陈志友

（贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵州贵阳550018）

几内亚皮塔省红土型铝土矿矿床地质特征及成矿规律

陈志友*

（贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵州贵阳550018）

几内亚共和国皮塔铝土矿矿（床）体赋存低缓山丘的中上部或山顶低缓大平台内；矿体呈层状，并受地形地貌特征控制；矿体赋存在地表铁铝帽层和强风化红土层中；主要成分为三水铝石、赤铁矿、针铁矿；类型为三水铝石型；成矿母岩为辉绿岩，矿床成因类型为辉绿岩风化残积型。

几内亚；红土型铝土矿；辉绿岩；成矿规律

1　区域地质

非洲大陆主要由前寒武纪基底、古生代—新生代盖层构成。构造演化也分为前寒武纪基底形成阶段、盖层及大断裂的发展阶段。几内亚中部主要出路太古界、上元古界基底和古生界海相沉积及火山喷发形成的盖层二部分组成。区域岩石地层为太古界变质花岗片麻岩，上元古界薄层状粉砂岩、粘土岩、白云质灰岩、沉凝灰岩、石英岩及冰碛岩，奥陶系砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩，志留系砂岩、粉砂岩、泥岩，泥盆系砂岩、粉砂岩、泥岩；岩浆岩分为火山岩和侵入岩两类，其中火山岩主要为中生界的中基性岩类，侵入岩主要为古生界和早元古代的酸性和中基性岩类，中生代基性侵入岩主要为辉绿岩、辉长岩、苏长辉长岩、角闪辉长岩等。中生代基性侵入岩分布于区域的西部、中部、东南部，与晚元古代、奥陶系和泥盆系地层呈侵入关系，是矿区铝土矿成矿母岩。

2　矿区地质

2.1地层

区内出露风化残积层和基岩部分，基岩为晚元古生界和下古生界奥陶系地层，区内大面积出露；风化残积层为广泛分布的铁帽和沟谷及两岸的冲积物。

2.1.1基岩地层

晚元古界和下古生界奥陶系岩性为粗粒石英砂岩、粗粒铁质石英砂岩、含砾石英砂岩、铁质石英砾岩等。

（1）粗粒石英砂岩：灰白色、灰色、紫红色，层状构造，粗粒砂状结构，夹有细粒砂岩或泥质薄层。岩石碎屑主要由石英组成（含量89%～94%），含黑云母（含量1%～2%）、粘土矿物（含量1%～2%），正长石（含量1%～2%）。石英碎屑：粒度0.2～1.4mm，呈次圆状、拉长粒状、尖角状，裂纹发育，部分颗粒包裹体发育，可见颗粒波状消光、多晶石英；正长石碎屑：粒度0.3mm，不规则粒状，可见格子双晶；粘土岩碎屑：粒度0.3mm，主要由粘土质组成，含少量铁质。由于自生石英发育在石英碎屑周围，仅见到颗粒之间为缝合线接触，填隙物为铁质（含量2%～3%）、粘土质及绢云母（含量2%～5%），呈细粒鳞片状，沿边缘交代石英呈不规则状，可见绢云母发生重结晶作用，泥质组分可见高岭石，绢云母颗粒变大，并且交代石英碎屑，可见石英碎屑的筛状结构。

（2）粗粒铁质石英砂岩：灰白色，粗粒砂状结构，由石英碎屑组成，含石英砂岩碎屑（含量85%～95%）。石英碎屑：粒度0.3～1.2mm，以0.7mm为主，最大达3mm，次圆状及不规则状，受后期绢云母交代颗粒内凹，由单晶石英、多晶石英及变质岩石英组成，单晶石英气液包裹体发育，含少量裂纹，变质岩石英具波状消光；石英砂岩碎屑：粒度0.3mm，次圆状，由细粒粒状石英组成，填隙物为铁质和绢云母，铁质成分主要为赤铁矿（含量5%）、绢云母，呈细粒鳞片状，沿边缘交代石英呈不规则状，含量1%～3%；正长石碎屑：粒度0.4～0.7mm，不规则粒状，发育格子双晶，内部裂纹发育，含量2%；粘土岩碎屑：粒度0.3mm，不规则粒状，由铁质和泥质组成，含量2%；绿帘石碎屑：粒度0.1mm，次圆状，出现在较大的石英裂隙的填隙物中，含量1%。

（3）含砾石英砂岩：矿区分布十分广泛。风化面呈浅灰黄色—肉红色，新鲜面呈肉红色—紫红色，粒状结构，块状构造。石英含量90%以上，粒度在1.5mm以下，砾石成分主要是髓石和砂岩，粒径一般为2～8mm，呈次圆状—次棱角状，含量5%～8%，在风化面上髓石排列非常明显，胶结物主要为铁质、泥质。

（4）铁质石英砾岩：分布在矿区西南部。褐黄色—褐红色，砾状结构，角砾状构造，角砾含量70%～80%。呈棱角状-次圆状，粒度3～23mm，成分主要为砂岩，胶结物为铁质、泥质和硅质。

岩石由石英碎屑、粘土岩及铁质粘土岩碎屑（含量3%）组成。石英碎屑：最大粒度达5mm，多数以1～2mm为主，小颗粒的粒度为0.3mm，呈次圆状、棱角状及不规则状，裂纹发育，较大颗粒裂隙发育，裂隙内充填自生石英、褐铁矿，颗粒边缘可见粘土质、铁质次生加大边；粘土岩碎屑：粒度0.3～0.6mm，呈次圆状，少量棱角状；铁质粘土岩碎屑：粒度0.5～2mm，呈棱角状；胶结物：铁质（含量6%）、泥质（含量5%）及自生石英（3%），可见自生石英呈晶簇状，颗粒胶结类型为接触式胶结，接触类型为线接触及缝合线接触。

2.1.2风化壳

为矿区内最主要的地质体之一，分布广泛，覆盖全区。它是辉绿岩、砂岩及泥岩等沉积岩经风化淋滤作用形成的，其中，辉绿岩风化淋滤形成的风化壳是区内铝土矿最重要的赋矿层位，铝土矿赋存于其顶部和上部层位中。

风化壳剖面特征具有典型的3层结构，自上而下分别为：风化残余（积）层，中部过渡层，下部基岩层。上部风化残余（积）层由铁（铝）帽层和铁（铝）红土层构成，是铝土矿的赋矿层位，前者为块状铝土矿的赋矿部位，厚度为1.00～6.77m，后者为土状铝土矿的部位，厚度为2.00～11.07m；中部过渡层由铁质粘土岩、粉砂质粘土岩、粘土岩等构成，厚度为6.50～16.15m；下部基岩由辉绿岩、沉凝灰岩、砂岩等构成。

地表的铁（铝）帽层一般呈褐红色、砖红色，泥质结构，皮壳状、蜂窝状构造，厚度2～15m。铁帽主要由三水铝石和一水硬铝石组成，次为褐铁矿、赤铁矿及高岭石，呈海绵状结构，多孔状构造。三水铝石和一水硬铝石呈细粒粒状构成的海绵状结构，粒度0.01mm；褐铁矿、赤铁矿呈细粒粒状、土状；绿脱石呈细粒粒状，粒度0.02mm；粘土岩角砾，粒度0.1～1.5mm，呈不规则粒状、次圆状、尖角状，由高岭石微晶组成。

2.2构造

区内基岩地质构造较为复杂，断裂多见，褶皱不发育。构造线多为北东—西南向展布，北北西—东南向次之，通过矿区的北东—西南向区域断裂主要有3条，通过矿区北北西向区域断裂主要有2条，这些断层地表几乎都被铁帽覆盖。

2.3岩浆岩

岩浆岩主要为中生代的辉绿岩和上元古代的沉凝灰岩。辉绿岩呈枝权状分布，是红土型铝土矿成矿母岩，在山头及斜坡地带见基岩露头，其分布广泛，推测其产状为岩床或浅成侵入体。辉绿岩因大面积裸露地表，经长期风化、残积、氧化、淋滤及去硅作用而形成铝土矿床。

2.3.1辉绿岩

暗灰、灰绿色，显晶质，细—中粒结构，块状构造，厚度一般在2～8m不等，与上覆赋矿岩系呈渐变接触关系，与下伏地层呈侵入接触。主要成分有基性斜长石、辉石组成，含少量角闪石。辉石：短柱状，斜长石呈长柱状、短柱状包裹在辉石中（如图1、图2所示）；基性斜长石：长柱状及短柱状，粒度0.2～0.5mm，（010）∧Np′约35°，属拉长石，发育钠长石双晶和卡式双晶，含量49%～57%；普通辉石：短柱状，粒度0.1～1.5mm，可见两组完全解理，（100）结合面的简单双晶，裂纹发育，含量35%～41%；黑云母：粒度0.3～0.5mm，片状，呈棕色，含量3%；正长石：短柱状、粒状，粒度0.3mm，含量1%；还含有少量普通角闪石，含量2%；褐铁矿，含量2%；磷灰石，平均含量1%；石英，平均含量1%；偶见黝帘石、绿帘石和伊丁石。在斜长石组成的格架中填隙物主要为粒状辉石，解理裂纹均不发育，可见少量石英和长石构成文象结构；部分辉石发生次生变化，变成普通角闪石，多色性为浅绿色—浅褐色。

2.3.2沉凝灰岩

灰黑色，隐晶质结构，层状构造，成分主要为石英（30%～89%）、黑云母（5%～25%）和绢云母（5%～25%），还有较多的泥质（10%～25%）和少量斜长石（1%～5%）和铁质（2%～5%），局部见锆石和磷灰石。无色层的晶屑含量比褐色层高，层间接触关系呈过渡接触。

图1　正交偏光辉绿结构

图2　正交偏光辉绿结构

无色层的火山碎屑物主要由晶屑组成，成分主要为石英，少量斜长石、黑云母。

褐色层的火山碎屑物主要由石英、黑云母晶屑组成，石英碎屑较少，绢云母交代程度更高，生成更多细粒不规则粒状石英。

3　矿床地质特征

皮塔铝土矿的成矿模式基本上与几内亚其他矿区大致相同，铝土矿赋存在表层风化残积层中，在地表铁帽到下伏红土层中的适合地貌单元均可成矿。

3.1矿床分布

主要分布在低缓山丘的中上部或山顶低缓大平台内，其形态随地形变化而变化、其产状随地形起伏而起伏。矿体的赋存特征与几内亚其他矿区相吻合，矿体基本上都分布于宽缓的山顶平台区和条形山的中上部，并严格受地形地貌特征控制，在深切的沟谷中、河流两岸及地形坡度大于15°的山坡上基本不成矿，矿体基本上沿山顶平台和宽缓山脊分布。

3.2铝土矿含矿层位及特征

含矿层位全部在地表风化残积层中，其层位顺序从上到下大致可分为：地表铁铝帽层、强风化红土层、铁质粘土层、粘土层和风化母岩层。铝土矿矿主要产出在地表铁铝帽层和强风化红土层中，赋存部位在地表及浅层，一般情况下从地表到其下的红土层都具备形成铝土矿的成矿条件，由于表生风化淋滤作用受不同地形地貌单元的影响较大，故在不同的地貌单元成矿的差异性还是比较明显。一般情况下，接受风化时间越长、保存条件越好的区域会形成较好的铝土矿矿（床）体。

3.3矿体（层）形态、产状特征

铝土矿呈层状，矿层单一，层位稳定。矿体主要分布在低缓山丘的中上部或山顶低缓大平台内，其形态随地形变化而变化、产状随地形起伏而起伏，并严格受地形地貌特征控制，矿体基本上沿山顶平台和宽缓山脊分布。

3.4铝土矿物质成分

3.4.1矿物成分

铝土矿主要由三水铝石、赤铁矿、针铁矿组成，此外还有少量的一水铝石、高岭土、石英、金红石等。其中三水铝石（Al2O3·3H2O）和赤铁矿、针铁矿（Fe2O3）的总量占90%左右，故表层铁帽和铁红土层基本上是三水铝石和赤铁矿、针铁矿的混杂集合体。

3.4.2化学成分

主要化学组分：Al2O3为38.09%～40.66%，平均值39.69%；SiO2为2.34%～3.06%，平均值2.77%；Fe2O3为30.47%～33.66%，平均值31.98%；TiO2为1.72%～2.63%，加权平均值2%；烧失量为22.52%～23.46%，平均值23.05%；A/S为13.09～17.23，平均值14.54（如表1所示）。

3.5矿石结构构造

矿石结构：他形柱状晶粒结构，自形、半自形晶粒结构，泥晶或隐晶质结构等。

表1　化学成分表

矿石构造：砾屑状、砂（粒）状、蜂窝状、豆鲕状等。

3.6矿石类型

矿石自然类型：按矿物成分特征为三水铝石型；按结构构造的不同又分为块状铝土矿和土状铝土矿两大类，其中土状铝土矿石所占比例稍大。

块状铝土矿：褐红色带浅灰色，泥质、豆状结构，蜂窝状、块状构造，主要矿物成分为三水铝石、高岭石、白云母，含赤铁矿、褐铁矿、针铁矿。

土状铝土矿：棕红色、砖红色，泥质、豆状结构，土状构造，主要矿物成分为三水铝石、高岭石、白云母，含针铁矿、褐铁矿。

4　成矿地质条件

4.1矿源岩

区内成矿母岩为富铝的辉绿岩，岩石孔隙度高，渗透性强，基性斜长石和辉石等矿物表面稳定性差，且氧化铝含量高，铝土矿形成过程持续时间长，经风化、氧化、淋滤、去硅富铝作用形成铝土矿。所以，广泛分布的辉绿岩在湿热多雨和干旱交替的热带气候条件下，形成了红土型铝土矿。

4.2成矿规律

表2　铝土矿与辉绿岩成份比较（单位：%）

矿床成因类型为辉绿岩风化残积红土型。铝土矿在地表均赋存于铁矾土（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Al2O3含量较高。

从矿物成分看，地表铁帽和下伏的铁红土层主要由三水铝石、赤铁矿、针铁矿组成，此外还有少量的一水铝石、高岭土、石英、金红石等。其中三水铝石（Al2O3·3H2O）、赤铁矿、针铁矿（Fe2O3）的总量占90%左右，表层铁帽和铁红土层基本上是三水铝石、赤铁矿、针铁矿的混杂集合体。

从化学成分看，地表铁帽和下伏的铁红土层主要化学成分为Al2O3和Fe2O3，SiO2和TiO2各占2%左右。地表铁帽和下伏的铁红土层中Al2O3的含量一般在20%～55%之间，Fe2O3的含量在5%～60%之间，铁高则铝低，铝高则铁低，二者呈负相关关系。一般情况下，铝土矿均赋存在低缓山丘的中上部或山顶低缓大平台内，在同一区域内铝土矿随海拔高度的增加矿体的厚度有增大的趋势，并且矿体的连续性和稳定性也不断增强。

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A

1004-5716（2016）03-0127-04

2015-03-09

2015-03-13

陈志友（1980-），男（汉族），贵州遵义人，工程师，现从事地质矿产勘查技术工作。