莫桑比克尼亚萨省尼佩佩地区石墨矿床地质特征及找矿标志.pdf
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1、莫桑比克尼亚萨省尼佩佩地区石墨矿处于南非北北东向区域变质带上,成矿地质条件较好。矿床成因类型为区域变质型,矿体赋存于希夏诺超群变质岩中,赋矿岩性主要为斜长片麻岩、石英片岩。矿床查明矿体 5 个,矿体呈似板状、条带状,走向北东,倾向北西。矿石结构多为粒状鳞片变晶结构,构造以片状构造为主,该石墨矿为晶质石墨矿。结合矿床特征,认为区域变质带、新元古界变质岩、物探异常及矿化蚀变标志均可作为寻找区域变质型石墨矿的找矿标志。关键词 石墨矿 质量特征 莫桑比克 中图分类号:P619.252 文献标识码:A 文章编号:10065296(2023)02010707莫桑比克尼亚萨省尼佩佩地区石墨矿赋存于希夏诺超群
2、区域变质岩中,与陈超1等人所研究的太特省石墨矿赋矿层位一致,经对尼亚萨省尼佩佩地区石墨矿详查,查明大型鳞片变晶质石墨矿 1 处。中国对区域变质型石墨矿地质特征及找矿标志的研究较为丰富,本文结合张燕飞、边敏、王力2-4等对区域变质型石墨矿成矿规律的研究及热力学分析,以尼亚萨省尼佩佩地区梅西矿床为例,分析了区域变质型石墨矿成矿地质背景、矿石质量特征及找矿标志,为寻找莫桑比克区域变质型石墨矿提供找矿依据。1 地质概况 1.1 区域地质背景 莫桑比克位于非洲大陆的东部边缘,境内三分之二被前寒武系覆盖1,历史上构造-岩浆活动强烈。莫桑比克构造基底包括马鲁帕单元、楠普拉单元、利欣加-科布埃单元、太古宙单元
3、、太特单元、巴鲁埃单元。尼佩佩地区石墨矿位于卢里奥河北岸,马鲁帕单元最南端(图 1),靠近楠普拉单元北边界,其结晶基底为中元古界马鲁帕超群、新元古界希夏诺超群、奥库阿超群。区域构造以单斜为主,走向北东-南西,倾向北西,倾角变化大,该构造为控制矿床的主要构造,区域内无大规模褶皱及断裂带。区域内岩浆岩发育寒武系玛莱马岩组,岩性由中心向外依次为二长花岗岩、黑云母花岗岩等5。1.2 矿区地质 1.2.1 地质特征 梅西地区区域上属丘陵地貌,地势北高南低,海拔标高 472.98504.22m,高差约 31.24m。地表几乎被第四系覆盖,偶见古近系,基岩仅在小河流或冲沟中零星出露,主要为元古界奥库阿超群、
4、马鲁帕超群和希夏诺超群变质岩。尼佩佩地区地表几乎全被第四系所覆盖,偶见古近系,下覆基岩为希夏诺超群、马鲁帕超群变质岩。希夏诺超群主要岩性为各类片岩、片麻岩、糜棱岩、大理岩、斜长角闪岩及麻粒岩化基性片麻岩等,厚 250010800m,石墨矿体即赋存在希夏诺超群之中(图 1)。研究区构造以单斜构造为主,无大规模的褶皱、断裂构造,仅见小规模的褶曲及右行断层;区内无大规模岩浆岩出露,仅发育少量小规模花岗伟晶岩脉。作者简介:郝瑞娥(1985),女,主要从事地质勘查工作,高级工程师。E-mail: 收稿日期:2021-10-26 改回日期:2021-12-20 基金项目:2012 年度国外矿产资源风险勘查
5、专项资金 莫桑比克尼亚萨省尼佩佩地区石墨矿勘查(编号:201210B04100243)108 化 工 矿 产 地 质 2023 年 1-新元古界奥库阿超群糜棱岩化长英质片麻岩;2-新元古界希夏诺超群麻粒岩化基性片麻岩;3-新元古界希夏诺超群含石榴子石长英质片麻岩;4-中元古界马鲁帕超群混合岩化长英质片麻岩;5-中元古界马鲁帕超群含角闪石混合岩;6-中元古界马鲁帕超群条带状英云闪长片麻岩;7-中元古界马鲁帕超群混合岩化浅色片麻岩;8-中元古界马鲁帕超群含角闪石浅色片麻岩;9-寒武系玛莱马岩组二长花岗岩;10-寒武系玛莱马岩组中粗粒黑云母花岗岩;11-面理产状;12-莫桑比克构造单元;13-村镇;
6、14-国界;15-河流;16-研究区位置 图 1 尼佩佩石墨矿区域地质图 Fig.1 Regional geological map of graphite deposits in Nipepe area 1.2.2 地球物理特征 对梅西地区岩矿石采集样品 717 块,进行电性试验,其中含石墨样品 512 块,视极化率均值一般高于 15.00%,平均值为 13.74%,视电阻率一般低于 500m;不含石墨岩性样品 205 块,视极化率均小于 3.00%,视电阻率一般高于 2000m。由测定结果分析,岩石中石墨对矿石电性影响较大,石墨矿石具有低阻高极化特点,品位越高视极化率越高。根据石墨矿的电性
7、特征,采用激电中梯测量方法,圈定 19 处异常区,其中 7 处圈定为重点激电异常区(图 2,表 1)。圈定的异常区规模较大、视极化率幅值较高,与背景场分界明显,有明显的聚集中心,水平梯度有变化,与石墨矿露头、走向方向密切相关。经后期探槽、钻探工程揭露,石墨矿体与异常吻合度高,因此激电异常可为寻找石墨矿的重要标志。1-古近纪铁质砾岩;2-新元古界希夏诺超群麻粒岩化基性片麻岩;3-新元古代希夏诺超群斜长片麻岩、石墨黑云斜长片麻岩、含石墨石英片岩;4-中元古界马鲁帕超群条带状英云闪长片麻岩;5-中元古界马鲁帕超群混合岩化浅色片麻岩;6-石墨矿体位置及编号;7-花岗岩;8-重点磁异常;9-见矿钻孔;1
8、0-不见矿钻孔 图 2 尼佩佩地区石墨矿基岩地质及矿体分布图 Fig.2 Bedrock geology and ore body distribution map of graphite deposits in Nipepe area表表 1 重点异常区特征表重点异常区特征表 Tab 1 Characteristic table of key anomaly area 异常区编号 Y01 Y02 Y03 Y04 Y05 Y06 Y07 面积(km2)0.57 0.25 0.35 0.5 0.45 0.6 0.6 最大视极化率(%)32.58 20.68 18.44 15.56 20.68 1
9、7.15 15.78 对应矿体平均品位(%)11.16(矿体)、7.91(矿体)7.35 7.41 9.23 -注:Y01 异常圈定、矿体,Y05、Y06、Y07 异常圈定矿体未采样评价 第 2 期 郝瑞娥:莫桑比克尼亚萨省尼佩佩地区石墨矿床地质特征及找矿标志 109 2 矿体地质 2.1 矿体地质特征 经后期槽探、钻探揭露,采样分析,对矿区内 Y01、Y02、Y03、Y04 异常区圈定的 5 个矿体进行了评价(图 2)。矿体赋存于希夏诺超群中,其中含石墨的岩石主要有两大类:斜长片麻岩类和石英片岩类,岩性有石墨片岩、石墨石英片岩、石墨黑云斜长片麻岩、含黑云石墨斜长石英片岩等,属于孔达岩系成矿模
10、式6-7。矿体呈似板状、条带状呈南北向条带状或弧状展布,形态呈中段弯曲的板状、透镜状,两端尖灭。矿体总体走向北东 1015,倾向北西,倾角 4085,与区域构造方向一致(表 2)。矿体中单样品石墨含量一般 2.0%20%,最高为 37.16%,单矿体石墨平均品位 7.35%11.16%,品位在纵向上呈现中段较高,两端偏低的变化趋势。表表 2 矿体主要特征表矿体主要特征表 Tab 2 Main characteristics table of ore bodies 矿体编号 分布勘查线 2943 2543 3751 5163 4759 矿体形态 似板状 似板状 条带状 条带状 条带状 长度(m)
11、1400 1800 1400 1200 1200 宽度范围(m)34.38194.74 35.7466.97 10.0028.53 35.4964.82 44.4572.25 平均宽度(m)99.19 49.79 18.12 50.97 61.52 斜深范围(m)75.00316.73 75.00198.04 75.00179.86 75.00247.47 75.00182.66 平均斜深(m)197.61 183.35 115.52 150.49 145.61 矿体标高(m)243.24499.24 313.31500.29 313.45497.98 259.35489.40 314.564
12、92.23 厚度范围(m)20.21149.18 35.2058.13 8.4826.81 31.3460.10 42.5366.73 平均厚度(m)80.55 43.25 16.74 43.94 55.01 厚度变化系数(%)59.52 20.16 45.13 30.82 18.00 平均品位(%)11.16 7.91 7.35 9.23 7.41 2.2 矿化与蚀变 矿区内矿化种类较多,以石墨矿化为主,还有部分硅化、黄铁矿化等,蚀变类型有绿泥石化、绢云母化、黑云母化、褐铁矿化、高岭土化等。其中与石墨矿化关系密切的主要有硅化、黑云母化、绿泥石化、绢云母化,此类矿化也是寻找区域变质石墨矿的特征
13、变质矿物8-10。2.3 矿体围岩与夹石 矿体与围岩界线不清,为渐变接触。矿体围岩主要为新元古代的片岩和片麻岩类,包括斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、白云母斜长片麻岩、含石榴子石黑云斜长片麻岩、石英片岩等,与莫桑比克太特省、马拉马省等北东向区域变质石墨矿围岩一致1,5。围岩及夹石一般颜色较浅,呈灰白色、浅灰色等,石墨矿体颜色一般较深,污手,呈灰色、深灰色等,二者较易区分。3 矿石质量特征 3.1 矿石矿物成分 矿石的矿石矿物为石墨,石墨矿物含量 3%30%,经光片鉴定,其主要金属矿物有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、褐铁矿及钛铁矿等(图3),其它金属矿物含量 1%10%。a 光片 1 b 光片
14、2 图 3 矿石金属矿物成分 Fig.3 Metallic mineral composition of ores 110 化 工 矿 产 地 质 2023 年 矿石的脉状矿物有石英、斜长石、钾长石、黑云母、白云母、绢云母、石榴子石、透辉石、夕线石(图 4),其次为绢云母、黑云母、绿泥石、绿帘石等特征变质矿物5。石墨呈铅灰色,片状、叶片状,片径一般 0.063.25mm,个别达 20mm,均为晶质石墨,长轴定向分布,构成矿石矿物主体。3.2 矿石化学成分 根据多元素分析结果,矿石化学成分主要为SiO2、Fe2O3、Al2O3。矿石的主要有用组分为石墨,化学成分为 CG(固定碳),伴生有用元素
15、V(V2O5)。根据矿区组合分析结果,CG单矿体含量一般为7.35%11.16%,全矿体 CG平均含量为 9.15%,V2O5平均含量为 0.18%(表 3)。矿石有害组分为硫、磷、铁,分别赋存于金属硫化物、磷灰石、铁的氢氧化物中,经分析其含量均在石墨制品冶金保护矿渣规定的范围内。图 4 矿石脉状矿物成分 Fig.4 Mineral composition of ore verins表表 3 尼佩佩地区石墨矿尼佩佩地区石墨矿单矿体单矿体分析结果表分析结果表 Table 3 Table of analysis results of single ore body of graphite depo
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