《Journal of African Earth Sciences》：Evidence of polyphase deformation and metallogenic anomalies significance in the Batié Pluton (West, Cameroon): constraints from field observations and geochemical statistical analysis
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本研究通过整合野外地质观察、微结构特征与地统计学（普通克里金法）、主成分分析及相关性矩阵，结合统计方法对地球化学数据进行评价，系统分析了班泰岩体的复杂变形历史及其成矿潜力，包括有前景和无前景的金属矿化。该岩体（630–547 Ma）位于中非褶皱带中央域，呈NE–SW延伸，与区域构造线一致。变形分三阶段（D1–D3），D1期变质-岩浆事件形成NNE–SSW向结构；D2期岩浆侵入导致结构转位为S2 foliation；D3期西北缘发育右旋剪切带。地球化学数据显示，北部的黑云母花岗岩富含Ba、Co、Er、Ga、Gd、Hf、La、Lu、Mo、Th、U、V、Zn、Zr，而中部和西南部的 amphibole花岗岩富集Ce、Cr、Eu、Ga、La、Mg、Mn、Na、Nb、Sc、Th、Tm、V、Y、Zr。矿化指数显示D2与岩浆事件、D3与糜棱岩化相关，暗示该岩体具有Zn、Cu、U、Th、稀土元素及有限Sn、W矿化潜力，成矿受古元古宙基底重熔影响。
福津·埃里克·马夏尔（Fozing Eric Martial）| 查科·查马贝·鲍里斯（Chako Tchamabé Boris）| 切乌梅纳克·库埃莫·朱尔斯（Tcheumenak Kouémo Jules）| 萨菲亚努·乌斯马努（Safianou Ousmanou）| 尼乔穆奥·尼乔博夫·弗兰基·乔雷尔（Njomouo Njiojob Francky Jaurel）| 卡姆南·福特索·丹妮尔（Kamnang Fotso Danielle）| 阿丘·梅格内莫·卢多维克（Achu Megnemo Ludovic）| 克韦卡姆·莫里斯（Kwékam Maurice）| 尼琼方·埃马纽埃尔（Njonfang Emmanuel）
喀麦隆央大学（University of Dschang）理学院地球科学系，邮政信箱67号，央（Dschang）
摘要
本研究结合了野外观测、微观结构特征以及地质统计映射（普通克里金法）、主成分分析和相关矩阵，并对地球化学数据进行了统计评估，以评估该岩基的复杂变形历史及其成矿潜力，包括潜在的和非潜在的金属资源。这条呈东北-西南走向的泛非巴蒂埃岩基（Pan-African Batié pluton，形成于6.30-5.47亿年前）位于中非褶皱带（Central Africa Fold Belt）的中心区域，与其他沿凯凯姆-福图尼剪切带（Kékem–Fotouni shear zone）出露的花岗岩侵入体呈空间对齐，该剪切带是乔利雷-巴尼奥断层（Tcholliré–Banyo Fault）的西南延伸部分。结构分析表明，该地区经历了三个变形阶段（D1–D3），这些阶段与变质作用和岩浆作用有关。D1变形阶段形成的构造在片麻岩中表现为东北-西南（NNE–SSW）方向。在D2变形阶段，这些早期构造元素逐渐转变为主导的南-北（S2）方向。D3阶段的特点是在巴蒂埃岩基的西北边缘形成了一个右旋剪切带，这是由于黑云母花岗岩的部分糜棱化作用所致。黑云母花岗岩的分布图显示，在研究区域的北部地区，钡（Ba）、钴（Co）、铕（Er）、镓（Ga）、钆（Gd）、铪（Hf）、镧（La）、铥（Lu）、钼（Mo）、钍（Th）、铀（U）、钒（V）和锆（Zr）的浓度较高；而角闪石花岗岩的分布图则显示，在岩基的中部、西南部和东南部地区，铈（Ce）、铬（Cr）、铕（Eu）、镓（Ga）、镧（La）、镁（Mg）、锰（Mn）、钠（Na）、铌（Nb）、钪（Sc）、钍（Th）、铽（Tm）、钒（V）、钇（Y）和锆（Zr）的浓度较高。所有在两种类型花岗岩中观察到的矿化指标均形成于D2和D3阶段，分别与花岗岩化和糜棱化作用相关。泛非巴蒂埃岩基的侵入始于西冈瓦纳大陆（Western Gondwana）的左旋剪切运动（6.10-5.80亿年前），并在随后的大陆右旋剪切运动（5.85-5.40亿年前）期间持续进行。该岩基具有显著的锌（Zn）、铜（Cu）、铀（U）和稀土元素（REE）矿化潜力，而锡（Sn）和钨（W）的潜力较低，这可能是由于古元古代/太古代地壳的再改造导致前泛非金属矿床分散的结果。
引言
采用了多种勘探方法，如地质和地球化学测绘、矿物学研究、热压测量、磁化率各向异性（AMS）技术以及岩芯录井分析（Chappell和White，1974, 2001；Bousseily和Sokkary，1975；Ishihara，1977, 1981；Blevin和Chappell，1992；Amenzou和Badrà，1996；Blevin，2003, 2005, 2009），来评估花岗岩体的矿化潜力，从而评估其成矿前景。这些方法通常结合了地质学、地球物理学和地质统计学方法（Fozing等人，2021a, 2024；Yannah等人，2022）。这些方法由Matheron（1963）提出，并由Journel和Huijbregts（1978）进一步改进，属于应用统计学的一个分支，用于描述和模拟自然现象的空间变异性，例如岩石和土壤中化学元素的分布。其原理是基于在不同点测量的值之间存在空间相关性，这种相关性可以通过变异函数和协方差函数来建模。在地质和矿产勘探中，地质统计学可以用来根据野外或实验室收集的地球化学数据生成成矿异常的预测图。现代分析技术，如电感耦合等离子体质谱（ICP–MS）和电子探针显微分析仪（EPMA），提供了准确的定量数据，可以整合到地质统计模型中（Goovaerts，1997；Chiles和Delfiner，2012）。地质测绘有助于识别与花岗岩体相关的构造特征、蚀变带和矿化脉；而对岩石、土壤和河流沉积物的地球化学分析则有助于检测金、铜或稀土元素等元素的异常。
在矿产勘探中，常见的方法是关注正的地球化学异常，这一方法基于这样的假设：矿化带及其相关的蚀变晕会表现出高于典型地壳丰度的元素浓度。金属通常具有较高的光泽或金属光泽，并且具有良好的导电性和导热性（Falman，2023；Gyudae等人，2024）。金属通常根据其性质（延展性、韧性或机械强度）或工业用途进行分类。例如，金、银、铂和钻石通常被视为贵金属，用于珠宝制作；而铜、铅和锌则被归类为低价值金属。铁金属（Cr、Co、Mn和Mo）和非铁金属（Al、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn和Zn）主要用于钢铁制造（Gyudae等人，2024）。另一方面，即使是在小规模应用中，稀土金属（如Sc、Y和镧系元素）也有广泛用途，特别是在电子制造（如玻璃、陶瓷、涂层、磁体和电视管）以及石油精炼领域。这些战略金属因其独特的电子、磁性和光学性质而在新技术领域非常抢手（Gyudae等人，2024）。
在侵入岩中，花岗岩富含多种金属，如钼（Mo）、铷（Rb）、锡（Sn）、锂（Li）、锆（Zr）、钍（Th）、铍（Be）、铌（Nb）、钽（Ta）、铯（Cs）、钨（W）、铜（Cu）和金（Au）（Taylor和McLennan，1985；Cerny和Ercit，2005；Fozing等人，2024）。这些元素的分布在不同类型的花岗岩中存在空间和时间上的异常性（Ishihara，1977；Eugster，1985；Blevin和Chappell，1995；Sillitoe，1996）。例如，S型花岗岩含有异常高的锡（Sn）和钨（W）含量，而I型花岗岩岩浆则富含铜（Cu）、银（Ag）、镓（Ga）、钼（Mo）、金（Au）和铁（Fe）和锌（Zn）（Chappell和White，1974, 2001；Fozing等人，2021a, 2024）。
中非大陆西部区域的泛非地质演化表明，在大约6.40-5.80亿年前，由于圣弗朗西斯科-刚果克拉通（S?o Francisco–Congo craton）、西非克拉通（West African craton）和撒哈拉超克拉通（Saharan metacraton）之间的碰撞，发生了多次岩浆作用，涉及多种成岩过程和来源（地壳或地幔来源），最终促成了众多岩基复合体的侵入（Abdelsalam等人，2002；Ngako等人，2008）。这些花岗岩体分布在剪切带中，有些表现出片理构造，而有些则保持未片理状态。
尽管这些岩体的矿化潜力尚未完全了解，但最近的研究（Suh等人，2009；Oman等人，2015；Ako等人，2017；Tifang等人，2017；Mbassa等人，2018；Tata等人，2018；Fozing等人，2021a；Yannah等人，2022）表明，其中许多岩石可能富含主要金属（如锌（Zn）、铁（Fe）、铀（U）、铜（Cu）、铅（Pb）、银（Ag）、锡（Sn）、钨（W））、次要金属（如铷（Re）、铋（Bi）、碲（Te）、镉（Cd）和钪（Sc）、锑（Sb）以及稀有金属（如钽（Ta）、铌（Nb）、锂（Li）、铍（Be）、锆（Zr）和镧系元素（Lanthanides）。这些研究还显示，矿化作用在不同类型的岩石中因特定矿物的存在而有所不同。然而，区分这些花岗岩体中的富矿区和贫矿区仍然是一个挑战。
在这里，我们研究了沿凯凯姆-福图尼剪切带（Kékem–Fotouni shear zone）南部边缘出露的东北-西南走向岩基（图1），该剪切带位于乔利雷-巴尼奥断层（Tcholliré–Banyo Fault，TBF）的西南延伸部分。通过详细的野外描述、岩石学分析和地球化学特征的统计评估，并遵循Yannah等人（2022）开发的方法，我们使用直方图和箱形图来展示该岩基的结构演化，并强调其成矿潜力，前提是具有成矿潜力的花岗岩会在特定金属上表现出正异常。
章节摘录
地质背景
中非褶皱带（Central Africa Fold Belt，CAFB），也称为中非活动带（Central Africa Mobile Zone，图1a, b），是一个在古元古代造山运动期间（7亿至5亿年前）形成的大型地质区域（Trompette，1994）。在喀麦隆，CAFB以众多具有右旋和左旋剪切带的花岗岩岩基为特征，其中一些岩基已经发生了矿化（Fozing等人，2019；Fozing等人，2021b, 2024；Safianou等人，2024；Nguimezap等人，2025）。它被划分为三个部分
样品采集与实验室分析
从不同地点采集了62个样品（主要为花岗岩体和糜棱岩；图2），并在喀麦隆央大学理学院的地球科学系使用交叉偏振光显微镜制备了薄片，以阐明矿物组合/共生关系。还使用了不同的变形标志（如片理、线理、褶皱、断层、剪切面和剪切带）
野外分布与岩石学特征
泛非巴蒂埃岩基覆盖了中非褶皱带（CAFB）内的约366平方公里区域（图1b和2），位于东经10°15’至10°24’和北纬5°08’12’至5°22’之间（图2）。该岩基具有明显的东北-西南走向，符合区域片理趋势。岩基由黑云母花岗岩和角闪石花岗岩组成，其中包含花岗闪长岩（granodiorite）的包体。值得注意的是，带状片麻岩在岩基的南部较为常见巴蒂埃地区的构造演化及其与区域变形的关系
巴蒂埃地区的构造演化可以沿着三个主要轴线来描述：（i）识别的不同变形阶段；（ii）Kwékam等人（2020）对花岗岩进行的放射性年龄测定；（iii）关于喀麦隆花岗岩的额外时间约束。巴蒂埃地区的构造和微观结构变形表现为三个变形阶段：D1、D2和D3。D1变形阶段在带状片麻岩中的表现特征是
结论
基于本文提供的野外、构造、微观结构数据以及岩石全岩地球化学数据的分析，得出以下四个结论：
(1)巴蒂埃地区主要由黑云母花岗岩和角闪石花岗岩构成。浅灰色黑云母花岗岩的主要矿物是石英、钾长石、斜长石和黑云母，次要矿物包括磷灰石、钛铁矿、铝榴石、锆石和磁铁矿。深灰色角闪石花岗岩的主要矿物是石英
CRediT作者贡献声明
福津·埃里克·马夏尔（FOZING Eric Martial）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、方法论、数据管理、概念化。查科·查马贝·鲍里斯（Chako Tchamabé Boris）：初稿撰写、可视化、正式分析、数据管理、概念化。切乌梅纳克·库埃莫·朱尔斯（Tcheumenak Kouémo Jules）：初稿撰写、可视化、验证、正式分析、数据管理、概念化。萨菲亚努·乌斯马努（Safianou Ousmanou）：软件使用、方法论、数据管理。尼乔穆奥·尼乔博夫·弗兰基·乔雷尔（Njomouo Njiojob Francky Jaurel）：软件使用
未引用参考文献
Cerny和Ercit，2012；Chappell等人，1998；Fahlman，2023；Isaaks和Srivastava，1989；Nédélec和Bouchez，2011；Omang等人，2015；Tchakounté等人，2017；Tifang Amboh等人，2017；Zaras vandi等人，2015。利益冲突声明
作者声明他们没有明显的财务利益冲突，这些利益冲突可能会影响本研究。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。致谢
我们感谢主编（Damien Delvaux教授）和三位匿名审稿人的宝贵意见和建设性建议，这些意见极大地改进了我们的手稿。
