典型矿床的例子

(1)成矿地质背景

威帕矿区位于澳大利亚昆士兰州约克角半岛西海岸，南纬12，西海岸160km，宽40km。该地区属热带季风气候，年平均气温365438±0℃，年降雨量约65438±0.600毫米，地面覆盖着茂密的热带森林植物。

以科恩内信封为核心的古生代塔斯曼褶皱带位于约克角半岛东部。其核心是被古生代火山岩和沉积岩包围的中元古代变质岩，其西部是中生代卡奔塔利亚盆地的一部分，该盆地后来成为卡伦巴盆地的一部分。

侏罗系泥岩、粘土岩在区内变质岩或花岗岩基岩之上，厚约250m，上部为早白垩世形成的海岸相、浅海相、三角洲相的罗岭荡群，厚600m，由泥岩、砂岩、粗砂岩多个连续的沉积旋回组成。Wepa地区的沉积物主要是由Cohen内环演化而来。威帕地区东部是广泛分布的梅鲁纳平原，比威帕地台低10 ~ 100 m，由洛岭当群下部组成。铁红土发育在麦鲁纳平原的河间高地，来源于洛岭荡群的泥灰岩。新近纪海侵后，卡龙坝盆地沉积了粉砂岩、砂岩和一些砾岩。这些沉积物覆盖了约克角半岛西南部的洛岭当群的沉积物。威帕地区沿海和低海拔地区覆盖有疏松砂和粉砂。

(2)矿床地质特征

威帕铝土矿位于约克角半岛西岸，南纬11 00' ~ 14 30 '，东经141 30' ~ 142 00 '。矿区海拔2 ~ 150 m，部分地区为沼泽。该区铝土矿面积约2500km2，南北延伸350km。

威帕矿床发育良好的红土剖面(Bardossy等人，1990)为:

土层:厚度0 ~ 2m，平均厚度0.6m，一般为褐色至灰色砂质壤土，伴有多颗铝土豆。

硬壳:较少，0.3m厚，显示出下面的铝土矿层已经被转化和胶结的外观。

铝土矿层:主要含矿层。红褐色至浅黄褐色，煤层平缓，胶结疏松，覆盖层薄(< < 1m)，厚度1 ~ 10m，平均厚度3.5m，上部为铁三水铝石粗结核，含10% ~ 30%高岭石，下部为软豆状三水铝石层，直径4 ~ 6 mm(最大10mm)。豆子是坚硬的同心球体，外壳夹层颜色不同。在一些豆子的中心也有部分溶解的应时粒子。还有复合豆粒，直径可达6cm，由若干个一般大小的松散豆粒和一些砂粒或粘土粒大小的颗粒组成，包裹在一个由颜色深浅不一的同心壳层组成的壳中。松散豆石结构是威帕铝土矿的显著特征。

腐泥土层:10~30m ~ 30m厚。它由白色至浅棕色和粉色高岭土、砂质粘土和带有长石砾岩的残余沉积物组成。砂质粘土厚度1 ~ 5m；高岭土厚2～8m，含80%～90%的高岭石和5%～20%的应时。

母岩:约克角半岛的基岩为变质岩和花岗岩，上覆第三纪长石砂岩和砂质粘土岩。

(三)矿石特征

威帕矿床的主要矿石矿物为三水铝石，其次为勃姆石、刚玉、钛铁矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和针铁矿。脉石矿物主要是高岭石和应时。矿石的平均含量为352% ~ 58% Al2O3，25% SiO 2，37% Fe2O3和22% ~ 3% TiO 2。威帕矿床不仅铝土矿含量高，而且高岭土和勃姆石含量也高。

高岭土呈白色块状，以透镜体形式存在于腐泥土层中；透镜体向西南方向延伸，长2 ~ 3 km，宽300m，平均厚度4.5m，高岭土主要成分为SiO251.6%，Al2O3 333.05%，TiO21.36%，Fe2O31.57%，K2O0.18%，其他成分小于0.05%。目前已探明和潜在的高岭土资源量为17.3Mt，具有较高的工业价值。

勃姆石的含量一般与豆石层(或铝矾土层)的厚度有关。例如，厚度为2m的豆石层含有25%的勃姆石，而较厚的豆石层中的勃姆石含量小于5%。威帕矿床中较高的勃姆石含量与较简单的大气水淋滤条件有关。

(4)成矿时代

古气候研究表明，早白垩世区域隆升后，威帕地区红土化作用开始发育，铝土矿成矿作用始于古新世，持续至始新世和渐新世。成矿作用可能已经在中新世早期结束，因为该地区的气候自中新世以来变得干燥，不再有利于铝土矿的形成。

㈤矿床的成因

母岩的性质是铝土矿形成的关键，母岩的多孔性和良好的透水性、极低的侵蚀速率和长期有利的气候条件是铝土矿形成的主要因素。Grubb(1971)通过对威帕铝土矿中重矿物(如锆石)的分析，发现铝土矿中重矿物与下伏风化沉积岩相似，认为铝土矿可能来自长石母岩。Evans(1965)指出长石的存在是母岩的重要组成特征。在整个区域进行的地质研究表明，在远离海岸线的东部和东南部，红土化和铝土矿化的强度减弱，甚至在东南部产生新鲜的长石砂岩，表明气候条件对威帕红土成矿有重要影响。

威帕铝土矿的形成主要经历了两个阶段:陆地阶段，大陆的准平坦化，含铝的长石母岩风化形成富铝钙的红土、红土残积物或含铝土矿、粘土矿物和氧化铁矿物的红土铝土矿；在表生富集阶段，随着地壳隆升，粘土矿物中大部分二氧化硅被地下水和地表水溶解成Si(OH)4，部分硅胶和大部分氢氧化铝凝胶形成粘土矿物，使铝富集，使原铝土矿层逐渐转化为工业铝土矿层。

一般来说，在热带地区，季风环境有利于铝土矿成矿，红土的范围有限。在高原上，台地或岛屿的残余部分，母岩长期受到大气水的持续侵蚀和淋溶，形成红土和含铝土矿的铝土矿。另一方面，相对静止的环境和相对自由的地下排水系统有利于成矿。威帕矿床一个最基本的特征是缺乏物理或化学条件变化引起的海水改造构造，表明该矿床主要形成于相对平静的构造环境。

(6)勘探历史

Wepa铝土矿是由Evans于1955发现的。1965，中国商科对威帕矿床进行了系统勘探。勘探设计按152m×152m网格钻探，储量按38m×38m网格控制。铝土矿资源最初为500Mt，Al2O3为53% ~ 56%，SiO为24.5%。1985年矿山年产量11.8Mt，洗选后铝土矿干矿7.3Mt，平均品位Al2O355%，SiO25%。从开采开始到1985结束，共开采铝土矿223Mt。力拓在2002年对该矿床进行了重新勘探，获得了约3600Mt的铝土矿资源，其中Al2O3品位为55%，SiO2含量为5% ~ 5.5%(力拓2002年年报)。2006年铝土矿探明和预测储量为265，438+065，438+04mt，其中Al2O3品位为565，438+0%(力拓2006年年报)。Wepa矿床的所有权现在归力拓公司所有。

第二，桑加雷迪铝土矿

(1)地质特征

桑加雷迪矿床位于几内亚西部，靠近科贡河。该矿床发现于20世纪初，初步探明储量超过2亿吨，Al2O3平均品位为59%。1973开始采矿。矿区台地海拔200 ~ 240 m，台地边缘由陡坡组成，无垂直峭壁。矿区内4km2的区域被一条连续的铝土矿层所覆盖，呈中等不规则形状，向南和向西延伸(图13-5)。

Sangaredi矿床具有明显的铝土矿剖面(图13-6)，几乎全部由原地再沉积的铝土矿组成。

(1)土层:厚达1m，夹腐殖质和铝土-红土砾石。

(2)硬壳:一般不存在，仅在台地边缘发现一些铁红土。

(3)上部再沉积单元:厚约20m，粉红色、黄色、灰色，主要由胶结铝矾土卵石砾岩、砂砾岩和铝矾土角砾岩交替组成，又称碎屑铝矾土。碎屑铝土矿夹层普遍发育。胶质构造和鲕状构造发育，主要分布在底部，厚度2 ~ 3 m，岩相逐渐变为铝土矿砾岩。铝土矿呈多孔多泡状，坚硬，层状，矿床中上部有明显的不整合接触界面。

(4)中间再沉积单元:厚度25 ~ 30m，颜色为粉、紫、灰色。主要由坚硬的铝土矿砾岩组成，夹砂质碎屑铝土矿薄层，底部岩相逐渐过渡为豆状铝土矿和隐晶质铝土矿。豆型铝土矿主要由铝土矿砾岩演化而来，是铝土矿再沉积后的渐变。

(5)下再沉积单元:厚度5 ~ 10m，浅棕色至粉红色，由矿床南部未固结的铝土矿砾岩组成，为复杂碎屑岩，部分由古生代片岩和麻粒岩演化而来。该砾岩因其高TiO2含量(7% ~ 14%)而区别于上覆单元。该公司还生产胶体铝土矿、隐晶质铝土矿、鲕状铝土矿和豆状铝土矿。这些矿石大部分是由碎屑铝土矿原地蚀变形成的。下部再沉积单元与下伏残积铝土矿有非常明显的接触关系，局部有薄铁壳。

图13-5桑加雷迪铝土矿床地质图

图13-6桑加雷迪铝土矿主要单元剖面图

(6)原地铝土矿层:厚2 ~ 3m，褐红色，坚硬，下伏母岩残留结构。

(7)腐泥土层:10~20m ~ 20m厚，粉紫色，母岩残留结构，多孔，主要成分为高岭石。

(8)母岩:母岩为泥盆系页岩和粉砂岩，灰色，层理明显，局部含化石。

(2)化学成分

桑加雷迪矿床矿石的化学成分具有高铝低铁的特点。Al2O340%~80%，SiO20.1%~30%，Fe2O30.8%~33%，TiO21.5%~14%。矿石矿物为三水铝石，其次为针铁矿、赤铁矿、高岭石和钛矿物。

(三)成矿年龄

剖面上一些残余矿物的形成时代为晚白垩世至始新世。碎屑铝土矿矿物的侵蚀和再沉积可能发生在铝土矿形成的第一阶段之后不久。在古近纪和新近纪，再沉积单元的铝土矿进一步成矿作用继续。在更新世间冰期之后，目前的气候条件似乎有利于这一矿化过程的继续。

遗传模型

综合研究表明，矿床下部的腐泥层和铝土矿层是真正的原位红土风化剖面。在矿床的中部和东部，铝土矿层已被侵蚀，留下一些腐泥土层。被搬运的碎屑物质堆积在新形成的侵蚀面和断层下降的侵蚀面上，然后遭受新的侵蚀。所有沉积物质都是从附近的红土风化剖面演化而来的。碎屑矿物堆积后，铝土矿成矿进入新阶段，导致矿床中再沉积单元的整体铝土矿成矿。这些单元的碎屑特征及其高渗透性确保了Sangaredi区块在最终隆起后具有特别有利的沥滤和排水条件。这个过程伴随着铝土矿中氧化铝的局部再分布。

(5)勘探历史

20世纪20年代，法国地质学家已经对该矿床进行了普查。自1948以来，SBM(Societe des Bauxites du Midi)铺设了300米×300米的网格，用于矿床的钻孔验证，并获得了超过180万吨的高品位铝土矿..1963年，CBG合资公司成立，对矿床进行了进一步的钻探工作，设计钻孔143个，之后进行了大量的钻探工作，钻孔网度达到150m×150m。1973，矿床正式开采。在第一阶段，获得了一些世界上质量最好的矿石:约60%的Al2O3，60%的SiO2，32% ~ 4%的Fe2O3和23% ~ 5%的TiO。在第二阶段，矿石品位相当不均匀，特别是高岭石粘土透镜体给开采造成了很大困难。一些铝矾土非常坚硬且具有粘性，这增加了开采的难度。在1985中，SOGEREM对不同的矿石品位和无矿石夹层进行了详细的评估。1986中，平均矿石品位为Al2O360%，SiO21%，Fe2O34%，TiO23.5%。目前，该矿床为几内亚铝土矿公司和美国美铝矿业公司所有。

三。洛斯皮吉高斯铝土矿

Los Piciquas矿床位于委内瑞拉玻利维亚西部，距加拉加斯南部约500公里。这是委内瑞拉目前开采的唯一铝土矿床，也是南美著名的铝土矿产地之一。Los Piciquas铝土矿矿石的特点是品位高(Al2O3含量为50%)，目前开采的矿体仅占总资源的一小部分。

(1)地质背景

Los Piciquas位于圭亚那地块西北边缘(图13-7a)，北纬6° 22′，西经66° 52′。基底为中元古代巴拉圭环斑花岗岩基(图13-7b)。基岩面积30000多平方公里，中部为中元古界罗莱马组的石英岩、砂岩和页岩所覆盖。花岗岩的北部是Serra de Platthana，其高度通常在1000米以上(卡拉马夷平面)，最北部是塞拉尼亚德鲁斯的Pichikuas。平坦部分为努里贾夷平面，海拔600 ~ 700米..努里贾的夷平面代表了圭亚那地块从晚白垩世到古近纪的最后一次强烈侵蚀事件(McConnell，1968)。Soler和Lasaga(2000)将Nurija夷平面的形成年龄限定为35Ma，并以此作为Los Piciquas地区铝土矿形成的时限。

图13-7 Los Piciquas矿床位置图(A)和区域地质图(B)

巴拉圭花岗岩被认为是母岩(Bardossyetal。，1990)的Los Piciquas风化层。其主要矿物为应时、微斜长石、钠长石、富铁黑云母和角闪石，辅助矿物有磷灰石、榍石、钛铁矿、赤铁矿和锆石。铝土矿层直接形成于巴拉圭花岗岩上。

㈡矿床地质学

强风化会导致大范围的巴拉圭花岗岩形成次生壳。但是，在一些地方仍然可以看到一些新鲜的母岩。强风化部分有较好的红土剖面，自上而下依次为土层、硬化层、铝矾土层、过渡带、腐泥土层、母岩；

(1)土层:薄，厚度小于1m，由松散的圆形铝土矿结核(假豆石)和植物组成。

(2)硬化层:0.3 ~ 1.5m厚。坚硬，主要部分为浅红色至浅黄褐色，蜂窝状结构，孔隙较大且不规则；主体被亚圆形、红褐色至粉红色的块状结核包裹。高原发育中元古界罗岭马组的石英岩、砂岩和页岩，沿台地边缘有大量亚圆形或圆形铝土矿碎屑，有机械磨圆迹象。

(3)铝矾土层:平均厚度7.6m，最大厚度15m。坚硬、块状、土状、略带红褐色，不同色调为深褐色或浅黄色。该层完全由三水铝石组成，自上而下可分为四个明显的层(图13-8):坚硬和易碎的固化铝矾土交替层；含未固结结核的豆状铝土矿；海绵铝土矿含部分胶结的豆石和豆状结构的蜂窝状铝土矿。

(4)过渡带:0 ~ 2m厚，高岭石和应时含量逐渐增加，三水铝石含量逐渐减少。

(5)腐泥土层:厚达40米，土质，有淡黄色、褐色和粉红色斑点。它由高岭石粘土、更多的应时、云母片和一些氧化铁组成。穿过厚达2m的“风化岩”过渡带后，逐渐变成母岩。

(6)母岩:环斑状巴拉圭花岗岩，黑云母和角闪石含量不等。

(3)遗传模型

Los Piciquas是一种典型的红土型铝土矿，形成于下伏巴拉圭花岗岩的风化壳上。风化剖面中各种铝土矿构造的交替或再现，指示了铝土矿矿化和机械破坏的发生，然后风化产物被短距离搬运到低洼地形。显微结构、圆形应时和一水硬铝石集合体表明，它不是简单的原地成因，而是经历了风化、机械搬运和再沉积。

巴拉圭花岗岩中普遍发育的裂隙控制着大气水的渗流。花岗岩受到强风化作用，成矿物质以颗粒和溶液的形式短距离搬运到夷平面的峡谷中。铝土矿引起脱硅和水化，Al2O3和Fe2O3在残积土中富集，而SiO2、碱金属和碱土金属被完全浸出。具有交替结构的铝土矿层是这种重复循环过程的产物。这样一来，原来河间的土地就无法被原来的铝矾土覆盖保护起来，抵御花岗岩的风化分解。河流侵蚀可以在未受保护的仍被溪流和河流占据的地区形成新的水系，表明铝土矿成矿作用仍在进行。

(4)勘探历史

Los Piciquas铝土矿勘探始于1974，该区可行性研究由瑞典铝业公司于1976 ~ 1979进行，初步探明矿石储量为168Mt，Al2O3 349%，SiO210.2%。1984年，梅嫩德斯和萨门洛(1984)基于100m×100m的钻探网格重新估算了矿石储量，达到58亿吨。Los Piciquas矿床的开采始于1987，从1987到1994的铝土矿年产量超过5 mt。在1998，矿石(Al2O3)的边界品位确定为44%，已开采的矿石达到5.2 mt。目前，该矿床为委内瑞拉和圭亚那有限公司(CVG)所有。

图13-8 Los pici kuas铝土矿红土剖面图

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