幾內(nèi)亞西南部莫拉鐵礦區(qū)地質(zhì)特征及找礦方向

曹　健，田　麒，李宏臣，付方建，江勝?lài)?guó)

(天津華北地質(zhì)勘查局地質(zhì)研究所，天津 300171)

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幾內(nèi)亞西南部莫拉鐵礦區(qū)地質(zhì)特征及找礦方向

曹健，田麒，李宏臣，付方建，江勝?lài)?guó)

(天津華北地質(zhì)勘查局地質(zhì)研究所，天津 300171)

摘要：莫拉(Mola)鐵礦區(qū)位于幾內(nèi)亞金迪亞省，西非克拉通萊奧(Leo)地盾西部邊緣的太古代Kenema-Man Domain地盾與西側(cè)羅克列德褶皺帶(Rokelide Fold Belts)的接壤地帶。區(qū)內(nèi)發(fā)育鐵角礫巖型、似條帶狀赤鐵礦型2類(lèi)礦體。研究認(rèn)為，鐵角礫巖型鐵礦主要由后期風(fēng)化淋濾作用對(duì)原生赤鐵礦改造并富集形成，賦存于地表；似條帶狀赤鐵礦礦體是經(jīng)初始海底熱液噴溢沉積和后期構(gòu)造作用改造而富集形成。

關(guān)鍵詞：莫拉鐵礦；構(gòu)造；礦床成因；找礦標(biāo)志；幾內(nèi)亞

0引言

莫拉(Mola)鐵礦區(qū)位于幾內(nèi)亞金迪亞省中西部地區(qū)，距首都科納克里(Conakry)約100 km，交通十分方便(圖1)。礦區(qū)所在區(qū)域處于西非克拉通萊奧(Leo)地盾西部邊緣的太古宙Kenema-Man Domain地盾與西側(cè)羅克列德褶皺帶(Rokelide Fold Belts)的接壤地帶。太古宙地盾由達(dá)布拉群綠巖帶和片麻巖組成，發(fā)育變質(zhì)程度高的混合巖和含鐵石英巖，其上為以線型和小地體形態(tài)殘留的表殼巖，為酸性-基性火山巖套及少量陸源碎屑巖經(jīng)低-中級(jí)變質(zhì)形成的卡姆貝統(tǒng)表殼巖，系勘探區(qū)主要地層，其中的條帶狀磁鐵石英巖為區(qū)內(nèi)主要的含鐵建造；羅克列德褶皺帶新元古界僅在礦區(qū)的西部和東北部有少量出露，不整合覆蓋在太古宙或古元古代變質(zhì)巖和花崗質(zhì)基底上，由比里姆(Birinan)火山-沉積巖系組成，并有大量中-酸性巖漿的侵入。區(qū)域僅在礦區(qū)北部出露少量上古生界Cliff群碎屑巖，其中有大量基性-超基性巖侵入；中生界主要分布于礦區(qū)西部沿海的大陸邊緣盆地中，侏羅紀(jì)至新近紀(jì)區(qū)域處于長(zhǎng)期風(fēng)化環(huán)境，部分地區(qū)形成紅土風(fēng)化型鐵或鋁土礦毯狀礦床。

1礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1地層

莫拉鐵礦區(qū)地表主要為第四系松散堆積物和植被覆蓋，基巖露頭零星，地層及巖石分布資料多依靠槽探和鉆探工程取得。

圖1　莫拉鐵礦區(qū)交通位置圖Fig.1　Traffic map of Mola prospecting area

(1)卡姆貝統(tǒng)表殼巖。見(jiàn)有零星露頭，呈線型和小地體殘留形態(tài)，由片巖、石英巖及含赤鐵礦、鏡鐵礦石英巖組成，包括7個(gè)巖性單元：①石英片巖：灰白色，鱗片粒狀細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要由石英和少量云母組成；②云母石英片巖：灰色，細(xì)粒片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，局部褶皺發(fā)育，片理明顯，主要礦物成分為石英、黑云母，少量石榴石、長(zhǎng)石；另外，巖石局部具少量星點(diǎn)狀黃鐵礦化、磁鐵礦化；③石英巖：灰白色，細(xì)粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英，次為絹云母。局部有星點(diǎn)狀黃鐵礦和磁鐵礦化現(xiàn)象；④斜長(zhǎng)綠泥片巖：灰綠色，中粒柱狀片狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物成分為綠泥石、斜長(zhǎng)石、陽(yáng)起石，少量綠簾石等；綠泥石為墨綠色，片狀，粒徑0.01～0.05 mm，部分0.05～0.1 mm，少部分0.1～0.2 mm，集合體一般呈似條痕狀、條紋狀定向分布，部分集合體似透鏡狀、似條紋狀定向分布；⑤長(zhǎng)石石英片巖：灰白色，中粒柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英，次為長(zhǎng)石；石英為無(wú)色或灰色，他形粒狀，部分似砂狀，粒徑0.05～0.1 mm，部分0.1～0.2 mm，少部分0.2～0.3 mm，鑲嵌狀，定向分布；⑥綠泥片巖：灰綠色，粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造；主要由綠泥石、綠簾石和石英組成；綠泥石呈墨綠色，片狀，粒徑0.01～0.05 mm，部分0.05～0.1 mm，少部分0.1～0.2 mm，定向分布；⑦云母長(zhǎng)石片巖：灰色，中粒片狀柱狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，主要礦物為長(zhǎng)石、云母，少量石英；長(zhǎng)石主要為斜長(zhǎng)石，灰白色，他形粒狀，粒徑一般0.01～0.02 mm，部分0.02～0.03 mm，少部分0.03～0.05 mm，鑲嵌狀，定向分布。

(2)殘、坡積和堆積。區(qū)內(nèi)大量發(fā)育，面積約占80%，主要分布在平緩坡地和頂部平坦的高地中，主要為紅褐色細(xì)砂、黏土及磨圓度高的巖石和鐵角礫巖細(xì)礫。礦區(qū)中部和北東部平坦的高地和緩坡地段，大量發(fā)育由塊狀鐵氧化物和條帶狀鐵建造被風(fēng)化或剝蝕后，原地沉積或短距離搬運(yùn)經(jīng)淋濾作用形成的鐵角礫巖，呈暗褐色、紅褐色和黃褐色，致密、堅(jiān)硬，形成蓋層，呈毯狀。包括2個(gè)巖性單元：①殘、坡積松散堆積物：由灰紅色含鐵較高的黏土及基巖碎石混合物組成；②鐵角礫巖：呈紅褐色和黃褐色的致密、堅(jiān)硬的巖石形態(tài)，是由含鐵巖石和含磁鐵礦片巖在新近紀(jì)和更新世經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化作用形成的堆積，在原地或近距離再次搬運(yùn)堆積并經(jīng)壓實(shí)和淋濾作用而形成，具角礫、孔洞，有時(shí)呈塊狀構(gòu)造，含鐵品位較高，為礦區(qū)主要礦石類(lèi)型之一。

(3)洪、沖積和松散堆積。分布于礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)代河床、沖溝和洼地、灘地，主要為磨圓度較高的砂、礫和黏土。

1.2構(gòu)造

礦區(qū)巖石變形和破碎程度較高，碎裂化普遍，構(gòu)造非常發(fā)育，褶皺控制礦體的空間形態(tài)和規(guī)模，斷層控制礦體的分布格局。

(1)褶皺。莫拉鐵礦區(qū)位于莫拉復(fù)式褶皺近核部地帶，主構(gòu)造線方向?yàn)?20°～340°，其內(nèi)次級(jí)褶皺非常發(fā)育，由一系列相間排列的軸面SE傾或NW傾的背形和向形構(gòu)造組成。褶皺軸向不一，主體樞紐方向?yàn)?30°～340°，傾向SE，傾角8°～18°，其次級(jí)背形或向形構(gòu)造的鞍部和近鞍部?jī)梢淼貛菞l帶狀赤鐵礦礦體的主要賦存部位，鞍部或近鞍部礦體較厚，向兩翼變薄直至尖滅，礦體形態(tài)與產(chǎn)狀隨褶皺形態(tài)及軸面面理變化，軸面面理為區(qū)內(nèi)主要的面理。面理很平直，刀切狀，間距1～2 mm(圖2)。

(2)斷層?？碧絽^(qū)主要發(fā)育4條斷層，均出露于地表。其中，F(xiàn)1和F3斷層規(guī)模較大，對(duì)礦體具有破壞作用；F2和F4斷層規(guī)模小，對(duì)礦區(qū)內(nèi)礦體的分布基本沒(méi)有影響。

F1斷層：位于勘探區(qū)東南莫拉山東坡，走向12°左右，斷層南端穿過(guò)0勘探線背形軸部延至3勘探線背形西翼，向南沒(méi)入第四系中，斷續(xù)出露長(zhǎng)約1 km，地形特征為連續(xù)的陡崖。斷層面傾向E或ES，傾角60°～75°，據(jù)北端不同巖性單元的接觸關(guān)系，東盤(pán)向北平移，為有走向滑動(dòng)的逆斷層。該斷層穿過(guò)Ⅱ和Ⅲ號(hào)礦體，對(duì)2組礦體的規(guī)模和形態(tài)影響較大，破壞了礦體的完整性。

圖3　莫拉鐵礦礦體平面示意圖Fig.3　Plane sketch of iron ore bodies in Mola deposit1.沖積層；2.殘坡積碎石、砂及黏土堆積物；3云母長(zhǎng)石石英片巖；4.長(zhǎng)石石英片巖；5.石英巖；6.云母石英片巖；7.石英片巖；8.地質(zhì)界線；9.斷層及編號(hào)；10.產(chǎn)狀；11.富鐵礦體；12.條帶狀赤鐵礦礦體及編號(hào)；13.勘探線及編號(hào)

F3斷層：位于勘探區(qū)西側(cè)，走向320°，與礦區(qū)主構(gòu)造線展布方向一致。該斷層為逆斷層，斷層面傾向52°，傾角58°左右，斷層帶寬約18 m，壓碎角礫巖及片理化帶非常發(fā)育，沿構(gòu)造裂隙多充填有后期石英細(xì)脈或石英-方解石細(xì)脈，其內(nèi)發(fā)育呈團(tuán)塊狀的鏡鐵礦。在ZK403孔76 m深處見(jiàn)有視厚1.7 m的斷層泥和片理化帶。該斷層延伸約790 m，從目前所取得的資料分析，該斷層為成礦后構(gòu)造，對(duì)Ⅳ-1和Ⅳ-2赤鐵礦礦體的整體性破壞程度高。由于該礦體南東端被斷層錯(cuò)斷并平移抬升，礦體上部大部分已被剝蝕。

1.3變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用，其原巖屬濱海或淺海相陸源沉積以及基性-超基性火山噴發(fā)巖形成的BIF鐵建造，在一定的溫度和壓力下發(fā)生重結(jié)晶，形成卡姆貝巖系、比里姆巖系的黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、磁鐵石英巖、云母石英片巖、石英片巖等變質(zhì)巖石組合。變質(zhì)相屬綠片巖-低角閃巖相。

2礦(化)體及礦石特征

2.1礦體特征

本次勘查工作圈出多處地表鐵角礫巖礦體和赤鐵礦礦體。鐵角礫巖礦體編號(hào)為fbr；赤鐵礦鐵礦體共圈定了8條，其中工業(yè)礦體5條，低品位工業(yè)礦體3條(圖3)。

(1)鐵角礫巖鐵礦體：礦體連續(xù)性好，呈毯狀，在80～120 m標(biāo)高連續(xù)分布，厚2～7 m，最厚處14.5 m，平均厚6.11 m，厚度變化系數(shù)為80%，厚度變化基本穩(wěn)定，在0，4，8勘探線中部地段較厚，向四周變薄。

圖4　莫拉鐵礦08勘探線(a)和04勘探線(b)剖面礦體示意圖Fig.4　Section of Line 4 and line 8 in the Mola deposit1.鐵角礫巖礦體；2.條帶狀赤鐵礦礦體及編號(hào)；3.條帶狀赤鐵礦低品位礦體及編號(hào)；4.地形線；5.鉆孔及編號(hào)；6.斷層及編號(hào)

(2)條帶狀赤鐵礦礦體：主礦體在3～12勘探線間中部地段較厚，鉆孔控制標(biāo)高為110～-50 m，埋深0～151 m。ZK301孔中見(jiàn)有3層礦體，總視厚度62 m，礦體底板標(biāo)高-6 m；ZK302孔見(jiàn)有7層礦體，總視厚度48 m，礦體底板標(biāo)高-26 m，礦體傾角28°～58°，局部近直立；至礦區(qū)邊部地段，各礦體視厚僅2～16 m，沿傾向厚度變化系數(shù)為140%。沿走向方向，南東側(cè)ZK701孔僅見(jiàn)到薄層條帶狀赤鐵礦(終孔井深53.3 m，孔口標(biāo)高62 m)，北西側(cè)ZK2005孔(孔口標(biāo)高73 m)僅見(jiàn)到薄層條帶狀赤鐵礦礦體，視厚為2.5 m。可見(jiàn)，礦區(qū)內(nèi)條帶狀赤鐵礦主礦體沿走向和傾向有逐漸變薄或尖滅的趨勢(shì)，整體形態(tài)呈主礦體中部厚、沿傾向和走向邊部變薄的特征，形似“帽”。礦區(qū)中部及北東側(cè)礦體厚度較大，TFe品位較高；沿走向向北西和南東方向及沿傾向向南西側(cè)礦體變薄，TFe品位降低。

根據(jù)探槽、前人施工的淺井及鉆探的見(jiàn)礦情況，富赤鐵礦體的產(chǎn)出位置均位于鞍部地段，形態(tài)呈緊密褶皺或褶曲，向兩翼(也是傾向方向)迅速變薄或尖滅，主要分布在5—12勘探線間，走向330°～350°，傾角30°～60°，變化較大，構(gòu)造位置上位于F1斷層西側(cè)，近SN向向形的核部地帶，沿走向延伸約500 m，斷續(xù)延深約40 m，主要為灰黑色條帶狀赤鐵礦，在4與3勘探線間，分布有塊狀赤鐵礦(圖4)。

圖5　鐵角礫巖(a)與似條帶狀赤鐵礦(b)Fig.5　Map showing iron breccia and banded hematite ores

2.2礦石特征

(1)褐紅色鐵角礫巖型鐵礦石：角礫狀結(jié)構(gòu)，角礫為隱晶狀褐鐵礦和細(xì)小板狀赤鐵礦集合體，少量基巖碎塊，膠結(jié)物為石英、黏土礦物及粒度更為細(xì)小的褐鐵礦和赤鐵礦。蜂窩狀構(gòu)造，部分為塊狀構(gòu)造，少數(shù)具似層理。礦石礦物以褐鐵礦、赤鐵礦為主，少量鏡鐵礦和殘余磁鐵礦。該類(lèi)礦石在局部地段含極少量自然金顆粒和黃鐵礦、黃銅礦。該類(lèi)礦石的礦體連續(xù)性好，呈面狀分布，可單獨(dú)圈出。礦體上部致密堅(jiān)硬，呈黑褐、黃褐色，角礫以赤鐵礦、褐鐵礦為主，鐵質(zhì)膠結(jié)；下部呈黃褐色，較疏松，角礫成分以赤鐵礦、褐鐵礦為主，約60%，少量鏡鐵礦，膠結(jié)物以鐵質(zhì)為主，含較多的黏土礦物，約40%。鐵角礫巖礦石品位w(TFe)=31%～56%，最高可達(dá)64%(圖5a)。

(2)深灰色條帶狀赤鐵礦礦石：外觀呈深灰-灰黑色，近圍巖部位則呈灰色，半自形-他形細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，似條紋狀-似層狀構(gòu)造，部分富礦段為塊狀構(gòu)造。礦石礦物為赤鐵礦、假象赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦；脈石礦物為石英、絹云母。赤鐵礦呈半自形-他形晶粒狀，分布于脈石礦物中。深灰色條帶狀赤鐵礦礦石鐵品位高，是礦區(qū)的主要礦石類(lèi)型之一(圖5b)。

2.3礦體(層)圍巖和夾石

礦體賦存于卡姆貝統(tǒng)變質(zhì)巖中，礦體頂、底板圍巖主要為石英巖、含赤鐵礦石英片巖、含赤鐵礦云母石英片巖、含赤鐵礦綠泥石片巖等，其中含赤鐵礦石英片巖、含赤鐵礦云母石英片巖和含赤鐵礦綠泥石片巖與礦體呈漸變關(guān)系，礦體與頂?shù)装鍑鷰r的礦物成分、化學(xué)成分及其變化特征基本相同，工業(yè)品位和低品位礦石界線需借助化學(xué)分析界定。夾石主要為石英巖、長(zhǎng)石石英片巖、綠泥石英片巖等。

3礦床成因

本區(qū)鐵礦成因?yàn)槌练e-變質(zhì)型鐵礦。鐵礦的形成過(guò)程主要包括初始的海底熱液噴溢沉積成礦和后期改造兩個(gè)階段，成礦的基礎(chǔ)是前者。早期海底熱液噴溢沉積作用，導(dǎo)致在當(dāng)時(shí)海相環(huán)境中沿北西或近東西向古海盆形成最初的礦質(zhì)聚集，是本區(qū)鐵礦的初始成礦作用；后期的構(gòu)造作用中，礦體與地層一起形成同步褶皺，主要有復(fù)式褶皺和緊閉褶皺，并同時(shí)形成強(qiáng)片理化帶。通過(guò)勘探線上的鉆孔剖面圖可看出，礦體呈中間厚、邊部薄的特點(diǎn)，且賦存于褶皺核部，這一現(xiàn)象反映了構(gòu)造活動(dòng)過(guò)程中對(duì)鐵礦產(chǎn)生的加富作用，與“鞍山式”鐵礦成礦模式極為相似。后期的風(fēng)化淋濾作用，主要是對(duì)原生赤鐵礦改造并形成富鐵角礫巖型鐵礦，賦存于地表。

4找礦標(biāo)志

(1)地表氧化帶發(fā)育的地段，深部往往產(chǎn)有原生赤鐵礦礦體。根據(jù)工作區(qū)樹(shù)木及次生林極其發(fā)育、土壤大面積覆蓋的特點(diǎn)，氧化帶轉(zhuǎn)石是非常好的近礦直接找礦標(biāo)志。

(2)由于條帶狀赤鐵礦的賦存及空間展布特征符合“鞍山式”鐵礦特征，應(yīng)在沿著斷裂、褶皺、礦化帶及礦脈延伸方向進(jìn)行工程驗(yàn)證，還有相當(dāng)大的找礦前景。

(3)地表基本裸露、林木及次生林稀疏、地勢(shì)平坦的高地往往發(fā)育鐵角礫巖型鐵礦化體，其中外觀致密堅(jiān)硬、呈褐紅色和黑褐色并具塊狀構(gòu)造或似層狀構(gòu)造者為高品位鐵礦體。

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Geological characteristics of Mola iron ore area in the southwest of Guinea

GAO Jian, TIAN Qi, LI Hongchen, FU Fangjian, JIANG Shengguo

(GeologicalInstituteofTianjinNorthChinaGeologicalExplorationBureau,Tianjin300171,China)

Abstract：Mola iron ore exploration area is located in the southwest of Guinea, the West African craton (Leo) on the western edge of the shield of the Archean (Kenema-Man Domain) shield and the Roque de fold belt (Rokelide Fold Belts) the border zone. Development of iron breccia type, exploration area like bandedhematite type two types of ore body. Iron breccia type of iron ore is mainly due toweathering and leaching of late, the primary hematite transformation andenrichment, occurs in the surface. A banded hematite ore is the initial seafloorhydrothermal sedimentary and tectonic reconstruction and enriched form.

Key Words：Mola iron ore area; structure; origin of deposit; prospecting criteria; Guinea

收稿日期：2016-01-12；責(zé)任編輯：趙慶

作者簡(jiǎn)介：曹健(1986—)，男，助理工程師，從事金屬礦地質(zhì)勘查與研究工作。

通信地址：天津市河?xùn)|區(qū)廣瑞西路67號(hào)；郵政編碼：300171；E-mail：512465256@qq.com

doi：10. 6053/j. issn.1001-1412. 2016. 01. 009

中圖分類(lèi)號(hào)：P613；P618.31

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A