尼日利亚奥贡州POBE矿区石膏矿地质特征及成因分析

＊韩琦 王思文

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引言

尼日利亚联邦共和国位于西非东南部，西邻贝宁与多哥，东接喀麦隆，北靠尼日尔与乍得，南濒大西洋几内亚湾，国土面积约923km2。尼日利亚具有丰富的矿产资源，从非金属到金属矿产，矿产资源品种较多，储量较大，但从空间和储量上表现不均衡。矿业产值在其国民经济发展中占有重要地位，约占其国内生产总值的三分之一。

石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料，可作水泥缓凝剂，也用于农业、造纸、油漆、橡胶、陶瓷、塑料、纺织、食品、医药等领域。尼日利亚石膏储量为10亿吨左右，在全国各地均有分布。为进一步推动该国石膏矿资源开发工作，本文结合相关地质工作实践，对该国奥贡州石膏矿地质特征及矿床成因进行分析，以期为今后在尼日利亚地区开展石膏地质找矿工作提供参考。

1.成矿地质背景

矿区位于尼日利亚西南部与贝宁交界处附近，位于Ewekoro构造带内，属于尼日利亚西南部沉积层序的一部分。

(1)地层

在沿海盆地经沉积作用形成的沉积岩从尼日利亚向西延伸至贝宁共和国、多哥，并且很小一部分穿越多哥，进入加纳境内。

这些沉积岩可划分为：古近系古新统Abeokuta组、古近系始新统中段Ewekoro组、古近系始新统上段llaro组、第四系更新统Coatal Plain Sands组。除了在Abeokut组下部和Ewekoro组中的石灰岩中存在一些可见的局部倾斜。这些沉积建造较平坦，倾角为1°～3°，倾向为南/西南。由老到新各建造大致特征如下：

①古近系古新统Abeokuta组

该组地层为尼日利亚西南部最古老的沉积岩，不规整上覆于复杂的结晶基底，并且上面有被称为Northern Uplands的地貌特征。此建造向西侧海岸以1°倾角逐渐加厚。岩性为砂岩、泥岩互层，局部夹薄层灰岩和贝壳，并且砂岩层随着云母含量的增加而变得越来越粗糙。为尼日利亚西南部最古老的沉积岩，整个Abeokut建造厚度大约200m，大部分为松软易碎结构，其中夹有一层1m厚度左右的含有硅质和铁质物质的胶结层。

②古近系始新统中段Ewekoro组

岩性为石灰岩及泥、页岩组层，部分为生物壳体碎屑和白铁矿体组合，含少量石膏矿化。上部具有Ewekoro洼地的地貌特征，其宽度在贝宁共和国边境线附近为12km，变化至Sagamu附近的5km。

③古近系始新统上段llaro组

岩性为红色松散砂、黏土，散砂层中存在含有裂隙的铁矿石和粗质含铁砂，砂层的厚度从1.1m变化至0.6m，延伸范围较广。

④第四系更新统Coatal Plain Sands组

岩性为沙、卵石、砂质黏土和非常稀少的褐煤组成，含有植物残积物，厚度从10m到100m之间。

(2)构造

区域内构造简单，未见有明显的褶皱、断裂。

(3)岩浆岩

区域内未见岩浆岩出露。

2.矿区地质特征

(1)地层

矿区出露地层为古近系始新统中段Ewekoro组，上部被第四系Coatal Plain Sands组所覆盖。矿区地层从上至下分述如下：

第四系Coatal Plain Sands组：自上而下分为两个岩性段，第一岩性段为灰黑色砂质黏土，位于矿区东部，泥质松散状，表层含少量植物根茎，部分地段含较多砾石，砾石粒径约0.5～1.5cm，磨圆度差，表面风化呈土黄色或黑色，厚度小于1m；第二岩性段为红色砂土，呈红棕色，为松散堆积，主要矿物为粉砂质石英颗粒，粒径约0.5～1.0mm，整个红色砂土层透水性较好，厚度小于4m。

古近系始新统中段Ewekoro组上部：岩性可分为红褐色泥岩和黄褐色泥岩两种，红褐色泥岩赋存在红色砂土下部，黄褐色泥岩直接赋存于第四系黏土下部，整体呈泥质结构，块状构造，主要矿物为黏土矿物，且遇水黏性较好。本层厚度0.4～17.9m。

古近系始新统中段Ewekoro组下部：由上至下分为三个小层，Ewekoro组下部上层，岩性为含膏泥岩，此层位在红褐色—黄褐色泥岩下层，颜色由上部黄褐色泥岩过渡为青色加少量黄色泥页岩，呈花斑状，此阶段会出现小颗粒石膏晶体，随着深度变深成层性越来越好，花斑状减少，整体层位呈青灰色，且该青灰色泥岩的石膏矿化程度，随深度增加陆续出现，厚度小于8m；Ewekoro组下部中层，岩性为泥（页）岩，位于含膏泥岩下部，颜色呈青灰色，泥质结构，块状构造，细腻、黏性较高，含少量生物碎屑，局部夹少量黑色碳质泥页岩和泥灰岩。该层较厚，厚度大约为48m；Ewekoro组下部下层，岩性为含砾砂岩，此层含砾砂岩成岩性较好，质地较硬，呈黄色，含砾颗粒大约在1.5～4cm，厚度大约为0.3～1m。

(2)构造

区内未见明显的断层和褶皱。

(3)岩浆岩

区内未见岩浆岩出露。

3.矿（化）层特征

矿区分布有较大的含矿层1个（含膏泥岩层），呈似层状构造，赋存位置与地形有关（+65m标高下），编号为K1。

石膏矿石不均匀分布在K1含矿层中，多呈颗粒状散乱分布，少数呈小的薄层状或透镜状，主要在QJ029、QJ035、QJ037和QJ042中有见，厚度为2～5cm，含矿率为3.21%～5.29%，整个K1矿层含矿率2.15%。

K1含矿层：由ZK002和ZK003两个钻孔及以往工作施工的QJ029、QJ035、QJ036、QJ037、QJ041和QJ042六个浅井揭露，含矿层埋深2.7～11.6m，南北长约2800m，东西宽1330～2240m，厚度0.3～5.3m，平均厚度2.85m。矿体近似水平展布，呈似层状，顶板为红褐色或黄褐色泥岩，底板为青灰色泥（页）岩。

石膏矿石不均匀分布在K1含矿层中，多呈颗粒状散乱分布，少数呈小的薄层状或透镜状，主要在QJ029、QJ035、QJ037和QJ042中见有，厚度2～5cm，含矿率为3.21～5.29%，整个K1矿层含矿率2.15%。

4.矿石特征

(1)矿石结构构造

矿石为石膏，为粒状结构，分散在泥岩中，局部富集呈薄层状。含膏泥岩，泥质结构，块状构造，含有天青石和砂、砾等。

(2)矿物粒度、晶体形态

含膏泥岩中矿物成分为石膏和黏土。石膏，颜色为白色，呈粒状结构，晶体为板状，粒度小于5mm。

(3)矿石化学成分和有用组份

根据测试结果，含膏泥岩中CaO平均含量7.76%，结晶水平均含量9.55%，SO3平均含量5.68%。对含膏泥岩中石膏矿石进行分析，CaO平均含量18.51%，结晶水平均含量12.73%，SO3平均含量21.52%，根据测试结果计算含膏泥岩中CaSO4·2H2O品位为1.10%～80.65%，变化范围较大，局部富集，石膏颗粒分布不均匀。

(4)矿石类型

矿区含矿层为含膏泥岩，石膏矿石呈薄层、透镜状或颗粒零星分散在泥岩中。

①按矿石的自然类型划分

按组成矿石的主要矿物结构、构造等，矿石的自然类型可划分为粒状、薄层状矿石。

②按矿石的工业类型划分

按组成矿石的矿物成分，矿石的工业类型可划分为含膏泥岩型石膏矿石。

(5)矿层围岩及夹石

根据工程揭露，矿区石膏矿体赋存在黄褐色-青灰色泥岩中，其顶板为红褐色或黄色泥岩，其底板为青灰色泥（页）岩，无夹石。

5.矿床成因

根据工程揭露，含膏泥岩矿层似层状构造，赋存位置与地形有关。含膏泥岩分布在矿区西北地形平坦低洼处，石膏呈颗粒零散分布在含膏泥岩中，局部石膏为小的透镜状。推测该矿床为泻湖相沉积，矿区内矿体属于现代泻湖碎屑沉积型含膏泥岩型石膏矿床，系在河曲或牛轭湖中化学沉积成矿。

6.矿床开发条件

矿床位于贝宁与尼日利亚交界处，ILaro～Oja Odan公路贯穿整个矿区，有多条小路贯通矿区，沿公路两侧有许多村庄，交通较为便利。该地区整体经济落后，供电不足。矿区范围内以种植业为主，附近有较多村庄，所在地劳动力充足且廉价。

矿床内矿体分布于区内东部低洼较平坦地带，其水位埋藏较浅，水量较丰富，水质较好，供水方式可采用机电井。

矿区石膏赋存在含膏泥岩（黄褐色-青灰色泥岩）中，厚度大约0.3～5.3m，由东南向西北延伸，整个矿体呈单斜构造，倾角一般在1～3°左右，上部覆盖层厚度2～6.7m之间。

矿区未来为露天凹陷开采，自然排水条件，矿区水文地质条件中等；矿层围岩为软弱泥（页）岩，遇水可能滑塌，工程地质条件中等；矿山如要开采，开挖宕口和废土堆排会对地形地貌破坏较大，环境地质条件中等。

7.结语

通过对尼日利亚奥贡州POBE矿区石膏矿地质特征及成因分析，取得了以下认识：

（1）区内含矿地层为古近系始新统中段Ewekoro组下部含膏泥岩（黄褐色—青灰色泥岩），泥质结构，块状构造，含有天青石和砂、砾，属于河曲或牛轭湖相碎屑沉积。

（2）区内矿石自然类型为粒状、薄层状石膏，石膏为粒状结构，呈薄层、透镜或颗粒状零散分散在泥岩中。矿石结构成分简单，为薄层粒状石膏矿石，加工及选冶技术条件较为简单。

（3）区内石膏矿层，呈不规则似层状顺河曲分布，厚度大约0.3～5.3m，由东南向西北延伸，整个矿体呈单斜构造，倾角一般在1°～3°左右，上部覆盖层厚度2～6.7m之间。矿床规模为中小型，矿层围岩为软弱泥（页）岩，遇水可能滑塌，后期开发利用具有一定难度。