埃塞俄比亞鐵礦資源分布及找礦潛力

周少君，謝克家，米長征

(河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊， 河南 鄭州 450016)

0 引言

全球有七大洲都發現有鐵礦石資源，但是分布較不均衡，主要集中在澳大利亞、俄羅斯、巴西、中國等地，四個國家占比超過70%。全球鐵礦類型較多，按成因劃分為BIF相關型、火山成因型、巖漿型、接觸交代—熱液型和沉積型五大類(中國地質調查局發展研究中心，2009)。非洲等地的鐵礦資源豐富，類型以BIF相關型、火山成因型及巖漿型三種類型為主。本文重點探討埃塞俄比亞鐵礦成因類型及找礦潛力。

埃塞俄比亞礦產資源豐富，其中鐵礦作為主要礦種之一，主要分布在奧羅米亞州西部、南方州中部和提格雷州北部與厄立特里亞邊境地區，這些地區地處偏僻，基礎設施較為落后。埃塞俄比亞缺乏相應資金和技術，并未完成徹底有效的全國性鐵礦資源勘探，目前國內外學者對該地區研究也相對較少(埃塞俄比亞投資委員會，2015)。目前該國已發現各類金屬及非金屬礦產資源40余種，礦床、礦點和礦化點總計約628處(Beyth et al.，2003)，其中鐵礦床(點)41處(Beyth et al.，2003；Blades，2013；中國地質調查局發展研究中心，2009)，除了少數礦床由政府或私營公司進行過初步普查和系統勘探外(Beyth et al.，2003；Blades，2013)，絕大多數礦床(點)僅做過正式或非正式的踏勘性調查。本文探討了埃塞俄比亞的鐵礦資源分布及其潛力，綜合埃塞俄比亞以往地質資料，結合部分實地踏勘結果和典型礦床特征，對埃塞俄比亞鐵礦成礦規律及其分布特征進行總結，可為我國相關行業赴埃塞俄比亞投資勘查提供基礎地質資料和科學依據。

1 區域地質特征

埃塞俄比亞位于東非造山帶，屬于“泛非構造帶”，形成于1000～450 Ma(代晶晶，2012；埃塞俄比亞投資委員會，2015)。東非造山帶主要由阿拉伯—努比亞地盾和莫桑比克帶構成。阿拉伯—努比亞地盾位于東非造山帶北部、展布于蘇丹—埃及—沙特阿拉伯一線，由初生的新元古代地殼組成，屬新元古代基底(高長亮等，2010；代晶晶，2012)；莫桑比克帶位于東非造山帶南部，沿埃塞俄比亞南部、肯尼亞、索馬里、坦桑尼亞延伸到莫桑比克，包括馬達加斯加，主要由中—高級片麻巖和大量花崗閃長巖組成，屬于太古代—中元古代基底(Hamrla，1966；Ghebre，2010)。埃塞俄比亞位于阿拉伯—努比亞地盾南部與莫桑比克帶北部的接觸帶(圖1)(Hofmann et al.，1997；Kroner and Stern，2004)。

圖1 東非造山帶大地構造簡圖(據Kusky et al.，2003修改)

埃塞俄比亞境內出露有前寒武紀至第四紀地層，以前寒武紀、中生代晚三疊世—侏羅紀—白堊紀和新生代地層最為發育(Kusky et al.，2003)。其中，前寒武紀基底雜巖是埃塞俄比亞的Au、Pt、Cu、Ni、Fe等礦產主產地，在埃塞俄比亞及周邊區域內廣泛出露，由多種沉積巖和巖漿巖經歷了多級變質和多種類型變質作用之后形成的(Li and Zhao，2012)。前寒武紀基底雜巖主要分布于埃塞俄比亞北部Tigray、西部Wollega、南部Sidamo和東部Harar。根據變質作用強弱程度，埃塞俄比亞基底雜巖詳細的巖石系列劃分標準如下：①鈣堿性和堿性花崗閃長巖侵入體；②低級變質形成的千枚巖、石英巖、片狀礫巖和鈣質、白云質透鏡體(淺變質帶)；③角閃石和綠泥石片巖、石英片巖、大理巖和云母片巖，被末期侵入體所切割(中變質帶)；④片麻巖和云母片巖，被末期侵入體所切割，包括偉晶巖和矽卡巖鐵礦石(深變質帶)(Mekonen et al.，2007；Solomon and Konka，2012)。

埃塞俄比亞北部的基底雜巖出露低級變質火山沉積巖帶，變質程度最低，西部以片麻巖和花崗質巖石為主，變形強烈，變質程度較高(Solomon，2009)；南部和西南部地區分布有麻粒巖相的基底雜巖，變質程度最高(Solomon et al.，2003)。埃塞俄比亞基底雜巖地層是該國有色貴金屬主要產區，也是巖漿分異型鐵礦和沉積變質型鐵礦分布的集中區。

埃塞俄比亞位于東非造山帶，屬于“泛非構造帶”，埃塞俄比亞地質構造主要由以下兩方面內容組成：①前寒武紀基底經歷強烈的泛非構造作用，微陸塊發生拼接碰撞，形成構造縫合帶，發育韌性剪切帶，褶皺和葉理化作用廣布，主要構造呈近SN向。后期發生阿拉伯—埃塞俄比亞構造隆起，前期構造被NW-SE向構造疊加。②東非大裂谷形成于漸新世，貫穿埃塞俄比亞整個巖石系列單元，并在該地區形成了規模巨大的地塹系統，裂谷內部發育一系列地塹和地壘，裂谷邊緣發育階梯狀正斷層，總體構造呈NE-SW。(高長亮等，2010)Afra洼地還普遍發育一套NW-SE向構造。

埃塞俄比亞基底侵入巖和新生代火山巖廣布。前寒武紀基底雜巖中巖漿巖侵入體分布范圍極為廣泛，尤其是酸性侵入巖類型，在寒武紀基底雜巖中還存在閃長巖甚至超基性侵入巖體。花崗巖一般呈鈣堿性，其鈉含量一般大于鉀含量。巖漿巖表現出明顯的巖漿巖分異和同化作用(Mekonen et al.，2007；Solomon and Konka，2012)；很多侵入體周圍都可見明顯的接觸變質作用現象，這在很大程度上排除了花崗巖混合成因的可能性。

埃塞俄比亞新生代火山巖分為兩種類型——高原火山巖和東非大裂谷火山巖。高原火山巖主要由堿性至拉斑玄武巖、熔結凝灰巖和少量流紋巖等組成，分布在埃塞俄比亞中央高原；東非大裂谷火山巖主要形成于漸新世—全新世(30 Ma至今)，主要由長英質火山巖(流紋巖等)、玄武巖、浮巖及火山凝灰巖組成。埃塞俄比亞前寒武紀基底雜巖內部卻很少發現熔巖。

2 鐵礦資源分布

埃塞俄比亞鐵礦主要分布在北部Tigray、西部Wollega和南部Sidamo地區，主要有三種類型(圖2，表1)：①前寒武紀基性侵入體的鐵鈦礦(Bikilal、Melka Arba)；②與前寒武紀含鐵石英巖有關的條帶狀磁鐵礦(Koree、Gordana及Chago)；③次生紅土和鐵帽型(Melka Sedi、Garo、Gato、Billa、Gammalucho)(Tefera et al.，1996；Tadesse，2012)。

表1 埃塞俄比亞鐵礦床(點)分布一覽表

2.1 Bikilal鐵礦

Bikilal鐵礦為釩鈦磁鐵礦型(巖漿分異型)，地理坐標為35°52′E，9°18′N，位于奧洛米亞洲(Oromia)西部Wollega地區(圖2)，Gimbi鎮東北24 km處，東距埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴(Addis Abeba)440 km(楊波涌等，2011)。

圖2 埃塞俄比亞地質簡圖及鐵礦床(點)分布(據Kusky et al.，2003修改)

該礦賦存于前寒武紀基性雜巖中，Bikilal基性雜巖體主要由橄欖輝長巖、角閃輝長巖及角閃巖透鏡體組成。巖體呈南北向展布，從Bikilal向Gimbi延伸約20 km，巖體由塊狀(斑狀)橄欖輝長巖、角閃巖、角閃輝長巖、斜長巖組成，巖體內部分帶性明顯，從內向外分別為橄欖輝長巖→斜長巖→角閃輝長巖和角閃巖→細粒輝長巖(圖3)。角閃輝長巖可進一步分為兩種類型：富磷灰石型和貧磷灰石型。富磷灰石型角閃輝長巖主要分布在礦區西南部和北部，受EW、NW-SE和NS向斷層控制。這些斷層一般傾向南或西南，在礦區西南部斷層傾角40°～50°、在礦區北部和東部斷層傾角高達70°～75°。

圖3 Bikilal 地區區域地質簡圖(據Warden and Horkel，1984修改)

礦化賦存主巖為角閃巖和角閃輝長巖(圖4a)，呈長的透鏡狀分布于北東部，磁鐵礦呈塊狀，鈦鐵礦及磷灰石呈浸染狀分布巖體中。該礦伴生鈦磷，形成于超基性巖的熔離作用，礦石受超基性巖(橄輝巖、變角閃巖、變輝長巖)控制，礦帶長15 km，寬0.7～1.2 km。鐵礦體呈脈狀，長200～1400 m，寬 2～6 m，延深200～300 m。主要礦石礦物為磁鐵礦(約40%)、鈦鐵礦(約30%)、磁黃鐵礦、黃鐵礦、磷灰石、黃銅礦、鎳黃鐵礦等；脈石有角閃石、綠泥石、金云母、橄欖石、長石及輝石，具致密塊狀結構。主要化學成分TFe為41.1%，TiO2為16.7%，V2O5為0.24%，P2O5為3.5%，S為0.77%(Warden and Horkel，1984)(表2)。

表2 埃塞俄比亞典型鐵礦床的化學分析簡表

圖4 埃塞俄比亞部分鐵礦床(點)野外露頭照片(a、b引用自(魏浩等，2015))

Bikilal鐵礦經過在上世紀八十年代(1984～1987年)地質勘探工作，圈定礦區范圍4 km2。共部署18條勘探線(間距40 m)；布置54口鉆井，共鉆進13000 m；布設15條探槽，共掘進長度1000 m。

勘探工程表明：鐵礦體與磷礦體是分開的，磷礦體(含鈦)位于上部，鐵礦體位于靠下部，磷礦體主要有上下兩個礦體，一般富鐵、鈦的礦體，磷含量低；而富磷礦體含鐵和鈦一般不超過25%。共圈定27個鐵礦體、鐵礦石儲量達57 Mt，富磷灰石的磷礦石儲量為181 Mt(P2O5為3.5%)(Warden and Horkel，1984)。

總之，該礦床為一中型鐵礦床，成礦與晚期巖漿分異作用相關，為巖漿分異型釩鈦磁鐵礦。區域上同類型的基性侵入巖分布較廣，該類型鐵礦在Dengi 輝長—閃長雜巖體中也有發現，從成礦條件分析區域上這些巖體還有較大的找礦遠景。

2.2 Melka-Arba鐵礦

Melka-Arba鐵礦為釩鈦磁鐵礦型(巖漿型)，鐵礦地理坐標為39.55°E，6.32°N，位于埃塞俄比亞南部奧洛米亞洲(Oromia)Bale地區，北距埃塞俄比亞首都亞的斯亞貝巴(Addis Abeba)620 km。

Melka-Arba鐵礦在1988～1989年開展了普查和詳查工作，圈定了兩個富鐵礦帶，共計274個單礦體，單個礦體呈透鏡狀賦存于鐵礦帶內，寬度0.52～10.8 m，分別位于Bidimo河的東西兩岸。西礦帶長3.7 km、寬0.5 km，礦石賦存于變輝長巖中，圍巖為細晶花崗巖；東礦帶長6 km、寬1 km，礦石類型為輝石巖型。根據磁力儀測量結果，多數礦體埋藏淺，形態多變。同時Melka-Arba 地區的輝長質深成侵入巖體中蘊藏著大約83 Mt磷酸鹽礦石，品位為P2O5為4.2%(Mekonen et al.，2007)。

Melka-Arba鐵礦主要礦石礦物包括磁鐵礦、假象赤鐵礦、鈦鐵礦和少量褐鐵礦。單個礦體平均礦物組成為：假象赤鐵礦45%～50%、鈦鐵礦30%～35%、硅酸鹽15%～20%及少量硫化物(黃鐵礦、磁黃鐵礦和黃銅礦)。通過化驗分析得知(表2)，Melka-Arba鐵礦TFe平均含量45.6%(其中MFe為24.1%)，TiO2為16%～19%，CaO為1.4%，SiO2介于5%～7%，P2O5為0.5%，Al2O3介于3%～6.5%，MgO為4.4%，S為0.1%～1.69%以及V2O5為0.03%～0.09%。

2.3 Yubdo鐵礦帶

埃塞俄比亞西部Wollega地區Yubdo鎮附近集中分布有Gordana、Koree、Dimma、Worakalu和Chago等鐵礦床(點)，由前南斯拉夫與埃塞俄比亞于1963年聯合調查完成(Wolfenden et al.，2004)。

Gordana鐵礦地理坐標為35.42°E，9.10°N，位于奧洛米亞洲(Oromia)西部Wollega地區，Yubdo鎮北16 km處，礦區面積為6 km2，包括Gordana和Dima兩個村莊，目前圈出兩個磁異常帶。通過對主要地表露頭調查發現：Gordana鐵礦體呈南北走向、傾向西，礦體長194 m，平均厚度為3.5 m。礦石礦物為磁鐵礦，主要圍巖為含鐵石英巖，初步圈定 0.27 Mt 的鐵礦石資源，全鐵平均品位66.95%，控制深度0～100 m(Wolfenden et al.，2004)。

Koree鐵礦地理坐標為35.42°E，9.10°N，位于Yubdo鎮南16 km處。礦床賦存于新元古代Birbir組地層中，主要由片巖、變質砂巖和鐵質石英巖(圖4b)組成。礦床露頭出露于一走向35°的山脊上，長200 m，推測延伸100 m。礦石礦物為磁鐵礦和假象赤鐵礦，圍巖為石英巖，樣品化驗結果表明TFe平均含量71.6%(表2)，部分礦體的初步估算儲量約為0.2 Mt。

Chago鐵礦地理坐標為35.47°E，9.13°N，位于Guliso村(Ghimbi到Dembidolo主路)南5 km。鐵礦體和圍巖由區域性背斜控制，礦體呈透鏡狀，礦石礦物主要有磁鐵礦和赤鐵礦，圍巖是條帶狀含鐵石英巖，原巖為元古代泥質和砂質沉積巖。已施工的探槽控制部分礦體特征，最大的一個鐵礦體長400 m、寬5 m，初步估算12000 t資源量(TFe為57%～68%)，該礦體上覆低品位的礦體27000 t(TFe為33%)。

總之，該鐵礦帶由前寒武紀含鐵石英巖有關的條帶狀磁鐵礦體組成，呈近SN向延伸超過70 km，可見露頭僅750 m，分布目前已知的8個礦床(點)(圖1)，由于地質工作程度低，推測鐵礦帶內具有較大的找礦潛力。

2.4 Melka Sedi鐵錳礦

Melka Sedi鐵錳礦是次生紅土富集型鐵礦床(風化淋濾型礦床)，地理坐標為37.39°E，7.50°N，位于奧莫(Omo)河支流Odokenita河谷盆地上，季馬市(Jimma)東南60 km處。

Melka Sedi鐵錳礦于1935～1941年由意大利人開展了初步的地質調查工作，并于1938年初生產5.5 t鐵。Murdock于1945年開展進一步地質調查工作，并初步估算該區的資源量約為0.12 Mt。埃塞俄比亞能礦部在1962年底進一步開展施工，開展坑探和槽探工作，初步評估該礦為中低品位鐵礦床，由數個鐵錳體露頭組成。

Melka Sedi鐵錳礦礦石構造呈角礫狀，主要礦石礦物包括褐鐵礦、硬錳礦、赤鐵礦和針鐵礦?；瘜W分析表明，該礦體TFe約40%，Mn品位介于8.6%～12%。該區被古近紀Trap系火山巖覆蓋，主要為粗面巖—流紋巖，在區內部分山地上出露輝綠巖體和含橄欖石玄武巖。地表露頭風化嚴重、呈紫紅色，風化殘積物覆蓋地表，在局部富集?；鶐r風化形成的黃色—棕色砂巖及填充物富含赭石和錳礦。紅土型鐵礦體富集在由陡峭山脊環圍的洼地中，靠近山坡較為富集，平均海拔2250～2600 m，已施工的探槽工程表明，最大的礦體露頭為120 m×100 m。

2.5 東部鐵礦點

埃塞俄比亞東部有少量太古代Alghe地層(Ari)出露，主要巖性為角閃片麻巖、麻粒巖、混合巖及斜長角閃巖等，部分地區有花崗巖和花崗偉晶巖侵入。該區零星分散幾個鐵礦床(點)，筆者對Bissidimo(礦點10)和Ujau(礦點31)鐵礦點開展了初步踏勘(表1)，發現Bissidimo鐵礦點分布一個小山包上，山包高約35 m，主要由斜長角閃巖、片麻巖及花崗巖侵入體組成，斜長角閃巖具有中等磁性、含少量磁鐵礦，未見礦化(圖4c)。Ujau礦點僅見角閃輝石巖分布，含少量磁鐵礦，未見礦化。從地表露頭地質特征來看，這兩個鐵礦點的成礦條件有限。

3 成礦規律及找礦潛力探討

埃塞俄比亞鐵礦主要分布在西部、北部和南部。前寒武紀基底雜巖是鐵礦產主產地，廣泛出露于埃塞俄比亞北部(Tigray)、西部(Wollega)、南部(Sidamo)。鐵礦主要類型為與后構造期基性侵入巖有關的巖漿分異型礦床，次為與變質火山沉積巖或變沉積巖有關的鐵礦(條帶狀磁鐵礦)。礦體受基性—超基性巖控制，多呈條帶狀分布。

綜合鐵礦成礦規律、以往地質資料，結合典型礦床特征和部分實地踏勘結果，初步判斷埃塞俄比亞的鐵礦資源集中分布在3個成礦遠景區上：西部、南部和北部(圖2)。

(1)西部成礦遠景區：集中分布在Wollega地區，可進一步分為Bikilal鐵礦成礦帶和Yubdo鐵礦成礦帶。其中Bikilal鐵礦成礦帶主要以Bikilal鐵礦為主，位于西部成礦遠景區右上方，分布有Bikilal釩鈦磁鐵礦、Bila蘇必利爾型BIF鐵礦、 Gambo和Tulu Bollale鐵帽型鐵礦床等5處。其中Bikilal釩鈦磁鐵礦形成于超基性巖的熔離作用，礦石受超基性巖(橄輝巖、變角閃巖、變輝長巖)控制，礦帶長15 km，寬0.7～1.2 km。具有明顯的成礦專屬性，主要與前寒武紀基性雜巖體相伴產出，其形成與基性巖的巖漿分異作用有關，礦床類型屬巖漿分異型釩鈦磁鐵礦床。在區域上呈帶狀分布，出露于基性雜巖體分布區。目前發現的礦床點較少，僅發現了Bikilal中型鐵礦床和在Mt Sirba等基性巖體發現了該類型礦化存在(中國地質調查局武漢地質礦產研究所，2011)，同時楊波涌等(2011)、代晶晶(2012)結合該區1∶25萬化探資料，運用遙感數據提取技術，在Bikilal周邊圈定3個以輝長巖體為主的鐵礦找礦靶區，進一步證實該區巖漿分異型釩鈦磁鐵礦床的成礦潛力巨大。Yubdo鐵礦成礦帶主要為沉積變質型或火山沉積變質型鐵礦帶，分布在西部成礦遠景區的右下部，包括十多處礦床(點)，主要產于晚元古代變沉積巖和變火山沉積巖中。其中變質磁鐵石英巖型在區域上變沉積巖中發育廣泛，但含鐵較低，整體上工業意義不大；條帶狀磁鐵礦型主要產于變火山沉積巖系中，品位較高，目前已知礦床(點)規模相對較小，但尚未查明其規模，該類型鐵礦屬富鐵礦，具有一定的找礦價值。同時區內基性—超基性巖分布較廣，與之有關的巖漿型鐵礦點也有分布。總之，該區具有較大的找礦潛力。

(2)南部成礦遠景區：分布在南部Sidamo地區，主要成礦類型為與鐵質基性、超基性巖漿侵入活動有關的巖漿型鐵礦床。鐵礦賦存于基性—超基性巖帶，呈近南北向展布，該基性—超基性巖帶延伸超過120 km，目前僅包括Kenticha、Melka Arba和Shakisso三個鐵礦床(點)。其中Kenticha是埃塞俄比亞一處最重要的稀有金屬偉晶巖礦床，鐵礦為伴生礦產。Kenticha 偉晶巖帶內有許多條含鉭的稀有金屬偉晶巖脈。偉晶巖脈沿Kenticha 剪切帶分布，多與超基性巖伴生，目前認為超基性巖與稀有金屬偉晶巖屬于斷層接觸，超基性巖是沿巨大的區域性剪切—推覆構造帶推覆到偉晶巖脈之上的，鐵礦分布在超基性巖。區內基性巖—超基性巖廣布(Yibas et al.，2002)，具有良好的巖漿分異型釩鈦磁鐵礦找礦潛力。

(3)北部成礦遠景區：位于北部Tigray至Eritrea邊界，有大面積新元古代基底巖石和侵入巖分布，分布有眾多的VMS型Cu-Au多金屬礦床。在變質火山沉積巖帶及其周緣的鐵鎂質超基性巖帶中發育鐵礦床，目前分布有Adua、Beligal、Chilachikin、Entichio和Adi Berbere等5個鐵礦床(點)，部分鐵帽型鐵礦床(點)位于VMS型Cu-Au多金屬礦床周邊。同時近年來也發現一些小型紅土型(風化淋濾型)鐵礦點，具有V， Zr和 Co等金屬富集特征，值得進一步關注。北部鐵礦遠景區主要發育與前寒武紀低級變質火山巖中硫化物礦床有關的風化鐵帽，推測具有一定的找礦潛力。

4 結論

埃塞俄比亞地質工作程度低，資料較為有限，工作空白區較多，本文在野外地質調查的基礎上，綜合分析埃塞俄比亞鐵礦成礦潛力及資源分布，結合典型礦床特征和部分實地踏勘結果，初步判斷埃塞俄比亞的鐵礦資源集中分布在3個成礦遠景區上：西部、南部和北部。其中埃塞俄比亞西部地區具有巖漿分異型礦床(釩鈦磁鐵礦型)和條帶狀磁鐵礦的成礦潛力，找礦意義較大；南部具有較好的巖漿型分異礦床(釩鈦磁鐵礦型)成礦潛力；北部鐵礦成礦潛力相對較小，近年來發現了有經濟意義的紅土型鐵多金屬礦床。同時埃塞俄比亞境內與基性—超基性巖有關的鐵礦床(點)也是有色貴金屬的集中分布區，在以后的勘查過程值得關注。