广西平果县大隆铝土矿成矿机理及找矿标志

[摘要]文章通过平果县大隆铝土矿详查工作中收集的矿区地质特征和矿床特征的相关资料，对矿区内已发现铝土矿的成矿机理进行详细的探讨和研究，总结出了上二叠统合山组（P3h）底部的原生沉积铝土矿层是本区堆积型铝土矿的矿源层，第四系更新统（Qp）是岩溶堆积型铝土矿的赋矿层位，同时根据矿区铝土矿的产出特点明确了找矿标志。达到对今后在本区及地质条件相类似地区寻找同类型铝土矿床具有一定的借鉴作用。

[关键词] 大隆铝土矿 成矿机理 找矿标志

[中图分类号] P577 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-375-2

0前言

矿区位于广西百色市平果县城南西方向新安镇大隆村，范围西起黄腊，东到公秀，北始更越，南止陇碰，为平果县新安镇所辖。区域上位于南华准地台右江再生地槽靖西—田东隆起东侧，矿区称为大隆背斜。中国铝业股份有限公司广西分公司（简称为：中铝广西分公司）近年来由于生产规模不断扩大，铝土矿的消耗量也不断增加，为了进一步查清平果铝土矿的铝土矿资源，为中铝广西分公司的长远发展规划提供资源保障，满足企业经济持续稳定发展的需求。我队（简称为：广西第四地质队）受其委托对广西平果县大隆铝土矿进行详查，此项工作为本文提供了详实的地质资料。

1矿区地质特征

1.1地层

矿区出露地层有石炭系、二叠系、三叠系及第四系。其中二叠系和第四系与铝土矿成矿关系密切。

1.2构造

勘查区内褶皱为平果县大隆背斜。断裂以北西向正断层为主。沉积型铝土矿体呈零星分布于背斜的倾伏端，堆积型铝土矿体呈不规则零星分布于背斜的轴部和两翼，总体上呈北西-南东向展布。

1.3岩浆岩

勘查区内无岩浆岩侵入。

1.4赋矿层位

（1）上二叠统合山组（P3h）底部古岩溶侵蚀面（平行不整合）上的沉积岩层是沉积型铝土矿的赋矿层位，是本区堆积型铝土矿的矿源层。（2）第四系更新统（Qp）为岩溶堆积型铝土矿的赋矿层位，该层位主要分布于大隆背斜的轴部的上石炭统马平组和两翼的中二叠统茅口组（P2m）至栖霞组（P2q）碳酸盐岩为基底的岩溶洼地、坡地及岩溶谷地中（图1）。

2矿床特征

2.1沉积型铝土矿矿体特征

沉积型铝土矿是指沉积形成在上二叠统合山组（P3h）底部的一层原生铝土矿体，通常呈层状、似层状、透镜体产出，沉积矿体的产状与其周围岩层产状基本一致。本勘查区沉积矿体分布于矿区南东角陇碰、八秀、布银屯一带，产于上二叠统合山组（P3h）底部，地表共出露4处，总体平面形态呈零星弧形不连续分布，各块体之间极不连续，间断距离长。

2.2堆积型铝土矿矿体特征

勘查区内堆积型铝土矿体的形态，产状受其所处洼地、谷地的形态所控制。平面上形态复杂，规模大的，多呈不规则的长条带状，丫叉状，环带状、港湾状，规模小的，呈短轴状、瘤状、囊状；剖面上多呈简单的缓倾斜的层状、似层状、透镜状。矿体产状主要受基底侵蚀面的起伏形态制约，其倾向与基底起伏相一致。一般倾角0～10o，局部11～20o。矿体规模大小不一，相差悬殊，矿体间极不连续。

2.3矿石组成

（1）矿物成分：本次详查采集了12个铝土矿鉴定样，根据鉴定结果，矿石的矿物成分主要为一水铝石（一水硬铝石和一水软铝石）、胶铝矿，其次为三水铝石、褐铁矿、勃姆铝矿、泥质矿物（高岭石、绢云母）以及金红石、刚玉、绿泥石等。

（2）化学成分：矿石的主要化学组分为Al2O3、SiO2、Fe2O3及灼失量，四者含量之和为93～97%。Al2O3是矿石中的主要有用组分，矿区平均为49.43%；SiO2是铝土矿的主要有害组分，矿区平均为15.25%；Fe2O3是铝土矿的次要有害组分，矿区平均17.95%；其它微量化学组分有TiO2、MgO、CaO、K2O、MnO、CO2、P2O5、Ga等。

2.4矿石组构

（1）结构：矿石结构主要有砾屑-砂屑结构、豆-鲕粒结构、他形粒状结构、半自形针柱结构、隐晶质-胶体状结构、假象结构等。

（2）构造：矿石的构造主要为块状构造；部分矿石粒屑具定向排列、形成条带状构造或微层状构造；极少部分矿石由于风化程度深，原有的硫化物矿物被淋滤流失后形成蜂窝状、多孔状构造。

2.5矿石类型

（1）矿石自然类型：按结构构造可分为砂屑铝土矿、豆鲕状铝土矿、粒屑（鲕粒-砂屑混合）铝土矿。各类型矿石分布无规律。按主要的铝矿物成分划分，属于一水硬铝石型铝土矿，其主要成分由一水硬铝石和少量一水软铝石及三水铝石组成。

根据化学组分含量属高硅高铁铝土矿，分布无规律。

（2）矿石工业类型：

根据矿石的Al2O3含量、A/S值、工业用途、提取氧化铝的方法及本次可溶性实验结果，矿石工业类型为拜尔法生产氧化铝的铝土矿石。

3成矿机理及找矿标志

3.1堆积型铝土矿成矿机理

堆积铝土矿主要由铝土矿块和粘土组成。铝土矿块的结构构造、物质成分与原生沉积铝土矿基本类似，且具有继承性和因果关系，在矿体的空间分布上，堆积铝土矿分布于沉积铝土矿底板地层上的岩溶堆积层中，主成矿期为第四纪，其矿源层无疑为赋存于上二叠统合山组（P3h）底部的沉积铝土矿层。

3.2矿床成因

区内堆积铝土矿床，是由于岩溶作用，使碳酸盐岩中的原生沉积矿层遭受机械破碎，改造堆积而成的产物，属于岩溶沉积类型的第四纪堆积矿床。大体可分为三个阶段（图2）。

（1）矿源层剥蚀阶段：上二叠统底部的原生沉积铝土矿层及其上部的含煤炭质泥岩、页岩，为本区非可溶性岩层，亦属地下水的隔挡层和溶蚀基准面。在漫长的岩溶化过程中，侵蚀面不断下移、新生，具强烈侵蚀性的水对碳酸盐岩不断进行溶蚀，形成漏斗、落水洞、溶洞、洞穴，直通达溶蚀基准面，水沿构造裂隙往下渗透，开始形成埋藏岩溶（见图2a）。地面溶余物作侧向运移或呈悬浮状态带走。

（2）初级成矿阶段：水随岩溶通道及断裂转入炭质泥、页岩层及原生矿，成为承压水，增强溶蚀能力，下伏灰岩受到强烈溶蚀，随着时间的推移，埋藏岩溶形成埋藏洞穴，发展到一定程度，矿源层（沉积型铝土矿）内聚应力动态平衡遭到破坏，在外营力影响下，由于重力作用发生崩解、坍塌，以机械破坏为主产生的矿块、岩块等碎屑物质在陷落运移过程中与原地堆积物掺合聚积于适当的部位。形成为初级堆积铝土矿体（图2b）。

（3）富集成矿阶段：初始堆积矿体中的铝土矿块屑，含有大量的黄铁矿，在富含CO2水溶液的作用下可产生丰富的硫酸根。这些富含CO2、SO4-2的水溶液，具有很强的溶蚀能力，在其对矿体中的方解石、白云石、黄铁矿、煤屑等矿物进行水解的过程中，硫、磷、钙、镁、硅等物质大量流失，次生高岭石中的SiO2亦在风化过程中逐渐流失，Al2O3、Fe2O3则相对富集，形成了由铝土矿、褐铁矿、铝土质泥岩和铁铝质粘土（风化残余物）组成的堆积体。这些堆积体在尔后的地表氧化条件下进入红土化作用过程，化学性质上不稳定的碳酸盐岩被溶解而流失，其杂质及泥岩屑就地残积下来，并逐渐泥化；化学性质上稳定，即难以溶解的铝土矿、褐铁矿等矿物则就地保存；在重力作用下铝土矿块、褐铁矿及红土缓慢地富集到就近的相对低洼地带堆积，成为现今所见红土胶结的的岩溶堆积铝土矿体。（图2C）。

3.3找矿标志

综前所述，铝土矿的找矿标志有：

（1）1：20万化探异常图上有铝元素异常的区块。（2）矿源层标志：上二叠统合山组（P3h）是沉积铝土矿层的含矿层位，也是形成堆积铝土矿的唯一矿源层，可作为寻找堆积铝土矿的前提条件。（3）地貌标志：碳酸盐岩区峰丛峰林组合的岩溶洼地、谷地、缓坡为堆积铝土矿的赋存场所，是寻找堆积铝土矿的典型标志之一。（4）直接标志：第四纪岩溶洼地、坡地和谷地地表上残留的铁铝质矿块或铝土矿矿块，可作为堆积铝土矿直接找矿标志。（5）地层标志：中二叠统至上石炭统的岩溶堆积层中，常赋存有堆积铝土矿体。

4结语

本文通过对平果县大隆铝土矿区的地质特征、矿产特征的研究，总结出区内铝土矿的成矿机理和找矿标志，上二叠统合山组（P3h）底部古岩溶侵蚀面（平行不整合）上的原生沉积铝土矿层是沉积型铝土矿赋矿层位；第四系更新统（Qp）为岩溶堆积型铝土矿的赋矿层位，该层位主要分布在上石炭统～下二叠统马平组和中二叠统茅口组至栖霞组碳酸盐岩为基底的岩溶洼地和坡地上，位于平果县大隆背斜的轴部和两翼，其产出形态严格受岩溶地貌控制，其成矿物质来源于上二叠统合山组（P3h）底部的原生沉积铝土矿层。找矿标志主要为上二叠统合山组（P3h）的沉积铝土矿层和第四纪岩溶洼地、坡地和谷地地表上残留的铁铝质矿块或铝土矿矿块。为今后在本区及地质条件相类似地区寻找同类型铝土矿床具有一定的借鉴作用。

参考文献

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[2]祝瑞勤，奚小双，吴堑虹，杨震.广西平果堆积铝土矿岩溶地貌演化与成矿作用.中南大学学报（自然科学版），2003，（3）.

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