非洲鋁土礦地質特征、成礦規律與找礦前景研究

陳喜峰，施俊法，陳秀法，王楊剛，李玉龍，高愛紅

(中國地質調查局發展研究中心，北京 100037)

0 引言

鋁及其合金具有許多優良的性能，已廣泛應用于各工業部門，被認為是當前最經濟適用的材料之一，是人類應用的僅次于鋼鐵的第二大金屬，在國民經濟中發揮著重要作用，也是目前國際上競爭較激烈的戰略性礦產資源之一。鋁土礦資源的安全供應，關乎國民經濟的安全發展。我國是世界鋁土礦資源的最大消費國，但國內鋁土礦儲量僅占世界儲量的3.33%，供應不足，主要依賴進口。近年來，我國鋁土礦對外依存度在50%以上(黃毅等，2021)，已是世界鋁土礦資源的最大進口國。為保障我國鋁土礦資源的安全供應，實施鋁土礦資源的全球優化配置已是必由之路。非洲是我國礦業企業在境外鋁土礦資源勘查開發投資最多的地區，也是我國在全球進口鋁土礦的最大供應地，在保障我國鋁土礦的安全供應方面處于非常重要的地位。因此，研究非洲鋁土礦資源的稟賦特征、成礦特征、成礦規律、找礦前景具有重要的理論和現實意義。但總體看，國內外關于非洲鋁土礦的基礎地質研究仍比較薄弱，僅在部分文獻中簡要論述或提及(張成學等，2009；毛景文等，2012；Markwitz et al.,2016)，未開展過系統的相關研究。本文在論述非洲鋁土礦資源稟賦特征的基礎上，探討了該地區鋁土礦資源的區域成礦地質背景、礦床類型、成礦條件、成礦特征和時空分布規律，劃分了成礦區帶，分析了找礦前景，為該地區鋁土礦資源的勘查找礦、開發利用提供參考。

1 非洲鋁土礦資源稟賦特征

1.1 儲量與分布

非洲是全球鋁土礦資源最豐富的大洲，鋁土礦探明儲量約100.7億t，占世界鋁土礦總儲量300億t的33.6%(USGS，2021)，資源量約252.03億t(S & P Global Market Intelligence，2021)。已知鋁土礦礦床高度集中分布在西非地區，在非洲的中部、東南部地區也有分布；其中，西非鋁土礦探明儲量約89.2億t，占非洲鋁土礦總儲量的88.6%，資源量約249.43億t，占非洲鋁土礦總資源量的95%以上；非洲中部和東南部地區鋁土礦探明儲量約11.5億t，占非洲鋁土礦總儲量的11.4%。

非洲鋁土礦資源主要分布在幾內亞、喀麥隆、馬里、加納、科特迪瓦、幾內亞比紹、塞拉利昂等7個國家，在博茨瓦納、布基納法索、剛果(布)、剛果(金)、多哥、馬拉維、乍得、莫桑比克、突尼斯、肯尼亞、赤道幾內亞、利比里亞、利比亞、納米比亞、尼日爾、尼日利亞、馬達加斯加、南非、坦桑尼亞、贊比亞、毛里求斯、索馬里等國家也有少量分布(表1，圖1)；其中，幾內亞是非洲乃至全球最大的鋁土礦資源國，鋁土礦探明儲量74億t，占非洲的73.5%，占全球的24.67%；喀麥隆、馬里分別是非洲第2大和第3大鋁土礦資源國。

表1 非洲主要鋁土礦資源國鋁土礦儲量、資源量和礦床(點)統計表

1.2 礦床規模特征

據不完全統計，非洲鋁土礦礦床約60個，其中，大型30個，中型7個，小型及礦點23個，中-大型合計占比為61.67%，且富礦較多。幾內亞是非洲大型鋁土礦礦床數量最多的國家，有14個，占非洲大型鋁土礦礦床總數的46.7%，其次為喀麥隆、馬里和加納，大型鋁土礦礦床數量分別為5個、2個和2個，上述4國大型鋁土礦礦床數量合計占非洲大型鋁土礦礦床總數的76.7%，其余非洲國家大型鋁土礦礦床相對較少。從儲量在不同規模礦床中的分布看，非洲80%以上的鋁土礦探明儲量集中分布于大型礦床中。

據不完統計(S&P Global Market Intelligence，2021)，在世界鋁土礦資源總量(儲量+資源量)規模最大的前10個鋁土礦礦床中，有7個分布在非洲。其中，幾內亞的桑加雷迪(Sangaredi)和桑圖厚達(Santou Houda)兩個鋁土礦礦床的鋁土礦資源總量分別居全球第1位和第2位(表2)。

表2 非洲主要世界級鋁土礦礦床

1.3 鋁土礦資源品質特征

非洲幾乎所有已知鋁土礦礦體都賦存于紅土風化殼中，一般厚3～9 m，埋藏較淺，大多數可露天開采。礦石類型以三水鋁石型為主，含鋁礦石礦物主要為三水鋁石，一水軟鋁石、一水硬鋁石含量相對較少或沒有。礦石構造以塊狀和土狀為主，Al2O3含量一般為45%～62%，SiO2含量一般為1%～3.5%，優質鋁土礦礦石Al2O3含量可達65%～69%，具有高鐵、高鋁硅比值、易加工、易熔、能耗低的特點，礦石品質總體較好。

2 非洲鋁土礦成礦地質背景與礦床類型

2.1 區域地質背景

從產出構造位置看，非洲鋁土礦集中分布在西非克拉通的南部，在坦桑尼亞克拉通、烏班吉德斯(Oubanguides)褶皺帶和莫桑比克造山帶內有少量分布(圖1)，成礦構造環境以穩定地塊邊緣為主(Begg et al.,2009；Markwitz et al.,2016)。區域主要地貌類型為高原、臺地和山地，分布有幾內亞中西部的富塔德賈隆(Fouta Djallon)高原和幾內亞東南部的幾內亞高原，這些高原及其周邊地區是鋁土礦的主要分布區之一。區域地層主要發育前寒武紀基底和蓋層二元結構，以前寒武紀基底為主。前寒武紀基底主要由太古宙-中元古代的結晶變質巖系組成，巖石大多發生達綠片巖相的變質作用，發育分布廣泛的花崗巖、片麻巖、混合巖和由基性-超基性巖組成的綠巖帶；蓋層主要由古生代-中生代變質沉積巖、玄武巖、輝長巖組成，它們為區內鋁土礦的形成提供了豐富的成礦母巖，如幾內亞桑加雷迪鋁土礦礦床的成礦母巖為古生代的頁巖、粉砂巖和中新生代的基性侵入巖、火山巖，幾內亞博凱鋁土礦礦床的成礦母巖為中新生代的基性侵入巖、火山巖(張繼純等，2019)，喀麥隆米尼姆馬塔普鋁土礦礦床的成礦母巖為古元古代片麻巖，加納阿瓦索、尼納欣、基比等鋁土礦礦床成礦母巖為古元古代含火山碎屑沉積巖(張海坤等，2021)。西非克拉通在1.7 Ga之后基本處于持續穩定狀態(張繼純等，2019)，為鋁土礦的形成提供了穩定的成礦構造環境，鋁硅酸鹽巖及富鋁變質沉積巖在這種穩定的成礦構造環境和適宜的熱帶、亞熱帶氣候條件下，在中生代-新生代發生深度紅土化作用形成鋁土礦(Barry et al.,2021)。

圖1 非洲主要鋁土礦礦床分布圖與成礦區帶劃分圖(底圖據Begg et al.,2009,修編)

2.2 礦床類型

從成礦作用看，鋁土礦是富鋁巖石在一定的成礦構造環境、氣候條件、地形地貌條件、水文條件及植物、微生物條件等多種成礦條件耦合下，由風化作用形成的外生礦床(Meyer，2004)。根據基巖類型，可劃分為紅土型、巖溶型和齊赫文型3大類(Bardossy et al.,1982，1990；王慶飛等，2012；Markwitz et al.,2016；陳喜峰等，2020)。其中，紅土型鋁土礦的基巖主要為鋁硅酸鹽巖，一般分布在赤道兩側的南緯30°至北緯30°之間的熱帶、亞熱帶地區，是鋁硅酸鹽巖石在濕熱的氣候條件下，發生紅土化作用的產物。非洲絕大部分已知鋁土礦礦床地理位置上位于南緯30°和北緯30°之間，是由玄武巖、粗玄巖、輝長巖、輝綠巖、霞石正長巖、花崗巖、閃長巖及古生代頁巖、粉砂巖等富鋁巖石，在熱帶、亞熱帶氣候條件下，于中生代-新生代發生深度紅土化作用形成的，礦床類型屬紅土型。

2.3 成礦條件

世界紅土型鋁土礦的成礦作用大多受控于特定的成礦條件，非洲也不例外。非洲紅土型鋁土礦的成礦作用明顯受成礦構造環境、成礦母巖、古氣候條件、古地形地貌、水文地質、植物與微生物等多種因素的影響(Boulange，1990；Bogatyrev et al.,2009；高灶其和樊克鋒，2009;張成學等，2015;Markwitz et al.,2016;Zhang et al.,2018；張志璽等，2020；杜藺等，2020)。

(1)成礦構造環境

成礦構造環境是影響非洲紅土型鋁土礦產出位置、礦床規模、礦體厚度與埋深、礦體保存完好度的重要因素，穩定的大地構造環境有利于紅土型鋁土礦的形成與保存。作為非洲紅土型鋁土礦集中產區的西非克拉通，在紅土型鋁土礦主要成礦期晚白堊世以來總體比較穩定(Wright et al.,1985;Petters,1991；Markwitz et al.,2016)，為紅土型鋁土礦的形成提供了穩定的成礦構造環境，有利于形成較豐富的優質鋁土礦礦層。

(2)成礦母巖

非洲紅土型鋁土礦的成礦母巖主要為在區域內分布廣泛的元古代片麻巖、火山碎屑沉積巖和中新生代基性侵入巖、火山巖及古生代頁巖、粉砂巖等富鋁巖石(Kock et al.,2012;Chirico et al.,2014)，尤其以三疊紀粗玄巖、玄武巖為主。這些巖石在濕熱多雨的熱帶、亞熱帶氣候條件下，發生深度紅土化作用形成鋁土礦，礦體主要賦存在紅土風化殼中，典型礦床如幾內亞的桑加雷迪、圖蓋和喀麥隆的米尼姆馬塔普等。

(3)古氣候條件

氣候條件是影響非洲紅土型鋁土礦形成的關鍵必要因素。赤道兩側南、北緯30°之間的炎熱、雨量充沛的熱帶、亞熱帶地區被認為最有利于紅土型鋁土礦發生成礦作用，形成的鋁土礦礦床的規模也相對較大、礦石品質相對較好。非洲紅土型鋁土礦主要分布在北緯15°～南緯30°之間的熱帶、亞熱帶地區，這些地區年平均氣溫為 24～32℃，年降雨量> 3000 mm，每年有9～11個月的多雨季節和1～3個月的干旱季節，這種濕熱多雨和干旱交替的氣候條件有利于鋁硅酸鹽巖及富鋁巖石發生深度紅土化作用，形成鋁土礦(Markwitz et al.,2016)。

(4)古地形地貌條件

地形起伏較大的山地，侵蝕作用強烈，成礦母巖在淋濾分解過程中，成礦作用未達到“成熟期”其成礦層已被侵蝕殆盡，無法保存或富集成有工業規模的礦體，但在地形過于平緩或平緩區域較廣闊的地區，由于地下水流速小、更新緩慢，對巖石礦物質的淋濾作用相對較弱，又不利于礦層的形成。最有利于鋁土礦形成的地形是起伏不大的山丘或低山地形，或者高原邊緣地形(Chardon et al.,2006；Bogatyrev et al.,2009)。非洲大多數紅土型鋁土礦集中分布區的地形總體比較平緩，如西非克拉通的西南緣多為起伏不大的山丘、低山，這種地貌條件有利于地表水、地下水的下滲和鋁硅酸鹽巖及富鋁巖石的紅土化作用產物的沉積保存，為區域內紅土型鋁土礦的形成與保存提供了有利的地形地貌條件，形成的鋁土礦礦體主要分布于在海拔標高150 m以上的山頂和山坡上。

(5)植物與微生物條件

茂密的植物和種類繁多的微生物是影響非洲紅土型鋁土礦形成的主要因素之一，它們可以加快成礦母巖的分解、風化成礦。土壤中微生物的活動可以使賦礦層變得疏松，產生的CO2等化學物質可促進賦礦層中的礦物分解、溶解。植物根系的生長可使成礦母巖發生機械破壞，而且也是地表水下滲的有利通道；同時，茂密的植物不僅可以遮擋陽光的暴曬，降低土壤中水分的蒸發速度，有利于化學風化作用進行的更充分，而且也可阻止大氣降水、地表徑流對賦礦層的沖刷、搬運，有利于鋁土礦的保存。

(6)水文地質條件

水文條件是影響鋁土礦形成的主要因素之一，良好的排水條件可加快風化反應速度和溶解組分的化學遷移。西非克拉通主要地貌類型為高原、臺地和山地，尤其是幾內亞中西部的富塔德賈隆高原和幾內亞東南部的幾內亞高原等紅土型鋁土礦的主要富集區，放射狀水系較發育，豐富的地表水下滲形成潛水層，發生水巖反應，將風化殼中堿質和二氧化硅林濾掉，而使氧化鋁富集起來，形成鋁土礦。

3 非洲鋁土礦成礦特征

3.1 非洲鋁土礦成礦地質特征

上文提及，非洲鋁土礦全部為紅土型，其主要成礦地質特征如下(秦術凱等，2012；詹華明等，2012；鄭輝等，2017；Sidibe and Yalcin,2019；劉志如和魏磊，2020；Barry et al.,2021)：①成礦母巖主要為基性、中性、酸性和堿性鋁硅酸鹽巖石，以基性鋁硅酸鹽巖為主，成礦作用與熱帶、亞熱帶濕熱氣候條件下的紅土化作用密切相關；②礦床規模一般較大，鋁土礦資源總量一般為幾千萬噸至幾十億噸，礦體通常分布在起伏不大的山丘、低山地區，產狀受地形控制，與地形一同起伏變化，平面形態復雜多變，呈不規則狀、港灣狀、鋸齒狀、樹枝狀、囊狀、帶狀等，剖面形態呈層狀、似層狀、透鏡狀、斗篷狀；③礦體上部往往被紅色或紅黃色的含鐵黏土所覆蓋；④大多數礦床的礦體主要賦存在鋁硅酸鹽巖及其他富鋁巖石原地風化形成的紅土風化殼的中上部，且層位穩定，部分紅土風化殼發生了近距離搬運，發育較完整的賦鋁土礦風化殼大多具有分帶性，從上至下一般可劃分為土壤層、鐵帽(硬殼)、紅土層(鋁土礦層)、過渡帶、腐泥土層、礫石與風化巖石、母巖等層，或其中的3～4層，部分風化殼缺少過渡帶，賦存礦體的紅土層一般呈松散狀及半固結狀，大多數紅土層上部未被后期沉積物覆蓋，礦體直接出露于地表或近地表產出，少部分被后期沉積物覆蓋；⑤礦石一般呈黃色、棕色、紅棕色，具塊狀、豆狀、土狀、結核狀、鮞狀及膠狀構造，礦石類型屬三水鋁石型，礦石礦物以三水鋁石為主，一水軟鋁石、一水硬鋁石含量較少，礦石質量較好，Al2O3含量普遍較高，多在60%左右。

3.2 賦鋁土礦風化殼垂直分帶特征

幾內亞的博凱-桑加雷迪一帶是非洲重要的紅土型鋁土礦礦集區之一，產有博凱、桑加雷迪、阿耶科耶等多個大型鋁土礦礦床，這些礦床賦鋁土礦風化殼自上而下一般可劃分為以下7層(圖2)(張學成等，2009，2015)：①鐵帽：在地表分布廣泛，呈褐紅、磚紅色，主要由褐鐵礦、赤鐵礦，及少量針鐵礦、高嶺石、石英組成，一般厚2～3 m，最厚達10 m，在該層內分布有塊狀鋁土礦礦石；②紅土層(鋁土礦層)：與上覆鐵帽層之間為漸變接觸關系，呈磚紅色，主要由三水鋁石、赤鐵礦及少量高嶺石、針鐵礦、石英、白云母等組成，一般厚2～10 m，在該層內產有土狀鋁土礦礦石；③鐵質黏土層：呈紫紅、斑雜色，主要由三水鋁石及高嶺石、石英、白云母、赤鐵礦、針鐵礦等組成，一般厚1～3 m；④黏土層：呈淺灰白色，主要由石英、白云母、高嶺石及三水鋁石、赤鐵礦等組成，一般厚2～8 m；⑤粉砂質黏土層：淺灰白色，與上覆黏土層呈漸變關系，主要由石英、白云母、高嶺石等組成，一般厚1～5 m；⑥風化玄武巖：分布于風化殼的下部，呈灰黑色，為礦區鋁土礦的主要成礦母巖；⑦未風化玄武巖：分布于風化殼的最底部，未見底，主要為未風化的新鮮玄武巖。

圖2 幾內亞博凱-桑加雷迪地區賦鋁土礦風化殼垂直分帶示意圖(據張學成等，2009修改)

4 非洲鋁土礦成礦規律

4.1 非洲鋁土礦礦床的空間分布規律

非洲鋁土礦空間分布具有集中度較高的特點。從已知礦床(點)空間分布看，主要分布在西非的幾內亞、喀麥隆、加納的西南部、馬里的南部和布基納法索等國家和地區，以幾內亞為主，在中部非洲和東部非洲的坦桑尼亞、馬達加斯加、莫桑比克等國家和地區也有少量分布(表3)。

表3 非洲主要鋁土礦礦田/礦床地質特征一覽表

從產出的大地構造單元看，非洲鋁土礦主要分布在西非克拉通及坦桑尼亞克拉通、烏班吉德斯褶皺帶、莫桑比克造山帶內，以西非克拉通為主(Begg et al.,2009；Markwitz et al.,2016)。在西非克拉通，鋁土礦主要分布在馬恩-萊奧地盾、博韋盆地和凱涅巴構造窗內，以馬恩-萊奧地盾為主。馬恩-萊奧地盾位于西非克拉通的西南緣，盆地范圍包括幾內亞、塞拉利昂、利比里亞、科特迪瓦、加納、布基納法索、馬里的南部、尼日爾的西部、塞內加爾的東部等國家和地區，主要由前寒武紀結晶基底和綠巖帶組成，其中前寒武紀結晶基底主要由混合巖和片麻巖組成，局部地區發育基性、超基性火山巖；綠巖帶主要呈北-北東向延展，主要分布有凱馬(Kanema)、馬蘭帕(Marampa)、卡斯拉(Kasila)及西芒杜(Simandou)等四個綠巖帶(Markwitz et al.,2016)；侵入巖較發育，主要巖石類型包括花崗巖、閃長巖及偉晶巖、細晶巖，這些巖石中的中新生代基性侵入巖、火山巖類及古生代頁巖、粉砂巖與紅土型鋁土礦成礦作用關系密切，為其主要的成礦母巖，在氣候、水文、地形地貌等成礦條件的耦合下，發生深度紅土化作用，形成了西非克拉通內豐富的鋁土礦資源(圖3)。

二是司法審查預先進行。根據《最高人民法院關于人民調解協議司法確認程序的若干規定》第4條、第6條和第8條，司法機關對人民調解協議進行司法審查工作，是在當事人提出司法確認申請之后。在人民調解活動進行過程中，即使司法機關對人民調解活動進行了調解業務指導，也不開展司法審查工作。“一站式”司法確認機制，則是司法機關在對人民調解組織進行全程業務指導的同時，就對該調解組織的調解程序、調解活動、調解協議以及證據材料等是否合法、規范，進行了全程監督和預先審查，只不過是否啟動司法確認程序，則完全取決于雙方當事人是否提出申請。

圖3 西非克拉通南部紅土型鋁土礦礦床分布簡圖(據Markwitz et al.,2016;張繼純等，2019，修改)

4.2 非洲鋁土礦礦床的時間分布規律

對已知鋁土礦礦床成礦時代的統計表明，非洲紅土型鋁土礦主要形成于晚白堊世-第四紀，以晚白堊世-中新世為主，少量形成于第四紀，最強烈的成礦作用發生在始新世，并延續到中新世。

從國家看，不同國家的鋁土礦的成礦時代略有差別，幾內亞的鋁土礦主要形成于晚白堊世-中新世，喀麥隆和加納兩國鋁土礦的成礦時代主要為古近紀-新近紀。

從礦床規模看，大型鋁土礦礦床的成礦時代跨度相對大些，主要形成于晚白堊世-中新世，如幾內亞的桑加雷迪、博凱等世界級鋁土礦礦床的成礦時代為晚白堊世-中新世。

4.3 非洲鋁土礦成礦區帶劃分

目前，除Bardossy and Aleva(1990)在劃分全球紅土型鋁土礦成礦省時，將非洲紅土型鋁土礦劃分為西非鋁土礦成礦省和東南非鋁土礦成礦省兩個成礦省外，再未有學者開展過較詳細的非洲紅土型鋁土礦成礦區帶劃分研究。非洲紅土型鋁土礦的形成受特定的成礦地質構造環境的制約，區域構造格局控制著鋁土礦礦床的空間分布。本文在分析非洲紅土型鋁土礦的成礦構造環境、成礦特征和時空分布規律的基礎上，將非洲紅土型鋁土礦劃分為西非鋁土礦成礦省和東南非鋁土礦成礦省兩個成礦省及6個一級成礦帶(表4，圖1)。

表4 非洲鋁土礦成礦區帶劃分

(1)西非鋁土礦成礦省(A)

該成礦省主體位于西非克拉通的南部，區內幾乎全部被紅土風化殼所覆蓋，鋁土礦的成礦作用始于晚白堊世。根據該成礦省內紅土型鋁土礦產出的構造單元，將該成礦省進一步劃分為馬恩-萊奧地盾鋁土礦成礦帶(A-1)、博韋盆地鋁土礦成礦帶(A-2)、凱涅巴構造窗鋁土礦成礦帶(A-3)和喀麥隆豐戈同戈-乍得帕拉鋁土礦成礦帶(A-4)等4個一級鋁土礦成礦帶。

馬恩-萊奧地盾鋁土礦成礦帶(A-1)：主體位于西非克拉通南部的馬恩-萊奧地盾內，成礦時代以晚白堊世-中新世為主，賦鋁土礦風化殼厚30～40 m，局部地區紅土型鋁土礦與紅土型鐵礦、紅土型鎳礦、紅土型鈷礦共伴生。

博韋盆地鋁土礦成礦帶(A-2)：主體位于西非克拉通西南緣的博韋盆地內，成礦母巖主要為中新生代基性侵入巖、火山巖及古生代頁巖、粉砂巖，礦體層位穩定，主要成礦期為新生代，典型礦床為幾內亞的博凱鋁土礦礦床。

喀麥隆豐戈同戈-乍得帕拉鋁土礦成礦帶(A-4)：主體位于烏班吉德斯褶皺帶內，成母巖以喀麥隆區域斷裂帶內的晚白堊世-古新世玄武巖、粗面巖為主，鋁土礦的成礦作用可能始于晚更新世，典型礦床為喀麥隆的豐戈同戈鋁土礦和乍得的帕拉鋁土礦。

(2)東南非鋁土礦成礦省(B)

該成礦省構造位置主體位于坦桑尼亞克拉通和莫桑比克造山帶內。根據該成礦省內紅土型鋁土礦產出的構造單元，將該成礦省進一步劃分為坦桑尼亞克拉通鋁土礦成礦帶(B-1)和莫桑比克造山帶鋁土礦成礦帶(B-2)兩個一級鋁土礦成礦帶。

坦桑尼亞克拉通鋁土礦成礦帶(B-1)：位于坦桑尼亞克拉通內，鋁土礦礦床(點)主要分布在坦桑尼亞的北部和東南部地區，礦床規模以中-小型及礦點為主，成礦時代以新生代為主。

莫桑比克造山帶鋁土礦成礦帶(B-2)：構造位置位于莫桑比克造山帶內，礦床規模以中-小型及礦點為主，成礦時代以新生代為主。礦體一般呈似層狀、斗篷狀產于粗玄巖上部的紅土風化殼中，礦石具有結核狀、土狀構造，礦石礦物有三水鋁石、針鐵礦及高嶺石。

5 非洲鋁土礦成因與演化過程

非洲紅土型鋁土礦主要是鋁硅酸鹽巖及富鋁巖石在熱帶、亞熱帶的濕熱氣候條件下，由強烈的風化作用而形成的一種典型的外生礦產資源；成礦母巖主要為中新生代巖漿活動形成的基性侵入巖、火山巖，其次為古生代的板巖、粉砂巖、頁巖和古元古代的片麻巖、火山碎屑巖等。西非克拉通在1.7 Ga之后，整體比較穩定，后期的構造運動主要發生在其邊緣，對其構造環境影響不大；至中新生代，西非克拉通發生了與紅土型鋁土礦成礦關系密切的基性巖漿活動，早侏羅世(203～198 Ma)，在幾內亞的富塔德賈隆高原、馬里和布基納法索，發生了基性巖漿活動，形成了侵位于前寒武系和古生界中的基性巖巖帶，這些基性巖巖帶為西非克拉通紅土型鋁土礦的主要成礦母巖，在晚白堊世至第四紀期間，這些中生代基性巖巖帶發生紅土化作用，形成了紅土型鋁土礦。成礦演化過程大致如下：晚白堊世至第四紀時期，西非克拉通及坦桑尼亞克拉通、烏班吉德斯褶皺帶、莫桑比克造山帶等非洲鋁土主要富集區的構造環境比較穩定，這些區內的玄武巖、輝長巖等中新生代鋁硅酸鹽巖，在熱帶、亞熱帶氣候條件下發生紅土化作用，鋁元素、硅元素的分離是鋁土礦形成的主要過程；新鮮玄武巖、輝長巖等鋁硅酸鹽巖中的基性長石因風化作用轉變為以高嶺石為主的含水粘土礦物，高嶺石等繼續風化，大部分硅質被地表水溶解而淋失，少量硅質形成氧化硅凝膠，鋁質變為游離的氫氧化鋁凝膠，大部分氫氧化鋁凝膠結晶成三水鋁石富集而形成鋁土礦，少量脫水形成勃姆石，部分與氧化硅凝膠結合仍形成粘土礦物。同時，玄武巖中的橄欖石、輝石等鐵鎂質礦物分解為含水的針鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦等鐵礦物，鎂質被地表水溶解淋失，部分硅質被地表水溶解淋失，部分氧化硅凝膠形成石英(Schlische et al.,2003；Chardon et al.,2006;Bogatyrev et al.,2009；毛景文等，2012；Markwitz et al.,2016；Barry et al.,2021)。

6 典型礦床

6.1 幾內亞桑加雷迪紅土型鋁土礦礦床

(1)礦床地質特征

桑加雷迪鋁土礦礦床發現于20世紀初，是世界上規模最大、最富的鋁土礦礦床，位于幾內亞西部沿海博凱(Boke)地區的桑加雷迪高地，靠近可根(Kogon)河，海拔200～240 m，礦區面積5 km2。

礦區構造位置位于西非克拉通南部的馬恩-萊奧地盾內，區內出露地層簡單，以奧陶系-泥盆系為主，總體為一套海相沉積巖系；巖漿巖以分布廣泛的玄武巖、輝長巖為主，為礦區內鋁土礦的主要成礦母巖，鋁土礦礦體主要賦存在玄武巖、輝長巖上部的紅土風化殼內。區域構造以北東向、北西向斷裂構造為主，但與鋁土礦成礦關系不大。

賦鋁土礦紅土風化殼自上而下可劃分為土壤層、硬結層、上部再沉積單元、中部再沉積單元、下部再沉積單元、原地鋁土礦層、腐泥土層和母巖等8層(圖4)，其中，上部再沉積單元、中部再沉積單元、下部再沉積單元、原地鋁土礦層為鋁土礦主要賦礦層位。礦體直接出露地表，長、寬均約1.6 km，平均厚度20 m，局部厚度大于40 m。礦層上部以三水鋁石型礦石為主，向下一水鋁石型礦石漸多，礦石具豆狀、礫狀結構，Al2O3平均品位60%，SiO2含量0.8%～11%。礦層平面形態復雜，不規則。礦石礦物主要是三水鋁石，其次為針鐵礦、赤鐵礦、高嶺石和鈦礦物。

圖4 桑加雷迪鋁土礦礦床剖面圖(據Poliquen et al.，1986；毛景文等，2012；Barry et al.，2021，修編)

(2)礦床成因

綜合研究表明(毛景文等，2012；Barry et al.，2021)，該礦床鋁土礦化作用大致可劃分為兩期：①第一期：形成礦床剖面下部的腐泥土層和鋁土礦層，它們是富鋁巖石原地風化產物；②第二期：腐泥土層和鋁土礦層形成之后，發生侵蝕作用，后期搬運來的紅土層碎屑物堆積其上，隨后再遭受新侵蝕，并發生了第二期鋁土礦化作用，從而導致該礦床剖面上再沉積單元整體發生鋁土礦化。在第二期鋁土礦化作用中，氧化鋁在局部地段發生重新分配，形成了規模巨大、Al2O3品位較高的桑加雷迪鋁土礦礦床，成礦時代為晚白堊世至始新世。

6.2 幾內亞博凱紅土型鋁土礦礦床

(1)礦床地質特征

博凱鋁土礦位于幾內亞西部沿海平原的博凱地區，礦床規模為大型，構造位置位于西非克拉通的西緣。區域出露地層以古生界的奧陶系-泥盆系為主，巖性組成為一套海相沉積的礫巖、砂巖、粉砂巖、泥巖等。區域巖漿巖以分布廣泛的玄武巖、輝長巖為主，但絕大部分玄武巖、輝長巖被其上部的紅土風化殼覆蓋，這些玄武巖、輝長巖為區域內紅土型鋁土礦的成礦母巖，鋁土礦體則主要賦存在玄武巖、輝長巖上部的紅土風化殼內。

礦區地表廣泛發育厚約20～30 m的紅土風化殼，賦鋁土礦地層剖面自上而下大致可劃分為鐵帽、紅土層(鋁土礦層)、鐵質黏土層、黏土層、粉砂質黏土層、風化玄武巖與輝長巖、未風化玄武巖與輝長巖等層(圖2)，紅土風化殼的基底巖石主要為中細粒輝長巖，為該地區鋁土礦的成礦母巖。礦體長900～7600 m，寬300～5200 m，厚2～20 m，埋深0～20 m，平面形態多呈不規則狀、港灣狀、鋸齒狀、樹枝狀、弧形狀、帶狀等；剖面形態呈層狀、似層狀、透鏡狀。礦石類型屬三水鋁石型，Al2O3平均含量43%，SiO2平均含量2.5%，Fe2O3平均含量29%；礦石構造以塊狀、土狀為主。

(2)礦床成因

該礦床成礦母巖為玄武巖和輝長巖，晚白堊世-中新世，玄武巖和輝長巖在穩定的大地構造環境和濕熱多雨的氣候條件下發生風化作用(紅土化作用)形成紅土型鋁土礦。總體看，該礦床成礦作用以玄武巖風化形成的紅土型鋁土礦成礦為主，輝長巖風化形成的紅土型鋁土礦次之(張成學等，2009；Markwitz et al.,2016)。

7 找礦前景分析

非洲鋁土礦成礦地質條件優越，分布有大量還未開展過系統勘查工作的鋁土礦找礦潛力區，未來隨著勘查找礦工作的不斷深入，將有更多的鋁土礦礦床被不斷發現，找礦潛力巨大。據不完全統計，近10年非洲鋁土礦勘查取得重大進展，一些大型鋁土礦礦山新增鋁土礦資源量總計約172.74億t(S&P Global Market Intelligence，2021)。初步估算，非洲鋁土礦潛在資源量至少230億t。

在非洲的主要鋁土礦資源國中，僅有幾內亞的鋁土礦資源得到規模化勘查開發，但總體勘查程度仍較低，勘查找礦潛力仍較大，鋁土礦潛在資源量約200億t；喀麥隆、加納、塞拉利昂、坦桑尼亞、莫桑比克等國的鋁土礦資源由于勘查找礦工作程度較低，目前仍處于小規模開發狀態，其中，喀麥隆鋁土礦的潛在資源量約15億t；而幾內亞比紹、科特迪瓦、多哥、馬里、馬達加斯加等國家的鋁土礦資源還沒有開展過較系統的勘查找礦工作，基本未得到規模化開發，找礦前景較好。

8 結論

(1)非洲鋁土礦資源極其豐富，但探明儲量和已知礦床(點)均高度集中分布于西非地區，礦床類型為紅土型，資源品質較好，產有多個世界級鋁土礦礦床。幾內亞是非洲乃至全球鋁土礦資源最豐富的國家，鋁土礦儲量占全球的近25%。

(2)鋁土礦成礦作用受成礦構造環境、成礦母巖、古氣候條件、古地形地貌、植物與微生物、水文地質等多種成礦條件的影響，是鋁硅酸鹽巖及富鋁變質沉積巖在多種成礦條件的耦合下，發生深度紅土化作用的產物。成礦母巖主要為中新生代基性侵入巖、火山巖，其次為古元古代片麻巖、火山碎屑沉積巖和古生代頁巖、粉砂巖。鋁土礦礦體主要賦存在紅土風化殼內，賦鋁土礦紅土風化殼自上而下具有垂直分帶特征。

(3)主要的鋁土礦成礦構造單元為西非克拉通、坦桑尼亞克拉通、烏班吉德斯褶皺帶和莫桑比克造山帶，以西非克拉通為主。主要成礦時代為晚白堊世-新生代。根據成礦構造環境、成礦特征和時空分布規律，可將非洲紅土型鋁土礦劃分為西非鋁土礦成礦省和東南非鋁土礦成礦省兩個成礦省及6個一級成礦帶。

(4)非洲鋁土礦成礦地質條件優越，但總體勘查找礦工作程度仍較低，找礦潛力巨大，鋁土礦潛在資源量230億t以上，幾內亞、喀麥隆、加納等國的鋁土礦找礦前景相對較好。

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