漳浦三水型铝土矿矿床地质特征及成因初探
铝土矿矿床形成
铝土矿矿床形成一、矿床时空分布及成矿规律按照廖士范等人的意见，中国铝土矿矿床可分为古风化壳型铝土矿矿床和红土型铝土矿矿床。
中国古风化壳型铝土矿矿床的形成经历了三个阶段。
第一阶段是陆生阶段，是在大气条件下由风化作风形成含有铝土矿矿物、粘土矿物、氧化铁矿物等的残、坡积富铝风化壳物质，例如钙红土层、红土层或红土铝土矿，此阶段为大气条件下原地残积、堆积或异地堆积阶段；第二阶段是富铝钙红土层、红土层或红土铝土矿为海水(或湖水)淹没阶段，有的立即为海水(或湖水)淹没，有的则经过一定时间的岩化作用以后才为海水(或湖水)淹没，逐渐深埋地下，经过一段时期的成岩后生作用演变改造后形成原始铝土矿层；第三阶段是表生富集阶段，是原始铝土矿层随地壳抬升到地表浅部后由于地表水或地下水的改造作用，使硅质淋失、铝质富集，形成品位较富的有工业价值的铝土矿矿床。
至于红土型铝土矿矿床，一般认为是现代气候条件下由含铝岩石经风化作用形成的。
我国古风化壳型铝土矿主要形成于石炭纪。
中、晚石炭世的铝土矿分布在我国北方的山西、河南、河北、山东等省，早石炭世的铝土矿分布在南方贵州中部地区。
风化壳型铝土矿的另一个重要成矿期为二叠纪，其中早二叠世铝土矿主要分布在四川、贵州、云南、湖南、湖北等省，晚二叠世到早三叠世铝土矿主要分布在广西、云南、四川、山东、河北、辽宁等省(区)。
本类型铝土矿矿床的形成，都与侵蚀间断面的古风化壳有关。
一般来说，侵蚀间断时期长的，特别是下伏基岩是碳酸盐岩或含铝质多也较易风化的基性喷出岩(例如玄武岩)，所形成的矿床往往矿石品位富，矿层厚，矿体规模大。
在中国寻找古风化壳型铝土矿矿床，除注意地层中侵蚀间断之外，还应注意古地磁的低纬度位置，以及古陆邻近海洋的附近，因为这些地区为海洋气候，潮湿多雨，适宜风化作用的进行。
由于中国古风化壳型铝土矿的形成，经历过“陆生阶段”，因此必须研究堆积古残坡积钙红土层、红土层的低洼地区的古地理环境和古地貌，特别是喀斯特溶洞、溶斗发育规律、分布方向以及喀斯特高地(无矿地区)的分布规律，因为矿层的薄厚、矿体规模的大小受这些因素控制。
铝土矿矿床成因与类型
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刘长龄(1985 1988, 1989 )提出了碎屑胶 混合沉积多因型学说
这种岩溶铝土矿或沉积铝土矿的成矿模式 可以概括为:“各阶段、多因素，不同程度地 连续成矿”。从其搬运方式来说，属于碎屑 与胶体不同程度地兼有或称混合沉积。
此和布申斯基的碎屑沉积,.阿尔汉格尔斯基 的化学沉积而不相同。
按照矿床成因分类，表生作用做题分为风 化作用化沉积作用，与这里的“风化壳铝土 矿床”是一致的。
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本人认为：
①全部的铝土矿床从成因上分还是应该分为风化 型（红土型）和沉积型两大基本成因类型。
②过去认为Al是难容物质，在搬运过程中以胶体 形式为主。现在看来，在有机质保护下的铝质胶 体仍然是一种搬运方式，特别是远距离搬运后， 风化成因的铝土矿团块逐渐磨细到交替的粒度是 合情合理的。
了以后的一些变化）。 两大类矿床具有相同的亚型：
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①原地残积风化壳(红土)及古风化壳(古红 土)亚型铝土矿床
②准原地，或略迁移至洼地或喀斯特溶洞 大气氧条件下堆积或水体中沉积亚型风化 壳(红土)铝土矿床或古风化壳铝土矿床。
③异地迁移至洼地或喀斯特溶洞在大气中 堆积的亚型风化壳(红土)或古风化壳铝土矿 床。
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刘长龄还用“四多” 概括我国主要铝 土矿的成矿特征
a.多源—指沉积铝土矿床的物质来源是多种的。 b.多态—指我国沉积铝土矿床沉积和搬运方式。所谓多
态，认为既有碎屑的搬运 和沉积，也有胶体(并有有机酸护胶)的搬运和沉积。 c.多相—指沉积环境，看来其也是多种的。如湖泊相、
沼泽相、海湾相、泻湖相、河漫滩一湖沼相等。 d.多变—指我国沉积铝土矿床各个阶段都有变化。如风
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中国与老挝铝土矿对比表
伴生有益元素
Ga0.003～0.004%
矿石质量
Ai2O344.27～47.30%,
铝硅比值4～8.5
Ai2O3平均42.9%,变化在28～55.79%，铝硅比值2.6～48.5
矿床规模
51万吨
资源量（332＋333＋334）8384万吨
注：福建漳浦与海南蓬莱铝土矿为同一类型，漳浦已开采。
从矿床特征上，老挝巴松铝土矿规模大，目前中国红土型铝土矿还没有这样大的矿床。铝硅比值多数大于3.5。
矿体主要赋存在残积层中，矿体面积较大，长0.65～3.7km。宽140m～300 m,厚0.3～14.3m,含矿率32～4159km/m3。
矿石结构构造
主要为团块状构造，大小不一，3cm～0.5m不等。矿石多保留玄武岩球状风化构造特征，。
主要为块状、结核状构造；泥状和胶状结构。
矿石矿物
矿石矿物：主要为三水铝石、一水软铝石（少量），脉石矿物：主要由高岭石、石英、赤铁矿等。
红土型铝土矿对比表
类型
特征
中国福建漳浦铝土矿（三水铝石型）
老挝巴松铝土矿（三水铝石型）
含矿地层
由玄武岩近地表条件下风化形成的红土及铝土矿石团块组成。含矿层由残积层和坡积层组成。
由玄武岩在近地表条件下风化形成的松散红土组成，内含数量不等的铝土矿石结核。含矿层由残积层组成。
矿体特征
矿体主要赋存在残坡积层中，矿体面积较小，0.2～0.8km2,矿体厚度一般在0.2～3m，含矿率100～500km/m3。
常见矿床类型总结
常见矿床类型总结产于钙质、炭质沉积岩中的，⾦呈次显微-超显微的浸染状赋存于含⾦黄铁矿中的⼀类⾦矿床，因20世纪60年代初最早发现于美国内达华州卡林地区⽽得名。
典型矿例：美国：Carlin,Getchell,Gold Quarry等；中国：东北寨、桥桥上、马脑壳、阳⼭、板其、⽛他等。
（⼩区域中的⼤资源）矿床特征：1.陆缘地壳减薄拉张区。
2.矿床常呈群呈带出现，构成巨⼤的矿集区。
3.含矿主岩为各种不纯的（泥质、粉砂质、炭质）碳酸盐岩、细碎屑岩（钙质、炭质粉砂岩、页岩）和硅质岩。
4.成矿受构造控制明显，尤其是⾼⾓度正断层与有利岩性层位交切部位是成矿的有利场所。
5.常发育不同的围岩蚀变，蚀变带较宽，但蚀变较弱，矿体与围岩渐变过渡。
6.矿体多呈似层状、透镜状和脉状，形态产状受⾼⾓度断层及其旁侧褶皱构造控制。
7.中低温热液矿物组合：矿⽯矿物主要为黄铁矿、含砷黄铁矿、毒砂，次为辉锑矿、雄黄、雌黄、⾠砂、⽩铁矿、磁黄铁矿等；脉⽯矿物为⽯英、⽟髓、⽅解⽯、铁⽩云⽯、绢云母、重晶⽯、钠长⽯。
矿⽯构造以浸染状、细脉状、⽹脉状、⾓砾状构造为主。
⾦以次显微-超显微形式出现（含砷硫化物中-不可见次显微⾦，中晚期硫化物与⽯英等脉⽯矿物中-显微⾦和明⾦）。
8.矿⽯中⾦品位⼀般低⽽分散，矿⽯储量⼀般在100万-1亿吨，品位1-15g/t。
⾦储量⼀般为⼏吨⾄⼏⼗吨，个别达100t以上。
9.成矿流体具中低温、低盐度特征，含较⾼的CO2和⼀定量的H2S。
成矿深度⼀般在1-3Km。
成因：1.含矿流体的来源：⽔主要来⾃下渗的⼤⽓降⽔，部分来⾃沉积物成岩压实过程中释放出的同⽣⽔；⾦属组分和硫主要来⾃沉积地层。
2.含矿流体的迁移：含矿热液主要在重⼒（密度差）和构造应⼒等驱动下发⽣对流循环，并沿⾼⾓度断层向上运移，到达浅部后沿孔隙度和渗透率⾼的有利岩性层位渗透交代-充填成矿；⾦主要以硫氢化物络合物的形式搬运。
3.矿质沉淀机制：成矿流体由于温度降低、流体成分改变以及与近地表含氧酸性溶液的混合⽽使⾦络合物分解，导致⾦沉淀富集。
铝土矿介绍
铝土矿介绍一、矿物原料特点自然界已知的含铝矿物有258种，其中常见的矿物约43种。
实际上，由纯矿物组成的铝矿床是没有的，一般都是共生分布，并混有杂质。
从经济和技术观点出发，并不是所有的含铝矿物都能成为工业原料。
用于提炼金属铝的主要是由一水硬铝石、一水软铝石或三水铝石组成的铝土矿。
一水硬铝石又名水铝石，结构式和分子式分别为AlO(OH)和Al2O3·H2O。
斜方晶系，结晶完好者呈柱状、板状、鳞片状、针状、棱状等。
矿石中的水铝石一般均含有TiO2、SiO2、Fe2O3、Ga2O3、Nb2O5、Ta2O5、TR2O3等不同量类质同象混入物。
水铝石溶于酸和碱，但在常温常压下溶解甚弱，需在高温高压和强酸或强碱浓度下才能完全分解。
一水硬铝石形成于酸性介质，与一水软铝石、赤铁矿、针铁矿、高岭石、绿泥石、黄铁矿等共生。
其水化可变成三水铝石，脱水可变成α刚玉，可被高岭石、黄铁矿、菱铁矿、绿泥石等交代。
一水软铝石又名勃姆石、软水铝石，结构式为AlO(OH)，分子式为Al2O3·H2O。
斜方晶系，结晶完好者呈菱形体、棱面状、棱状、针状、纤维状和六角板状。
矿石中的一水软铝石常含Fe2O3、TiO2、Cr2O、Ga2O3等类质同象。
一水软铝石可溶于酸和碱。
该矿物形成于酸性介质，主要产在沉积铝土矿中，其特征是与菱铁矿共生。
它可被一水硬铝石、三水铝石、高岭石等交代，脱水可转变成一水硬铝石和α刚玉，水化可变成三水铝石。
三水铝石又名水铝氧石、氢氧铝石，结构式Al(OH)，分子式为Al2O3·3H2O。
单斜晶系，结晶完好者呈六角板状、棱镜状，常有呈细晶状集合体或双晶，矿石中三水铝石多呈不规则状集合体，均含有不同量的TiO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Ta2O5、Ga2O3等类质同象或机械混入物。
三水铝石溶于酸和碱，其粉末加热到100℃经2h即可完全溶解。
该矿物形成于酸性介质，在风化壳矿床中三水铝石是原生矿物，也是主要矿石矿物，与高岭石、针铁矿、赤铁矿、伊利石等共生。
铝土矿地质特征及成矿条件探析
2019(3)：75-76. [5] 周晓颖. 山西交口韩家沟一带铝土矿体地质特征及矿床成
因探讨[J]. 华北自然资源, 2020, 96(3):36-38. [6] 覃清. 铝土矿地质与成因分析[J]. 有色金属文摘, 2018, 33202Biblioteka 年第 7 期西部探矿工程
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铝土矿地质特征及成矿条件探析
李月雷*
（山西省第三地质工程勘察院，山西 晋中 030602）
摘 要：铝土矿指的是可以在工业中进行使用，将一水铝石以及三水铝石等作为基本成分矿物的矿 石统称。对金属铝进行生产的过程中，铝土矿属于主要原料，同时这也属于其在应用方面的最佳领 域。就金属铝的生产而言，对铝土矿的使用量，占全球总产量的 90%。尽管铝土矿在非金属方面的 使用量较小，但其用途极其的宽泛。基于此，主要分析了铝土矿地质特征及成矿条件探析，以供参 考。 关键词：铝土矿；地质特征；成矿条件 中图分类号：P61 文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2021)07-0175-03
若是铝土岩所埋藏的深度不够深的时候，或直接 裸露在地表，因为长时间受到风化侵蚀，受地表水和雨 水的影响，进而导致酸性容易极易形成，在酸性溶液的
影响下，会导致粘土矿物产生脱硅的情况，雨水会冲走 经过溶解得到的 Fe(OH)3、Si02，由于化学性质较为稳 定，进而使得 Al2O3 被留在原来的地方，这便会提高矿 石质量，矿石结构也会更松，颜色也会变得更浅。
总而言之，在工业中铝土矿占据着极为重要的位 置，对此需要促进铝土矿勘察工作质量的提高，尽快开 发利用铝土矿矿产资源，在开发过程中注意不破坏环 境，严格遵循国家相关法律法规，确保开发的合理性和 科学性，有效借助矿产资源，促进资源利用率提升，为 地区经济良好发展创造良好的条件，提高经济效益以 及社会效益，推动社会经济良好发展。
我国三水铝石铝土矿的矿物学特征研究
矿 产 保 护 与 利 用
Ｃ Ｓ Ｒ ＡＴ ＯＮ Ａ Ｄ Ｔ Ｌ Ｚ Ｔ Ｏ Ｆ ＭＩ ＥＲ Ｌ Ｒ Ｓ ＲＣ Ｓ ＯＮ Ｅ Ｖ Ｉ Ｎ Ｕ Ｉ Ｉ Ａ Ｉ Ｎ Ｏ Ｎ Ａ Ｅ ＯＵ Ｅ
Ｎ ． ｏ６ Ｄｅ ．２ ｏ８ ｃ ｏ
我 国 三 水 铝 石 铝 土 矿 的矿 物 学 特 征 研 究
积 约 １０ｋ ０ ｍ 。矿 区与基 隆 市 和 台北市 的最近距 离 分 别为 １ ｍ 和 ３ ｍ， 台湾 著名 的 火 山岩 区 和 ５ｋ ０ｋ 是 地 热 区。大屯 山火 山群 由约 ２ 安 山岩质 火 山岩 ０个
口。随着各 国对 资 源保 护 政 策 的 实施 ， 国进 口三 我 水 铝土 矿原料 的成 本 也越 来 越 高 ， 因此 开展 国 内三 水铝土 矿资源调 查 ， 强相 关方 面 的地 质工作 ， 加 开展
ｉｓｍｉ ｅ ａｏ ｉ ａ ｈａａ ｔｒｓｉｓ ｉ ｃｕ ｎ ｎ ｒｌ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ，ｍｉ ｅ ａ ｔｕ ｔ ｅ ｉ ａ ｇ ｉ ｔ ｎ ｒｌ ｇｃ ｌｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｎ ｌｄｉｇ ｍｉｅ ａ ｏ ｓｉ ｔ ｔ ｎ ｒｌ ｓｒ ｃｕｒ ｎ Ｇｕ ｎ ｘ ，Ｈａｎ ｉ—
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工艺矿 物学特征 研 究 ， 目前 就显 得尤 为 重要 。本 文
体 和火 山锥所 组 成 。安 山 岩体 是 由安 山岩 流 、 山 火
铝土矿石中指标MKN
铝土矿石中指标MKN很早以前就对铝土矿的类型进行了划分。
铝土矿矿床，根据矿物含量的多少把铝土矿划分为四种指标类型：一水硬铝石型（MKN）、一水软铝石型、三水铝石型和高岭石型。
铝土矿分为三种类型：一水型、三水型和混合型(一水和三水)。
1、铝土矿矿石的分类1947年罗日科娃和索波列娃将铝土矿进一步详细划分成以下类型：(1)含一水氧化铝的铝土矿这种类型的铝土矿包含以下几种：一水软铝石一一水硬铝石型(一水硬铝石占多数)，高岭石一一水硬铝石型（MKN），绿泥石一一水硬铝石型，一水软铝石型，高岭石一水软铝石型。
——水氧化铝的铝土矿常为一水软铝石、一水硬铝石或混合成分，大部分含有铁质矿物，含高岭石、绿泥石的混合物，少数混入方解石、菱铁矿、黄铁矿和刚玉。
西伯利亚、中亚、南欧和土耳其等地铝土矿床大部分是这种矿物类型。
有的以一水软铝石为主，有的以一水硬铝石为主，但只有一水软铝石或一水硬铝石的矿床非常少见。
(2)含三水氧化铝的铝土矿这种类型的铝土矿包含以下几种：三水铝石型(石质和疏松的)，高岭石一三水铝石型(疏松的和黏土质的)，多水高岭石——三水铝石型，水铝英石一三水铝石型。
三水氧化物的铝土矿多为铁质或弱铁质，通常含一定数量的高岭石或刚玉，有的含有菱铁矿或方解石。
铁质三水铝石型铝土矿分布范围广，热带地区、西伯利亚、哈萨克斯坦的许多矿床多为该种类型;贫铁的三水铝石型铝土矿。
(3)含一水和三水氧化铝的铝土矿这种类型的铝土矿主要是三水铝石一一水软铝石型。
三水铝石型矿床中有大量的一水软铝石，如牙买加、印度、非洲等地的铝土矿.该类矿石由于混入一些磁赤铁矿和磁铁矿，因此一般为磁性铝土矿。
我国铝土矿可以划分为古风化壳型和红土型两个类型。
我国铝土矿矿石总量的98%以上属于古风化壳型铝土矿（MKN），该种指标类型的铝土矿是由红土风化作用形成的，上层一般有较新的地层覆盖，矿物组合主要是铝土矿物，其次是黏土矿物、含铁矿物.有少量含钛矿物和微量重矿物。
铝土矿地质与成因分析
铝土矿地质与成因分析摘要：铝土矿是金属铝的原材料，它是重要的矿产资源。
本文对铝土矿地质与成因进行了研究，深入认识其特征及成因，希望更好地促进铝土矿地质学发展具有重要意义。
关键词：铝土矿；地质；成因我国是世界主要铝土矿生产国之一，铝土矿资源分布高度集中，主要分布于山西、河南、贵州、广西四省，占全国储量的90.9%（山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%），其次，在山东、云南、四川等地区也有一定储量的铝土矿。
1铝土矿矿床分布与分类我国铝土矿产于古生界、中生界和新生界各地层之中，以石炭纪和二叠纪铝土矿分布最广；石炭纪铝土矿大量分布于华北准地台上，二叠纪铝土矿则大量分布于扬子和华南准地台上。
根据基岩类型，铝土矿床主要分为两种：红土型、喀斯特型。
红土型铝土矿主要产于铝硅酸盐基岩上，喀斯特型铝土矿主要产于碳酸盐岩古喀斯特面上。
在我国喀斯特型属硬水铝石型，也称之为硬水铝石喀斯特型铝土矿，在我国总储量超过了85%，主要分布在广西、贵州、山西、河南等地区；红土型属于三水铝石型，也称三水铝石红土型铝土矿，主要分布在桂中、福建漳浦、广东雷州半岛和海南蓬莱等地。
根据成因类型，铝土矿床规范分为三种：红土型、堆积型、沉积型。
我国铝土矿主要为沉积型。
其中，沉积型矿床储量占有92.25%，主要分布在山东、河南、山西、贵州等地区；堆积型矿床储量占有6.21%，主要分布在云南、广西等地区；其余为红土型矿床。
2铝土矿物质组成不同类型铝土矿的矿石矿物组成存在较大的差异，一水硬铝石型铝土矿的矿物组成以一水硬铝石为主，在40%-95%之间；其次是高岭石，在10%-40%之间；其余还有蒙脱石、水云母等；除此之外，还含有少量的针铁矿、褐铁矿、黄铁矿、赤铁矿、金红石、锆石等；次要矿物组分中也含有一些次生三水铝石、一水软铝石、微量独居石、少量石英等。
三水铝石型铝土矿矿物组分，以三水铝石为主，在30%-95%；其次含有少量高岭石、一水硬铝石、赤铁矿、褐铁矿、石英、锆石、蛋白石等。
铝土矿地质与成因研究进展(王庆飞,《地质与勘探》2012.3)
第48卷 第3期2012年5月 地质与勘探GEOLOGY AND EXPLORATION Vol.48 No.3May ,2012[收稿日期]2011-12-10;[修订日期]2012-01-18;[责任编辑]郝情情㊂[基金项目]河南省覆盖区铝(粘)土矿资源潜力评价和找矿技术研究项目(项目编号:(编号:资[2010]矿评01-12-13号));广西地质矿产勘查开发局地质勘查项目(编号:桂地矿技【2008】02号);豫西铝土矿成矿物质来源研究(项目编号:41102048)和新世纪优秀人才支撑计划(项目编号:NCET-10-0752)资助㊂[第一作者]王庆飞(1978年-),男,副教授,现主要从事固体矿产和数学地质等方面研究㊂E-mail:wqf@㊂铝土矿地质与成因研究进展王庆飞1,邓 军1,刘学飞1,张起钻2,李中明3,康 微1,蔡书慧1,李 宁1(1.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京 100083;2.广西壮族自治区地质矿产勘查开发局,广西南宁 530023;3.河南省地质调查院,河南郑州 450000)[摘 要]我国铝土矿矿产时空分布广,类型多样,铝土矿地质与成因研究对促进铝土矿地质学发展有重要意义㊂本文从铝土矿矿床分类㊁铝土矿的矿体形态与内部结构㊁矿体层序㊁物质组成㊁物质来源㊁成矿环境和成因机制等方面,综述了国内外铝土矿地质学的研究进展,阐释了我国铝土矿的部分特征,提出了近年我国铝土矿研究的部分新方法与观点;应用铝土矿中碎屑锆石U-Pb 和Lu-Hf 同位素特征,判识了多个喀斯特型铝土矿集中区的物质来源,提出多数喀斯特型铝土矿多具有异源特征,与区域重大地质事件具有成因联系,是洋陆俯冲㊁大陆漂移以及集中风化等多因耦合的结果㊂提出了我国喀斯特型铝土矿迁移机制,认为华北板内铝土矿(山西㊁河南)成因机制主体为 离子结晶与碎屑沉积”综合成因;而华南铝土矿(贵州㊁广西)成因机制主体为 离子结晶”成因㊂[关键词]中国铝土矿 分类 物质演化 物质来源 成矿环境 成因机制[中图分类号]P618 [文献标识码]A [文章编号]0495-5331(2012)03-0430-19Wang Qing-fei ,Deng Jun ,Liu Xue-fei ,Zhang Qi-zuan ,Li Zhong-ming ,Kang Wei ,Cai Shu-hui ,Li Ning.Review on research of bauxite geology and genesis in China [J ].Geology and Exploration ,2012,48(3):0430-0448.1 引言铝土矿是在潮湿的热带-亚热带气候条件下地表风化作用的产物,富含Al㊁Fe 和Ti 的氢氧化物和氧化物(Bárdossy,1982;Bárdossy and Aleva,1990;D'Argenio and Mindszenty,1995;Calagari and Abedi⁃ni,2007;Deng et al .,2010)㊂铝土矿是金属铝的主要原料,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上,铝土矿还可应用于耐火材料㊁研磨材料㊁化学制品及高铝水泥的加工㊂2008年世界铝土矿储量为270亿t,几内亚㊁澳大利亚㊁越南的储量居世界前3位,其中中国铝土矿储量占世界总储量的3%㊂2008年世界铝土矿产量为2.11亿t,生产铝土矿的国家有澳大利亚㊁几内亚㊁巴西㊁中国㊁印度等国家,其中中国生产的铝土矿占世界总量的10%㊂2008年世界原铝产量为3926.39万t,美国㊁俄罗斯㊁加拿大㊁中国等国家是原铝生产大国,其中中国原铝产量占世界原铝总产量的34%(数据来自‘Mineral Com⁃modity Summaries“,2008,2009)㊂总体而言,中国铝土矿资源储量不多,但是需求量巨大;从而深入认识中国铝土矿成因与分布规律,大力开展铝土矿勘查有重要现实意义㊂中国铝土矿分布的时空范围较广,成因类型多样,成矿过程复杂,影响因素多;对中国铝土矿成因的深入揭示对于发展铝土矿成矿理论有重要作用㊂国际铝土矿研究主体起步于20世纪初期,在近一个世纪研究中,前人从铝土矿矿床地质特征㊁类型划分㊁物质组成㊁物质来源与成因理论等多个方面做了系统探索,深入揭示了铝土矿成矿环境与成矿过程,取得了重大的成果㊂与国际铝土矿相比,中国铝土矿研究起步相对较晚;经过几代研究者的持续工作,在物质组成㊁矿床成因等方面的研究都有较大进34展;但是由于成矿过程与物质赋存状态复杂,研究难度较大;在物质来源㊁成矿方式等方面也存在诸多争议㊂本文综述了国内外铝土矿研究的主要研究方法与进展,初步提出了中国铝土矿成矿的一些新观点㊂2 铝土矿矿床分类2.1 分类体系铝土矿的分类经历了长达一个世纪的探索与研究㊂诸多国内外学者通过铝土矿的物质组成㊁矿体形态㊁地质产状㊁基岩类型㊁矿床成因以及产出大地构造背景等对铝土矿展开了详细的分类研究㊂最早区分不同类型铝土矿的主要依据是矿石的矿物和化学组成(Lapparent,1930;Schneiderhohn, 1944;Konta,1958)㊂但是由于大多数铝土矿都具有不一样的化学和矿物组成特征,因此该分类结果只能将铝土矿地球化学和矿物学方面区分开㊂Peive(1947)首先认识到矿体所在大地构造位置的重要性,所以根据大地构造背景将铝土矿进行了分类㊂但构造背景分类也存在不足之处,即大地构造过程只能间接地影响铝土矿矿化过程,不能作为标准区分开各类铝土矿㊂之后,铝土矿矿体形状和地质产状被列为铝土矿分类的标准(Harder and Greig,1960;Patterson,1967;Grubb,1973;Patter⁃son et al.,1986);该分类模型的优点为其反映了矿体形状和位置的真正差别,然而模糊性仍然存在㊂此外,一些纯成因分类也被提到(Vikulova,1946; Bushinsky,1975;Saposhnikov,1975;Kirpal, 1977);成因分类的一个共同缺点即一些标准都是演绎和理论化的,野外实际的应用性较差㊂目前,应用最广泛的是根据基岩来分类㊂根据基岩类型,铝土矿主要分为喀斯特型和红土型两类㊂产于碳酸盐岩古喀斯特面之上的称为喀斯特型铝土矿,产于铝硅酸盐岩之上的称为红土型(Bárdossy and Aleva,1990;D’Argenio and Mindszenty,1995)㊂喀斯特型铝土矿据其产出大地构造背景又可划分为板内喀斯特型铝土矿和造山带型铝土矿;其中,造山带型铝土矿占喀斯特型铝土矿总量约85%(D’Ar⁃genio and Mindszenty,1995)㊂应用基岩分类的本质观念是基岩或者母岩的组成物质影响着矿体的形态㊁物质组成与岩石学特征矿体㊂因此,近年来,根据基岩类型进行的铝土矿分类被广泛应用在世界各地铝土矿研究中(Horbe and Costa,1999;Mordberg, 2001;Laskou,2003;Mameli et al.,2007;Deng et al.,2010)㊂2.2 中国铝土矿矿床分布与类型我国铝土矿产于古生界㊁中生界和新生界各地层之中,以石炭纪和二叠纪铝土矿分布最广;石炭纪铝土矿大量分布于华北准地台上,二叠纪铝土矿则大量分布于扬子和华南准地台上(表1)㊂依据基岩类型,我国铝土矿主体可以分为两种类型㊂第一类为喀斯特型铝土矿,含铝矿物主要为硬水铝石,也称为硬水铝石喀斯特型铝土矿㊂喀斯特型铝土矿占据我国铝土矿总资源量的85%以上,主体分部在山西㊁河南㊁贵州和广西等地区(Wang et al.,2010;刘学飞,2011)㊂第二类为红土型铝土矿,主要分布在桂中㊁福建漳浦㊁广东雷州半岛和海南蓬莱等地,主要含铝矿物为三水铝石,也称三水铝石红土型铝土矿㊂其中,桂中地区红土型铝土矿铁含量较高,也称之为高铁红土型铝土矿㊂我国铝土矿的工业类型主要包括高铁型铝土矿㊁高铁低硫型铝土矿㊁高硫型铝土矿㊁低铁低硫型铝土矿和中㊁高铁型铝土矿,其中以高铁铝土矿和低铁低硫型铝土矿为主导㊂我国铝土矿发育地层时代㊁主要分布地区㊁自然类型㊁工业类型以及成因类型见表1㊂3 矿体结构与共生矿产含矿岩系层序与矿体内部结构的研究有助于理解铝土矿的形成过程㊂目前,主要借助沉积学㊁层序地层学㊁沉积古地理㊁矿田构造㊁地貌地形学㊁岩溶学和数理统计等多学科综合研究,进行探索铝土矿层序格架和解析矿体内部结构特征(图1)㊂3.1 矿体层序(1)华北铝土矿:含矿岩系层序组成严格受喀斯特地形控制㊂以华北G层铝土矿溶斗和溶洼型矿体为例,论述其含矿岩系层序特征㊂在溶斗内部,自下到上包括铝质粘土㊁豆鲕状铝土矿㊁块状铝土矿㊁铝土质粘土㊁碳质泥页岩㊁砂岩/灰岩(顶板);在溶斗周围隆起处,自下而上包括风化壳(铁质粘土)㊁块状铝土矿㊁铝土质粘土岩㊁碳质泥页岩㊁砂岩/灰岩(顶板);在局部地形更高的区域,层序中缺失了铝土矿层,自下而上包括风化壳(铁质粘土)㊁铝土质粘土岩㊁砂岩/灰岩(顶板),或者没有地层记录,直接与顶板接触㊂在溶洼为主的古地形中,在溶洼内部,层序自下而上包括铝质粘土(含菱铁矿粘土)㊁豆鲕状铝土矿㊁粘土质铝土矿/粘土岩/碳质泥134第3期 王庆飞等:铝土矿地质与成因研究进展 表1 中国铝土矿时代㊁分布及其类型Table 1 Metallogenic epochs ,distribution and types of bauxite deposits in China地层时代主要矿区自然类型工业类型成因类型第四纪桂西平果㊁那坡㊁田阳㊁靖西等硬水铝石型高铁型铝土矿喀斯特型(堆积型)更新世桂中的贵港㊁横县㊁宾阳㊁来宾㊁武鸣等三水铝石型高铁型铝土矿钙红土型第三纪福建漳浦,广东雷州半岛,海南蓬莱三水铝石型高铁低硫型铝土矿红土型晚二叠世广西田阳㊁平果,湖南保靖㊁怀化,陕西西乡硬水铝石型高硫型铝土矿喀斯特型(沉积型)早二叠世湖南泸溪㊁慈利,四川南川,辽宁本溪田师付等硬水铝石型低铁低硫型铝土矿喀斯特型(沉积型)晚石炭世贵州开阳㊁息峰㊁遵义,河南张瑶院㊁杜家沟㊁新安郁山㊁山西平陆,陕西铜川㊁白河硬水铝石型低铁低硫型铝土矿喀斯特型(沉积型)中石炭世辽宁本溪㊁复州湾,山东淄博,河北唐山㊁滦县,陕西府谷,四川昭化等硬水铝石型中㊁高铁型铝土矿喀斯特型(沉积型)图1 铝土矿研究框架图Fig.1 Framework diagram of bauxite study methods页岩㊁块状铝土矿㊁铝质粘土岩㊁碳质泥页岩㊁砂岩/灰岩(顶板);向溶洼开口方向延伸层序组成变的简单,自下而上包括铁质粘土㊁块状铝土矿㊁铝土质粘土㊁碳质泥页岩㊁顶板砂岩/灰岩(图2)㊂铝土矿体的层序特征反映了不同部位的氧化 还原条件的不同㊂(2)桂西铝土矿:桂西喀斯特型铝土矿包括二叠系沉积型和第四系堆积型两种类型的铝土矿㊂二叠系沉积型铝土矿赋存于二叠系三合组底部,茅口组古喀斯特面之上㊂铝土矿含矿层序受古喀斯特地形地貌控制(图3)㊂含矿岩系主体由下部的铁质粘土岩/铁帽和上部的含铝岩系组成;含铝岩系中铝土矿层数受古喀斯特地貌的控制,在以喀斯特洼地中,234 地质与勘探 2012年图2 华北溶洼型铝土矿层序组成示意图Fig.2 Sketch illustrating bauxite horizons in the karstic depression in North China1-白云岩;2-泥质白云岩;3-灰岩;4-粗砂岩;5-砂岩;6-泥砂岩;7-泥页岩;8-豆鲕粒铝土矿;9-块状铝土矿; 10-铝质粘土;11-铁质粘土;12-碳质泥岩;13-杂色泥页岩;14-铁锰质团块;15-铝质泥岩;16-铁质风化壳;17-煤层1-dolostone;2-muddy dolostone;3-limestone;4-gritstone;5-sandstone;6-siltstone;7-clay-shale;8-beansoolitic bauxite;9-massive bauxite;10-aluminum clay;11-irony rock;12-carbonaceous mudstone;13-variegated clay shale;14-mass of iron and manganese;15-aluminum mudstone;16-irony weathering;17-coal seam经常包含两个铝土矿-碳质泥岩/粘土岩旋回;局部地区也包含三个铝土矿-碳质泥岩/粘土岩旋回;在岩溶高地处,通常只包含一个铝土矿-碳质泥岩/粘土岩旋回㊂堆积铝土矿矿体赋存于岩溶洼地内第四系更新统岩溶堆积红土层中(图4)㊂含矿层序从底向上包括红土层㊁堆积型铝土矿和上部粘土层;反映了第四纪红土化过程与矿石堆积过程的共同发展㊂(3)贵州铝土矿:贵州铝土矿主体赋存于晚石炭世九架炉组中,主要包括两种剖面类型(刘平, 1995)㊂第一类型为铁质岩-铝质岩类型㊂该类型剖面下部主要为铁质粘土岩㊁绿泥石粘土岩㊁绿泥石岩,常夹块状㊁豆鲕状的赤铁矿㊁绿泥石铁矿㊁菱铁矿及褐铁矿透镜体和结核,局部构成铁矿体,并时与黄铁矿体共生㊂剖面的中上部为铝质岩,包括各种类型的铝土矿和铝土岩,常夹粘土岩,偶尔有炭质粘土岩和劣质煤㊂第二类型为粘土岩-铝质岩类型㊂下部主要为伊利石粘土岩,常含星点状㊁结核状㊁致密块状黄铁矿,局部构成工业矿体;中上部有各种铝质岩夹粘土岩,偶尔夹炭质粘土岩和劣质煤;该此类剖面结构在全区范围内普遍发育㊂(4)桂中铝土矿:铝土矿和高岭土矿共生㊂桂中红土型铝土矿主要分布在泥盆系㊁石炭系碳酸岩溶准平原内低丘㊁矮岭和台地的第四系红土层中,具有明显的垂向分带性㊂自下向上依次为:灰岩㊁粘土层㊁铝土矿层㊁表土层㊂但由于第四纪的水动力条件,使得各地的铝土矿有明显差异,主要体现在垂直分带的差异㊂剖面类型主要包括如下几种:①底板灰岩之上为表层土,此种剖面类型的矿点含矿石较少,无开发价值;②底板灰岩之上为铝土矿层,铝土矿含矿率较高,通常达到中等含矿强度;③底板灰岩之上为粘土层㊁铝土矿层;④自下而上为粘土层㊁铝土矿层㊁表层土或没有表层土;⑤单一的铝土矿层;⑥高岭土层㊁表层土㊂3.2 品位-吨位曲线含铝岩系中多存在几种矿石类型:粘土岩㊁铁矿㊁粘土质铁矿㊁粘土质铝土矿㊁铝土矿;很多情况下,各种类型矿石存在过渡层位;并且根据铝土矿的质量不同,有多种不同的工业用途;从而建立矿体的品位-吨位模型可以为矿区矿石开采提供基础依据㊂在此,介绍一个简便的计算方法;公式(1)为基于个数-规模模型的矿石储量估算分形模型(FMRE -NS)(Wang et al,2010a):334第3期 王庆飞等:铝土矿地质与成因研究进展 图3 桂西二叠系铝土矿含矿岩系层序组成特征Fig.3 Columns showing the stratigraphic sequence of Permian bauxite horizons in thekarstic depression in western Guangxi ProvinceA-平果高基铝土矿;B-平果太平11号矿体;C㊁D-平果那沙37号铝土矿体;1-粉砂岩;2-粉砂质泥岩;3-炭质页岩;4-泥页岩;5-炭质泥页岩;6-钙质泥页岩;7-铝土岩;8-粘土岩;9-灰岩;10-泥质灰岩;11-铁帽;12-铝土矿A-Gaoji bauxite deposit in Pingguo County;B-No.11orebody in Taiping bauxite deposit in Pingguo County;C,D-No.37orebody of Nasha bauxite deposit in Pingguo County;1-aleuvite;2-silty mudstones;3-carbonaceous shale;4-clay-shale;5-carbonaceous clay-shale;6-calciumclay-shale;7-bauxitite;8-claystone;9-limestone;10-argillaceouslimestone;11-gossan;12-bauxite434 地质与勘探 2012年图4 桂西堆积型铝土矿层序特征Fig.4 Stratigraphic column showing sequence of the Quaternary bauxite in the bauxite deposit of westernGuangxi Province1-第四纪覆盖物;2-红土;3-石灰岩;4-铝土矿;5-石灰岩碎片;6-取样1-Quaternary covers;2-halloysit;3-limestone;4-bauxite;5-limestone fragments;6-samplingO a =ρAUD 1éëêêê1D 1(U 1-D 12-U 1-D 11)(1-D 1)+∑n -1i =2D i ∏n -1i =2U D i -D i-1i(1-D i )(U 1-D i i +1-U 1-D i iùûúúú)(1)式中O a 为矿化带质量,ρ为矿石密度,A 为矿体面积,U i 为分形模型中第i 段矿化厚度的分界值,D i 为相应的分维值㊂平均品位-边界品位模型公式为(Wang et al ,2010b):G m =C i D i 1-D i (G 1-D i i+1-G 1-D i c )+∑nj =i+1C j D j 1-D j(G 1-D j j +1-G 1-D jj)C i G -D i c -C n G -D nmax(2)式中G m 为矿石的平均品位,G c 为矿石的边界品位,G i 为模型中第i 段的分界品位,G max 为矿石中元素最大含量,C i 为第i 段个数-规模(N-S)分形模型的常数㊂吨位-边界品位模型公式(Wang et al ,2010b):O =O a G -D i c G -D 1a ∏i j =2G D j -D j-1j(3)式中O 为矿石量,G c 为边界品位,G a 最小非零品位㊂以山西某铝土矿为例,研究了矿体的品位-吨位模型,进一步揭示了矿体结构的特征(图7)㊂矿区共收集135个钻孔数据,厚度范围为0.50~7.78m,Al 2O 3含量范围为43.24%~74.11%,A /S 范围为2.66%~37.86%㊂矿体厚度的个数-规模模型如图5所示,可用4段直线进行拟合㊂已知研究区矿体的面积为10000m 2,矿石密度为3.8g /cm 3,根据公式(1)计算可得矿石吨位为84950.03t㊂在A /S 的N-S 分形模型中,可用4段直线进行拟合㊂通过公式(2)获得A /S 的平均品位与边界品位之间的关系㊂根据公式(3)得到A /S 的矿石吨位与边界品位之间的关系曲线,如图6所示㊂矿区的品位-吨位曲线揭示随着矿石品位(A /S)的升高,矿石量急剧下降㊂图5 宽草坪铝土矿厚度N-S 分形图(原始数据来自山西省第三地质工程勘察院,2002)Fig.5 Number-size model for orebody thicknessin the Kuancaoping bauxite deposit (The original data are from the Third Institute of Geological Engineering Exploration ofShanxi Province ,2002)534第3期 王庆飞等:铝土矿地质与成因研究进展 图6 宽草坪铝土矿A /S 的N-S 分形图(数据来自山西省第三地质工程勘察院,2002)Fig.6 Number-size model for A /S in theKuancaoping bauxite deposit(The original data are from the Third Instituteof Geological Engineering Exploration ofShanxi Province ,2002)图7 宽草坪铝土矿Gc (A /S )与O (t )关系图(数据来自山西省第三地质工程勘察院,2002)Fig.7 Relationship between ore tonnage and cutoffof A /S in the Kuancaoping bauxite deposit (The original data are from the Third Institute of Geological Engineering Exploration ofShanxi Province ,2002)3.3 共生矿产不同类型的铝土矿床由于成矿条件不同,其共生矿产种类也不一样㊂我国喀斯特型(沉积型)铝土矿共生矿产种类最多,其上覆地层中常产有煤㊁熔剂灰岩㊁油页岩等;在含铝岩系中共生有耐火粘土㊁铁矾土㊁铁矿㊁硫铁矿等,其中以耐火粘土和铁矾土为主;低铁㊁低硫高品级的铝土矿其本身也就是高铝耐火粘土矿㊂我国喀斯特型(堆积型)铝土矿共生矿产主要为低品位三水铝石矿㊂红土型中通常共生有高岭土和钴土矿㊂(1)耐火粘土矿:耐火粘土矿是喀斯特型(沉积型)铝土矿中重要的共生矿产,通常和铝土矿是同层位相变或者互相夹层的关系㊂我国耐火粘土主要分布在山西㊁河南㊁河北㊁山东和内蒙古省区的喀斯特型铝土矿中,约占总数的85%,次有贵州㊁辽宁㊁四川和云南等(马兴,1987)㊂耐火粘土矿的工业价值大小视铝土矿床的规模而定;若矿床以铝土矿为主,则耐火粘土为次要矿产,若铝土矿规模小,则矿床以耐火粘土为主㊂低铁低硫型高级铝土矿也是高铝耐火粘土矿,经济价值更大㊂另外,我国独特的桂中高铁红土型铝土矿层顶部共生一层硬质粘土矿值得关注;其主要矿物为高岭石㊂(2)铁矿:通常赋存于喀斯特型(沉积型)铝(粘)土矿之下,底板碳酸盐风化面之上㊂在华北地台之上称为 山西式铁矿”,在贵州称为 清镇式铁矿”㊂矿体延伸长度可达数十米到数百米不等;厚度一般为1~2m㊂该类型铁矿资源量巨大,但目前综合利用程度较低㊂(3)硫铁矿:硫铁矿产出情况有两种,一种是产于喀斯特型(沉积型)铝土矿顶底部粘土岩中,呈星点状㊁团块状;矿石矿物由黄铁矿和粘土矿物组成;该类型硫铁矿广泛分布于我国喀斯特型(沉积型)铝土矿中㊂我国喀斯特型铝土矿中共生硫铁矿综合利用程度不高㊂(4)铁矾土:铁矾土与铝土矿或粘土矿通常共生在一起,主要分布于华北地区的山西㊁河南㊁内蒙古㊁河北等省区㊂矿体赋存于上石炭统本溪组下部含矿岩系中,在高铝粘土层之下㊂(5)低品位三水铝石矿:该类型低品位共生矿产主要分布在我国桂西第四系喀斯特型(堆积型)铝土矿中㊂堆积型铝土矿赋存于第四红土层中;在红土层中存在大量三水铝石;其中约33%的含矿岩系达到边界品位;其最低溶出率达到96%(龙宝林和刘云华,2005)㊂该三水铝石矿具有溶出性能好㊁634 地质与勘探 2012年冶炼成本低,经济价值高等优点㊂桂西是我国重要的三水铝石资源产地,具有良好的综合利用前景㊂(6)石灰岩:石灰岩通常为喀斯特型铝土矿的重要共生矿产之一㊂在我国与喀斯特型铝土矿共生的石灰岩分布比较广泛,储量相当丰富㊂在贵州和广西有黄龙灰岩㊁栖霞灰岩和长兴灰岩等;在华北地台之上有寒武-奥陶系灰岩㊁石炭系本溪组二段中灰岩㊂更重要的是我国桂中红土型铝土矿中底板也共生有大规模的石灰岩矿产㊂(7)钴土矿:我国海南岛-福建沿海一带分布的红土型铝土矿床中普遍共生有淋滤残坡积钴土矿㊂(8)油页岩:主要分布在华北地台之上,产出层位为太原组和山西组㊂矿层层数3~6层㊂最下面的油页岩距铝土矿层仅数米或十余米,含油率为3 ~7%㊂(9)煤:煤是我国喀斯特型(沉积型)铝土矿的重要共生矿产之一;其主要出现于含铝岩系顶部㊂煤系的分布规律严格受古喀斯特地形的控制;煤系通常出现在喀斯特洼地地形中的铝土矿顶部,在全国喀斯特型(沉积型)铝土矿中均有分布㊂(10)锰铁矿(或含锰菱铁矿)㊂主要分布在华北地区二叠系地层中的下石盒子顶部或上石盒子底部,含矿层4~6层,矿体呈似层状㊁透镜状㊂延长一般数十米至数百米,最长3000余米㊂厚度0.2~ 5.71m,一般0.5~1m㊂浅部由含锰的褐铁矿㊁赤铁矿组成,深部为菱铁矿㊂4 矿物组成与演化序列矿物组成及其形成演化过程的研究主要是通过显微镜观察㊁X衍射分析(XRD)㊁扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)㊁电子探针分析(EPMA)㊁差热/热重分析(DTA/TG)㊁红外光谱分析(FTIR)和重砂矿物挑选多种手段综合分析探索(图1)㊂研究发现,不同铝土矿集中区的矿石矿物组成存在较大差异㊂目前为止,从华北铝土矿矿石中识别出矿物类型有30余种㊂吴国炎(1996)将豫西铝土矿中矿物归纳为五大类型:Ⅰ-铝矿物,包括硬水铝石㊁勃姆石和三水铝石;Ⅱ-粘土矿物,包括伊利石㊁高岭石㊁蒙脱石㊁绿泥石㊁叶蜡石㊁地开石㊁埃洛石;Ⅲ-铁矿物,包括赤铁矿㊁针铁矿㊁菱铁矿㊁黄铁矿㊁磁铁矿㊁钽铁矿;Ⅳ-钛矿物,包括金红石㊁锐钛矿和板钛矿;Ⅴ-其他微量矿物,锆石㊁电气石㊁硫磷铝锶矿㊁明矾石㊁方解石㊁石英㊁长石等㊂华北铝土矿总体上是以硅铝钛矿物为主,但是不同地区有不同的矿物组合反映不同的成矿特征(温同想,1996;吴国炎,1996)㊂矿物形成阶段大概可以划分为四个阶段:陆源期㊁同生期㊁成矿期㊁成矿后期和表生期㊂多种方法综合分析了桂西喀斯特型铝土矿中矿物组成㊂分析结果显示组成二叠系喀斯特型(沉积型)铝土矿矿石的矿物包括硬水铝石㊁鲕绿泥石㊁锐钛矿㊁赤铁矿㊁(铝)针铁矿㊁高龄石㊁黄铁矿㊁金红石㊁伊利石㊁石英㊁锆石㊁钛铁矿㊁磁铁矿㊁磷灰石㊁白钛石㊁方铅矿㊁褐铁矿㊁黄铜矿㊁白云母;第四系喀斯特型(堆积型)铝土矿矿石的矿物包括硬水铝石㊁赤铁矿㊁高龄石㊁锐钛矿㊁(铝)针铁矿㊁鲕绿泥石㊁伊利石㊁叶腊石㊁三水铝石㊁石英㊁伊蒙混层㊁金红石㊁锆石㊁白钛石㊁方铅矿㊁磷灰石㊁钛铁矿㊁磁铁矿㊁褐铁矿㊁黄铜矿㊁白云母和少量固溶体系列㊂从沉积型铝土矿向堆积型铝土矿转化过程中,矿石中鲕绿泥石大量溶解,高岭石㊁赤铁矿㊁(铝)针铁矿㊁伊利石㊁叶腊石㊁三水铝石大量结晶形成㊂综合矿物组合特征和成因阐释,将桂西喀斯特型铝土矿中矿物的形成演化划分为物质准备期㊁初次表生期㊁同生期和二次表生期㊂贵州喀斯特型铝土矿的矿石矿物主要是硬水铝石;此外,还有少量的勃姆石㊂自生矿物主要有高岭石㊁伊利石和锐钛矿,次有鲕绿泥石㊁黄铁矿㊁菱铁矿㊁赤铁矿㊁针铁矿㊁重晶石和石膏㊂伴生的陆源碎屑矿物主要包括高岭石㊁蒙脱石㊁伊利石㊁白云母㊁长石及错石㊁电气石㊁磷灰石等重矿物㊂矿物生成阶段主要包括陆源碎屑㊁早期成岩㊁晚期成岩及表生成岩等四个阶段(孙建宏和陈其英,1992)㊂桂中㊁海南以及福建等地铝土矿均为三水铝石红土型铝土矿,主要组成矿物包括三水铝石㊁高岭石㊁针铁矿㊁赤铁矿和锐钛矿等(陈世益等,1992)㊂喀斯特型铝土矿中矿物组合特征可以揭示其成矿环境和成因机制(D’Argenio and Mindszenty, 1995;Mongelli and Acquafredda,1999;Mongelli, 2002;Temur and Kansun,2006)㊂中国华北(山西㊁河南等)喀斯特型铝土矿和华南(桂西㊁贵州等)喀斯特型铝土矿矿物组成的差异指示了区域铝土矿形成环境和机制的差异(张起钻,2011;刘学飞, 2011)㊂铝土矿演化的多阶段更是造就了矿物组成的复杂性;例如,桂西第四系喀斯特型铝土矿为二叠系喀斯特型铝土矿经过再一次风化作用而形成;矿石中出现了二价铁矿物(鲕绿泥石)和三价铁矿物(赤铁矿)共生的现象(Liu et al.,2010)㊂734第3期 王庆飞等:铝土矿地质与成因研究进展 。
铝土矿山水文地质特征的探讨
铝土矿山水文地质特征的探讨贵州贵阳550001摘要：贵州可溶岩分布面积占全省面积的60%以上。
在可溶岩层中，分布着各种类型的地下水。
地下水系统十分复杂，具有独特的水文地质地球化学特征、突出的地球化学敏感性和生态脆弱性。
通过对龙滩坝矿段铝土矿水文地质特征以及井下开采工程基建期间突水突泥的分析，为本区以裂隙充水为主的铝土矿床开采提供了可比拟的依据。
关键词：铝土矿山、井下采矿、水文地质贵州省的铝土矿资源非常丰富。
到目前为止，铝土矿的开采主要以露天采矿为主。
随着地表浅部铝土矿资源的开采枯竭，铝土矿山逐步从地面采矿转入井下采矿。
由我单位承建的中铝贵州分公司龙滩坝矿段井下开采工程，以斜井开拓方式进行采矿设计。
基建期间井下多次遇到特大突水突泥，给基建施工带来极大困难。
根据地勘报告提供的水文地质资料，结合基建阶段实际揭露的水文地质变化情况，对铝土矿的井下水文地质进行初步分析，为今后的铝土矿地下开采提供借鉴。
一、工程概况中铝麦坝铝土矿区龙滩坝矿段位于贵州省清镇市站街镇中寨村,矿区南北长5Km，东西宽1.6Km，矿区面积8Km2。
地理坐标：东经106°22′33″-106°23′45″，北纬26°28′45″-26°36′15″。
麦坝矿区龙滩坝矿段在区域构造中的位置为滇黔桂台向斜北部黔南台凹之北缘，“黔中隆起”南坡。
麦坝矿区与长冲河矿区同处龙头山复式背斜中，其中麦坝矿区位于复式背斜西部的龙滩坝向斜中。
二、矿区水文地质情况根据矿区地勘报告分析，龙滩坝矿段主要为一向斜构造，大部分为碳酸盐岩层所覆盖，形成起伏不大的岩溶丘陵地形。
最高峰为龙头山，标高1585.8m，最低为上麦坝，标高1273.6m，比高312.2m。
地势由北往南逐渐低下，降雨补给面积北迄中寨，南至高石坎，东抵龙头山，西止五台山一带，除龙滩坝有一水沟自四号暗河入口进入地下外，无大的地表水流。
矿段出露地层从老至新有寒武系高台组(Є2g)；下石炭系大塘组（C1d，原九架炉组）、摆佐组(C1b，原黃龙灰岩)；下二叠系梁山组（P1L，原铜矿溪层）、栖霞组（P1q，原阳新灰岩）、茅口组（P1m）。
当前铝土矿地质与成因
产品处理
对选别得到的精矿进行干燥、包装等 处理，以满足市场需求。
05
04
选别
采用重选、浮选、磁选等选别方法， 将有价成分与杂质分离，得到精矿。
铝土矿资源利用及市场
01
铝土矿主要用于生产氧化铝，进 而生产电解铝、铝材等产品。
02
中国是全球最大的铝土矿消费国 之一，其消费量占全球总消费量
的近一半。
全球铝土矿资源丰富，主要分布 在中国、澳大利亚、印度尼西亚 等国家。
联合开采
露天开采和地下开采相结合的开采方式，适用于地表和地下条件都 适合开采的矿体。
铝土矿选矿工艺
洗矿
通过水力或机械方法将矿石中的泥沙 、杂质等清洗干净，提高矿石品位和 降低后续处理的难度。
01
02
碎矿
将大块矿石破碎成小块，以便于后续 处理。
03
磨矿
将矿石磨细，使矿石中的有价成分充 分解离，提高后续选别过程的效率。
成矿物理化学条件
铝土矿的形成需要特定的物理化学条件。这些条件包括高压、高温、富铝和富硅的环境，以及适当的 氧化还原电位。
在这些条件下，岩石和矿物质中的铝和硅被释放出来，形成含铝硅酸盐溶液。这种溶液经过长时间的 沉淀、结晶和聚集，最终形成铝土矿。
成矿演化过程
01
铝土矿的成矿演化过程是一个长期而复杂的过程，通常需要数百万年到数千万 年的时间。
生物成因
生物活动在铝土矿的形成过程中也起到了重要作用。生物活动可以改变水体的 酸碱度和氧化还原电位，从而影响铝土矿的形成和聚集。
03
铝土矿成矿过程
成矿物质来源
铝土矿中的主要成矿物质是铝和硅，这两种元素在地球上分布广泛，但要形成铝土矿，它们必须以特定的比例和特定的形式 出现。
中国铝土矿成因类型划分及对应特征汇总
6%
淄博王村式 (P2(B层)) 中小型 湘西李家田式(P2) 乐山新华乡式(P1) 本溪牛心台式(P1) 铝土矿属于 外生矿床， 有两个重要 成矿条件： 有利的古地 理（地球赤 道两侧的热 带、亚热带 地区，南纬 ３０°至北 纬３０°之 间） 和 古气候（潮 湿热带气候 环境，年平 均温度２３ ～２６℃） 。
伴生有用 元素镓等 。共生矿 产有耐火 粘土、铁 矿、熔剂 灰岩、煤 矿等。 南方红土 型铝土 矿； 北方煤下 铝土矿。
根据矿石 中铁和硫 组分含 量， 可划 分低铁低 硫型铝土 矿、高硫 型铝土矿 和高铁型 铝土矿3种 矿石类型 。
该类矿床系由原 生沉积型高硫铝 土矿在适宜的构 以沉积铝土 造条件下经风化 堆积型 矿或碳酸盐 淋滤， 就地残积 岩为基底 或在岩溶洼地(或 坡地)中重新堆积 而成的。
伴生有用 元素镓等 。共生矿 产有半软 质粘土和 硬质粘土 矿等。
该类矿床产于古 风化壳碳酸盐岩 侵蚀面上。
以碳酸盐岩 为基底 （G层铝土 矿）
75
孝义克俄式(C2) 新安张窑院式(C2) 重庆大佛岩式(P2) 修文小山坝式(C1) 大中型 平果布绒式（P2） 赣西灰埠式(T3) 滇中老煤山式(P2) 滇东麻栗坡式(P2) 滇西鹤庆式（T3）
含矿岩系自上而下 C-P占 由粘土页岩、煤线 75.02%； （ 部分薄煤层） 山西、河 、粘土岩（矿）、 南、广西 其他∈、O 铝土矿、含铁粘土 、贵州 、T等占 岩、铁矿（ 赤铁矿 0.01% 、菱铁矿） 或黄铁 矿等组成。
矿石结构呈土状（粗糖状） 、鲕状、豆状、碎屑状等。 矿物成分以一水硬铝石为主 。Al2O3为40％-75％、 SiO2为4％-18％、Fe2O3为 2％-20%、S<0.8%-8%、A/S 为3-12。
铝土矿资源地质特征
铝土矿资源地质特征2008-01-22 14:05:43 文字大小：【大】【中】【小】浏览次数：209摘要：铝土矿资源地质特征一、矿床时空分布及成矿规律按照廖士范等人的意见，中国铝土矿矿床可分为古风化壳型铝土矿矿床和红土型铝土矿矿床。
中国古风化壳型铝土矿矿床的形成经历了三个阶段。
第一阶段是陆生阶段，是在大气条件下由风化作风形成含有铝土矿矿物、粘土矿物、氧化铁矿物等的残、坡积富铝风化壳物质，例如钙红土层、红土层或红土铝土矿，此阶段为大气条件下原地残积、堆积或异地堆积阶段；第二阶段是富铝钙红土层、红土层或红土铝土矿为海水(或湖水)淹没阶段，有的立即为海水(或湖水)淹没，有的则经过一定时间的岩化作用以后才为海水(或湖水)淹没，逐渐深埋地下，经过一段时期的成岩后生作用演变改造后形成原始铝土矿层；第三阶段是表生富集阶段，是原始铝土矿层随地壳抬升到地表浅部后由于地表水或地下水的改造作用，使硅质淋失、铝质富集，形成品位较富的有工业价值的铝土矿矿床。
至于红土型铝土矿矿床，一般认为是现代气候条件下由含铝岩石经风化作用形成的。
我国古风化壳型铝土矿主要形成于石炭纪。
中、晚石炭世的铝土矿分布在我国北方的山西、河南、河北、山东等省，早石炭世的铝土矿分布在南方贵州中部地区。
风化壳型铝土矿的另一个重要成矿期为二叠纪，其中早二叠世铝土矿主要分布在四川、贵州、云南、湖南、湖北等省，晚二叠世到早三叠世铝土矿主要分布在广西、云南、四川、山东、河北、辽宁等省(区)。
本类型铝土矿矿床的形成，都与侵蚀间断面的古风化壳有关。
一般来说，侵蚀间断时期长的，特别是下伏基岩是碳酸盐岩或含铝质多也较易风化的基性喷出岩(例如玄武岩)，所形成的矿床往往矿石品位富，矿层厚，矿体规模大。
在中国寻找古风化壳型铝土矿矿床，除注意地层中侵蚀间断之外，还应注意古地磁的低纬度位置，以及古陆邻近海洋的附近，因为这些地区为海洋气候，潮湿多雨，适宜风化作用的进行。
由于中国古风化壳型铝土矿的形成，经历过“陆生阶段”，因此必须研究堆积古残坡积钙红土层、红土层的低洼地区的古地理环境和古地貌，特别是喀斯特溶洞、溶斗发育规律、分布方向以及喀斯特高地(无矿地区)的分布规律，因为矿层的薄厚、矿体规模的大小受这些因素控制。
福建漳浦东山地热田基本特征及成因分析
福建漳浦东山地热田基本特征及成因分析
福建漳浦东山地热田是福建省唯一的热储层水热资源，是一个具有优越地理位置、较大资源潜力和多种化利用形式的区域地质热资源集中区。
其主要特征如下：
一、地质构造特征：该热田位于福建燕山造山带和闽南地区的岩体变质与变形的交界带内，透镜形的马鞍状变质岩嵌入于花岗岩和二叠系页岩中，属于构造联系的热水矿床。
热储层位于变质岩体内，形成了代表性的岩溶型热水贮层。
二、水文地质特征：热田中热储层水源来自于降雨侵入伏流水，并在岩溶弱面、裂隙等处聚集形成含水层。
热水通过岩溶孔隙和缝隙分布于岩体内部，形成垂直分布的双子热水体系。
由于热水在地下经过长时间的循环，其中的放射性元素和石英质矿物含量都很高，因此具有良好的辐射保健效益。
三、热水化学特征：该热田的热水主要为中低温、低矿化度和富含硅、铁、锰、锶等元素的碳酸盐型热水。
热水出水温度在35 - 65℃之间，水的pH值在7.0 - 8.8之间，含溶解性固体物质的浓度在1000mg/L以内。
属软硬质水交错地区，硬质水以硫酸根、钙、镁等为主，软质水以碳酸根及钠、钾、铁、锰等为主，具有温和性、含氢氧化物和二氧化碳等的物理性和化学性。
四、成因分析：该热田的形成主要是受控于区域构造、岩浆活动和差异化的地壳热流等多种因素，其中区域断裂构造是热水的成因及分布的重要因素。
地热活动主要受火山热输入和区
域深部地热梯度等效应影响，热水的循环不仅形成了良好的热储层，而且对周边环境的改善发挥了重要的作用。
总之，福建漳浦东山地热田具有优越的地理位置和多种化利用形式，其形成主要是由各种因素相互作用所致。
随着社会发展和环保意识不断提高，其开发利用前景将会更加广阔。
中国大型三水铝土矿的找矿思路和远景
中国大型三水铝土矿的找矿思路和远景
陈国达
【期刊名称】《中国有色金属学报》
【年(卷),期】1991(001)001
【总页数】8页(P2-9)
【作者】陈国达
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P618.45
【相关文献】
1.中国三水型铝土矿成矿地质条件探讨 [J], 李启津;杨国高
2.大型红土型和复成铝土矿矿床远景区预测评价特征 [J], 松江
3.中国大型金矿床类型,地质特征及远景展望（一） [J], 罗镇宽;关康
4.中国大型金矿床类型,地质特征和远景展望（四） [J], 罗镇宽;关康
5.中国南方红土型铝土矿的找矿远景与战略选择 [J], 凌坤跃;朱笑青;王中刚;陈文一
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高铁三水铝石型铝土矿综合利用新工艺的基础研究
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ｏｒｅ
ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
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ｒａｉｓｅｓ
ｇｒｅａｔｌｙ．Ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ
ｓｈｏｒｔａｇｅ ｏｆ
ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｂａｕｘｉｔｅ ａｎｄ ｉｒｏｎ
Ｎａ２Ｓ０３，ｗｈｉｌｅ ｕｎｓｔａｂｌｅ Ｎａ２Ｓ０３ ｉｓ
ｄｅｃｏｍｐｏｓｅ ｉｎｔｏ Ｎａ２Ｓ；ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａ２Ｓ０３ ｈａｓ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
Ｎａ２Ｃ０３ ａｎｄ Ｎａ２Ｓ０４ ｗｈｅｎ ｒｅａｃｔｉｎｇ ｗｉｔｈ Ａ１２０３ ａｎｄ Ｓｉ０２，Ｎａ２Ｓ ｄｏｅｓ ｎｏｔ
铝土矿
(6)制造矾土水泥，研磨材料，陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。
其中最重要的用途是：铝工业中提炼金属铝、作耐火材料和研磨材料，以及用作高铝水泥原料。矿石用途不 同，其质量要求各异。中国有色金属工业总公司1994年发布的铝土矿石的行业标准(YS/T78-94)。
资源特点
铝土矿中国铝土矿除了分布集中外，以大、中型矿床居多。储量大于2000万t的大型矿床共有31个，其拥有 的储量占全国总储量的49%；储量在2000～500万吨之间的中型矿床共有83个，其拥有的储量占全国总储量的37%， 大、中型矿床合计占到了86%。中国铝土矿的质量比较差，加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量 的98%以上。在保有储量中，一级矿石(Al2O360%～70%，Al/Si≥12)只占1.5%，二级矿石(Al2O351%～71%， Al/Si≥9)占17%，三级矿石(Al2O362%～69%，Al/Si≥7)占11.3%，四级矿石(Al2O3>62%，Al/Si≥5)占27.9%， 五级矿石(Al2O3>58%，Al/Si≥4)占18%，六级矿石(Al2O3>54%，Al/Si≥3)占8.3%，七级矿石(Al2O3>48%， Al/Si≥6)占1.5%，其余为品级不明的矿石。
典型矿床
贵州铝土矿床
修文小山坝铝土矿矿区1957年开始勘探，累计探明铝土矿2026.4万吨，矿石平均品位为67.91%。1979年五 龙寺矿区开始投产，矿层呈似层状，产状平缓，倾角5°～10°，向北东倾斜。
山西铝土矿床
最早1960年对克俄铝土矿床克俄矿段进行勘探，随后又对卜家峪等矿段进行了勘探，共累计探明铝土矿 6265.6万吨，矿石平均品位为64.36%。1986年山西铝厂开始对孝义铝土矿进行开采。矿石类型有致密状、粗糙状 和豆鲕状三种。
几内亚红土型三水铝土矿
几内亚红土型三水铝土矿成矿条件及成矿规律探讨（张荣亮东北大学）摘要：通过对几内亚红土型三水铝土矿勘探，从古气候、古地理，以及母岩来分析红土化和铝土矿化的过程，指出几内亚铝土矿矿床主要分布在非洲大陆西北部的西非克拉通内的成矿地形中，且具备良好的成矿条件。
在古气候条件的作用下，古陆上的成矿母岩经过风化淋滤，其中的K、Na、Ca、Mg等元素大多数被淋失，Fe、Al、Ti、Si等元素相对富集。
通过对铝土矿成分及其围岩物质组分的分析，几内亚博凯—桑加雷迪地区的红土化和铝土矿化作用，主要是由不同种类的多种环境因素所引起的。
该地区从中生界基性火山岩喷发后形成的粒玄岩和玄武岩为成矿母岩，经过漫长的风化淋滤过程，形成了大规模的红土型三水铝土矿。
关键词：三水铝土矿、古气候、古地理、成矿母岩、铝土矿化几内亚富含红土型三水型铝土矿，2005年以来随着中国企业对几内亚境内铝土矿资源勘查以来，几内亚铝土矿潜在储量比已探明的储量要高出很多，根据已有的勘查资料估算，几内亚铝土矿储量将占世界的一半以上，甚至达到世界储量的2/3。
多年来，关铝土矿的成因问题，不同国家的专家、学者根据特定条件下的成矿模式提出了各种假说（布申斯基Г•И，1984；G•巴多西，1990；王小兵等，2009）。
其中，最为著名的有：红土成因论、红土-沉积论、钙红土论和化学成因论，对铝土矿的成因给出了一定的解释。
经过近年来对几内亚博凯—桑加雷迪地区的铝土矿开展地质勘探和地质资料研究的基础上，对地层和岩石组合方面进行了综合研究，对该地区红土型铝土矿的成矿条件及成矿规律进行了一定的探索，初步得出了一些规律。
1 几内亚几内亚共和国位于西非西岸，全境分4个自然区：西部（称下几内亚）为狭长的沿海平原。
中部（中几内亚）为平均海拔900米的富塔贾隆高原，西非3条主要河流——尼日尔河、塞内加尔河和冈比亚河均发源于此，被称为“西非水塔”。
东北部（上几内亚）为平均海拔约300米的台地。