几内亚博凯省某红土型铝土矿地质特征及找矿意义

郭玉溪

（河南省地质矿产勘查开发局第二地质队，郑州450001）

红土型铝土矿以规模大、品位高、埋藏浅、矿石可选性能好、开发经济效益明显而著称，几内亚红土型铝土矿世界闻名，本次工作区在几内亚中部，毗邻俄罗斯、美国大型铝土矿区，我们经过近半年的地质工作，在工作区内找到数亿吨的大型红土型铝土矿，以此勘探区矿为例来简述红土型铝土的主要地质特征及找矿意义。

1 矿床产出条件

勘查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，并以一个规模较大向的斜盆地和多级断裂构造为主。矿区就位于向斜盆地的近核部偏西南翼区。

区域内主要地层为古生界的奥陶系、志留系、泥盆系，岩性均为一套海相沉积的砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。

区域内地层呈北东向单斜产出，断裂构造主要为北东向、次之为北西向的性质不明断层。

岩浆岩主要为呈枝杈状分布于区域东北部的辉长岩，为区域及矿区的成矿母岩。

区域范围内地表绝大部分为风化残积的铁铝层，为区域上最重要的矿产—风化残积型铝土矿。

2 含矿岩系

矿区位于几内亚中西部铝土矿成矿区域的中心偏西南部，区内含矿岩系自上而下可划分7个岩性段，它们分别是：铁矾土、铁红土、铁质黏土、黏土、粉砂质黏土、长石砂岩、辉长岩。现分述如下：

（1）铁矾土：该岩性体构成矿区的主要地质体，块状铝土矿赋存其中，二者肉眼无法区分。厚度一般在2～3m，最厚可达10m左右。褐红、砖红色，泥质结构，蜂窝状、皮壳状构造，主要矿物成分主要为三水铝石、赤铁矿、少量针铁矿、高岭石、石英。近地表具褐铁矿化。

（2）铁红土：铁红土产出于铁矾土的下部，厚度一般在2～5m，最厚可达10m以上。土状铝土矿赋存其中。与上覆铁矾土呈渐变接触。

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、赤铁矿、少量针铁矿、白云母、高岭石、石英等。

（3）铁质黏土：铁质黏土产出于铁红土的下部，厚度一般在1～3m，为铁红土与黏土的过渡岩性体。

紫红、斑杂色，泥质结构，土状构造，主要矿物为高岭石、石英、白云母、少量赤铁矿、针铁矿、三水铝石等。

（4）黏土：黏土产出于铁质黏土的下部，厚度一般在2～8m。浅灰白色，泥质结构，土状构造，主要矿物为石英、白云母、高岭石、少量三水铝矿、赤铁矿等。

（5）粉砂质黏土：一般位于黏土岩之下。浅灰白色，粉砂质结构，土状构造，主要矿物为石英、白云母、高岭石等。化学成分表现为高硅，SiO2含量最高可达88.10%。厚度一般在1～5m，与上覆黏土呈渐变接触。

（6）长石砂岩：该岩性体多呈长条状出露在沟谷上游地形较陡峭的谷底。其形态严格受沟谷形态制约。根据剖面、探矿工程及矿区露头观察，其上部为粉砂质黏土，下部均为辉长岩类。灰黄色，变余粒状结构，层状构造，微观呈定向构造。主要矿物为斜长石、石英；填隙物及其蚀变矿物为：自生长石、自生石英、黑云母、褐铁矿、绢云母，新鲜露头见有少量绿泥石等。

（7）辉长岩：灰黑色，细粒辉长结构，块状构造。主要矿物为单斜辉石、斜长石，含少量石英、钾长石、黑云母、磁铁矿、磷灰石等。岩石裂隙发育，球状风化明显。辉长岩为矿区内形成铝土矿的主要母岩。

3 矿体地质特征

铝土矿赋存于硅铝铁风化残积层中，层位基本稳定，矿体主要分布在海拔140m以上的山丘中部和上部，其产状随地形起伏而变化。由于地形切割对矿体的影响极大，导致本来完整的矿体被沟谷分割得支离破碎，使其平面形态变得较为复杂。根据地形分割和矿体分布特征，矿区内共有十多个矿体，资源量数亿吨，矿体长度900～7 600m，宽度300～5 200m，厚度2～20m，厚度变化系数25%～68%，矿体埋深0～20m，Al2O3平均含量41%左右，SiO2平均含量2.75%、Fe2O3平均含量29.05%，铝硅比平均15.13，是优质的铝土矿。矿体顶板为铁矾土局部缺失，矿体直接裸露地表，顶板与块状铝土矿无明显界线，借助分析结果加以区分；矿体地板主要为铁质黏土岩、黏土岩和铁红土，也有直接与弱风化辉长岩直接接触，其中铁质黏土岩、黏土岩、弱风化辉长岩与矿体界线清楚，铁红土与矿体的界线依据分析结果确定。

4 矿石特征

区内矿石按照自然结构构造特征分为两种类型，即赋存于地表铁矾土（铁帽）中的块状铝土矿及赋存于铁红土中的土状铝土矿。现将二者矿石质量特征分述如下：

（1）块状铝土矿矿石质量

浅黄色、褐红，泥质—豆状结构，蜂窝状、皮壳状及块状构造，块状铝土矿与铁矾土在结构、构造上用肉眼无法区别，通过X－射线多晶衍射仪扫描观察，构成块状铝土矿的主要矿物为三水铝石，集合体直径小于1μm，平均含量82.0%；次之为赤铁矿，少量石英。通过热分析方法测定，一水铝石平均含量4.47%；Al2O3矿床最低品位35.04%，最高品位57.91%，平均品位42.95%；Fe2O3最低含量为5.77%，最高含量为 44.00%，平均含量 28.58%；SiO2矿床最低含量为0.17%，最高含量为11.42%，平均含量2.49%；A／S矿床最低值5.02，最高值255.00，平均值15.87。Al2O3沿垂直方向一般情况下靠近地表含量较高，向深度含量逐渐降低，Fe2O3、SiO2沿垂直方向一般靠近地表较低，向深度其含量逐渐增高，与Al2O3沿垂直方向变化呈负相关关系。沿水平方向不同化学组分与地形起伏变化关系密切，Al2O3、A／S随地形起伏而起伏。

（2）土状铝土矿矿石质量

棕红、砖红色，泥质—豆状结构，土状构造，通过X－射线多晶衍射仪扫描观察，构成土状铝土矿的主要矿物为三水铝石，集合体直径小于1μm，含量78.0%，次之为一水铝石，含量9%，赤铁矿，含量7%，少量石英。需要说明的是通过X－射线多晶衍射仪扫描观察，一水铝石不具有普遍性，在同层位其他矿体黏土矿物岩矿鉴定中均未发现一水铝石存在。土状铝土矿Al2O3矿床最低品位35%，最高品位57.8%，平均品位41.4%；Fe2O3最低含量6.4%，最高含量45.2%，平均含量29.6%；SiO2最低含量0.22%，最高含量34.1%，平均含量3.1%；A／S矿床最低值5.03，最高值182.3，平均值15.02。一般情况下Al2O3、Fe2O3沿垂直方向向地下深部逐渐降低，二者呈相与消长关系。SiO2沿垂直方向一般上部较低，向下其含量逐渐增高，与Al2O3沿垂直方向变化呈负相关关系。

（3）矿石类型

本区铝土矿石中的铝土矿物主要为三水铝石，含量达72%～96%，个别见有微量的一水铝石，所以本区应属于三水铝石型铝土矿。区内Al2O3平均含量41.67%。SiO2平均值为2.60%，应属于低硅类型。矿石中Fe2O3含量较高，在全区平均为29.05%，应属超高铁型，根据化学全分析和光谱半定量全分析结果，矿石中含硫量极低。根据以上所述情况，本区的铝土矿石工业类型应划为高铁低硫三水型铝土矿矿石。

5 成矿因素及过程

红土型铝土矿属于风化残积矿床，其成矿作用主要为外生成矿作用，下面对成矿因素进行具体说明：

5.1 成矿母岩

红土型铝土矿主要由富铝的岩石，在长期风化过程中，经风化淋滤去硅去铁等作用形成。尤其是裂隙发育的辉长岩分解后，铝质富集而更易形成铝土矿。［1］通过在本区的地质填图、剖面观察、钻探取芯，经过化验分析，矿区内辉长岩Al2O3的含量一般在14.51%～15.88%之间，平均含量为15.16%。与几内亚芬纳里亚铝土矿成矿母岩（辉长岩）的成分［2］含量相差不大。本矿区成矿母岩（辉长岩）与几内亚芬纳里亚铝土矿成矿母岩一般化学组分比较见表1。

表1 矿区内成矿母岩与几内亚芬纳里亚铝土矿成矿母岩化学组分对比表

5.2 气候条件

它是岩石和矿床风化作用最重要和最广泛的因素之一在湿润炎热的地区，潜水、饱和带水运动以及生物活动很显著，这对元素的迁移起着非常重要的作用。因此，铝土矿和红土化作用不仅发育在湿热的热带和亚热带地区；同时，常常是干季和雨季明显交替的气候区域中。目前认为，红土型铝土矿仅分布在南、北纬0°～25°的低纬度地区，年平均温度要在26℃以上，年降雨量1 200～4 000mm［1］。矿区地处北纬10°附近，勘探区属热带季风气候，故气候湿热，雨、旱两季分明。白天日照强烈，夜间温度低；昼夜温差大，日平均气温27.3℃；降雨量：1974年—2001年均降雨量2 142mm。此气候条件很适合红土型铝土矿的形成。

5.3 地形条件

微缓起伏的地形，宜于地表水和地下水的缓慢下渗，又可使风化产物积聚起来。因此，铝土矿的形成与长期受风化作用所形成的准平原化地貌有关［1］。矿区内地形为低山残丘，总体地势为东部高西部低，地面坡度平缓，地形坡度小于20°，最高海拔标高为318.4m，最低海拔标高为63m，最大相对高差255m，一般在5°～10°之间，主要矿体一般分布在海拔140m标高以上低缓丘陵处，矿体品位高低及厚度大小与相对高差关系密切，有一定高差的低缓山丘较有利于成矿，相对高差较小的平坦山丘成矿较差，冲沟、河流两侧相对高差较大者不利于成矿。

5.4 排水条件

风化面必须在潜水面之上，或者至少在它的最低水位之上，因潜水面之下的淋滤作用十分缓慢或完全停止。矿区风化壳均在侵蚀基准面以上，地形切割中等，岩石裂隙非常发育，说明水的排泄径流、条件良好。

5.5 pH值及地表地下水的径流速度对成矿的影响

pH值对铝土矿的成矿关系密切，根据矿区内的水质检测结果，区内水系及探矿工程内水样的pH值一般在2.5～3.0之间，属酸性水质，在此水质化 学 环 境 下 Al2O3、P2O5、SiO2、K2O、MgO、Na2O、CaO、MnO等组分多处于溶解状态。在地表地下水的径流速度适当的情况下，Al2O3与磷酸盐的作用下迅速沉淀［2］，其他有害组分被大量带出，有利于铝土矿的形成。地表地下水的径流速度过缓则其他有害组分难以带出，地表地下水的径流速度过急则Al2O3与磷酸盐同时带出，均不利于铝土矿的形成。故地形过于平坦的山丘，地表地下水的径流速度缓慢；地形高差变化过大的冲沟、河流两侧地表地下水的泾流速度过急，二者在矿区内均成矿不理想。

5.6 辉长岩风化残积型富集规律及成矿过程

（1）铝土矿的成矿过程为：辉长岩—风化淋滤（黏土化）过程—成矿（红土化）过程。根据岩矿鉴定，按矿物成分生成次序为：辉长岩—赤（针）铁矿化、白（水）云母化、高岭石（珍珠陶土）化过程—三水铝石、赤铁矿富集过程；

（2）铝土矿的富集规律：根据不同岩（矿）性层（体）空间分布特征，自上而下形成不同岩性体为：铁矾土（块状铝土矿）—铁红土（土状铝土矿）—（铁质）黏土岩—风化、半风化辉长岩—辉长岩；不同岩（矿）性层（体）及矿物组分垂直分带见图1。

如图所示，铁矾土（块状铝土矿）、铁红土（土状铝土矿）为三水铝石、赤铁矿富集带；（铁质）黏土岩为过渡带；风化辉长岩为白（水）云母、高岭石（珍珠陶土）富集带。

6 找矿意义

（1）红土型铝土矿为风化残积矿床，地表要有较大面积风化残积物（铁帽）分布。在铁帽中，一般情况下颜色稍浅（呈浅砖红色）、蜂窝状构造发育者成矿较好。

图1 红土型铝土矿成矿机理剖面

（2）由于地表铁帽的连续性、地形坡度、植被发育情况等对大气降水的侵入影响较大，故在不同的地貌单元红土化程度差异较大，一般在海拔140m以上的低缓残丘上成矿地质条件较好，可形成较为良好的铝土矿工业矿体。在植被稀少的开阔平坦区、地形坡度较大的地段和海拔140m以下的河流两岸成矿地质条件较差，很难形成有工业价值的铝土矿矿体。

（3）几内亚铝土矿资源量十分丰富，但中国在几内亚对铝土矿资源的勘查我们是首次进行，随着中国对外开放的不断深入，越来越多的国内公司在几内亚登记勘查区，进行铝土矿资源的勘查及开发，矿区周围就有数个国内公司的矿权范围正准备开展工作，本次的地质工作对以后其他区的铝土矿勘查具有借鉴意义。

［1］刘复兴.昆明地区红土型铝土矿形成条件初析［J］.云南地质，1989，8（2）：132－139.

［2］（苏）Г.И.布申斯基.铝土矿地质学［M］.北京：地质出版社，1984：22－28.