莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦礦石質量特征
——以贊比西亞省5004C礦區為例

孟令華，崔慶崗，孔德金，杜小亮

(中化地質礦山總局山東地質勘查院，山東 泰安　271000)

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莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦礦石質量特征

——以贊比西亞省5004C礦區為例

孟令華，崔慶崗，孔德金，杜小亮

(中化地質礦山總局山東地質勘查院，山東 泰安271000)

濱海砂礦是目前全球最大的潛在海洋礦產資源之一，僅次于石油與天然氣。莫桑比克東部沿海濱海砂礦資源豐富，在世界上占有重要地位。該文結合莫桑比克贊比西亞省5004C礦區鋯鈦砂礦，分析礦石結構與構造、礦石物質組成、礦物含量及變化等礦石質量特征，為莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦的勘探和開發提供有利信息。

鋯鈦砂礦；礦石質量；東部沿海；莫桑比克

引文格式：孟令華，崔慶崗，孔德金，等.莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦礦石質量特征——以贊比西亞省5004C礦區為例[J].山東國土資源，2015,31(12)：10-15.MENG Linghua，CUN qinggang，KONG dejin，etc. Characteristics of Ore Quality of Zirconium Ilmenite Deposit in Eastern Coastal Area of Mozambique——Setting 5004C Mining Area in Zambezia Province as an Example[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(12)：10-15.

海洋是礦產資源的寶庫，而濱海砂礦作為海洋礦產資源的一部分逐漸受到人們的重視。濱海砂礦具有礦種豐富，品位高，儲量大，開采方便，選礦簡易等特點，是目前全球最大的潛在礦產資源之一[1-3]。全球已有許多濱海砂礦在開采，其儲量和產量都占有相當重要的地位。當前鋯鈦砂礦是世界上鋯英石、鈦鐵礦及金紅石等礦石的主要來源。目前世界鋯英石資源，主要分布在澳大利亞、南非、美國和印度[4]。世界對鈦礦資源的勘查與開發主要集中在澳大利亞、塞拉利昂、莫桑比克、肯尼亞、馬達加斯加、印度和越南等國[5]。鋯鈦砂礦的礦床類型主要為濱海砂礦，它是原生礦在自然條件下經風化、破碎、搬運、富集形成。具有易采、易選、生產成本低，產品質量好及伴生礦物種類多，綜合回收價值大等優點，屬于比較理想的礦產資源[6]。莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦資源豐富，有巨大的勘探及投資前景。該文以莫桑比克贊比西亞省5004C礦區鋯鈦砂礦為例，研究莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦礦石質量特征，為進一步勘探和開發莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦提供依據①中化地質礦山總局山東地質勘查院，莫桑比克贊比西亞省5004C礦區鋯鈦砂礦詳查報告，2013年。。

1　礦區地質

礦區位于莫桑比克贊比西亞省克利馬內市境內，東瀕印度洋，南北長，東西窄，沿海岸線分布(圖1)。礦區內地形較平坦，西部相對較高，東部略低，為海拔高程在0.00～18.70m之間的濱海地區。

礦區內廣泛出露第四紀濱海相沉積(圖1)，巖性及含礦性變化如下：

(1)第四紀濱海相沉積白色細砂—粉細砂層：廣泛分布在海岸平坦砂地和起伏砂地上，揭穿厚度一般在3～9m之間。礦物成分以白色—灰白色粉細—細粒石英為主，含少量粘土質，為礦區的主要含礦層位。

(2)第四紀濱海相沉積灰白色—灰色粉質粘土層：分布于白色細砂—粉細砂層之下。稍濕，可塑；主要成分為粉質粘土，含少量石英粉細砂，局部見少量中砂，含礦性差，為含礦層底板圍巖。

(3)第四紀海灘及潮間帶流動砂體：分布于海岸帶邊緣，為白色細砂。砂體流動性大，受漲潮與退潮影響大，含礦性較差。

(4)河流或海相形成的沖積層：分布范圍較廣，約占整個礦區范圍的70%，主要為細砂—中砂，含少量泥質，含礦性較差。

礦區基底巖石為泛非構造帶的上古生界片麻巖。由于被大面積第四紀松散沉積物覆蓋，礦區范圍內地表未見有出露。據區域地質資料，基底巖石最深超過20.00m，巖石已經強烈風化，呈砂質粘土狀，但原巖結構、構造尚可辨認。巖石呈灰黑色，中粗粒結構，塊狀構造，主要礦物成分為斜長石和正長石(風化后呈高嶺土狀)，其次為石英，見少量絹云母，微量褐鐵礦、鈦鐵礦等。

1—海灘、潮間帶流動砂體；2—海岸砂丘、細砂—粉細砂；3—河流或海相形成的沖積層；4—地類邊界；5—水系圖1　礦區地形地質圖

由于礦區被第四紀松散沉積物廣泛覆蓋，故構造現象不明顯。根據現代地形地貌分析，可能存在EW向、SN向和NE向隱伏斷裂或裂隙構造。

2　礦石結構構造特征與物質組成

2.1礦石結構構造

該礦床的礦石巖性較單一，為第四紀濱海相沉積白色細砂—粉細砂。礦石為含鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石的細粒—粉細粒石英砂，主要為細粒結構，松散砂狀構造。由灰黃—灰白色粉細--細粒石英砂組成，沉積韻律特征明顯，一般情況是上部石英砂稍細，含礦性較好，下部石英砂稍粗，含礦性較差。

2.2礦石礦物組成及粒度

采用MLA礦物自動定量檢測設備對淘洗后重砂進行礦物定量檢測[7]，結果見表1。

表1　淘洗后重砂礦物定量檢測結果

從表1可見，淘洗后重礦砂的主要礦物為鈦鐵礦，其次是鋯石和鈦赤鐵礦，其他礦物含量雖少但種類較多，包括有金紅石、獨居石、鉻鐵礦、磁鐵礦、石英、石榴子石等。

淘洗后重砂中主要礦物粒度分布結果列于表2。從表2中可看出，該砂礦自然粒度范圍較窄，各個主要礦物的粒度大小相近，粒度范圍均較窄，主要集中在0.04～0.125mm粒級。

表2　原砂中各主要礦物粒度分布結果

2.3主要礦石礦物特征

(1)鋯英石：紅褐色、淺紅色、無色，金剛光澤，透明—半透明。圓粒狀、柱狀，晶形較不完整，棱角圓滑(圖2)，熔蝕現象較明顯，比重4.4～4.8，硬度7.5～8.0，粒徑為0.04～0.10mm。其化學成分能譜分析結果表明，平均含ZrO265.09%(表3)。

表3　鋯英石化學成分能譜分析結果

(2)金紅石：黑色、紅褐色，呈長柱狀或圓棒狀，大多數為單體顆粒(圖2)。少量金紅石呈不規則狀，其中包裹微粒硅鋁質脈石、榍石和黃鐵礦。礦物粒度總體較鈦鐵礦略細小，主要以單體產出。表面光亮，金屬、金剛及油脂光澤。性脆，硬度大。比重4.2～4.4，硬度6.0～6.5，粒徑0.06～0.20mm左右。金紅石化學成分能譜分析結果表明，平均TiO2含量98.15%，金紅石單礦物分析TiO290.41%(表4)。

表4　金紅石化學成分能譜分析結果

(3)鈦鐵礦：鐵黑色(圖2)，條痕為黑色，金屬光澤，礦物顆粒有一定的磨圓度，一般呈次棱角粒狀、板狀，部分為圓化粒狀，貝殼狀斷口，大多呈單體產出，少量礦物中包裹或連生有石英等脈石礦物及榍石化。部分鈦鐵礦中有氧化蝕變的赤鐵礦微晶析出。比重4.72，硬度5～6，粒徑0.04～0.20mm，個別可達0.30mm。其化學成分能譜分析結果表明，平均含TiO251.52%，FeO 46.04%(表5)。

圖2　顯微鏡放大后礦砂中鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石顆粒

(4)鋁-鐵鎂鉻鐵礦：呈黑色，薄片半透明，半金屬光澤，硬度5.5，比重4.1～4.5。磁性與鈦鐵礦相近，隨著鋁的替代量增加，磁性減弱，含鋁高時磁性略弱于鈦鐵礦。該礦砂中鋁-鐵鎂鉻鐵礦化學成分能譜檢測結果表明，平均含Cr2O345.15%，Al2O320.67%，FeO 23.76%，MgO 9.01%，并含少量鈦、釩、鈣等元素(表6)。

表5　鈦鐵礦化學成分能譜分析結果

表6　鋁-鐵鎂鉻鐵礦化學成分能譜分析結果

(5)獨居石：黃綠色、橙黃色，透明，弱油脂光澤(圖2)。呈圓粒狀，橢圓粒狀，基本以單體狀態出現。比重4.9～5.5，硬度5～5.5，礦物粒度0.06～0.12mm。礦砂中獨居石化學成分能譜檢測結果(表7)表明，獨居石中Th和U含量較高，并有少量Ca替代稀土，絡陰離子部分有[SiO3]4-代替[PO4]3-。單礦物分析REO含量60.70%，ThO23.25%。

表7　獨居石化學成分能譜分析結果

(6)鈦赤鐵礦：呈次磨圓狀，多為單體顆粒，粒度一般在0.03～0.10mm之間。該礦砂中鈦赤鐵礦化學成分能譜檢測結果表明，該礦石中赤鐵礦含數量不等的鈦，并含少量錳。鈦赤鐵礦單礦物分析：Fe 62.37%，TiO217.04%，Zr(Hf)O20.07%(表8)。

(7)磁鐵礦：黑色，半金屬光澤，不規則粒狀、板狀、次滾圓狀，具強磁性。粒徑0.01～0.20mm。

表8　鈦赤鐵礦化學成分能譜分析結果

(8)石榴子石：橙紅、淺綠、黃色、紫紅色、褐色，玻璃光澤，不規則粒狀、塊狀，硬度大。粒徑0.02～0.70mm。

2.4主要礦石礦物化學成分

經重砂淘洗，選出鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石樣品做單礦物化學分析，主要礦石礦物鋯英石含(Zr,Hf)O265.84%，HfO21.31%，Fe 0.18%，TiO20.04%；鈦鐵礦含TiO250.90%，Fe 34.86%，Zr(Hf)O20.09%；金紅石含TiO290.41%；獨居石含REO約60.70%，ThO23.25%。

3　礦石礦物含量及其變化特征

3.1礦石礦物含量特征

(1)根據樣品化學分析結果折算的礦物含量計算統計，在該礦區1844個基本分析樣品中圈入礦體內的有1324件，鋯英石含量小于1.00kg/m3的樣品共計70個，占總樣品數的5.29%；1.00～4.00kg/m3的樣品802個，占總樣品數的60.57%；4.00～8.00kg/m3的樣品205個，占總樣品數的15.48%；大于8.00kg/m3的樣品247個，占總樣品數的18.66%。可見，達到邊界品位以上的鋯英石含量主要分布在1.00～4.00kg/m3之間，大于1.00kg/m3的樣品總數有1254個，占總樣品數的94.71%(圖3)。

(2)根據樣品化學分析結果折算的礦物含量計算統計，在該礦區1324個基本分析樣品中，鈦鐵礦含量小于10.00kg/m3的樣品共計140個，占總樣品數的10.57%；10.00～15.00kg/m3的樣品227個，占總樣品數的17.15%；15.00～30.00kg/m3的樣品407個，占總樣品數的30.74%；大于30.00kg/m3的樣品550個，占總樣品數的41.54%。

可見，鈦鐵礦含量主要分布在10.00～30.00kg/m3之間，大于10.00kg/m3的樣品總數有1184個，占總樣品數的89.43%(圖3)。

圖3　鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石含量統計分布直方圖

(3)根據樣品化學分析結果折算的礦物含量計算統計，在該礦區1324個基本分析樣品中，金紅石含量小于1.00kg/m3的樣品共計172個，占總樣品數的12.99%；1.00～2.00kg/m3的樣品378個，占總樣品數的28.55%；2.00～4.00kg/m3的樣品371個，占總樣品數的28.02%；大于4.00kg/m3的樣品403個，占總樣品數的30.44%。

可見，金紅石含量主要分布在1.00～4.00kg/m3之間，大于1.00kg/m3的樣品總數有1152個，占總樣品數的87.01%(圖3)。

(4)根據樣品化學分析結果折算的礦物含量計算統計，在該礦區1048個基本分析樣品中，獨居石含量小于100g/m3的樣品共計778個，占總樣品數的74.24%；100～200kg/m3的樣品112個，占總樣品數的8.46%；200～400g/m3的樣品68個，占總樣品數的5.14%；大于400g/m3的樣品90個，占總樣品數的6.80%。

可見，獨居石含量多低于100g/m3，占總樣品數的74.24%(圖3)。

從以上礦石礦物含量可以看出：該區鋯英石、鈦鐵礦、金紅石品位較高，屬高品位鋯鈦砂礦，開發利用前景廣闊。

3.2礦石礦物含量變化特征

從上述礦石礦物含量特征上可以看出：鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石在礦層中的含量(品位)呈正相關，即鋯英石品位增高，則鈦鐵礦、金紅石及獨居石品位也相對增高。

3.3礦石中主要礦物的賦存特點

礦石中，主要有用礦物為鋯英石、鈦鐵礦、金紅石及獨居石。

鋯英石：主要呈0.04～0.10mm的單礦物顆粒散布在礦石中，易分選。

鈦鐵礦：主要呈0.04～0.20mm的單礦物顆粒散布在礦石中，易分選。

金紅石：主要呈0.06～0.20mm的單礦物顆粒散布在礦石中，易分選。

獨居石：主要呈0.06～0.12mm的單礦物顆粒散布在礦石中，易分選。

4　結語

(1)莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦地質條件簡單，礦石為含鋯英石、鈦鐵礦、金紅石、獨居石的細粒—粉細粒石英砂，主要為細粒結構，松散砂狀構造，含礦層位較清晰。

(2)分析了礦石礦物組成、粒度、礦物特征及其化學成分，為莫桑比克東部沿海鋯鈦砂礦勘探提供了參考。

(3)分析了礦石礦物含量、變化、賦存特征，認為莫桑比克濱海鋯鈦砂礦品位高、易分選，具有廣闊的勘探開發前景。

[1]遲洪紀,李秀章,鄭作平.山東省濱海砂礦成礦規律及遠景區劃[J].山東地質,2001,17(5):24-31.

[2]張振國,方念喬,李文平.山東半島濱海砂礦資源特征及產業化開發構思[J].資源與產業,2007，(1):53-55.

[3]樊敬亮,丁存根,沈華光,等.濱海砂礦重砂樣品淘洗次數探討[J].礦產勘查,2011,2(4):428.

[4]礦產資源工業要求手冊編委會.《礦產資源工業要求手冊》[M].北京:地質出版社,2010.

[5]國土資源部信息中心.2004—2005世界礦產資源年評[M].北京:地質出版社,2006.

[6]楊海兵,李愛菊,盧剛,等.莫桑比克東部濱海砂礦礦物組成及特征[J].資源調查與環境,2012,33(1):28-31.

[7]張莉莉,梁冬云,李波,等.某海濱砂礦重選毛砂工藝礦物學研究[J].材料研究與應用,2014,8(4):277-278.

Characteristics of Ore Quality of Zirconium Ilmenite Deposit in Eastern Coastal Area of Mozambique——Setting 5004C Mining Area in Zambezia Province as an Example

MENG Linghua，CUN qinggang，KONG dejin，etc.

(Shandong Geological Prospecting Institute of Chemical Geology and Mine Bureau, Shandong Tai'an 271000, China)

Marginal marine placer is one of the mineral resources with the most largest potentiality in the world. It is only next to oil and gas. The marginal marine placer are rich in eastern coastal areas in Mozambique, and occupies an important position in the world. In this paper, combining with zirconium ilmenite deposit in 5004C mining area of Zambezia province in Mozambique, characteristics of ore quality, such as ore structures, ore compositions, contents and changes have been analyzed. It wll provide favorable information for the exploration and development of zirconium ilmenite deposit in eastern coastal areas of Mozambique.

Zirconium ilmenite deposit; ore quality; eastern coastal areas; Mozambique

2015-03-30；

2015-04-24；編輯：曹麗麗

孟令華(1984—)，男，山東濰坊人，工程師，主要從事礦產地質勘查工作；E-mail：menglinghua1984@163.com

P744.2

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