貴州龍里縣兌窩鋁土礦礦床地質特征及礦床成因

韋彩寧，任云龍，孟 勇

貴州龍里縣兌窩鋁土礦礦床地質特征及礦床成因

韋彩寧，任云龍，孟 勇

（貴州省地礦局區域地質調查研究院，貴陽 550005）

通過野外地質調查及研究，貴州兌窩鋁土礦的主要賦礦層位為下石炭統九架爐組，可分為堆積型鋁土礦和沉積型鋁土礦兩大類型，礦體多呈似層狀、層狀分布；礦石礦物成分以一水硬鋁石、一水軟鋁石和水云母為主，礦石品級均為Ⅰ級，具有較高的經濟價值，可用于研磨料、高鋁水泥、氧化鋁等原材料；堆積型鋁土礦在第四系中的分布規律受古地理環境影響較為明顯，而第四系松散堆積物則受地形控制明顯；礦床屬于古風化殼再沉積型鋁土礦床，其形成過程經歷了紅土化階段、遷移就位階段和表生富集階段。

鋁土礦；地質特征；礦石特征

鋁土礦石貴州省的優勢礦種資源之一，具有資源豐富、分布廣泛、礦石質量好和礦床規模大的特征（劉平等，2020）。同時，貴州鋁土礦資源具有明顯的分帶性，由北至南依次分為務川-正安-道真礦集區、遵義-甕安礦集區、凱里-黃平礦集區和修文-清鎮礦集區，顯示出巨大的找礦潛力（張志璽等，2020；宋小軍等，2021）。龍里縣兌窩鋁土礦床屬于修文-清鎮礦集區，屬于貴陽-遵義-甕安-凱里鋁土礦成礦帶的重要組成部分，以堆積型和沉積型鋁土礦為主，資源儲量較大（楊瑞東等，2018）。為評價概況的找礦潛力以及礦石質量，本文系統的總結了兌窩鋁土礦的礦床地質特征和礦石質量，為進一步研究資源開發與利用方案提供基礎資料。

1 區域地質概況

兌窩鋁土礦床位于揚子準地臺黔南臺陷貴定南北向構造變形區，處于南北向的高坡場向斜北揚起端和壩卡寨次級向斜南部（石明科等，2019）。區域出露地層較為簡單，主要為泥盆系和石炭系地層（表1）。區域構造較發育，擺（長）-苦（蒿坪）斷層在礦區南側通過，斷層呈近東西向展布，長約10km，傾向北北東，傾角75°左右，為一正斷層；龍里斷層位于礦區北西部，呈北東-南西向展布，長約10km，傾向南東，傾角75°左右，為一逆斷層，在礦區南部與擺（長）-苦（蒿坪）斷層交匯（徐彬等，2019）。

表1 區域地層特征簡表

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露地層較為簡單，主要為上泥盆統高坡場組（D3）、下石炭統九架爐組（C1）和第四系（Q）。其中，上泥盆統高坡場組（D3），主要分布在礦區西側大片區域，為一套灰色、深灰色薄至中厚層狀白云巖夾少量砂巖，節理裂隙較發育，厚度大于100m，為礦區內沉積型鋁土礦礦體底板；下石炭統九架爐組（C1），分布于礦區北東角，為薄層粘土巖及炭質頁巖，灰色、淺灰色中厚層狀石英砂巖夾薄層粘土巖、鋁土巖，厚度20m，與下伏高坡場組假整合接觸，為區內沉積礦含礦層位；第四系（Q），為一套黃色、褐黃色、紅褐色塊石土，含石英砂巖碎石塊和大量淺灰色、灰色塊狀、鮞粒狀鋁土礦礦石塊，偶見小塊度褐鐵礦碎塊，主要分布于地勢平坦地帶、地勢低洼處和南部緩坡地段，厚0～10m，為礦區主要的堆積型鋁土礦含礦層位（楊時強等，2015）。

2.2 構造及巖漿巖

礦區內未發現斷裂構造，礦區位于近南北向高坡場向斜北揚起端和壩卡寨次級向斜南部，礦區內地層總體為單斜構造，巖層產狀平緩，傾向20°～30°，傾角6°～10°，高坡場組地層節理裂隙較發育。礦區范圍內未見巖漿巖出露。

3 礦床地質特征

3.1 含礦層特征

礦區含礦層為第四系（Q）和下石炭統九架爐組（C1）。根據鋁土礦產出空間位置以及成因等可分為堆積型鋁土礦和沉積型鋁土礦。其中，堆積型鋁土礦主要賦存在第四系（Q）殘、坡積層中，第四系的分布受地形控制明顯，但鋁土礦在第四系中的分布則受古地理環境的影響，礦石來源于九架爐組（C1）底部，在高坡場組的古侵蝕面低洼部位沉積鋁土礦經風化后剝蝕堆積形成；沉積型鋁土礦主要賦存在下石炭統九架爐組（C1），厚約20m，鋁土礦體呈似層狀、層狀產于九架爐組下部，礦體走向北西，傾向北東，傾角6°～10°之間，平均傾角8°，主要分布于礦區北東角。

1.第四系；2.下石炭統九架爐組；3.上泥盆統高坡場組； 4.地質界線；5.鋁土礦層露頭線

3.2 礦體特征

1）堆積型鋁土礦礦體為第四系殘、坡積物和黃色、褐黃色、紅褐色塊石土（圖2）。其中，塊石成份為石英砂巖碎石塊和大量淺灰色、灰色塊狀、鮞粒狀鋁土礦礦石塊，偶見小塊度褐鐵礦碎塊；塊石粒徑0.1～150cm，棱角狀，無分選性雜亂堆積，鋁土礦碎塊含量50%～80%，平均70％，石英砂巖碎石塊含量5%～10％，填隙物為黃色、褐黃色、紅褐色亞粘土，含量10％～20％。同時，對堆積型鋁土礦的含礦性進行了統計分析（表2），由表2可知，堆積型鋁土礦的含礦率介于0.633～0.750t/m3，平均為0.704t/m3，說明兌窩鋁土礦床的含礦性較好。

2）沉積型鋁土礦礦體產狀與圍巖產狀基本一致（圖2），其頂板為灰白色鋁土質粘土巖、含膠石團塊，屬軟質巖組，容易產生掉塊現象；偽底板為淺灰色鋁土質泥巖，也屬于軟質巖組（汪小勇等，2018）。礦化較均勻連續，為穩定型礦體，位于礦區北東角。礦體底板為上泥盆統高坡場組（D3）灰色、深灰色薄至中厚層狀白云巖夾中厚層狀白云質灰巖。

1.下石炭統九架爐組；2.上泥盆統高坡場組；3.鐵質黏土巖；4.鋁質黏土巖；5.白云巖；6.堆積型鋁土礦體；7.沉積型鋁土礦體

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石結構

兌窩鋁土礦礦石結構以碎屑狀結構為主，豆鮞狀結構、晶粒結構次之。其中，碎屑狀結構，是該鋁土礦石的主要結構類型，礦石中的碎屑一般由一水硬鋁石、水云母和綠泥石（少量）組成，碎屑粒徑介于0.08～16mm之間，多數小于2mm，多呈粉砂—礫屑狀，形狀極為不規則，多呈次圓狀—次棱角狀；豆鮞狀結構，多為豆鮞混雜分布，但是以鮞粒為主，其粒徑一般介于2～3mm，且鮞粒以圓形、橢圓形或不規則的扁平體為主，多具同心圓特征，且少量鮞粒具有核部，一般由泥晶或者微晶硬鋁石、黏土礦物等組成，多呈孔隙式—接觸式膠結，常與碎屑狀結構混雜產出；晶粒結構，以泥晶和微晶為主，少量為粉晶，粒徑大小介于0.002～0.007mm之間，一般由硬鋁石、粘土礦物、綠泥石、赤鐵礦及炭質等礦物組成，主要位于礦體下部。

3.3.2 礦石構造

表2 兌窩鋁土礦區含礦率測試表

兌窩鋁土礦礦石構造主要為塊狀構造、土狀構造和豆狀構造。兌窩鋁土礦的礦石構造與結構關系較為密切，豆鮞結構礦石或者碎屑結構礦石主要為土狀構造；砂屑結構或粉晶結構的礦石以半土狀構造為主；泥晶結構或者微晶結構的礦石以致密塊狀構造為主。

3.3.3 礦石礦物成分

礦石礦物成分主要包括：①一水硬鋁石，含量介于70%～90%，普遍大于80%；②三水鋁石，含量小于5%；③一水軟鋁石，含量介于2%～3%之間；④水云母和高嶺石含量小于5%；⑤礦石中含有其他礦物有綠泥石、褐鐵礦、白云母、黃鐵礦、磁鐵礦、和針鐵礦等。

3.3.4 礦石化學成分

堆積礦鋁土礦中Al2O3含量介于65.35%～80.33%之間，平均品位76.08 %；Fe2O3含量為0.61%～9.88%，平均品位1.64 %；SiO2含量為1.25%～15.52%，平均品位為4.96 %；TiO2含量為1.71%～3.81%；A/S比值為4.21～46.98，平均值為21.26；CaO含量為0.04%～1.7%， MgO含量為0.01%～0.9%，S含量0.017%～0.108%，燒失量介于12%～17%之間。

沉積型鋁土礦中Al2O3含量為65.75%～79.06%，平均品位74.60 %；Fe2O3含量為0.52%～4.09%，平均品位1.79 %；SiO2含量為1.82%～12.9%，平均品位5.62 %；TiO2含量為3.45%～3.81%；CaO含量為0.04%～1.7%，MgO含量為0.01%～0.9%，S含量0.017%～0.108%；A/S比值為 5.08～43.44，平均28.71；燒失量介于12%～17%之間。

3.3.5 礦石類型

（1）工業類型

堆積型鋁土礦石中Fe2O3含量為0.61%～9.88%，平均1.68%，屬低鐵型；沉積型鋁土礦石中含Fe2O3含量為0.52%～4.09%，平均為1.79%，屬低鐵型。根據鋁土礦品級標準（GB3498-83），堆積型鋁土礦石品級為Ⅰ級，用途為研磨料、高鋁水泥、氧化鋁；沉積型鋁土礦石品級為Ⅰ級，用途為研磨料、高鋁水泥、氧化鋁。

（2）礦石自然類型

按結構構造劃分可分為土狀、碎屑狀、致密狀三種類型。其中，土狀鋁土礦呈灰白色，斷口粗糙，似生灰石，微晶結構；礦石中硬鋁石含量約97%、石英含量小于1%、黃鐵礦含量小于1%，鐵質含量小于1%，此類礦石品位最高，A/S比值一般大于10。碎屑狀鋁土礦呈灰、深灰色，碎屑狀、鮞狀結構，碎屑成份主要是硬鋁石，膠結物硬鋁石、高嶺石等；礦石中硬鋁石含量約97%、石英含量小于1%、黃鐵礦含量小于1%，鐵質含量小于1%，A/S比值一般大于4。致密狀鋁土礦呈淺灰、淺灰綠色，斷口細膩，隱晶結構，主要由70%～85%硬鋁石組成，含高嶺石、水云母較多，此類礦石品位較底，A/S比值大于5。

4 礦床成因

龍里縣兌窩鋁土礦屬于古風化殼再沉積型鋁土礦床，其礦床形成大致經歷了3個過程：①紅土化階段，該過程為鋁土礦的形成提供了充足的物質基礎，在研究區早期階段沉積了大量的含泥質碳酸鹽巖物質，經過后期風化作用后提供了豐富的物質來源，在地貌高差起伏變化不大的區域堆積，進而埋藏形成大量的鋁土物質，如三水鋁石等礦物；②遷移就位階段，紅土化階段形成了大量的鋁土物質，只有將其搬運堆積一定規模后才能形成資源量客觀的鋁土礦床，兌窩鋁土礦石具有豆鮞結構、碎屑結構等，說明古地史時期該區域地勢較高，鋁土礦的搬運堆積主要以沖積作用和洪積作用為主，在地勢低洼區域保存，并在后期成巖過程和變質過程中脫水形成一水硬鋁石礦物，形成原始的鋁土礦礦層；③表生富集階段，在燕山-喜山期，區域地殼構造-巖漿活動強烈，并使得地殼向上抬升明顯，使得原始礦層逐漸出露于地表或者接近地表，在潮濕炎熱的氣候條件下以及生物作用等的影響下，原始鋁土礦層在還原改造條件下以及氧化作用下，進一步出現脫硅現象，并將鐵和硫去除，使得礦層中的鋁和鈦更加富集，進而形成古風化殼再沉積型鋁土礦床。

5 結束語

綜上所述，兌窩鋁土礦位于修文－清鎮礦集區，賦礦層位為下石炭統九架爐組，區域延伸穩定。礦石品級均為Ⅰ級，品質高，可用于研磨料、高鋁水泥、氧化鋁等領域，具有較高的經濟價值。礦床形成大致經歷了3個過程：①紅土化階段、②遷移就位階段、③表生富集階段，礦床成因類型包括堆積型鋁土礦和沉積型鋁土礦兩大類型，

劉平，韓忠華，廖友常，聶坤．2020．黔中—渝南鋁土礦含礦巖系微量元素區域分布特征及物質來源探討[J]．貴州地質，37(01)：1-13．

張志璽，張文斌，趙飛，王寧祖，何碧，孫平原．2020．貴州省三聯鋁土礦床地質特征及控礦因素淺析[J]．地質與勘探，56(01)：17-25．

宋小軍，袁睿，鞏鑫，蘇永虎，羅勇軍，周文龍，郭東杭，曾凡祥，孫澤玉．2021．黔北還打巖鋁土礦地質特征及找礦潛力[J]．四川地質學報，41(02)：215-220．

楊瑞東，高軍波，趙奎，余家臘，竺成林，高磊，陳吉艷，周汝賢．2018．貴州清鎮林歹鋁土礦頂、底板特征及其對鋁土礦成礦的影響[J]．地質學報，92(10)：2155-2165．

石明科，黃波，楊濤，徐偉鈞，李大吉，黎朋，楊順文．2019．貴州省大地構造與礦床分布特征淺析[J]．四川地質學報，39(04)：536-541．

徐彬，張華松，陳建平，王權鋒，姚美娟．2017．貴州旦坪鋁土礦礦床地質特征及成因探討[J]．桂林理工大學學報，37(04)：570-579．

楊時強，向達福，陳強，等．2015．黔北務正道鋁土礦新模向斜礦體特征及找礦前景[J]．四川地質學報，35(02)：197-200．

汪小勇，王澤鵬，潘啟權，等．2018．貴州修文比例壩鋁土礦礦床地質地球化學特征及其意義[J]．中國錳業，36(03)：39-43．

Geological Features and Genesis of the Duiwo Bauxite Deposit in Longli, Guizhou

WEI Cai-ning REN Yun-long MENG Yong

(Institute of Regional Geological Survey, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources, Guiyang 550005)

The Duiwobauxite deposit occurs as stratiform and stratoid form in the Lower Carboniferous Jiujialu Formation. The bauxite can be divided into accumulative type and sedimentary type. The bauxite ore is mainly composed of diaspore, boehmite and hydromica and may be used for producing abrasives, high alumina cement and alumina. The bauxite deposit belongs to paleoweathering crust redeposition type bauxite deposit. Its formation process experienced three stages: laterization, migration and emplacement, and supergene enrichment.

bauxite; geological feature; mineral composition; Duiwo, Longli

P611.2+2

A

1006-0995（2021）03-0377-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.005

2020-07-24

韋彩寧（1988-），男，水族，貴州三都水族自治縣人，工程師，主要從事地質礦產勘查與管理工作