加蓬蒙貝利錳礦區(qū)地質(zhì)特征及找礦方向

黎兆明

(中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029)

1 礦區(qū)概況

加蓬蒙貝利錳礦區(qū)位于加蓬中奧果韋省恩杰里市北部，距離恩杰里市直線距離22 km，沿礦區(qū)道路到達(dá)礦區(qū)的里程為36 km。從首都利伯韋爾到上奧果韋省省會(huì)弗朗斯維爾的公路和鐵路均經(jīng)過(guò)恩杰里市，恩杰里市距利伯維爾的公路里程為256 km，鐵路里程為197 km，交通條件尚可［1］。

礦區(qū)位于赤道兩側(cè)，屬典型的赤道雨林氣候，全年高溫多雨，年平均氣溫26℃。每年3～5月，9～11月份為雨季，其他月份為旱季，年降雨量1 600～3 000 mm。蒙貝利地區(qū)仍為原始森林狀態(tài)，以高大喬木為主，局部灌木叢生，地表植被發(fā)育。地形復(fù)雜，地勢(shì)較陡，蒙貝利山最高峰海拔754 m，最低約100 m，相對(duì)高差654 m。北東側(cè)及北西側(cè)較陡，局部坡角可達(dá)60(°)，南東側(cè)及南西側(cè)較緩，坡角在5(°)～35(°)之間。

蒙貝利地區(qū)為米桑哥河發(fā)源地，溪流眾多，均流入米桑哥河及其支流，米桑哥河呈北東向從蒙貝利區(qū)東側(cè)向南流入奧果韋河，水資源十分充沛。

2 區(qū)域地質(zhì)

2.1 地層概況

礦區(qū)涉及恩杰里那群和奧國(guó)韋群兩個(gè)地塊，恩杰里地塊位于奧國(guó)韋復(fù)式向斜西部，他們是兩個(gè)截然不同的古沉積盆地，由元古界變質(zhì)巖組成，屬同一時(shí)代的產(chǎn)物。

恩杰里群是一套巨厚的頁(yè)巖層，共分5個(gè)組，從下往上依次為［2］：a Pna組，與弗朗斯維爾群的 Pfa相似，是一套中等級(jí)的變質(zhì)巖，主要巖性為各種云母片巖，下部為白云母石英巖，上部變質(zhì)石英砂巖，頂部為一套礫巖層;b Pnb組，相當(dāng)于弗朗斯維爾群的Pfb組，由兩種巖性組成，下部為一套鎂鐵質(zhì)的火山巖，主要巖性為綠泥片巖，含有滑石、陽(yáng)起石等;上部為一套變質(zhì)的沉積巖，主要為石英巖和黑色頁(yè)巖互層;c Pnc組，與弗朗斯維爾群的Pfc相似，由白色和黃色糖粒狀石英巖和火山碎屑巖組成，厚500 m，金豐度值高;d Pnd組，主要為細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，硬砂巖，中間夾有綠泥絹云片巖;e Pne組，主要為硬砂巖，砂巖，砂質(zhì)巖，夾有粉砂巖和炭質(zhì)頁(yè)巖。

奧果韋群由一套砂質(zhì)巖、泥質(zhì)頁(yè)巖和片麻巖組成，共分4個(gè)組，自下而上為［2］：a Pox組，與弗朗斯維爾群的Pfa相似，僅在盆地北部有出露，主要巖性為含鐵的砂巖和白色及黑色的石英巖、石英片巖、絹云片巖互層，局部見(jiàn)有鎂鐵質(zhì)的火山巖，底部為礫巖和長(zhǎng)石石英砂巖;b Po1組：相當(dāng)于弗朗斯維爾群的Pfb和Pfc相似，是由絹云片巖和黑色頁(yè)巖組成，在北部見(jiàn)有碧玉質(zhì)的石英巖;c Po2組，位于向斜的核部，是由黑云片巖組成，含有十字石、柘榴石等，夾有含云母條帶的石英巖;d Po3組：由黑云母片巖和石英巖互層，厚度超過(guò)1 000 m。

2.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)構(gòu)造主要為北東端翹起，向南東傾的呈舒緩波狀的單斜構(gòu)造。局部有褶皺，并存在兩組斷裂構(gòu)造，一組分布在礦體北西陡崖處，產(chǎn)狀北東20(°)～30(°)走向，傾向南西，傾角 60(°)～80(°);另一組分布在礦體南西處產(chǎn)狀北西20(°)走向，北東或南西傾，傾角80(°)左右，均顯示正斷層性質(zhì)，對(duì)礦體走向上的連續(xù)性造成一定的影響。礦區(qū)未見(jiàn)有巖漿巖出露。

奧果韋群Pox組為礦區(qū)主要含錳層位，主要巖性從下往上為礫巖、中細(xì)粒變質(zhì)石英砂巖、含錳炭質(zhì)石英片巖夾炭質(zhì)千枚巖、錳鐵質(zhì)粉砂巖上覆團(tuán)塊狀或條帶狀錳礦體。在局部地段礦體上部有石英片巖和碧玉質(zhì)石英巖存在。

錳礦體主要賦存在原生沉積含錳巖層的頂部，由于含錳巖層產(chǎn)狀平緩且大面積暴露在氧化帶內(nèi)，經(jīng)過(guò)熱帶雨淋氣候長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化、淋濾及次生富集作用，形成了現(xiàn)在的堆積型錳礦床。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)錳礦體大部分都被第四系松散沉積物及腐植層覆蓋。將蒙貝利礦區(qū)的氧化淋濾形成的沉積錳礦體定為Ⅰ號(hào)礦體，在第四系中次生富集形成的堆積錳礦體為Ⅱ號(hào)礦體，外圍門(mén)都曼礦段氧化淋濾形成的沉積錳礦體定為Ⅲ號(hào)礦體，礦體地質(zhì)特征有如下3個(gè)方面。

Ⅰ號(hào)礦體總體為厚大的板狀礦體，分布在蒙貝利山南東坡，基本是順地形坡度而下，底板巖石為鐵錳質(zhì)粉砂巖，頂板為石英片巖，大部已風(fēng)化剝蝕，僅在局部地段還有殘留。礦體在走向或傾向上均呈舒緩波狀，總體走向20(°)～60(°)，傾向南東，傾角15(°)～42(°)。礦體走向方向長(zhǎng)度 ＞3 000 m，礦體平均厚度 2.92 m，傾向方向出露最寬處為1 350 m，最窄處為150 m。礦體北東部懸崖(為南東向斷裂)把礦體截?cái)?，礦體南西部的北西向斷裂對(duì)礦體的連續(xù)性也造成了一定的影響。

Ⅱ號(hào)礦體為賦存于第四系的堆積型錳礦，總體分布在蒙貝利南東坡，長(zhǎng)約3 000 m，最寬處925 m，平均厚度1.33 m，在山坡低洼處覆蓋較厚的可達(dá)1.50 m。

Ⅲ號(hào)礦體位于門(mén)都曼礦段，亦為板狀礦體，長(zhǎng)600 m。出露寬度100 m，平均厚度3.54 m。礦體總體走向 110(°)，傾向南西，傾角 34(°)～44(°)，局部產(chǎn)狀略有變化。

3.2 礦石的礦物和化學(xué)成分

3.2.1 礦物成分

Ⅰ號(hào)礦體和Ⅲ號(hào)礦體由于是地表或近地表出露，屬于氧化帶范圍：礦石礦物以軟錳礦、硬錳礦、硅酸錳礦物、赤鐵礦、褐鐵礦為主，錳礦物含量達(dá)80%，褐鐵礦含量為15%;脈石礦物以石英為主，少量片狀粘土礦物，石英及粘土礦物含量在5%左右。

Ⅱ號(hào)堆積型錳礦主要礦石礦物以軟錳礦、硬錳礦、硅酸錳礦物、褐鐵礦為主，錳礦物含量20%左右，褐鐵礦占30%;脈石礦物以石英及泥質(zhì)成分為主，含量可達(dá)50%。

3.2.2 化學(xué)成分

Ⅰ號(hào)礦體和Ⅲ號(hào)礦體：根據(jù)組合分析和物相分析測(cè)試結(jié)果可知，礦石化學(xué)成分較簡(jiǎn)單，主要化學(xué)成分為硅、鐵、錳和氧，少量的鋁、鎂、鈣，微量的金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、砷，鈷元素含量為0.05%，作為伴生元素來(lái)說(shuō)，已達(dá)到工業(yè)指標(biāo)的要求，可作為有益元素提取。鐵礦物磁性鐵含量在0.26%左右，硅酸鐵含量在0.066%左右，碳酸鐵含量在0.42%左右，硫化鐵含量在0.074%左右，赤褐鐵含量在19.29%左右，鐵礦物主要以赤褐鐵為主。錳礦物碳酸錳含量在0.12%左右，硅酸錳含量在21.57%左右，氧化錳含量在17.05%左右，錳礦物主要以硅酸錳和氧化錳為主。

Ⅱ號(hào)堆積型錳礦：根據(jù)組合分析和物相分析測(cè)試結(jié)果，礦石化學(xué)成分與氧化淋濾沉積型錳礦大致一樣，含磷為0.52%左右，這可能與其產(chǎn)出狀態(tài)有關(guān)。鈷元素含量為0.058%，作為伴生元素來(lái)說(shuō)，也已達(dá)到工業(yè)指標(biāo)的要求，可作為有益元素提取。鐵礦物磁性鐵含量在0.30%左右，硅酸鐵含量在0.065%左右，碳酸鐵含量在0.38%左右，硫化鐵含量在0.075%左右，赤褐鐵含量在25.22%左右，鐵礦物主要以赤褐鐵為主，比氧化淋濾沉積型錳礦含鐵量要高。錳礦物碳酸錳含量在0.17%左右，硅酸錳含量在11.08%左右，氧化錳含量在13.27%左右，錳礦物主要以硅酸錳和氧化錳為主，和氧化淋濾沉積型錳礦相當(dāng)。

Ⅰ號(hào)礦體錳平均品位為36.73%，在走向和傾向上均有一定的變化，表現(xiàn)在錳高鐵低或鐵高錳低的變化趨勢(shì)［3］，(Mn+Fe)品位變化在 41.81% ～53.79%之間，根據(jù)P/Mn比值，礦體均屬于高磷礦石，根據(jù)(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)比值為0.01，確定為酸性礦石。

Ⅱ號(hào)礦體錳平均品位15.55%，(Mn+Fe)品位45.80%，磷總量 0.52%，比規(guī)范要求(P＜0.2%)高 0.32%。

門(mén)都曼Ⅲ號(hào)礦體，錳平均品位26.28%，(Mn+Fe)品位 37.91%，磷總量 0.25%，比規(guī)范要求(P ＜0.2%)高0.05%，詳見(jiàn)表 1。

表1 礦體厚度和品位特征

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石形態(tài)

礦石呈褐色和鋼灰色。Ⅰ號(hào)礦體和Ⅲ號(hào)礦體礦石主要為土狀—膠狀結(jié)構(gòu)，粒徑 ＜0.1 mm的占80%，粒徑超過(guò)1.0 mm的極少。錳礦物形態(tài)多樣，主要為他形、半自形。石英呈他形粒狀，粒徑＜0.2 mm，少量磷片狀粘土礦物含量占15%。礦石為塊狀構(gòu)造，由鐵、錳礦物單體和集合體與石英單體和集合體無(wú)規(guī)律地相嵌形成，多見(jiàn)不規(guī)則流失孔。

Ⅱ號(hào)堆積型錳礦石呈豆粒狀、角礫狀、次角礫狀聚集在松散的砂質(zhì)土壤之中，局部已固結(jié)成巖，呈豆粒狀、角礫狀構(gòu)造，一般豆粒粒徑為1 cm左右，角礫粒徑＞5 cm。

3.3.2 礦石類(lèi)型

礦區(qū)有氧化錳礦石和硅酸錳礦石兩種，自然類(lèi)型屬?gòu)?fù)合礦石;按工業(yè)類(lèi)型分為富錳礦石和鐵錳礦石兩種。礦體下盤(pán)主要為錳鐵質(zhì)砂巖，上覆第四系，局部地段見(jiàn)有石英片巖殘留，大部遭受了風(fēng)化剝蝕。礦體局部夾有鐵錳質(zhì)粉砂巖薄層，對(duì)礦體質(zhì)量有一定的影響。

1)二氧化硅含量

Ⅰ號(hào)礦體SiO2含量在4.47% ～23.88%之間，小于規(guī)范要求含量;Ⅱ號(hào)礦體SiO2含量在45.74% ～45.82%之間，高于規(guī)范要求(SiO2含量 ＜25%);Ⅲ號(hào)礦體SiO2含量為37.91%，高于規(guī)范要求。

2)硫、砷、磷含量

S含量0.053%;As含量0.000 015%，屬微量。Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)和Ⅲ號(hào)礦體中的磷含量分別為0.31%、0.52%和0.25%，稍高于規(guī)范要求。

3)有益成分Co

在0.050% ～0.058%之間，已達(dá)到規(guī)范中伴生礦產(chǎn)的要求，但是否可以回收，如何回收還需要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行研究。

4)CaO、MgO、Al2O3

含量少，對(duì)礦石質(zhì)量無(wú)影響，SiO2含量相對(duì)高一些，但主要礦體的SiO2含量基本在規(guī)范要求之內(nèi)。

4 礦床成因及找礦方向

4.1 礦床成因

礦床產(chǎn)在奧果韋群Pox組頂部，原巖沉積最小年齡為22億年。經(jīng)深部鉆探驗(yàn)證，礦層下部為含錳鐵質(zhì)的粉砂巖及錳、炭質(zhì)石英片巖。原生沉積含錳巖石經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代及熱帶雨淋的沖刷，且長(zhǎng)期處在氧化帶范圍，大面積出露，錳元素經(jīng)次生富集作用形成了錳礦床。但由于礦石中含少量碳酸錳，不排除礦床為原生沉積碳酸錳或者原生沉積的氧化錳經(jīng)過(guò)后期次生氧化富集而成。

4.2 找礦標(biāo)志和找礦方向

錳鐵質(zhì)砂巖、風(fēng)化后地表土壤中顏色變?yōu)楹趾谏乇龛F錳礦露頭均為錳礦的找礦標(biāo)志。具有找礦潛力的方向有以下兩個(gè)方面：

a蒙貝利錳礦區(qū)內(nèi)，主要在礦體沿礦層傾向方向，可以通過(guò)測(cè)量地形之后，在此范圍內(nèi)測(cè)量幾條地質(zhì)剖面，在有利地段實(shí)施鉆探工程，以驗(yàn)證礦層在傾向方向深部的延伸情況;

b蒙貝利礦區(qū)外圍，主要在礦體北西陡崖處以東，由于斷層破壞錯(cuò)動(dòng)，此前沒(méi)有對(duì)礦層往北東走向方向的延伸開(kāi)展相關(guān)地質(zhì)工作，延伸情況暫不明，但本礦床形態(tài)為似板狀，且在此勘探線附近厚度較大，由此看來(lái)，如果斷層為成礦后形成的斷層，則往北東延伸方向有較大找礦潛力［4］。

5 結(jié)語(yǔ)

蒙貝利錳礦體主要賦存于原生沉積含錳巖層的頂部，由于含錳巖層產(chǎn)狀平緩且大面積暴露在氧化帶內(nèi)，經(jīng)過(guò)熱帶雨淋氣候長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化、淋濾及次生富集作用，形成了現(xiàn)在的堆積型錳礦床。由于當(dāng)?shù)卦忌置艿鹊匦蔚孛矖l件的限制，勘探工作難度大，勘探投入成本高，勘探風(fēng)險(xiǎn)大。通過(guò)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征的研究，分析礦床成因以及礦石成分，了解礦體的變化規(guī)律，進(jìn)一步研究和探索找礦方向，在礦區(qū)內(nèi)根據(jù)已知礦體的特征，對(duì)可能賦存礦體的地段開(kāi)展生產(chǎn)勘探工作，在礦區(qū)陡崖北東外圍方向的有利成礦地段內(nèi)開(kāi)展預(yù)查勘探工作，尋找新的錳礦體，圈定勘探靶區(qū)后再開(kāi)展普查、詳查等地質(zhì)勘探工作，對(duì)探明蒙貝利礦區(qū)的礦石質(zhì)量、增加礦區(qū)資源量，為指導(dǎo)礦體開(kāi)發(fā)具有極其重要的意義。

［1］王漫滄.錳行天下五十年［M］.北京：新華出版社，2013：113.

［2］穆剛，金戈，黨子建，等.加蓬蒙貝利錳礦采選礦工程可行性研究報(bào)告［R］.南寧：廣西工業(yè)建筑設(shè)計(jì)研究院，2008.

［3］羅正傳，曹廷坤，劉清泉，等.河南省經(jīng)山寺鐵礦床成礦物質(zhì)來(lái)源探討［J］.金屬礦山，2014(7)：122－125.

［4］陳上仁.加蓬國(guó)蒙貝利錳礦區(qū)外圍預(yù)查設(shè)計(jì)書(shū)［R］.南寧：廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，2014：13.