塞拉利昂南方省枫叶红铁矿主矿体地质特征

第29卷第6期　　　　　　　　　　　　　　　Vol.29,No.62015年12月MINERALRESOURCESANDGEOLOGYDec.,2015■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■塞拉利昂南方省枫叶红铁矿主矿体地质特征周立冰,吕建刚,杨建岭,刘小滨(华北地质勘查局第四地质大队,河北秦皇岛　066000)摘　要:枫叶红铁矿隶属西非塞拉利昂共和国南方省普杰洪(Pujehun)管辖。铁矿产于新太古界卡斯拉(KASILA)群下部陶日(Taor)组,呈EW向带状产出,整体南倾,倾角13°~61°,全区共分为5矿带,21条矿体。本文对其中的Ⅴ-①、Ⅷ-①两条主矿体特征进行了阐述,且总结了本区最有效的磁铁矿找矿标志为磁铁石英岩露头、磁法异常。关键词:枫叶红铁矿;地质特征;找矿标志;塞拉拉昂中图分类号:P618.31　　文献标识码:A　　文章编号:1001-5663(2015)06-0726-070　概况塞拉拉昂位于非洲西部,紧邻大西洋,由于长期处于经济落后状态,基础地质与矿产地质研究程度较低,大部分地质工作都是在殖民地时期进行的。塞拉利昂已知矿产有金刚石、金矿、铝土矿(红土型)、金刚石(砂矿)、铁矿、钛铁矿(砂矿)、铂矿、锡矿、铬铁矿、辉钼矿、铌铁矿(砂矿)、镍矿、锰矿、独居石、锆石、毒砂、滑石、石墨、褐煤、高岭土、石棉等20多个矿种。其中优势矿产并已经开发利用的矿藏主要有金刚石、金、铝土矿、金红石、铁等。主要矿种的分布及储量见图1和表1。铁矿主要分布在塞拉利昂中部、东部、东南部。在中部苏拉山和坎格瑞地区,岩性为砂屑和泥质变质沉积岩、条带状铁矿;在东部尼米尼山(NiminiHills)地区,岩性为深灰色条带状磁铁石英岩;在东部勾瑞(Gori)山地区,岩性为云母石英片麻岩、石英岩、条带状铁矿;在东南部卡布衣(Kambui)山地区,岩性为云母石英岩、云母石英片岩、条带状铁矿、堇青石片麻岩、黑云母片麻岩等。在东南部地区出露有铁镁质麻粒岩、含铁石英岩、条带状铁矿,泥质、半泥质和砂屑变沉积岩、赤铁矿、石英镜铁矿片岩、条带状铁质建造。枫叶红位于塞拉利昂东南部,岩性主要为具长英质条带的紫苏辉石片麻岩、条带状磁铁石英岩。勘查区位于本国的西南部,地形主要为滨海平原和低缓的丘陵,海拔高程小于50m,全区几乎全部为草原和原始森林所覆盖。2011~2012年工作区先后开展了1∶50000、1∶10000航空磁法测量工作,圈定了多处异常,为本区开展铁矿勘查提供了基础资料。1　区域地质区域地层主要由前寒武纪基底和新生代盖层构成,位于西非克拉通内。主要组成岩石为长英质片麻岩,呈NW向带状延伸。分两个岩性组:下部为陶日组,上部为马格比勒组。其中陶日组主要岩性为具长英质条带的紫苏辉石片麻岩、含橄榄石次辉长岩,马格比勒组主要岩性为长英质片麻岩、粗粒角闪岩、含石榴石片麻岩。新生界第四系在区域上广泛分布,在沿海地区分布第四系海滩沙,在北部丘陵地带多发育第四系冲积层,在山体表部常发育有残坡积层。区域上发育一些脆性断层。断层以NE向延伸为主,少量呈NW向延伸,长度2~10km,个别达20km以上。由于地表覆盖严重,断层露头少见,局部见有风化的由构造角砾岩组成的断层破碎带。区域上岩浆岩不发育,分布有少量的粗玄岩岩脉、岩墙。收稿日期:2015-01-28作者简介:周立冰(1981-),男,湖南长德人,硕士,工程师,研究方向:地质、矿产勘查及地球化学。E-mail:[e-mail]引文格式:周立冰,吕建刚,杨建岭,等.塞拉利昂南方省枫叶红铁矿主矿体地质特征[J].矿产与地质,2015,29(6):726-732.图1　塞拉利昂矿产分布图Fig.1　MapofmineralresourcesdistributioninSierraLeone　表1　塞拉利昂主要优势矿产储量表Table1　ReservesofprimaryadvantageousmineralresourcesinSierraLeone矿种单位储量级别探明的控制的推断的伴生矿产总储量铝土矿矿石(百万t)85.1542.812.02139.97金刚石万克拉950950金红石砂矿矿物(百万t)7.337钛铁矿7.337铁矿石矿石量(亿t)51(含量30%)51金(岩金)金属(t)44.444.4　　　　　　　注:铁矿石、金依据美国地质调查局2009年报,其他矿种依据2006塞拉利昂公报。根据相关报道,GPAFAYA矿区北部紧邻的Tonkolili铁矿已探明铁矿128亿t,远景资源量150亿t以上(2013年)。2　矿区地质2.1　地层矿区地层简单,除第四系外,仅出露新太古界变质结晶基底。2.1.1　太古界变质结晶基底矿区变质岩属于新太古界卡斯拉群下部陶日组。岩性主要为辉石石英片麻岩、斜长片麻岩、石榴斜长黑云母片岩、辉石斜长角闪岩、含石榴紫苏斜长麻粒岩、磁铁石英岩。该组岩性为一套受变质程度控制的727　第29卷　第6期　　　　　　　　　周立冰等:塞拉利昂南方省枫叶红铁矿主矿体地质特征相变变质岩系:高绿片岩相-角闪岩相-麻粒岩相。由于变质作用不均匀,各变质相岩石无明显分带和界线,故把这套岩性统归于同一岩性组。该地层受后期构造运动影响,发生变质的同时发生变形,总体走向近EW,倾向S,倾角由矿区西部至东部逐渐变陡。辉石石英片麻岩是矿区变质铁矿的主要赋存层位。辉石石英片麻岩:广泛分布于全区,亦为近矿围岩和夹石。岩石呈灰黑色,鳞片纤维粒状变晶结构,条带状、似片麻状构造。主要矿物成分:石英呈他形粒状,大小一般为0.2~5.5mm,集合体呈条带状定向分布,含量60%左右;辉石呈柱状、粒状,大小一般为0.05~4.8mm,定向分布,局部碳酸盐化,局部被黑云母交代,含量40%左右;黑云母呈鳞片状,大小为0.04~0.2mm,零星分布,绿泥石化、褐铁矿化交代辉石,多呈假象。其它矿物有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磷灰石等。次生矿物有碳酸盐类矿物、绿泥石、褐铁矿。斜长片麻岩:岩石呈灰白色,片状、粒状、柱状变晶结构,片麻状构造。主要矿物为斜长石、石英、黑云母,蚀变矿物为绿泥石、方解石,副矿物为磁铁矿、锆石。其中斜长石呈他形、柱状,轻微绢云母化,主要粒径0.2~1mm,含量60%~65%;石英呈他形,不连续定向拉长,呈片麻状,粒径0.2~1mm,含量约占岩石总量30%~35%;黑云母呈自形、片状,全部蚀变为绿泥石、方解石的集合体,断续定向排列呈片麻状构造,粒径0.1~2mm,含量约3%~5%;副矿物为磁铁矿、锆石。辉石斜长角闪岩:分布很少,呈片状粒状柱状变晶结构,片麻状构造。主要矿物为斜长石、角闪石、辉石、石英、黑云母,金属矿物为磁铁矿。其中斜长石呈他形粒状,粒径0.2~2mm,含量45%~50%;角闪石呈他形粒状,粒径1~5mm,含量约35%~40%;辉石呈半自形、柱状,主要为单斜辉石,粒径1~5mm,含量约8%~10%;石英呈他形粒状,粒径0.2~2mm,含量3%~4%;黑云母呈片状,褐色,片径0.2~0.5mm,少量。石榴斜长黑云母片岩:粒状、柱状、片状变晶结构,块状构造。主要矿物为黑云母、斜长石、石英,特征变质矿物为石榴子石,金属矿物为磁铁矿。其中黑云母呈片状,褐色,片径0.2~2mm,连续定向排列呈片状构造含量约35%~40%;斜长石呈他形、柱状,粒径1~3mm,含量25%~30%;石英呈他形粒状,粒径0.2~1mm,含量6%~8%;石榴子石呈自形、粒状,均质,粒径0.2~2mm,含量约20%~25%;还有少量的磁铁矿等金属矿物。磁铁石英岩(照片1、2):为矿区内矿体,主要以层状、似层状产出。主要矿物由矿石矿物(磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿)及脉石矿物组成,粒状变晶结构,条带状、条纹状、片麻状构造。其中磁铁矿呈他形―半自形粒状,多集合体富集呈条纹状、条带状定向分布,少量星散分布,定向排列,大小一般1.2~0.1mm,少量0.1~0.02mm,部分被隐晶状赤铁矿交代;赤铁矿呈隐晶状,交代磁铁矿;褐铁矿隐晶状,似脉状分布。脉石矿物由透明矿物(石英为主)组成。　　　　　　　　　　照片1　磁铁石英岩(+)　　　　　　　　　　　照片2　磁铁石英岩(-)　　　　　　　　Photo1　Magnetitequartzite(+)　　　　　　　Photo1　Magnetitequartzite(-)　　含石榴紫苏斜长麻粒岩:零星分布于矿区南部。黑灰色,柱状粒状变晶结构,似片麻状构造。主要矿物成分:斜长石80%、石英5%左右、紫苏辉石5%、角闪石1%~5%、石榴子石5%、少量黑云母组成。其它矿物有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磷灰石等。次生矿物有绿泥石、褐铁矿。岩石内见绿泥石填充的网状裂隙。其中斜长石呈近半自形板状―他形粒状,少为近等轴粒状,镶嵌状分布,大小为0.2~2.9mm,局部可见环带构造;石英呈他形粒状,大小0.1~5mm不等,分布于长石间;紫苏辉石、角闪石呈柱状、粒状,大小为0.1~2.8mm,定向分布,局部被黑云母-绿泥石交代;石榴子石近等轴粒状,大小0.05~0.45mm,定827矿产与地质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2015年　向分布;黑云母鳞片状,大小为0.02~0.05mm,零星分布,具绿泥石化、褐铁矿化。2.1.2　新生界盖层矿区北部为低缓丘陵地貌,地势平缓,海拔高度15~40m,地表有少部分的基岩出露,大部分被残积物及洪积物覆盖,主要由基岩风化形成的碎石,砂土,粘土组成,结合现有的钻孔资料,残积物厚度1.90~28.70m。还有一些地势低洼处为沼泽相沉积物,由腐殖质层和淤泥组成。矿区南部距离大西洋3km左右,海拔高度2~6m,地表均被沉积物覆盖,其成因类型有滨海相、沼泽相、潟湖相三类。根据现有的钻孔资料揭露,松散沉积物厚度17.60~82.50m。总之,第四系松散沉积物以不整合形式直接覆盖于太古界变质岩基底之上,充填了原始的剥蚀洼地,松散沉积物起到了填平补齐的作用,厚度随原始地形起伏而变化。2.2　构造工作区植被发育,覆盖严重,基岩露头极少,地表无法观测构造痕迹和构造现象,现有钻孔中也没有见到明显的断层迹象,因此初步认为矿区内断层不发育。2.3　岩浆岩区内岩浆岩不发育,地表未见岩浆岩出露。仅在钻孔内见少量变辉石玄武岩脉,厚度几十厘米至几米,规模较小,对矿体均无明显影响。辉石玄武岩呈岩床状赋存于辉石石英片麻岩中。灰―深灰色,含斑结构-基质似间粒结构,块状构造。岩石由斑晶、基质组成。斑晶为斜长石,半自形板状,零星分布,大小为0.1~0.35mm,具轻高岭土化,含量较少。基质由斜长石、辉石组成,大小为0.03~0.1mm。斜长石半自形板条状,具轻绢云母化、轻高岭土化,似格架状分布,含量约为50%。辉石柱粒状,分布于斜长石所构成的格架中,含量约为50%。岩石裂隙中常见碳酸盐类矿物、石英细脉等填充。2.4　地球物理特征从区内主要岩(矿)石标本的磁参数测定结果(表2)可以看出,勘查区内不同岩石磁性差异明显,第四系松散沉积物无磁性,辉石石英片麻岩具中等强度磁性,铁帽磁性较强,磁铁石英岩的磁性最强,其磁性强度远远大于辉石石英片麻岩,且磁铁石英岩的铁含量越高,磁性越强。区内磁铁石英岩的磁性最强,磁化率算术平均值为1.99×104×4π×10-6SI,剩磁为2×105×10-3A/m;含磁铁辉石石英片麻岩,其磁化率算术平均值为787×4π×10-6SI,剩磁为1584×10-3A/m;片麻岩的磁性最弱。因此,本区高精度磁法测量基本能够反映矿体的分布范围。本区在地球磁场中属于地磁南半球,T向上倾,磁倾角I0为负值。因勘查区处于地磁南半球,所以本区矿体主要对应于负异常,正负异常变换处到极大值之间大致为矿体出露处。表2　磁性测定记录表Table2　Recordsofmeasurementofmagneticproperties岩　　性块数磁化率(4π×10-6SI)变化范围算数平均值剩磁(10-3A/m)变化范围算数平均值磁铁石英岩58-665978.4