《Journal of African Earth Sciences》：Origin and age of the polymetallic (Au-Cu-Pb) mineralisation in the Mesoproterozoic Mpanda Mineral Field of the Paleoproterozoic Ubendian Belt, SW Tanzania
编辑推荐：
该研究揭示坦桑尼亚Mpanda矿田多金属（Au-Cu-Pb）脉矿床成因，发现矿脉赋存于古生代基底岩石中，经绿片岩相变质作用改造，流体来源为深部岩浆混合及变质脱水作用，矿化发生在1170 Ma Kibaran造山运动期间，受NE向断裂控制。
埃马纽埃尔·O·卡兹imoto|玛丽·C·莫希|奥贝德·莱姆纳|雷米吉乌斯·L·加马|奥克塔维安·明贾|尤斯托·约瑟夫|米里亚姆·克里斯蒂娜·赖斯|沃尔克·申克
坦桑尼亚达累斯萨拉姆大学矿业与地球科学学院地球科学系
摘要
我们的地球化学-矿物学研究解析了中元古代姆潘达矿区（MMF）多金属（Au-Cu-Pb）矿脉的成因。该矿区位于坦桑尼亚乌本迪安带古元古代至古元古代的卡图马地块中。矿脉的围岩普遍受到热液流体的改造，形成了绿片岩相的蚀变晕，这种蚀变作用延伸至几十米深的石榴岩相围岩中。新鲜的矿脉岩石呈现出开放空间填充结构，包含亚自形矿物、空洞和壳状物，主要由粗粒石英、钾长石、菱铁矿、重晶石、方铅矿和黄铜矿组成。金矿与黄铜矿和方铅矿共生，而黄铜矿和方铅矿则与次生矿物如艾金石、维蒂琴石和恩佩莱克石相关联。次生矿物柯巴石和迪根石取代了黄铜矿。次生赤铁矿、石英、蓝铜矿、孔雀石和铜硅酸盐是风化产物。原生矿脉硫化物的铅同位素组成表明，成矿流体来源于上地壳。
引言
前寒武纪变质岩带是金矿及其他相关基础金属（如铜、铅和银）矿床的重要分布区（Foster和Piper，1993年）。这些岩带通常由多次构造板块碰撞形成的线性造山带构成，常含有汇聚边界金属矿床（例如，Groves等人，2003年；Walshe和Cleverley，2009年）。在坦桑尼亚，这类矿床主要分布在维多利亚湖金矿区的太古代克拉通绿岩带（例如，Henckel等人，2016年；Kuehn等人，1990年）以及古元古代乌本迪安带和乌萨加兰带（Dunn等人，2021年；Henckel等人，2016年；Ikingura等人，2009年；Kazimoto等人，2015a年；C. Lawley等人，2013年；Leger等人，2015年；Stendal等人，2004年；van Straaten，1984年）。虽然维多利亚湖金矿区的太古代金矿资源丰富且已被开采，但在高品位的古元古代乌本迪安带仅有少数重要矿床被开发（Ebil等人，2026年；Kuehn等人，1990年；Stendal等人，2004年）。其中一些矿床位于卡图马地块的姆潘达矿区（MMF）和坦桑尼亚西部卢帕矿区（图1A），这些矿床早在几十年前就被发现（例如，van Straaten等人，1984年）。尽管有些矿床曾以不同规模（手工业到小型）进行过开采，但仅有少数达到了商业化的开发程度。
这些元古代矿床的工业化开发受到对其成因和性质了解不足的阻碍。缺失的信息包括矿石的详细矿物组成、结构特征及化学成分，控制矿床形成的相关构造细节，以及形成矿床的流体和金属的来源。了解矿石结构对于制定合理的矿物加工流程或选择合适的加工技术以最大化金属回收率至关重要。许多小型矿商采用了在绿岩带矿床中常用的技术，如破碎、重力分离和氰化法。然而，姆潘达铜-铅-金矿的复杂多金属特性需要更先进的加工方法。高效提取这些矿石中的金矿需要制定考虑所有组成矿物物理和化学特性的流程图（例如，Maganga等人，2023年，2024年）。
姆潘达矿区的热液矿脉位于古元古代乌本迪安带卡图马地块的石榴岩相片麻岩（变粒岩、变花岗岩和变基性岩）中。这些石榴岩的原岩具有新太古代和古元古代的岩浆结晶年龄（Kazimoto等人，2014年，2015年）。然而，矿脉的形成伴随着强烈的绿片岩相热液作用，影响了邻近的围岩，表明矿脉形成于晚乌本迪安期（约11.7亿年前）。对姆潘达矿区矿脉周围蚀变晕中的热液蚀变进行了直接定年，结果为约11.7亿年前。在西部与卡图马地块相邻的瓦科莱地块进行的岩石学研究表明，约11.7亿年前发生了高程度的基巴拉纳变质作用，这一过程由地壳增厚引起，并与矿脉附近的热液蚀变同时发生。因此，我们推测在基巴拉纳造山运动期间，卡图马地块下俯冲的变沉积岩楔体发生了变质脱水作用。释放出的流体上升穿过上覆岩层，在其中形成了MMF的多金属矿脉，主要沿着SSE–NNW和E–W方向的古元古代断层带沉积，这些断层带在约11.7亿年的中元古代基巴拉纳造山运动期间重新活化。
乌本迪安带及其金矿的地质背景
线性分布的乌本迪安带形成于21亿至18亿年前，当时太古代克拉通聚合形成了超级大陆努纳/哥伦比亚（例如，Zhao等人，2002年，2004年，2011年；Boniface等人，2012年；Kazimoto等人，2014年，2015a年；Li等人，2023年；Schenk等人，2025a，b）。该带具有明显的NW-SE方向结构特征，包围着中太古代至新太古代的坦桑尼亚克拉通西缘和东缘。
姆潘达矿区的矿脉分布与矿物类型
姆潘达矿区位于乌本迪安带的卡图马地块内，靠近该带的西北端，介于基巴拉纳期的瓦科莱地块和坦桑尼亚克拉通之间（图1A和B）。Semyanov（1977年）和Smirnov（1970年）将卡图马地块的岩石分为两组：（1）卡图马组，主要由变火成岩（变基性岩、角闪岩、变花岗岩和变花岗闪长岩）组成；（2）伊库卢组
航空磁数据处理
姆潘达地区的航空磁数据（图5）由坦桑尼亚地质调查局（GST）提供，属于Geosurvey International Gmbh于1977年和1980年采集的区域航空数据集。数据以1公里的线间距采集，飞行高度约为120米，使用Geometrics G803磁力仪，采样间距为50米。飞行方向为E–W。使用的地磁场参考模型为1980年的IGRF-3模型
地质特征的磁学特征
研究区域的极化归一化总磁强度图像（图5；参考Lemna等人，2019年）显示了反映地表地质特征的磁异常分布。长波长磁异常区周围环绕着短波长磁异常区，这些异常与该区域主导的片麻岩性质有关。中低幅度的磁异常
围岩、围岩的热液蚀变及矿化作用
姆潘达矿区含金矿脉的围岩类型多样，但变基性岩和变粒岩最为常见（例如，D-reef的变粒岩，以及Mukwamba-Kampuni、Kakese和Nyakaliza地区的变基性岩）。在其他地方，含金矿脉与含石墨的变粒岩存在密切的空间关系（例如，Sikonge矿床）。含石墨的变粒岩提供了有利于金矿沉淀的还原环境
结论
- 姆潘达矿区的矿脉主要形成于SE–NW方向的脆性及脆-塑性变形带中，这些变形带是古元古代构造在 中元古代基巴拉纳造山运动期间重新激活的结果。
- 矿化作用表现为富含金和基础金属的石英-碳酸盐硫化物矿脉，这些矿脉平行于构造趋势延伸。
- 姆潘达矿脉主要由菱铁矿、石英、钾长石、重晶石和硫化物矿物组成
CRediT作者贡献声明
雷米吉乌斯·L·加马：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法学研究、资金申请。奥克塔维安·明贾：方法学研究、调查。尤斯托·约瑟夫：方法学研究、调查。米里亚姆·克里斯蒂娜·赖斯：初稿撰写、方法学研究。沃尔克·申克：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、方法学研究、调查。埃马纽埃尔·奥登·卡兹imoto：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法学研究、调查。
未引用参考文献
Coplen等人，1983年；McConnell，1950年；Rollinson，1993年；Schenk等人，2025年。
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢坦桑尼亚科学技术委员会（COSTECH）对本项目的资助（项目编号FA/403/72）。同时感谢以下人员和机构的支持：达累斯萨拉姆大学地球科学系、坦桑尼亚地质调查局、不列颠哥伦比亚大学地球海洋与大气科学系、Heidi Hoefer（地球科学研究所）
