1、南非北開普省波斯特馬斯堡地區(qū)LOMOTENG礦區(qū)鐵錳礦床成礦地質(zhì)特征及找礦潛力研究 摘要：作者通過對(duì)LOMOTENG礦區(qū)PIN2礦段進(jìn)行了鐵錳礦地質(zhì)詳查工作，探獲一個(gè)特大型鐵錳礦床，并通過對(duì)鐵錳礦床的對(duì)比研究，結(jié)合航磁異常分析，礦區(qū)鐵錳礦成礦范圍廣，礦石質(zhì)量較好。表明礦區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，具有較好的找礦前景和資源潛力。 關(guān)鍵詞：鐵錳礦床，成礦特征，LOMOTENG，南非 Abstract: the author LOMOTENG PIN2 ore-layer in the iron manganese ore geological combed through the work and put

2、 it won a large iron manganese ore bed, and through to the iron manganese ore bed contrast research, combining aeromagnetic anomalies analysis, the mining area iron manganese ore metallogenic range, the mineral quality is better. Show the ore-forming geological condition is superior mining area, and

3、 has a good prospecting prospects and resource potential. Keywords: iron manganese ore bed, metallogenic characteristics, LOMOTENG, South Africa 中圖分類號(hào)：O741+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 前言 錳礦是我國鼓勵(lì)勘查礦種，雖然錳礦資源豐富，但富錳礦少，因“貧、薄、雜、細(xì)”的特點(diǎn)而不具備資源優(yōu)勢(shì)。由于國內(nèi)錳礦石增產(chǎn)能力有限，國內(nèi)生產(chǎn)供應(yīng)量明顯低于需求量，我國錳礦石產(chǎn)量遠(yuǎn)不能滿足冶金工業(yè)發(fā)展的需要，必需大量依靠進(jìn)口礦石補(bǔ)充不足。從資源安全角度看，應(yīng)

4、走“開源與節(jié)流”并重的資源節(jié)約型可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我國政府鼓勵(lì)中國企業(yè)走出去進(jìn)行鐵錳礦開采，廣西有色金屬集團(tuán)有限公司華天冶金開發(fā)有限公司投資在南非北開普省波斯特馬斯堡地區(qū)LOMOTENG礦區(qū)開展了地質(zhì)詳查工作和采礦工作，探獲了特大型鐵錳礦床。因此開展該區(qū)域成礦地質(zhì)條件研究，對(duì)認(rèn)識(shí)區(qū)域成礦規(guī)律、指導(dǎo)下一步找礦工作及為我國緩解資源壓力有重要的意義。 1、區(qū)域地質(zhì)前景 礦區(qū)位于世界著名的南非波斯特馬斯堡卡拉哈里南北向鐵錳成礦帶（BIF帶）南段的波斯特馬斯堡錳礦帶的中部波斯特馬斯堡背斜西翼。波斯特馬斯堡錳礦帶北起西森（Sihen）南到波堡城，南北長約55km，東西寬約510km，分為東礦帶、西礦帶及西南

5、的奧康普斯拉特礦區(qū)三個(gè)區(qū)帶，礦區(qū)屬于西礦帶中段（圖2-1）。 圖1-1區(qū)域地質(zhì)圖 1.1地層 區(qū)域地層主要有元古界德蘭士瓦超群格哈普拉托群坎貝爾-蘭特亞群那姆阿克拉斯組、亞斯貝斯堡亞群阿斯別斯伯爾格組、波斯特馬斯堡群蓋姆加拉亞群伽馬加拉組、瓦爾瓦特亞群的馬克干楊尼組、昂格魯克組、佛約勒瓦特組、洛爾特列依組、沸洛普組、石炭系的卡羅河組及第四系，其中亞斯貝斯堡亞群阿斯別斯伯爾格組為賦礦地層。區(qū)域地層組成及巖性特征見表1-1 表 1-1 LOMOTENG鐵錳礦區(qū)區(qū)域地層特征表 1.2 構(gòu)造 區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較簡單。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料區(qū)域性北北西向科加斯庫魯曼斷裂自工作區(qū)西部由南往北斜貫而過，區(qū)域長約500

6、km，出露長約10km，通過地表地質(zhì)工作和鉆探工程揭露未發(fā)現(xiàn)斷層形跡。褶皺基本上為南北走向的向兩端傾沒東西向不對(duì)稱的背斜，坎貝爾蘭德建造的白云巖層出露在核心部位，其外為阿斯別斯伯爾格-科依嘎斯鐵錳建造圍繞，背斜寬緩、東翼傾斜中等，西則較陡，為縱斷層所切，背斜軸略呈凸面向東的弧形，凹面向西。有人將背斜稱為Maremane穹窿。 1.3巖漿巖 區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為火山巖，巖性為玄武巖、安山巖，在礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖。 1.4變質(zhì)作用 區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用強(qiáng)烈，主要為區(qū)域變質(zhì)作用，區(qū)內(nèi)砂巖往往變質(zhì)為石英巖，頁巖變質(zhì)為板巖等，巖石發(fā)育鱗片變晶結(jié)構(gòu)，云母、石英等礦物呈定向排列。 1.5 物探異常 區(qū)內(nèi)己圈出了面

7、積30100km2的航磁異常，異常呈橢圓形或卵圓形，勘查區(qū)正處于航磁異常中心。 1.6區(qū)域礦產(chǎn) 區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)以鐵錳礦為主，有世界超特大型波斯特馬斯堡錳礦，基礎(chǔ)儲(chǔ)量約26億噸，以生產(chǎn)冶金錳礦為主，伴生赤鐵礦。沿波斯特馬斯堡背斜自東向西可劃分為西、中、東等三個(gè)錳礦帶，分別分布于背斜的西翼、核部和東翼，礦化自西向東呈現(xiàn)出漸變規(guī)律：西礦帶以錳為主，伴生鐵；中帶為鐵錳混合產(chǎn)出；東帶以鐵為主，伴生錳。礦床類型為沉積變質(zhì)型。本區(qū)處于西礦帶的中段，礦產(chǎn)以鐵錳礦為主，上部少量鐵礦。 2、礦區(qū)地質(zhì)特征 2.1地層 礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要有：元古界德蘭士瓦超群格哈普拉托群坎貝爾-蘭特亞群那姆阿克拉斯組（Vgl）、亞斯貝

8、斯堡亞群阿斯別斯伯爾格組（ Vg）、波斯特馬斯堡群蓋姆加拉亞群伽馬加拉組（Vjm）及第四系（Q），其中亞斯貝斯堡亞群阿斯別斯伯爾格組（ Vg）自下往上可分為5小層，鐵錳（鐵）礦石分布在第二小層。 2.2構(gòu)造 礦區(qū)處于波斯特馬斯堡背斜西翼，總體呈向西的單斜構(gòu)造，傾向220315，傾角1535, 構(gòu)造較簡單，斷層不發(fā)育，僅礦區(qū)東部發(fā)育兩個(gè)規(guī)模較小的近南北向背斜（編號(hào)為1、2號(hào)），2號(hào)背斜規(guī)模小，南北向延伸105m，影響小，以1號(hào)背斜規(guī)模較大，受背斜影響礦區(qū)內(nèi)東部地層局部發(fā)生揉皺現(xiàn)象。向斜不甚發(fā)育，僅于礦區(qū)北部18線附近見一規(guī)模較小的近東西向向斜，呈較開闊的舒緩波狀，局部地層產(chǎn)狀倒轉(zhuǎn)，部分地段小褶曲

9、較發(fā)育，但對(duì)礦區(qū)礦體影響較小。 3、典型礦床特征 已經(jīng)投資勘查的LOMOTENG鐵錳礦區(qū) PIN2礦段鐵錳（鐵）礦位于LOMOTENG鐵錳礦區(qū)北東部，勘查面積8.5652km2,本礦床成礦地質(zhì)條件與LOMOTENG鐵錳礦區(qū)其它地段完全相同。 3.1礦床特征 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及變化規(guī)律 LOMOTENG鐵錳（鐵）礦床賦存在德蘭士瓦超群亞斯貝斯堡亞群阿斯別斯伯爾格組（Vg）中，為條帶狀或塊狀鐵錳建造沉積變質(zhì)型鐵錳（鐵）礦床。 礦層總體形態(tài)呈單斜層狀產(chǎn)出，沿傾向局部稍有波狀起伏,走向北東，總體傾向西南西，傾角一般1320。如圖3.1地形地質(zhì)圖 礦層出露于東部高、西部低的低緩丘陵區(qū)，出露高程最高為

10、1442m，最低為1347m，礦區(qū)范圍內(nèi)各礦層連續(xù)性較好，控制走向長約3600m，地表出露寬度15205m。 依鐵、錳含量變化特征，礦層可分為鐵礦層和鐵錳礦層兩類，同時(shí)根據(jù)礦層中較穩(wěn)定的粉砂質(zhì)板巖夾層，自上至下分為六個(gè)礦層：1鐵礦層、鐵錳礦層、2鐵礦層、鐵錳礦層、3鐵礦層及鐵錳礦層，編號(hào)（1、2、3、）；有4個(gè)夾層，編號(hào)為、。礦層與夾層相間近于平行產(chǎn)出，夾層賦存于礦層內(nèi)，夾層為、礦層分層標(biāo)志，夾層賦存于 礦層中上部，夾層賦存于礦層下部，礦層與夾層產(chǎn)出關(guān)系如右圖，其中1、礦層為主要礦層， 2、3及礦層為極不穩(wěn)定礦層（見圖3.2）。 圖3-2礦層與夾層產(chǎn)出示意圖 據(jù)礦段內(nèi)主要礦層地表、鉆孔412個(gè)

11、樣品分析結(jié)果，礦石類型主要為鐵錳礦石，其次為鐵礦石。鐵錳礦層351個(gè)樣中主要組份Mn品位101510-2有45個(gè)，品位152010-2有44個(gè)，品位203010-2有157個(gè)，品位304010-2有72個(gè)，品位405010-2以上有33個(gè)，品位20%的樣品數(shù)占樣品總數(shù)的74.64%，礦床平均品位25.85%；鐵錳品位3010-2有7個(gè)，鐵錳品位304010-2有28個(gè)，鐵錳品位405010-2有100個(gè)，鐵錳品位5010-2有216個(gè)，鐵錳品位大于5010-2占樣品總數(shù)的61.54%，礦床平均品位51.24%，332類平均品位51.2410-2，333類平均品位51.2310-2，（圖3-3）

12、。鐵礦層67個(gè)樣，TFe品位20-3010-2的樣品個(gè)數(shù)為10個(gè)，品位30-4010-2的樣品個(gè)數(shù)為14個(gè)，品位40-5010-2的樣品個(gè)數(shù)為23個(gè)，品位50-7010-2的樣品個(gè)數(shù)為20個(gè)，品位大于3010-2占樣品總數(shù)的85.07%,層平均品位為43.5810-2，層平均Mn品位為4.6810-2，TFe品位為36.5210-2，礦石質(zhì)量較好，鐵礦石質(zhì)量符合需進(jìn)行選礦鐵礦石一般工業(yè)指標(biāo)要求，鐵錳礦石質(zhì)量符合鐵錳礦石級(jí)品工業(yè)指標(biāo)?，F(xiàn)將各礦層的礦石質(zhì)量及變化特征分述如下： （1）1礦層 該礦層為礦區(qū)主要礦層，同時(shí)也是礦區(qū)內(nèi)具工業(yè)意義的唯一鐵礦層，北起自18線，南至5線，走向長3000m，控制寬

13、265930m，走向近南北，傾向東，傾角1316，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，沿走向上有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，沿傾向稍有波狀起伏。 該礦層產(chǎn)于阿斯別斯伯爾格組下部，頂板圍巖為紫紅色、灰黃色粉砂質(zhì)板巖，礦層由塊狀或條帶狀赤鐵礦夾薄層紫紅色含鐵絹云母板巖組成，與下伏礦層整合接觸（圖3-5）。 礦層結(jié)構(gòu)簡單，主要由赤鐵礦石組成，礦層中一般不含夾層，僅局部含少量厚0.020.10m的紫紅色含鐵絹云母板巖。 礦石類型以條帶狀或塊狀赤鐵礦為主，以斑塊狀赤鐵礦次之，斑塊狀赤鐵礦位于礦層上部，斑塊主要為赤鐵礦，大小一般230cm ，斑塊之間為紫紅色赤鐵礦和粘土礦物充填。 圖3-4 5號(hào)勘探線剖面圖 礦層厚度0.575.87m，平均3

14、.84m，厚度變化系數(shù)126%，沿走向厚度變化較大。礦層單樣Mn品位0.0912.3810-2，TFe品位26.2262.9310-2；礦層平均Mn品位3.8010-2，TFe品位42.0410-2；品位變化較大，TFe品位變化系數(shù)247.06%。 （2）礦層 礦層是礦區(qū)最主要礦層，沿走向及傾向延伸穩(wěn)定，控制地段該礦層北起自18線，南至17線，走向長3600m，控制寬度2801110m，走向近南北，傾向東，傾角1522。 礦層賦存層位同1礦層，頂板圍巖為紫紅色、灰黃色粉砂質(zhì)板巖，或直接與1礦層整合接觸，以灰黃色粉砂質(zhì)板巖為標(biāo)志層。以夾層與礦層分界，如部分地段礦層缺失，底板圍巖為粉砂質(zhì)板巖或坎貝

15、爾-蘭特亞群那姆阿克拉斯組白云巖。 礦層結(jié)構(gòu)較簡單，主要由鐵錳礦石組成，不均勻夾夾層，夾層巖性為紫紅色薄層含鐵絹云母板巖。 礦石類型以條帶狀或塊狀鐵錳礦石為主，以斑塊狀鐵錳礦石次之，斑塊狀鐵錳礦石位于礦層上部，斑塊主要為硬錳礦和赤鐵礦，大小一般22.8cm ，斑塊之間為紫紅色赤鐵礦和粘土礦物充填；塊狀或條帶狀鐵錳礦石據(jù)鏡下觀察，金屬礦物主要為硬錳礦、赤鐵礦、軟錳礦，少量方鐵錳礦、黑錳礦，脈石礦物主要為粘土礦物，微量蛋白石和重晶石。 探槽和鉆探控制厚度3.7610.18m，平均厚6.03m，厚度變化系數(shù)72%，沿走向厚度變化較大。礦層單樣Mn品位10.350.0010-2，礦層平均25.8910

16、-2，品位變化系數(shù)296.36%，品位變化較大；TFe品位7.1055.810-2，平均25.2910-2，品位變化系數(shù)398.71%，Mn+TFe品位51.1810-2。 （3）2礦層 該礦層不穩(wěn)定呈零星狀地表分布，僅見于礦區(qū)東部TC001、TC1601及TC1801探槽，沿走向及傾向上尖滅，與礦層呈整合接觸，走向呈南北向，傾向東，傾角24，厚度0.423.88m,平均厚度2.31m，礦層單樣Mn品位0.1929.610-2，TFe品位15.867.010-2；平均Mn品位3.8610-2，平均TFe品位46.8310-2， P含量0.010.0610-2，平均0.0310-2，SiO2含量

17、7.9133.210-2，平均12.4910-2，S含量0.110-2。該層礦石質(zhì)量較差，分布范圍不廣，僅個(gè)別地段零星分布，構(gòu)不成有工業(yè)意義的333類以上礦體，未估算資源量，但可一起開采利用。 （4）礦層 礦層是礦區(qū)主要鐵錳礦層之一，沿走向及傾向延伸較穩(wěn)定，控制地段該礦層分布于礦區(qū)北部12線和南部11線之間，走向長2400m，控制寬度460850m，傾向東，傾角1120。 礦層賦存同礦層賦存層位同1礦層，以夾層與礦層分界，底板圍巖為粉砂質(zhì)板巖或坎貝爾-蘭特亞群那姆阿克拉斯組白云巖，僅在ZK501、TC1601及TC1801局部地段與Fe3礦層接觸。 礦層結(jié)構(gòu)較簡單，主要由鐵錳礦石組成，中上部含

18、夾層，僅ZK001孔下部含夾層，夾層巖性同礦層。夾層厚度0.320.95m，平均厚度0.88m，主要分布于3、5及6號(hào)勘探線。夾層厚0.77m，僅揭露于ZK001孔下部。礦石類型同礦層，礦石類型以條帶狀或塊狀鐵錳礦石為主，以斑狀鐵錳礦石次之，特征同礦層。 剖面礦層厚度4.056.85m，平均4.77m，厚度變化系數(shù)23%，沿走向厚度變化較小。礦層單樣Mn品位10.849.810-2，礦層平均26.6510-2，品位變化系數(shù)369.35%，品位變化較大；TFe品位7.9050.410-2，平均25.8610-2，品位變化系數(shù)414.92%，Mn+ TFe含量：51.5110-2。 （5）3礦層

19、該鐵礦層極不穩(wěn)定，僅零星狀見于礦區(qū)中東部ZK501，與礦層呈整合接觸，走向呈南北向，傾向東，傾角時(shí)28，厚度4.06m，礦層單樣Mn品位0.081.0410-2，TFe品位45.863.810-2；礦層平均Mn品位0.0310-2，TFe品位54.4510-2，P含量0.0110-2，SiO2含量4.3023.210-2，平均18.8010-2，S含量4.3023.210-2，平均0.110-2。該礦層分布范圍不廣，僅見于個(gè)別工程，構(gòu)不成有工業(yè)意義的333類以上礦體，未估算資源量，可一起開采利用。 （6）礦層 該鐵錳礦層極不穩(wěn)定，僅零星狀分布于礦區(qū)中西部ZK603孔，沿走向及傾向上尖滅，與粉砂

20、質(zhì)板巖呈整合接觸，走向呈南北向，傾向東，傾角時(shí)25，厚度1.63m，礦層單樣Mn品位14.8550.0010-2，TFe品位2.62.710-2；礦層平均Mn品位29.310-2，TFe品位2.710-2，P含量0.0110-2，SiO2含量0.40.710-2，平均0.5810-2，S含量0.110-2。該礦層厚度較薄，分布范圍不廣，僅個(gè)別地段分布，構(gòu)不成有工業(yè)意義的333類以上礦體，未估算資源量，可一起開采利用。各礦層主要特征見表3-1： 表3-1 鐵（錳）礦層主要特征表 礦床內(nèi)鐵礦層和鐵錳礦層總厚度的平均值為10.33m，厚度變化系數(shù)為123.68%，礦層與夾層厚度變化情況見表4-3。

21、礦床鐵礦層平均TFe：42.0410-2，品位變化系數(shù)247.06%，鐵錳礦層平均TFe：25.8510-2，品位變化系數(shù)402.85%，Mn：25.3910-2，品位變化系數(shù)315.39%。（見表3-2） 表3-2 各剖面主要礦層及夾層厚度變化統(tǒng)計(jì)表 單位：m 3.2礦床成因及找礦標(biāo)志 3.2.1礦床成因 礦區(qū)處于世界著名的南非卡拉哈里波斯特馬斯堡BIF鐵錳成礦帶中段，卡拉哈里盆地南部，該成礦帶蘊(yùn)藏資源量巨大，在閉塞的卡拉哈里盆地內(nèi)，火山活動(dòng)強(qiáng)烈，變質(zhì)作用發(fā)育，廣泛發(fā)育條帶狀含鐵錳建造，賦礦層位為一套富含鐵錳碳酸鹽巖、石英巖、火山巖等的海底熱水噴氣沉積建造，并具多期海底熱液噴氣特征，每次海底

22、噴氣活動(dòng)都帶來大量Fe、 Si等成礦物質(zhì)和酸性、還原性氣體，為形成巨型鐵錳礦床提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。該礦床賦存于德蘭士瓦超群亞斯貝斯堡亞群阿斯別斯伯爾格組中，成因類型屬沉積變質(zhì)鐵錳（鐵）礦床。 3.2.2找礦標(biāo)志 （1）德蘭士瓦超群亞斯貝斯堡亞群阿斯別斯伯爾格組是鐵錳（鐵）礦的賦礦層位，在區(qū)域上分布廣泛且穩(wěn)定，是其找礦標(biāo)志。 （2）地表鐵錳礦體露頭、鐵錳礦轉(zhuǎn)石及采坑等均屬直接找礦標(biāo)志。 3.3礦床資源量 通過1年地質(zhì)詳查，探獲一特大型沉積變質(zhì)型鐵錳（鐵）礦床， PIN2礦段鐵錳礦+鐵礦資源量332+333礦石量13557.8萬t，其中鐵礦石資源量1762.3萬t，TFe品位42.0410-2 ，鐵錳礦石資源量3897.6萬t，Mn品位25.8510-2，TFe品位25.3910-2，Mn+ TFe品位；51.2410-2，332類占總資源儲(chǔ)量的71%。 4、區(qū)域找礦潛力分析 4.1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造對(duì)區(qū)內(nèi)成礦有利 工作區(qū)位于世界著名的南非卡拉哈里波斯特馬斯堡BIF鐵錳成礦帶中段，卡拉哈里盆地南部，該成礦帶蘊(yùn)藏有波斯特馬斯堡、卡拉哈里等超大型錳礦床，總資源量達(dá)40億噸以上之多（李上森，1996）。在閉塞的卡拉哈里盆地內(nèi),火山活動(dòng)強(qiáng)烈，變質(zhì)作用發(fā)育，廣泛發(fā)育條帶狀含鐵錳建造，賦礦層位為德蘭士瓦超群格哈普拉托群一套富含鐵錳碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、火山巖等的海底熱水