西非是世界上铁矿资源最为丰富的地区之一,铁矿石总资源量可达649.5亿吨,占全球8%,主要分布于马恩地盾和雷圭巴特地盾,以几内亚、塞拉利昂、利比里亚和毛里塔尼亚四国最为丰富,成因类型以BIF型为主。公开资料显示,目前有43家公司投资开发73个西非铁矿项目,其中中国庆华集团、宝武集团、赢联盟集团、中国铝业和中投资本公司等五家中资企业拥有权益资源量达217.5亿吨,形成与西非本土8国和西方7国公司三足鼎立的局势。基于标普数据库和各公司最新年报统计,发现近10年西非铁矿石年均产量为0.2亿吨,世界占比不足0.1%。目前大部分矿山处于暂停开发或暂时搁置状态,仅有21个铁矿山处于活跃状态。其中,中资企业控制的五个项目中也只有唐克里里铁矿处于开发状态。基于西非地质和航磁资料,利用证据权模型,预测在90%、50%和10%置信水平下,西非地区未发现铁矿床数量分别为63个、92个和324个,铁矿石预测资源量分别为264.6亿吨、386.4亿吨和1360.8亿吨。
钢铁工业作为国民经济的基础工业,通常被用于衡量一个国家工业发展水平,而铁矿石又是钢铁工业的“粮食”。2010年以来,我国钢铁工业取得了举世瞩目的成绩,2020年我国粗钢产量已上升至10.53亿吨,突破10亿吨大关,连续4年占全球粗钢产量比例超过50%。多方调研机构均预测未来10年,中国对铁矿石的需求仍将高位运行,全球第一进口国的地位将保持不变。由于国内铁矿品质一般,生产成本远高于国外,在全球铁矿石市场不具竞争力,我国钢铁生产对进口铁矿石形成高度依赖。
据海关总署发布数据,我国2020年铁矿石进口量达11.7亿吨突破,2017年创出的10.75亿吨铁矿石年度进口量,对外依存度超过80%。与此同时,世界铁矿石供应又处于被“两国四矿”?垄断的格局。寻求新的铁矿石供应基地,减少对国际四大铁矿巨头的依赖,增加全球铁矿议价权,是中国钢铁行业发展的必然选择。
西非地区地处非洲大陆西部,东至乍得湖,西濒大西洋,南濒几内亚湾,北为撒哈拉沙漠,涉及毛里塔尼亚、塞拉利昂、几内亚等16个国家和西撒哈拉1个地区。西非克拉通是世界上最完整的克拉通之一,广泛出露太古宙—古中元古代结晶基底,中元古代之后,仅在泛非和加里东-海西期克拉通边缘经受了热事件局部改造,为BIF型铁矿发育和保存提供了优越的地质条件,形成了世界瞩目的铁矿石资源富集区。但受铁矿石价格以及基础设施落后等因素的制约,西非地区的铁矿石资源长期以来未得到有效的大规模开发。随着新冠疫情的蔓延发展,铁矿石价格疯涨,西非铁矿又重新成为各方铁矿石巨头关注的焦点。众所周知,西非铁矿石资源全球闻名,但是受限于西非地区较低的地质勘查工作程度,西非铁矿石资源现状和潜力缺乏一个相对清晰的量的概念,成为限制西非铁矿勘查开发的重要原因。
中国地质调查局武汉地质调查中心在北部非洲(本文主要指非洲大陆赤道以北地区)已完成或启动多项地质调查项目,针对西非地区的地质背景、重要铁矿床类型及特征、地质调查与矿产开发等方面积累了丰富的资料。本文拟在前期工作的基础上,系统梳理西非铁矿的产出特征、重要矿床类型和成矿区带,总结西非铁矿资源的资源储量和开发现状。同时,基于已有的地质及航磁资料,通过资源预测与定量评价方法,对西非铁矿资源潜力进行了初步评价,其结果可以为下一步在西非进行找矿部署及开发投资提供科学依据。
1、地质背景概述
长期以来,西非地区经历了复杂而独特的地质构造演化历史,由此形成了世界上独一无二的构造格局和地理风貌。大地构造上,西非地区主体隶属西非克拉通。此外,西非的少部分地区跨越了环西非克拉通泛非活动带和环大西洋凹陷盆地等构造单元。
西非克拉通作为西非地区最主要的构造单元,占据了整个面积的80%以上。自北向南可进一步划分为:廷杜夫盆地、雷圭巴特地盾、陶德尼盆地、博韦盆地、莱奥地盾、马恩地盾和沃尔特盆地。其中,太古宙结晶基底岩石主要分布在雷圭巴特地盾西部和马恩地盾中。古-中元古代变火山沉积岩则分布于雷圭巴特东部及莱奥地盾,古-中生代沉积物则主要覆盖于古老克拉通之上,主体分布于廷杜夫盆地、陶德尼盆地和沃尔特盆地。①雷圭巴特地盾西部主要由太古宙岩石组成,东部元古宙岩石占主导地位。太古宙基底在西部主要是Amsaga群,东部则为Ghallaman群,发育一套混合岩、片麻岩、含铁石英岩等建造。东部元古宙岩石主要由广泛分布的同构造期花岗岩以及火山-沉积变质岩构成。②马恩地盾主体由混合岩基底和上部的表壳岩类构成。其中,基底岩石主要为混合岩、片麻岩、花岗闪长岩、英云闪长岩和花岗岩等。表壳岩序列可能都属于同沉积-火山周期,主要由绿岩带和变质沉积岩系列构成,其中绿岩带为BIF型铁矿的主要赋矿层位。③莱奥地盾整个区域被早元古代Birimian上地壳覆盖,老的基岩受Eburnian事件区域变形、变质花岗岩侵位的影响,也被称为鲍勒-莫西。④陶德尼盆地位于非洲西部稳定陆块的中心,主要包含新元古代到石炭纪形成的一套近水平的稳定陆相沉积体系。⑤沃尔特盆地主要是一个缓倾斜的向斜盆地,主要为一套奥陶纪到泥盆纪时期形成的岩层,包括冰碛岩、白云岩、砂岩等。⑥廷杜夫盆地走向北东-南西,是一个不对称的复式向斜盆地。寒武纪到石炭纪时期形成的岩层在廷杜夫盆地均有出露(图1)。
此外,在西非克拉通西部还出现了部分的泛非域构造,主要是罗克列德带、毛里塔尼亚带。Rokelide剪切带仅北部和南部地段出露于地表,中部被Bove盆地中古生代地台上的沉积物所覆盖。北部地段与Mauritanide带合并,两者主要为一套火山沉积岩组合。晚三叠世时期,摩洛哥阿特拉斯
山脉西部的非洲西北部产生了大陆张裂,随后张裂向南延伸,形成了世界典型的边缘或发散(大西洋型)盆地。在西非地区主要包括塞内加尔盆地、比里盆地、利比里亚盆地、象牙海岸盆地和达荷美盆地等。
2、重要矿床类型和成矿区带
2.1 铁矿资源产出及分布特征
经过系统梳理,西非铁矿具有以下特征:①西非铁矿具有分布较为广泛,但是相对集中的特点。其中,几内亚、塞拉利昂、利比里亚和毛里塔尼亚四国家铁矿最为丰富,分布高度密集,而其他国家则是零星产出。②西非铁矿成因类型较多,但特色也非常鲜明。迄今为止,西非已发现的铁矿类型主要包括BIF型、红土型矿床、岩浆型、矽卡岩型及沉积鲕状型。其中,BIF型及其伴生的红土型矿床占据总量的90%以上,且大多数为大型-超大型的铁矿床。
其他类型数量较少,规模一般。③西非铁矿规模和品位变化范围较大。已有资源量数据的矿床中,大型矿床(>1亿吨)共计28个,占比总矿床数量的30.8%;超大型矿床(>10亿吨)共计14个,占比总矿床数量的15.4%。西非共有6个铁矿山资源量排名进入世界前50名,如塞拉利昂的唐克里里、利比里亚邦矿等。④西非铁矿石成分简单,采选方便。矿石矿物多以磁铁矿+赤铁矿为主,少量为风化淋滤型镜铁矿。目前多数矿山采用的是磁选+浮选方法,以磁选为主。整体来说,采选矿相对简单,成本较低。
2.2 西非铁矿重要矿床类型
前已述及,西非铁矿类型包括BIF型、红土型矿床、岩浆型、矽卡岩型及沉积鲕状型。
2.2.1 BIF型铁矿
BIF型铁矿通常指赋存于前寒武纪沉积岩的条带状含铁建造、经历了不同程度的变质作用后形成的具有工业价值的矿床,是世界上铁矿开发的主要类型。在西非,BIF型铁矿主要赋存于新太古代-古元古代地盾,与变质的火山-沉积地层有关,尤其是绿岩带。该绿岩带主要是由一套发生变质的基性火山-沉积岩,条带状含铁建造的变质程度自绿片岩相到麻粒岩相均有发育。
成因上,多数BIF型铁矿为阿尔戈马型,如西芒杜、西部集群、马兰帕等铁矿,也有少数属于苏必利尔型铁矿,如西非的MountGao铁矿、Klahoyo铁矿等。
2.2.2 红土 ....
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