柬埔寨蒙多基里上川龍鋁土礦地質特征及成礦元素不同粒級富集規律研究

陳德穩 詹勇 馬林霄 李慶哲 鈕立耘 楊濤

摘 要：柬埔寨北東部蒙多基里省的上川龍高原分布大面積的紅土化玄武巖;鋁土礦含礦層為第四系風化殼中的含礫紅土層;礦石為三水鋁石;Ga和Sc作為伴生元素，相對富集;稀土元素特征顯示鋁土礦礦石是在表生氧化條件下沉積作用形成的;礦石在0.787～1.000mm粒級各元素含量出現明顯拐點，可以作為評價礦石質量優劣的一個參考粒級。

關鍵詞：鋁土礦;地質特征;柬埔寨;蒙多基里

中圖分類號：P618.45 文獻標識碼：A 文章編號：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

柬埔寨紅土型鋁土礦是柬埔寨有色金屬礦床中唯一具有礦床規模的礦種，主要分布于柬越邊境內側的上川龍高原，向東延伸至越南西原地區，為厚大上新世—更新世玄武巖熔巖及火山灰分布區，風化后形成紅土型鋁土礦層，礦石為紅土型三水鋁土礦，目前探明鋁土礦資源量近2億t[1]。根據緊鄰的越南達農鋁土礦的礦體分布特征，按照玄武巖分布區域面積大致測算，柬埔寨境內的鋁土礦資源量大概為達農礦區的1/3，資源總量推測達到近9億t，因此，找礦潛力巨大。本文通過在該地區進行實地調查、取樣分析，旨在總結該地區紅土型鋁土礦地質特征及成礦元素富集規律，為進一步在該地區的探礦及資源開發工作提供參考[1]。

1 區域成礦背景

礦區大地構造位置屬于歐亞大陸范疇，處于太平洋板塊與印度板塊之間，位于東印支板塊印支斷塊格羅奇—上川龍玄武巖高原中北部。北界約在峴港-車邦一線，南界在緩和-大叻一線，西至老、泰兩國邊界，東臨南海。昆嵩地塊主要由太古界和元古界構成，兩者組成了昆嵩隆起的陸核，四級構造單元為格羅奇—上川龍玄武巖高原（I33-4）（見圖1），出露地層為燕山—喜馬拉雅旋回構造層（見圖2），由大面積的玄武巖和河流相砂礫巖組成，玄武巖表層已強烈紅土（黏土）化，形成廣泛分布的第四系紅土風化殼層，風化殼層厚數米至數十米，具有明顯的垂向分帶性。上部為紅色土壤層（含礫），中部為灰白等雜色黏土層，下部為球狀風化玄武巖。其中，紅色土壤層常發育有不同程度的鋁土礦化。柬埔寨新生界的巖漿活動發生在晚第三世至更新世，為大面積裂谷型拉斑玄武巖噴發，主要分布在北部、東部地區，形成玄武巖高原[2]。

（據《東南亞地質與礦產》）

注：1表示全新統沖積層;2表示白堊系-古新統泥灰巖夾泥巖;3表示中上侏羅統河湖相碎屑巖;4表示三疊系細碎屑巖-灰巖;5表示上石炭-二疊系灰巖;6表示上泥盆-下石炭統灰巖，上部夾碎屑巖;7表示下泥盆-下石炭統灰巖，順層大理巖;8表示第四系復合火山堆積橄欖玄武巖夾凝灰巖;9表示更新統玄武巖、堿性玄武巖;10表示上新統-下更新統玄武巖;11表示上侏羅統花崗閃長巖;12表示三疊系花崗巖。

2 礦區地質特征

礦區出露地層主要為晚上新世—更新統，上部為殘積—洪積及部分河流相砂、砂質黏土層，局部含礫石層，多強烈紅土化，厚度一般不超過60 m，下部為玄武熔巖，礦區內鋁土礦含礦層為第四系風化殼，風化殼層自上而下分層明顯，依次為腐植土層、紅土層、含礫紅土層（礦層）、雜色黏土層、玄武巖風化礫巖層（見圖3）。礦區無明顯斷裂和褶皺構造。巖漿巖為區內分布的玄武巖基巖，呈深灰色致密狀，為鈣堿性玄武巖類，形成于2.60～1.77 Ma[3]，為鋁土礦的風化母巖。

3 礦床地質特征

3.1 礦床形態、規模

從圖4可以看出，本區礦床形態受地形控制比較明顯，部分礦體呈不規則橢圓狀，大部分礦體形態極不規

則，主要沿山脊（山坡）及兩側展布或分布于圓頂山丘四周。礦體含礦層位主要為含礫紅土層，主要賦存在600～1 100m，礦體形態隨丘陵起伏變化，礦體厚度不一，最厚處7.90m，平均5.80m，Al2O3平均含量39.17%，SiO2平均12.63%;A/S平均為7.43。表1為蒙多基里上川龍鋁土礦取樣分析結果。

3.2 礦石礦物組成

礦石中以三水鋁石礦物為主，其次為高嶺石、鋁針鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦，含少量銳鈦礦、石英（見圖5）。通過X粉晶衍射礦物成分分析結果顯示，主要礦物成分為三水鋁石，圖譜中三水鋁石衍射峰高，峰形尖銳，結晶程度較高，其他如赤鐵礦衍射峰較低，峰形較分散，對稱性差，結晶程度較低，也反映其相對含量依次減少[4]。

注：A表示三水鋁石呈單晶和綢帶狀集合體兩種形式分布;B表示三水鋁石呈不規則斑晶分布于赤鐵礦、三水鋁石微晶集合體組成的基質;C表示三水鋁石呈樹葉狀斑晶分布;D表示三水鋁石呈菱形斷面，基質為針狀褐鐵礦及少量高嶺石和星點狀三水鋁石。

3.3 礦石結構、構造

礦石具膠狀—纖維狀變晶結構，礦石普遍具土狀構造、氣孔構造。

3.4 礦石化學特征

根據本區所采的15個樣品分析結果統計得出結論。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最高為25.18，最低為0.90，平均為7.43，燒失量包括H2O+、H2O、有機質、碳質等，其中，絕大多數為H2O+，主要為三水鋁石、針鐵礦和高嶺石中的結構水。本區鋁土礦石中ω（燒失）=14.97%～27.77%，平均23.28%。

3.4.1 礦石微量組分特征。微量元素的研究意義在于查明影響沉積物，特別是影響風化殼物質化學成分、形成過程及形成環境。從表2可以看出，礦石中除Ga（鎵：平均品位30.60×10-6）、Sc（鈧：平均品位27.06×10-6）比較富集，可以綜合利用以外，其他元素沒有利用價值。Ga元素在國內鋁土礦中的伴生指標一般為0.002%～0.01%，已經達到伴生指標要求（鎵用來制作光學玻璃、真空管、半導體的原料）。裝入石英溫度計可測量高溫，加入鋁中可制得易熱處理的合金。鎵和金的合金應用在裝飾和鑲牙方面。鎵單質不具備半導體特性，是各類化合物半導體最重要的原料，熔點只有29 ℃，可以降低合金的熔點，制造易熔合金，用于消防自動噴水滅火器;也用來作有機合成的催化劑，其中，金屬鎵的價格一般為200～300美元/kg）。Sc元素在國內鋁土礦中沒有伴生工業指標，國外工業回收品位為0.002%～0.005%，已經達到國外回收標準[鈧的性質與稀土相似，也將其劃為稀土金屬礦產。鈧的化學性質活潑，能與多種元素化合，在空氣中易被氧化變色。鈧金屬具有比重小（幾乎與鋁相同）、熔點較高的特點。氮化鈧（ScN）的熔點為2 900℃，并具有高導電率的特性，在電子工業中廣泛應用，也用于電光源、光譜分析等方面。鈧鈉燈與高壓汞燈相比，具有光效高、光色正等優點，多用于拍攝電影和廣場照明。在冶金工業中，鈧可做鎳鉻合金的附加劑，用于生產抗高溫耐熱合金，金屬鈧的價格一般為12 000美元/kg]。

3.4.2 礦石稀土元素特征。從表3中可以看出，礦石稀土元素總量（∑REE）較高，變化于62.78×10-6～125.52×10-6。礦石中La/Yb=18.45～75.23，反映出鋁土礦中LREE的富集程度遠大于HREE，輕稀土（∑LREE）明顯高于重稀土（∑HREE），且兩者的比值變化于9.99～23.05，表明成礦物質可能來自陸源。礦石中，Eu/Sm值與球粒隕石的Eu/Sm值（0.37）比較，均小于0.37（為0.22～0.25），δ（Eu）值平均0.85，接近于1，說明礦石的分異程度不太大，Eu的富集與虧損主要取決于礦石中含鈣造巖礦物的聚集和遷移。δ（Ce）值均小于或微大于1，為Ce的負異常（即Ce虧損）或弱正異常（見圖6），說明鋁土礦礦石是在表生氧化條件下的沉積作用形成的。

4 成礦元素不同粒級分布規律

根據本次單樣186件樣品的取樣分析結果研究可知，選出代表性的樣品44件，按<0.249mm、0.249～0.503mm、0.503～0.787mm、0.787～1.000mm、>1.000 mm5個粒度級別分別進行組合，根據組合后的分析結果可以看出。

4.1 Al2O3含量在不同粒級中的分布規律

Al2O3含量在同一粒級區間內相對比較均勻，沒有出現比較大的波動（見圖7），在不同粒級區間，隨著粒度增大，Al2O3品位明顯出現遞增趨勢，呈正相關關系，且在0.787～1.000mm波動明顯，有拐點出現（見圖8）。

4.2 SiO2在不同粒級中的分布規律

SiO2含量在同一粒級區間內相對比較均勻，沒有出現比較大波動（見圖9）。在不同粒級區間，隨著粒度增大，SiO2品位出現明顯遞減趨勢，呈負相關關系，且在0.787～1.000mm波動明顯，有拐點出現（見圖10）。

4.3 Al/Si比分布規律

Al/Si比在同一粒級區間內，相對比較均勻，沒有出現比較大的波動（見圖11），在不同粒級區間，隨著粒度增大，Al/Si比值總體出現遞增趨勢，呈正相關關系，且在0.787～1.000 mm波動明顯，有拐點出現（見圖12）。

4.4 有效Al及可反應Si分布規律

有效Al及可反應Si在同一粒級區間內相對比較均勻，沒有出現比較大波動（見圖13）。在不同粒級區間，隨著粒度增大，可反應Si出現明顯遞減趨勢，呈正相關關系;而有效Al明顯出現遞增，呈負相關關系，且在0.787～1.000mm波動明顯，有拐點出現（見圖14）。

4.5 Ga和Sc富集規律

有效Al及可反應Si在不同粒級區間內相對比較均勻，沒有出現比較大波動，但隨粒級變大而呈現降低趨勢（見圖15）。

5 結論

柬埔寨上川龍高原紅土型鋁土礦賦存于低山和丘陵區的緩坡上，在表生氧化條件下由沉積作用形成，具有礦床規模大、高鋁、低硅、礦石質量好等特點。礦石的空間分布宏觀上受風化母巖玄武巖含礫紅土層控制，通過對比顯示，該地區具有良好的找礦前景。通過粒級試驗得出，該區礦石在0.787～1.000 mm粒級之間出現明顯拐點，因此，建議0.787 mm這一粒級可以作為礦石質量優劣的一個分界點。

參考文獻：

[1]朱華平，林方成，施美鳳.柬埔寨上川龍高原紅土型鋁土礦地質礦產特征[C]//中國地球科學聯合學術年會，2014.

[2]李方夏，趙應龍，王卓之.東南亞地質礦產與礦業經濟[M].昆明：云南省地質礦產局，1995.

[3]薛靜.老撾波羅芬高原紅土型鋁土礦地質特征與成礦規律[J].地質找礦論叢，2009（2）：297-302.

[4]吳良士.民主柬埔寨地質構造與區域成礦[J].礦床地質，2009（3）：381-382.