坦桑尼亞石膏礦地質(zhì)特征及資源潛力

白德勝

(河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

坦桑尼亞石膏礦地質(zhì)特征及資源潛力

白德勝

(河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

石膏是坦桑尼亞重要的工業(yè)礦產(chǎn)，在水泥、建筑等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。該國石膏礦資源豐富，礦床類型為沉積型，分為層狀石膏-硬石膏礦及土狀石膏礦兩類。前者主要分布于坦桑尼亞東南部的基爾瓦地區(qū)侏羅系地層中，后者主要分布于第四系河湖相-沼澤相沉積中。結(jié)合相關(guān)地質(zhì)工作成果，分別對(duì)該國境內(nèi)的基爾瓦地區(qū)石膏礦、姆考馬齊石膏礦、馬坎亞石膏礦、依體吉石膏礦、姆薩加里石膏礦的地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)分析，在此基礎(chǔ)上分析了資源潛力及投資機(jī)遇，認(rèn)為該國石膏礦資源總體勘查程度較低，資源潛力大，投資條件較好，分析結(jié)果對(duì)于進(jìn)一步開發(fā)該國石膏礦有一定的參考價(jià)值。

石膏礦 地質(zhì)特征 資源潛力 投資機(jī)遇

坦桑尼亞位于非洲東部、印度洋西岸，境內(nèi)礦產(chǎn)資源種類齊全。坦桑尼亞政局穩(wěn)定，與礦業(yè)相關(guān)的各項(xiàng)法律法規(guī)及政策較優(yōu)惠，吸引著全球眾多的國際礦業(yè)公司投入大量資金進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)。為進(jìn)一步推動(dòng)該國石膏礦資源開發(fā)工作，本研究結(jié)合相關(guān)地質(zhì)工作實(shí)踐，對(duì)該國石膏礦地質(zhì)特征及資源潛力進(jìn)行分析。

1 地質(zhì)概況

坦桑尼亞大陸板塊稱為多多馬克拉通，為東非板塊的一部分，為東部非洲數(shù)個(gè)高度成礦的克拉通之一(其余為贊比亞克拉通、津巴布韋克拉通和南非克拉通)(圖1)。坦桑尼亞境內(nèi)地質(zhì)歷史復(fù)雜多樣，太古宙以來經(jīng)歷了長(zhǎng)期復(fù)雜的塊體拼貼和造山作用。太古宙克拉通分布于坦桑尼亞中部、北部，向北延伸至肯尼亞南部及烏干達(dá)西南部。基底巖石由變質(zhì)花崗巖和變質(zhì)沉積巖組成，占陸地面積的40%以上，為非洲大陸早期陸殼演化歷史的重要組成部分。新太古代以來，坦桑尼亞具有穩(wěn)定的克拉通地層，元古宙活動(dòng)帶呈帶狀環(huán)繞太古界克拉通分布，分別為SE側(cè)的古元古代烏薩加蘭活動(dòng)帶、W—SW側(cè)的烏賓迪活動(dòng)帶、NW側(cè)的中元古代契巴拉活動(dòng)帶以及東部的新元古代泛非莫桑比克活動(dòng)帶。

圖1 坦桑尼亞大地構(gòu)造

坦桑尼亞元古代后褶皺隆起在加里東期、海西期及阿爾卑斯期均處于整體上升期，局部發(fā)生斷塊陷落。泛非運(yùn)動(dòng)后，坦桑尼亞境內(nèi)廣泛的準(zhǔn)平原化階段持續(xù)了近300 Ma。晚石炭紀(jì)—早二疊紀(jì)，岡瓦納大陸發(fā)生裂解，整個(gè)東非處于伸展機(jī)制下，沿坦桑尼亞東—東南部海岸沉積了古生代—新近紀(jì)的陸相和海相沉積物。古、新近紀(jì)以來，東非大裂谷分為東、西兩支縱穿坦桑尼亞元古宙活動(dòng)帶，西支在地表形成了一系列盆地、山谷和湖泊，構(gòu)成坦桑尼亞與西鄰諸國的自然分界；東支由肯尼亞裂谷(“格雷戈里裂谷”)向南延伸至坦桑尼亞境內(nèi)。在不同的地史時(shí)期，巖漿活動(dòng)有不同的方式，前寒武紀(jì)巖漿活動(dòng)除侵入和噴發(fā)外，伴隨有強(qiáng)烈的混合巖化作用；侏羅紀(jì)之后，尤其是新第三紀(jì)之后火山活動(dòng)頻繁，在南部及北部形成大片火山噴發(fā)。

1950年，英國石油公司(BP)在基爾瓦—林迪(Kilwa-Lindi)地區(qū)開展鉆探工作，發(fā)現(xiàn)了石膏層和厚度較大的巖鹽層。1976—1980年，Stanmico在開迪羅(Pindiro)、姆巴魯(Mbaru)礦區(qū)開展詳細(xì)勘查工作。坦桑尼亞相關(guān)地質(zhì)部門也開展了一些與石膏礦有關(guān)的礦產(chǎn)勘查工作，發(fā)現(xiàn)了一批石膏礦點(diǎn)及成礦潛力區(qū)，但有關(guān)河湖相-沼澤相的土石膏礦床較少開展過地質(zhì)勘查工作。坦桑尼亞早在20世紀(jì)50年代便開始了石膏礦的開采，姆巴魯、姆科馬齊(Mkomazi)、依體吉(Itigi)、姆薩加里(Msagali)等石膏礦均進(jìn)行了不同程度的開發(fā)，但大多規(guī)模較小。

坦桑尼亞石膏礦均屬于沉積成因，大致分為濱海相碎屑巖碳酸鹽巖沉積型石膏-硬石膏礦床、河湖相-沼澤相碎屑沉積層型石膏礦床；工業(yè)類型大致分為層狀石膏-硬石膏礦床，松散型巨品-偉晶石膏礦床。坦桑尼亞石膏礦的分布具有一定規(guī)律，即濱海相碎屑巖碳酸鹽巖沉積型石膏-硬石膏礦床主要分布于坦桑尼亞東南部濱海的林迪省基爾瓦地區(qū)，石膏、硬石膏與巖鹽層伴生，形成時(shí)代為侏羅紀(jì)；河湖相-沼澤相碎屑沉積層型石膏礦床主要分布于坦桑尼亞大陸內(nèi)部的季節(jié)性沼澤區(qū)，多以偉晶石膏、土狀石膏為主，與黏土層、砂質(zhì)黏土層伴生，形成時(shí)代為第四紀(jì)。

2 主要石膏礦床(點(diǎn))地質(zhì)特征

坦桑尼亞主要的石膏礦床(點(diǎn))有東北部坦噶(Tanga)省盧朔托(Lushoto)地區(qū)姆科馬齊、乞力馬扎羅(Kilimanzaro)省薩米(Same)地區(qū)的馬坎亞(Makanya)、中部多多馬省姆帕瓦(Mpwapwa)地區(qū)的姆薩加里、辛吉達(dá)省馬尼奧尼(Manyoni)地區(qū)依體吉以及東南部林迪省基爾瓦地區(qū)(圖2)。

圖2 坦桑尼亞主要石膏礦點(diǎn)分布

2.1 基爾瓦地區(qū)石膏礦

基爾瓦地區(qū)位于林迪省，石膏礦主要分布于基爾瓦南60 km的平迪羅—姆巴魯一帶(包括姆巴魯、平迪羅和姆科莫里等礦點(diǎn))(圖2、圖3)。在構(gòu)造上該地區(qū)處于2個(gè)平行的呈NNW走向的背斜構(gòu)造中心，該區(qū)曾經(jīng)開展過山地工程、鉆探及取樣等地質(zhì)勘查工作，主要礦床有平迪羅、姆巴魯和姆科莫里(Mkomore)。該區(qū)高品級(jí)的硬石膏層產(chǎn)于侏羅紀(jì)頁巖、頁巖和灰?guī)r中，均為沉積形成，形成時(shí)代為侏羅紀(jì)，礦物組合為石膏+硬石膏及巖鹽層。

(1)姆科莫里石膏礦。該礦位于坦桑尼亞東南部林迪NNW向83 km處(QDS270圖幅東部)，距達(dá)累斯薩拉姆—林迪公路約11 km。前人曾在該區(qū)開展過工作，3個(gè)鉆孔資料顯示區(qū)內(nèi)礦層頂板為頁巖，礦層由下至上分別為厚層狀的鹽層、石膏和硬石膏巖層。

(2)姆巴魯石膏礦。該礦位于坦桑尼亞東南部林迪NNW向64 km處(QDS270圖幅)，距達(dá)累斯薩拉姆—林迪公路僅2 km。區(qū)內(nèi)石膏、硬石膏與頁巖和不純灰?guī)r互層，厚度超過30 m，其下有鹽層分布，為高品質(zhì)石膏，石膏層w(CaSO4·2H2O)79%～96%，平均85.5%(表1)。姆巴魯石膏礦控制的可采石膏資源量為120萬t，礦石運(yùn)至達(dá)累斯薩拉姆的某水泥廠進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，該礦已于1990年基本開采完畢。

圖3 基爾瓦地區(qū)石膏礦分布

(3)平迪羅石膏礦。位于坦桑尼亞東南部林迪NW向67 km處，平迪羅北部3 km的Makangaga村北(QDS283圖幅)。區(qū)內(nèi)石膏層與頁巖及不純灰?guī)r互層，地表斷續(xù)出露數(shù)百米，礦層厚度數(shù)厘米至數(shù)米，平均6 m，石膏一般呈帶狀，具原始沉積特征，多數(shù)帶狀發(fā)生扭曲，工程控制的石膏層長(zhǎng)度超過240

m，圍巖為頁巖、泥質(zhì)角礫巖、石灰?guī)r、泥巖(泥板巖)。平迪羅石膏礦w(CaSO4·2H2O)平均約82.9%,石膏資源量1×106t，推測(cè)資源量2×106t(表1)。

表1 姆巴魯、平迪羅石膏礦化學(xué)分析結(jié)果

2.2 姆考馬齊石膏礦

姆科馬齊石膏礦位于坦桑尼亞東北部坦噶NW向約160 km處，姆科馬齊地區(qū)的數(shù)處石膏礦從1952年開始開采，多年來為坦桑尼亞最重要的石膏礦供應(yīng)地，并出口至肯尼亞、烏干達(dá)。該區(qū)石膏礦平均含量63%，大量的緊密結(jié)核狀石膏w(CaSO4·2H2O) 78%～82%，覆蓋層厚約1 m，大部分石膏礦被運(yùn)至坦噶水泥廠用作阻滯劑。該區(qū)規(guī)模較大、礦石質(zhì)量較佳的為距姆科馬齊NE向約50 km的姆納濟(jì)(Mnazi)以及距姆科馬齊火車站22 km的本代拉(Bendela)石膏礦，石膏含量70%～85%，確認(rèn)的資源量為8.29×105t，歷史上曾采出5.1×104t礦石。據(jù)中國考察組資料，該礦床屬湖相沉積礦床，石膏類型為：①塊狀、結(jié)節(jié)狀石膏，具透石膏晶體，石膏含量78%；②結(jié)節(jié)狀石膏，石膏碎屑分布于黏土或粉土狀石膏中；③鱗片狀石膏，在砂質(zhì)或粉砂質(zhì)層中含少量透石膏晶體，石膏含量45%～60%；④粉砂狀石膏，含泥土。

2.3 馬坎亞石膏礦

馬坎亞石膏礦(S4°34.5′，E37°73.1′)位于坦桑尼亞北部乞力馬扎羅省薩米鎮(zhèn)南約25 km，東距達(dá)累斯薩拉姆至阿魯沙的鐵路10～15 km，于1929年被發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)階段，該區(qū)為一片廣闊平原，偶見前寒武紀(jì)片麻巖形成的孤山，但上新世—更新世時(shí)期，該區(qū)為廣泛的鹽水湖。區(qū)內(nèi)覆蓋層厚約2 m，其下為黏土狀的沉積物與角礫狀土石膏。該區(qū)從未進(jìn)行過鉆探，但可從淺坑、槽探等露頭中觀察到石膏殼，石膏殼中w(CaSO4·2H2O)平均66%，石膏殼內(nèi)部的大塊石膏w(CaSO4·2H2O)可達(dá)83%。類似的，坦桑尼亞所有石膏殼礦床中次級(jí)透石膏的形成相當(dāng)普遍。該區(qū)石膏類型有巖石石膏、土石膏、雪花石膏、纖維石膏和透石膏等5類。由于該區(qū)基底層從未被認(rèn)知，殘留的石膏殼層的總厚度也不可知，故而推測(cè)總的石膏資源量為(1.2～4.8)×106t。馬坎亞地區(qū)石膏礦的手工開采已有數(shù)十年，期間不斷開辟新的采礦點(diǎn)，每年產(chǎn)出的石膏原礦約6 000 t，其中的大部分運(yùn)至坦噶、姆貝亞(Mbeya)的水泥廠用作水泥抑制劑。距莫希(Moshi)約50 km的姆旺達(dá)(Mwanga)地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)石膏礦床，石膏層厚1.5 m，但詳查資料缺乏。

表2 馬坎亞礦區(qū)石膏樣品化學(xué)分析結(jié)果 %

2.4 依體吉石膏礦

依體吉地區(qū)位于坦桑尼亞中部辛吉達(dá)省的馬尼奧尼地區(qū)，距依體吉NW向3 km(QDS140圖幅)，于20世紀(jì)20年代中期修建坦葛尼卡鐵路時(shí)發(fā)現(xiàn)。衣體吉石膏礦位于季節(jié)性沼澤區(qū)，基底為花崗巖，花崗巖基底之上為棱角狀的礫巖，礫巖之上為斑駁白色、灰色含石膏黏土，總厚度4～6 m。該地區(qū)石膏礦帶寬8～15 m，長(zhǎng)約300 m，石膏層上部的黏土基質(zhì)中含石膏殼、含石膏黏土、石膏砂巖，由層序頂部至底部，黏土中的石膏含量(6%～22%)明顯降低，黏土層被中等硬度的白色—淺灰色、纖維狀、含泥質(zhì)或黏土的粒狀石膏覆蓋。該石膏殼含小的石膏晶體、較大的透明石膏晶體以及石膏瘤，w(CaSO4·2H2O)平均30%～70%。近地表的粉砂質(zhì)土之下，白色—淡黃色粉狀石膏較發(fā)育，厚0.5～1.5 m，品質(zhì)優(yōu)良，w(CaSO4·2H2O)常大于80%。依體吉石膏礦樣品分析結(jié)果見表3。

表3 依體吉石膏樣品分析結(jié)果 %

目前，依體吉石膏礦資源量不詳，大部分礦石已被開采完畢。依體吉石膏大多運(yùn)至姆貝亞水泥廠用作阻滯劑，其他主要用于生產(chǎn)熟石膏(燒石膏)產(chǎn)品及粉筆。透明的高品質(zhì)石膏晶體經(jīng)煅燒后，可生產(chǎn)出潔白的熟石膏，熟石膏在不同的手工作業(yè)工廠內(nèi)經(jīng)模壓可制成粉筆。

2.5 姆薩加里石膏礦

姆薩加里石膏礦(S6°09.572′，E36°47.074′，QDS164圖幅)位于坦桑尼亞首都多多馬(Dodoma)SEE向的中央鐵路線上，距多多馬市直線距離75 km。與馬坎亞類似，姆薩加里石膏殼堆積于更新世湖泊中，由富含CaSO4水體經(jīng)蒸發(fā)形成，成礦時(shí)代為第四紀(jì)。區(qū)內(nèi)覆蓋層一般厚0.6～0.9 m，最厚達(dá)1.2 m。礦層為不純的白云質(zhì)灰?guī)r、黏土和石膏。該區(qū)石膏礦分布范圍達(dá)數(shù)百米，石膏分布于接近地表的第四系黏土層中，呈潔白色、粉狀，類似土狀石灰?guī)r，礦層平均厚約1.2 m，含石膏60%～70%，質(zhì)軟且多孔隙，純度達(dá)75%。區(qū)內(nèi)分布有一層厚2～4 m的石膏殼，該層含有大量石膏晶體，w(CaSO4·2H2O)平均25%。姆薩加里石膏礦于1953年被發(fā)現(xiàn)，資源量不詳，至今仍在小規(guī)模開采。

2.6 其他石膏礦床(點(diǎn))

馬黑加(Maheiga)位于坦桑尼亞中北部希尼安加西部80 km，石膏礦點(diǎn)位于伊桑加(Isanga)河故道，如今該河已不復(fù)存在，河道為黑色沼澤型黏土覆蓋，厚3～15 m。該石膏礦點(diǎn)為一家中國公司于2008年在該區(qū)進(jìn)行地質(zhì)礦產(chǎn)勘查時(shí)發(fā)現(xiàn)，石膏層厚2 m，石膏層位于基巖之上、覆蓋層之下(圖4)。該石膏層由硫酸鈣水體在河道淤積的情況下，經(jīng)長(zhǎng)期蒸發(fā)而形成。伊桑加河長(zhǎng)數(shù)百千米，河水注入維多利亞湖，馬黑加石膏礦僅為伊桑加古河道的一個(gè)點(diǎn)，伊桑加古河道，尤其是中下游具有與馬黑加石膏礦類似的成礦環(huán)境，預(yù)測(cè)伊桑加河道石膏礦資源豐富。此外，坦桑尼亞境內(nèi)的其余石膏礦點(diǎn)有盧帕(Lupa)斷陷、馬西馬尼(Masimani)山、海達(dá)魯(Hedaru)等，但資料較少。

圖4 馬黑加礦點(diǎn)石膏礦樣品

3 資源潛力及投資機(jī)遇

據(jù)統(tǒng)計(jì)，坦桑尼亞石膏礦資源量約1.8×106t，推測(cè)資源量(3.2～6.8)×106t。坦桑尼亞大陸前寒武紀(jì)區(qū)分布著大量的季節(jié)性沼澤及季節(jié)性河流，干旱交替的氣候特征、特殊的地質(zhì)構(gòu)成為石膏礦的富集成礦提供了良好的地質(zhì)條件，為土狀石膏礦的重要賦存地，該類石膏礦雖一部分已被民采，但大多未開展過礦產(chǎn)勘查工作，且仍有較多具有類似成礦環(huán)境的區(qū)域未得到重視，如馬黑加石膏礦點(diǎn)。坦桑尼亞東南部中新生代地層區(qū)為巖石石膏礦集中分布區(qū)，除基爾瓦地區(qū)的石膏礦床開展過礦產(chǎn)詳查工作外，已知的石膏礦點(diǎn)未開展過礦產(chǎn)勘查工作，總體勘查程度較低，可見該國石膏礦資源潛力巨大。

據(jù)坦桑尼亞官方統(tǒng)計(jì)資料，2000—2005年坦桑尼亞每年石膏產(chǎn)量(2.3～7.3)×104t，而該國僅用于水泥等建筑材料生產(chǎn)每年便需石膏礦6.5×104t。石膏礦資源量?jī)?chǔ)備及產(chǎn)量遠(yuǎn)無法滿足開采與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。在進(jìn)口優(yōu)質(zhì)石膏價(jià)格居高不下的情況下，有必要加大國內(nèi)石膏礦的勘查開發(fā)力度。對(duì)礦業(yè)投資者來講，坦桑尼亞石膏礦埋藏淺，投入少，是較好的投資機(jī)遇。同時(shí)，相對(duì)于非洲大多數(shù)國家來講，長(zhǎng)期以來，該國政局穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，礦業(yè)政策優(yōu)惠，吸引了眾多國際礦業(yè)公司前來投資開發(fā)，是理想的礦業(yè)投資國度。特別是坦桑尼亞政府近期宣布禁止石膏、煤等礦產(chǎn)資源進(jìn)口，為該國石膏礦資源的勘查開發(fā)提供了前所未有的機(jī)遇。

4 結(jié) 語

分析了坦桑尼亞石膏礦床類型以及境內(nèi)主要的石膏礦點(diǎn)地質(zhì)特征，并預(yù)測(cè)了該國石膏礦資源潛力，在此基礎(chǔ)上對(duì)該國石膏礦資源的投資機(jī)遇進(jìn)行了探討，認(rèn)為該國石膏礦資源潛力巨大，投資環(huán)境良好，開發(fā)前景廣闊。

Geological Characteristics and Resources Potential of Gypsum Deposit in Tanzania

Bai Desheng

(No.2 Institute of Geological & Mineral Resources Survey of Henan)

Gypsum resources is the important resources of Tanzania,it is widely applied in the cement,construction and other industries.The gypsum deposit in Tanzania is rich,the gypsum deposit is belongs to the sedimentary type gypsum deposit,it can be divided into bedded gypsum-hardened gypsum deposit and earthy gypsum deposit.The former is mainly distributed in the Jurassic strata of Kilwa area of the southeastern part of Tanzania,the later is mainly distributed in the lacustrine facies-swamp facies sedimentary of Quaternary.Combing with some related prospecting results of Tanzania,the geological characteristics of Kilwa gypsum deposit,Mkomazi gypsum deposit,Makanya gypsum deposit,Itigi gypsum deposit and Msagali gypsum deposit are analyzed in depth,besides that,the resources potential and investment opportunities are discussed in detail.The results show that the overall exploration level of the gypsum deposit in Tanzania is low,the resources potential is huge,and the investment opportunities is ideal.The above analysis results can provide some reference for the investment of prospecting and development of the gypsum deposit in Tanzania.

Gypsum deposit, Geological characteristics, Resources potential, Investment opportunities

2016-10-17)

白德勝(1968—)，男，高級(jí)工程師，450001 河南省鄭州市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)蓮花街56號(hào)。