西澳达令山地区Cardea铝土矿矿床地质特征及矿床成因

肖广玲

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250014）

澳大利亚铝土矿资源储量位居世界第二，是中国铝土矿进口的主要国家之一，位于西澳洲的达令山地区为澳大利亚主要的铝土矿产地之一。

该区铝土矿品位低，高硅高铁，但可溶型硅含量很低而易于冶炼，因此研究分析该地区铝土矿的成矿地质特征，探讨矿床成因，可为我国进口铝土矿提供可靠的地质依据并且为我国寻找同类型的铝土矿提供参考，而Cardea铝土矿位于达令山北部，其成矿地质特征具有一定的代表性[1]。

1 区域地质特征

达令山地区大地构造位置处于伊尔冈克拉通（YILGARN CRATON）西南边缘的西南地体（SOUTH WESTTERRANE）的北部，西与珀斯盆地（PERTH BASIN）相邻。该地区为西澳重要的Au-Cu-Pb-Zn成矿带[2]。

区域地层主要发育太古代片麻岩、新生代红土、砂土及第四系残坡积层。其中与区内铝土矿成因关系密切的为太古代片麻岩，岩性主要为混合岩、长英质片麻岩及长英黑云片麻岩，含少量角岩、斜长角闪岩及超镁铁质包体；地层北西向展布长约5km，宽1km～2km，与周围的花岗岩呈不整合接触。新生界岩性主要为红土及覆于红土层之上的砂土层；红土层大面积分布于达令山断裂以东，呈南北向展布。

区域上达令山断裂近南北展布，为西南地体的边界断裂，达令山断裂以西铝土矿分布的地区构造以北西向为主，断裂总体走向320°～340°，倾向北东，倾角30°～45°左右，该组断裂控制了区域上地层及岩体的展布，此外还发育近东西向小规模的断裂[3]。

区域岩浆岩出露主要为太古代花岗岩，，岩性主要为粒状花岗岩-粗质花岗闪长岩、石英二长岩及花岗岩，呈面状产出，大面积分布于区域的东北及西南部。区内还有少量脉岩出露，岩性主要为花岗闪长岩、二长花岗岩、闪长岩、辉绿岩等，脉岩一般穿插于花岗片麻中[4]。

2 矿区地质特征

赋矿地层。Cardea铝土矿主要产于区内山脊、残丘的宽缓地带及缓坡上，赋矿地层为第四系红土层，区内红土层根据不同的岩性特征可分为三个亚层（图1）。

（1）第一亚层

相当于图1中的表土层（Topsoil) + 红土砾石（Lateritic grave）+硬壳层 (Duricrust），位于片麻岩和花岗岩风化带的上部，为紫红色、土黄色、紫灰色的粘土，具泥质结构，土状构造，为矿体顶板，厚度0.5～3m；其中硬壳层局部含铝土矿。

（2）第二亚层

该层为铝土矿体，相当于图1中的结核状三水铝石带(Nodular gibbsitic zone)+ 颗粒状三水铝石带 (Granular gibbsitic zone）。该层厚2mm～8mm；上部为褐红色、紫红色含粘土的铝土矿，具泥状、胶状结构，结核状、块状、片状、粒状构造。

结核大小一般在2mm～8mm之间，最大10mm，由上至下逐渐变大。下部为褐红色、灰紫色含粘土质颗粒状、块状铝土矿，结核表面圆滑，内部发育有大小不等的空洞。矿物成分主要为三水铝石，少量的一水铝石，次要矿物为赤铁矿、针铁矿等。三水铝石带与颗粒状三水铝石带界限呈渐变关系[5]。

图1 Cardea铝土矿红土层综合柱状图

（3）第三亚层

相当于图1中的杂色带(Mottled zone），主要为含泥质沙砾，底部少量花岗岩、石英基岩碎块等。

3 矿体地质特征

矿体呈层状、似层状单层产出，变化连续，产状受下伏的基底（成矿母岩）风化壳地形形态控制，随基底的起伏而变化，但总体较为平缓。矿体规模长几百米至数十千米，宽几百米至数千米，厚度几米至二十余米，单个矿体就可达大型或特大型规模。矿体中Al2O3含量较高，为35%～60%。

矿体中铝土矿矿石随风化程度和深度以及岩石类型不同而变化，即风化程度高，矿石含矿率高，随着深度增加或风化程度降低，含矿率降低；塑性高的红色粘土增多，含矿率相应降低。与基岩相比，红土层坡面的上层富含氧化铝，可溶氧化铝含量在基底粘土层之上明显增加[6]。

4 矿石质量特征

矿石呈灰黄色、红褐色、紫红色等；具泥状、胶状、豆粒（鲕粒）结构，块状、结核状构造。在自然状态下，矿石呈块状、松散土状；硬度低。被水浸湿后，呈泥状、胶结状；水洗后，矿石呈颗粒状。

矿石组分简单，主要为单一型三水铝石，含量一般大于50%，次为针铁矿10%～30%，石英5%～20%，赤铁矿2%～10%，磁铁矿2%±，高岭石1%±，勃姆石1%±，含少量金刚砂。三水铝矿、勃姆石和金刚砂是主要含铝矿物。

据铝土矿基本分析结果，矿区铝土矿石的主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2和LOI。次要化学成分有MgO、CaO、K2O、Na2O、V2O5、P2O5、SO3等，微量元素有Zr、Mn等。Al2O3是矿区铝土矿矿石中主要有用成分，主要赋存于三水硬铝石中，其次是呈铝硅酸盐的形式赋存于粘土矿物中。按照矿石的Fe2O3及S的含量，矿石工业类型属于高铁低硫型矿石[7]。

5 矿床成因

Cardea铝土矿赋矿地层为第四系红土层，该地层由区域的太古代花岗岩、片麻岩风化形成；达令山地区丰沛的季节性降雨、良好的排泄条件及热带气候，为区内岩石、矿物风化提供了良好的条件，太古代花岗岩及片麻岩为富铝的酸性岩浆岩，为Cardea铝土矿提供了重要的成矿物质来源。

其成矿主要在于组成矿物的各种元素的迁移能力的不同，K、Na、Ca、Mg等物质在基岩风化初期被淋滤带出，风化加剧，硅酸盐随之大量带出，而地表环境下相对较为稳定的铝质残留下来，经过不断的风化剥蚀，淋虑沉积形成铝土矿，伴随铝质残留的还有较为稳定的Fe、Ti，形成具高硅高铁的Cardea铝土矿。

[1]王庆飞，邓军，刘学飞，张起钻，李中明，康微，蔡书慧，李宁．铝土矿地质与成因研究进展[J]．地质与勘探，2012．48(3) : 430 ～ 448．

[2]王祝堂，熊慧．世界铝土矿资源与分布[J]．轻合金加工技术，2014．42(9) : 10．

[3]Anand R R，Gilkes RJ，Roach G I D．1991．Geochemical andmineralogical characteristics of bauxites，DarlingRange，WesternAustralia．Applied Geochemistry，6:233～248．

[4]Anand RR，Gilkes R J．1987．The association of corundum andmaghemite in DarlingRange laterites，Western Australia．AustralianJournal of SoilResearch，35:303 ～ 311．

[5]Murray A M．1979．Bauxite in Mining in Western Australia．Universityof Western Australia Press:101 ～ 110．

[6]Myers J S．1990．Western Gneiss Terrane，in Geology and MineralResources of Western Australia．Western Australia GeologicalSurvey:13～ 31．

[7]孙朋飞，江思宏，薛春纪，白大明，韩宁. 西澳Darling Range 地区铝土矿特征及成矿控制因素[J].地质论评，2016.62（1）：171-186.