柬埔寨蒙多基里上川龙铝土矿地质特征及成矿元素不同粒级富集规律研究

陈德稳 詹勇 马林霄 李庆哲 钮立耘 杨涛

摘 要：柬埔寨北东部蒙多基里省的上川龙高原分布大面积的红土化玄武岩;铝土矿含矿层为第四系风化壳中的含砾红土层;矿石为三水铝石;Ga和Sc作为伴生元素，相对富集;稀土元素特征显示铝土矿矿石是在表生氧化条件下沉积作用形成的;矿石在0.787～1.000mm粒级各元素含量出现明显拐点，可以作为评价矿石质量优劣的一个参考粒级。

关键词：铝土矿;地质特征;柬埔寨;蒙多基里

中图分类号：P618.45 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）19-0125-06

Abstract： Cambodia north east over the base in Krong of Mondoul Kiri Province large areas of laterization basalt plateau distribution. Bauxite ore-bearing bed for quaternary red weathering crust of conglomeratic soil layer， ore for gibbsite. The Ga and Sc relative as associated elements， characteristics of rare earth elements suggest that bauxite ore is formed by sedimentation in supergene oxidation conditions. Ore between 0.787～1.000 mm fraction content is a significant turning point， it can be used as ore quality grade a reference.

Keywords： bauxite deposit;geological characteristics;Kingdom of Cambodia;Mondoul Kiri

柬埔寨红土型铝土矿是柬埔寨有色金属矿床中唯一具有矿床规模的矿种，主要分布于柬越边境内侧的上川龙高原，向东延伸至越南西原地区，为厚大上新世—更新世玄武岩熔岩及火山灰分布区，风化后形成红土型铝土矿层，矿石为红土型三水铝土矿，目前探明铝土矿资源量近2亿t[1]。根据紧邻的越南达农铝土矿的矿体分布特征，按照玄武岩分布区域面积大致测算，柬埔寨境内的铝土矿资源量大概为达农矿区的1/3，资源总量推测达到近9亿t，因此，找矿潜力巨大。本文通过在该地区进行实地调查、取样分析，旨在总结该地区红土型铝土矿地质特征及成矿元素富集规律，为进一步在该地区的探矿及资源开发工作提供参考[1]。

1 区域成矿背景

矿区大地构造位置属于欧亚大陆范畴，处于太平洋板块与印度板块之间，位于东印支板块印支断块格罗奇—上川龙玄武岩高原中北部。北界约在岘港-车邦一线，南界在缓和-大叻一线，西至老、泰两国边界，东临南海。昆嵩地块主要由太古界和元古界构成，两者组成了昆嵩隆起的陆核，四级构造单元为格罗奇—上川龙玄武岩高原（I33-4）（见图1），出露地层为燕山—喜马拉雅旋回构造层（见图2），由大面积的玄武岩和河流相砂砾岩组成，玄武岩表层已强烈红土（黏土）化，形成广泛分布的第四系红土风化壳层，风化壳层厚数米至数十米，具有明显的垂向分带性。上部为红色土壤层（含砾），中部为灰白等杂色黏土层，下部为球状风化玄武岩。其中，红色土壤层常发育有不同程度的铝土矿化。柬埔寨新生界的岩浆活动发生在晚第三世至更新世，为大面积裂谷型拉斑玄武岩喷发，主要分布在北部、东部地区，形成玄武岩高原[2]。

（据《东南亚地质与矿产》）

注：1表示全新统冲积层;2表示白垩系-古新统泥灰岩夹泥岩;3表示中上侏羅统河湖相碎屑岩;4表示三叠系细碎屑岩-灰岩;5表示上石炭-二叠系灰岩;6表示上泥盆-下石炭统灰岩，上部夹碎屑岩;7表示下泥盆-下石炭统灰岩，顺层大理岩;8表示第四系复合火山堆积橄榄玄武岩夹凝灰岩;9表示更新统玄武岩、碱性玄武岩;10表示上新统-下更新统玄武岩;11表示上侏罗统花岗闪长岩;12表示三叠系花岗岩。

2 矿区地质特征

矿区出露地层主要为晚上新世—更新统，上部为残积—洪积及部分河流相砂、砂质黏土层，局部含砾石层，多强烈红土化，厚度一般不超过60 m，下部为玄武熔岩，矿区内铝土矿含矿层为第四系风化壳，风化壳层自上而下分层明显，依次为腐植土层、红土层、含砾红土层（矿层）、杂色黏土层、玄武岩风化砾岩层（见图3）。矿区无明显断裂和褶皱构造。岩浆岩为区内分布的玄武岩基岩，呈深灰色致密状，为钙碱性玄武岩类，形成于2.60～1.77 Ma[3]，为铝土矿的风化母岩。

3 矿床地质特征

3.1 矿床形态、规模

从图4可以看出，本区矿床形态受地形控制比较明显，部分矿体呈不规则椭圆状，大部分矿体形态极不规

则，主要沿山脊（山坡）及两侧展布或分布于圆顶山丘四周。矿体含矿层位主要为含砾红土层，主要赋存在600～1 100m，矿体形态随丘陵起伏变化，矿体厚度不一，最厚处7.90m，平均5.80m，Al2O3平均含量39.17%，SiO2平均12.63%;A/S平均为7.43。表1为蒙多基里上川龙铝土矿取样分析结果。

3.2 矿石矿物组成

矿石中以三水铝石矿物为主，其次为高岭石、铝针铁矿、赤铁矿、钛铁矿，含少量锐钛矿、石英（见图5）。通过X粉晶衍射矿物成分分析结果显示，主要矿物成分为三水铝石，图谱中三水铝石衍射峰高，峰形尖锐，结晶程度较高，其他如赤铁矿衍射峰较低，峰形较分散，对称性差，结晶程度较低，也反映其相对含量依次减少[4]。

注：A表示三水铝石呈单晶和绸带状集合体两种形式分布;B表示三水铝石呈不规则斑晶分布于赤铁矿、三水铝石微晶集合体组成的基质;C表示三水铝石呈树叶状斑晶分布;D表示三水铝石呈菱形断面，基质为针状褐铁矿及少量高岭石和星点状三水铝石。

3.3 矿石结构、构造

矿石具胶状—纤维状变晶结构，矿石普遍具土状构造、气孔构造。

3.4 矿石化学特征

根据本区所采的15个样品分析结果统计得出结论。ω（Al2O3）=25.85%～48.05%，平均39.17%;ω（Fe2O3）=14.97%～27.77%，平均23.28%;ω（SiO2）=1.84%～30.41%，平均12.63%;ω（TiO2）=2.56%～4.19%，平均3.49%;A/S最高为25.18，最低为0.90，平均为7.43，烧失量包括H2O+、H2O、有机质、碳质等，其中，绝大多数为H2O+，主要为三水铝石、针铁矿和高岭石中的结构水。本区铝土矿石中ω（烧失）=14.97%～27.77%，平均23.28%。

3.4.1 矿石微量组分特征。微量元素的研究意义在于查明影响沉积物，特别是影响风化壳物质化学成分、形成过程及形成环境。从表2可以看出，矿石中除Ga（镓：平均品位30.60×10-6）、Sc（钪：平均品位27.06×10-6）比较富集，可以综合利用以外，其他元素没有利用价值。Ga元素在国内铝土矿中的伴生指标一般为0.002%～0.01%，已经达到伴生指标要求（镓用来制作光学玻璃、真空管、半导体的原料）。装入石英温度计可测量高温，加入铝中可制得易热处理的合金。镓和金的合金应用在装饰和镶牙方面。镓单质不具备半导体特性，是各类化合物半导体最重要的原料，熔点只有29 ℃，可以降低合金的熔点，制造易熔合金，用于消防自动喷水灭火器;也用来作有机合成的催化剂，其中，金属镓的价格一般为200～300美元/kg）。Sc元素在国内铝土矿中没有伴生工业指标，国外工业回收品位为0.002%～0.005%，已经达到国外回收标准[钪的性质与稀土相似，也将其划为稀土金属矿产。钪的化学性质活泼，能与多种元素化合，在空气中易被氧化变色。钪金属具有比重小（几乎与铝相同）、熔点较高的特点。氮化钪（ScN）的熔点为2 900℃，并具有高导电率的特性，在电子工业中广泛应用，也用于电光源、光谱分析等方面。钪钠灯与高压汞灯相比，具有光效高、光色正等优点，多用于拍摄电影和广场照明。在冶金工业中，钪可做镍铬合金的附加剂，用于生产抗高温耐热合金，金属钪的价格一般为12 000美元/kg]。

3.4.2 矿石稀土元素特征。从表3中可以看出，矿石稀土元素总量（∑REE）较高，变化于62.78×10-6～125.52×10-6。矿石中La/Yb=18.45～75.23，反映出铝土矿中LREE的富集程度远大于HREE，轻稀土（∑LREE）明显高于重稀土（∑HREE），且两者的比值变化于9.99～23.05，表明成矿物质可能来自陆源。矿石中，Eu/Sm值与球粒陨石的Eu/Sm值（0.37）比较，均小于0.37（为0.22～0.25），δ（Eu）值平均0.85，接近于1，说明矿石的分异程度不太大，Eu的富集与亏损主要取决于矿石中含钙造岩矿物的聚集和迁移。δ（Ce）值均小于或微大于1，为Ce的负异常（即Ce亏损）或弱正异常（见图6），说明铝土矿矿石是在表生氧化条件下的沉积作用形成的。

4 成矿元素不同粒级分布规律

根据本次单样186件样品的取样分析结果研究可知，选出代表性的样品44件，按<0.249mm、0.249～0.503mm、0.503～0.787mm、0.787～1.000mm、>1.000 mm5个粒度级别分别进行组合，根据组合后的分析结果可以看出。

4.1 Al2O3含量在不同粒级中的分布规律

Al2O3含量在同一粒级区间内相对比较均匀，没有出现比较大的波动（见图7），在不同粒级区间，随着粒度增大，Al2O3品位明显出现递增趋势，呈正相关关系，且在0.787～1.000mm波动明显，有拐点出现（见图8）。

4.2 SiO2在不同粒级中的分布规律

SiO2含量在同一粒级区间内相对比较均匀，没有出现比较大波动（见图9）。在不同粒级区间，随着粒度增大，SiO2品位出现明显递减趋势，呈负相关关系，且在0.787～1.000mm波动明显，有拐点出现（见图10）。

4.3 Al/Si比分布规律

Al/Si比在同一粒级区间内，相对比较均匀，没有出现比较大的波动（见图11），在不同粒级区间，随着粒度增大，Al/Si比值总体出现递增趋势，呈正相关关系，且在0.787～1.000 mm波动明显，有拐点出现（见图12）。

4.4 有效Al及可反应Si分布规律

有效Al及可反应Si在同一粒级区间内相对比较均匀，没有出现比较大波动（见图13）。在不同粒级区间，随着粒度增大，可反应Si出现明显递减趋势，呈正相关关系;而有效Al明显出现递增，呈负相关关系，且在0.787～1.000mm波动明显，有拐点出现（见图14）。

4.5 Ga和Sc富集规律

有效Al及可反应Si在不同粒级区间内相对比较均匀，没有出现比较大波动，但随粒级变大而呈现降低趋势（見图15）。

5 结论

柬埔寨上川龙高原红土型铝土矿赋存于低山和丘陵区的缓坡上，在表生氧化条件下由沉积作用形成，具有矿床规模大、高铝、低硅、矿石质量好等特点。矿石的空间分布宏观上受风化母岩玄武岩含砾红土层控制，通过对比显示，该地区具有良好的找矿前景。通过粒级试验得出，该区矿石在0.787～1.000 mm粒级之间出现明显拐点，因此，建议0.787 mm这一粒级可以作为矿石质量优劣的一个分界点。

参考文献：

[1]朱华平，林方成，施美凤.柬埔寨上川龙高原红土型铝土矿地质矿产特征[C]//中国地球科学联合学术年会，2014.

[2]李方夏，赵应龙，王卓之.东南亚地质矿产与矿业经济[M].昆明：云南省地质矿产局，1995.

[3]薛静.老挝波罗芬高原红土型铝土矿地质特征与成矿规律[J].地质找矿论丛，2009（2）：297-302.

[4]吴良士.民主柬埔寨地质构造与区域成矿[J].矿床地质，2009（3）：381-382.