广西三水铝土矿分布特征及开发前景

摘要：文章对广西高铁型三水铝土矿的分布特征以及矿床的地质特征，矿石的结构、构造，成因及找矿方向进行论述，对该类矿床的开发利用进行了分析，对今后寻找类似矿床具有一定的指导意义。

关键词：广西；铝土矿；分布特征；开发前景

1前言

铝土矿是我国“十一五”规划重点勘查矿种之一。广西铝土矿的保有储量在全国名列前茅，该地区具有良好的成矿条件，其地质、地形都对铝土矿的形成及赋存提供其必要的条件。一水铝矿已经开发多年，该类矿床多分布在广西西部，如平果、德保等。而三水铝矿则集中于桂中南地区，目前已探明多个具中―大型规模的铝土矿床，且近年来还陆续在多个地区进行勘探中，资源总量超过数亿吨。随着选冶技术日趋成熟，高铁型三水铝土矿的开发利用指日可待。这对当地的经济发展和国民经济建设将发挥不可估量的作用。

2区域地质背景

矿床主要分布于南华准地台佳中一悻东台陷桂中凹陷和大瑶山凸起一带，本区为多种多方位构造体系复合联合的部位，褶皱断裂均极发育，本区有加里东、印支、燕山等期的三个主要构造层，造成地层块失和角度不整合。

区域出露地层有寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系、第三系和第四系，这些地层有矿源层和赋矿层。

3矿区地质特征

广西高铁型三水铝土矿主要分布于桂中南地区，从西部的扶绥－武鸣－贵港－横县－宾阳－来宾一带，其中以武鸣－贵港－横县最为丰富。

以上地区䎻出露的地层从寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系、第三系和第四系都有，矿源层主要为寒武系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系，第四系为含矿层。这些地区的主要特征是第四系地层发育，分布广泛，其周边都为碳酸盐岩，地貌上为典型的卡斯特地貌。笔者曾先后在贵港、横县、武鸣等地进行铝土矿勘查，各地的地质、地形非常相似，第四系发育在山间盆地或开阔台地，是铝土矿最佳的赋矿场所。总的来说，桂中南地区具有以下特征：

1、矿区位于北回归线以南及附近，距北部湾海岸线约170公里，隶属亚热带季风气候，冬暖夏热，湿润炎热、雨旱季交替的地区。故本地区具备有与国内外同类矿床形成的气候条件。

2、本区岩溶平原地貌十分发育，岩溶地貌与成矿有关，第四第堆积的矮岭、台地是本区三水铝土矿赋存的主要地形地貌，它为形成三水铝土矿提供了相对稳定的环境。

3、本区的成矿源岩主要为上泥盆统融县组碳酸盐岩，含铁、铝、锰、硅质、泥质的不纯碳酸盐岩，该层位岩性在本区分布广泛，为本区的成矿物质来源丰富。

4、本区在区域上为多种构造体系复合部位，褶皱断裂均极发育，这对本区形成构造盆地及近代地形地貌创造了良好条件，为三水铝土矿的成矿和保存创造了空间。

4矿体地质特征

矿体一般随着第四系的分布而分布，在平面上多呈不规则状，如港湾状、岛弧状、树枝状等，矿体

面积大小不等，大者可达几个平方公里甚至十几平方，小的仅为几百～几千平方米，连续性不稳定，局部有无矿天窗，矿体有的直接从地表出露，也有在其上面覆盖一层0.5～6.5m厚的浮土(多为砂土、亚砂土)。矿体与上层浮土界线清楚，产状一般为水平，局部呈波状起伏。矿层从上到下矿石一般是含量减少，粒度变细。排列杂乱，无定向。

剖面上具有以下特征：表面砂土层、铝土矿层、粘土层，

粘土层下就是基岩（灰岩）。

矿体厚度在不同地区有较大差别，从0.60～12m，平均厚度3.54m，厚度变化系数大于80%。总体来看，地形较高地段厚度反而较小，在平坦开阔地段一般其厚度相对较大，如可瑶一带平均厚度就有4 m以上，这可能是由于自然及人工作用，使高处矿石往低处搬运而成。但也有在小丘岭的厚度大的，如东王北约1km的QJ6801，厚度就有11 m。品位为Al2O320.34～34.09%，平均为27.49%，Fe2O330.17～55.33. %，平均39.77%，SiO26.57～25.97%，平均12.48%，含矿率为103.6～900kg/m3；平均321.3kg/m3。

5矿石特征

三水铝土矿以砾块状为主，其次为豆状、鲕状及复核状。多为次棱角～次圆状，大小5～30mm，而豆状2～5mm，鲕状一般小于2mm，复核状由豆状、鲕状、砾状胶结而成，大小可由几十厘米至几百厘米。

矿石的矿物成分主要有褐铁矿（45～60%），高岭石（15～20%），水云母（5～7%），石英（5～8%），三水铝石（3～5%），胶铝矿（10%），绿泥石及少量金红石、白钛石、锆石、水铝石、电气石等。

从基本分析结果来看，铝与铁成反比，即铁高铝低，铝高铁低，如铁为50～60%，那么铝就不到20%，如果铝有30%以上，那么铁只有30%左右。Fe2O3平均为40%，具高铁铝土矿型特征。

矿石的结构构造为粒屑结构、隐晶质结构、显微鳞片泥质结构、微晶太结构、砂状结构，无定向构造。

粒屑主要由显纤维状、隐晶质状的褐铁矿和少量显微鳞片状的高岭石、水云母等不均匀组成，微量粒屑中还有零星的石英碎屑分布，粗细粒屑混杂、较均匀地、无定向的分布于矿石中。粒屑间不均匀地混杂着显微鳞片状、微晶状、隐晶质状的高岭石、水云母、三水铝石、绿泥石、胶铝矿、褐铁矿、陆源碎屑（主要是石英，还有微量的电气石、锆石等，大小在0.01～0.52间，多呈次棱角状、次磨圆状）。水铝石、金红石及白钛石零星可见。

该区内矿床均属于氧化堆积矿，矿石的主要成分为A12O3、Fe2O3、Si02、三者含量占矿石的95%，其它成分仅占5%，主要有用组分是A12O320～37%，平均27%，Fe2O335～46%，平均40%，二者之和平均68%，SiO24～12%，平均9%，由此可见，该区矿石为自然氧化矿石。矿石具粒屑结构，粒屑约占矿石的65%，粒屑类型有砾屑、砂屑，还有部分豆粒、鲕粒，微量的粉屑，粒屑的大小2～8间的居多，有少量在0.06～2间，它们多呈椭球状、近园球状，少部分粒屑里不均匀分布有一些相对细小的粒屑。

6矿床成因及找矿方向

6•1矿床成因

成矿母岩主要有碎屑岩、碳酸盐岩。碳酸盐岩，即以灰岩、白云岩及其间的过渡类型岩石为主，夹少量页岩和泥岩，是铝土矿成矿的主要成矿源岩，该层位之上为第四第构成的风化壳台地，铝土矿主要赋存在第四第的中上部；第四系为钙红土层、残坡积层、冲洪积层，在本区广泛分布，是矿床的主要含矿层位。

构造运动为本区形成构造盆地及近代地形地貌创造了良好的条件，同时加速了本区钙红土化作用，为铝土矿的成矿和保存创造了空间。

本区铝土矿体产出严格受地形地貌控制。地貌为广阔的堆积溶蚀平原或准平原低矮丘陵区，矮丘为连成一片的圆顶或较开阔的土坡，土坡坡角较缓3～10°，地形高程一般在90～120m，高差一般小于20m，很少超过40m，在平缓的堆积台地顶部常缺乏明显的排水沟谷系统，除了暴雨或较长时间的大雨可形成地表泄流外，大气降雨一般都渗透到疏松的残坡积层，然后向低处泄出，这正是堆积型铝土矿成矿作用不可缺少的重要环节。堆积台地是本区铝土矿赋存的主要地形地貌，它为形成铝土矿提供了相对稳定的环境。

本区处在北回归线附近，属亚热带气候，温暖、干湿交替，最适合铝土矿的形成。

该类矿床是由原生沉积铝土矿在适宜的构造条件下经风化淋滤，就地残积或经搬运在岩溶洼地（或坡地）中重新堆积而成的。在风化淋滤过程中有害组分硫被淋失，矿石由高硫铝土矿转变为高铁铝土矿。

6.2控矿因素

矿床主要受矿源层及岩性、构造、古气候、地形地貌、水文地质条件等因素控制。

1、矿源层及岩性因素：矿床的成矿物质来源于泥盆系和石炭系碳酸盐岩及其过渡类型岩石的地层。矿床主要赋存于矿源层为基底的第四系风化壳中，其中以泥盆系下―中统为基底的红土风化壳最为富集。矿源层出露面积越广，则红土风化壳的分布范围越大，矿床的规模也随之变大。矿源层的岩性主要为碳酸盐岩及含铝、铁、锰、硅、泥质等不纯碳酸盐岩（如灰岩、泥灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩等）。此类岩石易于风化溶蚀淋滤，有利于三水铝石、铝铁、锰等氧化物残留富集，从而形成红土风化壳，这是矿床形成的前提条件。

2、构造因素：根据区内同类矿床的资料显示，红土风化壳及矿体较厚的部位，断裂破碎带和构造裂隙较发育。这是由于构造断裂作用使断裂带部位的岩石发生破碎，岩石的渗透率明显提高，有利于地表降水和地下水的活动，促进矿源层的风化溶蚀淋滤，加速红土风化壳和矿床的形成与发展，故所形成的红土风化壳及矿体厚度均较大。

3、古气候因素：新近纪至第四纪，本区地处亚热带，气候潮湿炎热多雨，物理风化、化学风化及生物风化作用十分强烈，为矿床的次生堆积富集创造了有利条件。大量的降雨，使岩石中的硅、钙、镁、钾、钠等主要成岩元素风化淋滤流失，铝、铁、锰等成矿元素得以残留富集。

4、古气候因素：新近纪至第四纪，本区地处亚热带，气候潮湿炎热多雨，物理风化、化学风化及生物风化作用十分强烈，为矿床的次生堆积富集创造了有利条件。大量的降雨，使岩石中的硅、钙、镁、钾、钠等主要成岩元素风化淋滤流失，铝、铁、锰等成矿元素得以残留富集。

5、地形地貌因素：桂中地区以岩溶平原丘陵地貌最为发育，地貌单元严格受地层、构造控制，其分布与构造轴向基本一致。矿床分布于溶蚀准平原内第四系更新统红土化低丘、矮岭和坡地风化壳中，地形坡度较缓，一般为3～10°。

6、水文地质条件因素：近地表的水文地质条件是控制本区红土化作用强度和深度的主要因素之一。本区地下水潜水面相对稳定，地表水与地下水补给及迳排系统完善，且地下水位随季节变化所产生的相对高差较大，使矿物的水解速度加快，有利于矿床的形成。

6.3找矿方向

根据该类型矿床形成的地质条件，应在距离海岸线大致170公里、碳酸盐岩发育（泥盆系～三叠系）的岩溶盆地地区，第四系厚度为10米左右的地区寻找该类型矿床。

根据该类矿床特点，有以下几个找矿标志：

1、风化壳

经风化淋滤后形成褐铁矿与高铁铝土矿有密切关系，松散堆积的褐铁矿，往往原地堆积于风化壳的低丘矮岭和台地中，具有埋深浅，呈面型分布，与地形的产状一致。

2、层位

第四系中的残坡积层、冲洪积层，是该区铝土矿主要赋存部位。

3、围岩蚀变

围岩蚀变主要为褐铁矿化、高岭土化，是直接的找矿标志。

7矿床开发前景

7.1矿床开采技术条件

由于高铁三水铝土矿的地质和地形条件较特殊，含矿地区都是岩溶地貌，多为峰丛或孤峰，地势平坦，交通方便，有利于矿山建设，而且矿体埋藏浅（覆盖厚度0～4m），便于露天机械开采。剥采比1：2～3，矿山开采后还可以进行复垦。铝土矿无毒、无放射，不会造成环境污染。

7.2社会效益

随着国民经济建设的高速发展，铝制品的需求量越来越大，供需矛盾十分突出，我国目前仅有生产能力220万吨左右，本世纪末，缺口达140万吨/年，海绵铁缺口也很大，每年缺少200万吨，为了提高钢材质量，在优质钢的冶炼过程中必须加入海绵铁，而国内的产量很少，难以满足生产需要，市场广阔。

根据国家统局的统计，2007年1－10月份铝的表观消费高达994.63万吨，同比增长41%以上。桂中地区高铁型三水铝土矿的为Al2O3品位27～30%，Fe2O3品位在40～45%，根据这些年来的普查勘探，广西高铁三水铝土矿资源量至少有4亿吨以上，以4亿吨的工业储量计，可保证年产100万吨氧化铝厂持续生产100年以上，可生产1亿吨的氧化铝，1.2亿吨的钢，4亿吨的建材原料。按每吨氧化铝3000元，每吨钢3000元，每吨建材生产品300元计算，资源的工业价值达8000亿元以上，上缴国家税收1000亿元以上，具有极大的贡献力。而且，由于资源全部自给，不受矿石贸易的影响。本项目的氧化铝生产成本低于行业平均成本，具有较强的市场抗风险能力。该项目一期创造了上千人的就业机会，并可带动运输、机械、化工和第三产业的发展。

8结论

本文是笔者经野外工作之后，对各个矿区进行整理，编写成文。并参考区内同行的成果，对广西区内的高铁型三水铝土矿（有的称为贵港型三水铝土矿）的分布特征、矿体特征及矿床成因、开发前景作了浅显分析和总结，对今后寻找类似矿床具有一定的指导意义。

参考文献

［1广西壮族自治区地质矿产局，广西壮族自治区区域地质志，北京：地质出版社，1985

［2广西壮族自治区地质矿产局，广西壮族自治区区域矿产总结，南宁：内部资料，1993

［3广西壮族自治区地方志编纂委员会，广西通志地质矿产志，南宁：广西人民出版社，1991

［4杨志华陈鑫生，广西武鸣县长安三水铝土矿普查报告，内部资料，2007