烏干達Kizhozho鐵礦地質特征及成因探討

吳 寧

（安徽省地質礦產勘查局324地質隊）

烏干達是非洲東部內陸國家。全境大部位于東非高原，多湖，平均海拔為1 000～1 200 m。東非大裂谷的西支縱貫西部國境。烏干達西南部的鐵礦資源較為豐富，具有廣泛的開發利用前景。Kizhozho 鐵礦位于烏干達西南部的Kabale 地區，距Kabale 南偏東10 km。礦區地質勘查工作滯后，鐵礦資源情況不清，成因類型不明，給資源開發帶來困難。

通過普查了解Kizhozho鐵礦區的地質特征，研究礦體的賦存層位、形態、產狀、規模和礦石特征，劃分礦石類型。從礦石的結構、構造及成巖作用方面對礦床成因進行探討。Kabale地區同類型的鐵礦較多，研究礦床成因對鐵礦勘查有一定的現實意義。

1 成礦地質背景

區域上經過多期次的構造作用、巖漿作用、變質作用和沉積作用，形成了一系列NE 向、NW 向和近SN 向的構造帶和成礦帶。區內廣泛出露前寒武紀（3 000～600 Ma）地層，其由一系列片巖、大理巖、片麻巖、變粒巖和中酸性、基性侵入巖組成。在烏干達的東部和西部地區零星出露有時代較新的巖石，主要是中、新生代形成的火山巖和沉積巖。

1.1 地 層

Kabale 地區出露地層為前寒武紀Karagwe—Ankolean系地層和近代沉積物。

（1）Karagwe—Ankolean 系為一套反映淺水沉積的泥質巖、頁巖、砂巖的均勻層序。泥巖、頁巖和千枚巖組成泥質巖石，粉砂巖、砂巖、石英巖和長石砂巖組成砂質巖石，并經弱變質作用。其中地層結構上統：透輝石—長石類巖層、千枚巖層、石英巖層、含薄層泥質砂巖的千枚巖和頁巖層、石英巖層；中統：千枚巖、頁巖和泥巖層、砂巖層、礫巖層；下統：千枚狀頁巖和泥巖層。

（2）近代沉積物主要為紅土層、沖積層和沼澤沉積。

1.2 構 造

前寒武紀造山褶皺帶延伸穩定，剪切帶產于前寒武紀分布的一些地區［1-2］，西部為東非裂谷帶西支北段，裂谷作用形成NNE 向羽狀排列地塹式斷層系。地塹結構的兩翼是陡斷層懸崖。這些地塹往往是不對稱的，一端有一個較大的斷層，另一端有一些較小的臺階式斷層或一個單斜撓褶［3］。

區域發育一系列NNW 向倒轉背向斜，自南西到北東為Rwakihigwa倒轉向斜，Maziba倒轉背斜。次級褶皺發育，構造帶走向呈NNW向。

1.3 花崗巖類及其它巖石

花崗巖類為偉晶巖、偉晶白云母花崗巖。其它巖石為石英脈或其脈巖，還有含微斜長石、斑狀變晶結構的黑云母花崗片麻巖。

1.4 礦 產

鐵礦體呈透鏡狀、帶狀分布于層狀石英礫巖、石英砂巖中，走向與巖層一致。礦物成分為赤鐵礦，偶含褐鐵礦。

2 成礦地質特征

2.1 礦區地質

礦區出露Karagwe—Ankolean 系中統地層（圖1），為單斜構造。地層走向NNW—SSE，傾向NEE，傾角為41°。

礦區地層分3個巖性組：①礫巖層（cg），成分為石英，為主要賦礦層位；②石英砂巖層（ss），夾石英巖和泥巖，伴有礫巖，為次要賦礦層位，構成礦體頂板；③千枚巖層（phy），局部頁巖、泥巖，構成礦體底板。

Kizhozho 礦區位于Rwakihigwa 倒轉向斜的北東翼。Rwakihigwa 倒轉向斜軸呈NNW 向，兩翼地層局部次級褶皺較發育。礦區未見花崗巖類及其它巖石。

2.2 礦體特征

Kizhozho 鐵礦由1 個礦體組成。礦體賦存于Karagwe—Ankolean 系地層的石英礫巖、砂巖中，形態呈似層狀、透鏡狀，其東西兩邊由于風化剝蝕形成坡積鐵礦（圖1）。鐵礦體總體走向337°，傾向NEE，傾角為20°～45°。礦體走向長400 m；地表出露（含坡積礦）寬231.78～366.87 m，平均為271.46 m。礦體從地表延深至地下，最大豎直深度為104.76 m。礦體賦存海拔標高為+1 940.3～+2 092.2 m。

礦體的頂底板均為千枚巖。礦體夾層為含赤鐵礦的細砂層和千枚巖，層厚2.30～12.40 m。礦體地表露頭見圖2。

3 礦石特征

3.1 礦石的自然類型及組成礦物

礦石的自然類型按礦石的主要鐵礦物和脈石礦物或巖石劃分為4類：赤鐵礦巖、石英赤鐵礦巖、石英質赤鐵礦巖、鐵質砂巖。

（1）赤鐵礦巖主要礦物成分為不透明金屬礦物，含量92%±；其次為石英，粒徑為0.002～0.3 mm，含量為6%±；鐵質黏土含量為1%±；玉髓含量為1%±。石英多呈不等粒他形粒狀散布于不透明金屬礦物中，少量呈碎屑狀分布于不透明礦物集合體，有的邊部分布著玉髓。玉髓呈纖維狀，多與鐵質黏土礦物共生沿裂隙分布，少量呈顯微團粒狀零星分布。

（2）石英赤鐵礦巖主要礦物成分為不透明礦物（赤鐵礦），含量約為68%；其次為石英，粒徑為0.002～0.8 mm，含量約為30%；絹云母含量約為2%；偶見白云母，粒徑為0.05～0.1 mm。石英在薄片中按形成先后分為2期：早期石英呈細砂—粉砂碎屑狀分布于赤鐵礦集合體或晚期石英中，粒徑多＞0.03 mm，邊緣呈圓—次圓狀，有的具次生加大邊；晚期石英呈不等粒他形粒狀變晶鑲嵌分布于赤鐵礦中，邊緣呈不規則鋸齒狀。絹云母呈顯微鱗片變晶分布于石英或赤鐵礦間。偶見白云母呈細長片狀分布赤鐵礦集合體中。

（3）石英質赤鐵礦巖主要礦物成分為不透明礦物（赤鐵礦），含量約為60%；其次為石英，粒徑為0.002～0.5 mm，含量約為37%；鐵質黏土含量約為2%；海綠石粒徑為0.06 mm，含量1 粒；絹云母含量約為1%；白云母粒徑為0.05～0.1 mm，微量。石英在薄片中按形成先后分為2期：早期石英呈粗細不等的碎粒狀，以細—粉砂級為主，少量粗粒級，碎屑邊緣呈圓—次圓狀，有的具次生加大邊；晚期石英一部分呈他形粒狀，邊部呈復雜齒狀分布于不透明金屬礦物中，另一部分呈他形細粒鑲嵌，顆粒間接觸界面平直，集合體呈大小不等的團粒狀不均勻分布。鐵質黏土呈隱晶質黃褐色，集合體呈不規則團粒狀零星分布。

（4）鐵質砂巖由碎屑物和膠結物組成，碎屑物含量約占57%。其中石英為0.02～1 mm，含量約為40%；石英巖巖屑，粒徑為0.5～2 mm，含量約為2%；氧化鐵質巖屑，粒徑為0.2～2 mm，含量約為15%；膠結物含量約占43%。其中石英粒徑＜0.1 mm，含量約為5%；絹云母含量約為5%；不透明礦物含量約為33%。石英碎屑大小不等，由粉砂—粗砂組成，以細粉砂為主，邊部呈圓—次圓狀，石英巖巖屑由他形粒狀鑲嵌而成，邊部呈圓滑狀，氧化鐵質巖屑多呈長粒狀，粒徑＜2 mm，長軸平行層理定向分布。膠結物中石英呈細小他形粒狀，絹云母呈鱗片變晶平行層理定向分布。

從施工的鉆孔看，自地表向深部礦石類型依次為赤鐵礦巖（含TFe 57.46%～64.84%，占65.23%）、石英赤鐵礦巖（含TFe 51.34%～55.30%，占4.02%）或鐵質砂巖（含TFe34.09%，占4.21%）、石英質赤鐵礦巖（含TFe 46.22%，占26.54%），總體TFe品位呈降低趨勢。

3.2 礦石的結構和構造

礦石的結構（圖3）為變余含砂結構，變余砂狀結構，含礫砂狀結構，顯微纖維狀結構，碎屑結構；構造以塊狀構造為主，其次為層狀、蜂窩狀、粉狀構造。

4 成因探討

4.1 礦床成因的證據

（1）礦體的空間展布、產狀證據。區域礦體空間展布沿石英礫巖層、石英砂巖層呈透鏡狀、帶狀展布。礦體形態呈似層狀、透鏡狀，產狀與地層基本一致，但傾角變化大。礦帶或礦體受特定的層位和巖性控制，具有似層狀、帶狀延伸的特點，傾角變化表示礦體形成時受構造作用或交代作用影響。

（2）礦石特征證據。礦石呈深赤灰色，砂狀結構，塊狀構造；主要礦物成分為赤鐵礦，次為石英；粒屑由赤鐵礦、石英構成；局部有蜂巢狀孔洞，部分內充填白色石英；部分石英可呈細脈狀。赤鐵礦可破碎呈角礫狀，再被赤鐵礦和石英細砂膠結；石英可在局部條帶狀富集。從標本特征分析赤鐵礦可能先是沉積成因，后遭破壞，再沉積。礦區沉積原巖—石英礫巖、砂巖、頁巖、泥巖。巖層呈層狀，厚薄不同，沉積特征明顯。礦石的結構構造反映（硅質巖石和赤鐵礦）沉積—破碎成粒屑或角礫—搬運—沉積成巖的過程。礦區普遍見變質粉砂巖、（含鐵）千枚巖、變質含鐵砂巖。巖石呈變余含砂結構、變余砂狀結構的變質作用特征。

（3）區域鐵礦的成因佐證。透鏡狀的礦石與層狀圍巖的區域范圍上廣泛一致性，印證了沉積成因礦石的變質作用和局部為鏡鐵礦的發展再活化表現明顯，并交叉切割石英脈。表明膠體二氧化硅和氧化鐵的沉積物混合，沉積后再變質重結晶。

（4）可能的礦源證據。鐵礦體西邊界200 m 外分布火山角礫巖、磷灰巖，表明區域發生火山作用。區域巖石的風化物質如泥、黏土含SiO2、Al2O3、Fe2O3較高［4］?；鹕匠练e物或泥、黏土都有可能為礦床的形成提供部分鐵質來源。

4.2 礦床成因分析

鐵礦床的成因類型［5］：沉積變質型、沉積型、基性侵入巖型、火山巖型、矽卡巖型、風化淋濾型、多因復合—疊加型。與同類型鐵礦對比，都與含鐵石英巖或含鐵碎屑巖關系密切。Kizhozho 礦床貧礦與富礦常常直接接觸，無明顯的分帶特征。礦物成分單一，金屬礦物為赤鐵礦，雜質少，風化淋濾次生富集的特征不明顯。從礦體賦存部位、形態及礦石特征上認為鐵礦石由石英礫巖、砂巖等硅質巖石和氧化鐵的沉積物混合再沉積下來，后期經變質重結晶或含鐵熱液交代去硅富集形成，成因類型為沉積變質型。

5 結論

鐵礦體賦存于Karagwe—Ankolean系地層的石英礫巖、砂巖中，受特定的層位和巖性控制。礦石的自然類型為赤鐵礦巖、石英赤鐵礦巖、石英質赤鐵礦巖、鐵質砂巖。礦石的結構構造反映（硅質巖石和赤鐵礦）沉積—破碎成粒屑或角礫—搬運—沉積成巖的過程。分析認為硅質巖石和氧化鐵的沉積物混合再沉積下來，后期經變質重結晶或含鐵熱液交代去硅富集形成礦體。礦床具有沉積特征和變質作用特征，成因類型為沉積變質型。