韋啟鋒, 農(nóng)軍年, 韋守東, 李慶華

(中國-東盟地學(xué)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(shí)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(chǔ)量約58億噸,前景儲(chǔ)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(jìn)行踏勘,進(jìn)而總結(jié)越南鋁土礦的地質(zhì)特征、時(shí)空分布及成因,為促進(jìn)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(jià)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(dú)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(dòng)強(qiáng)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(jìn)一步劃分為沱江地塊(褶皺帶)和越北地塊兩個(gè)次級構(gòu)造單元,后者可進(jìn)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(dòng)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(dòng)、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(chǔ)量58億噸[5,7],占全球鋁土礦儲(chǔ)量320億噸的18.1%[5,7],居世界第2位。已知礦床(點(diǎn))80多個(gè),其中大型及以上規(guī)模33個(gè),中型5個(gè),其余為小型及礦點(diǎn)。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(jì)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(chǔ)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(dá)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(fēng)化殼中,風(fēng)化殼分布面積超過2萬平方千米,風(fēng)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(chǔ)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(chǔ)量約2.7億噸,資源量1.5億噸,共計(jì)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(fēng)化面上,少量分布在泥盆紀(jì)灰?guī)r風(fēng)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(xiàn)[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(dá)農(nóng)-福隆、保祿和沿海的廣義、富安等地區(qū)(圖3)。有價(jià)值的鋁土礦均產(chǎn)于上新世—更新世的高鋁玄武巖風(fēng)化殼中,一般厚1～15 m,局部可達(dá)60 m。已發(fā)現(xiàn)有24個(gè)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(chǔ)量約為54億噸,推斷的儲(chǔ)量+資源量80億噸。達(dá)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(dá)明、達(dá)農(nóng)縣,平福省福隆縣、同奈省富立縣等,共有14個(gè)礦床(點(diǎn))。

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(fēng)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(dá)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(jià)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(chǔ)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(jì)—第四紀(jì)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(fēng)化殼發(fā)育在玄武巖面上,呈鐘狀,風(fēng)化殼殘積層厚12～15 m。可劃分為赭石-多水高嶺土-三水鋁石完整風(fēng)化殼剖面和赭石-多水高嶺土不完整風(fēng)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(gè)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(tuán)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(gè)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(gè)別達(dá)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(chǔ)量可觀。

5 成礦時(shí)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(shí)代主要為晚古生代,主要由富鋁巖石經(jīng)次生風(fēng)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(jì)灰?guī)r風(fēng)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(xiàn)[9-16]。其成因主要是中二疊世末期東吳運(yùn)動(dòng)使得地殼抬升,海水退出越北,地面遭受風(fēng)化剝蝕(有些地區(qū)有巖溶化作用),在地表留下很多風(fēng)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(chǔ)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(dòng),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(shí)代主要是新生代,越南紅土型鋁土礦也不例外,其成礦時(shí)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(dòng)可劃分為印支期、古近紀(jì)、新近紀(jì)和第四紀(jì)中期等四個(gè)時(shí)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(jì)和第四紀(jì)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(shí),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(xiǎn)峻的谷地,造成強(qiáng)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(fēng)化殼中可溶于水體中的元素搬運(yùn)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(fēng)化玄武巖為鋁土礦的成礦提供了豐富的成礦物質(zhì),在風(fēng)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(jì)灰?guī)r風(fēng)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(fēng)化形成。