曾祥婷，朱華平，劉書(shū)生,施美鳳

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610081)

柬埔寨上川垅鋁土礦元素地球化學(xué)特征與成礦作用關(guān)系探討

曾祥婷，朱華平，劉書(shū)生,施美鳳

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都610081)

柬埔寨上川垅鋁土礦是典型的風(fēng)化淋濾紅土型鋁土礦床，規(guī)模大，質(zhì)量好，是中南半島紅土型鋁土礦帶中的重要礦床，但研究程度低，目前未見(jiàn)其地球化學(xué)研究報(bào)道。本文通過(guò)對(duì)比研究?jī)蓚€(gè)風(fēng)化程度不同的礦點(diǎn)以及下伏玄武巖的主要成分和稀土元素地球化學(xué)特征，探討其對(duì)本區(qū)鋁土礦成因的指示意義。研究表明:該區(qū)鋁土礦石的稀土含量小(ΣREE=34.22×10-6～102.17×10-6，局部出現(xiàn)225.92×10-6)，成礦過(guò)程發(fā)生遷移，分布不均勻。輕重稀土比值LΣREE/HΣREE較大，為4.73～22.73，(La/Yb)N為5.61～36.22，輕重稀土分餾明顯，呈輕稀土富集特征，且風(fēng)化程度越強(qiáng)，分餾越明顯。稀土配分模式曲線呈平緩右傾型，Eu呈弱正異常(1.04～1.11)，兩礦點(diǎn)Ce異常有所差異，低風(fēng)化程度與弱負(fù)異常對(duì)應(yīng)，高風(fēng)化程度與弱正異常對(duì)應(yīng)；稀土元素配分模式曲線圖、δEu值及δEu與TiO2/Al2O3圖解共同提供了鋁土礦下伏玄武巖為成礦物質(zhì)來(lái)源的地球化學(xué)依據(jù)；兩礦點(diǎn)Al2O3含量顯示，風(fēng)化作用越徹底，Al含量越高，礦石質(zhì)量越好。

鋁土礦；玄武巖；風(fēng)化；稀土；物質(zhì)來(lái)源；上川垅；柬埔寨

0 引 言

東南亞中南半島地區(qū)的鋁土礦資源豐富，已探明鋁土礦資源量多達(dá)30億t，是全球鋁土礦的重要產(chǎn)地,主要分布于越南的西原地區(qū)、老撾波蘿芬高原和柬埔寨上川垅高原。根據(jù)基巖類(lèi)型，鋁土礦主要分為喀斯特型和紅土型兩類(lèi)，產(chǎn)于碳酸鹽巖古喀斯特面之上的稱為喀斯特型鋁土礦，產(chǎn)于鋁硅酸鹽巖之上的稱為紅土型[1-2]。柬埔寨幾乎所有鋁土礦都為紅土型鋁土礦。

鋁土礦是柬埔寨王國(guó)最重要的金屬礦產(chǎn)之一，但地質(zhì)工作程度總體較低，鋁土礦勘查工作程度也不高，地質(zhì)研究更為薄弱。近年來(lái)，隨著中國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)外礦業(yè)公司開(kāi)始在柬埔寨投入礦業(yè)開(kāi)發(fā)活動(dòng)，提高了柬埔寨礦業(yè)開(kāi)發(fā)程度，尤其是鋁土礦的勘查和研究工作。根據(jù)最新資料，僅在柬埔寨上川垅高原探明的鋁土礦資源量高達(dá)3億t，大中型礦床產(chǎn)地3處。

已有地質(zhì)研究者提出，柬埔寨上川垅地區(qū)鋁土礦以紅土型鋁土礦為主，紅土型鋁土礦與玄武巖密切相關(guān)，由玄武巖風(fēng)化作用而形成[3-4]，但還未有人做過(guò)相關(guān)地球化學(xué)研究工作，并未給出成礦來(lái)源的地球化學(xué)依據(jù)。地球化學(xué)研究是認(rèn)識(shí)和了解鋁土礦成因的主要方法之一[5-6]。本文通過(guò)對(duì)柬埔寨上川垅地區(qū)兩個(gè)風(fēng)化程度不同的礦點(diǎn)的礦石樣品及玄武巖樣品進(jìn)行地球化學(xué)特征對(duì)比研究，探討鋁土礦床的物質(zhì)來(lái)源，分析鋁土礦的成因，為鋁土礦的科學(xué)研究和勘查開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東南亞中南半島的鋁土礦大地構(gòu)造位置主要產(chǎn)于南海印支地塊的昆嵩隆起區(qū)(圖1(a))。昆嵩地塊具有明顯的雙層結(jié)構(gòu)，基底由太古界和元古界組成，構(gòu)成了昆嵩地塊陸核，蓋層則由泥盆-石炭系、三疊系、侏羅-白堊系和新生界組成?；椎奶沤缬上虏挎V鐵質(zhì)巖石和上部硅鋁質(zhì)巖石組成，元古界為一套片巖、片麻巖及混合花崗巖組成的變質(zhì)花崗巖層。蓋層由泥盆-石炭系地臺(tái)型沉積為主，中生代印支運(yùn)動(dòng)后，出現(xiàn)海相、海陸交互相及陸相紅層沉積。新生代地殼處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，以磨拉石沉積建造和湖相沉積為主，覆于早先沉積的巖層之上。但上新世末發(fā)生了拉斑玄武質(zhì)火山巖噴發(fā)，玄武巖分布于越南、老撾、柬埔寨境內(nèi)；第四紀(jì)以來(lái)，在區(qū)域張應(yīng)力的作用下，于中上更新世再次發(fā)生大面積基性火山巖的噴發(fā)，火山巖的分布面積可達(dá)4.6萬(wàn)km2，在中南半島地區(qū)形成了多個(gè)不同標(biāo)高的玄武巖高原，柬埔寨上川垅高原就是該期玄武巖噴發(fā)的產(chǎn)物，另外還有老撾波羅芬高原、越南西原高原[7-12](圖1)。

圖1 東南亞中南半島新生代玄武巖分布圖及大地構(gòu)造位置圖

柬埔寨上川垅高原玄武巖分布面積約3 000 km2(圖1)，玄武巖厚度可達(dá)100～140 m，主要由拉斑玄武巖、堿性玄武巖和高鋁玄武巖組成，為不同期次的疊加產(chǎn)物。早上新世末(2.6～1.7 Ma)，以拉斑玄武質(zhì)火山噴發(fā)作用為主，玄武巖呈面狀分布在柬埔寨東南部上川垅高原之上，分布面積廣，風(fēng)化易形成紅土型鋁土礦；晚上新-更新世(0.065 Ma)，再度發(fā)生基性火山巖活動(dòng)，上覆在早上新世噴發(fā)的火山巖之上，該期次規(guī)模較小，以橄欖玄武巖、方沸石碧玄巖為主，常呈火山口、火山錐或火山巖筒產(chǎn)出，是柬埔寨寶石、玉石形成的主要母巖[13]。

2 礦床地質(zhì)特征

柬埔寨上川垅紅土型鋁土礦的最大特征是它們的分布于玄武巖緊密相關(guān)，在一些風(fēng)化程度不徹底或地形切割較深的部位能通過(guò)肉眼觀察到鋁土礦產(chǎn)于玄武巖的上部。本文選擇了兩個(gè)典型的鋁土礦作對(duì)比研究，3號(hào)礦點(diǎn)剖面從頂部到底部為頂部腐殖層(圖2(a)①)—淺褐色鋁土礦層(圖2(a)②)—含玄武巖角礫黏土層(圖2(a)③)—玄武巖層(圖2(a)④)。表層腐殖土帶由灰褐色和紅色的紅土角礫、卵石和腐爛的植物組成，含少量三水鋁石，厚度1～1.5 m；淺褐色鋁土礦層由塊狀、碎屑狀、蜂窩狀、片狀、豆?fàn)?、結(jié)核狀及松散土狀的鋁土礦物、黏土礦物和鐵質(zhì)礦物組成，鋁土礦成分主要為粗粒狀的三水鋁石結(jié)核，結(jié)核大小5～20 mm不等，顆粒較大的結(jié)核分布在該層上部，下部明顯減少，下部以小結(jié)核為主，厚度0～15 m不等，通常為1～2 m，逐漸向含玄武巖角礫的黃褐色黏土層過(guò)渡，玄武巖角礫棱角分明，形狀大小不一，多氣孔、杏仁狀構(gòu)造，巖石碎屑含量達(dá)30%～60%，厚度通常2～3 m；底部玄武巖較新鮮，為青灰色，氣孔發(fā)育，塊狀構(gòu)造。而4號(hào)礦點(diǎn)范圍內(nèi)不見(jiàn)玄武巖出露，大面積分布較均一的鋁土礦層，由土狀、塊狀、碎屑狀、蜂窩狀、結(jié)核狀鋁土礦、黏土礦物和鐵質(zhì)礦物組成，偶爾可見(jiàn)玄武巖殘余碎屑，層厚大于3～5 m(圖2)。

(a)3號(hào)礦點(diǎn)剖面;(b)玄武巖氣孔狀構(gòu)造;(c)(d) 4號(hào)礦點(diǎn)剖面圖2 鋁土礦點(diǎn)剖面特征及采樣位置圖

鋁土礦礦石主要結(jié)構(gòu)構(gòu)造有膠狀結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)，結(jié)核狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造、礫狀構(gòu)造和集塊狀構(gòu)造；主要礦物成份為三石鋁石、高嶺石、針鐵礦、赤鐵礦以及少量的石英。鋁土礦礦體分布形態(tài)受地形控制，呈條帶狀、不規(guī)則狀及港灣狀，產(chǎn)于山脊、殘丘的寬緩地帶及緩坡上[3]。

3 樣品測(cè)試結(jié)果及地球化學(xué)特征

3.1樣品的采集和測(cè)試

本文選取的兩個(gè)礦點(diǎn)中3號(hào)礦點(diǎn)為一風(fēng)化程度較低的風(fēng)化-半風(fēng)化階段的產(chǎn)物，從礦點(diǎn)的野外剖面中可看出從頂部到底部的腐殖土→鋁土礦→半風(fēng)化紅土夾玄武巖-未風(fēng)化玄武巖，而4號(hào)礦點(diǎn)則為風(fēng)化淋濾程度較徹底的產(chǎn)物，肉眼可見(jiàn)的剖面為一連續(xù)的風(fēng)化鋁土礦層，不見(jiàn)其下伏基巖(圖2)。兩者為不同風(fēng)化程度的產(chǎn)物，對(duì)比分析兩礦點(diǎn)及3號(hào)礦點(diǎn)的下伏玄武巖的地球化學(xué)數(shù)據(jù)特征可探討風(fēng)化淋濾型鋁土礦的成礦作用過(guò)程與其地球化學(xué)特征的關(guān)系。對(duì)采自區(qū)內(nèi)兩個(gè)鋁土礦點(diǎn)的6件鋁土礦樣品及玄武巖的3個(gè)樣品開(kāi)展了主量元素和稀土元素分析，采樣點(diǎn)位置如圖2所示，樣品測(cè)試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成，主量元素分析采用X 射線熒光光譜玻璃熔片法(XRF) ，測(cè)試儀器為飛利浦PW2404X射線熒光光譜儀，檢測(cè)依據(jù)為《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法X射線熒光光譜法測(cè)定主、次元素量GB/T14506.28—2010》。微量和稀土元素分析采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法( ICP-MS) 進(jìn)行，測(cè)試儀器為ELEMENT XR 等離子體質(zhì)譜分析儀，測(cè)試方法依據(jù)《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法GB /T 14506.30—2010》第30部分——44個(gè)元素量測(cè)定，測(cè)試條件為20 ℃，相對(duì)濕度為30%,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 鋁土礦主要成分特征

3.2元素地球化學(xué)特征

3.2.1 主量元素特征

根據(jù)常量元素分析結(jié)果(表1)可見(jiàn)，與大多數(shù)鋁土礦成分特征一樣，采自3號(hào)和4號(hào)兩礦點(diǎn)樣品中的常量元素均以Al2O3、SiO2、TiO2和Fe2O3為主，四者總和為74.1%～82.57%，燒失量范圍在14.10%～24.50%之間。Al2O3和SiO2含量在3號(hào)礦點(diǎn)和4號(hào)礦點(diǎn)之間存在明顯差異，3號(hào)礦點(diǎn)呈高SiO2低Al2O3特征，Al2O3含量分別為23.84%、19.12%、23.27%，平均22.08%，SiO2含量分別為35.19%、40.19%、36.28%，平均37.22%，4號(hào)礦點(diǎn)則為高Al2O3低SiO2特征，Al2O3含量分別為30.44%、44.66%、38.45%，平均37.85%，SiO2含量分別為19.2%、8.64%、9.53%，平均12.45%，這一差異還體現(xiàn)在兩者不同的硅鋁比(A/S)上，3號(hào)礦點(diǎn)A/S平均值僅0.59，而4號(hào)礦點(diǎn)為3.04。而Fe2O3和TiO2在兩礦點(diǎn)中含量相差不大，F(xiàn)e2O3平均含量為19.28%、22.15%，TiO2平均含量為2.82%、4.07%。玄武巖的Al2O3含量為14.59%、15.15%、15.06%，SiO2含量分別為49.25%、47.53%、48.16%，與鋁土礦相比，呈高SiO2低Al2O3特征，F(xiàn)e2O3和TiO2含量較鋁土礦少。

根據(jù)鋁土礦的Al2O3與其他幾種主要含量的相關(guān)性圖解(圖3)可見(jiàn)，Al2O3與SiO2呈一致的明顯負(fù)相關(guān)性,說(shuō)明風(fēng)化程度越高，SiO2損失越多，而Al2O3就越富集，鋁土礦礦化過(guò)程中伴隨著Al的富集和Si的貧化。值得注意的是，Al2O3與TiO2和Fe2O3的相關(guān)性在3號(hào)礦點(diǎn)和4號(hào)礦點(diǎn)中均相反，兩者在3號(hào)礦點(diǎn)中均為正相關(guān)關(guān)系，而在4號(hào)礦點(diǎn)中呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明Ti、Fe元素在3號(hào)礦點(diǎn)礦化過(guò)程中得到富集而在4號(hào)礦點(diǎn)中開(kāi)始貧化。

3.2.2 稀土元素

前人研究表明，稀土元素對(duì)鋁土礦成礦物質(zhì)來(lái)源有較好的指示意義[14]，根據(jù)3號(hào)、4號(hào)礦點(diǎn)礦石樣品及3號(hào)礦點(diǎn)的下伏玄武巖樣品稀土元素分析結(jié)果(表2)可知，鋁土礦石樣品稀土元素總量不大，存在個(gè)別樣品與其他樣品含量懸殊情況，如3號(hào)礦點(diǎn)礦石中稀土元素總量分別為ΣREE為77.39×10-6、225.92×10-6、34.22×10-6，平均112.51×10-6，D003-WL2XT2號(hào)樣稀土總量明顯高出其余兩個(gè)樣，說(shuō)明稀土元素含量在鋁土礦石中存在不均勻分布；4號(hào)礦點(diǎn)ΣREE為102.17×10-6、43.66×10-6、67.62×10-6，平均71.15×10-6， 樣品間含量懸殊相對(duì)較小，而3號(hào)礦點(diǎn)下伏玄武巖ΣREE為107.9×10-6、88.19×10-6、86.02×10-6，平均94.04×10-6，含量較穩(wěn)定。

圖3 柬埔寨上川垅鋁土礦主量元素相關(guān)性圖解

表2 柬埔寨上川垅鋁土礦及玄武巖樣品稀土元素分析結(jié)果表

輕重稀土元素的比值LΣREE/HΣREE較大，3號(hào)礦點(diǎn)分別為4.78、4.73、5.68，4號(hào)礦點(diǎn)分別為12.48、22.73、9.34，3號(hào)礦點(diǎn)下伏玄武巖為5.16、4.80、4.86，可見(jiàn)本區(qū)巖石及鋁土礦均為輕稀土元素富集特征，且4號(hào)礦點(diǎn)輕稀土富集更加明顯。輕重稀土之間的分餾還能通過(guò)(La/Yb)N值很好的體現(xiàn)，(La/Yb)N在3號(hào)礦點(diǎn)分別為5.61、6.88、7.82，4號(hào)礦點(diǎn)為18.16、36.22、12.28，玄武巖為7.48、6.56、6.52，這一比值與LΣREE/HΣREE值具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可見(jiàn)4號(hào)礦點(diǎn)的輕重稀土分餾更明顯。重稀土元素內(nèi)部分餾作用相對(duì)較弱，3號(hào)礦點(diǎn)的(Gd/Lu)N分別為2.3、2.59、1.78；4號(hào)礦點(diǎn)分別為3.56、2.76、1.74，玄武巖為2.55、2.46、2.43，說(shuō)明在鋁土礦化過(guò)程中重稀土元素活動(dòng)性相對(duì)較弱。

圖4 上川垅鋁土礦礦石稀土元素配分模式圖

稀土元素的含量采用球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值[15]進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，分析鋁土礦石稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線(圖4)可知：礦石稀土元素配分曲線為平緩右傾型。具有礦床成因指示意義的Eu異常特征表現(xiàn)為在3號(hào)礦點(diǎn)δEu分別為1.07、1.09、1.07，4號(hào)礦點(diǎn)分別為1.06、1.10、1.04，玄武巖為1.08、1.11、1.10， 均具有較弱正異常，且值很接近；Ce異常特征表現(xiàn)為在3號(hào)礦點(diǎn)中δCe為1.08、0.75、0.72；4號(hào)礦點(diǎn)為1.02、1.31、0.84，在玄武巖中為0.89、0.86、0.85，3號(hào)礦點(diǎn)總體偏向負(fù)異常，4號(hào)礦點(diǎn)總體偏向弱正異常，玄武巖為穩(wěn)定的弱負(fù)異常。

將鋁土礦樣品Al2O3含量與稀土元素的特征值作相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)，樣品中Al2O3與ΣREE無(wú)明顯相關(guān)性，但Al2O3與ΣLREE /ΣHREE、(La/Yb)N存在較好的正相關(guān)性(圖5)，暗示鋁土礦化過(guò)程中稀土元素的總量無(wú)明顯規(guī)律性變化，但中輕、重稀土元素之間的分餾與礦化過(guò)程中Al元素的富集密切相關(guān)。

圖5 鋁土礦石Al2O3與稀土元素相關(guān)性圖解

4 討 論

4.1礦床地球化學(xué)特征與成礦作用的關(guān)系

如前文所述，3號(hào)礦點(diǎn)為半風(fēng)化的產(chǎn)物，而4號(hào)礦點(diǎn)為風(fēng)化較徹底的產(chǎn)物，兩者對(duì)比研究可探討成礦作用過(guò)程中的地球化學(xué)變化特征。從兩礦點(diǎn)的常量元素測(cè)試結(jié)果可知，4號(hào)礦點(diǎn)的Al2O3含量明顯高于3號(hào)礦點(diǎn)，而SiO2明顯低于3號(hào)礦點(diǎn)，從鋁硅比值(A/S)也可以看出這一明顯特征，同時(shí)，兩礦點(diǎn)的Al2O3與SiO2的相關(guān)性圖解均呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明風(fēng)化淋濾程度越強(qiáng)，礦源中的Al、Si分離越徹底，即Si隨著風(fēng)化淋濾作用流失而Al得到富集，風(fēng)化作用越強(qiáng)鋁土礦質(zhì)量越好品位越高。這是由于在玄武巖風(fēng)化分解過(guò)程中，分解出來(lái)的堿和堿土金屬(去堿作用)不易被地表水帶出風(fēng)化場(chǎng)所，因此溶液具堿性反應(yīng);SiO2溶膠在堿性介質(zhì)中不凝結(jié)，而被潛水帶走(去硅作用)，而溶膠Al2O3·mH2O和Al2O3·nH2O則可在原地凝聚。這樣在地表就逐漸堆積起鋁的氫氧化物(三水鋁石Al2O3·3H2O和鐵的氫氧化物、氧化物[16]。對(duì)比兩礦點(diǎn)Al2O3與TiO2和Fe2O3的相關(guān)性圖解可知，3號(hào)礦點(diǎn)的Al2O3與TiO2和Fe2O3均呈正相關(guān)關(guān)系，而4號(hào)礦點(diǎn)卻呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明風(fēng)化淋濾過(guò)程中的元素流失具有先后順序，在風(fēng)化前期，鋁硅酸鹽解離，Si最先流失，此時(shí)，隨著Si的流失，Al及其他金屬離子比重增大，呈現(xiàn)出Al與其他金屬離子的正相關(guān)關(guān)系，而隨著風(fēng)化淋濾作用的進(jìn)一步加強(qiáng)，當(dāng)Si流失到一定程度后，其他金屬離子則開(kāi)始流失，最后剩下最穩(wěn)定的Al元素，于是就出現(xiàn)了4號(hào)礦點(diǎn)的Al2O3與TiO2和Fe2O3呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。另外，從Al2O3與稀土總量ΣREE的相關(guān)性圖解可知，二者不具有明顯的相關(guān)性，但存在局部稀土總量較高的情況，說(shuō)明隨著成礦作用的進(jìn)行，稀土元素會(huì)發(fā)生遷移，遷移的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致局部稀土含量增高，含量分布不均勻現(xiàn)象。

4.2成礦物質(zhì)來(lái)源

對(duì)于上川垅鋁土礦的成礦物質(zhì)來(lái)源已有研究者提出鋁土礦下伏玄武巖即為礦床母巖，但未給出地球化學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)[3]。研究表明，在鐵鋁巖系中，稀土元素Eu異常(Eu/Eu*)非常穩(wěn)定，而在風(fēng)化過(guò)程中元素Al、Ti亦被認(rèn)為是相對(duì)較穩(wěn)定的元素，因此可以用Eu/Eu*-TiO2/Al2O3地球化學(xué)圖解來(lái)判斷物質(zhì)來(lái)源[17]。作本區(qū)鋁土礦Eu /Eu*-TiO2/Al2O3地球化學(xué)圖解可見(jiàn)(圖6)，3號(hào)礦點(diǎn)和4號(hào)礦點(diǎn)樣品均落于玄武巖區(qū)域附近，表明其物源與玄武巖物質(zhì)有關(guān)，與上地殼和花崗巖關(guān)系不大。這與野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)本區(qū)鋁土礦多與玄武巖共生，在3號(hào)礦點(diǎn)肉眼可見(jiàn)玄武巖為礦體下伏巖層，而4號(hào)礦點(diǎn)雖只出露了鋁土礦，但鋁土礦層中含玄武巖殘余碎屑及根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景資料推測(cè)其下伏地層同樣為玄武巖，與該數(shù)據(jù)結(jié)果顯示的成因相一致。

前人研究證明，稀土元素中δEu 數(shù)值在鐵鋁巖系中穩(wěn)定，可以作為判別物質(zhì)來(lái)源的指標(biāo)之一[17-19]。將區(qū)內(nèi)鋁土礦樣品稀土元素與玄武巖稀土元素進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，鋁土礦礦石δEu數(shù)值(1.04～1.10，均值為1.07)與玄武巖δEu數(shù)值(1.08～1.11，均值為1.10)非常接近，可見(jiàn)本區(qū)鋁土礦物質(zhì)來(lái)源為礦床下伏玄武巖。

此外，從鋁土礦和玄武巖的稀土元素配分曲線可見(jiàn)二者均為形狀相似的右傾型配分曲線(圖7)顯示，均無(wú)明顯的元素異常出現(xiàn)，只有4號(hào)礦點(diǎn)與該玄武巖存在較弱的Ce異常差異，推測(cè)4號(hào)礦點(diǎn)下伏巖石可能為新生代不同期次噴發(fā)的玄武巖，成分存在略微差異造成。因此，鋁土礦樣品和下伏玄武巖相似的稀土元素配分曲線特征進(jìn)一步證明了本區(qū)鋁土礦源巖為底部玄武巖。

圖6 鋁土礦石Eu/Eu*-TiO2 /Al2O3圖解

圖7 鋁土礦與玄武巖稀土元素配分模式圖

4.3外部成礦條件

對(duì)紅土型鋁土礦的成礦條件，前人研究表明，氣候因素是影響鋁土礦成礦作用的重要因素，紅土型鋁土礦主要由含鋁硅酸鹽巖石在熱帶和亞熱帶氣候條件下，經(jīng)過(guò)物理化學(xué)風(fēng)化作用形成，在成因上屬風(fēng)化殘積或殘余礦床[1-2,5,20-21]。是世界上最重要的鋁土礦礦產(chǎn)類(lèi)型，主要分布在大洋洲、拉丁美洲、非洲和東南亞地區(qū)[22-24]。柬埔寨上川龍高原位于北緯12°附近，屬熱帶季風(fēng)氣候，氣溫20～38 ℃，年降雨量1 000～5 400 mm，這種溫暖、濕熱的氣候特征具備紅土型鋁土礦形成的氣候條件。另外，新生代紅土型鋁土礦分布的一個(gè)共同點(diǎn)是都與準(zhǔn)平原地貌和侵蝕面有關(guān)。上川垅高原地勢(shì)為低山丘陵區(qū)，落差一般為50～100 m，勢(shì)起伏不大，坡度較為平緩，水系發(fā)育，地形地貌既有利于地表水向下滲透及排泄，又不至于造成水土流失。因此，地表滲透水淋濾堿金屬和堿土金屬，難溶于水的Al2O3和Fe2O3水化后形成三水鋁石及赤鐵礦、褐鐵礦殘積或堆積在地表風(fēng)化殼中，形成礦體。

5 結(jié) 論

1) 柬埔寨上川垅鋁土礦床的稀土元素總體含量不高，且隨著礦化過(guò)程發(fā)生遷移，含量分布不均；稀土標(biāo)準(zhǔn)配分模式曲線圖平緩右傾，為弱Eu正異常，Ce異常不穩(wěn)定。輕、重稀土分餾明顯，呈輕稀土元素富集模式，分餾與礦化過(guò)程密切相關(guān)，風(fēng)化越徹底，礦化越強(qiáng)，輕、重稀土分餾越明顯。

2) 對(duì)柬埔寨上川垅鋁土礦稀土元素特征及地質(zhì)調(diào)查綜合研究表明，鋁土礦下伏玄武巖為鋁土礦提供了成礦物源，為該紅土型鋁土礦的成礦母巖。

3) 該礦床是由疏松多孔的新生代玄武巖在熱帶地區(qū)溫暖、濕熱的適宜氣候和地勢(shì)起伏不大，坡度較為平緩，水系發(fā)育的低山丘陵有利地貌條件下風(fēng)化而成的化殘積型鋁土礦床。

4) 鋁土礦的礦石質(zhì)量與風(fēng)化淋濾過(guò)程緊密相關(guān)，風(fēng)化作用越強(qiáng)，品位越高，鋁土礦質(zhì)量越好。

[1] Bárdossy G,Aleva G J J.Lateritic bauxites:Developments in Economic Geology[R].Amsterdam:Elsevier Scientific Publication,1990:1-624.

[2] D’Argenio B,Mindszenty A.Bauxites and related paleokarst:Tectonic and climatic event markers at regional unconformities[J].Eclogae geologica Helvetiae,1995,88:453-499.

[3] 朱華平,施美鳳,王宏,等.東南亞中南半島地區(qū)紅土型鋁土礦地質(zhì)特征及成礦模式[J].礦物學(xué)報(bào),2015,35(S1):1096-1097.

[4] 施美鳳,林方成,朱華平,等.中新經(jīng)濟(jì)走廊地質(zhì)礦產(chǎn)特征及找礦潛力[J].地質(zhì)通報(bào),2017,36(1):16-34.

[5] Bárdossy G.Karst bauxites,bauxite deposits on carbonate rocks[J].Developments in Economic Geology,1982,14:1-441.

[6] 陳德潛,陳剛.實(shí)用稀土元素地球化學(xué)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1990:1-219

[7] 王宏,林方成,李興振,等.老撾及鄰區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐峙c構(gòu)造演化[J].中國(guó)地質(zhì),2015,42(1):71-84.

[8] 施美鳳,林方成,李興振,等.東南亞中南半島與中國(guó)西南鄰區(qū)地層分區(qū)及沉積演化歷史[J].中國(guó)地質(zhì),2011,38(5):1244-1256.

[9] 孫曉猛,張旭慶,張功成,等.南海北部新生代盆地基底結(jié)構(gòu)及構(gòu)造屬性[J].中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),2014,44(6):1312-1323.

[10] 尹延鴻,溫珍河,孫桂華,等.中國(guó)南部海區(qū)及其鄰域區(qū)域構(gòu)造圖的編制方法及地質(zhì)構(gòu)造單元?jiǎng)澐諿J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2014,44(7):64-70.

[11] 盧映祥,劉洪光,黃靜寧,等.東南亞中南半島成礦帶初步劃分與區(qū)域成礦特征[J].地質(zhì)通報(bào),2009,28(S1):314-325.

[12] 施美鳳,林方成,劉朝基,等.東南亞緬泰老越柬五國(guó)與中國(guó)鄰區(qū)成礦帶劃分及成礦特征[J].沉積與特提斯地質(zhì),2013,33(2):103-112.

[13] 朱華平,范文玉,毛洪江,等.老撾萬(wàn)象省爬立山(PHaLek)鐵礦床地質(zhì)特征及成礦作用分析[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版,2014,44(5):1492-1501.

[14] 王慶飛,鄧軍,劉學(xué)飛,等.鋁土礦地質(zhì)與成因研究進(jìn)展[J].地質(zhì)與勘探,2012,48(3):430-448.

[15] Sun S S,Mc Donough W F.Chemical and Isotope Systematics of Oceanic Basalts:Implications for Mantle Composition and Processes[M]∥Saunders A D,Norry M J.Magmatism in the Ocean Basins.London:Geological Society,1989:313-345.

[16] 陳慶剛,陳群,謝江濤.柬埔寨王國(guó)蒙多基里省紅土型鋁土礦礦床地質(zhì)特征及成因淺析[J].貴州地質(zhì),2016,33(1):19-23.

[17] Mameli P,Mongelli G,Oggiano G,et al.Geological,geochemical and mineralogical features of some bauxite deposits from Nurra( Western Sardinia,Italy) ,insights on conditions of formation and parental affinity[J].International Journal of Earth Science,2007,96:887-902.

[18] McDonough WF,Sun SS.Composition of the Earth[J].Chemical Geology,1995,120:223-253.

[19] Panahi A,Young G M,Rainbird R H.Behavior of major and trace elements ( includeing REE) during Paleoproterozoic pedogenesis and diagenetic alteration of an Archean granite near Ville Marie,Quebec,Canada[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2000,-64(13):-2199-2220.

[20] Calagari A A,Abedini A.Geochemical investigations on Permo-Triassic bauxite horizon at Kanisheeteh,east of Bukan,West -Azarbaidjan,Iran[J].Journal of Geochemical Exploration,2007,94:1-18.

[21] Deng Jun,Wang Qingfei,Yang Shujuan,et al.Genetic relation-ship between the Emeishan plume and the bauxite deposits in West-ern Guangxi,China:constraints from U-Pb and Lu-f isotopes of the detrital zircons in bauxite ores[J].Journal of Asian Earth Sciences,2010(37):412-424.

[22] 周汝國(guó).世界鋁土礦資源[J].中國(guó)金屬通報(bào),2005(25):29-30.

[23] 劉中凡.世界鋁土礦資源綜述[J].輕金屬,2001(5):7-8,10-12.

[24] 王祝堂,熊慧.世界鋁土礦資源與分布[J].輕合金加工技術(shù),2014,42(9):10.

[25] Chardon D,Chevillotte V,Beauvais A,et al.Planation,bauxites and epeirogeny:One or two paleosurfaces on the West African margin?[J].Geomorphology,2006,82:273-282.

ElementalcompositionandtheirrolesduringmetallizationatKirirombauxitedeposit,Cambodia

ZENG Xiangting，ZHU Huaping，LIU Shusheng，SHI Meifeng

(Chengdu Center，China Geological Survey,Chengdu610081,China)

The Kirirom bauxite deposit,as a typical weathering-leached lateritic bauxite deposits,with the characteristics of large reserve and good quality,is an important deposit in indochina peninsula lateritic bauxite belt.There has no publishes about its elemental composition due to the low degree of geological study.Reported here are the main elemental composition and rare earth elements (REE) data of two different weathering occurrences and their underlying basalts,to discuss the genesis of bauxite in this area.The results show that,the bauxite ores have a character of low REE content in general (ΣREE=34.22×10-6～102.17×10-6，locally225.92×10-6),and the metallization shows elements migration with an uneven distribution.The LREE/HREE values (4.73～22.73) and (La/Yb)N values (5.61～36.22) are high,the fractionation of LREE and HREE is obvious,shows LREE enrichment,and the stronger the weathering,the more obvious fractionation.The REE distribution pattern is characterized by flat right inclining type with weak Eu positive abnormal (δEu=1.04～1.11),and the difference of Ce abnormal in different occurrence shows as that the weak negative Ce abnormal in less weathering occurrence and weak positive Ce abnormal in stronger weathering occurrence.Similar REE distribution patterns and δEu between bauxite and basalt as well as the δEu- TiO2/Al2O3graphic indicate that the basalts are the material source of bauxite ore in this area;The stronger weathering occurrence shows high contents of Al2O3,indicates that grade and quality of the bauxite is closely related to the weathering progress.

Bauxite;basalts;weathering;rare earth elements;material source;Kirirom;Cambodia

A

1004-4051(2017)11-0154-08

2017-09-15責(zé)任編輯宋菲

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目資助(編號(hào)：121201010000150013)

曾祥婷(1989-)，女，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)榈V產(chǎn)地質(zhì)勘查及找礦，E-mailtingzx2013@163.com。

朱華平，高級(jí)工程師，E-mailzhp791225@163.com。