西澳Darling Range地区红土型铝土矿地球化学特征及源区研究

Darling Range位于西澳大利亚地区,红土型铝土矿资源丰富。本文对Darling Range地区红土型铝土矿及相关岩石开展了元素地球化学分析,并对铝土矿中的碎屑锆石和其下伏的花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,目的是探讨西澳地区红土型铝土矿的成矿作用及其源区。结果表明,西澳地区红土型铝土矿的主量元素以Al2O3、Fe2O3、SiO2和TiO2为主,Al2O3与SiO2呈显著的负相关关系,与TiO2则呈现显著的正相关关系,表明铝土矿的形成过程是一个去Si富Al、Ti的过程。铝土矿微量元素富集Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf、Ti,相对亏损Ba、K、Sr、P、Sm;稀土总量较低,为1.36×10~(-6)~65.58×10~(-6),稀土元素球粒陨石标准化分布曲线略微向右倾斜,富集轻稀土。铝土矿碎屑锆石U-Pb年龄分布于1167Ma和1267Ma与2539~2696Ma(16颗)两个年龄段,分析锆石来源前者可能来自Albany-Fraser造山带;后者加权平均年龄为2579±15Ma(MSWD=1.16),与研究区本次获得的太古宙花岗岩加权平均年龄2585±12Ma(MSWD=0.83)在误差范围内一致,表明铝土矿中的锆石除了来自本区太古宙花岗岩,还有少量的锆石来自Albany-Fraser造山带。结合元素地球化学钛率(Al2O3/TiO2)、lgCr-lgNi、微量元素比值、稀土元素配分模式对铝土矿源区进行示踪表明,Darling Range地区的太古宙花岗岩为红土型铝土矿的主要物质来源。     

西澳Darling Range地区铝土矿特征及成矿控制因素

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。Darling Range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。Darling Range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。Darling Range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Jarrahdale铝土矿矿床和Mount Saddleback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。