非洲铝土矿地质特征、成矿规律与找矿前景研究

陈喜峰，施俊法，陈秀法，王杨刚，李玉龙，高爱红

(中国地质调查局发展研究中心，北京 100037)

0 引言

铝及其合金具有许多优良的性能，已广泛应用于各工业部门，被认为是当前最经济适用的材料之一，是人类应用的仅次于钢铁的第二大金属，在国民经济中发挥着重要作用，也是目前国际上竞争较激烈的战略性矿产资源之一。铝土矿资源的安全供应，关乎国民经济的安全发展。我国是世界铝土矿资源的最大消费国，但国内铝土矿储量仅占世界储量的3.33%，供应不足，主要依赖进口。近年来，我国铝土矿对外依存度在50%以上(黄毅等，2021)，已是世界铝土矿资源的最大进口国。为保障我国铝土矿资源的安全供应，实施铝土矿资源的全球优化配置已是必由之路。非洲是我国矿业企业在境外铝土矿资源勘查开发投资最多的地区，也是我国在全球进口铝土矿的最大供应地，在保障我国铝土矿的安全供应方面处于非常重要的地位。因此，研究非洲铝土矿资源的禀赋特征、成矿特征、成矿规律、找矿前景具有重要的理论和现实意义。但总体看，国内外关于非洲铝土矿的基础地质研究仍比较薄弱，仅在部分文献中简要论述或提及(张成学等，2009；毛景文等，2012；Markwitz et al.,2016)，未开展过系统的相关研究。本文在论述非洲铝土矿资源禀赋特征的基础上，探讨了该地区铝土矿资源的区域成矿地质背景、矿床类型、成矿条件、成矿特征和时空分布规律，划分了成矿区带，分析了找矿前景，为该地区铝土矿资源的勘查找矿、开发利用提供参考。

1 非洲铝土矿资源禀赋特征

1.1 储量与分布

非洲是全球铝土矿资源最丰富的大洲，铝土矿探明储量约100.7亿t，占世界铝土矿总储量300亿t的33.6%(USGS，2021)，资源量约252.03亿t(S & P Global Market Intelligence，2021)。已知铝土矿矿床高度集中分布在西非地区，在非洲的中部、东南部地区也有分布；其中，西非铝土矿探明储量约89.2亿t，占非洲铝土矿总储量的88.6%，资源量约249.43亿t，占非洲铝土矿总资源量的95%以上；非洲中部和东南部地区铝土矿探明储量约11.5亿t，占非洲铝土矿总储量的11.4%。

非洲铝土矿资源主要分布在几内亚、喀麦隆、马里、加纳、科特迪瓦、几内亚比绍、塞拉利昂等7个国家，在博茨瓦纳、布基纳法索、刚果(布)、刚果(金)、多哥、马拉维、乍得、莫桑比克、突尼斯、肯尼亚、赤道几内亚、利比里亚、利比亚、纳米比亚、尼日尔、尼日利亚、马达加斯加、南非、坦桑尼亚、赞比亚、毛里求斯、索马里等国家也有少量分布(表1，图1)；其中，几内亚是非洲乃至全球最大的铝土矿资源国，铝土矿探明储量74亿t，占非洲的73.5%，占全球的24.67%；喀麦隆、马里分别是非洲第2大和第3大铝土矿资源国。

表1 非洲主要铝土矿资源国铝土矿储量、资源量和矿床(点)统计表

1.2 矿床规模特征

据不完全统计，非洲铝土矿矿床约60个，其中，大型30个，中型7个，小型及矿点23个，中-大型合计占比为61.67%，且富矿较多。几内亚是非洲大型铝土矿矿床数量最多的国家，有14个，占非洲大型铝土矿矿床总数的46.7%，其次为喀麦隆、马里和加纳，大型铝土矿矿床数量分别为5个、2个和2个，上述4国大型铝土矿矿床数量合计占非洲大型铝土矿矿床总数的76.7%，其余非洲国家大型铝土矿矿床相对较少。从储量在不同规模矿床中的分布看，非洲80%以上的铝土矿探明储量集中分布于大型矿床中。

据不完统计(S&P Global Market Intelligence，2021)，在世界铝土矿资源总量(储量+资源量)规模最大的前10个铝土矿矿床中，有7个分布在非洲。其中，几内亚的桑加雷迪(Sangaredi)和桑图厚达(Santou Houda)两个铝土矿矿床的铝土矿资源总量分别居全球第1位和第2位(表2)。

表2 非洲主要世界级铝土矿矿床

1.3 铝土矿资源品质特征

非洲几乎所有已知铝土矿矿体都赋存于红土风化壳中，一般厚3～9 m，埋藏较浅，大多数可露天开采。矿石类型以三水铝石型为主，含铝矿石矿物主要为三水铝石，一水软铝石、一水硬铝石含量相对较少或没有。矿石构造以块状和土状为主，Al2O3含量一般为45%～62%，SiO2含量一般为1%～3.5%，优质铝土矿矿石Al2O3含量可达65%～69%，具有高铁、高铝硅比值、易加工、易熔、能耗低的特点，矿石品质总体较好。

2 非洲铝土矿成矿地质背景与矿床类型

2.1 区域地质背景

从产出构造位置看，非洲铝土矿集中分布在西非克拉通的南部，在坦桑尼亚克拉通、乌班吉德斯(Oubanguides)褶皱带和莫桑比克造山带内有少量分布(图1)，成矿构造环境以稳定地块边缘为主(Begg et al.,2009；Markwitz et al.,2016)。区域主要地貌类型为高原、台地和山地，分布有几内亚中西部的富塔德贾隆(Fouta Djallon)高原和几内亚东南部的几内亚高原，这些高原及其周边地区是铝土矿的主要分布区之一。区域地层主要发育前寒武纪基底和盖层二元结构，以前寒武纪基底为主。前寒武纪基底主要由太古宙-中元古代的结晶变质岩系组成，岩石大多发生达绿片岩相的变质作用，发育分布广泛的花岗岩、片麻岩、混合岩和由基性-超基性岩组成的绿岩带；盖层主要由古生代-中生代变质沉积岩、玄武岩、辉长岩组成，它们为区内铝土矿的形成提供了丰富的成矿母岩，如几内亚桑加雷迪铝土矿矿床的成矿母岩为古生代的页岩、粉砂岩和中新生代的基性侵入岩、火山岩，几内亚博凯铝土矿矿床的成矿母岩为中新生代的基性侵入岩、火山岩(张继纯等，2019)，喀麦隆米尼姆马塔普铝土矿矿床的成矿母岩为古元古代片麻岩，加纳阿瓦索、尼纳欣、基比等铝土矿矿床成矿母岩为古元古代含火山碎屑沉积岩(张海坤等，2021)。西非克拉通在1.7 Ga之后基本处于持续稳定状态(张继纯等，2019)，为铝土矿的形成提供了稳定的成矿构造环境，铝硅酸盐岩及富铝变质沉积岩在这种稳定的成矿构造环境和适宜的热带、亚热带气候条件下，在中生代-新生代发生深度红土化作用形成铝土矿(Barry et al.,2021)。

图1 非洲主要铝土矿矿床分布图与成矿区带划分图(底图据Begg et al.,2009,修编)

2.2 矿床类型

从成矿作用看，铝土矿是富铝岩石在一定的成矿构造环境、气候条件、地形地貌条件、水文条件及植物、微生物条件等多种成矿条件耦合下，由风化作用形成的外生矿床(Meyer，2004)。根据基岩类型，可划分为红土型、岩溶型和齐赫文型3大类(Bardossy et al.,1982，1990；王庆飞等，2012；Markwitz et al.,2016；陈喜峰等，2020)。其中，红土型铝土矿的基岩主要为铝硅酸盐岩，一般分布在赤道两侧的南纬30°至北纬30°之间的热带、亚热带地区，是铝硅酸盐岩石在湿热的气候条件下，发生红土化作用的产物。非洲绝大部分已知铝土矿矿床地理位置上位于南纬30°和北纬30°之间，是由玄武岩、粗玄岩、辉长岩、辉绿岩、霞石正长岩、花岗岩、闪长岩及古生代页岩、粉砂岩等富铝岩石，在热带、亚热带气候条件下，于中生代-新生代发生深度红土化作用形成的，矿床类型属红土型。

2.3 成矿条件

世界红土型铝土矿的成矿作用大多受控于特定的成矿条件，非洲也不例外。非洲红土型铝土矿的成矿作用明显受成矿构造环境、成矿母岩、古气候条件、古地形地貌、水文地质、植物与微生物等多种因素的影响(Boulange，1990；Bogatyrev et al.,2009；高灶其和樊克锋，2009;张成学等，2015;Markwitz et al.,2016;Zhang et al.,2018；张志玺等，2020；杜蔺等，2020)。

(1)成矿构造环境

成矿构造环境是影响非洲红土型铝土矿产出位置、矿床规模、矿体厚度与埋深、矿体保存完好度的重要因素，稳定的大地构造环境有利于红土型铝土矿的形成与保存。作为非洲红土型铝土矿集中产区的西非克拉通，在红土型铝土矿主要成矿期晚白垩世以来总体比较稳定(Wright et al.,1985;Petters,1991；Markwitz et al.,2016)，为红土型铝土矿的形成提供了稳定的成矿构造环境，有利于形成较丰富的优质铝土矿矿层。

(2)成矿母岩

非洲红土型铝土矿的成矿母岩主要为在区域内分布广泛的元古代片麻岩、火山碎屑沉积岩和中新生代基性侵入岩、火山岩及古生代页岩、粉砂岩等富铝岩石(Kock et al.,2012;Chirico et al.,2014)，尤其以三叠纪粗玄岩、玄武岩为主。这些岩石在湿热多雨的热带、亚热带气候条件下，发生深度红土化作用形成铝土矿，矿体主要赋存在红土风化壳中，典型矿床如几内亚的桑加雷迪、图盖和喀麦隆的米尼姆马塔普等。

(3)古气候条件

气候条件是影响非洲红土型铝土矿形成的关键必要因素。赤道两侧南、北纬30°之间的炎热、雨量充沛的热带、亚热带地区被认为最有利于红土型铝土矿发生成矿作用，形成的铝土矿矿床的规模也相对较大、矿石品质相对较好。非洲红土型铝土矿主要分布在北纬15°～南纬30°之间的热带、亚热带地区，这些地区年平均气温为 24～32℃，年降雨量> 3000 mm，每年有9～11个月的多雨季节和1～3个月的干旱季节，这种湿热多雨和干旱交替的气候条件有利于铝硅酸盐岩及富铝岩石发生深度红土化作用，形成铝土矿(Markwitz et al.,2016)。

(4)古地形地貌条件

地形起伏较大的山地，侵蚀作用强烈，成矿母岩在淋滤分解过程中，成矿作用未达到“成熟期”其成矿层已被侵蚀殆尽，无法保存或富集成有工业规模的矿体，但在地形过于平缓或平缓区域较广阔的地区，由于地下水流速小、更新缓慢，对岩石矿物质的淋滤作用相对较弱，又不利于矿层的形成。最有利于铝土矿形成的地形是起伏不大的山丘或低山地形，或者高原边缘地形(Chardon et al.,2006；Bogatyrev et al.,2009)。非洲大多数红土型铝土矿集中分布区的地形总体比较平缓，如西非克拉通的西南缘多为起伏不大的山丘、低山，这种地貌条件有利于地表水、地下水的下渗和铝硅酸盐岩及富铝岩石的红土化作用产物的沉积保存，为区域内红土型铝土矿的形成与保存提供了有利的地形地貌条件，形成的铝土矿矿体主要分布于在海拔标高150 m以上的山顶和山坡上。

(5)植物与微生物条件

茂密的植物和种类繁多的微生物是影响非洲红土型铝土矿形成的主要因素之一，它们可以加快成矿母岩的分解、风化成矿。土壤中微生物的活动可以使赋矿层变得疏松，产生的CO2等化学物质可促进赋矿层中的矿物分解、溶解。植物根系的生长可使成矿母岩发生机械破坏，而且也是地表水下渗的有利通道；同时，茂密的植物不仅可以遮挡阳光的暴晒，降低土壤中水分的蒸发速度，有利于化学风化作用进行的更充分，而且也可阻止大气降水、地表径流对赋矿层的冲刷、搬运，有利于铝土矿的保存。

(6)水文地质条件

水文条件是影响铝土矿形成的主要因素之一，良好的排水条件可加快风化反应速度和溶解组分的化学迁移。西非克拉通主要地貌类型为高原、台地和山地，尤其是几内亚中西部的富塔德贾隆高原和几内亚东南部的几内亚高原等红土型铝土矿的主要富集区，放射状水系较发育，丰富的地表水下渗形成潜水层，发生水岩反应，将风化壳中碱质和二氧化硅林滤掉，而使氧化铝富集起来，形成铝土矿。

3 非洲铝土矿成矿特征

3.1 非洲铝土矿成矿地质特征

上文提及，非洲铝土矿全部为红土型，其主要成矿地质特征如下(秦术凯等，2012；詹华明等，2012；郑辉等，2017；Sidibe and Yalcin,2019；刘志如和魏磊，2020；Barry et al.,2021)：①成矿母岩主要为基性、中性、酸性和碱性铝硅酸盐岩石，以基性铝硅酸盐岩为主，成矿作用与热带、亚热带湿热气候条件下的红土化作用密切相关；②矿床规模一般较大，铝土矿资源总量一般为几千万吨至几十亿吨，矿体通常分布在起伏不大的山丘、低山地区，产状受地形控制，与地形一同起伏变化，平面形态复杂多变，呈不规则状、港湾状、锯齿状、树枝状、囊状、带状等，剖面形态呈层状、似层状、透镜状、斗篷状；③矿体上部往往被红色或红黄色的含铁黏土所覆盖；④大多数矿床的矿体主要赋存在铝硅酸盐岩及其他富铝岩石原地风化形成的红土风化壳的中上部，且层位稳定，部分红土风化壳发生了近距离搬运，发育较完整的赋铝土矿风化壳大多具有分带性，从上至下一般可划分为土壤层、铁帽(硬壳)、红土层(铝土矿层)、过渡带、腐泥土层、砾石与风化岩石、母岩等层，或其中的3～4层，部分风化壳缺少过渡带，赋存矿体的红土层一般呈松散状及半固结状，大多数红土层上部未被后期沉积物覆盖，矿体直接出露于地表或近地表产出，少部分被后期沉积物覆盖；⑤矿石一般呈黄色、棕色、红棕色，具块状、豆状、土状、结核状、鲕状及胶状构造，矿石类型属三水铝石型，矿石矿物以三水铝石为主，一水软铝石、一水硬铝石含量较少，矿石质量较好，Al2O3含量普遍较高，多在60%左右。

3.2 赋铝土矿风化壳垂直分带特征

几内亚的博凯-桑加雷迪一带是非洲重要的红土型铝土矿矿集区之一，产有博凯、桑加雷迪、阿耶科耶等多个大型铝土矿矿床，这些矿床赋铝土矿风化壳自上而下一般可划分为以下7层(图2)(张学成等，2009，2015)：①铁帽：在地表分布广泛，呈褐红、砖红色，主要由褐铁矿、赤铁矿，及少量针铁矿、高岭石、石英组成，一般厚2～3 m，最厚达10 m，在该层内分布有块状铝土矿矿石；②红土层(铝土矿层)：与上覆铁帽层之间为渐变接触关系，呈砖红色，主要由三水铝石、赤铁矿及少量高岭石、针铁矿、石英、白云母等组成，一般厚2～10 m，在该层内产有土状铝土矿矿石；③铁质黏土层：呈紫红、斑杂色，主要由三水铝石及高岭石、石英、白云母、赤铁矿、针铁矿等组成，一般厚1～3 m；④黏土层：呈浅灰白色，主要由石英、白云母、高岭石及三水铝石、赤铁矿等组成，一般厚2～8 m；⑤粉砂质黏土层：浅灰白色，与上覆黏土层呈渐变关系，主要由石英、白云母、高岭石等组成，一般厚1～5 m；⑥风化玄武岩：分布于风化壳的下部，呈灰黑色，为矿区铝土矿的主要成矿母岩；⑦未风化玄武岩：分布于风化壳的最底部，未见底，主要为未风化的新鲜玄武岩。

图2 几内亚博凯-桑加雷迪地区赋铝土矿风化壳垂直分带示意图(据张学成等，2009修改)

4 非洲铝土矿成矿规律

4.1 非洲铝土矿矿床的空间分布规律

非洲铝土矿空间分布具有集中度较高的特点。从已知矿床(点)空间分布看，主要分布在西非的几内亚、喀麦隆、加纳的西南部、马里的南部和布基纳法索等国家和地区，以几内亚为主，在中部非洲和东部非洲的坦桑尼亚、马达加斯加、莫桑比克等国家和地区也有少量分布(表3)。

表3 非洲主要铝土矿矿田/矿床地质特征一览表

从产出的大地构造单元看，非洲铝土矿主要分布在西非克拉通及坦桑尼亚克拉通、乌班吉德斯褶皱带、莫桑比克造山带内，以西非克拉通为主(Begg et al.,2009；Markwitz et al.,2016)。在西非克拉通，铝土矿主要分布在马恩-莱奥地盾、博韦盆地和凯涅巴构造窗内，以马恩-莱奥地盾为主。马恩-莱奥地盾位于西非克拉通的西南缘，盆地范围包括几内亚、塞拉利昂、利比里亚、科特迪瓦、加纳、布基纳法索、马里的南部、尼日尔的西部、塞内加尔的东部等国家和地区，主要由前寒武纪结晶基底和绿岩带组成，其中前寒武纪结晶基底主要由混合岩和片麻岩组成，局部地区发育基性、超基性火山岩；绿岩带主要呈北-北东向延展，主要分布有凯马(Kanema)、马兰帕(Marampa)、卡斯拉(Kasila)及西芒杜(Simandou)等四个绿岩带(Markwitz et al.,2016)；侵入岩较发育，主要岩石类型包括花岗岩、闪长岩及伟晶岩、细晶岩，这些岩石中的中新生代基性侵入岩、火山岩类及古生代页岩、粉砂岩与红土型铝土矿成矿作用关系密切，为其主要的成矿母岩，在气候、水文、地形地貌等成矿条件的耦合下，发生深度红土化作用，形成了西非克拉通内丰富的铝土矿资源(图3)。

二是司法审查预先进行。根据《最高人民法院关于人民调解协议司法确认程序的若干规定》第4条、第6条和第8条，司法机关对人民调解协议进行司法审查工作，是在当事人提出司法确认申请之后。在人民调解活动进行过程中，即使司法机关对人民调解活动进行了调解业务指导，也不开展司法审查工作。“一站式”司法确认机制，则是司法机关在对人民调解组织进行全程业务指导的同时，就对该调解组织的调解程序、调解活动、调解协议以及证据材料等是否合法、规范，进行了全程监督和预先审查，只不过是否启动司法确认程序，则完全取决于双方当事人是否提出申请。

图3 西非克拉通南部红土型铝土矿矿床分布简图(据Markwitz et al.,2016;张继纯等，2019，修改)

4.2 非洲铝土矿矿床的时间分布规律

对已知铝土矿矿床成矿时代的统计表明，非洲红土型铝土矿主要形成于晚白垩世-第四纪，以晚白垩世-中新世为主，少量形成于第四纪，最强烈的成矿作用发生在始新世，并延续到中新世。

从国家看，不同国家的铝土矿的成矿时代略有差别，几内亚的铝土矿主要形成于晚白垩世-中新世，喀麦隆和加纳两国铝土矿的成矿时代主要为古近纪-新近纪。

从矿床规模看，大型铝土矿矿床的成矿时代跨度相对大些，主要形成于晚白垩世-中新世，如几内亚的桑加雷迪、博凯等世界级铝土矿矿床的成矿时代为晚白垩世-中新世。

4.3 非洲铝土矿成矿区带划分

目前，除Bardossy and Aleva(1990)在划分全球红土型铝土矿成矿省时，将非洲红土型铝土矿划分为西非铝土矿成矿省和东南非铝土矿成矿省两个成矿省外，再未有学者开展过较详细的非洲红土型铝土矿成矿区带划分研究。非洲红土型铝土矿的形成受特定的成矿地质构造环境的制约，区域构造格局控制着铝土矿矿床的空间分布。本文在分析非洲红土型铝土矿的成矿构造环境、成矿特征和时空分布规律的基础上，将非洲红土型铝土矿划分为西非铝土矿成矿省和东南非铝土矿成矿省两个成矿省及6个一级成矿带(表4，图1)。

表4 非洲铝土矿成矿区带划分

(1)西非铝土矿成矿省(A)

该成矿省主体位于西非克拉通的南部，区内几乎全部被红土风化壳所覆盖，铝土矿的成矿作用始于晚白垩世。根据该成矿省内红土型铝土矿产出的构造单元，将该成矿省进一步划分为马恩-莱奥地盾铝土矿成矿带(A-1)、博韦盆地铝土矿成矿带(A-2)、凯涅巴构造窗铝土矿成矿带(A-3)和喀麦隆丰戈同戈-乍得帕拉铝土矿成矿带(A-4)等4个一级铝土矿成矿带。

马恩-莱奥地盾铝土矿成矿带(A-1)：主体位于西非克拉通南部的马恩-莱奥地盾内，成矿时代以晚白垩世-中新世为主，赋铝土矿风化壳厚30～40 m，局部地区红土型铝土矿与红土型铁矿、红土型镍矿、红土型钴矿共伴生。

博韦盆地铝土矿成矿带(A-2)：主体位于西非克拉通西南缘的博韦盆地内，成矿母岩主要为中新生代基性侵入岩、火山岩及古生代页岩、粉砂岩，矿体层位稳定，主要成矿期为新生代，典型矿床为几内亚的博凯铝土矿矿床。

喀麦隆丰戈同戈-乍得帕拉铝土矿成矿带(A-4)：主体位于乌班吉德斯褶皱带内，成母岩以喀麦隆区域断裂带内的晚白垩世-古新世玄武岩、粗面岩为主，铝土矿的成矿作用可能始于晚更新世，典型矿床为喀麦隆的丰戈同戈铝土矿和乍得的帕拉铝土矿。

(2)东南非铝土矿成矿省(B)

该成矿省构造位置主体位于坦桑尼亚克拉通和莫桑比克造山带内。根据该成矿省内红土型铝土矿产出的构造单元，将该成矿省进一步划分为坦桑尼亚克拉通铝土矿成矿带(B-1)和莫桑比克造山带铝土矿成矿带(B-2)两个一级铝土矿成矿带。

坦桑尼亚克拉通铝土矿成矿带(B-1)：位于坦桑尼亚克拉通内，铝土矿矿床(点)主要分布在坦桑尼亚的北部和东南部地区，矿床规模以中-小型及矿点为主，成矿时代以新生代为主。

莫桑比克造山带铝土矿成矿带(B-2)：构造位置位于莫桑比克造山带内，矿床规模以中-小型及矿点为主，成矿时代以新生代为主。矿体一般呈似层状、斗篷状产于粗玄岩上部的红土风化壳中，矿石具有结核状、土状构造，矿石矿物有三水铝石、针铁矿及高岭石。

5 非洲铝土矿成因与演化过程

非洲红土型铝土矿主要是铝硅酸盐岩及富铝岩石在热带、亚热带的湿热气候条件下，由强烈的风化作用而形成的一种典型的外生矿产资源；成矿母岩主要为中新生代岩浆活动形成的基性侵入岩、火山岩，其次为古生代的板岩、粉砂岩、页岩和古元古代的片麻岩、火山碎屑岩等。西非克拉通在1.7 Ga之后，整体比较稳定，后期的构造运动主要发生在其边缘，对其构造环境影响不大；至中新生代，西非克拉通发生了与红土型铝土矿成矿关系密切的基性岩浆活动，早侏罗世(203～198 Ma)，在几内亚的富塔德贾隆高原、马里和布基纳法索，发生了基性岩浆活动，形成了侵位于前寒武系和古生界中的基性岩岩带，这些基性岩岩带为西非克拉通红土型铝土矿的主要成矿母岩，在晚白垩世至第四纪期间，这些中生代基性岩岩带发生红土化作用，形成了红土型铝土矿。成矿演化过程大致如下：晚白垩世至第四纪时期，西非克拉通及坦桑尼亚克拉通、乌班吉德斯褶皱带、莫桑比克造山带等非洲铝土主要富集区的构造环境比较稳定，这些区内的玄武岩、辉长岩等中新生代铝硅酸盐岩，在热带、亚热带气候条件下发生红土化作用，铝元素、硅元素的分离是铝土矿形成的主要过程；新鲜玄武岩、辉长岩等铝硅酸盐岩中的基性长石因风化作用转变为以高岭石为主的含水粘土矿物，高岭石等继续风化，大部分硅质被地表水溶解而淋失，少量硅质形成氧化硅凝胶，铝质变为游离的氢氧化铝凝胶，大部分氢氧化铝凝胶结晶成三水铝石富集而形成铝土矿，少量脱水形成勃姆石，部分与氧化硅凝胶结合仍形成粘土矿物。同时，玄武岩中的橄榄石、辉石等铁镁质矿物分解为含水的针铁矿、褐铁矿、赤铁矿等铁矿物，镁质被地表水溶解淋失，部分硅质被地表水溶解淋失，部分氧化硅凝胶形成石英(Schlische et al.,2003；Chardon et al.,2006;Bogatyrev et al.,2009；毛景文等，2012；Markwitz et al.,2016；Barry et al.,2021)。

6 典型矿床

6.1 几内亚桑加雷迪红土型铝土矿矿床

(1)矿床地质特征

桑加雷迪铝土矿矿床发现于20世纪初，是世界上规模最大、最富的铝土矿矿床，位于几内亚西部沿海博凯(Boke)地区的桑加雷迪高地，靠近可根(Kogon)河，海拔200～240 m，矿区面积5 km2。

矿区构造位置位于西非克拉通南部的马恩-莱奥地盾内，区内出露地层简单，以奥陶系-泥盆系为主，总体为一套海相沉积岩系；岩浆岩以分布广泛的玄武岩、辉长岩为主，为矿区内铝土矿的主要成矿母岩，铝土矿矿体主要赋存在玄武岩、辉长岩上部的红土风化壳内。区域构造以北东向、北西向断裂构造为主，但与铝土矿成矿关系不大。

赋铝土矿红土风化壳自上而下可划分为土壤层、硬结层、上部再沉积单元、中部再沉积单元、下部再沉积单元、原地铝土矿层、腐泥土层和母岩等8层(图4)，其中，上部再沉积单元、中部再沉积单元、下部再沉积单元、原地铝土矿层为铝土矿主要赋矿层位。矿体直接出露地表，长、宽均约1.6 km，平均厚度20 m，局部厚度大于40 m。矿层上部以三水铝石型矿石为主，向下一水铝石型矿石渐多，矿石具豆状、砾状结构，Al2O3平均品位60%，SiO2含量0.8%～11%。矿层平面形态复杂，不规则。矿石矿物主要是三水铝石，其次为针铁矿、赤铁矿、高岭石和钛矿物。

图4 桑加雷迪铝土矿矿床剖面图(据Poliquen et al.，1986；毛景文等，2012；Barry et al.，2021，修编)

(2)矿床成因

综合研究表明(毛景文等，2012；Barry et al.，2021)，该矿床铝土矿化作用大致可划分为两期：①第一期：形成矿床剖面下部的腐泥土层和铝土矿层，它们是富铝岩石原地风化产物；②第二期：腐泥土层和铝土矿层形成之后，发生侵蚀作用，后期搬运来的红土层碎屑物堆积其上，随后再遭受新侵蚀，并发生了第二期铝土矿化作用，从而导致该矿床剖面上再沉积单元整体发生铝土矿化。在第二期铝土矿化作用中，氧化铝在局部地段发生重新分配，形成了规模巨大、Al2O3品位较高的桑加雷迪铝土矿矿床，成矿时代为晚白垩世至始新世。

6.2 几内亚博凯红土型铝土矿矿床

(1)矿床地质特征

博凯铝土矿位于几内亚西部沿海平原的博凯地区，矿床规模为大型，构造位置位于西非克拉通的西缘。区域出露地层以古生界的奥陶系-泥盆系为主，岩性组成为一套海相沉积的砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。区域岩浆岩以分布广泛的玄武岩、辉长岩为主，但绝大部分玄武岩、辉长岩被其上部的红土风化壳覆盖，这些玄武岩、辉长岩为区域内红土型铝土矿的成矿母岩，铝土矿体则主要赋存在玄武岩、辉长岩上部的红土风化壳内。

矿区地表广泛发育厚约20～30 m的红土风化壳，赋铝土矿地层剖面自上而下大致可划分为铁帽、红土层(铝土矿层)、铁质黏土层、黏土层、粉砂质黏土层、风化玄武岩与辉长岩、未风化玄武岩与辉长岩等层(图2)，红土风化壳的基底岩石主要为中细粒辉长岩，为该地区铝土矿的成矿母岩。矿体长900～7600 m，宽300～5200 m，厚2～20 m，埋深0～20 m，平面形态多呈不规则状、港湾状、锯齿状、树枝状、弧形状、带状等；剖面形态呈层状、似层状、透镜状。矿石类型属三水铝石型，Al2O3平均含量43%，SiO2平均含量2.5%，Fe2O3平均含量29%；矿石构造以块状、土状为主。

(2)矿床成因

该矿床成矿母岩为玄武岩和辉长岩，晚白垩世-中新世，玄武岩和辉长岩在稳定的大地构造环境和湿热多雨的气候条件下发生风化作用(红土化作用)形成红土型铝土矿。总体看，该矿床成矿作用以玄武岩风化形成的红土型铝土矿成矿为主，辉长岩风化形成的红土型铝土矿次之(张成学等，2009；Markwitz et al.,2016)。

7 找矿前景分析

非洲铝土矿成矿地质条件优越，分布有大量还未开展过系统勘查工作的铝土矿找矿潜力区，未来随着勘查找矿工作的不断深入，将有更多的铝土矿矿床被不断发现，找矿潜力巨大。据不完全统计，近10年非洲铝土矿勘查取得重大进展，一些大型铝土矿矿山新增铝土矿资源量总计约172.74亿t(S&P Global Market Intelligence，2021)。初步估算，非洲铝土矿潜在资源量至少230亿t。

在非洲的主要铝土矿资源国中，仅有几内亚的铝土矿资源得到规模化勘查开发，但总体勘查程度仍较低，勘查找矿潜力仍较大，铝土矿潜在资源量约200亿t；喀麦隆、加纳、塞拉利昂、坦桑尼亚、莫桑比克等国的铝土矿资源由于勘查找矿工作程度较低，目前仍处于小规模开发状态，其中，喀麦隆铝土矿的潜在资源量约15亿t；而几内亚比绍、科特迪瓦、多哥、马里、马达加斯加等国家的铝土矿资源还没有开展过较系统的勘查找矿工作，基本未得到规模化开发，找矿前景较好。

8 结论

(1)非洲铝土矿资源极其丰富，但探明储量和已知矿床(点)均高度集中分布于西非地区，矿床类型为红土型，资源品质较好，产有多个世界级铝土矿矿床。几内亚是非洲乃至全球铝土矿资源最丰富的国家，铝土矿储量占全球的近25%。

(2)铝土矿成矿作用受成矿构造环境、成矿母岩、古气候条件、古地形地貌、植物与微生物、水文地质等多种成矿条件的影响，是铝硅酸盐岩及富铝变质沉积岩在多种成矿条件的耦合下，发生深度红土化作用的产物。成矿母岩主要为中新生代基性侵入岩、火山岩，其次为古元古代片麻岩、火山碎屑沉积岩和古生代页岩、粉砂岩。铝土矿矿体主要赋存在红土风化壳内，赋铝土矿红土风化壳自上而下具有垂直分带特征。

(3)主要的铝土矿成矿构造单元为西非克拉通、坦桑尼亚克拉通、乌班吉德斯褶皱带和莫桑比克造山带，以西非克拉通为主。主要成矿时代为晚白垩世-新生代。根据成矿构造环境、成矿特征和时空分布规律，可将非洲红土型铝土矿划分为西非铝土矿成矿省和东南非铝土矿成矿省两个成矿省及6个一级成矿带。

(4)非洲铝土矿成矿地质条件优越，但总体勘查找矿工作程度仍较低，找矿潜力巨大，铝土矿潜在资源量230亿t以上，几内亚、喀麦隆、加纳等国的铝土矿找矿前景相对较好。

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