摘要
Saramacca金矿床是圭亚那地盾北部Marowijine绿岩带中首次发现的产于变质火山岩中，受构造破碎带控制的大型造山型金矿床。矿区围岩蚀变类型主要为云母化、绿泥石化、硅化、黄铁矿化和碳酸盐化。短波红外光谱分析仪对绿泥石、碳酸盐和云母矿物成分分析结果显示矿区由远矿端至近矿端铁发育镁绿泥石-方解石-多硅白云母组合→铁镁绿泥石-方解石/白云石-白云母组合→铁绿泥石-铁白云石/菱铁矿-钠云母组合的分带特征，其中铁绿泥石-铁白云石/菱铁矿-钠云母组合与矿化关系最为密切，可作为有效的找矿标志。
关键词
Abstract
Saramacca gold deposit is the first large-scale orogenic gold deposit discovered in Marowijine greenstone belt in northern Guyana Shield， which is produced in metamorphic volcanic rocks and controlled by structural fracture zone. The main types of wall rock alteration in the mining area are micaization， chloritization， silicification， pyritization and carbonation. The results of measuring the mineral composition of chlorite， carbonate and mica by short wavelength infrared analyzer show that the zoning characteristics of magnesium chlorite-calcite-polysilicate muscovite combination → iron magnesium chlorite-calcite/dolomite-muscovite combination → iron chlorite-ankerite/siderite-paragonite combination are developed from the distal to proximal in the mining area， in which the iron chlorite-ankerite/siderite-paragonite combination has the closest relationship with mineralization，and can be used as an effective prospecting indicator.
0 引言
蚀变矿物组成与分带是矿床地质特征研究的重要内容和影响勘查评价效率的关键（林彬等， 2018；陈少锋和白文龙，2019；卢玉杰和郭闯， 2019），近年来，短波红外反射光谱技术（Short wavelength infrared，SWIR）与岩相学观察、电子探针成分分析（EMPA）和 X 射线衍射光谱（XRD）分析相比，由于其具有仪器携带方便、检测成本低、用时短、检测样品无损以及对细粒矿物识别率高等优点 （Chang et al.，2011；杨志明等，2012；张世涛； 2017），可用于确定热液/矿化中心进而圈定有利找矿靶区，因此被广泛应用于矿产勘查中。
苏里南位于南美洲东北部，金矿资源丰富，金矿床或矿点主要沿北苏里南剪切带（NSSZ，图1a）分布，主要包括冲积型砂金矿、残坡积型砂金矿及造山型金矿 3 种类型（蒋家燥等，2018），其中以造山型金矿最为重要，产出有Rosebel（148.7t Au@0.98× 10-6 IAMCOLD Corporation，2022①）和 Merian（88.17t Au@0.98×10-6 Newmont Mining Corporation，2018②） 超大型矿床及众多中—小型金矿床和矿点（Kioe-A-Sen et al.，2016），成矿条件优越，找矿潜力巨大。
Saramacca 金矿床 （49.55t Au@1.87×10-6 IAMCOLD Corporation，2022①）位于 Resebel 金矿床西南约 25 km，是圭亚那地盾北部新发现的产于 Marowijine 绿岩带变玄武岩中（图1a），受构造破碎带控制的大型造山型金矿床。前人研究显示矿区发育有硅化、碳酸盐化、云母化、绿泥石化、绿帘石化等围岩蚀变，显示热液矿床特征，但整体上关于围岩蚀变的研究水平还较低，蚀变矿物组合及分带与金矿化强度的关系尚不明确，制约着找矿勘查效果。基于此，本文在对矿床特进行总结的基础上，通过对矿区岩心开展短波红外光谱分析测试，提取蚀变矿物成分和组合信息，划分蚀变矿物分带，讨论围岩蚀变与金矿化之间的关系，总结找矿标志，为区域绿岩带中进一步找矿勘查提供技术支撑与依据。
1 区域地质特征
圭亚那地盾北部地层自下而上主要为古元古界 Paramaka 组、Armina 组和 Rosebel 组（图1b）。 Paramaka 组下部主要由结晶基底的铁镁质变火山岩组成，岩性包括拉斑玄武岩、变玄武岩、变辉长岩和安山质火山岩，中间夹有长英质片麻岩，上部为含铁锰的砂岩、云母片岩和含铝片麻岩。Armina组主要为一套浊积岩系，岩性包括片岩、千枚岩、砂岩、底砾岩夹石英岩、流纹岩、拉斑玄武岩和凝灰岩等，与下伏Paramaka组为不整合接触。Rosebel组主要为层状变质粉砂岩、砂岩和砾岩，中间夹变质火山岩。区域上地层普遍风化严重，形成厚度十几米至几十米不等的红层/残坡积层，局部可达到地面之下100 m。
区域上侵入岩主要包括形成于泛亚马逊造山期的一系列 TTG 花岗质岩石（2.19~2.11 Ga， Milési.，1995）和二叠—三叠纪辉绿岩脉。北苏里南剪切带为区域上最重要的构造，其通常被认为是圭亚那中央剪切带（CGSZ）的分支（图1），其次级构造带控制了区域上金矿床（点）的产出（罗迪柯等， 2017）。
2 矿床地质特征
矿区出露地层主要为 Paramaka组变火山岩，主要岩性单元为块状玄武岩，上覆薄层杏仁状玄武岩和厚层枕状玄武岩以及长英质凝灰岩（图2），岩石均经历了绿片岩相变质作用。
玄武岩普遍呈发育隐晶质结构，主要由绿泥石、阳起石、斜长石和少量的绢云母/白云母组成（图3a， b）。枕状玄武岩和块状玄武岩颜色介于中等绿色和深绿色之间，而杏仁状玄武岩由于强烈的蚀变作用其原岩（指绿片岩化后）颜色已难以辨别。枕状玄武岩中局部可观察到弱叶理发育，呈西北-东南走向，与区域构造结构平行，块状玄武岩仅在剪切矿脉附近可见微弱的叶理发育。杏仁状玄武岩中杏仁主要由石英填充（图3c），少量为石英-碳酸盐±绿泥石集合体。长英质凝灰岩颜色介于浅绿色和浅灰绿色之间，隐晶质结构，局部可见次圆状石英和长石晶屑。
矿区仅在局部钻孔中可见长英质岩脉侵入到块状玄武岩，岩脉呈米黄色，斑状结构，斑晶含量约 10%~15％，主要为石英和长石，两者含量相当，粒度介于细粒和中等粒之间。基质为隐晶质结构，多已蚀变为碳酸盐、绿泥石和绢云母。
矿区主要发育北西向 Faya Bergi 脆-韧性陡倾断裂，沿较薄的杏仁状玄武岩发育（图2），长度大于 5 km，主断裂带宽几米至 50 m 不等，带内角砾岩发育。沿 Faya Bergi断裂两旁发育近平行的次级剪切带，整体上，枕状玄武岩中次级剪切带的发育要强于块状玄武岩。
矿区金矿化主要沿 Faya Berg 断裂带发育（图2），矿化厚度从几米到50 m不等，走向长2.2 km，延深约 600 m。大多数高品位矿化位于主断裂带，通常位于含有黄铁矿和少量毒砂的白云岩化角砾岩中。尽管Faya Berg断裂是连续的，但其中金矿化并不连续，矿体多呈垂直扁平的透镜体状。在枕状玄武岩内的次级剪切带内发育不连续的、近垂直的低品位矿化透镜体，并在矿床的北西和南东较为明显，在中心部位变薄。
矿石类型包括构造蚀变角砾岩型和石英-碳酸盐脉型，并以前者为主。石英-碳酸盐脉型矿石主要产于枕状玄武岩中，构造蚀变角砾岩型矿石主要沿 Faya Berg 断裂带分布（图3d）。矿石矿物中金主要为自然金（图3e），硫化物以黄铁矿为主（图3f）。金主要以充填物的形式充填于黄铁矿集合体的裂隙中，或以颗粒状分布在黄铁矿与脉石矿物相接触处，少量以包裹体形式发育在黄铁矿中。
3 样品采集与数据分析方法
本次研究基于详细的野外地质调查及钻孔岩心编录，选取 1700NW、1500NW、1100NW 和0500NW 这 4 条剖面的钻孔岩心样品，以 5~10 m 的间距，系统地进行红外光谱测量。在开展短波红外光谱分析前，先将样品洗净、晾干，避免样品表面的杂物或水分对光谱特征产生影响。选取岩石光滑、平整的新鲜面作为测试点，每个测试点周围2~3 cm 范围内多测 1~3 个点，使用 ASD Inc. TerraSpec4 高分辨率光谱仪和附带的RS软件收集光谱读数，最后将所测得的光谱曲线进行归一化处理。测量的波谱数据通过 TSG Professional 软件进行处理和解释，质量控制通过将测量光谱与 SpecMin Pro 软件中光谱库中的已知矿物进行比较来进行，之后将矿物组合导入 Geosoft Target，用于蚀变矿物分布的解释和建模。
图2Saramacca金矿床地质简图（据 IAMGOLD Corporation，2022①修改）
4 测试与分析结果
矿区围岩蚀变类型主要包括代表区域绿片岩相变质作用的绿泥石-绿帘石-钠长石-阳起石蚀变矿物组合和反映热液矿化期的绿泥石-碳酸盐-云母-硅化-黄铁矿蚀变矿物组合。区域绿片岩相变质作用使得玄武岩颜色介于中等绿色和深绿色之间，而热液矿化活动使得玄武岩颜色发生褪色蚀变，由中等绿色、深绿色→灰绿色→灰色、灰白色，一般情况下，靠近 Faya Bergi 断裂带褪色蚀变逐渐增强，局部沿次级剪切带也会出现明显增强的线性褪色蚀变，褪色程度与热液蚀变程度呈正相关性，但与金矿化程度相关性不强，反映出热液活动可能具有多期次特点。
图3Saramacca金矿床玄武岩蚀变及矿化特征
a—块状玄武岩发育绿泥石化（单偏光）； b—枕状玄武岩发育阳起石化、绿帘石化和绿泥石化蚀变； c—杏仁状玄武岩发育强碳酸盐化，杏仁由石英充填，绢云母沿杏仁边部发育； d—Faya Berg断层带中构造蚀变角砾岩型矿化，发育强碳酸盐化和黄铁矿化； e—石英+碳酸盐脉中发育的可见金； f—碳酸盐脉中发育强黄铁矿化Q—石英； Cb-碳酸盐矿物； Ser—绢云母； Chl-绿泥石； Ep—绿帘石； Py—黄铁矿； VG—可见金
图4Saramacca金矿床围岩蚀变特征
a—块状玄武岩典型绿片岩相蚀变（绿泥石化和绿帘石化），局部见绢云母化； b—石英+碳酸盐集合体充填杏仁，绢云母和石英呈细脉状沿片理发育； c—枕状玄武岩中发育的石英+碳酸盐+黄铁矿细脉和充填枕状体间隙的石英+碳酸盐团块状； d—石英+碳酸盐以胶结物形式分布在断层破碎带中Q—石英； Cb—碳酸盐矿物； Ser—绢云母； Chl—绿泥石； Ep—绿帘石； Py—黄铁矿
绿泥石化：矿区内绿泥石化普遍发育，但主要为玄武岩绿片岩相变质作用的产物（图4a）。在 Faya Berg 断层带中和杏仁状玄武岩中绿泥石几乎全部蚀变为绢云母，在杏仁状和枕状玄武岩中，由于热液交代，沿热液脉两侧绿泥石颜色由深绿色变为浅绿色或灰绿色，少部分蚀变为绢云母，典型蚀变矿物组合为绿泥石+碳酸盐+绿帘石±绢云母± 石英。
云母化：矿区内云母化蚀变以绢云母化为主，主要在杏仁状玄武岩和Faya Berg断裂带中发育，次为枕状玄武岩，块状玄武岩中少见。岩心上绢云母颜色多呈黄绿色（图4b），典型蚀变矿物组合为绢云母+碳酸盐+石英+黄铁矿±绿泥石，与金矿化关系密切。
碳酸盐化：矿区内碳酸盐化普遍发育，在 Faya Berg断裂带中主要与石英一起以胶结物形式存在，在杏仁状、枕状玄武岩中以细脉状、网脉状存在，或以团块状充填杏仁或者枕体间隙（图4b、c），典型蚀变矿物组合为碳酸盐+黄铁矿+石英+绢云母±绿泥石，与金矿化关系密切。
硅化：硅化在矿区内普遍发育，产出形式与蚀变组合与碳酸盐化基本一致，局部在杏仁状玄武岩中可见乳白色、烟灰色的脉状及透镜状的石英沿着片理充填（图4b），整体上，硅化发育程度不及碳酸盐化。
黄铁矿化：矿区内黄铁矿多呈细粒状产出（图4d），与金矿化关系密切，为主要的载金矿物，但整体上黄铁矿化强度与金矿化强度并不呈正相关，典型蚀变矿物组合为黄铁矿+碳酸盐+石英+绢云母。
对矿区主要热液蚀变矿物绿泥石、碳酸盐和云母的短波红外光谱矿物成分分析结果表明，矿区绿泥石成分主要为铁绿泥石和铁镁绿泥石、云母主要为多硅白云母、白云母和钠云母，碳酸盐主要为方解石、白云石和菱铁矿。不同矿物成分在平面和剖面上由远矿端→近矿端均呈现明显的分带特征。
碳酸盐矿物成分在平面上表现为方解石→白云石、铁白云石和菱铁矿的分带特征（图5a），与在剖面1700NW上分带相一致（图6a），反映出白云石、铁白云石和菱铁矿与成矿关系密切且受构造控制的特点。剖面 1500NW 上（图6d）白云石、铁白云石和菱铁矿分布范围远超过剖面 1700NW，可能与剖面 1500NW 上次级构造更为发育，从而矿化程度更高有关。
图5Saramacca金矿床碳酸盐（a）、云母（b）和绿泥石（c）矿物成分平面分带特征
云母矿物成分在平面上表现为多硅白云母→ 白云母→钠云母的分带特征（图5b），与在剖面 1700NW（图6b）和1500NW（图6e）上分带相一致，反映出与成矿关系最为密切。块状玄武岩中云母主要为钠云母且仅沿近矿端分布，与块状玄武岩中云母化蚀变不发育相一致。
绿泥石在平面上和剖面上均表现为铁镁绿泥石→铁绿泥石的分带特征（图5c），其中铁镁绿泥石在不同玄武岩中相同的分布特征应该反映了区域绿片岩相变质作用形成的绿泥石的特征，而铁绿泥石在剖面上线性的分布特征（图6c、f）则反映了矿化热液形成的绿泥石并受构造控制的特征。
图6Saramacca金矿床碳酸盐（a、d）、绿泥石（b、e）和云母（c、f）矿物成分在1700NW和1500NW剖面分带特征
整体上，热液蚀变矿物的成分组合在空间上从围岩向 Faya Bergi 断裂带表现为远端铁镁绿泥石-方解石-多硅白云母组合→中端铁镁绿泥石-方解石/白云石-白云母组合→近端铁绿泥石-铁白云石/ 菱铁矿-钠云母组合的分带特征（图7），铁绿泥石-铁白云石/菱铁矿-钠云母组合与成矿关系最为密切，可以作为有效的找矿标志。
5 结论
（1）Saramacca金矿区发育的围岩蚀变类型主要为云母化、绿泥石化、硅化、黄铁矿化和碳酸盐化。其中黄铁矿化、硅化、绢云母化、碳酸盐化与金矿化关系最为密切。
（2）对 Saramacca 金矿区绿泥石、碳酸盐和云母矿物成分短波近红外光谱分析结果显示，矿区绿泥石成分主要为铁绿泥石和铁镁绿泥石、绢云母成分主要为多硅白云母、白云母和钠云母，碳酸盐成分主要为方解石、白云石和菱铁矿。
图7Saramacca金矿床围岩蚀变组合及分带特征
（3）Saramacca金矿区蚀变矿物成分具明显分带特征，其中近矿端铁绿泥石-铁白云石/菱铁矿-钠云母组合可作为有效的找矿标志。
致谢 野外工作得到了苏里南罗斯贝尔金矿有限责任公司的高级地质师 Sabrina Beek 和 Shequille Parisius协助，审稿专家对于本文的修改提出了众多富有建设性的意见，在此一并表示衷心的感谢！
注释
① IAMGOLD Corporation.2022. Technical Report on the Saramacca Gold Mine， Suriname[R].
② Newmont Mining Corporation.2018. Technical Report on the Merian Gold Mine， Suriname[R].
