當(dāng)前鋁土礦地質(zhì)與成因研究發(fā)展

俆光海

（云南省有色地質(zhì)局308隊(duì)云南昆明650214）

當(dāng)前鋁土礦地質(zhì)與成因研究發(fā)展

俆光海

（云南省有色地質(zhì)局308隊(duì)云南昆明650214）

鋁土礦在我國(guó)境內(nèi)分布十分廣闊，類型多種多樣，學(xué)者們對(duì)研究鋁土礦地質(zhì)與成因熱情高漲，這必將促進(jìn)鋁土礦的地質(zhì)學(xué)發(fā)展。本文主要對(duì)鋁土礦礦床的分類、鋁土礦內(nèi)部接口、物質(zhì)組成進(jìn)行了研究，對(duì)國(guó)內(nèi)外對(duì)鋁土礦的研究進(jìn)行了闡述。

中國(guó)鋁土礦成礦環(huán)境分類特征

在國(guó)際上，發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開始了對(duì)鋁土礦的研究，中國(guó)在鋁土礦的研究相對(duì)較晚。近些年，國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)在鋁土礦地質(zhì)、成因進(jìn)行了大量的研究工作，也取得了一些進(jìn)展，但鋁土礦所具有的物質(zhì)賦存狀態(tài)以及成礦復(fù)雜的特點(diǎn)，使研究具有很大的難度，依然有很多的課題需要去鉆研、考究。本文就國(guó)內(nèi)外對(duì)鋁土礦地質(zhì)成因研究方法與進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，通過(guò)對(duì)其方式、手段及方法的研究，希望可以更好的促進(jìn)鋁土礦地質(zhì)學(xué)的發(fā)展。

1　礦床分類

對(duì)于礦床的分類，國(guó)內(nèi)外學(xué)者根據(jù)其物質(zhì)組成、基巖類型、地質(zhì)產(chǎn)狀、礦體形態(tài)以及產(chǎn)出地構(gòu)造背景等對(duì)其進(jìn)行了大致分類，根據(jù)基巖類型的分類目前已被廣大學(xué)者應(yīng)用。基巖、母巖物質(zhì)對(duì)巖石學(xué)的特征、礦體的形態(tài)、礦體的組成物質(zhì)等影響是對(duì)基巖進(jìn)行分類的本質(zhì)。國(guó)外學(xué)者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究，把鋁土礦按照基巖類型，分為了紅土型和喀斯特型。鋁硅酸鹽基巖首要產(chǎn)出紅土型鋁土礦，碳酸鹽巖古喀斯特面首要產(chǎn)出喀斯特型鋁土礦。由于鋁土礦成礦地質(zhì)作用具有獨(dú)特性的特點(diǎn)，因此在國(guó)內(nèi)對(duì)鋁土礦礦床的分類一直存在著很大的分歧。根據(jù)一些相關(guān)的規(guī)范，我國(guó)把鋁土礦主要分為了三種，紅土型、沉積型、堆積型。我國(guó)主要的鋁土礦類型為沉積型。根據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的鋁土礦儲(chǔ)量，沉積型的礦床占有率為92.25%，這種礦床首要散布在山西、河南、山東、貴州等地域；其余類型的礦床6.21%為堆積型礦床，散布在廣西、云南等地域，別的礦床為紅土型礦床。

除了將礦床根據(jù)基巖類型分類，我國(guó)的主題鋁土礦還可以分為紅土型和喀斯特型兩種類型。紅土型又被學(xué)者們成為三水鋁石紅土鋁，是因?yàn)樗鼘儆谌X石型，在福建漳浦、桂中、廣州雷州半島、海南蓬萊等地都發(fā)現(xiàn)了這種鋁土礦；喀斯特型又常被學(xué)者們稱作硬水鋁礦，是硬水鋁石型的一種，目前主要在山西、貴州、河南、廣西等地區(qū)分布較多。

鋁土礦研究框架圖

2　物質(zhì)組成

根據(jù)鋁土礦的物質(zhì)組成，鋁土礦分為很多種類，通過(guò)對(duì)鋁土礦的研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)主要是以一水硬鋁石礦為主，其中包括沉積型的鋁土礦、堆積型鋁土礦等，另外另有少許的三水鋁石型的鋁土礦。紅土型鋁土礦就屬于三水鋁石型鋁土礦。

其礦物成分雖然主要是一水硬鋁石，但是次要礦物成分中還有一些一水軟鋁石、次生三水鋁石、少量石英、微量獨(dú)居石等[1]。我國(guó)的三水鋁石也可稱為水鋁氧石，它的礦物成分含量主要是三水鋁石；其他的少量成分分別是一水硬鋁石、石英、蛋白石，還有高嶺石以及褐鐵礦、鋯石等。

3　物質(zhì)來(lái)源

隨著科學(xué)的進(jìn)步，技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鋁土礦的研究有了越來(lái)越高端的儀器設(shè)備，應(yīng)用這些設(shè)備，可以對(duì)礦石元素進(jìn)行細(xì)微的觀察，研究出了很多變量圖解方法和三角圖解方法，這些設(shè)備的投入，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了鋁土礦的探索研究中，起著至關(guān)重要的作用。

在上文中已經(jīng)對(duì)喀斯特型鋁土礦和紅土型鋁土礦進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，喀斯特型鋁土礦的研究相比紅土礦要復(fù)雜很多，喀斯特型礦的形成過(guò)程很復(fù)雜，礦化過(guò)程也被稱為元素的活動(dòng)，它受到的外界影響比較大，比如母巖成分、在母巖中賦存的狀態(tài)、成礦的化學(xué)條件、元素性質(zhì)、成巖后的改造等很多因素。對(duì)于這種類型的礦的成因研究需要借助各種科學(xué)手段，因此對(duì)它的研究很是艱難。而紅土礦要相對(duì)容易一些，針對(duì)紅土礦的研究可以直接根據(jù)其他的礦石結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成以及它們與母巖之間的關(guān)系。

由于喀斯特型鋁土礦研究的復(fù)雜性，對(duì)這種鋁土礦物質(zhì)的來(lái)源一直存在著很多爭(zhēng)議。對(duì)于華北地區(qū)的鋁礦石，有些學(xué)者認(rèn)為這種礦石的成礦物質(zhì)是底板碳酸鹽巖，這種巖石的特點(diǎn)是含鋁量較低，但是風(fēng)化腐蝕的作用大；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為來(lái)源于華北的小型古陸是鋁石礦的成礦物質(zhì)；還有一部分學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)是混合的，不是某單一的一種。對(duì)存在于貴州的這種類型的鋁土礦，也存在兩種聲音，一種是認(rèn)為來(lái)源于貴州中部的碳酸鹽巖是成礦物質(zhì)，另一種則認(rèn)為玄武巖為主要的成礦物質(zhì)。

在國(guó)內(nèi)對(duì)鋁土礦的最新研究結(jié)果，研究出了對(duì)喀斯特型的鋁土礦物質(zhì)來(lái)源的方法體系，認(rèn)為型構(gòu)造—巖漿活動(dòng)和鋁土礦物質(zhì)的來(lái)源有密切關(guān)系，提出了異源搬運(yùn)的新觀點(diǎn)，而且源巖的主體是巖漿巖，這個(gè)巖漿巖是來(lái)自于秦嶺北部造山帶。

4　成礦機(jī)制

經(jīng)過(guò)多年對(duì)鋁土礦成因機(jī)制的研究，學(xué)者們對(duì)此曾提出過(guò)很多的科學(xué)理論，他們把成礦機(jī)制主要分為了三種，其一是物質(zhì)的自我搬運(yùn)過(guò)程，其二為母巖的風(fēng)化影響，其三為各階段的物質(zhì)演化過(guò)程。在早期的研究中，學(xué)者一般認(rèn)為鋁土礦是膠體化學(xué)沉積、水體一般沉積、紅土化成礦和碎屑沉積等原因形成的，但是隨著科技越來(lái)越發(fā)達(dá)，技術(shù)手段越發(fā)的先進(jìn)，學(xué)者們慢慢發(fā)現(xiàn)有更多的環(huán)境因素、多階段的共同作用影響著鋁土礦的形成[2]。

在現(xiàn)階段，喀斯特型鋁土礦形成的方式存在很多種，主要有三種方式，一是通過(guò)紅土化的作用，形成含鋁物質(zhì)，這種物質(zhì)附著在碳酸鹽基巖上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的沉積后形成了鋁土礦；二是鋁硅酸鹽基巖或碳酸鹽基巖紅土化，它們通過(guò)原地堆積的方式形成鋁土礦；三是通過(guò)化學(xué)形式使含有鋁溶液的物質(zhì)進(jìn)行搬運(yùn)，然后結(jié)晶，從而形成了鋁土礦。國(guó)外鋁土礦的形成通常以第一種機(jī)制形成。國(guó)內(nèi)鋁土礦的形成機(jī)制包括膠體化學(xué)沉積、紅土—?dú)埰路e沉積、鈣紅土殘坡積等理論。

我國(guó)最新的調(diào)查結(jié)果顯示，喀斯特型的鋁土礦的形成機(jī)制較為復(fù)雜，與重大地質(zhì)變化密不可分。華北地區(qū)的鋁土礦主要是集中風(fēng)化、大陸漂移以及洋陸俯沖的結(jié)果。通過(guò)對(duì)礦物學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球?qū)W等多種學(xué)科的研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)鋁土礦成因主要分為離子結(jié)晶和碎屑沉積，其中，離子結(jié)晶主要集中在華南地區(qū)，華北鋁土礦的形成機(jī)制主要為兩者的綜合。

5　成礦環(huán)境

影響成礦環(huán)境的因素有很多，成礦的古地理?xiàng)l件是其中的重要因素之一。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們通常會(huì)通過(guò)沉積構(gòu)造、沉積層序、化石面貌、同位素、微量元素等特征對(duì)礦集區(qū)的鋁土礦環(huán)境進(jìn)行調(diào)查研究。學(xué)者們根據(jù)巖性組合、微量元素以及沉積構(gòu)造等特征對(duì)豫西喀斯特型鋁土礦進(jìn)行了總結(jié)分析，將全區(qū)中石炭分為三大相組，四個(gè)相以及十個(gè)微相。一些鋁土礦研究者通過(guò)對(duì)區(qū)域?qū)有虻膶?duì)比研究描繪了成礦期巖相古地理圖。進(jìn)過(guò)研究證實(shí)，鋁土礦區(qū)存在中條山古陸、秦嶺古陸以及嵩箕古陸等，這么古陸對(duì)巖溶洼地的發(fā)育起著至關(guān)重要的作用，由于成礦研究區(qū)地形整體呈現(xiàn)東北低、西南高的地勢(shì)，這種地勢(shì)的影響使鋁土礦和粘土礦有了分帶性。

雖然科技越來(lái)越發(fā)達(dá)，技術(shù)手段越來(lái)越豐富，學(xué)者們也對(duì)成礦環(huán)境的研究嘔心瀝血，產(chǎn)生了很多有價(jià)格的研究資料，但是短期內(nèi)仍然沒(méi)有徹底的了解沉積期巖相古的地理特征。根據(jù)礦體結(jié)構(gòu)和研究成果，學(xué)者們將成礦的古環(huán)境分為了三期，一是成礦前夕的巖溶喀斯特地理特征；二是成礦進(jìn)程中心大概存在著距離期，它不是一個(gè)延續(xù)的進(jìn)程，而距離期的古地理框架與喀斯特地貌互相關(guān)注；三是成礦末期的地貌格架。這三個(gè)沉積階段的地理特征還需要進(jìn)一步的研究證實(shí)，由于豫西地區(qū)碳酸鹽巖地層處于基本持平階段，其符合晚石炭紀(jì)的基本特征。因此，大量的研究者們把精力投入到對(duì)豫西地區(qū)的巖溶喀斯特地貌研究中。豫西礦區(qū)主體分為溶溝和溶洼地貌，礦區(qū)根據(jù)底板的差異分為了三階，具有三種地貌特征：高地、半高地、洼地。

6　結(jié)語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，有許多新類型的鋁土礦被發(fā)現(xiàn)，伴隨著現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)的提高，對(duì)鋁土礦的分析與研究得到了很大的發(fā)展。對(duì)鋁土礦地質(zhì)與成因的研究不但需要學(xué)者具有沉淀學(xué)、同為素地質(zhì)學(xué)等眾多學(xué)科的理論基礎(chǔ)，而且需要更加先進(jìn)的科學(xué)測(cè)試手段。本文總結(jié)了我國(guó)在鋁土礦上取得的研究成果與發(fā)展，其中還存在很多的問(wèn)題需要依靠大量的研究來(lái)解決。比如，在物質(zhì)組成、如何找礦、成礦過(guò)程等方面需要進(jìn)一步深入研究。

[1]馬建勝.我國(guó)鋁土礦分類、特征與成因研究[J].硅谷，2011，（06）：142-143.

[2]劉長(zhǎng)齡.論高嶺石粘土和鋁土礦研究的新進(jìn)展[J].沉積學(xué)報(bào)，2013，（09）：89-90.

P611[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-62-2