Gold enrichment characteristics and exploration prospects in Zambia: Based on 1∶1000000 geochemical mapping

The 1∶1000000 geochemical mapping of Zambia provides catchment sediment geochemical data for 58elements including Au from 746 sediment samples at 736 sampling sites,corresponding to a sampling density of about one site per 1000 km2.Under strict quality control using field duplicates,certified reference materials,and analytical replicate samples,the Au was determined by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry(ICP-MS).The detection limit of Au was 0.20×10^-9.The 95%range(2.5%–97.5%)of Au concentrations was from 0.24×10^-9 to 1.36×10^-9,and the median value was 0.40×10^-9.The most noticeable Au distribution patterns shown on the map are mainly located between Lusaka and Ndola(Lufilian Arc Belt).In addition,several high Au value areas occurred in Mansa,Muyombe,Chipata,and Livingstone.The spatial distribution patterns of Au in tectonic units,drainage basins,and geomorphological landscapes could be related to the Lufilian Arc Belt and Bangweulu Block.The Au concentrations show metallogenic belts between Muyombe and Mbala areas,between Mansa and Ndola areas,and between Lusaka and Kasempa areas.     

赞比亚东北部班韦乌卢地块泛非期以来构造演化的裂变径迹约束

本文利用锆石和磷灰石裂变径迹方法探讨了班韦乌卢地块泛非期以来的主要构造演化时间.为研究班韦乌卢地块的构造活动,本文从班韦乌卢地块中部卡帕图地区的沉积盖层姆波罗科索群的姆巴拉组、萨马组和卡布韦卢马组中采集多件新鲜的岩石样品,并获得5件锆石和2件磷灰石样品裂变径迹分析结果.5件锆石裂变径迹年龄介于575±35～380±22 Ma之间,其峰值年龄组为600～572 Ma和420～390 Ma.2件磷灰石裂变径迹年龄介于59±6～27±4 Ma之间,其峰值年龄组为99～80 Ma和19～11 Ma.它们的峰值年龄组分别对应的主要时代为新元古代的埃迪卡拉纪、早泥盆世、晚白垩世和中新世.对比区域上已有的年龄数据可知,南部非洲地区新元古代的埃迪卡拉纪、早泥盆世和晚白垩世的构造活动是一个区域性的构造事件,仅中新世(19～11 Ma)的构造活动在区域上的表现尚不明确.综合前人成果资料,自泛非构造运动以来,班韦乌卢地块至少经历600～572 Ma、488～441 Ma、420～390 Ma、375～293 Ma、99～80 Ma及19～11 Ma六个构造事件.班韦乌卢地块泛非期以来的构造演化研究程度很低,此次研究成果可为今后在该地区的深入研究提供重要参考.     

赞比亚北部卡帕图地区古元古代花岗岩成因:岩石地球化学、锆石年代学及Hf同位素约束

赞比亚北部地区广泛发育古元古代花岗岩,是研究班韦乌卢地块构造岩浆作用特征的天然实验室.本文对赞比亚北部卡帕图地区大面积出露的花岗岩体开展较系统的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究.结果显示,卡帕图地区主体花岗岩形成于2012±11～1970±20Ma,晚期浅肉红色似斑状正长花岗岩侵位年龄为1959±16Ma,均为古元古代岩浆活动,大量太古宙捕获锆石信息显示班韦乌卢地块可能存在太古宙地壳组分残留.地球化学数据表明,卡帕图花岗岩具有高硅(SiO2=67.93％～72.80％)、高铝(13.85％～14.91％)、富钾(Na2O/K2O=0.29～0.89)、低镁(0.38％～1.93％)、低磷(0.10％～0.23％)的特点,铝饱和指数A/CNK在1.04～1.19之间,CIPW刚玉标准分子指数大于1％(1.01％～2.51％);稀土元素分配模式整体右倾,其中主体花岗岩稀土含量较高(ΣREE=191.79×10-6～294.25×10-6),Eu负异常(δEu=0.26～0.53),晚期浅肉红色似斑状正长花岗岩稀土含量相对较低(ΣREE=48.58×10-6～54.00×10-6),Eu弱正异常(δEu=1.04～1.37);微量元素中,卡帕图花岗岩富集Rb、K等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr和高场强元素Nb、Ta等,并具有较低的Cr(3.56×10-6～65.6×10-6)、Co(1.99×10-6～12.5×10-6)和Ni(2.16×10-6～33.7×10-6)含量;以上特征表明研究区古元古代花岗岩属于S型花岗岩.Hf同位素结果表明,卡帕图花岗岩的εHf(t)值和二阶段模式年龄tDM2值分别介于-15.9～+4.7和2289～3596Ma,远大于其锆石的结晶年龄,指示岩浆源区成分的强不均一性,岩浆源区系太古宙-古元古代陆壳部分熔融产物,存在不同程度的地幔物质混入.此外,主体岩石较高的CaO/Na2O和低的Rb/Sr比值,表明主体花岗岩原岩是由地壳砂质岩部分熔融而来;晚期浅肉红色似斑状花岗岩低的CaO/Na2O和高的Rb/Sr比值,指示泥质岩源区熔融.综合区域和全球构造演化历史,本次研究认为卡帕图花岗岩形成于坦桑克拉通与班韦乌卢地块同碰撞的构造环境,该期岩浆活动可能是Columbia超大陆的碰撞造山事件在班韦乌卢地块的地质响应.     

班韦乌卢地块中部变质表壳岩碎屑锆石U-Pb年代学、Hf同位素研究及其构造意义

通过LA-MC-ICP-MS碎屑锆石微区U-Pb定年和Hf同位素分析,对班韦乌卢地块中部地区基底变质表壳岩进行了同位素定年及物源示踪研究.结果显示,两件样品的碎屑锆石峰值年龄分布表现出较好的一致性,总体呈现出2490～2059 Ma、2044～1954 Ma、1942～1887 Ma、1865～1817 Ma以及1641～1522 Ma五个年龄组,分别与班韦乌卢地块内的构造岩浆事件相吻合.综合区域地质特征与碎屑锆石年龄谱特征分析认为:原岩蚀源区比较复杂,近源区古元古代花岗岩、花岗片麻岩及火山岩是主要的蚀源区.根据碎屑锆石最小年龄1522±23 Ma,推测表壳岩原岩形成时代上限可能为中元古代,而不是之前认为的形成于古元古代.碎屑锆石的εHf(t)值介于-6.26～7.37之间(平均1.37),由负到正变化范围较大,表明它们除来自古老地壳的再循环物质外,还存在新生地壳的物质来源.tDM2峰值年龄出现在2.40～2.50 Ga,说明班韦乌卢地块地壳增生事件主要发生于古元古代,可能与凯诺兰超大陆的聚合过程有关,其晚于全球大陆地壳主增长期,说明了地壳增生的长期性和在地质历史时期增长速度的不稳定性.     

Application of Data-Driven Evidential Belief Functions to Prospectivity Mapping for Aquamarine-Bearing Pegmatites,Lundazi District,Zambia

A case application of data-driven estimation of evidential belief functions (EBFs) is demonstrated to prospectivity mapping in Lundazi district (eastern Zambia). Spatial data used to represent recognition criteria of prospectivity for aquamarine-bearing pegmatites include mapped granites, mapped faults/fractures, mapped shear zones, and radioelement concentration ratios derived from gridded airborne radiometric data. Data-driven estimates EBFs take into account not only (a) spatial association between an evidential map layer and target deposits but also (b) spatial relationships between classes of evidences in an evidential map layer. Data-driven estimates of EBFs can indicate which spatial data provide positive or negative evidence of prospectivity. Data-driven estimates of EBFs of only spatial data providing positive evidence of prospectivity were integrated according to Dempster’s rule of combination. Map of integrated degrees of belief was used to delineate zones of relative degress of prospectivity for aquamarine-bearing pegmatites. The predictive map has at least 85% prediction rate and at least 79% success rate of delineating training and validation deposits, respectively. The results illustrate usefulness of data-driven estimation of EBFs in GIS-based predictive mapping of mineral prospectivity. The results also show usefulness of EBFs in managing uncertainties associated with evidential maps.     

赞比亚东北部卡萨马群形成环境:碎屑锆石U-Pb年龄与Hf同位素的限定

赞比亚东北部班韦乌卢地块受到其东北部的古元古代乌本迪构造带、西北部的中元古代基巴拉构造带、东南部的中元古代伊鲁米德构造带及西南部泛非期卢弗里安构造带的影响。班韦乌卢地块主要由基底和沉积盖层两部分组成。其中,基底主要由片岩带、安山质-流纹质变质火山岩、花岗岩类岩基及其他侵入体组成。沉积盖层从老至新依次为姆波罗科索群、卡萨马群、加丹加超群及新生代的河流相和湖泊相沉积。本文对卡萨马地区的卡萨马群地质特征、碎屑锆石U-Pb-Hf同位素及地球化学特征进行了系统研究,获得卡萨马群中紫红色粉砂岩的32颗碎屑锆石U-Pb年龄多集中在(1849±23)～(1993±21)Ma,卡萨马群的形成时代可能晚于(1434±14)Ma,属于中元古代,其中22颗锆石(176Hf/177Hf)i为0.281049～0.281618,εHf(t)为-12.8～-1.6,二阶段模式年龄变化范围为2406～3487 Ma。对卡萨马群的砂岩进行了稀土元素分析和微量元素分析,结果显示卡萨马群砂岩δEu负异常明显,投点主要落在沉积岩区;微量元素显示砂岩形成于被动大陆边缘环境。     

赞比亚北部省卡萨马西部石英闪长岩锆石U- Pb和Lu- Hf同位素及地球化学特征

石英闪长岩锆石U-Pb和Lu-Hf同位素及地球化学特征研究对赞比亚东北部班韦乌卢地块的形成时代及构造演化具有重要的研究意义。采用LA-MC-ICP MS方法测得班韦乌卢地块中卡萨马西部地区出露的两个石英闪长岩体中锆石的~(207)Pb/~(206)Pb年龄加权平均值分别为1964±8 Ma(MSWD=0.87,N=32)和1913±10 Ma(MSWD=0.77,N=19),表明两期石英闪长岩均形成于古元古代且可能与古元古代乌本迪构造带的活动有关。全岩地球化学分析显示,石英闪长岩属准铝质、高钾钙碱性系列岩石。稀土配分曲线均呈右倾型,具有富含轻稀土元素(LREE)、贫重稀土元素(HREE)以及δEu (0.77～0.80)弱负异常特点。微量元素均显示大离子亲石元素(如Rb、Ba及K)和活泼的不相容元素(如Th及U)相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Sr和Ti相对亏损。Nd/Th=3.60～4.65,Nb/Ta=12.05～13.87,Th/Ta=11.14～11.81,Ti/Zr=36.84～41.71,Ti/Y=220.28～300.00和具有不均一的ε_(Hf)(t)值(分别为-3.8～1.3和-4.3～8.6)均显示石英闪长岩的原始岩浆具有壳幔混合的特点。Zr/Y=5.98～7.19,La/Nb=2.91～3.88,La/Yb=12.19～13.92及构造判别图解均显示石英闪长岩形成于安第斯型活动大陆边缘。