尼日利亚奥贡州、埃邦伊州、克罗斯河州石灰岩矿地质特征对比分析

＊王雷振 于龙庆 夏强 刘中根 杨永飞

（中国建筑材料工业地质勘查中心江苏总队 江苏 211135）

尼日利亚地处西非东南部，南濒大西洋几内亚湾，北邻尼日尔，西接贝宁，东靠喀麦隆，东北隔乍得湖与乍得相望。国土面积92.38万平方千米[1]。随着尼日利亚基础设施建设的发展，对石灰岩矿的需求越来越大。

近年来，尼日利亚南部奥贡州伊托里、埃邦伊州埃努古和克罗斯河州卡拉巴尔地区发现了一些石灰岩矿，但上述石灰岩矿的地质特征及成因还未见系统报道。笔者有幸在上述石灰岩矿区进行过地质勘查工作，对尼日利亚南部奥贡州、埃邦伊州、克罗斯河州三个地区的石灰岩矿床地质特征及成因有所了解。

1.矿区概况

奥贡州伊托里矿区位于州府所在地阿贝库塔南西约35km，拉各斯北西约60km，属奥贡州管辖。矿区地表植被发育，雨季时多有积水，主要河流是流经北部的瓦昆努河。埃邦伊州埃努古矿区位于埃努古北东约27km，属埃邦伊州管辖。矿区内水源较少，仅在北部有一条大的河流。克罗斯河州卡拉巴尔矿区位于卡拉巴尔市北西约51km，属克罗斯河州管辖。矿区为低山丘陵地貌，植被较为茂盛。

矿区气候均属热带季风性气候，总体高温多雨，年平均温度26～27℃。5—10月为雨季，11月—次年4月为旱季。年降雨量3316mm，日最大降雨量约446mm。

2.矿区地质特征

尼日利亚地处非洲大陆西南部，分为结晶基底区及沉积盖层区。尼日利亚南部属于沉积盖层区，地层由白垩系、第三系的砂页岩及第四系冲积物和冲洪积物组成。构造主要为尼日尔三角洲断裂，区内岩浆岩不发育。区内沉积盆地较发育，主要由白垩纪-新近纪沉积物组成，包括尼日尔三角洲，阿莱姆巴拉盆地等[2]。

（1）地层。①伊托里矿区。地层主要为古新统Abeokuta组、始新统Ewekoro组、第四系。

A.第四系：基本覆盖整个矿区，南西部主要为砂和砂质黏土互层，有褐铁矿化；北东部主要为土黄色、褐色黏土。

B.始新统Ewekoro组：始新统Ewekoro组地层可分为两个岩性段，下段为灰黑色炭质页岩，近似水平，最大厚度约30m，最小厚度约4.9m；上段为土黄色黏土及页岩，厚度在0.5～5m。

C.古新统Abeokuta组：古新统Abeokuta组可分为两个岩性段，分别为下段钙质砂岩：灰白色，细粒-中粒结构，中厚层状构造，主要矿物成分为石英，约含50%，钙质胶结，胶结较差。局部可见溶蚀现象，地层近似水平。未见底，厚度大于150m；上段泥晶质生物碎屑灰岩：上部灰岩主要矿物成分为方解石，含量约60%，生物碎屑约含30%，含少量石英质陆源碎屑，为矿区的含矿层位，厚度约为15～20m，近似水平。下部泥灰岩主要矿物成分为方解石，含量约为35%，生物碎屑约含10%，陆源碎屑约含30%，为矿层底板，厚度3～ 20m，近似水平。

②埃努古矿区。地层主要为白垩系上统土伦组及第四系。

A.第四系：矿区大部分被第四系覆盖，岩性为黏土和泥岩。黏土：红褐色、青灰色，土状构造，主要矿物成分为黏土质矿物，中等风化，遇水较粘。泥岩：土黄色，土状构造，泥质结构，主要成分为一些含泥质矿物。中等风化，遇水较粘。

B.白垩系上统土伦组。土伦组地层倾向北西，走向北东—南西，倾角＜12°，岩性分为6个小层：

砂岩、页岩：主要分布在矿区西侧，为Ⅰ矿层顶板，以页岩、砂质页岩为主，细粒结构，薄层状构造，主要矿物成分石英，含钙质、泥质胶结物，厚度大于35m；

灰岩(Ⅰ矿层)：青灰色，泥晶结构，块状构造，矿物成分主要为方解石及泥质矿物，发育宽约1mm黑色泥质条带，不规则分布，厚度1.98～7.63m；

页岩：在Ⅰ矿层和Ⅱ矿层之间，以页岩为主，细粒结构，薄层状构造，主要矿物成分石英，含钙质、泥质胶结物，厚度26～35m，为Ⅱ矿层顶板；

灰岩（Ⅱ矿层）：主要为灰岩、泥灰岩，青灰灰白色，泥晶结构，块状构造，矿物成分主要为方解石及泥质矿物，发育宽约1mm黑色泥质条带，不规则分布，厚度1.58～3.25m；

灰岩、泥灰岩：主要为灰岩、泥灰岩、泥页岩，灰黑色泥晶结构，薄层状构造，矿物成分主要为方解石、泥质矿物，含碳质,厚度4.3～2.6m；

页岩：灰黑色，细粒结构，薄层状构造，矿物成分主要为石英，泥质矿物，含碳质，局部夹10～20cm 泥灰岩条带，厚度1.2～5.8m，未见底。

③卡拉巴尔矿区。地层主要为白垩系下统阿尔必组、白垩系上统土伦组及第四系。

A.第四系：矿区大部分被第四系覆盖，主要为黏土及泥岩。黏土呈红褐色，泥质结构，松散胶结团块状构造，含灰白色铝土质条带、少量碎石及铁锰结核，遇水较粘。厚度0.5～4.3m。

泥岩呈土黄色、灰黑色，土状构造，泥质结构，主要成份为一些含泥质矿物。中等风化，遇水较粘。在矿区南部，厚度5～20m。

B.白垩系上统土伦组：主要为灰岩、泥页岩，呈互层状，是主要含矿层位，主要分布在矿区中部。灰岩呈灰白色，隐晶-细晶结构，中厚层状构造，主要矿物成分为方解石，其次为泥质，岩层厚度超过22m，未揭穿底板。倾向240°左右，倾角约2°～8°。泥页岩主要分布于矿区南西部，为灰黄色、灰黑色，下部为中厚层状灰岩、页岩互层。倾向240°左右，倾角 2°～5°。

C.白垩系下统阿尔必组：主要为粉砂岩、页岩，分布在矿区北东部，顶部为灰白色细粒状钙质砂岩，底部为钙质泥岩及页岩，局部有少量灰岩、礁灰岩薄层。倾向约240°，倾角约2°～8°，厚度＞5m。

表1 伊托里矿区、埃努古矿区、卡拉巴尔矿区赋矿层位表

（2）矿区构造。伊托里矿区、埃努古矿区、卡拉巴尔矿区沉积地层均不整合接触于结晶基底之上。伊托里矿区构造简单，地层近似水平。埃努古矿区地层呈单斜层状产出，走向北东-南西向，倾向北西，倾角较缓，倾角小于12°。卡拉巴尔矿区地层主要呈单斜产出，倾向南西，北西—南东走向，倾角较缓，倾角小于8°。

（3）矿区岩浆岩。伊托里矿区、埃努古矿区及卡拉巴尔矿区均未见岩浆岩出露。

3.矿层（石灰岩矿）特征

伊托里矿区矿层为单一矿层，呈近水平层状展布，矿层连续性较好。矿石为浅灰色—灰色、灰白色、浅黄色中厚层状碎屑灰岩，以生物碎屑结构为主。矿石中孔隙、裂隙较发育，局部夹砂岩充填。

埃努古矿区矿层可分为Ⅰ矿层和Ⅱ矿层。Ⅰ矿层分布在矿区北西侧，呈单斜层状产出，北东向展布，走向20°～25°，倾向295°，倾角4°～10°。Ⅱ矿层分布在矿区东南侧，也呈单斜层状产出，北东向展布，走向26°，倾向北西，倾角4°～8°，矿层连续性较好。

卡拉巴尔矿区矿层可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ矿层，它们在走向和倾向上相对较为连续，呈单斜层状产出，总体走向45°，倾向北西，倾角2°～8°。Ⅰ矿层主要为灰白色中厚层状细晶-微晶灰岩，含少量泥质。Ⅱ矿层为灰白色中厚层状细晶-微晶灰岩，含少量泥质及砂质，局部为生物碎屑灰岩。Ⅲ矿层为灰白色中厚层状细晶-微晶灰岩、生物碎屑灰岩，含少量泥质。

各矿区矿层厚度见表2。

表2 矿区矿层形态对比表

4.矿石矿物成分

伊托里矿区矿石为含生物碎屑泥晶灰岩，颜色为灰白、白色，主要为生物碎屑泥晶结构，中厚层状、块状构造，局部见少量溶蚀现象。矿物成分为生物碎屑、陆源砂屑和方解石、白云石，生物碎屑含量30%～ 52%。

埃努古矿区和卡拉巴尔矿区矿物成分相似，均为含生物碎屑灰岩，主要为微晶-细晶结构含生物碎屑，块状、中厚层状构造。矿物成分为微晶方解石和生物碎屑，含量87%～97%；泥质矿物含量2%～10%；白云石含量1%～3%。

5.矿石化学成分及品级

三个矿区灰岩矿石化学成分（表3）与水泥原料矿石化学成分一般要求对比分析可知，三个石灰岩矿区CaO、MgO、Na2O+K2O、Cl-、SO3、SiO2含量均满足水泥原料矿石化学成分含量一般要求，其中伊托里矿区和埃努古矿区矿石质量均较好，矿石品级均为Ⅰ级品；卡拉巴尔矿区矿石质量稍差，Ⅰ矿层和Ⅱ矿层矿石中CaO含量稍低，SiO2含量稍高，矿石品级均为Ⅱ级品，Ⅲ矿层矿石质量较好，矿石品级为Ⅰ级品。

表3 矿区矿石化学成分与水泥原料矿石化学成分一般要求对比表

6.矿层围岩

伊托里矿区矿层为单一矿层，矿层连续、稳定，无夹石。顶板为黏土、页岩和炭质页岩，厚度为3.95～29.35m，底板为泥灰岩和泥质灰岩。

埃努古矿区Ⅰ矿层顶板为页岩、砂质页岩，厚度1.14～10.05m。底板主要为粉砂质页岩，厚度0.52～3.96m；Ⅱ矿层以粉砂质页岩为主，厚度0.65～2.79m。

卡拉巴尔矿区矿层顶、底板围岩主要为页岩夹泥灰岩，互层状产出。Ⅰ矿层顶板为页岩、泥岩，底板（Ⅱ矿层顶板）主要为页岩、泥灰岩，厚度2～9m；Ⅱ矿层底板（Ⅲ矿层顶板）主要为泥页岩，厚度25m左右。Ⅲ矿层底板主要为泥页岩，厚度约50m，局部夹少量薄层状生物碎屑灰岩。

7.矿床成因

伊托里、埃努古、卡拉巴尔三个矿区的石灰岩-页岩岩层序列、地层中的化石及岩石结构构造表明了浅海沉积环境特征。泥岩和石灰岩中的深水微生物化石表明了地层起始于浅海环境沉积并在后期转为深海相沉积环境沉积。石灰岩上部微倾斜构造表明沉积环境中的流动条件的逐渐减弱。地层由下而上微动物种群的增加及生物的多样性，表明沉积环境中海平面逐渐抬升。根据地层中化石、岩石结构构造及地层产出特征，推断三个矿区的灰岩矿床为浅海相沉积成因。

8.总结

通过对尼日利亚南部奥贡州伊托里、埃邦伊州埃努古和克罗斯河州卡拉巴尔地区石灰岩矿地质特征分析，认为伊托里矿区矿层形成时代为第三系古新统，赋存地层为Abeokuta组，矿层厚度较大，连续稳定。埃努古矿区和卡拉巴尔矿区矿层形成时代为白垩系上统，赋存地层为土伦组，其中埃努古矿区有两个矿层，厚度均小于3.25m，厚度不稳定；卡拉巴尔矿区有三个矿层，厚度在2～8.7m，厚度变化较大，不是很稳定。上述三个矿区矿石化学成分表明，都满足水泥原料矿石一般要求，但埃努古矿区和卡拉巴尔矿区矿层厚度较小且不稳定，相较于伊托里矿区，矿石中CaO含量稍低，SiO2含量稍高。

由上述分析可知，在尼日利亚南部，发育于第三系古新统Abeokuta组中的矿层厚度、稳定度、矿石质量上要优于发育于白垩系上统土伦组中的矿层。