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。

具体来说，①修文式碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床，由于下伏基岩是碳酸盐岩，因此由风化作用形成的是富铝钙红土残坡积层，一般说侵蚀间断时间越长，即风化作用时间越长，由风化作用形成的残坡积富铝钙红土层越多、越厚，生成的铝土矿物越多，粘土矿物越少，矿石品位越富，矿层厚度也越大。②新安式碳酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床，这类矿床的铝土矿直接覆在碳酸盐岩的喀斯特侵蚀面上，是原地堆积的，许多情况下是堆积在喀斯特溶洞、溶斗中，矿体不长(几百m)，但厚度较大(40～60m)。如果侵蚀间断时间短暂，一般只形成钙红土残积层，略有迁移搬运现象，这种矿石质量虽然稍贫，但矿层稳定，厚度变化小。③平果式碳酸盐岩古风化壳原地堆积-现代喀斯特堆积亚型铝土矿矿床。这类堆积矿的形成条件主要是：有一定规模的层状矿、有适宜的气候条件、矿层上下要有较厚的石灰岩，以及矿层直接顶、底板粘土页岩较薄。④遵义式铝硅酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床。这类矿床的成矿规律是：首先与下伏基岩有过渡现象，与上覆地层有侵蚀间断面，因此厚度变化大，无矿天窗较多；其次，矿层厚度及矿体规模大小、矿石品位贫富，取决于成矿时侵蚀间断时间的长短及下伏基岩的性质是否容易风化。如果侵蚀间断时间长，被侵蚀风化的下伏基岩多数是细碎屑岩、粘土页岩，只有一部分是碳酸盐岩，往往矿层厚、规模大、矿石品质佳，但随之无矿天窗增多。如果被侵蚀风化的下伏基岩是较易风化的玄武岩，则矿层厚度及矿体规模可能较大，矿石也可能较富。如果下伏基岩虽然是较易风化的玄武岩，但成矿时侵蚀间断时间过于短暂，风化作用不彻底，则矿层厚度、矿体规模及矿石品质均难符合理想。

我国现代红土型铝土矿主要形成在低纬度地区，如福建、海南及广东一些地区。这些地区天气炎热、雨量充沛，又有易于风化的玄武岩，故能形成现代红土型铝土矿。至于中国的南沙群岛、中沙群岛虽然也在低纬度，有形成铝土矿的气候，但这些岛屿上升为陆的时间不长，仅1～3万年，经受风化作用的时间短，故难以形成铝土矿矿床。

二、矿床类型

按照廖士范等人的意见，中国铝土矿矿床可分为两大类型：古风化壳型铝土矿矿床(Ⅰ型)和红土型铝土矿矿床(Ⅱ型)。前一类又分为四个亚类：修文式、新安式、平果式和遵义式。后一类只有一个亚类，称漳浦式。

1)修文式：又称碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床。其成因与碳酸盐岩喀斯特红土化古风化壳有关。又由于铝土矿与下伏碳酸盐岩基岩之间有数米厚的湖相铁矿扁豆体沉积，铝土矿不是原地堆积的，而是这个已接近干枯的湖泊附近的红土化风化壳异地迁移来堆积成的。该类矿床以贵州修文县小山坝铝土矿矿床较为典型。这是我国最重要的一类铝土矿，其储量占本类型(Ⅰ型)的74.76%。

2)新安式：又称碳酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿床，以河南新安张窑院铝土矿床较为典型。其储量占本类型(Ⅰ型)的5%。

3)平果式：又称碳酸盐古风化壳原地堆积-近代喀斯特堆积亚型铝土矿床。该矿床的层状矿之上覆及下伏基岩数百米厚度范围以内均为石灰岩，经过第四纪喀斯特化，石灰岩、铝土矿石再风化成钙红土及铝土矿石碎块坠落成堆积矿石。其占古风化壳型铝土矿总储量的15.04%。

4)遵义式：又称铝硅酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿床，下伏基岩是细碎屑岩或基性火山岩，是下伏基岩红土化风化壳原地堆积(少数坡积)的铝土矿床。铝土矿与下伏基岩之间有连续过渡现象，铝土矿与上覆地层有侵蚀间断面。其占Ⅰ型矿床储量的5.2%。

红土型铝土矿矿床只有一个亚类，称漳浦式红土型铝土矿床，是第三纪到第四纪玄武岩经过近代(第四纪)风化作用形成的铝土矿床，其储量很少，仅占中国铝土矿总储量的1.17%。

三、典型矿床(区)

(一)贵州修文小山坝铝土矿矿区

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t，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。铝土矿层居含矿系中部(图3.9.3)，其上均为灰色致密状铝土质粘土岩，与铝土矿层呈渐变关系。矿层之下为赤铁质页岩，常夹紫红色砂质页岩，两者呈沉积接触，界线清楚。矿层上部致密铝土质粘土岩之中常夹有粗糙状(土状)铝土矿扁豆体，长几厘米到几十厘米不等，厚几厘米，与致密铝土质粘土岩和土状铝土矿的接触界线不明显，似为渐变关系。致密铝土质粘土岩之上常有粘土页岩与粉砂岩互层，有时夹碳质页岩或劣煤(图3.9.3)。铝土矿层长500～1400m，宽数百米至1000m不等。铝土矿含矿系厚2～20m，一般厚8m左右。符合工业要求的铝土矿层平均厚2～3m，居于含矿系中部，多数由粗糙状(土状)铝土矿石、半粗糙状(半土状)铝土矿石及砾屑豆鲕状铝土矿石组成，以及致密状铝土矿石等矿石自然类型组成。

(二)山西孝义克俄铝土矿床