幾內亞Boffa鋁土礦的地質特征及化學成分分析

楊昌盛

（長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410011）

幾內亞中西部地表絕大部分為中生界基性淺成侵入和火山巖形成的風化殘余鐵鋁層（鐵帽）所覆蓋，為區域上最重要的礦產－風化殘余型鋁土礦的賦礦層位，分布面積達 8 萬多平方公里，是世界上分布面積最大、資源量最多的鋁土礦產地，被譽為“鋁土之鄉”。礦區位于西非克拉通西部邊緣，幾內亞沿海晚古生界沉降區。區域構造線總體走向為北北西向，并以一個規模較大的向斜盆地和多級斷裂構造為主[1]。

1 礦區地質特征

1.1 地層

Boffa礦區地表主要為第四系鐵（鋁）帽層所覆蓋，巖層露頭少見，一般零星分布于溝谷中。

地層剖面巖性特征自上而下為：腐殖土層、鐵（鋁）帽層、鐵（鋁）紅土層、鐵質粘土層、粘土層、（粉）砂質粘土層和砂巖層。

1.2 構造

區內基巖地質構造較為復雜，斷裂多見，褶皺不發育。構造線多為北西－南東向展布，北東－南西向次之，現將區域基巖主要構造簡述如下：

溫都博魯－弗里亞向斜構造：向斜軸呈170°～350°方向分布于區域的中北部，且向斜總體呈北北西方向傾伏。兩側地層緩傾斜產出，傾角一般在3°～5°。

斷裂構造：主干斷裂為北北西走向，次級斷裂多為北東走向分布。區域內有兩條最主要的主干斷裂為溫都 博魯－金迪亞和加瓦爾－康巴亞大斷裂，其中溫都 博魯－金迪亞大斷裂呈150°～330°方向經北礦段的中部貫穿全區，長約220km；加瓦爾－康巴亞大斷裂呈弧狀經北礦段的東部貫穿全區，長約150km。

1.3 巖漿巖

礦區內出露的巖漿巖主要為古生界基性侵入巖，巖性主要為輝長巖（輝綠巖）等，主要分布在溝谷兩側，與上元古界地層、海相基性火山巖及古生界中基性－酸性侵入巖呈侵入關系。

2 礦床地質特征

2.1 含礦巖系特征

通過首采范圍基建勘探成果顯示，含礦巖系自上而下可劃分4個巖性層，分別為鐵（鋁）帽層、鐵（鋁）紅土層、鐵質粘土層和粘土層：

（1）鐵（鋁）帽層：分布極其廣泛，遍布全區，覆蓋在地表，褐紅、磚紅色，泥質結構，蜂窩狀、皮殼狀構造。鐵（鋁）帽層的主要礦物成分為三水鋁石，含量22%～65%。其次為赤鐵礦，平均含量16%、針鐵礦平均含量14.93%。高嶺石少量平均含量2.21%、石英平均含量0.58%、銳鈦礦平均含量1.11%。

本層為礦區內主要地質體，是塊狀鋁土礦賦存部位，鐵帽與塊狀鋁土礦二者肉眼區分難度較大，厚度一般在2m～5m，最厚可達15m左右。

（2）鐵（鋁）紅土層：位于鐵（鋁）帽層之下，二者呈漸變接觸關系，呈磚紅色，泥質、豆鮞、結核狀結構，土狀構造。主要礦物為三水鋁石，含量14.0%～43.0%。次之為赤鐵礦，含量5.0%～19.0%、針鐵礦7.0%～23.0%、白云母3.0%～14.0%、高嶺石2.0%～40.0%、石英2.0%～16.0%等。本層為土狀鋁土礦的主要賦存層位，該層厚度2～5m，最大厚度可達23m。

（3）鐵質粘土層：鐵質粘土層產出于鐵（鋁）紅土層的下部，厚度一般在m1～9.6m，與其上的鐵（鋁）紅土層及下覆粘土層層呈漸變接觸關系。呈灰白色、紫紅、斑雜色，泥質結構，土狀構造。主要礦物為白云母，含量55.0%左右。次之為高嶺石，含量12.0%～33.0%、石英7.0%～22.0%、三水鋁礦0%～11.0%。少量赤鐵礦0%～4.0%，針鐵礦3.0%～7.0%等。

（4）粘土層：粘土層產出于鐵質粘土層的下部，厚度一般在2m～6.65m。淺灰白色，泥質結構，土狀構造。主要礦物為石英，含量38.0%，白云母45.0%。次之為高嶺石，含量12.0%。少量三水鋁石，含量3.0%、赤鐵礦含量2.0%等。

2.2 礦體地質特征

礦體總體呈南北走向，走向長約10.62km；礦體傾向不定，傾角一般0°～15°之間。礦體平面呈不規則狀，剖面上呈層狀、似層狀。礦體出露最高標高為211.26m，最低標高為31.84m。

按國內有關勘查規范[2]進行圈定了礦體，礦體覆蓋層厚度0m～14.0m、平均覆蓋層厚度1.67m。礦體平均厚度4.32m， Al2O3平 均 含 量39.73%， RSiO2平 均 含 量1.37%，變 化 系 數66.49%。

2.3 礦石特征

礦石礦物成分主要有三水鋁石（61%），次為鋁針鐵礦（17%）、赤鐵礦（15%）、高嶺石（13.2%）、石英（1.0%）、銳鈦礦（1.5%）、金紅石（1.0%）等。化學成分主要為Al2O3、Fe2O3，二者通常在 70%以上。除燒失量外，還有少量 SiO2、TiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、P2O5、S、有機碳、V、Ge、Ga等。

礦區鋁土礦石結構主要為泥質結構，豆鮞狀結構和結核狀結構。礦石構造主要為塊狀構造和土狀構造。

礦石自然類型分為塊狀鋁土礦和土狀鋁土礦兩大類，工業類型屬高鐵低硫型鋁土礦。

3 礦石化學成分分析

3.1 主要化學成分統計分析

首采區范圍內共采取化學分析樣品17317件。對其中的7794件鋁土礦基本分析結果進行統計分析，鋁土礦主要化學成分特征如下：

Al2O3含量38.00%～61.90%，平均45.09%，各區間分布較均勻，主要分布在38.00%～47.00%，占66.27%。見圖1。

SiO2含量0.00%～9.90%，平均1.88%，主要分布在0.00%～2.00%，占64.68%。見圖2。

Fe2O3含量0%～42.30%，平均26.18%，分布相對比較集中，主要分布在19.00%～34.00%，占69.12%。見圖3。

圖3 Fe2O3含量直方圖

3.2 主要化學成分的相關性分析

根據7794件鋁土礦樣品統計分析，分別做了Al2O3與SiO2、Fe2O3的之間的相關性分析圖（圖4～圖6），并對各成分相關性分析如下：

圖4顯示了Al2O3與SiO2的相關性，可以看出，Al2O3與SiO2的相關性較差，無明顯的相關性。

圖4 Al2O3與SiO2含量相關性分析圖

圖5顯示了Al2O3與Fe2O3含量的相關性，可以看出，二者呈較強的負相關關系，二者此消彼長。

圖5 Al2O3與Fe2O3含量相關性分析圖

圖6顯示了SiO2與Fe2O3含量的相關性，可以看出，二者相關性較差，不存在明顯的相關性。

圖6 SiO2與Fe2O3含量相關性分析圖

4 結論

通過對首采范圍內礦石的主要成分含量進行統計及相關性分析，Al2O3含量不是很高但分布較均勻，SiO2含量較低，主要分布在2%以下，Fe2O3含量較高，分布也比較集中，主要分布19%～34%之間；Al2O3與Fe2O3含量呈較強的負相關關系，二者此消彼長，而Al2O3與SiO2、SiO2與Fe2O3含量則無明顯的相關性。