尼日利亞奧貢州POBE礦區石膏礦地質特征及成因分析

＊韓琦 王思文

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引言

尼日利亞聯邦共和國位于西非東南部，西鄰貝寧與多哥，東接喀麥隆，北靠尼日爾與乍得，南瀕大西洋幾內亞灣，國土面積約923km2。尼日利亞具有豐富的礦產資源，從非金屬到金屬礦產，礦產資源品種較多，儲量較大，但從空間和儲量上表現不均衡。礦業產值在其國民經濟發展中占有重要地位，約占其國內生產總值的三分之一。

石膏是一種用途廣泛的工業材料和建筑材料，可作水泥緩凝劑，也用于農業、造紙、油漆、橡膠、陶瓷、塑料、紡織、食品、醫藥等領域。尼日利亞石膏儲量為10億噸左右，在全國各地均有分布。為進一步推動該國石膏礦資源開發工作，本文結合相關地質工作實踐，對該國奧貢州石膏礦地質特征及礦床成因進行分析，以期為今后在尼日利亞地區開展石膏地質找礦工作提供參考。

1.成礦地質背景

礦區位于尼日利亞西南部與貝寧交界處附近，位于Ewekoro構造帶內，屬于尼日利亞西南部沉積層序的一部分。

(1)地層

在沿海盆地經沉積作用形成的沉積巖從尼日利亞向西延伸至貝寧共和國、多哥，并且很小一部分穿越多哥，進入加納境內。

這些沉積巖可劃分為：古近系古新統Abeokuta組、古近系始新統中段Ewekoro組、古近系始新統上段llaro組、第四系更新統Coatal Plain Sands組。除了在Abeokut組下部和Ewekoro組中的石灰巖中存在一些可見的局部傾斜。這些沉積建造較平坦，傾角為1°～3°，傾向為南/西南。由老到新各建造大致特征如下：

①古近系古新統Abeokuta組

該組地層為尼日利亞西南部最古老的沉積巖，不規整上覆于復雜的結晶基底，并且上面有被稱為Northern Uplands的地貌特征。此建造向西側海岸以1°傾角逐漸加厚。巖性為砂巖、泥巖互層，局部夾薄層灰巖和貝殼，并且砂巖層隨著云母含量的增加而變得越來越粗糙。為尼日利亞西南部最古老的沉積巖，整個Abeokut建造厚度大約200m，大部分為松軟易碎結構，其中夾有一層1m厚度左右的含有硅質和鐵質物質的膠結層。

②古近系始新統中段Ewekoro組

巖性為石灰巖及泥、頁巖組層，部分為生物殼體碎屑和白鐵礦體組合，含少量石膏礦化。上部具有Ewekoro洼地的地貌特征，其寬度在貝寧共和國邊境線附近為12km，變化至Sagamu附近的5km。

③古近系始新統上段llaro組

巖性為紅色松散砂、黏土，散砂層中存在含有裂隙的鐵礦石和粗質含鐵砂，砂層的厚度從1.1m變化至0.6m，延伸范圍較廣。

④第四系更新統Coatal Plain Sands組

巖性為沙、卵石、砂質黏土和非常稀少的褐煤組成，含有植物殘積物，厚度從10m到100m之間。

(2)構造

區域內構造簡單，未見有明顯的褶皺、斷裂。

(3)巖漿巖

區域內未見巖漿巖出露。

2.礦區地質特征

(1)地層

礦區出露地層為古近系始新統中段Ewekoro組，上部被第四系Coatal Plain Sands組所覆蓋。礦區地層從上至下分述如下：

第四系Coatal Plain Sands組：自上而下分為兩個巖性段，第一巖性段為灰黑色砂質黏土，位于礦區東部，泥質松散狀，表層含少量植物根莖，部分地段含較多礫石，礫石粒徑約0.5～1.5cm，磨圓度差，表面風化呈土黃色或黑色，厚度小于1m；第二巖性段為紅色砂土，呈紅棕色，為松散堆積，主要礦物為粉砂質石英顆粒，粒徑約0.5～1.0mm，整個紅色砂土層透水性較好，厚度小于4m。

古近系始新統中段Ewekoro組上部：巖性可分為紅褐色泥巖和黃褐色泥巖兩種，紅褐色泥巖賦存在紅色砂土下部，黃褐色泥巖直接賦存于第四系黏土下部，整體呈泥質結構，塊狀構造，主要礦物為黏土礦物，且遇水黏性較好。本層厚度0.4～17.9m。

古近系始新統中段Ewekoro組下部：由上至下分為三個小層，Ewekoro組下部上層，巖性為含膏泥巖，此層位在紅褐色—黃褐色泥巖下層，顏色由上部黃褐色泥巖過渡為青色加少量黃色泥頁巖，呈花斑狀，此階段會出現小顆粒石膏晶體，隨著深度變深成層性越來越好，花斑狀減少，整體層位呈青灰色，且該青灰色泥巖的石膏礦化程度，隨深度增加陸續出現，厚度小于8m；Ewekoro組下部中層，巖性為泥（頁）巖，位于含膏泥巖下部，顏色呈青灰色，泥質結構，塊狀構造，細膩、黏性較高，含少量生物碎屑，局部夾少量黑色碳質泥頁巖和泥灰巖。該層較厚，厚度大約為48m；Ewekoro組下部下層，巖性為含礫砂巖，此層含礫砂巖成巖性較好，質地較硬，呈黃色，含礫顆粒大約在1.5～4cm，厚度大約為0.3～1m。

(2)構造

區內未見明顯的斷層和褶皺。

(3)巖漿巖

區內未見巖漿巖出露。

3.礦（化）層特征

礦區分布有較大的含礦層1個（含膏泥巖層），呈似層狀構造，賦存位置與地形有關（+65m標高下），編號為K1。

石膏礦石不均勻分布在K1含礦層中，多呈顆粒狀散亂分布，少數呈小的薄層狀或透鏡狀，主要在QJ029、QJ035、QJ037和QJ042中有見，厚度為2～5cm，含礦率為3.21%～5.29%，整個K1礦層含礦率2.15%。

K1含礦層：由ZK002和ZK003兩個鉆孔及以往工作施工的QJ029、QJ035、QJ036、QJ037、QJ041和QJ042六個淺井揭露，含礦層埋深2.7～11.6m，南北長約2800m，東西寬1330～2240m，厚度0.3～5.3m，平均厚度2.85m。礦體近似水平展布，呈似層狀，頂板為紅褐色或黃褐色泥巖，底板為青灰色泥（頁）巖。

石膏礦石不均勻分布在K1含礦層中，多呈顆粒狀散亂分布，少數呈小的薄層狀或透鏡狀，主要在QJ029、QJ035、QJ037和QJ042中見有，厚度2～5cm，含礦率為3.21～5.29%，整個K1礦層含礦率2.15%。

4.礦石特征

(1)礦石結構構造

礦石為石膏，為粒狀結構，分散在泥巖中，局部富集呈薄層狀。含膏泥巖，泥質結構，塊狀構造，含有天青石和砂、礫等。

(2)礦物粒度、晶體形態

含膏泥巖中礦物成分為石膏和黏土。石膏，顏色為白色，呈粒狀結構，晶體為板狀，粒度小于5mm。

(3)礦石化學成分和有用組份

根據測試結果，含膏泥巖中CaO平均含量7.76%，結晶水平均含量9.55%，SO3平均含量5.68%。對含膏泥巖中石膏礦石進行分析，CaO平均含量18.51%，結晶水平均含量12.73%，SO3平均含量21.52%，根據測試結果計算含膏泥巖中CaSO4·2H2O品位為1.10%～80.65%，變化范圍較大，局部富集，石膏顆粒分布不均勻。

(4)礦石類型

礦區含礦層為含膏泥巖，石膏礦石呈薄層、透鏡狀或顆粒零星分散在泥巖中。

①按礦石的自然類型劃分

按組成礦石的主要礦物結構、構造等，礦石的自然類型可劃分為粒狀、薄層狀礦石。

②按礦石的工業類型劃分

按組成礦石的礦物成分，礦石的工業類型可劃分為含膏泥巖型石膏礦石。

(5)礦層圍巖及夾石

根據工程揭露，礦區石膏礦體賦存在黃褐色-青灰色泥巖中，其頂板為紅褐色或黃色泥巖，其底板為青灰色泥（頁）巖，無夾石。

5.礦床成因

根據工程揭露，含膏泥巖礦層似層狀構造，賦存位置與地形有關。含膏泥巖分布在礦區西北地形平坦低洼處，石膏呈顆粒零散分布在含膏泥巖中，局部石膏為小的透鏡狀。推測該礦床為瀉湖相沉積，礦區內礦體屬于現代瀉湖碎屑沉積型含膏泥巖型石膏礦床，系在河曲或牛軛湖中化學沉積成礦。

6.礦床開發條件

礦床位于貝寧與尼日利亞交界處，ILaro～Oja Odan公路貫穿整個礦區，有多條小路貫通礦區，沿公路兩側有許多村莊，交通較為便利。該地區整體經濟落后，供電不足。礦區范圍內以種植業為主，附近有較多村莊，所在地勞動力充足且廉價。

礦床內礦體分布于區內東部低洼較平坦地帶，其水位埋藏較淺，水量較豐富，水質較好，供水方式可采用機電井。

礦區石膏賦存在含膏泥巖（黃褐色-青灰色泥巖）中，厚度大約0.3～5.3m，由東南向西北延伸，整個礦體呈單斜構造，傾角一般在1～3°左右，上部覆蓋層厚度2～6.7m之間。

礦區未來為露天凹陷開采，自然排水條件，礦區水文地質條件中等；礦層圍巖為軟弱泥（頁）巖，遇水可能滑塌，工程地質條件中等；礦山如要開采，開挖宕口和廢土堆排會對地形地貌破壞較大，環境地質條件中等。

7.結語

通過對尼日利亞奧貢州POBE礦區石膏礦地質特征及成因分析，取得了以下認識：

（1）區內含礦地層為古近系始新統中段Ewekoro組下部含膏泥巖（黃褐色—青灰色泥巖），泥質結構，塊狀構造，含有天青石和砂、礫，屬于河曲或牛軛湖相碎屑沉積。

（2）區內礦石自然類型為粒狀、薄層狀石膏，石膏為粒狀結構，呈薄層、透鏡或顆粒狀零散分散在泥巖中。礦石結構成分簡單，為薄層粒狀石膏礦石，加工及選冶技術條件較為簡單。

（3）區內石膏礦層，呈不規則似層狀順河曲分布，厚度大約0.3～5.3m，由東南向西北延伸，整個礦體呈單斜構造，傾角一般在1°～3°左右，上部覆蓋層厚度2～6.7m之間。礦床規模為中小型，礦層圍巖為軟弱泥（頁）巖，遇水可能滑塌，后期開發利用具有一定難度。