坦桑尼亞石墨礦資源特征及資源潛力分析

白德勝，司建濤，祁 東，梁永安

（河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

坦桑尼亞石墨礦資源特征及資源潛力分析

白德勝，司建濤，祁 東，梁永安

（河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南 鄭州 450001）

坦桑尼亞石墨礦資源較為豐富，研究其石墨礦資源特征及資源潛力，對坦桑尼亞及其周邊地區(qū)開展石墨礦資源選區(qū)評價和勘查開發(fā)具有重要意義。石墨礦床主要分布于其東北部、中部和東南部地區(qū)。常見的石墨礦床類型主要有：巖漿巖型、變質(zhì)巖型和風(fēng)化沉積型，其中變質(zhì)巖型石墨礦床具備較大的經(jīng)濟(jì)價值。通過對坦桑尼亞的區(qū)域成礦地質(zhì)背景、石墨礦床的成礦類型、分布和規(guī)模進(jìn)行研究，初步認(rèn)為坦桑尼亞東南部的石墨成礦帶延續(xù)至莫桑比克境內(nèi)，該成礦帶上石墨遠(yuǎn)景資源量巨大，具備較大的找礦前景。

坦桑尼亞；石墨；變質(zhì)巖型；勘查

Abstract: Graphite ore resources are rich in Tanzania, the great significance of studying of the graphite ore resource selection evaluation and exploration in Tanzania and its surrounding area. Graphite deposits are mainly distributed in the northeast, central and southeastern regions. The main types of graphite deposits are magmatic rock type, metamorphic type and weathering type, among which the metamorphic type graphite deposit has great economic value. The regional report shows that the graphite-bearing belt is extended into Mozambique. Research on types and scale of graphite deposits, provides the reference for graphite prospecting in or around Tanzania.

Key words: Tanzania; graphite; metamorphic type; prospecting

坦桑尼亞位于非洲東部，印度洋西岸，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)的各項法律法規(guī)及政策優(yōu)惠，吸引著全球眾多國際礦業(yè)巨頭投入大量資金開展礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)，近十幾年來，是非洲礦業(yè)發(fā)展最快的國家之一。筆者自2007年進(jìn)入坦桑尼亞從事礦產(chǎn)資源調(diào)查及相關(guān)工作，對坦桑尼亞的石墨礦資源進(jìn)行了一些調(diào)查，本文簡單介紹坦桑尼亞石墨礦資源現(xiàn)狀、礦化類型及分布規(guī)律，希望對坦桑尼亞石墨礦資源的選區(qū)評價和勘查開發(fā)提供有效信息和幫助。

圖1 坦桑尼亞大地構(gòu)造

1 區(qū)域地質(zhì)背景

坦桑尼亞大陸板塊稱為多多馬克拉通，是東非板塊的一部分，與贊比亞克拉通、津巴布韋克拉通和南非克拉通同為東部非洲幾個高度成礦的克拉通(見圖1)。

坦桑尼亞地質(zhì)歷史復(fù)雜而多樣，太古宙以來經(jīng)歷了長期復(fù)雜的塊體拼貼和造山作用。太古宙克拉通分布在坦桑尼亞的中部和北部，向北延伸至肯尼亞南部及烏干達(dá)西南部?；讕r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，是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，坦桑尼亞一直保持為穩(wěn)定的克拉通，元古宙活動帶呈帶狀環(huán)繞太古界克拉通分布，分別是：SE側(cè)的古元古代烏薩加蘭(Usagaran)活動帶，W-SW側(cè)的烏賓迪(Ubendian)活動帶，NW側(cè)的中元古代契巴拉(Kibara)活動帶，以及東部的新元古代泛非莫桑比克(Mozambique)活動帶。

坦桑尼亞元古代后褶皺隆起，加里東期、海西期及阿爾卑斯期，均處在整體上升期，局部發(fā)生斷塊陷落。泛非運(yùn)動后，坦桑尼亞境內(nèi)廣泛的準(zhǔn)平原化階段持續(xù)了近300Ma。晚石炭紀(jì)—早二疊紀(jì)，岡瓦納大陸發(fā)生裂解，整個東非處于伸展機(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。

古近紀(jì)、新近紀(jì)以來，東非大裂谷分成東、西兩支，縱穿坦桑尼亞元古宙活動帶，西支在地表形成一系列盆地、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”)向南延伸至境內(nèi)，在坦桑尼亞北部形成“裂谷發(fā)散帶”。

在不同的地史時期，巖漿活動有不同的方式，前寒武紀(jì)巖漿活動除侵入和噴發(fā)外，伴隨有強(qiáng)烈的混合巖化作用；侏羅紀(jì)之后，尤其是新近紀(jì)之后火山活動頻繁，在南部及北部形成大片火山噴發(fā)。

圖2 坦桑尼亞主要石墨礦分布

2 資源概況及礦床類型

2.1 資源概況

Harris[1]和Esamrdc[2-3]分別對坦桑尼亞的石墨礦資源進(jìn)行了初步調(diào)查研究。資料顯示，坦桑尼亞石墨礦資源豐富，已知石墨礦床(點(diǎn))眾多，但多數(shù)缺乏詳細(xì)的資料，地質(zhì)勘查程度不高。

坦桑尼亞石墨礦的開發(fā)程度較低，目前僅有阿魯沙省馬瑞拉尼(Merelani)和東南部林迪省的納姆比蘭捷(Nambiranje)石墨礦床得到有效開發(fā)，其它均為民采，產(chǎn)量少且不穩(wěn)定。馬瑞拉尼(Merelani)礦床開采于1995～1996年，規(guī)模較大。納姆比蘭捷(Nambiranje)礦床自殖民時期已被開采，礦床規(guī)模較小。

在全球傳統(tǒng)大宗礦產(chǎn)勘查投入減少的情況下，新能源新材料礦產(chǎn)勘查熱度不減。石墨作為石墨烯的主要材料，引起全球礦業(yè)界的重視。坦桑尼亞豐富的石墨礦資源吸引了大量的外國公司，資金及技術(shù)的投入使得坦桑尼亞石墨礦勘查工作取得了突破進(jìn)展，在坦桑尼亞南部發(fā)現(xiàn)了幾個大型的石墨礦床，根據(jù)坦桑尼亞當(dāng)?shù)氐男侣剤蟮?，國外公司已在坦桑尼亞西南部林迪省發(fā)現(xiàn)石墨成礦帶，根據(jù)現(xiàn)有的礦山建設(shè)規(guī)模，投產(chǎn)后每年的石墨產(chǎn)量將大大提高。

2.2 礦床類型

坦桑尼亞有價值的石墨礦床主要賦存于中部、東部的元古界烏薩加蘭(Usagaran)和烏賓迪(Ubendian)變質(zhì)巖中[4]。其礦床類型主要有以下幾種：

按礦床成因分為三種：

(1) 與變質(zhì)活動有關(guān)：包括麻粒巖和片麻巖類(含碳物質(zhì)重結(jié)晶)石墨礦床，是坦桑尼亞最主要的礦床類型，經(jīng)濟(jì)價值巨大。

(2) 與早期巖漿活動有關(guān)：包括花崗巖類、偉晶巖類和接觸交代類(矽卡巖類)。

(3) 原地風(fēng)化富集礦床：該礦床類型一般不具經(jīng)濟(jì)價值。

按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造分為：(1) 分散薄片狀石墨礦。(2) 脈狀或塊狀石墨礦。(3) 隱晶質(zhì)石墨礦(接觸交代、區(qū)域變質(zhì)或含碳沉積巖變質(zhì)蝕變)。

3 石墨礦分布特征

坦桑尼亞石墨礦的形成及分布與地質(zhì)環(huán)境有關(guān)，其分布具有一定規(guī)律。

在區(qū)域上，坦桑尼亞石墨礦集中分布于三個地區(qū)(見圖2)。

(1) 北東部的阿魯沙—坦葛地區(qū)：主要代表礦床有馬瑞拉尼石墨礦。

(2) 中東部的莫羅戈羅—多多馬東部地區(qū)。

(3) 東南部的林迪—姆特瓦拉地區(qū)。尤其是林迪—姆特瓦拉地區(qū)，近期發(fā)現(xiàn)了一批大中型石墨礦床。

3.2 主要的石墨礦床(點(diǎn))

下面對坦桑尼亞已發(fā)現(xiàn)的主要石墨礦床(點(diǎn))進(jìn)行總結(jié)介紹。

3.2.1 馬瑞拉尼石墨礦床

馬瑞拉尼(Merelani)礦床位于乞力馬扎羅國際機(jī)場西南約16km處，以馬瑞拉尼村命名[6]。馬瑞拉尼坦桑黝簾石礦的母巖為烏薩加蘭(Usagaran)片麻巖，該片麻巖中含石墨的層位厚10～20m，石墨礦含量多達(dá)20%。屬片麻巖類石墨礦床，礦石屬于脈狀—鱗片石墨混合類型。

馬瑞拉尼礦床主要含石墨的層位有三層：

(1) 藍(lán)晶石—硅線石石墨片麻巖(藍(lán)晶石石墨片麻巖)，石墨呈六角形薄片，直徑為0.5～2.5mm(平均0.8mm)，含量5%～12%。偉晶巖透鏡體中石墨直徑可達(dá)5mm，含量5%～10%。石墨礦石C含量在5%～8%，平均為6%。經(jīng)壓碎、研磨浮選后，石墨粒徑＞300μm，含量可達(dá)50%～60%，碳含量達(dá)98.5%。

(2) 熱液蝕變石墨片麻巖(主蝕變帶)，石墨含量8%～20%，呈浸染狀和集合體產(chǎn)出，薄片大小為0.5～2mm(平均0.7mm)，石墨礦石C含量平均11.2%。分選后可獲得粒徑＞300 μ m，C含量達(dá)30%～40%的石墨礦石。

(3) 板狀黑云母石墨片麻巖，是該區(qū)最常見的含石墨層位。石墨礦石C含量4%～6%，薄片大小0.5～1.5mm，大部分直徑＜1mm，與藍(lán)晶石片麻巖相比，薄片更小，呈團(tuán)塊狀或集合體產(chǎn)出。C平均含量4.5%。

馬瑞拉尼礦床已證實(shí)的石墨礦石量為76 000萬t，C含量5.5%～11.2%，資源量5 300萬t。馬瑞拉尼礦床C區(qū)塊，預(yù)估算的石墨礦石量為88 000萬t，C平均含量為8.3%，石墨資源量為7 300萬t。

馬瑞拉尼地區(qū)這種類型的片麻巖分布廣泛，石墨遠(yuǎn)景潛力巨大，而且該區(qū)靠近公路，緊鄰莫西—坦嘎(Moshi-Tanga)鐵路，交通運(yùn)輸較為方便。

3.2.2 林迪地區(qū)石墨礦床

坦桑尼亞東南部的林迪(Lindi)省存在著數(shù)百個不同厚度和質(zhì)量的含石墨片麻巖和片巖露頭，巖性屬于前寒武紀(jì)的烏薩加蘭群，由于該區(qū)域地質(zhì)調(diào)查程度偏低，僅對少部分露頭進(jìn)行了調(diào)查，包括林迪地區(qū)的納欽戈維(Nachingwea)和納姆比蘭捷(Nambiranje)等石墨礦床。

圖3 坦桑尼亞石墨礦礦石類型

(1) 納欽戈維石墨礦床。

納欽戈維(Nachingwea)石墨礦位于納欽戈維縣東南方向10km赤里加里山(Chiliogali Hills)附近曲巴蒂(Chumbati)村東南約1km，距姆特瓦拉—松蓋阿(Mtwara-Songea)公路約50km。聯(lián)合國教科文組織于1990年和l992年分別對該礦床進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)一處含石墨片麻巖崩塌體，體積3 750m3(Ⅰ號區(qū))，C平均品位為13%；由于滑坡，大量含石墨片麻巖沿山北坡滑落(Ⅱ號區(qū))，體積61 875m3。已證實(shí)石墨資源量約8 500t。

2005年坦桑尼亞國家礦業(yè)公司(STAMICO)、澳大利亞GST公司及德國BGR公司組織專家對Ⅱ號區(qū)進(jìn)行考察，分析結(jié)果顯示，礦石燒失量為31.2%、揮發(fā)分0.3%、含C量達(dá)30.9%。此外在該地區(qū)還發(fā)現(xiàn)了細(xì)脈狀石墨和風(fēng)化的鱗片石墨。

(2) 納姆比蘭捷石墨礦床。

納姆比蘭捷(Nambiranje)石墨礦位于姆貝庫魯(Mbekuru)河附近的納姆比蘭捷村，其附近發(fā)現(xiàn)兩處規(guī)模較小但經(jīng)濟(jì)價值較高的礦床。因礦體露頭少，賦存于質(zhì)地堅硬的石英巖中，開采較為困難。但礦石質(zhì)量好，片狀石墨顆粒大，C含量達(dá)27 %。納姆比蘭捷石墨礦床在殖民時代(1949～1960年)已被開發(fā)。

3.2.3 姆特瓦拉地區(qū)石墨礦床

姆特瓦拉地區(qū)的石墨礦床(點(diǎn))主要有楠甘加(Nanganga)、帕奇尼(Pachini)和納丹達(dá)(Ndanda)等。

(1) 楠甘加(Nanganga)石墨礦床。

楠甘加石墨礦床位于馬薩斯(Masasi)地區(qū)西北約45km，魯庫勒迪(Lukuledi)河邊，地層為元古界烏薩加蘭群，石墨礦產(chǎn)出于含石墨的灰?guī)r帶，該灰?guī)r帶與風(fēng)化片巖互層，屬變質(zhì)礦床。以往地質(zhì)資料顯示，該區(qū)存在5個含石墨灰?guī)r帶，帶寬1.5～3m，其中石墨粒徑＜150目的占80.5%，＜200目的占64.4%。調(diào)查報告顯示礦石燒失量為27%。后來根據(jù)該報告記載在該區(qū)均未找到露頭，推測可能是1997年與之毗鄰的魯庫勒迪河發(fā)生洪澇災(zāi)害，從而導(dǎo)致了該礦床被沖積沉積物所覆蓋。

(2) 帕奇尼(Pachini)石墨礦床。

該石墨礦床位于馬拉帕(Malapa)山，規(guī)模較小，僅有數(shù)百米長，分布于林迪通往馬薩斯主要道路周邊，于陡傾的大理巖巖層間發(fā)現(xiàn)數(shù)層含石墨片麻巖，層厚0.05～0.3m。分析報告顯示礦石燒失量為77.6%、 揮發(fā)分為1.5%，C含量達(dá)76.1%，樣品中包含的小鱗片狀石墨含碳量非常高，報告指出該石墨礦石適合浮選，但因含碳量低的較大鱗片狀石墨相對集中致使其經(jīng)濟(jì)價值并不可觀，此類石墨可用于銑削和粉化。

(3) 納丹達(dá)石墨礦床。

納丹達(dá)(Ndanda)地區(qū)已知有超過40處的片麻巖露頭中富集石墨礦，此類巖石當(dāng)時常被當(dāng)?shù)厝藗冇糜谔沾刹世L工藝。至今未有詳細(xì)勘探報告對此區(qū)內(nèi)出露的石墨礦進(jìn)行評估。基于此種現(xiàn)狀，2005年，聯(lián)合考察小組(STAMICO、GST和BGR公司)對該區(qū)的石墨礦石進(jìn)行采集分析，分析報告顯示礦石燒失量為47.9%、揮發(fā)分為2.8%，石墨礦石含C量達(dá)45.1%，這組樣品中同時發(fā)現(xiàn)了脈狀石墨和小鱗片石墨，基于它含碳量高，報告認(rèn)為此類礦床前景巨大[7]。

3.3 其它石墨礦床(點(diǎn))

(1) 恩都嘎石墨礦床(點(diǎn))。

恩都嘎(Nduga)石墨礦位于坦葛(Tanga)省姆帕帕(Mpwapwa)縣較為偏遠(yuǎn)的恩都噶(Nduga)村，該地區(qū)主要出露含石墨片麻巖，初步預(yù)估算礦石資源量為900萬t，石墨質(zhì)量百分比20%，主要可用來制作坩堝。

(2) 米托穆巴希石墨礦床(點(diǎn))。

米托穆巴希(Mtombosi)石墨礦床該區(qū)域出露的地層為元古界烏薩加蘭群，石墨礦產(chǎn)于風(fēng)化變質(zhì)巖中，屬變質(zhì)礦床。石墨含量一般12%～25.5%，少部分為40%～50%。該區(qū)發(fā)現(xiàn)兩處礦床，其中一處礦石量約1 540萬t，C含量18.8%，資源量為290萬t；另一處礦石量約1 640萬t，C含量12.5%，資源量為205萬t，兩者合計資源量近5 0 0萬t。其鱗片石墨中12%～24%屬大鱗片，50%～60%屬小鱗片。

(3) 姆塔姆巴石墨礦床。

姆塔姆巴(Mtamba)石墨礦床礦石量7 250萬t，C含量3%，資源量220萬t，鱗片石墨占90%～95%，鱗片大小0.25～0.5mm。

(4) 恩多魯拉(Ndolola)石墨礦床。

恩多魯拉(N d o l o l a)石墨礦床位于馬亨戈(Mahenge)地區(qū)北8km處，該區(qū)出露巖性為石墨片巖，厚約20m，出露長度＞6.5km，石墨大部分均勻分布在巖層中，偶見少量呈條紋狀和層狀分布。預(yù)估其石墨礦石量約47 000萬t，資源量約7 000萬t。試驗(yàn)表明C含量最高達(dá)15.75%，可提取石墨比率達(dá)95.7%，其內(nèi)雜質(zhì)為云母和少量二氧化硅。

此外，烏魯古汝山(Uluguru Hills)也發(fā)現(xiàn)了大量的石墨礦點(diǎn)，石墨礦賦存于元古界烏薩加蘭群的片麻巖中。前人曾經(jīng)開展過地質(zhì)調(diào)查，但由于片狀石墨含量低，且云母等含量較高，選礦難度較大，目前均為小規(guī)模民采。

4 資源潛力分析

近期，眾多國際礦業(yè)公司在上述石墨礦集中分布區(qū)開展了進(jìn)一步的石墨礦勘查，取得了巨大的找礦成果，在坦桑尼亞西南部靠近莫桑比克的林迪—姆特瓦拉地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一批大型—特大型石墨礦床，其中納曼格爾(Namangale)石墨礦床總礦石量21 400萬t(JORC標(biāo)準(zhǔn))，C含量5.1%；馬吉尼斯(Magnis)資源公司的納楚(Nachu)石墨礦床礦石量17 400萬t，C含量5.4%；Chilalo石墨礦床礦石量2 500萬t，C含量6.0%；埃潘科(Epanko)石墨礦床估算礦石量2 300萬t，C含量9.4%，僅上述4個石墨礦床礦石量就達(dá)到43 600萬t。另外，隨著烏薩加蘭活動帶北部東馬瑞拉尼(Merelani)石墨礦床、坦葛(Tanga)石墨礦等的進(jìn)一步勘查，坦桑尼亞石墨礦礦石量可達(dá)50 000萬t，遠(yuǎn)景礦石量有望超過100 000萬t，按平均品位10%計算，該活動帶石墨遠(yuǎn)景資源量有望達(dá)到10 000萬t。同時，烏薩加蘭活動帶莫桑比克段(靠近坦桑尼亞)也已發(fā)現(xiàn)特大型石墨礦—巴拉馬石墨礦(Balama，礦石量1.19Bt，C含量11%)、尼坎達(dá)(Nicanda，礦石量1.4Bt，C含量10.7%)石墨礦。從目前的找礦成果分析，烏薩加蘭活動帶坦桑尼亞—莫桑比克段毫無疑問將成為世界級特大型石墨成礦帶，尤其是坦桑尼亞、莫桑比克兩國交界附近，有望成為石墨資源最為豐富的地區(qū)。

綜上所述，坦桑尼亞境內(nèi)石墨礦資源潛力巨大，由于石墨科技的發(fā)展，國際市場上石墨的需求量將會越來越大，坦桑尼亞將會成為國際上石墨開發(fā)的一個熱點(diǎn)地區(qū)。

5 結(jié)論

通過坦桑尼亞石墨礦資料收集、翻譯和綜合整理，結(jié)合野外實(shí)地踏勘，綜合分析認(rèn)為：

(1) 坦桑尼亞石墨礦化類型多樣，以沉積變質(zhì)的片巖—片麻巖型石墨礦為主要類型，地質(zhì)上產(chǎn)于莫桑比克活動帶的高級變質(zhì)巖區(qū)，礦石類型以片狀、塊狀石墨為主。

(2) 坦桑尼亞的石墨礦集中分布于北東部的阿魯沙—坦葛地區(qū)、中東部的莫羅戈羅—多多馬東部地區(qū)以及東南部的林迪—姆特瓦拉地區(qū)。尤其是林迪—姆特瓦拉地區(qū)含石墨礦片麻巖出露面積大，成礦條件有利，且周邊基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較好，有利于進(jìn)一步勘查和開發(fā)石墨礦床。

(3) 坦桑尼亞石墨礦資源量達(dá)5 000萬t，遠(yuǎn)景資源量有望達(dá)到10 000萬t，資源潛力巨大。

[1]HARRIS J F. Summary of zhe geoglogy of Tanzania, Economic geology: Tanganyika Geological Survey, Memoir 1, Part Ⅳ,1961: 143.

[2]ESAMRDC. Development of Industrial Minerals, 1982.

[3]ESAMRDC. Development of Industrial Minerals in Tanzania,1982.

[4]SEMKIWA P M, KAFUMU P D, AYUB S Y, et al. Opportunities for mmineral resource development of Tanzania[M]. Fourth Edition. Dar es Salaam: Ministry of Energy and Minerals of United Republic of Tanzania. 2005: 114-116.

[5]Geological Survey of Tanzania. Explanatory notes for the minerogenic map of Tanzania[M]. Dodoma, 2015: 244-249.

[6]ROBBIES J, DAMES C, CHASE R J. Merelani graphite and tanzanite-a unique combination[J]. African Mining, 1995(95):363-378.

[7]CZIKAN L. Graphite occurrences in Ndanda area, Masasi district[R]. Dodoma: Southern Province Geology Survey, 1957.

Analysis in Distribution Characteristic and Potential of Graphite Resources in Tanzania

BAI De-sheng, SI Jian-tao, QI Dong, LIANG Yong-an
(No. 2 Institute of Geological & Mineral Resources Survey of Henan, Zhengzhou 450001, China)

P619.252

A

1007-9386(2017)03-0047-04

2016-08-25