尼日利亞奧貢州高嶺土礦礦床特征及成因分析

＊夏 強(qiáng)

（中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心江蘇總隊(duì) 江蘇 211135）

高嶺土是一種非金屬礦產(chǎn)，是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖，因呈白色而又細(xì)膩，又稱白云土，呈潔白細(xì)膩、松軟土狀，具有良好的可塑性和耐火性等物理化學(xué)性質(zhì)。主要用于造紙、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡膠填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、顏料、砂輪、鉛筆、日用化妝品、肥皂、農(nóng)藥、醫(yī)藥、紡織、石油、化工、建材、國(guó)防等工業(yè)部門。

近年來(lái)，隨著中國(guó)實(shí)施“一帶一路”戰(zhàn)略及中國(guó)與非洲國(guó)家的合作加深，尼日利亞的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將迎來(lái)重大發(fā)展機(jī)遇。尼日利亞國(guó)內(nèi)對(duì)各類礦產(chǎn)資源的需求也將迎來(lái)巨大缺口。本文對(duì)尼日利亞奧貢州北部一高嶺土礦區(qū)進(jìn)行專項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查和綜合研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了奧貢州高嶺土礦賦存特征及成礦規(guī)律。

1.成礦地質(zhì)背景

圖1 尼日利亞奧貢州北部區(qū)域地質(zhì)圖

尼日利亞奧貢州地層情況主要可分為兩個(gè)區(qū)域，北部基底雜巖地區(qū)及南部沉積巖地區(qū)，北部基底雜巖地區(qū)主要為前寒武系巖石，包括黑云母花崗片麻巖、黑云母斑巖、片巖、混合巖等。南部沉積巖地區(qū)主要以新生代沉積巖，包括濱海砂層、粘土、頁(yè)巖、灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖等。區(qū)域內(nèi)主要礦產(chǎn)有焦油砂、高嶺土、石灰?guī)r、石膏、玻璃砂、磷酸鹽、矽線石、鉭鈮礦和金礦等。

(1)地層

奧貢州內(nèi)地層可分為兩個(gè)區(qū)域，南部沉積巖區(qū)域和北部變質(zhì)巖區(qū)域，南部沉積巖區(qū)域地層主要為沉積在沿海盆地的沉積巖，可劃分為：更新世沖積砂層、古新世砂巖及灰?guī)r，地層較平坦，傾角為1°～3°，基本被第四系覆蓋，覆蓋層較厚，一般在1～5m之間，局部有少量露頭。北部地層主要為前寒武系混合巖化片麻巖、黑云母片麻巖、偉晶巖、角閃花崗巖等，出露范圍廣泛，頂部風(fēng)化強(qiáng)烈。

(2)構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要表現(xiàn)為北東和北西向兩組斷裂構(gòu)造，一般規(guī)模不大。在地表無(wú)明顯的構(gòu)造現(xiàn)象。

(3)巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖主要為侵入巖，巖性包括角閃花崗巖、偉晶巖等。

(4)變質(zhì)作用

奧貢州北部變質(zhì)巖巖性以各類片麻巖及混合巖為主，揭示了該區(qū)域的變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用。

2.礦床地質(zhì)特征

奧貢州阿貝奧庫(kù)塔地區(qū)高嶺土礦呈似層狀水平展布，共含有3個(gè)礦層，其中主要礦層為K1、K2礦層，次要礦層為K3礦層，K1、K2礦層分布廣泛，K3礦層零星分布。

圖2 奧貢州北部高嶺土礦體分布簡(jiǎn)圖

K1礦層頂板為更新世泥巖，主要為粘土類礦物，局部為更新世砂層主要礦物成分為石英，厚度在7.5～22m之間，K1礦層底板（K2礦層頂板）為更新世砂層，主要礦物成分為石英，厚度在2～10m之間。K2礦層底板為更新世砂層，主要礦物成分為石英，局部為前寒武系花崗片麻巖，主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母等，厚度未知。K3礦層主要分布于K1礦層之上，零星分布于礦區(qū)西北部。

K1礦層?xùn)|西向控制延伸約2600m，南北向控制延伸約 258～1869m，厚度在1.56～10.86m之間，平均厚度3.39m，厚度變化系數(shù)66.65%，主要礦物成分為高嶺石約含50%，其次為石英約含35%，銳鈦礦約3%，水云母約10%。主要化學(xué)成分為SiO2：53.56%，Al2O3：30.92%，F(xiàn)e2O3：1.51%，TiO2：1.56%。礦層厚度較穩(wěn)定，礦層內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

K2礦層?xùn)|西向控制延伸約2005m，南北向控制延伸約 435～1869m。厚度在0.94～5.2m之間，平均厚度2.14m，主要礦物成分為高嶺石約含50%，其次為石英約含35%，銳鈦礦約3%，水云母約10%，主要化學(xué)成分為SiO2：53.46%，Al2O3：30.72%，F(xiàn)e2O3：1.41%，TiO2：1.76%。礦層厚度較穩(wěn)定，礦層內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

K3礦層呈不連續(xù)分散狀產(chǎn)出，沿東西方向控制延伸約400m，厚度在2～2.77m之間，呈似層狀分布，主要礦物成分為高嶺石約含50%，其次為石英約含35%，銳鈦礦約3%，水云母約10%，主要化學(xué)成分為主要化學(xué)成分為SiO2：53.46%，Al2O3：31.05%，F(xiàn)e2O3：1.65%，TiO2：1.51%。

表1 礦層平均厚度統(tǒng)計(jì)表

圖3 礦層平均厚度變化曲線圖

經(jīng)化學(xué)分析及巖礦鑒定可知，礦區(qū)內(nèi)高嶺土礦為軟質(zhì)高嶺土，Al2O3含量在31%左右，F(xiàn)e2O3含量在1.5%左右，TiO2含量在1.5%左右。礦石有益成份含量高，Al2O3沿東西方向變化不大，由北至南逐漸減少。有害成份含量亦較高，其中TiO2沿東西方向逐漸增高，沿南北方向無(wú)明顯變化規(guī)律，K2礦層中TiO2含量略高于K1礦層中TiO2含量。K1礦層中Fe2O3沿東西方向變化規(guī)律為中部高、兩側(cè)低，沿南北方向變化規(guī)律為中部高、兩側(cè)低；K2礦層中TiO2沿東西方向變化規(guī)律為中部低、兩側(cè)高，沿南北方向變化規(guī)律為中部低、兩側(cè)高。具體可見表2～表3，圖4～圖6。

圖4 Al2O3含量變化曲線

圖5 Fe2O3含量沿東西方向變化曲線

圖6 TiO2含量沿東西方向變化曲線

表2 主要化學(xué)組分沿東西方向平均品位

表3 主要化學(xué)組分沿南北方向平均品位

根據(jù)一般工業(yè)指標(biāo)可知Al2O3含量較高，同時(shí)有害組分中TiO2含量亦較高。根據(jù)X衍射分析發(fā)現(xiàn)TiO2主要以銳鈦礦形式存在（圖7）。

圖7 X衍射分析光譜圖

3.礦床成因分析

(1)成礦地質(zhì)體

礦區(qū)所在位置位于尼日利亞奧貢州北部，主要巖性為黑云母花崗片麻巖。其主要礦物成分為鉀長(zhǎng)石、石英、云母等。受區(qū)域變質(zhì)作用影響，各類巖石富含大量片理、片麻理。為巖石的風(fēng)化作用提供了有利條件。片麻巖中的長(zhǎng)石類礦物經(jīng)風(fēng)化形成了高嶺土。因此，該區(qū)內(nèi)高嶺土的成礦地質(zhì)體為黑云母花崗片麻巖風(fēng)化暈位置。

(2)成礦作用

片麻巖受區(qū)域變質(zhì)作用影響，富含大量片理、片麻理。為巖石的風(fēng)化作用提供了有利條件，巖石中的長(zhǎng)石類礦物經(jīng)風(fēng)化形成了高嶺石族礦物。經(jīng)地表徑流的流動(dòng)及向下滲透使得高嶺土得以富集形成礦體。

圖8 花崗片麻巖鏡下特征（視域4mm）

圖9 高嶺土鏡下特征（視域4mm）

4.結(jié)論

（1）尼日利亞奧貢州阿貝奧庫(kù)塔地區(qū)位于奧貢州北部，主要巖性為各類片麻巖，主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母等，為高嶺土成礦提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（2）受區(qū)域變質(zhì)作用影響，富含大量片理、片麻理，為風(fēng)化作用提供了有利條件。受風(fēng)化作用影響，巖石中的長(zhǎng)石風(fēng)化為高嶺土，石英風(fēng)化為角礫狀和粉砂狀，經(jīng)淋濾作用影響，粘土類礦物及粉砂在風(fēng)化暈底部沉積為層狀，石英角礫遺留地表。

（3）經(jīng)后期地表徑流影響，地表部分風(fēng)化層位被剝蝕，導(dǎo)致高嶺土礦及地表石英角礫湮滅。地表石英角礫為良好的找礦間接標(biāo)志。