红土型铝土矿赋矿岩系特征探讨

朱学忠，李 彬，闫绍波

（辽宁省有色地质局勘察研究院，辽宁沈阳110013）

红土型铝土矿赋矿岩系特征探讨

朱学忠*，李 彬，闫绍波

（辽宁省有色地质局勘察研究院，辽宁沈阳110013）

红土型铝土矿在我国分布较少，赋矿岩系研究也较少。随着我国企业走出国门到国外开发铝土矿资源，对红土型铝土矿有了较全面的了解。红土型铝土矿由于受地域气候、环境、岩性的限制，构成了独特的红土型铝土矿的成矿机制和赋矿岩系特征。

铁帽；红土；三水铝石；铝土矿

红土型铝土矿以暴露于地表、易开采、易选、三氧化二铝含量高、杂质低等特性受人瞩目。就目前已发现的红土型铝土矿主要分布在低纬度地区，是由基性火山岩或侵入岩暴露地表长期风化淋滤作用而形成。故红土型铝土矿具有独特成分特征和分带性。几内亚是世界上红土型铝土矿储量最丰富的地区之一[1]。笔者参加了几内亚某铝土矿的勘探，通过对几内亚红土型铝土矿的特征、结构分析，阐述红土型铝土矿的成矿岩系特征。

1 地质概况

矿区位于西非克拉通西部边缘，几内亚沿海晚古生界沉降区。区域构造线总体走向为北北西向。区域内主要地层为古生界海相沉积及基性侵入岩和火山岩2部分组成。其地质特征分别为：

古生代地层主要为奥陶系—泥盆系砾岩、砂岩、粉砂岩、泥质岩等，总体走向北北西。由于地层多被铁帽所覆盖，仅零星出露于沟谷中。

区内岩浆岩分为侵入岩和火山岩2类。侵入岩主要为基性辉长岩，零星分布。火山岩为玄武质凝灰岩、粒玄岩。呈枝杈状侵入到古生代地层中或覆盖于之上。依据钻探成果，位于赋矿岩系之下多为粒玄岩、玄武质凝灰岩。其为形成红土型铝土矿的主要母岩。

玄武质凝灰岩：为灰、灰黑色，凝灰结构，球粒状构造，由颗粒玄武岩屑与陆源碎屑组成。颗粒为玄武岩屑，含量70%；陆源碎屑主要由石英碎屑及少量斜长石碎屑（3%）构成，石英碎屑16%。火山碎屑间主要由玄武质火山灰充填胶结。厚度一般在2～15m不等。位于赋矿岩系之下。与上覆赋矿岩系呈渐变接触关系。其化学成分特征见表1。

表1 赋矿岩系化学成分一览表

粒玄岩：灰黑色，细粒辉绿结构，块状构造。主要矿物为普通辉石含量42%～45%，斜长石含量48%～55%；少量黑云母3%左右，多已褐铁矿化，零散分布，石英、钾长石二者约占3%，磁铁矿约占1%～3%；微量磷灰石等。与上覆赋矿岩系呈渐变接触关系。

2 赋矿岩系特征

几内亚中西部铝土矿成矿区内，均被大面积铁帽或红土覆盖，这是红土型铝土矿的找矿标志。依据钻探工程取芯情况、地质填图及剖面观察，矿区内赋矿岩系自上而下大致划分5个岩性层，分别为铁帽层、红土层、铁质粘土层、粘土层、粉砂质粘土层。之下主要为粒玄岩、玄武质凝灰岩，少量辉长岩、全风化砂岩。分述如下：

（1）铁帽层：褐红、砖红色，泥质结构，蜂窝状、皮壳状构造。主要矿物成分为三水铝石含量25.0%～58.0%，平均含量37.48%，赤铁矿含量7.0%～35.0%，平均含量35.15%，（铝）针铁矿含量6.0%～34.8%，平均含量21.85%；石英含量0.0%～6.0%，平均含量1.40%，锐钛矿含量0.0%～2.0%，平均含量0.48%；其次含少量高岭石、钛铁矿、一水铝石、锆英石及金红石等。近地表具褐铁矿化。铁帽层构成矿区的块状铝土矿体，是主要铝土矿体。厚度一般在2～5m，最大厚度8m。

（2）红土层：砖红色，泥质、豆鲕、结核状结构，土状构造。主要矿物为三水铝石含量18.0%～40.0%，平均含量29.40%，赤铁矿含量26.0%～52.0%，平均含量37.80%，（铝）针铁矿含量15.0%～24.0%，平均含量19.80%，石英含量1.5%～4.0%，平均含量2.0%，其次含少量高岭石、钛铁矿、锐钛矿、金红石、一水铝石、锆英石等。红土层产出于铁帽的下部，呈渐变过渡关系。是土状铝土矿赋矿层。厚度一般在2～7m，最大厚度21m。

（3）铁质粘土层：紫红、斑杂色，泥质结构，土状构造。主要矿物为高岭石、石英、伊利石、赤铁矿、锐钛矿、金红石、三水铝石、一水铝石等。三水铝石含量3.0%～5.0%，平均含量4.0%，铁质粘土产出于红土的下部，厚度一般在1～4m，最大为9.6m。为红土与下伏粘土的过渡岩性体，无铝土矿存在。

（4）粘土层：浅灰白色，泥质结构，土状构造。主要矿物为高岭石、石英、伊利石。含少量赤铁矿、锐钛矿、金红石等。粘土产出于铁质粘土的下部，厚度一般在2～8m，最大厚度15.0m。

（5）粉砂质粘土层：浅灰白色，粉砂质结构，土状构造。主要矿物为石英、白云母，次为高岭石、针铁矿，少量三水铝石、金红石等。化学成分表现为高硅，SiO2含量最高可达88.10%。厚度一般在0～5m，最大厚度4.5m。与上覆粘土呈渐变接触。

从表1中可以看出，构成赋矿岩系的主要化学成分为Al2O3、Fe2O3及SiO2，次要化学成分为TiO2、S、P2O5、K2O、Na2O、CaO、MgO等。其中构成铁帽、红土的主要化学成分为Al2O3、Fe2O3；构成铁质粘土的主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3。明显具有过渡带特征；构成粘土、粉砂质粘土的主要化学成分为SiO2，少量Al2O3、Fe2O3。

通过对本区铝土矿勘探，铝土矿主要赋存在铁帽层和红土层。铁帽层为块状铝土矿，赤铁矿含量较高，局部由于铁量增加而铝降低出现非矿体。红土层为土状铝土矿，个别地段有出现无矿夹层。矿与非矿一般情况下野外难以区分，要根据基本分析结果划分。

3 红土型铝土矿的成矿机制分析

通过几内亚红土型铝土矿勘探，对红土型铝土矿的成矿机制有了较深入的了解。首先有大量的基性—超基性岩分布，为成矿提供了丰富的物质来源。二是低纬度提供了大量的降雨和炎热的气候。对富含铝的粒玄岩—辉长岩长期风化淋滤作用形成了优质的红土型铝土矿。并形成了特殊分带性[2]。

依据赋矿岩系的主要化学成分[3]特征判断，粒玄岩风化的初始阶段，表现为CaO、MgO大量流失，Al2O3部分流失，FeO绝大部分氧化为Fe2O3，SiO2、K2O相对富集；红土化初始阶段形成铁质粘土，表现为Al2O3、Fe2O3逐渐开始富集，SiO2逐步流失；随着红土化作用加强形成铁帽、红土，表现为Al2O3、Fe2O3进一步富集，SiO2进一步流失，最终在有利地段富集成矿。铝土矿是由基性岩浆岩风化淋滤残余形成。

4 矿体富集规律

4.1 成矿控制因素

依据勘查区内矿体的分布及品位、厚度变化特征判断，控制铝土矿形成的主要因素为矿源层、气候、地形地貌及水文地质条件等。

（1）成矿母岩：依据钻探成果，在其他条件相同的情况下，成矿母岩的薄厚决定了矿体优劣。往往在赋矿岩系之下见有基性岩浆岩则矿体较好，在赋矿岩系之下见有正常沉积岩则矿体较差或无矿。

（2）气候因素：风化残积形成大规模铝土矿的地区主要分布在低纬度带。这说明气候条件是岩石红土化成矿作用最重要的因素之一。在热带、亚热带区域，气候炎热，可促进红土化作用的进行[4]；雨量充沛，雨季和旱季相互交替，有利于铁铝的富集和有害成分的淋滤。几内亚位于赤道附近的低纬度（北纬10°30′～11° 15′）地区，气候炎热，年平均气温达24℃～32℃；年平均降水量超过2300mm。炎热的气候、充沛的降雨量为区域性大面积分布的富铝基性岩浆岩红土化成矿作用提供了重要的条件。

（3）地形地貌与水文地质条件：地形地貌特征与矿体规模及矿石质量关系密切。主要矿体一般分布在低缓山丘或宽缓山体的两侧。在深切的沟谷边缘、地形坡度大于20°的山体及平缓的台地成矿地质条件较差。在地形坡度位于5°～20°低缓山丘，地表水、地下水下渗的径流速度适中，有利于对各种有害成分的淋滤和铁铝成分的积聚。该地形地貌条件形成的铝土矿往往规模大、质量好。在地形坡度大于20°山坡上，由于地表水下渗少，地下潜水径流较快，各种有害成分淋滤的同时，主要有用成分Al2O3也随之流失。该地形地貌条件一般不成矿。在地形宽缓（地形坡度一般小于5°）的开阔平台，由于地表致密的铁帽渗透性较差，造成地表水下渗和地下水径出困难。该地形地貌条件形成的铝土矿往往矿体较薄、质量较差，或不成矿。

4.2 矿化富集规律

为研究本矿区铝土矿的矿化富集规律，根据钻探资料，赋矿岩系沿垂向自上而下形成不同岩性体（层）为：铁帽（块状铝土矿赋存层位）—红土（土状铝土矿赋存层位）—铁质粘土—粘土—粉砂质粘土。

5 结束语

红土型铝土矿赋存于低纬度地区的低山和丘陵区的缓坡上，具有矿床规模大、矿石质量好等特点。矿体宏观上受风化母岩粒玄岩、玄武质凝灰岩等富铝岩石控制。矿石质量受地形地貌、气候等因素控制。由于风化淋滤作用，赋矿岩系形成了独特的分带性，矿体富集于铁帽层、红土层中。通过对红土型铝土矿矿床的特征、控矿条件、成矿规律的研究，为该类型矿床的找矿及开发具有重大意义。

[1] 布申斯基.铝土矿地质学[M].北京：地质出版社，1984.

[2] 徐红伟，张先忠.几内亚共和国博凯地区红土型铝土矿地质特征和成矿机理初探[J].长春工程学院学报，2009（1）：31-33.

[3] 戚立宽.红土型铝土矿的化学矿物组成[J].轻金属，1989（1）：12-14.

[4] 国外金属有色矿产[R].中国有色金属工业总公司北京矿产地质研究所，1998.

Discussion on the Characteristics of the Ore-hosting Rock Series of Lateritic Bauxite Deposits

ZHU Xue-zhong,LI Bing,YAN Shao-bo
(Geological Exploration&Research Institute of the Bureau of LNYS,Shenyang Liaoning 110013,China)

Lateritic type bauxite distribution is less in our country, and less researched on its hosting rock series.As Chinese enterprises go abroad to develop the foreign bauxite resources,the lateritic type bauxite has been understudied more comprehensibly.Due to the limitation of regional climate and environment,lithology,it is formed the unique metallogenic mechanism and ore-bearing rock series characteristic for the lateritic type bauxite.

gossan；lateritic；gibbsite；bauxite

P618.45

A

1004-5716(2015)04-0103-03

2014-04-15

2014-04-17

朱学忠（1960-），男（汉族），辽宁朝阳人，高级工程师，现从事地质找矿、灾害地质、工程地质等工作。