几内亚西南部莫拉铁矿区地质特征及找矿方向

曹　健，田　麒，李宏臣，付方建，江胜国

(天津华北地质勘查局地质研究所，天津 300171)



几内亚西南部莫拉铁矿区地质特征及找矿方向

曹健，田麒，李宏臣，付方建，江胜国

(天津华北地质勘查局地质研究所，天津 300171)

摘要：莫拉(Mola)铁矿区位于几内亚金迪亚省，西非克拉通莱奥(Leo)地盾西部边缘的太古代Kenema-Man Domain地盾与西侧罗克列德褶皱带(Rokelide Fold Belts)的接壤地带。区内发育铁角砾岩型、似条带状赤铁矿型2类矿体。研究认为，铁角砾岩型铁矿主要由后期风化淋滤作用对原生赤铁矿改造并富集形成，赋存于地表；似条带状赤铁矿矿体是经初始海底热液喷溢沉积和后期构造作用改造而富集形成。

关键词：莫拉铁矿；构造；矿床成因；找矿标志；几内亚

0引言

莫拉(Mola)铁矿区位于几内亚金迪亚省中西部地区，距首都科纳克里(Conakry)约100 km，交通十分方便(图1)。矿区所在区域处于西非克拉通莱奥(Leo)地盾西部边缘的太古宙Kenema-Man Domain地盾与西侧罗克列德褶皱带(Rokelide Fold Belts)的接壤地带。太古宙地盾由达布拉群绿岩带和片麻岩组成，发育变质程度高的混合岩和含铁石英岩，其上为以线型和小地体形态残留的表壳岩，为酸性-基性火山岩套及少量陆源碎屑岩经低-中级变质形成的卡姆贝统表壳岩，系勘探区主要地层，其中的条带状磁铁石英岩为区内主要的含铁建造；罗克列德褶皱带新元古界仅在矿区的西部和东北部有少量出露，不整合覆盖在太古宙或古元古代变质岩和花岗质基底上，由比里姆(Birinan)火山-沉积岩系组成，并有大量中-酸性岩浆的侵入。区域仅在矿区北部出露少量上古生界Cliff群碎屑岩，其中有大量基性-超基性岩侵入；中生界主要分布于矿区西部沿海的大陆边缘盆地中，侏罗纪至新近纪区域处于长期风化环境，部分地区形成红土风化型铁或铝土矿毯状矿床。

1矿区地质特征

1.1地层

莫拉铁矿区地表主要为第四系松散堆积物和植被覆盖，基岩露头零星，地层及岩石分布资料多依靠槽探和钻探工程取得。

图1　莫拉铁矿区交通位置图Fig.1　Traffic map of Mola prospecting area

(1)卡姆贝统表壳岩。见有零星露头，呈线型和小地体残留形态，由片岩、石英岩及含赤铁矿、镜铁矿石英岩组成，包括7个岩性单元：①石英片岩：灰白色，鳞片粒状细粒变晶结构，片状构造，主要由石英和少量云母组成；②云母石英片岩：灰色，细粒片状粒状变晶结构，片状构造，局部褶皱发育，片理明显，主要矿物成分为石英、黑云母，少量石榴石、长石；另外，岩石局部具少量星点状黄铁矿化、磁铁矿化；③石英岩：灰白色，细粒粒状变晶结构，块状构造，主要矿物成分为石英，次为绢云母。局部有星点状黄铁矿和磁铁矿化现象；④斜长绿泥片岩：灰绿色，中粒柱状片状变晶结构，片状构造，主要矿物成分为绿泥石、斜长石、阳起石，少量绿帘石等；绿泥石为墨绿色，片状，粒径0.01～0.05 mm，部分0.05～0.1 mm，少部分0.1～0.2 mm，集合体一般呈似条痕状、条纹状定向分布，部分集合体似透镜状、似条纹状定向分布；⑤长石石英片岩：灰白色，中粒柱状粒状变晶结构，片状构造，主要矿物成分为石英，次为长石；石英为无色或灰色，他形粒状，部分似砂状，粒径0.05～0.1 mm，部分0.1～0.2 mm，少部分0.2～0.3 mm，镶嵌状，定向分布；⑥绿泥片岩：灰绿色，粒状鳞片变晶结构，片状构造；主要由绿泥石、绿帘石和石英组成；绿泥石呈墨绿色，片状，粒径0.01～0.05 mm，部分0.05～0.1 mm，少部分0.1～0.2 mm，定向分布；⑦云母长石片岩：灰色，中粒片状柱状变晶结构，片状构造，主要矿物为长石、云母，少量石英；长石主要为斜长石，灰白色，他形粒状，粒径一般0.01～0.02 mm，部分0.02～0.03 mm，少部分0.03～0.05 mm，镶嵌状，定向分布。

(2)残、坡积和堆积。区内大量发育，面积约占80%，主要分布在平缓坡地和顶部平坦的高地中，主要为红褐色细砂、黏土及磨圆度高的岩石和铁角砾岩细砾。矿区中部和北东部平坦的高地和缓坡地段，大量发育由块状铁氧化物和条带状铁建造被风化或剥蚀后，原地沉积或短距离搬运经淋滤作用形成的铁角砾岩，呈暗褐色、红褐色和黄褐色，致密、坚硬，形成盖层，呈毯状。包括2个岩性单元：①残、坡积松散堆积物：由灰红色含铁较高的黏土及基岩碎石混合物组成；②铁角砾岩：呈红褐色和黄褐色的致密、坚硬的岩石形态，是由含铁岩石和含磁铁矿片岩在新近纪和更新世经过长期风化作用形成的堆积，在原地或近距离再次搬运堆积并经压实和淋滤作用而形成，具角砾、孔洞，有时呈块状构造，含铁品位较高，为矿区主要矿石类型之一。

(3)洪、冲积和松散堆积。分布于矿区内现代河床、冲沟和洼地、滩地，主要为磨圆度较高的砂、砾和黏土。

1.2构造

矿区岩石变形和破碎程度较高，碎裂化普遍，构造非常发育，褶皱控制矿体的空间形态和规模，断层控制矿体的分布格局。

(1)褶皱。莫拉铁矿区位于莫拉复式褶皱近核部地带，主构造线方向为320°～340°，其内次级褶皱非常发育，由一系列相间排列的轴面SE倾或NW倾的背形和向形构造组成。褶皱轴向不一，主体枢纽方向为330°～340°，倾向SE，倾角8°～18°，其次级背形或向形构造的鞍部和近鞍部两翼地带是条带状赤铁矿矿体的主要赋存部位，鞍部或近鞍部矿体较厚，向两翼变薄直至尖灭，矿体形态与产状随褶皱形态及轴面面理变化，轴面面理为区内主要的面理。面理很平直，刀切状，间距1～2 mm(图2)。

(2)断层。勘探区主要发育4条断层，均出露于地表。其中，F1和F3断层规模较大，对矿体具有破坏作用；F2和F4断层规模小，对矿区内矿体的分布基本没有影响。

F1断层：位于勘探区东南莫拉山东坡，走向12°左右，断层南端穿过0勘探线背形轴部延至3勘探线背形西翼，向南没入第四系中，断续出露长约1 km，地形特征为连续的陡崖。断层面倾向E或ES，倾角60°～75°，据北端不同岩性单元的接触关系，东盘向北平移，为有走向滑动的逆断层。该断层穿过Ⅱ和Ⅲ号矿体，对2组矿体的规模和形态影响较大，破坏了矿体的完整性。

图3　莫拉铁矿矿体平面示意图Fig.3　Plane sketch of iron ore bodies in Mola deposit1.冲积层；2.残坡积碎石、砂及黏土堆积物；3云母长石石英片岩；4.长石石英片岩；5.石英岩；6.云母石英片岩；7.石英片岩；8.地质界线；9.断层及编号；10.产状；11.富铁矿体；12.条带状赤铁矿矿体及编号；13.勘探线及编号

F3断层：位于勘探区西侧，走向320°，与矿区主构造线展布方向一致。该断层为逆断层，断层面倾向52°，倾角58°左右，断层带宽约18 m，压碎角砾岩及片理化带非常发育，沿构造裂隙多充填有后期石英细脉或石英-方解石细脉，其内发育呈团块状的镜铁矿。在ZK403孔76 m深处见有视厚1.7 m的断层泥和片理化带。该断层延伸约790 m，从目前所取得的资料分析，该断层为成矿后构造，对Ⅳ-1和Ⅳ-2赤铁矿矿体的整体性破坏程度高。由于该矿体南东端被断层错断并平移抬升，矿体上部大部分已被剥蚀。

1.3变质作用

矿区内变质作用主要为区域变质作用，其原岩属滨海或浅海相陆源沉积以及基性-超基性火山喷发岩形成的BIF铁建造，在一定的温度和压力下发生重结晶，形成卡姆贝岩系、比里姆岩系的黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩、云母石英片岩、石英片岩等变质岩石组合。变质相属绿片岩-低角闪岩相。

2矿(化)体及矿石特征

2.1矿体特征

本次勘查工作圈出多处地表铁角砾岩矿体和赤铁矿矿体。铁角砾岩矿体编号为fbr；赤铁矿铁矿体共圈定了8条，其中工业矿体5条，低品位工业矿体3条(图3)。

(1)铁角砾岩铁矿体：矿体连续性好，呈毯状，在80～120 m标高连续分布，厚2～7 m，最厚处14.5 m，平均厚6.11 m，厚度变化系数为80%，厚度变化基本稳定，在0，4，8勘探线中部地段较厚，向四周变薄。

图4　莫拉铁矿08勘探线(a)和04勘探线(b)剖面矿体示意图Fig.4　Section of Line 4 and line 8 in the Mola deposit1.铁角砾岩矿体；2.条带状赤铁矿矿体及编号；3.条带状赤铁矿低品位矿体及编号；4.地形线；5.钻孔及编号；6.断层及编号

(2)条带状赤铁矿矿体：主矿体在3～12勘探线间中部地段较厚，钻孔控制标高为110～-50 m，埋深0～151 m。ZK301孔中见有3层矿体，总视厚度62 m，矿体底板标高-6 m；ZK302孔见有7层矿体，总视厚度48 m，矿体底板标高-26 m，矿体倾角28°～58°，局部近直立；至矿区边部地段，各矿体视厚仅2～16 m，沿倾向厚度变化系数为140%。沿走向方向，南东侧ZK701孔仅见到薄层条带状赤铁矿(终孔井深53.3 m，孔口标高62 m)，北西侧ZK2005孔(孔口标高73 m)仅见到薄层条带状赤铁矿矿体，视厚为2.5 m。可见，矿区内条带状赤铁矿主矿体沿走向和倾向有逐渐变薄或尖灭的趋势，整体形态呈主矿体中部厚、沿倾向和走向边部变薄的特征，形似“帽”。矿区中部及北东侧矿体厚度较大，TFe品位较高；沿走向向北西和南东方向及沿倾向向南西侧矿体变薄，TFe品位降低。

根据探槽、前人施工的浅井及钻探的见矿情况，富赤铁矿体的产出位置均位于鞍部地段，形态呈紧密褶皱或褶曲，向两翼(也是倾向方向)迅速变薄或尖灭，主要分布在5—12勘探线间，走向330°～350°，倾角30°～60°，变化较大，构造位置上位于F1断层西侧，近SN向向形的核部地带，沿走向延伸约500 m，断续延深约40 m，主要为灰黑色条带状赤铁矿，在4与3勘探线间，分布有块状赤铁矿(图4)。

图5　铁角砾岩(a)与似条带状赤铁矿(b)Fig.5　Map showing iron breccia and banded hematite ores

2.2矿石特征

(1)褐红色铁角砾岩型铁矿石：角砾状结构，角砾为隐晶状褐铁矿和细小板状赤铁矿集合体，少量基岩碎块，胶结物为石英、黏土矿物及粒度更为细小的褐铁矿和赤铁矿。蜂窝状构造，部分为块状构造，少数具似层理。矿石矿物以褐铁矿、赤铁矿为主，少量镜铁矿和残余磁铁矿。该类矿石在局部地段含极少量自然金颗粒和黄铁矿、黄铜矿。该类矿石的矿体连续性好，呈面状分布，可单独圈出。矿体上部致密坚硬，呈黑褐、黄褐色，角砾以赤铁矿、褐铁矿为主，铁质胶结；下部呈黄褐色，较疏松，角砾成分以赤铁矿、褐铁矿为主，约60%，少量镜铁矿，胶结物以铁质为主，含较多的黏土矿物，约40%。铁角砾岩矿石品位w(TFe)=31%～56%，最高可达64%(图5a)。

(2)深灰色条带状赤铁矿矿石：外观呈深灰-灰黑色，近围岩部位则呈灰色，半自形-他形细粒变晶结构，似条纹状-似层状构造，部分富矿段为块状构造。矿石矿物为赤铁矿、假象赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿；脉石矿物为石英、绢云母。赤铁矿呈半自形-他形晶粒状，分布于脉石矿物中。深灰色条带状赤铁矿矿石铁品位高，是矿区的主要矿石类型之一(图5b)。

2.3矿体(层)围岩和夹石

矿体赋存于卡姆贝统变质岩中，矿体顶、底板围岩主要为石英岩、含赤铁矿石英片岩、含赤铁矿云母石英片岩、含赤铁矿绿泥石片岩等，其中含赤铁矿石英片岩、含赤铁矿云母石英片岩和含赤铁矿绿泥石片岩与矿体呈渐变关系，矿体与顶底板围岩的矿物成分、化学成分及其变化特征基本相同，工业品位和低品位矿石界线需借助化学分析界定。夹石主要为石英岩、长石石英片岩、绿泥石英片岩等。

3矿床成因

本区铁矿成因为沉积-变质型铁矿。铁矿的形成过程主要包括初始的海底热液喷溢沉积成矿和后期改造两个阶段，成矿的基础是前者。早期海底热液喷溢沉积作用，导致在当时海相环境中沿北西或近东西向古海盆形成最初的矿质聚集，是本区铁矿的初始成矿作用；后期的构造作用中，矿体与地层一起形成同步褶皱，主要有复式褶皱和紧闭褶皱，并同时形成强片理化带。通过勘探线上的钻孔剖面图可看出，矿体呈中间厚、边部薄的特点，且赋存于褶皱核部，这一现象反映了构造活动过程中对铁矿产生的加富作用，与“鞍山式”铁矿成矿模式极为相似。后期的风化淋滤作用，主要是对原生赤铁矿改造并形成富铁角砾岩型铁矿，赋存于地表。

4找矿标志

(1)地表氧化带发育的地段，深部往往产有原生赤铁矿矿体。根据工作区树木及次生林极其发育、土壤大面积覆盖的特点，氧化带转石是非常好的近矿直接找矿标志。

(2)由于条带状赤铁矿的赋存及空间展布特征符合“鞍山式”铁矿特征，应在沿着断裂、褶皱、矿化带及矿脉延伸方向进行工程验证，还有相当大的找矿前景。

(3)地表基本裸露、林木及次生林稀疏、地势平坦的高地往往发育铁角砾岩型铁矿化体，其中外观致密坚硬、呈褐红色和黑褐色并具块状构造或似层状构造者为高品位铁矿体。

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Geological characteristics of Mola iron ore area in the southwest of Guinea

GAO Jian, TIAN Qi, LI Hongchen, FU Fangjian, JIANG Shengguo

(GeologicalInstituteofTianjinNorthChinaGeologicalExplorationBureau,Tianjin300171,China)

Abstract：Mola iron ore exploration area is located in the southwest of Guinea, the West African craton (Leo) on the western edge of the shield of the Archean (Kenema-Man Domain) shield and the Roque de fold belt (Rokelide Fold Belts) the border zone. Development of iron breccia type, exploration area like bandedhematite type two types of ore body. Iron breccia type of iron ore is mainly due toweathering and leaching of late, the primary hematite transformation andenrichment, occurs in the surface. A banded hematite ore is the initial seafloorhydrothermal sedimentary and tectonic reconstruction and enriched form.

Key Words：Mola iron ore area; structure; origin of deposit; prospecting criteria; Guinea

收稿日期：2016-01-12；责任编辑：赵庆

作者简介：曹健(1986—)，男，助理工程师，从事金属矿地质勘查与研究工作。

通信地址：天津市河东区广瑞西路67号；邮政编码：300171；E-mail：512465256@qq.com

doi：10. 6053/j. issn.1001-1412. 2016. 01. 009

中图分类号：P613；P618.31

文献标识码：A