坦桑尼亚地质矿产特征.

地质矿产特征

第一节地质特征

坦桑尼亚位于非洲板块的东部，属东非克拉通南段的多多马克拉通地块，该克拉通是东部非洲几个高度成矿的克拉通之一，与赞比亚克拉通、津巴布韦克拉通和南非克拉通很多地方十分相似。东非裂谷系在坦桑尼亚分为东西两支，西支在地表形成一系列盆地、山谷和湖泊，构成坦桑尼亚与西邻诸国的自然分界；东支由肯尼亚裂谷(常称为“格雷戈里裂谷”)向南延伸至境内，分成南东、南、南西三支，形成“坦桑尼亚北部发散带”。

非洲大陆大约有13个太古宙克拉通，如西非克拉通、刚果克拉通、卡拉哈里克拉通、坦桑尼亚克拉通等。其中，坦桑尼亚克拉通位列第四(图2-1)，因含有金刚石、镍、钴、铜、黄金等矿产而备受全球关注，具有发现世界级矿产的良好潜力。地球物理研究表明，坦桑尼亚克拉通岩石圈厚度可达300-350km。

坦桑尼亚地质历史复杂而多样，太古宙以来经历了长期复杂的块体拼贴和造山作用。坦桑尼亚高原主要由前寒武纪火成岩和变质岩组成。太古宙克拉通分布在坦桑尼亚的中部和北部，向北延伸至肯尼亚南部及乌干达西南部。基底岩石覆盖了超过40%的陆地面积，包含各种不同时代(3.4-2.8Ga)和成因的岩石(变质花岗岩和变质沉积岩)，是非洲大陆早期陆壳演化历史的重要组成部分。

新太古代以来，坦桑尼亚一直保持为稳定的克拉通，此后的构造作用仅限于古元古代乌萨迦兰(Usagaran)活动带，分布于克拉通SE侧、乌宾迪(Ubendian)活动带，分布于克拉通W-SW侧；中元古代契巴拉(Kibara)活动带，分布于克拉通的NW侧和新元古代泛非莫桑比克(Mozambique)活动带，分布于克拉通的东部。元古宙活动带呈带状环绕克拉通分布。泛非运动(900-550Ma)后，坦桑尼亚境内经历了相对平静的时期，广泛的准平原化阶段持续了近300Ma。晚石炭纪-早二叠纪，冈瓦纳大陆发生裂解，整个东非处于伸展机制下，沿坦桑尼亚东-东南部海岸沉积盆地沉积了古生代-新近纪的陆相和海相沉积物。

第三纪以来，长4000km的东非大裂谷分成东、西两支横断坦桑尼亚元古宙活动带，少量新生代火山岩沿裂谷分布。坦桑尼亚北部，非洲第一高山乞力马扎罗火山分布于东非大裂谷东支的末端，矗立在肯尼亚和坦桑尼亚边境地带；坦桑尼亚西南部沿东非裂谷系西支分布一系列火山岩系，伦圭（Rungwe）火山杂岩即分布其中。

图2-1 坦桑尼亚地质简图

一、地层

坦桑尼亚全境地层出露较广泛，可划分5大岩石地层单元，即太古宙、元古宙、古生代、中生代和新生代(图2-2)。

太古宙地层主要分布于坦桑尼亚克拉通，其范围与坦桑尼亚中央高原基本一致。元古宙地层主要环绕太古宙克拉通展布。

东非前寒武纪构造事件尚无定论，因研究需要，前人将前寒武系划分成不同的“带”、“系”和“省”。

古生代-新生代沉积物覆盖了坦桑尼亚东南部的裂谷地堑、内陆盆地和海岸平原区。

图2-2 坦桑尼亚地层柱状图

（一）太古宙地层

太古宙地层分布于坦桑尼亚克拉通，主要由太古宙花岗岩、片麻岩、混合岩及不规则状散布的绿岩和片岩带组成，向北延伸至维多利亚湖的东部边界及肯尼亚西南和乌干达东南的周边地区。坦桑尼亚太古宙地体与非洲其他克拉通不同，不能划分出独立的片岩、绿岩和花岗岩地体，而是大量的花岗岩—混合岩—片岩地体所环绕的不同的片岩带。

克拉通内部出露的最古老的岩石为古太古代(3.8-2.5Ga)，占据了多多马地区中央高原，被元古宙活动带(2.1Ga)所围绕。

坦桑尼亚太古宙地体主要可分为3个片岩带：多多马(Dodoma)、尼安萨(Nyanzian)和卡维隆多(Kavilondian)片岩带，片岩带被一系列花岗岩所分割，广泛的花岗岩浆作用发生在2500Ma左右。

太古宙岩石地层的下部为多多马超群的变质火成岩、变质表壳岩；尼安萨超群的燧石、变质泥质岩、条带状铁建造；上部为卡维隆多岩系的不成熟的碎屑变质沉积岩，可能源于尼安萨超群(表2-1)。坦桑尼亚克拉通最晚的变质作用时代为 2.4-2.7Ga，与东非地区深溶作用和花岗变质作用相一致。相应的岩浆作用阶段时代为2500±100Ma，广泛分布于坦桑尼亚克拉通的大部分地区、乌干达的东南部和肯尼亚西部。

太古宙主要矿床是后生含金石英脉，位于维多利亚湖金矿区。岩脉产于表壳岩的剪切带中，与花岗岩密切联系。层状金矿床和贱金属(base metal)矿化与尼安萨岩系的条带状铁建造有关。

表2-1 坦桑尼亚北部太古宙地层划分对比简表

1.多多马超群(Dodoma Supergroup)

多多马超群呈近东西向展布于坦桑尼亚克拉通的中部，由各种高级变质的花岗岩、混合岩及变质表壳岩等组成，主要包括黑云角闪片麻岩、角闪岩、含赤铁矿石英岩等，走向SEE或NEE，倾角陡倾。岩石局部经历了强烈的混合岩化作用和花岗岩化作用，可见麻粒岩相岩石组合及辉石片麻岩产于低级变质的滑石绿泥片岩、绢云母片岩和含刚玉片岩中。坦桑尼亚克拉通南部麻粒岩相变质岩局部可过渡为混合岩，并被辉长质岩石侵入。

多多马超群的岩石时代可能与尼安萨超群相同或略早，但早于与之伴随的绿岩和花岗岩。多多马超群

中变质表壳岩多呈带状分布于花岗岩地体中，走向NWW-SEE。岩石经历了多期变质变形作用，最晚的变质作用Rb-Sr法年龄为2500±100Ma和2580±60Ma。

目前，多多马超群中具商业价值的矿床知之甚少，需要进一步地质调查。

2.尼安萨超群(Nyanzian Supergroup)

尼安萨超群不整合叠加在多多马超群之上，主要包括基性和长英质火山岩、条带状铁矿石及与之伴生的低级变质沉积岩(绿岩带岩石组合)。绿岩带呈不规则状透镜体产于花岗岩地体中，经历了强烈的褶皱作用，可见残留的陡倾向斜。

尼安萨超群岩石可划分为下部和上部两部分组成，下部主要为基性火山岩；上部主要为长英质火山岩及化学沉积物，两者之间未见明显的接触关系。

在盖塔山(Geita Hills)地区，尼安萨超群的下部系列中，基性岩石主要包括玄武辉长岩、拉斑玄武岩，科马提质玄武岩极少出露。枕状熔岩保留了很好地脱挥发份结构。未发现典型的科马提岩。局部地区可见石墨片岩呈夹层产于玄武岩中。也可见少量的流纹岩流和含石英长石斑晶的角砾岩管产出，岩石中含有基性火山岩捕虏体，岩石后期发生硅化，常见浸染状黄铁矿。

上部系列岩石主要包括条带状铁建造、火山角砾凝灰岩、块状和层状凝灰岩、长英质火山岩等，其中条带状铁建造从底到顶含有三个不同的岩相：

磁铁矿-赤铁矿-燧石岩相：微-中条带状磁铁矿-赤铁矿和含铁-硅氧化物的燧石比率，下部约为3:1，上部约为4:1，向上逐渐过渡为燧石岩相，两者之间夹有极少量的基性和中性凝灰质夹层。

条带状燧石岩相：为条带状燧石含少量富磁铁矿层或薄层，白色和红色凝灰岩层呈层状夹于燧石中，厚度可达50cm。

凝灰岩/燧石岩相：是条带状铁建造的最上部单元，化学沉积物和碎屑沉积物交互产出。该相下部岩石普遍硅化，上部凝灰岩的厚度和含量均占优势。

火山角砾凝灰岩呈灰棕色，以细粒火山碎屑岩石为主，含浮石碎块和圆形火山角砾。局部地区火山角砾凝灰岩横向上变为黑色页岩或黑色石墨页岩，并含有球状黄铁矿和层状黄铁矿。岩石具轻碳同位素组成，可能部分为生物成因，部分为变质成因。块状和层状凝灰岩呈灰色，红棕色。细粒结构，局部见斑状结构，含有少量布丁状或角砾状燧石层。

长英质火山岩为流纹岩，呈灰色、粉红色，细粒结构，流动带状构造，含长石、石英斑晶，基质由石英和绢云母化长石组成。局部岩石硅化强烈，含有大量浸染状细粒黄铁矿。

在盖塔和卢马加沙绿岩带中，尼安萨超群的下部系列最大沉积厚度可达5000m。上部系列以长英质熔岩、凝灰岩、铁质燧石、条带状含铁建造（BIF）岩石组合为特征，少量变质泥质岩。条带状含铁建造与长英质凝灰岩紧密共生。条带状含铁建造的最大厚度可达100-400m，而长英质熔岩的最大厚度在2000-4000m之间。绿岩带普遍经历了绿片岩相变质，局部达石榴角闪岩相。岩石发生褶皱，轴面陡倾，形成东西向面理。

尼安萨绿岩带具有重要的经济价值，赋存了大量的金矿床。

3.卡维隆多超群(kavirongian Supergroup)

卡维隆多超群主要分布在坦桑尼亚(穆索玛-马拉绿岩带)的最北部，在邻区肯尼亚广泛分布，在坦桑西南部Lupa金矿北部出露，是太古宙地层序列的最上部单元（Walraven et al，1994），不整合覆盖在尼安萨超群之上，岩石发生褶皱，褶皱轴走向E-W向。主要由砾岩、石英岩、粗粒长石砂岩、粉砂岩、页岩、千枚岩和凝灰岩组成。少量薄层火山岩呈夹层状产出，锆石U-Pb年龄为2667±8Ma。

在结构上和组成上，卡维隆多砾岩成熟度低-中等，以尼安萨超群中氧化的条带状铁建造砾石为主，少量脉石英砾石，缺少基性岩砾石。

卡维隆多超群底部和中部的砾岩中碎屑岩型金矿可能来源于尼安萨超群或内生的含金地层。

（二）元古宙地层

坦桑尼亚境内，元古宙可划分出4个活动带，环绕坦桑尼亚克拉通展布，即乌宾迪活动带(古元古代)，分布于克拉通W-SW侧；乌萨迦兰活动带(古元古代)，分布于克拉通SE侧；中元古代契巴拉活动带，分布于克拉通的NW侧以及泛非莫桑比克活动带(新元古代)，分布在克拉通东侧。

元古宙地层主要出露于上述活动带中，从下到上可划分为乌宾迪超群、乌萨迦兰超群、卡拉戈维-安科瑞安超群、布科巴超群。