尼日利亚中贝努埃海槽Faya地区重晶石矿化特征：基于岩石学与微量元素地球化学的成因解析

本研究针对中贝努埃海槽(MBT)固体矿产勘探不足的问题，通过1:50,000地质填图、岩石薄片透反射光显微分析及微量元素地球化学测试，首次系统揭示了Faya地区重晶石矿化的构造控矿特征，证实其具有钻井液原料工业价值（比重3.12-4.2），为尼日利亚矿产资源开发提供了新靶区。

　　

在非洲大陆矿产资源勘探的版图中，尼日利亚中贝努埃海槽(Middle Benue Trough, MBT)作为白垩纪南大西洋裂谷作用的产物，长期以油气资源著称，但其固体矿产潜力长期被低估。特别是重晶石(BaSO₄
)这种战略矿产——作为石油钻井液的关键增重剂，其成因机制与分布规律在MBT地区始终缺乏系统研究。更令人困惑的是，尽管前人已在MBT识别出Aloshi、Keana等十余个重晶石矿区，但关于矿物共生组合、热液活动证据等关键科学问题，始终缺乏显微观测与地球化学数据的直接支撑。

这一空白被尼日利亚乔斯大学地质系的研究团队突破。他们选择MBT南段Langtang地区的Faya矿点展开攻坚，通过整合野外构造解析、岩石显微观察与微量元素地球化学三大技术手段，首次揭示了该区重晶石矿化的三维特征。研究发现，矿体以5-20米长的脉状体形式赋存于Awe/Keana组砂岩的构造角砾带中，显微镜下可见重晶石颗粒以过度生长(overgrowth)形式包裹石英、长石，伴生黄铁矿(pyrite)和磁铁矿(magnetite)等金属矿物。最具突破性的是地球化学数据：矿脉中钡(Ba)含量突破10,000 ppm，锶(Sr)显著富集而铷(Rb)亏损，结合锆石(Zr)、铪(Hf)等元素异常，确证了热液流体对成矿的关键控制。这项发表于《Journal of African Earth Sciences》的成果，不仅为MBT新增一处具工业价值的重晶石矿床（比重达4.2），更建立了构造-热液协同成矿的新模型。

关键技术方法包括：1) 基于Shendam 212地形图的1:50,000地质填图，结合GPS定位140 km²
研究区；2) 透反射光显微镜观察重晶石与伴生矿物空间关系；3) 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析微量元素分布模式；4) 比重测量评估工业适用性。

【地质背景】研究区位于泛非基底花岗岩之上的白垩系砂岩层，NE-SW向断层系统为热液通道。与Tsareta等地区不同，Faya重晶石直接赋存于未变质砂岩中，反映MBT特有的成矿环境。

【矿物学特征】透射光下重晶石呈黄-褐色中粗粒结构，与长石、石英的接触关系揭示其为后期热液产物。反射光鉴定出原生硫化物(黄铁矿)与次生氧化矿物(针铁矿)，指示多期成矿过程。

【地球化学标志】从矿脉向围岩，Ba/Sr比值系统性降低，而Zr-Hf-Th组合异常暗示热液可能源自深部岩浆分异。这种分带性为找矿提供了地球化学指标。

【工业价值】3.12-4.2的比重区间满足API钻井液标准，且无有害元素超标，具备直接开发潜力。深部可能存在更高品位矿体，建议开展三维地震勘探。

该研究首次将MBT重晶石成因与区域构造-热事件直接关联，挑战了传统"基底控矿"认知。Faya矿床的构造定位模式可推广至MBT其他区域，而建立的地球化学找矿标志将显著降低勘探成本。对于正寻求矿产资源多元化的尼日利亚而言，这项成果不仅提供了新的经济增长点，更彰显了本土科研团队解决国家战略需求的能力——正如通讯作者Nuhu Kadai Samaila强调的："这是MBT重晶石研究从现象描述走向成因解析的关键转折"。