第３２卷第１期２０１８年 ３月资源环境与工程ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ３２ꎬＮｏ１Ｍａｒ.ꎬ２０１８
收稿日期:２０１７－０４－０６ꎻ改回日期:２０１７－０５－０８资助项目:河南省有色金属地质矿产局２０１６年度地质勘查项目:«坦桑尼亚矿产资源勘查开发前期调研论证»(任务书编号ｙｓ２０１６－０８)ꎮ作者简介:罗清威(１９８８－)ꎬ男ꎬ助理工程师ꎬ硕士ꎬ地质资源与地质工程专业ꎬ从事矿产资源地质勘查方面的工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｈｐｕ２０１３１２＠１６３ｃｏｍ坦桑尼亚石墨矿地质特征及找矿前景
罗清威ꎬ张克川ꎬ秦德雨ꎬ权 成
(河南省有色金属地质矿产局第七地质大队ꎬ河南郑州 ４５００１８)
摘 要:坦桑尼亚矿产资源丰富ꎬ具有非常良好的成矿地质环境ꎬ找矿潜力巨大ꎮ石墨在工业上应用非常广泛ꎬ是一种具有战略意义和经济意义的矿产资源ꎮ坦桑尼亚石墨矿床资源丰富ꎬ主要为沉积变质型矿床ꎬ分布在坦桑尼亚—莫桑比克的带状区域内ꎮ结合有关的资料和部分地质成果ꎬ分析坦桑尼亚石墨矿床的地质特征ꎬ并在此基础上分析找矿前景和找矿思路ꎬ认为该国石墨资源蕴藏丰富ꎬ但整体勘查程度相对较低ꎬ因而具有良好的找矿潜力ꎮ关键词:石墨矿ꎻ地质特征ꎻ找矿前景ꎻ找矿思路中图分类号:Ｐ６１９.２５＋２ 文献标识码:Ａ 文章编号:１６７１－１２１１(２０１８)０１－００５１－０４ＤＯＩ:１０.１６５３６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１６７１－１２１１.２０１８.０１.０１０
坦桑尼亚位于非洲板块的东部ꎬ属东非克拉通南
段的多多马克拉通地块ꎬ该克拉通是东部非洲几个高
度成矿的克拉通之一ꎬ与赞比亚克拉通、津巴布韦克拉
通和南非克拉通很多地方十分相似ꎮ尤其是坦桑尼亚
克拉通因含有黄金、金刚石、镍、钴、铜等矿产而备受全
球关注ꎬ具有发现世界级矿藏的巨大潜力[１]ꎮ
此外ꎬ坦桑尼亚政局相对比较稳定ꎬ与矿业相关的
各项法律法规制度也相对较完善ꎬ同时政府部门也为
矿产资源勘查及矿业开发提供了较多的优惠政策ꎬ吸
引了全球众多的国际矿业公司投入大量资金进行相关
的矿产资源勘查开发研究工作ꎮ为进一步推动该国石
墨矿资源勘查、开发及研究工作ꎬ结合相关地质勘查工
作的实践ꎬ对该国石墨矿的地质特征和找矿前景进行
分析论述ꎮ
１ 坦桑尼亚地质概况
１.１ 地质构造背景[２]
坦桑尼亚的地质历史丰富多样ꎬ太古宙以来经历
了长期复杂的块体拼贴和造陆运动ꎮ坦桑尼亚高原主
要由前寒武纪火成岩和变质岩组成(图１)ꎮ太古宙克
拉通分布在坦桑尼亚的中部和北部ꎬ向北延伸至肯尼
亚南部及乌干达西南部ꎮ基底岩石分布超过４０％的
陆地面积ꎬ包含各种不同时代和成因的岩石ꎬ是非洲大
陆早期陆壳演化历史的重要组成部分ꎮ新太古代以来ꎬ坦桑尼亚一直保持稳定的克拉通ꎬ
此后的构造作用仅限于古元古代乌萨迦兰活动带ꎬ分
布于克拉通南东侧、乌宾迪活动带ꎻ中元古代契巴拉活
动带ꎬ分布于克拉通的北西侧和新元古代泛非莫桑比
克活动带ꎻ元古代活动带呈带状环绕克拉通分布ꎮ泛
非运动后ꎬ坦桑尼亚境内经历了相对平静的时期ꎬ广泛
的准平原化阶段持续了近３００Ｍａꎮ晚石炭纪—早二
叠纪ꎬ冈瓦纳大陆发生裂解ꎬ整个东非处于伸展机制
下ꎬ沿坦桑尼亚东—东南部海岸沉积盆地沉积了古生
代—新近纪的陆相和海相沉积物ꎮ
第三纪以来ꎬ长约４０００ｋｍ的东非大裂谷分成
东、西两支横断坦桑尼亚元古代活动带ꎬ少量新生代火
山岩沿裂谷分布ꎮ坦桑尼亚北部ꎬ非洲第一高山———
乞力马扎罗山分布于东非大裂谷东支的末端ꎬ位于肯
尼亚和坦桑尼亚边境地带ꎻ坦桑尼亚西南部沿东非裂
谷系西支分布一系列火山岩系ꎮ１.２ 地质矿产特征及分布[３]
坦桑尼亚克拉通是非洲大陆重要的太古宙克拉通
之一ꎬ以盛产金、金刚石等矿产而闻名于世ꎬ其中维多
利亚湖东、南侧绿岩带中的金矿、希尼安加地区含金刚
石金伯利岩管等是重要的矿床类型ꎮ
坦桑尼亚矿产资源丰富ꎬ现已查明矿产有５０余
种ꎮ金属矿产主要有金、铜、铁、锡、钨、锰、镍、铬、钴、
钛、铂族元素等ꎻ非金属矿产有金刚石、铝土矿、萤石
、
图１ 坦桑尼亚大地构造图(据参考文献[２]修改)Ｆｉｇ１ ＴｅｃｔｏｎｉｃｍａｐｏｆｔｈｅＴａｎｚａｎｉａ１.第四系沉积ꎻ２.新生界沉积ꎻ３.新生界变质火山沉积ꎻ４.中—新生界变质沉积ꎻ５.岩系ꎻ６.第三系变质火山沉积ꎻ７.河流ꎻ８.地质界线ꎮ
石墨、石膏、石盐、云母、石棉、大理岩、花岗岩以及各类
宝玉石等ꎻ能源矿产有铀、煤、天然气等(图２)ꎬ其中
金、金刚石和宝石是坦桑尼亚相对重要的优势矿种ꎮ
然而坦桑尼亚矿产资源调查工作相对薄弱ꎬ相当
部分的国土尚未进行过比较系统的地质矿产资源勘查
工作ꎮ根据已有资料来看ꎬ坦桑尼亚的矿产资源的潜
力非常巨大ꎬ已知矿产的埋藏深度多为２００ｍ左右ꎬ露
天矿床多ꎬ开采条件较为优越ꎮ目前ꎬ除黄金、金刚石、
天然气等矿产开发规模较大外ꎬ其余多数矿产仍未得
到有效开发利用ꎮ
２ 坦桑尼亚石墨矿地质特征
２.１ 成矿条件分析
在自然条件下ꎬ石墨矿床的形成不仅需要成矿物
质ꎬ而且还需要一个特定的成矿环境ꎮ石墨矿一般赋
存在经过中深区域变质作用达到角闪岩相—麻粒岩相
的地层中ꎬ如分布在坦桑尼亚克拉通南部和东部的乌萨迦兰超群ꎬ该超群主要由变质岩组成ꎬ其原岩为泥质
岩经深变质形成的麻粒岩和黑云母片麻岩ꎮ
从大地构造背景来看ꎬ石墨矿多出现在古陆边缘
活动带上、古大陆陆核发育区和构造隆起区ꎬ而位于坦
桑尼亚东南部的莫桑比克活动带内出现的大理岩、石
英岩、片岩、变泥质岩等大陆架型沉积岩石组合表明伴
随着莫桑比克洋的闭合ꎬ新元古代变质变形作用之前
曾存在有古老的大陆边缘[４－５]ꎮ
另外ꎬ随着东、西冈瓦纳大陆的碰撞以及莫桑比克
洋闭合引起了大量变质变形事件ꎬ主要分为３个阶段:①７３０－７６０Ｍａꎬ以挤压作用为主ꎬ使岩石由角闪岩相
变为麻粒岩相ꎻ②６１０－６６０Ｍａꎬ以剪切应力为主ꎬ产生
了南北向和北北西向的剪切带ꎬ并伴有角闪岩相变质
以及混合岩化ꎻ③５３０－５７０Ｍａꎬ以剪切应力为主ꎬ使得
早期构造再活化并形成北西向的剪切带ꎮ多期次的变
质变形事件不仅使区内变质岩发育ꎬ而且形成了大量
与变质岩伴生的矿产资源ꎮ２５资源环境与工程 ２０１８年
图２ 坦桑尼亚主要矿产资源分布图(据参考文献[２]修改)Ｆｉｇ２ ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍａｉｎｍｉｎｅｒａｌｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎＴａｎｚａｎｉａ１.第四纪、第三纪—第四纪盆地、蒸发岩、自生矿物、煤等区域热液活动带ꎻ２.金伯利岩和金刚石成矿省ꎻ３.标识的其他矿点ꎻ４.碳酸盐岩(磷、稀土、
铌等)ꎻ５.矿山ꎮ
２.２ 矿床地质特征及找矿前景
坦桑尼亚石墨矿床多数位于该国的中部和东南部
地区ꎮ２０１５年底ꎬ由于境内发现了丰富的石墨矿产资
源ꎬ坦桑尼亚能源和矿产部(ＭＥＭ)宣布ꎬ其将很快成
为世界上最大的石墨生产国之一ꎮ目前正在开采的矿
床有很多ꎬ例如马瑞拉尼矿床和乞力噶里山矿床ꎮ此
外ꎬ坦桑尼亚还有很多正在勘查阶段的石墨矿床ꎬ如纳
丘(Ｎａｃｈｕ)石墨项目、奇拉洛(Ｃｈｉｌａｌｏ)石墨项目、纳曼
加勒(Ｎａｍａｎｇａｌｅ)石墨项目、马亨盖(Ｍａｈｅｎｇｅ)石墨项
目等ꎮ２.２.１ 马瑞拉尼矿床
根据已有的资料显示ꎬ马瑞拉尼矿床的岩石序列
可以分为上、下两层ꎬ其中主要含石墨的层位有:①蓝
晶石—硅线石石墨片麻岩(蓝晶石石墨片麻岩)ꎬ晶质
石墨鳞片呈六角形薄片ꎬ直径为０.５~２.５ｍｍ(平均０.８ｍｍ)ꎬ属中—大鳞片晶质石墨ꎬ矿石中固定碳含量
５％~１２％ꎮ伟晶岩透镜体中晶质石墨鳞片直径可达
５ｍｍꎬ矿石中固定碳含量５％~１０％ꎮ经压碎、研磨浮
选后ꎬ石墨片径>３００μｍꎬ精矿中固定碳含量达９８.５％(>８０％)ꎬ为一级品ꎻ②热液蚀变石墨片麻岩(主蚀变带)ꎬ晶质石墨矿物含量８％~２０％ꎬ晶质石墨呈浸染
状和集合体产出ꎬ鳞片大小为０.５~２ｍｍ(平均０.７ｍｍ)ꎬ属中—大鳞片晶质石墨ꎬ矿石固定碳含量平均
１１.２％ꎮ分选后可获得粒径>３００μｍꎬ含量达３０％~４０％ꎻ③板状黑云母石墨片麻岩ꎬ是该区最常见的含石
墨层位ꎮ矿石中石墨含量４％~６％ꎬ鳞片大小０.５~１.５ｍｍꎬ大部分直径<１ｍｍꎬ属中鳞片晶质石墨ꎬ与蓝
晶石石墨片麻岩相比ꎬ晶质石墨鳞片更小ꎬ呈团块状或
集合体产出ꎮ矿石固定碳平均品位为４.５％ꎮ马瑞拉
尼矿床已查明的石墨矿石储量为７６０万ｔꎬ固定碳品位５.５％~１１.２％ꎬ晶质石墨矿物储量５３万ｔꎮ马瑞拉尼
矿床Ｃ块区ꎬ计算的石墨矿石资源量为８８０万ｔꎬ固定
碳平均品位为８.３％ꎬ晶质石墨矿物资源量为７３万ｔꎬ具大型矿床规模ꎮ２.２.２ 乞力噶里山矿床
据资料显示ꎬ该矿床含石墨的片麻岩和片岩露头属于前寒武纪乌萨迦兰超群ꎮ其中ꎬⅠ区中含石墨片
麻岩露头平均厚度０.５ｍꎬ宽１０~５０ｍꎬ长约１０００ｍꎬ石墨矿体积３７５０ｍ３ꎬ矿石固定碳平均品位为１３％ꎬ全
岩样品分析烧失量为１１.４％~２７.８％ꎻⅡ区中含石墨３５第１期罗清威等:坦桑尼亚石墨矿地质特征及找矿前景片麻岩平均厚０.６ｍꎬ石墨矿体积６１８７５ｍ３ꎬ全岩样品
分析烧失量为３１.２％、挥发分为０.３％、矿石固定碳为３０.９％ꎬ已查明晶质石墨矿物资源量约８５００ｔꎮ厚度
<１ｍꎬ低于最小可采厚度ꎬ属“小而富”矿点ꎮ
此外ꎬ在坦桑尼亚东南部ꎬ如林迪和姆特瓦拉地
区ꎬ有数百个不同厚度和质量的含石墨片麻岩和片岩
露头ꎬ均属于前寒武纪乌萨迦兰超群ꎬ但地质调查程度
低ꎬ仅对小部分露头进行了调查ꎬ因此该地区找矿前景
巨大ꎮ
３ 坦桑尼亚石墨矿找矿思路及方法
３.１ 找矿思路
根据不同的成因ꎬ石墨矿床可以分为三种类型ꎬ分
别是区域变质型、接触变质型和岩浆热液型[６]ꎮ其中ꎬ
区域变质型和岩浆热液型石墨矿床主要发育为鳞片状
晶质石墨ꎬ接触变质型石墨矿床主要发育为隐晶质石
墨ꎮ此外ꎬ按照石墨矿石的岩性不同ꎬ可以将石墨矿石
划分为多种类型ꎬ区域变质型石墨矿床主要发育有片
麻岩型、片岩型、大理岩型、变粒岩型ꎻ接触变质型石墨
矿床主要发育有板岩型和千枚岩型矿石ꎻ而岩浆热液
型石墨矿床主要发育有花岗岩型、闪长岩型和长英质
岩型矿石ꎮ
坦桑尼亚石墨矿床多分布在中部和东南部地区ꎬ
该地区地层主要以属于前寒武纪乌萨迦兰超群为主ꎬ
乌萨迦兰超群主要由泥质岩变成的麻粒岩和黑云母片
麻岩等组成ꎬ属新太古代—早寒武世的中—深变质岩
系ꎬ其中角闪岩相、麻粒岩相是寻找晶质石墨矿床的重
要标志ꎻ在岩性上ꎬ包括各类含石墨的片岩、片麻岩、变
粒岩、麻粒岩、大理岩等也可以起到很好的指示作用ꎻ
此外ꎬ由于石墨属良性导电矿物ꎬ矿化体与围岩的电性
差异特征、低阻高极化异常能够有效帮助寻找石
墨矿[７]ꎮ
３.２ 物探方法在石墨找矿中的应用
坦桑尼亚石墨矿床多属于区域性变质矿床ꎬ同时
石墨含矿层多被第四系覆盖ꎮ该类型的石墨矿床多赋
存于新太古代—早寒武世的中深变质岩系中ꎬ矿床受
褶皱、断裂等构造影响较大ꎬ混合岩化作用较为普遍ꎬ
并受到多期变质作用的叠加影响ꎮ矿体主要受到沉积
变质作用的控制ꎬ有一定的赋矿层位ꎮ
石墨的化学成分为碳ꎮ天然产出的石墨很少是纯
净的ꎬ常含有１０％~２０％的杂质ꎮ石墨是电子型导电体ꎬ含石墨的岩石具有较高的极化率ꎬ当岩石中石墨含
量不是很高时ꎬ岩石的极化率与石墨含量具有正相关
关系ꎮ因此ꎬ根据石墨矿特殊的低阻高极化特点ꎬ分析
认为应用激电法、磁法及ＴＥＭ等物探方法在石墨矿床
勘查过程中应该可以取得很好的效果ꎬ达到间接或直
接找矿目的[８－１０]ꎮ
但由于目前情况下很多矿区受到了很多人为因素
的影响和干扰ꎬ只是单纯的物探方法已经不能够满足
石墨矿床的勘查需求ꎬ需要结合钻探等工程ꎬ排查一些
物探方法的多解性、不确定性干扰ꎬ以便为石墨矿床资
源的评价提供更为可靠的依据ꎮ
４ 结论
石墨是一种具有重要战略意义和经济意义的矿产
资源ꎬ对太阳能开发、电池制造等有着非常重要作用ꎮ
本文分析了坦桑尼亚石墨矿床的地质特征以及境内石
墨矿床的找矿前景以及思路和方法ꎬ认为该国石墨矿
产资源潜力巨大ꎬ并且具有良好的投资环境和工业开
发前景ꎮ
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(下转第７３页)４５资源环境与工程 ２０１８年