《西澳Darling Range地区铝土矿特征及成矿控制因素.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西澳Darling Range地区铝土矿特征及成矿控制因素.pdf（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 2l 1 地 质 论 评 G E O L O G I C A L R E V I E W V 0 1 6 2 Ja n N o 1 2 0 l 6 西澳 D a r l i n g R a n g e地 区铝 土矿特征及成 矿控制 因素 孙 朋 飞 江 思 宏 薛 春 纪 白 大 明 韩 宁 2 1 中国地质大学 北京 地球科学与资源学院 北京 1 0 0 0 8 3 2 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室 中国地质科学院矿产资源研究所 北京 1 0 0 0 3 7 内容提要 我国铝土矿资源相对匮乏 但需求量大 澳大利亚铝土矿资源丰富 是我国铝土矿进 口主要国家之 一 D a r l i
2、 n g R a n g e地区为澳大利亚铝土矿主产地之一 了解该区的铝土矿成矿特征将有助于我国企业走出去在该地 区或相似地区找矿提供依据 D a r l i n g R a n g e 位于西澳大利亚的伊尔岗克拉通 该区铝土矿以红土型为主 铝土矿的 显著特点是品位较低 铁 硅含量高 但对铝土矿冶炼有害的可溶性硅含量低 资源潜力巨大 铝土矿产于红土层 中 厚度受后期剥蚀作用控制 红土剖面从上到下依次分为覆盖层 硬壳 碎屑层和底部粘土层 覆盖层以砂砾为 主 具有经济意义的铝土矿主要集中在碎屑层和硬壳中 底部粘土层则阻止铝土矿继续向下运移 铝土矿中的矿石 矿物主要是三水铝石 也有少量一水软铝石 主
3、要由花岗岩或基性岩 如辉绿岩 绿岩 中的长石经过风化淋滤形成 D a r l i n g R a n g e 地区铝土矿根据基岩的种类可分为花岗岩类铝土矿和镁铁质类铝土矿 分别以 J a r r a h d a l e 铝土矿矿床 和 Mo u n t S a d d l e b a c k铝土矿矿床为代表 铝土矿的成矿主要受气候 母岩 地貌 排水和植被等因素控制 气候主要 通过控制气温和降水影响红土化作用的进行 母岩通过 自身的物理化学性质和矿物组成控制铝土矿的形成 地貌和 排水影响铝土矿的风化速度 植被的作用既保证了土壤风化淋滤所需的渗透性 又降低了外部因素对土壤的侵蚀速 率 在各种成矿因
4、素的综合作用下 经过漫长的时间演化最终形成了红土型铝土矿 关键词 红土型 铝土矿 控矿因素 D a r l i n g R a n g e 伊尔岗克拉通 西澳 全球铝土矿的地理分布高度集 中 储量分布也 极不均匀 大型铝 土矿带都位于热带及亚热带地区 王祝堂和熊慧 2 0 1 4 如几 内亚 澳大利亚 牙买 加 巴西和印度等 国 据美 国地质调查局统计 2 0 1 3 年世界铝土矿储量为 2 8 G t 资源量 5 5 7 5 G t u S G e o l o g i c a l S u r v e y 2 0 1 4 截止 2 0 1 2年底 我 国 铝土矿 的保有资源储量为 3 8 2
5、G t 中华人民共 和国 国土资源部编 2 0 1 3 基础储量 9 1 0 M t 其 中储量 5 0 0 M t 资源量 2 9 1 G t 高兰等 2 0 1 4 仅 占世界 的 3 尽管 中国铝土矿资源不多 但 需求量 巨大 王庆飞 等 2 0 1 2 预计 2 0 1 4年 中 国氧化铝 需求 5 6 7 7 Mt 约占全球总需求 1 1 3 1 1 M t 的一半 张 佰永 等 2 0 1 4 目前 中 国每 年所 需 的铝 土 矿 约 6 0 来 自进 口 2 0 1 3年 我 国进 口铝 土 矿 矿 石 达 7 1 0 6 Mt 张佰永等 2 0 1 4 澳大利亚是仅次于几内亚
6、的全球第二大铝土矿 资源国家 其铝土矿储量 6 G t 占世界 2 1 4 u s G e o l o g i c a l S u r v e y 2 0 1 4 2 0 1 3年我 国从澳大利亚 进 口铝土矿 1 4 2 9 Mt 张佰 永等 2 0 1 4 约 占当年 进 口铝 土矿 总 量 的 2 0 澳 大利 亚 昆士 兰州 的 We i p a 铝土矿床 3 G t 和北领地的 G o r e 铝土矿床 5 0 0 M t 都 是澳大利 亚 的主要 铝土矿 产地 图 1 其 A 1 0 品位高达 4 9 5 3 是全球 品位最 高的铝土矿 而位于西澳 D a r l i n g R
7、a n g e地 区的铝 土矿 储量 也 同样 巨大 B r i t t 2 0 1 3 图 1 早 在 1 9 8 8年 D a r l i n g R a n g e 地区的铝土矿资源量就超过 3 5 G t 其所含氧化铝 的经济价值超过 2 0 0 0亿美元 H i c k m a n e t a 1 1 9 9 2 虽然 D a r l i n g R a n g e地区的 铝土矿品位较低且铁 硅含量高 但硅主要以石英的 形式存在 因此可溶硅的有害影 响几乎可以忽略不 计 从而使铝土矿 的冶炼 更为容易 G r u b b 1 9 7 1 近年来 随着 国际市场对 铝土矿需求 的不 断
8、增长 D a r l i n g R a n g e 地 区铝土矿 的勘探开发规模一直都在 扩 大 注 本文为 国家地质大调查资助项 目 编号 1 2 1 2 0 1 1 1 2 0 3 2 5 的成果 收稿 日期 2 0 1 5 1 2 2 4 改回 日期 2 0 1 5 1 1 2 4 责任编辑 章雨旭 D o i 1 0 1 6 5 0 9 j g e o r e v i e w 2 0 1 6 O 1 0 1 4 作者简介 孙朋飞 男 1 9 9 1 年生 硕士研究生 主要从事成矿规律研究 E m a i l 1 4 5 3 9 4 0 8 8 0 q q c o n 通讯作者 江思宏
9、 男 1 9 6 8年 生 博士 研究员 博士生导师 主要从事金属矿床成矿规律研究 E ma il j i a n g s i h o n g l 1 6 3 c o rn 第 1期 孙朋飞等 西澳 D a r l i n g R a n g e地区铝土矿特征及成矿控制因素 本都产 自红土层 矿床类型主要 为红土型 本文对 西澳 D a r l i n g R a n g e地 区铝土矿 的研究 历史 现状 主要矿床类型及控矿 因素等进行 总结 希望对我 国 的铝土矿找矿和研究提供参 考 同时也为国内企业 走 出去在类似地区开展红土型铝土矿 的找矿勘查提 供一定 的理论依据 1 研究历史 C
10、l a r k e最早于 1 8 7 8年 就提出西澳可 能有 红土 型铝土矿 但直到 1 9 0 2年才由 S i m p s o n首次发现了 这种 矿 床 Hi c k ma n e t a 1 1 9 9 2 并 主 要集 中在 D a r l i n g R a n g e地 区 包括 S mi t h s Mi l l 和 B a k e r s H i l l 等矿 床 其 中 S mi t h s Mi l l 矿 床 的 A 1 O 含量 高 达 5 0 6 8 M a i t l a n d 1 9 1 9 随后 西澳 地调 局对 靠 近 P e rt h 珀斯 的 D a
11、 r l i n g R a n g e地 区的红土开展 了 填图工作 确定该地 区是否具 有经济价值 的铁矿或 者铝土矿 H i c k m a n e t a 1 1 9 9 2 Ma i t l a n d 1 9 1 9 认为 D a r l i n g R a n g e地 区的铝土矿只产在红 土剖面 中的硬壳 d u r i c u s t 部分 并没有认识到这些铝土矿 也有可能产在下面的碎屑层 f r i a b l e f r a g me n t u n i t 直到 1 9 3 8年 D a rl i n g R a n g e 地区的铝土矿矿床才被 大家所认识 从北部的
12、Mo o r a和 B a l l i d u到南部海岸 的 N o r t h c l i f f e和 D e n ma r k 整个矿化区域长 5 6 0 k m 宽 4 0 8 O k m 第二次世界大战期间 随着金属铝 消耗 的 增 长 在 D a r l i n g R a n g e地 区 相 继 发 现 了 M u n d a fi n g B o d d i n g t o n和 D w e l l i n g u p等具有 经济价 值 的铝土矿矿床 Ma t h e s o n 1 9 4 2 西澳地调局在 随后的数十年内对 D a rl i n g R a n g e 地
13、区有经济价值 的红土型铝土矿持续做 了大量工作 S i mp s o n 1 9 5 1 对西澳地 区所有三水铝石的产地都进行了总结 但 是 直到 2 O世纪 5 0年代后期 勘探工作才被矿业公 司接管 1 9 9 1 年 A n a n d e t a 1 1 9 9 1 对 D a r l i n g R a n g e 地区铝土矿地球化 学和矿物学特征研究表明 三水 铝石通常是硬壳 和碎 屑层 的主要含 A l 矿物 1 9 9 2 年 西澳地调局的 Hi c k ma n e t a 1 1 9 9 2 对该地区的 铝土矿成矿作用进行 了较为系统 的研究 认为铝土 矿矿床的分布 成分
14、厚度和面积与气候 母岩 排 水 地貌 植被等有关 后来 P i d g e o n e t a 1 1 9 9 8 通过对该 地 区的基底岩石太古代 花 岗岩开 展锆石 U P b测年 探讨 了该地区形成时代及演化历史 近 年来 Y u s i h a r n i e t a 1 2 0 1 2 研 究 认 为 D a rl i n g R a n g e 地 区红土化的土壤中矿物学和化学上的变化 可能是森林大火引起的 2 地质背景 D a r l i n g R a n g e位于澳大利亚西南部 广泛发育 红土层 其地理坐标 东经 1 1 5 3 0 E 1 1 7 O 0 E 南 纬 3
15、1 S 3 4 S 面积约 5万 k m 该 区主要 由两个 地质单元组成 中间 以南北 向的 D a r l i n g断层为界 断层西边是珀斯 P e r t h 盆地 沉积了 1 5 k m厚 的显 生宙沉积岩 而断层 的东边是伊尔 岗克拉通的太古 宙岩石 H i c k m a n e t a 1 1 9 9 2 图 2 伊尔岗克拉通西南部是一个地质上非常特殊的 地 区 被 称 为西部 片麻 岩地 体 We s t e r n G n e i s s T e r r a n e M y e r s 1 9 9 0 位 于 D a r l i n g R a n g e地 区的 西部片麻
16、岩地体主要 由花 岗质片麻岩 副片麻岩 变 质花岗岩 花 岗岩和 Mo u n t S a d d l e b a c k的绿 岩带组 成 D a r l i n g R a n g e地区最古老岩石为 J i mp e r d i n g和 B a l i n g u p片 麻 岩 杂 岩 体 My e r s 1 9 9 0 以 及 C h i t t e r i n g 变质带 Wi l d e a n d L o w 1 9 7 8 这些杂岩 体 由正 副片麻岩组成 经历 了多期 的变形变质作 用 矿物组合显示为麻粒岩相或者角闪岩相 有限 的同位素年代学数据表 明这些 岩石 的年龄 范围从 3 3 4 G a N i e u Ma n d a n d C o m p s t o n 1 9 8 1 至 2 7 6 G a F l e t c h e r e t a 1 1 9 8 5 S a d d l e b a c k群位于 Mo u n t S a d d l e b a c k 该 区仅有 的 大 量 绿 岩 物 质 都 产 在 这 里 Wi l d e 1 9 7 6
