韋啟鋒, 農(nóng)軍年, 韋守東, 李慶華

(中國-東盟地學合作中心(南寧),廣西 南寧 530023)

0 引言

近年來,隨著氧化鋁工業(yè)的快速發(fā)展,我國鋁土礦的需求量逐年上升,但國內(nèi)鋁土礦資源相對不足,鋁土礦對外依存度長期居高不下,鋁土礦供需矛盾愈加突出[1]。因此,中國企業(yè)“走出去”,通過投資境外鋁土礦資源實現(xiàn)鋁土礦資源的全球配置,是滿足我國未來鋁土礦資源需求、提供國家資源安全保障的必然選擇[2]。越南地處環(huán)太平洋構(gòu)造域和特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域的交匯部位[3],鋁土礦成礦條件優(yōu)越,目前鋁土礦探明儲量約58億噸,前景儲量約60億～80億噸[4-5],在世界上占有重要位置。本文在系統(tǒng)收集資料基礎(chǔ)上,對越南鋁土礦重要成礦區(qū)進行踏勘,進而總結(jié)越南鋁土礦的地質(zhì)特征、時空分布及成因,為促進我國地勘單位和礦業(yè)企業(yè)“走出去”開展鋁土礦資源勘查開發(fā)提供有價值的參考信息。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

越南地質(zhì)構(gòu)造位置獨特,地處環(huán)太平洋構(gòu)造域和特提斯—喜馬拉雅構(gòu)造域的交匯部位[3],屬歐亞古大陸南緣、中國華南板塊與印支板塊的交接部位,地質(zhì)演化歷史較長,出露地層較全,巖漿活動強烈[6]。以馬江縫合帶為界,其北部屬于華南地塊,南部屬于印支地塊,前者可進一步劃分為沱江地塊(褶皺帶)和越北地塊兩個次級構(gòu)造單元,后者可進一步劃分為長山褶皺帶、昆嵩地塊、西原高原和湄公河盆地等次級構(gòu)造單元[6]。越南北部主要出露元古代、古生代、中生代及新生代的沉積巖、火山沉積巖和變質(zhì)巖,南部主要出露中生代及新生代的沉積巖、火山沉積巖。巖漿活動頻繁,超基性巖—酸性巖均有出露。南北在地層發(fā)育、巖漿活動、構(gòu)造演化和成礦作用等方面具有較大的差異,使其南北具有不同的區(qū)域成礦環(huán)境和成礦作用。

2 越南鋁土礦資源概況

鋁土礦是越南的優(yōu)勢礦產(chǎn)之一,已探明儲量58億噸[5,7],占全球鋁土礦儲量320億噸的18.1%[5,7],居世界第2位。已知礦床(點)80多個,其中大型及以上規(guī)模33個,中型5個,其余為小型及礦點。越南鋁土礦主要有紅土型和巖溶型兩種類型。巖溶型鋁土礦主要分布在越南北部河江、高平、諒山、北江、山羅、義安等省(圖1),其中諒山省為越南主要的巖溶型鋁土礦分布區(qū),構(gòu)造上主要位于華南板塊。鋁土礦層主要分布在晚二疊世灰?guī)r侵蝕面上,少量分布在泥盆紀灰?guī)r侵蝕面上。含礦沉積巖層由鋁土礦層、鋁土巖、硅質(zhì)、炭質(zhì)頁巖和泥灰?guī)r組成,鋁土礦層厚10～30 m,最厚50 m,礦石由一水硬鋁石、一水軟鋁石、赤鐵礦組成,原礦品位(Al2O3)為39%～65%,硬水鋁石儲量9100萬噸。紅土型鋁土礦主要分布在越南中—南部高原區(qū)的昆嵩、多樂、林同、達農(nóng)、廣義等省(圖1),構(gòu)造上主要位于印支地塊,鋁土礦產(chǎn)于玄武巖風化殼中,風化殼分布面積超過2萬平方千米,風化帶深60 m,主要含鋁礦物為三水鋁石,原礦品位(Al2O3)為36%～39%,紅土型鋁土礦儲量54億噸。

圖1 越南主要鋁土礦礦床分布簡圖

3 礦床類型

3.1 巖溶型鋁土礦

越南巖溶型鋁土礦主要分布在北部毗鄰中越邊境的河江、高平、諒山、海陽、萊州等地(圖2),有礦產(chǎn)地98處,其中中型以上礦床9處,如萊州南遷、南偽等礦床。鋁土礦保有儲量約2.7億噸,資源量1.5億噸,共計約4.2億噸。鋁土礦層出露在喀斯特地形中,為殘積—洪積礦體,礦體多呈層狀、透鏡狀集中分布在晚二疊世灰?guī)r風化面上,少量分布在泥盆紀灰?guī)r風化面上。礦體一般長200～400 m,厚5～20 m,礦石質(zhì)量好,鋁硅比值高?？傮w上,越南北部鋁土礦的礦床類型、礦床特征、礦石質(zhì)量等,與桂西地區(qū)鋁土礦大致相同,勘探開發(fā)程度較低,典型礦床為塔波納礦床。

圖2 越南北部鋁土礦分布圖(據(jù)文獻[8])

3.2 紅土型鋁土礦

越南紅土型鋁土礦分布在南部西側(cè)、與柬埔寨交界附近的波來古—昆嵩、邦美蜀、達農(nóng)-福隆、保祿和沿海的廣義、富安等地區(qū)(圖3)。有價值的鋁土礦均產(chǎn)于上新世—更新世的高鋁玄武巖風化殼中,一般厚1～15 m,局部可達60 m。已發(fā)現(xiàn)有24個礦床,規(guī)模均較大,礦石A12O3含量高,鋁硅比值高,可露采,探明和控制的總儲量約為54億噸,推斷的儲量+資源量80億噸。達農(nóng)—福隆鋁土礦區(qū)是目前越南發(fā)現(xiàn)的最大的紅土型鋁土礦區(qū),包括多樂省達明、達農(nóng)縣,平福省福隆縣、同奈省富立縣等,共有14個礦床(點)。

紅土型鋁土礦的形成與越南南部廣泛分布的高原玄武巖有關(guān)。越南南部新生代玄武巖覆蓋面積為約2.1萬平方千米,形成了高程1000～1200 m的高原。大致有兩種類型的玄武巖:①上新世—更新世的拉斑玄武巖,占據(jù)高原大部分地區(qū),其風化殼形成了三水型鋁土礦;②更新—全新世的橄欖玄武巖,多沿深斷裂帶分布,形成“山谷玄武巖”,分布面積小。

4 典型礦床

4.1 越南北部塔波納巖溶型鋁土礦

塔波納鋁土礦床位于高平市西北約30 km處,構(gòu)造上位于高平—諒山斷裂之北側(cè)。鋁土礦賦存于石炭系—下二疊統(tǒng)塊狀灰?guī)r巖溶侵蝕面上的上二疊統(tǒng)底部鐵鋁礦層中,含礦層厚10～30 m?，F(xiàn)以Ⅰ號礦床為例,介紹其自下而上層序(圖4):

圖4 越南北部塔波納鋁土礦地層柱狀圖

鋁土礦與鋁土巖沿走(傾)向?qū)挾群统煞职l(fā)生變化。鋁土巖含w(Al2O3)=35%～37%,鋁土礦層中的黑色鋁土礦含w(Al2O3)=50.3%～61.15%,褐色—紅色鋁土礦含w(Al2O3)=46.47%～57.69%,灰色鋁土礦含w(Al2O3)=44.93～56.51%,淺綠色鋁土礦含w(Al2O3)=37.75%～51.52%。礦石礦物以一水鋁石為主,少量的勃姆鋁礦和針鐵礦等,有塊狀、層狀、微孔狀和條帶狀構(gòu)造。鋁硅比值為8～13,密度為3.07～3.40 g/cm3,燒失量為10.08%～12.06%。

另外,在原生鋁土礦層附近形成了再沉積碎屑鋁土礦礦床,多數(shù)是在漸新世后形成的,是由大小不等的鋁土礦碎塊、碎屑和砂泥質(zhì)物組成的坡積—洪積型礦床,堆積礦長數(shù)十米至千米,厚度可達40 m左右。根據(jù)其地貌形態(tài)可劃分為頂部、斜坡和谷地型等三種類型。工業(yè)礦體的鋁土礦石(碎屑>10 mm)的平均含量為910 kg/m3,礦石中含有工業(yè)價值礦物為27.9%～40.8%,平均為36.2%(質(zhì)量百分比)。

塔波納鋁土礦資源儲量估算超過400萬噸。

4.2 越南南部萬和紅土型鋁土礦

萬和鋁土礦位于綏和市北西20 km處,新近紀—第四紀玄武巖構(gòu)成了范圍較大的水平蓋層,厚度為150～200 m。含鋁土礦風化殼發(fā)育在玄武巖面上,呈鐘狀,風化殼殘積層厚12～15 m?？蓜澐譃轸魇?多水高嶺土-三水鋁石完整風化殼剖面和赭石-多水高嶺土不完整風化殼剖面兩種類型,前者與正地形有關(guān),后者分布在斜坡和洼地。

該礦床已知有兩個總面積約300 km2的礦體,呈斗蓬狀賦存于隆起地形頂部和上部,高程為300～480 m。鋁土礦層由石質(zhì)鋁土礦和疏松泥質(zhì)巖圍巖團塊組成,大小為數(shù)毫米至15～20 cm或更大。礦石呈角礫狀、透鏡狀、分枝狀、不規(guī)則狀混雜于紅土中,含礦率420～1200 kg/m3。

沿剖面自下而上,鋁土礦碎塊數(shù)量逐漸增多,塊體逐漸增大,局部地段可形成厚0.3～0.5 m的鋁土礦礦層。整個含礦層厚0.5～7 m,平均厚2.5 m。

鋁土礦石呈淺褐灰色,成分主要是三水鋁石(50%～61%,個別達81%),針鐵礦、褐鐵礦或赤鐵礦(20%～35%),高嶺石(4%～5%),石英、鈦鐵礦、銳鈦礦(>7%),勃姆鋁石和硬水鋁石(1%)。

礦石品位:Al2O334.69%～47.89%,SiO23.34%～14.08%,Fe2O316.42%～28.49%,TiO22.7%～5.4%,燒失量為16.72%～24.25%。礦石具碎屑狀、球狀、束狀和殘余構(gòu)造?？傮w上,該礦床質(zhì)量中等,可采選,儲量可觀。

5 成礦時代與成因分析

5.1 巖溶型鋁土礦

越南北部的巖溶型鋁土礦主要產(chǎn)于晚二疊世灰?guī)r的侵蝕面上,其成礦時代主要為晚古生代,主要由富鋁巖石經(jīng)次生風化作用沉積形成,礦體大多產(chǎn)于晚二疊世灰?guī)r侵蝕面上,少量分布在泥盆紀灰?guī)r風化面上。越南北部巖溶型鋁土礦成因與我國桂西地區(qū)類似,桂西鋁土礦以廣西平果鋁土礦較為典型,有關(guān)礦床介紹可參閱相關(guān)文獻[9-16]。其成因主要是中二疊世末期東吳運動使得地殼抬升,海水退出越北,地面遭受風化剝蝕(有些地區(qū)有巖溶化作用),在地表留下很多風化剝蝕的殘余和殘留物質(zhì),為巖溶型鋁土礦成礦物質(zhì)的富集與儲備提供場所。之后地殼緩慢下降,為巖溶型鋁土礦的成巖成礦提供了必要的沉積環(huán)境。晚二疊世早期越北、桂西地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的火山活動,帶來大量的火山灰物質(zhì),為巖溶型鋁土礦提供了充足的物質(zhì)來源[15-16]。

5.2 紅土型鋁土礦

全球紅土型鋁土礦的形成時代主要是新生代,越南紅土型鋁土礦也不例外,其成礦時代主要為新生代,成礦作用主要集中發(fā)生在上新世—更新世[8]。研究表明:中南半島玄武巖大規(guī)模的噴發(fā)活動可劃分為印支期、古近紀、新近紀和第四紀中期等四個時期,其中新生代的三期玄武巖噴發(fā)均與鋁土礦的形成息息相關(guān),尤其是新近紀和第四紀玄武巖與紅土型鋁土礦成礦關(guān)系最為密切[8,17]。

紅土型鋁土礦的成礦作用主要受成礦構(gòu)造環(huán)境、成礦母巖、地形地貌、氣候、植物與微生物、水文地質(zhì)及古地理環(huán)境等多種因素的影響[18-20]。越南紅土型鋁土礦主要分布于西原高原,發(fā)育大規(guī)模的上新世—更新世拉斑玄武巖,其鋁含量高,與該區(qū)鋁土礦的形成關(guān)系密切[21]。在印支地塊新生代大型走滑伸展大背景下,區(qū)內(nèi)深大斷裂發(fā)育,地幔熱物質(zhì)沿深斷裂上涌,形成上新世—更新世大規(guī)模的玄武巖,這些玄武巖為鋁土礦的成礦提供了豐富的成礦物質(zhì),是紅土型鋁土礦的成礦母巖。越南南部西原高原溫度與濕度高,其氣候條件極有利于上新世—更新世玄武巖發(fā)生紅土化作用,從而形成紅土型鋁土礦。同時,越南南部西原高原放射狀水系發(fā)育,將高原玄武巖切割成若干狹窄、險峻的谷地,造成強烈的沖刷剝蝕,地表水下滲形成潛水層,經(jīng)水巖反應(yīng),將風化殼中可溶于水體中的元素搬運遷移,有利于富鋁、富鐵、去硅,形成紅土型鋁土礦。此外,礦區(qū)及周邊地區(qū),地勢為低山丘陵區(qū),坡度一般較為平緩,有利于鋁土礦層的保存。

綜上所述,越南南部廣泛分布的風化玄武巖為鋁土礦的成礦提供了豐富的成礦物質(zhì),在風化作用和沉積作用下,形成了越南南部紅土型鋁土礦礦田。

6 結(jié)論

(1)越南鋁土礦資源豐富,有巖溶型和紅土型兩種類型的鋁土礦,越南北部主要發(fā)育巖溶型鋁土礦,中南部西側(cè)高原地區(qū)主要發(fā)育紅土型鋁土礦。

(2)越南巖溶型鋁土礦成因與我國桂西地區(qū)類似,呈層狀、透鏡狀集中分布于越南北部晚二疊世灰?guī)r侵蝕面上,少量分布在泥盆紀灰?guī)r風化面上。越南紅土型鋁土礦主要由上新世—更新世拉斑玄武巖風化形成。