(1)成礦地質背景
威帕礦區位於澳大利亞昆士蘭州約克角半島西海岸，南緯12，西海岸160km，寬40km。該地區屬熱帶季風氣候，年平均氣溫365438±0℃，年降雨量約65438±0.600毫米，地面覆蓋著茂密的熱帶森林植物。
以科恩內信封為核心的古生代塔斯曼褶皺帶位於約克角半島東部。其核心是被古生代火山巖和沈積巖包圍的中元古代變質巖，其西部是中生代卡奔塔利亞盆地的壹部分，該盆地後來成為卡倫巴盆地的壹部分。
侏羅系泥巖、粘土巖在區內變質巖或花崗巖基巖之上，厚約250m，上部為早白堊世形成的海岸相、淺海相、三角洲相的羅嶺蕩群，厚600m，由泥巖、砂巖、粗砂巖多個連續的沈積旋回組成。Wepa地區的沈積物主要是由Cohen內環演化而來。威帕地區東部是廣泛分布的梅魯納平原，比威帕地臺低10 ~ 100 m，由洛嶺當群下部組成。鐵紅土發育在麥魯納平原的河間高地，來源於洛嶺蕩群的泥灰巖。新近紀海侵後，卡龍壩盆地沈積了粉砂巖、砂巖和壹些礫巖。這些沈積物覆蓋了約克角半島西南部的洛嶺當群的沈積物。威帕地區沿海和低海拔地區覆蓋有疏松砂和粉砂。
(2)礦床地質特征
威帕鋁土礦位於約克角半島西岸，南緯11 00' ~ 14 30 '，東經141 30' ~ 142 00 '。礦區海拔2 ~ 150 m，部分地區為沼澤。該區鋁土礦面積約2500km2，南北延伸350km。
威帕礦床發育良好的紅土剖面(Bardossy等人，1990)為:
土層:厚度0 ~ 2m，平均厚度0.6m，壹般為褐色至灰色砂質壤土，伴有多顆鋁土豆。
硬殼:較少，0.3m厚，顯示出下面的鋁土礦層已經被轉化和膠結的外觀。
鋁土礦層:主要含礦層。紅褐色至淺黃褐色，煤層平緩，膠結疏松，覆蓋層薄(< < 1m)，厚度1 ~ 10m，平均厚度3.5m，上部為鐵三水鋁石粗結核，含10% ~ 30%高嶺石，下部為軟豆狀三水鋁石層，直徑4 ~ 6 mm(最大10mm)。豆子是堅硬的同心球體，外殼夾層顏色不同。在壹些豆子的中心也有部分溶解的應時粒子。還有復合豆粒，直徑可達6cm，由若幹個壹般大小的松散豆粒和壹些砂粒或粘土粒大小的顆粒組成，包裹在壹個由顏色深淺不壹的同心殼層組成的殼中。松散豆石結構是威帕鋁土礦的顯著特征。
腐泥土層:10~30m ~ 30m厚。它由白色至淺棕色和粉色高嶺土、砂質粘土和帶有長石礫巖的殘余沈積物組成。砂質粘土厚度1 ~ 5m；高嶺土厚2～8m，含80%～90%的高嶺石和5%～20%的應時。
母巖:約克角半島的基巖為變質巖和花崗巖，上覆第三紀長石砂巖和砂質粘土巖。
(三)礦石特征
威帕礦床的主要礦石礦物為三水鋁石，其次為勃姆石、剛玉、鈦鐵礦、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和針鐵礦。脈石礦物主要是高嶺石和應時。礦石的平均含量為352% ~ 58% Al2O3，25% SiO 2，37% Fe2O3和22% ~ 3% TiO 2。威帕礦床不僅鋁土礦含量高，而且高嶺土和勃姆石含量也高。
高嶺土呈白色塊狀，以透鏡體形式存在於腐泥土層中；透鏡體向西南方向延伸，長2 ~ 3 km，寬300m，平均厚度4.5m，高嶺土主要成分為SiO251.6%，Al2O3 333.05%，TiO21.36%，Fe2O31.57%，K2O0.18%，其他成分小於0.05%。目前已探明和潛在的高嶺土資源量為17.3Mt，具有較高的工業價值。
勃姆石的含量壹般與豆石層(或鋁礬土層)的厚度有關。例如，厚度為2m的豆石層含有25%的勃姆石，而較厚的豆石層中的勃姆石含量小於5%。威帕礦床中較高的勃姆石含量與較簡單的大氣水淋濾條件有關。
(4)成礦時代
古氣候研究表明，早白堊世區域隆升後，威帕地區紅土化作用開始發育，鋁土礦成礦作用始於古新世，持續至始新世和漸新世。成礦作用可能已經在中新世早期結束，因為該地區的氣候自中新世以來變得幹燥，不再有利於鋁土礦的形成。
㈤礦床的成因
母巖的性質是鋁土礦形成的關鍵，母巖的多孔性和良好的透水性、極低的侵蝕速率和長期有利的氣候條件是鋁土礦形成的主要因素。Grubb(1971)通過對威帕鋁土礦中重礦物(如鋯石)的分析，發現鋁土礦中重礦物與下伏風化沈積巖相似，認為鋁土礦可能來自長石母巖。Evans(1965)指出長石的存在是母巖的重要組成特征。在整個區域進行的地質研究表明，在遠離海岸線的東部和東南部，紅土化和鋁土礦化的強度減弱，甚至在東南部產生新鮮的長石砂巖，表明氣候條件對威帕紅土成礦有重要影響。
威帕鋁土礦的形成主要經歷了兩個階段:陸地階段，大陸的準平坦化，含鋁的長石母巖風化形成富鋁鈣的紅土、紅土殘積物或含鋁土礦、粘土礦物和氧化鐵礦物的紅土鋁土礦；在表生富集階段，隨著地殼隆升，粘土礦物中大部分二氧化矽被地下水和地表水溶解成Si(OH)4，部分矽膠和大部分氫氧化鋁凝膠形成粘土礦物，使鋁富集，使原鋁土礦層逐漸轉化為工業鋁土礦層。
壹般來說，在熱帶地區，季風環境有利於鋁土礦成礦，紅土的範圍有限。在高原上，臺地或島嶼的殘余部分，母巖長期受到大氣水的持續侵蝕和淋溶，形成紅土和含鋁土礦的鋁土礦。另壹方面，相對靜止的環境和相對自由的地下排水系統有利於成礦。威帕礦床壹個最基本的特征是缺乏物理或化學條件變化引起的海水改造構造，表明該礦床主要形成於相對平靜的構造環境。
(6)勘探歷史
Wepa鋁土礦是由Evans於1955發現的。1965，中國商科對威帕礦床進行了系統勘探。勘探設計按152m×152m網格鉆探，儲量按38m×38m網格控制。鋁土礦資源最初為500Mt，Al2O3為53% ~ 56%，SiO為24.5%。1985年礦山年產量11.8Mt，洗選後鋁土礦幹礦7.3Mt，平均品位Al2O355%，SiO25%。從開采開始到1985結束，共開采鋁土礦223Mt。力拓在2002年對該礦床進行了重新勘探，獲得了約3600Mt的鋁土礦資源，其中Al2O3品位為55%，SiO2含量為5% ~ 5.5%(力拓2002年年報)。2006年鋁土礦探明和預測儲量為265，438+065，438+04mt，其中Al2O3品位為565，438+0%(力拓2006年年報)。Wepa礦床的所有權現在歸力拓公司所有。
第二，桑加雷迪鋁土礦
(1)地質特征
桑加雷迪礦床位於幾內亞西部，靠近科貢河。該礦床發現於20世紀初，初步探明儲量超過2億噸，Al2O3平均品位為59%。1973開始采礦。礦區臺地海拔200 ~ 240 m，臺地邊緣由陡坡組成，無垂直峭壁。礦區內4km2的區域被壹條連續的鋁土礦層所覆蓋，呈中等不規則形狀，向南和向西延伸(圖13-5)。
Sangaredi礦床具有明顯的鋁土礦剖面(圖13-6)，幾乎全部由原地再沈積的鋁土礦組成。
(1)土層:厚達1m，夾腐殖質和鋁土-紅土礫石。
(2)硬殼:壹般不存在，僅在臺地邊緣發現壹些鐵紅土。
(3)上部再沈積單元:厚約20m，粉紅色、黃色、灰色，主要由膠結鋁礬土卵石礫巖、砂礫巖和鋁礬土角礫巖交替組成，又稱碎屑鋁礬土。碎屑鋁土礦夾層普遍發育。膠質構造和鮞狀構造發育，主要分布在底部，厚度2 ~ 3 m，巖相逐漸變為鋁土礦礫巖。鋁土礦呈多孔多泡狀，堅硬，層狀，礦床中上部有明顯的不整合接觸界面。
(4)中間再沈積單元:厚度25 ~ 30m，顏色為粉、紫、灰色。主要由堅硬的鋁土礦礫巖組成，夾砂質碎屑鋁土礦薄層，底部巖相逐漸過渡為豆狀鋁土礦和隱晶質鋁土礦。豆型鋁土礦主要由鋁土礦礫巖演化而來，是鋁土礦再沈積後的漸變。
(5)下再沈積單元:厚度5 ~ 10m，淺棕色至粉紅色，由礦床南部未固結的鋁土礦礫巖組成，為復雜碎屑巖，部分由古生代片巖和麻粒巖演化而來。該礫巖因其高TiO2含量(7% ~ 14%)而區別於上覆單元。該公司還生產膠體鋁土礦、隱晶質鋁土礦、鮞狀鋁土礦和豆狀鋁土礦。這些礦石大部分是由碎屑鋁土礦原地蝕變形成的。下部再沈積單元與下伏殘積鋁土礦有非常明顯的接觸關系，局部有薄鐵殼。
圖13-5桑加雷迪鋁土礦床地質圖
圖13-6桑加雷迪鋁土礦主要單元剖面圖
(6)原地鋁土礦層:厚2 ~ 3m，褐紅色，堅硬，下伏母巖殘留結構。
(7)腐泥土層:10~20m ~ 20m厚，粉紫色，母巖殘留結構，多孔，主要成分為高嶺石。
(8)母巖:母巖為泥盆系頁巖和粉砂巖，灰色，層理明顯，局部含化石。
(2)化學成分
桑加雷迪礦床礦石的化學成分具有高鋁低鐵的特點。Al2O340%~80%，SiO20.1%~30%，Fe2O30.8%~33%，TiO21.5%~14%。礦石礦物為三水鋁石，其次為針鐵礦、赤鐵礦、高嶺石和鈦礦物。
(三)成礦年齡
剖面上壹些殘余礦物的形成時代為晚白堊世至始新世。碎屑鋁土礦礦物的侵蝕和再沈積可能發生在鋁土礦形成的第壹階段之後不久。在古近紀和新近紀，再沈積單元的鋁土礦進壹步成礦作用繼續。在更新世間冰期之後，目前的氣候條件似乎有利於這壹礦化過程的繼續。
遺傳模型
綜合研究表明，礦床下部的腐泥層和鋁土礦層是真正的原位紅土風化剖面。在礦床的中部和東部，鋁土礦層已被侵蝕，留下壹些腐泥土層。被搬運的碎屑物質堆積在新形成的侵蝕面和斷層下降的侵蝕面上，然後遭受新的侵蝕。所有沈積物質都是從附近的紅土風化剖面演化而來的。碎屑礦物堆積後，鋁土礦成礦進入新階段，導致礦床中再沈積單元的整體鋁土礦成礦。這些單元的碎屑特征及其高滲透性確保了Sangaredi區塊在最終隆起後具有特別有利的瀝濾和排水條件。這個過程伴隨著鋁土礦中氧化鋁的局部再分布。
(5)勘探歷史
20世紀20年代，法國地質學家已經對該礦床進行了普查。自1948以來，SBM(Societe des Bauxites du Midi)鋪設了300米×300米的網格，用於礦床的鉆孔驗證，並獲得了超過180萬噸的高品位鋁土礦..1963年，CBG合資公司成立，對礦床進行了進壹步的鉆探工作，設計鉆孔143個，之後進行了大量的鉆探工作，鉆孔網度達到150m×150m。1973，礦床正式開采。在第壹階段，獲得了壹些世界上質量最好的礦石:約60%的Al2O3，60%的SiO2，32% ~ 4%的Fe2O3和23% ~ 5%的TiO。在第二階段，礦石品位相當不均勻，特別是高嶺石粘土透鏡體給開采造成了很大困難。壹些鋁礬土非常堅硬且具有粘性，這增加了開采的難度。在1985中，SOGEREM對不同的礦石品位和無礦石夾層進行了詳細的評估。1986中，平均礦石品位為Al2O360%，SiO21%，Fe2O34%，TiO23.5%。目前，該礦床為幾內亞鋁土礦公司和美國美鋁礦業公司所有。
三。洛斯皮吉高斯鋁土礦
Los Piciquas礦床位於委內瑞拉玻利維亞西部，距加拉加斯南部約500公裏。這是委內瑞拉目前開采的唯壹鋁土礦床，也是南美著名的鋁土礦產地之壹。Los Piciquas鋁土礦礦石的特點是品位高(Al2O3含量為50%)，目前開采的礦體僅占總資源的壹小部分。
(1)地質背景
Los Piciquas位於圭亞那地塊西北邊緣(圖13-7a)，北緯6° 22′，西經66° 52′。基底為中元古代巴拉圭環斑花崗巖基(圖13-7b)。基巖面積30000多平方公裏，中部為中元古界羅萊馬組的石英巖、砂巖和頁巖所覆蓋。花崗巖的北部是Serra de Platthana，其高度通常在1000米以上(卡拉馬夷平面)，最北部是塞拉尼亞德魯斯的Pichikuas。平坦部分為努裏賈夷平面，海拔600 ~ 700米..努裏賈的夷平面代表了圭亞那地塊從晚白堊世到古近紀的最後壹次強烈侵蝕事件(McConnell，1968)。Soler和Lasaga(2000)將Nurija夷平面的形成年齡限定為35Ma，並以此作為Los Piciquas地區鋁土礦形成的時限。
圖13-7 Los Piciquas礦床位置圖(A)和區域地質圖(B)
巴拉圭花崗巖被認為是母巖(Bardossyetal。，1990)的Los Piciquas風化層。其主要礦物為應時、微斜長石、鈉長石、富鐵黑雲母和角閃石，輔助礦物有磷灰石、榍石、鈦鐵礦、赤鐵礦和鋯石。鋁土礦層直接形成於巴拉圭花崗巖上。
㈡礦床地質學
強風化會導致大範圍的巴拉圭花崗巖形成次生殼。但是，在壹些地方仍然可以看到壹些新鮮的母巖。強風化部分有較好的紅土剖面，自上而下依次為土層、硬化層、鋁礬土層、過渡帶、腐泥土層、母巖；
(1)土層:薄，厚度小於1m，由松散的圓形鋁土礦結核(假豆石)和植物組成。
(2)硬化層:0.3 ~ 1.5m厚。堅硬，主要部分為淺紅色至淺黃褐色，蜂窩狀結構，孔隙較大且不規則；主體被亞圓形、紅褐色至粉紅色的塊狀結核包裹。高原發育中元古界羅嶺馬組的石英巖、砂巖和頁巖，沿臺地邊緣有大量亞圓形或圓形鋁土礦碎屑，有機械磨圓跡象。
(3)鋁礬土層:平均厚度7.6m，最大厚度15m。堅硬、塊狀、土狀、略帶紅褐色，不同色調為深褐色或淺黃色。該層完全由三水鋁石組成，自上而下可分為四個明顯的層(圖13-8):堅硬和易碎的固化鋁礬土交替層；含未固結結核的豆狀鋁土礦；海綿鋁土礦含部分膠結的豆石和豆狀結構的蜂窩狀鋁土礦。
(4)過渡帶:0 ~ 2m厚，高嶺石和應時含量逐漸增加，三水鋁石含量逐漸減少。
(5)腐泥土層:厚達40米，土質，有淡黃色、褐色和粉紅色斑點。它由高嶺石粘土、更多的應時、雲母片和壹些氧化鐵組成。穿過厚達2m的“風化巖”過渡帶後，逐漸變成母巖。
(6)母巖:環斑狀巴拉圭花崗巖，黑雲母和角閃石含量不等。
(3)遺傳模型
Los Piciquas是壹種典型的紅土型鋁土礦，形成於下伏巴拉圭花崗巖的風化殼上。風化剖面中各種鋁土礦構造的交替或再現，指示了鋁土礦礦化和機械破壞的發生，然後風化產物被短距離搬運到低窪地形。顯微結構、圓形應時和壹水硬鋁石集合體表明，它不是簡單的原地成因，而是經歷了風化、機械搬運和再沈積。
巴拉圭花崗巖中普遍發育的裂隙控制著大氣水的滲流。花崗巖受到強風化作用，成礦物質以顆粒和溶液的形式短距離搬運到夷平面的峽谷中。鋁土礦引起脫矽和水化，Al2O3和Fe2O3在殘積土中富集，而SiO2、堿金屬和堿土金屬被完全浸出。具有交替結構的鋁土礦層是這種重復循環過程的產物。這樣壹來，原來河間的土地就無法被原來的鋁礬土覆蓋保護起來，抵禦花崗巖的風化分解。河流侵蝕可以在未受保護的仍被溪流和河流占據的地區形成新的水系，表明鋁土礦成礦作用仍在進行。
(4)勘探歷史
Los Piciquas鋁土礦勘探始於1974，該區可行性研究由瑞典鋁業公司於1976 ~ 1979進行，初步探明礦石儲量為168Mt，Al2O3 349%，SiO210.2%。1984年，梅嫩德斯和薩門洛(1984)基於100m×100m的鉆探網格重新估算了礦石儲量，達到58億噸。Los Piciquas礦床的開采始於1987，從1987到1994的鋁土礦年產量超過5 mt。在1998，礦石(Al2O3)的邊界品位確定為44%，已開采的礦石達到5.2 mt。目前，該礦床為委內瑞拉和圭亞那有限公司(CVG)所有。
圖13-8 Los pici kuas鋁土礦紅土剖面圖
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