老挝南部地区红土风化壳残余型铝土矿矿床成因分析及找矿.pdf

5 2 2 0 0 8 年第6 期 中国非金属矿工业导刊 总第7 2 期 【矿产资源】 老挝南部地区红土风化壳残余型 铝土矿矿床成因分析及找矿 刘发荣，田震远，李登科 中材地质工程勘查研究院，北京 1 0 0 1 0 2 摘要老挝南部地区红土风化壳残余型三水铝石铝土矿是第四纪玄武岩建造风化成矿，以红土风化壳残积层组成为特 征。区内铝土矿资源十分丰富，矿床规模大、质量佳、覆盖薄、宜露采。是国内罕见的单一型三水铝石铝土矿矿床类型，是 理想的优质铝土矿资源开发基地。 笔者近几年来通过对老挝占巴色地区铝土矿地质的找矿勘查工作，通过收集占巴色周边的阿速坡、色贡等地区红土型铝 土矿资料，对老挝南部铝土矿成矿区红土风化壳残余型三水铝石的成矿地质条件、矿床产出特征、成矿机理及找矿思路进行 探讨和分析。 关键词残余型三水铝石铝土矿；成矿机理；找矿思路 中图分类号P 6 1 8 . 4 5 ; P 6 1 1 . 2 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 7 - 9 3 8 6 2 0 0 8 0 6 - 0 0 5 2 - 0 3 Analysis of the Genesis of Ore Deposits and Prospecting of Bauxite of Residues Type of Weathering Crust of Laterite in Laos’s the Southern Region Liu Farong, Tian Zhenyuan, Li Dengke Zhongcai Geological Engineering Exploration Academy, Beijing 100102, China Abstract Gibbsite-bauxite of residues type of weathering crust of laterite in Laos’s the southern region is the bauxite ore ed by weathered basalt of quaternary period, is characterized as the residues layer-weathering crust of laterite. The region is very rich in bauxite resources, the deposit is large in scale, good in quality, thin in coverage, will be easy in open-mining. It is the rare single-gibbsite bauxite deposit, is an ideal base for the development of high-quality bauxite resources. In recent years, the authors try to carry out the analysis and discuss on the geological conditions, the output characteristics of the ore, ore-ing mechanism and exploring ideas in gibbsite of residues type of weathering crust of laterite in Laos’s the southern region through exploration work to geological prospecting bauxite of Laos’s Champasak areas, and by the data-collecting of laterite- bauxite in Attapeu around Champasak, Gong-color and other regions. Key words residual type -gibbsite bauxite; ore-ing mechanism; prospecting ideas 1 矿床特征 1 . 1 含矿建造 成矿区内岩浆岩主要为大面积分布的喜马拉雅 山期裂隙喷发硅铝型基性玄武岩，其形成多与板块 俯冲、岛弧活动及裂谷有关。形成时代自上新世末 期到第四纪，主要呈熔岩产出，分布面积约2 5 0 ～ 3 0 0 k m 2 。 玄武岩岩石呈灰、灰黑色，致密块状，具粗玄结 构；主要矿物成分为斜长石、辉石、橄榄石等。岩层 产状几近水平, 构成台地式高原，属高原玄武岩。 铝土矿含矿建造由第四纪基性玄武岩建造风化成 矿，以红土风化残积层组成为特征，并形成厚约3 0 m 左右的古风化壳，区域上主要分布于色贡河两岸。 区内玄武岩建造的上覆岩系为残坡积层，并直接 出露地表；下伏岩系为侏罗系砂岩。 1 . 2 含矿地层 1 . 2 . 1 赋矿层位 玄武岩分布区为低山丘陵地带，红土风化壳残余 型铝土矿矿床多位于山坡及山脊的残丘顶部平缓处， 呈斗蓬状或不规则面状分布，矿层与下伏岩层呈渐变 过渡关系。 风化壳地层一般分为残坡积层 Q e l d l 及残积层 Q e l , 残积层又细分为1 亚层和2 亚层。 铝土矿赋存于残积层2 亚层中，位于风化壳的中 上部，一般厚度＜1 5 m ，也有的矿层直接暴露地表。 红土带 残坡积层 、含铁质粘土层 2 亚层上部 为 矿层顶板；紫红色粘土层或半风化玄武岩构成矿层底 板。 5 3 1 . 2 . 2 岩石组合 玄武岩风化壳按岩性产出特征一般自上而下为褐 红色含铁质粘土层；褐红色、土黄色含粘土质铝土矿 层；紫红色粘土层；风化、半风化玄武岩；再向下过 渡为新鲜玄武岩。 矿床岩石组合类型简单，主要以第四纪黑、灰黑 色、褐色玄武岩经风化呈褐红色、紫红色土状为特 征。岩石类型见表1 。 见表2 。 表1 玄武岩风化壳岩石类型特征 风化程度 岩石组合性质 灰黄色腐植土、褐红色含砾粘土；褐红 色含铁氢氧化物和氧化物粘土 铁帽 上覆岩层 风化层褐红色、紫红色、土黄色含粘土质铝 土矿残积层 含矿层 紫红色、灰黄色、紫灰色粘土层 风化、半风化层 紫红色、紫灰色半风化玄武岩层下伏岩层 原岩玄武岩 1 . 3 矿石物化特点 矿体中铝土矿矿石随风化程度、风化深度以及岩 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，含矿率减少，塑性高 的红色粘土增多，含矿率相应降低。 矿石一般呈褐红色、浅红色，具泥状、胶状结 构，块状构造、结核状构造、不规则片状构造、粒状 构造。在自然状态下，矿石呈块状、松散土状。被水 浸湿后，矿石呈泥状、胶结状；水洗后，矿石为结核 状、颗粒状 照片见图1 ～3 。 通过对老挝南部地区铝土矿成矿区 带 三个已进 行过普查、详查工作的达征、南木岭、巴松矿区的矿 石矿物、矿石净矿化学成分结果①②分析，本区铝土 矿为单一型 三水铝石型 矿石，三水铝石含量一般为 3 0 ～9 0 ；与褐铁矿及少量石英 晶质S i O 2 、粘土矿 物等有害杂质形成综合地质体，块段矿石含矿率 4 5 6 . 3 6 ～9 6 1 . 4 3 k g / m 3 ，一般为8 0 0 k g / m 3 左右 表2 铝土矿主要矿物成分及含矿率 矿区 主要矿物成分 含矿率 三水铝石褐铁矿石英 k g / m 3 巴松4 5 ～8 02 5 ～5 01 ～4 . 58 0 0 南木岭5 0 ～8 02 0 ～4 00 . 2 ～36 3 9 . 0 7 达真5 0 ～9 01 0 ～3 50 . 5 ～39 6 2 . 4 4 ①杨文杰, 等. 老挝人民民主共和国占巴色省巴松县南木岭铝 土矿详查地质报告. 2 0 0 5 . ②刘发荣, 等. 老挝人民民主共和国占巴色省巴松矿区铝土矿 普查地质报告. 2 0 0 7 . 图2 水洗后颗粒状矿石 图1 原矿块状矿石 图3 水洗后结核状矿石 矿石主要化学成分 变化特征为S i O 21 . 6 6 ～ 4 . 9 4 ，平均3 . 3 4 ；A l 2O33 6 . 1 3 ～4 6 . 9 8 ，平均4 0 . 7 3 ； F e 2O32 1 . 0 9 ～3 1 . 5 3 ，平均2 6 . 9 8 ；T i O22 . 8 5 ～ 4 . 6 9 ，平均3 . 9 0 ；A / S 7 . 8 4 ～3 3 . 5 9 ，平均1 6 . 9 8 。 从统计数据看，成矿区矿石化学成分变化范围较 小，变化系数在1 5 . 6 2 ～2 2 . 7 2 之间，说明矿石品 位分布均匀。A / S 比值变化稍大，变化系数在 1 6 . 3 1 ～6 8 . 1 9 之间，一般在5 0 左右。但均符合 一般红土型铝土矿的质量要求。 成矿区A / S 比值的变化原因是①成矿区风化程 度的高低影响铝土矿的矿石质量，风化作用过程中， 淋滤去硅作用的强弱或S i O 2的流失程度，决定矿石中 S i O 2的含量，并直接决定矿石的A / S 比值；②样品在选 矿过程中除泥程度与A / S 比值的变化也有很大关系。 2 0 0 8 年第6 期 中国非金属矿工业导刊 总第7 2 期 5 4 采用拜尔法对老挝巴松铝土矿进行可溶性试验研 究[ 1 ]。巴松铝土矿矿石具有很好的可溶性，溶矿率最 大可达8 9 ，试样测试每吨矿石约可生产氧化铝 3 7 8 k g ，产生赤泥3 9 8 k g 。 1 . 4 矿床类型 老挝铝土矿含矿建造为第四系玄武岩，岩石经风 化、淋滤后，由黄褐色、褐红色含砾腐植土残坡积层 和褐红色、土黄色含粘土质铝土矿残积层以及风化、 半风化玄武岩组成红土风化壳。 按照廖士范等对我国铝土矿矿床的分类原则以及 根据基岩性质、地质类型、含氧化铝水合物类型等因 素综合考虑，将老挝铝土矿矿床类型确定为硅酸盐岩 上红土风化壳残余型三水铝石矿矿床类型，第四纪玄 武岩为成矿母岩。属同一类型的矿床如 印度风化残积型铝土矿大部分集中于东海岸 的奥里萨邦和安德拉邦，德干高原以玄武岩为原岩 风化残积而形成的铝土矿床，主要分布在中印度地 盾上。铝土矿为三水铝石型矿床，A l 2O3含量多在 4 5 ～5 5 。 越南西原地区的多农、林同、嘉莱和昆嵩等地的 红土风化壳残余型铝土矿含矿建造均为西原高原第 四系玄武岩，A l 2O33 6 ～3 9 ，为三水铝石型铝土 矿。与老挝南部地区铝土矿属同一成矿区 带 。 山东铝厂研究院戚立宽等[ 2 ]对越南林同等地红土 型铝土矿进行了研究，采用拜尔法处理A / S 比为2 4 与 5 . 2 的矿石，计算出矿石氧化铝的理论用量前者为 2 . 4 t ，后者为3 . 1 t 。由此看出，A / S 比值的大小，仅 反映在矿石的冶炼难易程度上，与矿石的消耗量并不 完全是正比递增关系。 福建漳浦红土型铝土矿的含矿建造为一套第四纪 玄武岩夹沉积岩组成的岩石组合，其玄武岩上部普遍 有黄褐色的古风化壳，顶部红土层为铝土矿富集带， 矿层厚约2 m ，含矿率9 6 4 . 4 k g / m 3 ，A / S 9 . 7 [ 3 ] 。 海南岛蓬莱红土残余型铝土矿赋存于第四系更新 统玄武岩风化壳内，含矿建造由橄榄玄武岩、玻基辉 橄岩、粗玄岩及火山碎屑岩组成，为第四纪玄武岩风 化红土型三水铝石铝土矿矿床。 我国现代红土型铝土矿矿床仅在低纬度的福 建、海南个别地区有限出现，称之为“漳浦式”红 土型铝土矿矿床。矿床规模小，资源储量少，仅占 中国铝土矿矿石总储量的1 . 1 7 。广西等地发现有 红土型三水铝土矿矿床，但不同的是，其矿床类型 为钙红土型岩溶堆积多类型氧化铝水合物矿床，为 碳酸盐岩上铝土矿矿床，其三水铝石是由硬水铝石 水解形成。 2 铝土矿成矿机理 2 . 1 铝土矿成矿控制条件 构造运动及成矿构造环境，不仅决定了风化矿床 的产出位置和延伸方向，同时也控制了风化矿床的深 度，并影响风化矿床的保存条件。在构造上隆地区风 化矿床易受剥蚀破坏，沉降地区风化矿床则被掩埋， 只有在微弱沉降的情况下，风化矿床才能被覆盖而保 存起来。 本区在长期的地质历史演变中，地壳构造运动及 所生成的多种构造形式，决定了铝土矿成矿区地形、 地貌的发育，特别是晚第三纪、早第四纪的断陷运动 和玄武岩喷发使含矿建造得以形成，并发展演化成为 矿床有规律地分布，是本区铝土矿矿床形成的重要前 提。原岩成分、气候、水文等是形成铝土矿矿床的决 定条件；化学风化、物理风化、生物风化作用是铝土 矿形成的重要因素。 2 . 1 . 1 成矿构造环境 印支地块是中南半岛的主体。在断块及其断裂的 控制、地壳升降的构造背景下，特别是到了第三纪 末，由断块抬升作用形成断裂，由于断裂的活跃，使 区内发生差异升降、地势分异，形成不等高的准平原 面；第四纪继续有现代断裂活动及差异升降，并出现 大面积的玄武岩裂隙喷发，从而为铝土矿含矿建造的 形成，提供了良好的构造前提。 由于受区域构造的影响，断裂活跃、发育，有利 于玄武岩破碎；岩石有效孔隙率，有利于雨水渗入、 自由循环和风化淋滤。当构造环境相对稳定后, 赋存 在准地台区内的玄武岩建造, 在较平缓的地貌或平原 化条件下形成风化壳型铝土矿矿床。本区成矿构造环 境主要有以下特征 1 老挝南部地区铝土矿位于东印支板块万象 昆嵩地块之班敦凸起，奠边府琅勃拉邦程逸板块 缝合带附近。 2 以巴松穹隆为中心，玄武岩主要分布在陆内 裂谷带，并受深大断裂及次级断裂控制，一般是由裂 隙式喷溢的熔岩被构成。所以，铝土矿矿床在平面上 往往具成片、成带分布的特点。 3 矿床在含矿建造中的分布在垂直方向上也有 一定的规律，风化成矿的铝土矿床往往位于含矿建造 的上部。根据铝土矿矿床下伏基岩的性质，矿床属于 硅酸盐岩上的风化红土型铝土矿矿床。 未完待续 刘发荣等老挝南部地区红土风化壳残余型铝土矿矿床成因分析及找矿