巖層產(chǎn)狀；16—地質剖面位置及編號；17—Zn礦化帶；18—Cu礦化帶圖4　古拉礦段地質略圖

1—片巖；2—千枚巖；3—褐鐵礦化硅化千枚巖；4—含石墨千枚巖；5—含鋅千枚巖；6—變火山碎屑巖；7—變流紋巖；8—變閃長巖；9—花崗巖；10—石英脈；11—探槽位置及編號；12—鉆孔位置及編號；13—終孔深度(m)；14—樣品位置及編號；15—鋅礦體及編號圖5　古拉礦段第08勘探線剖面圖

Ⅰ-①號鋅礦體總體呈似層狀，由5個鉆孔及8條探槽控制，近SN向，總長度約3600m,延深約160～630m，厚度2.46～29.85m，平均厚度12.83m，厚度變化系數(shù)59.65%，屬厚度穩(wěn)定型。含鋅品位0.94%～1.68%，品位變化系數(shù)47.17%，屬有用組分均勻型。礦體伴生銀，銀平均含量為3.24×10-6。礦體在平面上呈舒緩波狀，由F6，F(xiàn)7斷裂分為3段：南段礦體長約920m，厚度2.46～29.85m，平均厚度13.24m，延深240～280m，總體產(chǎn)狀約272°∠57°～59°，具分支復合特征(圖5)；中段礦體長約1440m，厚度4.01～11.52m，平均厚度8.33m，延深約160m，總體走向8°左右，中間有彎曲，產(chǎn)狀約280°∠62°；北段長約1240m，厚度9.72～26.15m，平均厚度15.57m，最大延深約630m，礦體總體走向10°左右，中間有彎曲，產(chǎn)狀約282°∠53°。

Ⅰ-②號鋅礦體位于古拉鋅礦化帶的中部，礦體總體呈似層狀，由6個鉆孔及8條探槽控制，總長度約3610m,厚度7.31～27.79m，平均厚度16.45m，厚度變化系數(shù)45.73%，屬厚度穩(wěn)定型，延深約290～700m。含鋅品位0.85%～1.74%，品位變化系數(shù)54.73%，屬有用組分均勻型。

Ⅰ-③號鋅礦體總體呈似層狀，由4個鉆孔及3條探槽控制，地表可見1層礦體，分為南北2段，礦體走向近SN向，產(chǎn)狀約273°∠57°，總長度約880m,地表出露長約600m，厚度13.14～42.55m，平均厚度22.02m，厚度變化系數(shù)52.85%，屬厚度穩(wěn)定型，延深350～380m。含鋅品位0.79%～1.29%，品位變化系數(shù)18.88%，屬有用組分均勻型。

鋅礦體頂板以古拉組變流紋巖組為主，底板為變安山質火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)，變質石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質粉砂巖類。礦體地表可見閃鋅礦、黃鐵礦等硫化礦物，也見有褐鐵礦等氧化礦物，礦體氧化帶及混合帶深10～20m。

鋅礦體自地表向深部，多數(shù)地段顯示變富趨勢，礦體在深部仍未尖滅。

3.3礦石特征

礦石工業(yè)類型主要為銅礦石和鋅礦石。按其氧化程度分為氧化礦、混合礦石及原生礦，銅礦石以氧化礦石為主，鋅礦石以原生礦為主。銅、鋅礦石中主要有用組分分別為Cu，Zn；伴生有用組分為Ag，Pb。

3.3.1銅礦石

銅礦石礦物為孔雀石、磁黃鐵礦、黃銅礦、鈦鐵礦、閃鋅礦、銀礦物、黃鐵礦及其他銅的硫化物等，脈石礦物為斜長石、輝石、綠簾石、綠泥石、石英、絹云母、黑云母等。其中孔雀石主要在地表氧化帶，其賦存狀態(tài)多以細脈集合體形式賦存于礦石的微細裂隙中及片理面間，部分呈細粒侵染狀分布于礦石孔洞及礦物顆粒間；黃銅礦主要在深部原生帶，呈銅黃色，粒度較細，多呈細粒侵染狀分布于礦石的礦物顆粒間，或與黃鐵礦、磁黃鐵礦等礦物相嵌分布,黃銅礦呈他形粒狀，一般0.1～0.3mm，少量0.01～0.1mm，常與磁黃鐵礦、閃鋅礦等相伴生呈網(wǎng)脈狀分布，少量星散分布。

銅礦石按賦礦巖性主要分為：①變基性凝灰?guī)r型(礦區(qū)的主要類型)，灰綠色、深灰色，中粒變晶結構，浸染狀及斑雜狀構造，銅含量在0.50%～4.24%左右；②片狀火山碎屑巖型，深灰色、灰黑色、灰綠色，中粗粒變晶結構，變角礫狀及片狀構造，銅含量在0.50%～0.86%左右；③板巖(粉砂泥頁巖)型，呈灰色、灰黑色、淺灰綠色，微細粒變晶結構，板狀及塊狀構造，硅化較強，銅含量在0.5%～1.70%左右。

3.3.2鋅礦石

鋅礦石礦物成分主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂、鈦鐵礦等，脈石礦物主要為鈉長石、絹云母、石英，次為方解石、綠泥石、黑云母、綠簾石、黑硬綠泥石、石墨等。其中閃鋅礦多呈棕色、棕紅色，部分為淺黃色，半透明，金剛光澤，多見兩組解理，形態(tài)為四面體及不規(guī)則粒狀，粒度較細，一般小于0.8，少數(shù)達1.5，其賦存狀態(tài)多以細脈集合體形式賦存于礦石的微細裂隙中，部分呈細粒侵染狀分布于礦石片理及礦物顆粒間。鏡下觀察：閃鋅礦多呈他形粒狀，一般0.01～0.8mm，星散堆狀或呈細脈狀分布，有的沿裂隙分布，部分閃鋅礦顆粒內(nèi)嵌布有黃銅礦、毒砂、方鉛礦等。

鋅礦石結構主要為半自形—他形粒狀結構(閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物集合體多呈半自形—他形粒狀)，鱗片粒狀變晶結構(閃鋅礦等金屬礦物多呈半自形晶，且閃鋅礦、黃鐵礦顆粒與一些脈石礦物石英、絹云母、綠泥石等多形成鱗片粒狀)。鋅礦石構造主要為千枚狀構造、片狀構造(粒狀及片狀礦物多呈定向分布，閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等金屬礦物顆粒集合體多沿片理面分布，部分沿裂隙面分布)、浸染狀構造、似脈狀構造(部分閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等金屬礦物顆粒集合體形成枝杈細脈或小斑塊分布于巖石其他礦物的顆粒間)。

鋅礦石類型按賦礦巖性主要分為：①變安山質火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r型(千枚巖、絹云片巖)；②長英質變火山碎屑巖、流紋巖型；③變質石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質粉砂巖(千枚巖、絹云片巖)型鋅礦石等。

礦石中主要有用組分為Zn，單樣品最高品位為3.53%，伴生有用組分為Ag，其他Au,Cu,Pb,As,F含量都較低。組合樣品中Ag含量為1.19×10-6～8.20×10-6。

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)變火山巖型礦石硅酸鹽全分析結果:主要容礦巖性為變質中酸性火山巖，少量為變質基性火山巖。其中SiO2平均含量為62.27%，最高值為76.93%，最低值為47.41%；TFe2O3平均含量為6.79%，最高值為11.35%,最低值為1.44%；Al2O3平均含量為15.01%，最高值為18.56%，最低值為11.10%(表1)。

表1　主要鋅礦石(變火山巖型)化學全分析結果統(tǒng)計

注：n為分析樣品數(shù)，測試單位﹪。

4礦床成因及成礦模式

4.1與典型VSHMS型礦床對比

據(jù)應立娟等人研究[7]：火山沉積型銅礦占中國總儲量的5.5%，且海相火山巖型銅礦資源較陸相火山巖型多。礦體多產(chǎn)于不同巖性的火山巖地層的接觸部位，火山熔巖、火山碎屑巖層的頂部及其附近，以及上覆沉積巖層的界面上。礦體多呈層狀、透鏡狀，往往成群出現(xiàn)。近年來，VSHMS型塊狀硫化物礦床(VMS與SMS的過渡類型)逐漸受到重視，礦化特征及成礦作用與VMS，SMS型礦床相似，但其成礦構造環(huán)境屬于過渡部位；在匯聚板塊動力學背景下，從板塊邊緣島弧到遠離板塊邊緣的大陸內(nèi)部構成了VMS型—VSHMS型—SMS型的礦床分帶或成礦序列[8]。阿迪戴斯塔銅鋅礦床與國內(nèi)外典型VSHMS型塊狀硫化物礦床十分相似：即VSHMS型礦床形成的構造環(huán)境、容礦圍巖、礦石中元素組合、含礦巖系特征等均具有相似的共性特征(表2)。

表2　阿迪戴斯塔礦床與典型VSHMS型塊狀硫化物礦床地質特征對比

據(jù)馮志興等人，修改。

4.2成礦環(huán)境及成礦時代

Hezig P M 認為VMS型礦床主要形成于4種大地構造環(huán)境：洋殼過渡殼、洋中脊、島弧和弧后盆地[11]，對現(xiàn)代海底熱液礦床的研究表明，其構造背景主要形成于大洋中脊、洋內(nèi)弧后、陸緣弧后和陸內(nèi)裂谷，成礦期多為裂谷發(fā)育期，且成礦裂谷多為夭折裂谷[12]。陳毓川稱之為特殊的地質構造環(huán)境[13]，具有2種成礦作用共同成礦，既為巖漿成礦作用，亦是沉積成礦作用。

向鵬等人[14]對厄立特里亞白沙(Bisha)VMS型多金屬礦床的研究后認為：在區(qū)域地質演化上，阿拉伯—努比亞地盾形成于東、西岡瓦納大陸之間，是由一系列島弧、弧后盆地、微板塊(地體)在泛非造山運動晚期聚合而成，其構造演化史分為5期(階段)：①900～850Ma羅迪尼亞超大陸裂解，形成莫桑比克洋；②870～690Ma洋內(nèi)島弧和弧后盆地俯沖、聚合，形成地盾早期洋殼基底；③800～700Ma，地體縫合、拼貼，形成一系列弧—弧、弧—陸縫合帶；④750～650Ma莫桑比克洋閉合，東、西岡瓦納大陸合并；⑤650～550Ma聚合拼貼后持續(xù)擠壓，后聚合期構造發(fā)育。

韓世禮在埃塞俄比亞北部鄰區(qū)(施瑞地區(qū))獲得變火山巖全巖Sm-Nd等時線年齡為(830.7±15.4)Ma，造山前花崗巖(以幔源物質為主的I型花崗巖)全巖Sm-Nd等時線年齡(824.4±15.5)Ma，認為變火山巖構造環(huán)境處于新元古代早期溝—弧—盆演化階段，處于被動大陸邊緣—火山島弧環(huán)境(即陸緣弧后)，與造山前花崗巖同屬新元古代的拉伸紀，形成于洋殼為底的島弧構造域的張應力較強的弧后擴張盆地。

Barrie等[15]通過Pb同位素定年得到厄立特里亞的白沙礦區(qū)的成礦年齡為790～770Ma，該年齡對應莫桑比克洋內(nèi)島弧與微板塊俯沖、聚合時期。在巖石地球化學上，Barrie對白沙礦區(qū)內(nèi)各類巖石樣品進行了全巖主、微量元素測試，推斷該類礦床形成于新元古代東、西岡瓦納大陸擠壓合并過程中，此時莫桑比克洋內(nèi)的島弧、微板塊受EW向擠壓作用發(fā)生俯沖、聚合，局部由于擠壓轉換產(chǎn)生剪切和拉張作用，形成一系列島弧裂谷及弧后裂谷，成為該地區(qū)VMS型—VSHMS型—SMS型礦化的有利部位。

綜上所述該類礦床形成環(huán)境可能為島弧裂谷或弧后裂谷環(huán)境,成礦時代相當于新元古代中晩期，區(qū)域構造演化史中第③期，即成礦年齡應為800～700Ma。

4.3成礦物質來源及成礦模式

近年來對大洋底沉積物的研究表明：海底淤泥中富含F(xiàn)e，Mn，Co，Ni,Cu,Pb,Zn等元素；它們可能來源于海底火山噴氣和熱液活動。VMS型—VSHMS型—SMS型礦床的成礦物質來源：一是來自形成火山熔漿的上地?；虻貧さ墓桄V層、硅鋁層；二是火山熔漿自深部向上運移過程中，從圍巖中萃取出來的有用組分；三是由地表水、地下水、或海水向深部循環(huán)時，從圍巖中淋濾而來的成礦元素。其成礦模式如下:

(1)初始礦源層形成期：韓世禮通過研究賦礦圍巖變火山巖系的Cu,Zn背景值分析；賦礦圍巖玄武質熔巖的Cu,Zn平均含量分別為106×10-6,81×10-6;安山質熔巖的Cu，Zn平均值71×10-6，97×10-6；玄武質凝灰?guī)r的Cu，Zn平均值137×10-6,105×10-6;流紋質凝灰?guī)r的Cu,Zn平均值分別為70×10-6,130×10-6;安山質凝灰?guī)r的Cu,Zn平均值分別為24×10-6,98×10-6。由此可見，賦礦火山巖各巖性均具有普遍較高的Cu,Zn背景值(泰勒地殼克拉克值[16]Cu為55×10-6,Zn為70×10-6)，酸性凝灰?guī)rCu,Zn背景值較低;玄武質溶巖和玄武質凝灰?guī)r具有較髙的Cu,Zn背景值，說明賦礦圍巖變火山巖系具有提供成礦物質來源的基礎，可視為該區(qū)的初始礦源層。

(2)區(qū)域變質(成礦元素活化遷移)期：該區(qū)區(qū)域變質作用在中低壓綠片巖相，基性巖為鈉長石綠片巖相+綠簾石+綠泥石+陽起石(±方解石)；泥質巖石為鈉長石+綠泥石+白云母+黑云母+石榴子石+石英，部分出現(xiàn)硬綠泥石、多硅白云母。反應區(qū)域變質相系形成深度較大(<15km),壓力較大(0.5～0.8GPa)、地熱梯度中等(16℃～25℃,平均為20℃/km)[17]，溫度可達下限400℃左右,上限510℃～530℃。在此較高的溫壓條件下，完全可使銅鋅多金屬成礦元素進行活化遷移。

(3)海底火山熱液期：巖漿活動對銅鋅多金屬礦化應具有熱源和礦源的雙重作用，致使初始礦源層中成礦元素活化遷移，同時火山熱液自身攜帶了大量成礦物質，形成海底含礦熱液，構造斷裂活動致使海底含礦熱液遷移。施瑞地區(qū)VMS型礦床中黃鐵礦的硫同位素表明[4]，其δ34S×10-3值介于0.12×10-3～2.83×10-3之間，極差為2.71×10-3，平均值為1.44×10-3,具有變化范圍窄，極差較小的特征。因此埃塞俄比亞北部地區(qū)的火山巖塊狀硫化物礦床硫可能主要來自于火山熱液，部分來自于初始礦源層。

(4)火山噴流—沉積成礦期：海底含礦熱液在海相火山-沉積巖中，由于物理化學環(huán)境的變化與大量海水進行水巖反應，致使海底含礦熱液沉淀富集，形成火山噴流-沉積成礦期[18]。火山噴出的大量含礦氣體，或由于外壓力大于臨界壓力(如在深海盆地中)，或由于溫度下降到臨界溫度以下時，就凝聚成為含礦熱液。這些熱液與火山巖或其他圍巖發(fā)生作用而沉淀出有用組分，有時也直接充填在火山巖的氣孔或裂隙孔洞中成礦；或與海水相互作用而發(fā)生有用物質沉淀。

(5)氧化淋濾期：區(qū)內(nèi)銅礦體地表含量較高(百分含量級)，明顯富集，深部含量明顯降低(多為ppm級)，呈變貧趨勢；鋅礦體自地表向深部，多數(shù)地段顯示變富趨勢，礦體在深部仍未尖滅。說明在氧化淋濾期銅可能次生富集，而鋅可能被淋失。

綜上所述，該區(qū)礦床成因可總結為多源多期中低溫熱液成礦，其成礦模式可分為5期：初始礦源層形成期→區(qū)域變質(成礦元素活化遷移)期→海底火山熱液期→火山噴流-沉積成礦期→氧化淋濾期。

5結論及存在問題

5.1結論

(1)阿迪戴斯塔銅鋅礦床賦礦地層為新元古代特沙里特淺變質火山-沉積巖，銅礦化主要在特沙里特群內(nèi)加什組、蓋瑪?shù)陆M下部(綠色蝕變)中基性變質火山碎屑巖中，鋅礦化主要位于蓋瑪?shù)陆M上部(淺灰色蝕變)中性安山質凝灰?guī)r、安山質角礫凝灰?guī)r及變質角斑巖及酸性火山巖中。與國內(nèi)外同類塊狀硫化物礦床相似程度較高，具有VSHMS型(火山-沉積巖容礦型)塊狀大型鋅銅多金屬礦床基本特征。

(2)礦帶具有“雙色蝕變帶”特征，即鋅礦化帶與絹云母化、硅化、高嶺土化、重晶石化、碳酸鹽化、地表弱褐鐵礦化密切相關，形成“淺灰色蝕變帶”；銅礦化帶與綠簾石化、陽起石化、綠泥石化及孔雀石化蝕變密切相關，形成“綠色蝕變帶”，是地表的良好找礦標志。

(3)鋅礦礦石主要賦礦巖性為淺灰白色變安山質火山角礫巖、角礫凝灰?guī)r、凝灰?guī)r(千枚巖、絹云片巖)，長英質變火山碎屑巖、流紋巖，變質石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質粉砂巖類等，地表以含鋅氧化物為主，深部為含鋅硫化物；銅礦石賦礦巖性主要為綠色變中基性凝灰?guī)r，次為變質石墨泥頁巖(含石墨千枚狀板巖)及變質粉砂巖類，地表以含銅孔雀石化為主，深部為銅的硫化物。

(4)該類礦床的形成環(huán)境可能為島弧裂谷或弧后裂谷環(huán)境,成礦時代相當于新元古代中晩期，區(qū)域構造演化史中第三階段，即成礦年齡為800～700Ma。礦床硫主要來自于火山熱液，部分來自于火山巖(初始礦源層)。

(5)VSHMS型礦床產(chǎn)在海相火山-沉積巖系內(nèi)，主要礦層頂?shù)装寰鶠楹Ｏ嗷鹕?沉積巖，下部常有穿切層理的脈狀礦化，宏觀上銅鋅礦化層位具有“上鋅下銅”二元結構特征。銅礦化帶連續(xù)性差，類似裂隙構造蝕變系統(tǒng)，鋅礦化帶連續(xù)性較好，層控性明顯。容礦建造和礦體變形、變質現(xiàn)象明顯，礦體錯位、變形，礦石發(fā)育壓碎、揉皺等結構，經(jīng)過區(qū)域變質和表生變化后，礦體具有明顯的次生垂直分帶現(xiàn)象。

(6)VSHMS成礦模式為多源多期中低溫熱液成礦模式，即：①初始礦源層形成期②區(qū)域變質(成礦元素活化遷移)期③海底火山熱液期④火山噴流-沉積成礦期⑤氧化淋濾期。

5.2存在問題

(1)該區(qū)基礎地質研究程度低，變質火山-沉積巖群地層層序、原巖恢復等尚待詳細研究，受限于目前的地質研究程度，其形成環(huán)境只能結合現(xiàn)有的礦區(qū)及區(qū)域地質資料綜合得出，需要通過進一步的工作進行驗證并補充相應的地球化學證據(jù)。

(2)該區(qū)特沙里特淺變質火山-沉積巖群同位素地質資料等尚欠缺，總體礦床研究程度較低，目前還缺乏其物質來源、巖石成因、流體性質、成礦機制以及精確成巖成礦年齡等方面的詳細研究，這些將是下一步工作研究的重點。

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Geological Characteristics of Adidesta VMS Type Copper-zinc Deposit in Ethiopia

GAO Changliang1,2, DANG Wanmin1, LIU Penglei1, LV Tao1, GAO Zhiyou1, CHEN Yonghao1, ZHANG Yong1, GAO Rongzheng1, GAO Xinyang1

(1. Shandong Geo-engineering Exploration Limited Corporation, Shandong Jinan 250014, China; 2. Lubei Geo-engineering Exploration Institute, Shandong Dezhou 253015, China)

Abstract：VSHMS type deposit is a new trend for researching massive sulfide deposits in recent years. Adidesta deposit in northern Ethiopia is a large VSHMS type copper-zinc polymetallic deposit with the characteristics of variant symbiosis and associated silver. Through study on regional geological background, geology, geological characteristics of the deposit, it is pointed out that the ore-bearing strata of copper-zinc deposit are Proterozoic Teshalite metamorphic volcanic - sedimentary rock group. The ore belt has the "color alteration zone" characteristics. Comparing with typical VSHMS deposits, genesis type and metallogenic model of the deposit are preliminaryly studied.

Key words：Copper-zinc deposit; VMS type; metallogenic model; Ethiopia

收稿日期：2016-01-05；

修訂日期：2016-02-17；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

作者簡介：高長亮(1960—)，男，山東萊蕪人，研究員，主要從事地質礦產(chǎn)勘查及技術管理工作;E-mail:gaochangliang1960@163.com

中圖分類號：P618.41

文獻標識碼：A