第一章 緒 論
第一節(jié) 鋁土礦資源概況
鋁是地殼中分布最廣泛的元素之一在自然界中多呈氧化物?氫氧化物和含氧的鋁硅
酸鹽形式存在 金屬鋁是世界上僅次于鋼鐵的第二重要金屬具有密度小?導(dǎo)電導(dǎo)熱性
好?易于加工及其他優(yōu)良性能廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門是建筑?交通運(yùn)輸?包裝以
及電器?飛機(jī)制造?機(jī)械和民用器具等不可缺少的原材料 鋁土礦指工業(yè)上能利用的以
三水鋁石?一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物所組成的礦石其應(yīng)用領(lǐng)域有金屬和非金
屬兩個方面金屬用途是生產(chǎn)金屬鋁的最佳原料也是最主要的應(yīng)用領(lǐng)域用量占世界鋁
土礦總產(chǎn)量的90%以上 非金屬用途主要是耐火材料?研磨材料?化學(xué)制品及高鋁水泥等
的重要原料
一?世界鋁土礦分布
世界范圍鋁土礦資源較為豐富主要分布在熱帶?亞熱帶地區(qū)遍及五大洲50 多個
國家(圖1￣1) 美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS) 公布的數(shù)據(jù)顯示世界鋁土礦資源總量(探明
儲量+次經(jīng)濟(jì)資源+推測資源) 約為550 億~750 億t其中非洲160 億~200 億t?南美洲
190 億~250 億t?大洋洲70 億~100 億t?亞洲80 億~130 億t?加勒比海地區(qū)20 億~30
億t?歐洲30 億~40 億t 世界鋁土礦資源分布相對集中據(jù)USGS (2010) 統(tǒng)計目前
全球鋁土礦探明儲量約為270 億t幾內(nèi)亞和澳大利亞探明儲量高居前兩位分別約為74
億t 和62 億t占50 37%位于3 ~6 位依次為越南21 億t?牙買加20 億t?巴西19 億t
和印度7 7 億t我國約為7 5 億t占全球探明儲量的2 78%位于第7 位 探明儲量超
過億噸的國家還有圭亞那7 億t?希臘6 億t?蘇里南5 8 億t?哈薩克斯坦3 6 億t?委內(nèi)
瑞拉3 2 億t 和俄羅斯2 億t
世界鋁土礦按下伏基巖性質(zhì)大體可分為三種類型(劉中凡2001)即紅土型?巖溶
型和沉積型(齊赫文型) 鋁土礦 其中紅土型鋁土礦下伏基巖為鋁硅酸鹽巖如玄武巖?
花崗巖?粒玄巖?長石砂巖?麻粒巖等在熱帶-亞熱帶氣候條件下經(jīng)紅土化作用形成?
與基巖呈漸變過渡關(guān)系 該類型礦床儲量占世界總儲量的86%左右主要分布于南?北緯
30°之間熱帶-亞熱帶大陸邊緣的近海平原?中低高地?臺地和島嶼上Bárdossy 和Aleva
(1990) 將全球這種類型鋁土礦劃分為8 個成礦省(圖1￣1): 南美地臺成礦省(L1 )?巴
西東南部成礦省(L2)?西非成礦省(L3 )?東南非成礦省(L4 )?印度成礦省(L5 )?東
南亞成礦省(L6)?西澳及北澳成礦省(L7) 和東南澳成礦省(L8)
?? 2 ?? 黔北務(wù)正道鋁土礦成礦理論及預(yù)測
圖1￣1 世界鋁土礦分布略圖(據(jù)Bárdossy and Aleva1990 修改)
巖溶型鋁土礦是覆蓋在灰?guī)r?白云巖等碳酸鹽巖凹凸不平巖溶面上的鋁土礦與下伏
基巖呈不整合或假整合接觸關(guān)系礦體為古紅土風(fēng)化殼被剝蝕?長距離(30 ~ 40km) 搬
運(yùn)?沉積于巖溶地形中形成 此類型鋁土礦儲量占世界總儲量的13%左右主要分布于北
緯30° ~60°間及附近的溫帶地區(qū)Bárdossy 和Aleva (1990) 將全球這種類型鋁土礦劃分
為7 個成礦帶(圖1￣1): 地中海成礦帶(Y1)?烏拉爾-西伯利亞-中亞成礦帶(Y2 )?伊
朗-喜馬拉雅成礦帶(Y3 )?東亞成礦帶(Y4 )?加勒比海成礦帶(Y5 )?北美洲成礦帶
(Y6) 和太平洋西南成礦帶(Y7 ) 我國鋁土礦主要為這種類型分布于東亞成礦帶
(Y4)
沉積型(齊赫文型) 鋁土礦是覆蓋在鋁硅酸鹽巖剝蝕面上的碎屑沉積鋁土礦與下伏
基巖一般呈不整合接觸關(guān)系沒有直接成因關(guān)系成礦物質(zhì)由遠(yuǎn)方紅土風(fēng)化殼搬運(yùn)而來?
礦床規(guī)模較小其儲量僅占世界總儲量的1% 左右 此類型礦床分布于溫帶典型礦床產(chǎn)
于俄羅斯齊赫文市中國?朝鮮和美國也有分布Bárdossy 和Aleva (1990) 將全球這種
類型鋁土礦劃分為3 個成礦省(圖1￣1): 東歐成礦省(T1)?中朝成礦省(T2 ) 和北美成
礦省(T2)
第 一 章 緒 論 ?? 3 ??
二?中國鋁土礦分布
我國鋁土礦資源較為豐富華北地臺?揚(yáng)子地臺?華南褶皺系及東南沿海均有分布
(圖1￣2)其中晉中-晉北?豫西-晉南?渝南-黔中三個成礦帶成礦條件優(yōu)越資源遠(yuǎn)景
較好桂西-滇東等成礦帶也有一定的遠(yuǎn)景中國地質(zhì)調(diào)查局根據(jù)已有成礦地質(zhì)條件預(yù)
測我國鋁土礦資源總量可達(dá)50 億t 目前我國已探明鋁土礦礦區(qū)300 多處儲量大于
2000 萬t 的大型-超大型礦床31 個500 萬~ 2000 萬t 的中型礦床83 個分布于全國19
個省?自治區(qū)?直轄市主要集中于山西?貴州?河南和廣西四個省(區(qū)) (圖1￣2)探
明儲量合計占全國總儲量的90 9%其中山西41 6%?貴州17 1%?河南16 7%?廣
西15 5%
山西鋁土礦主要分布在孝義?交口?汾陽?陽泉?盂縣?寧武?原平?興縣?保德?
平陸等42 個縣(市) 境內(nèi)面積約6 7 萬km2探明儲量居全國第一預(yù)測資源總量可
達(dá)20 億t 貴州鋁土礦主要分布在“黔中隆起” 南北兩側(cè)的遵義?息烽?開陽?甕安?正
安?道真?修文?清鎮(zhèn)?白云?烏當(dāng)?平壩?織金?茍江?黃平等十幾個縣(區(qū)?市) 境?? 4 ?? 黔北務(wù)正道鋁土礦成礦理論及預(yù)測
內(nèi)面積約2400km2探明儲量居全國第2 位預(yù)測資源總量超過10 億t 河南鋁土礦集中
分布在黃河以南?京廣線以西的鞏縣?登封?偃師?新安?三門峽?陜縣?寶豐?魯山?臨
汝?禹縣等十幾個縣(市) 境內(nèi)面積大于3 萬km2探明儲量居全國第3 位預(yù)測資源總
量可達(dá)10 億t 廣西鋁土礦集中分布在平果?田東?田陽?德保?靖西?桂縣?那坡?果
化?隆安?邕寧?崇左等十幾個縣(市) 境內(nèi)面積超過2000km2探明儲量居全國第4 位?
預(yù)測資源總量超過8 億t
劉長齡和王雙彬(1990) 根據(jù)我國鋁土礦分布特征劃分出11 個成礦區(qū)(帶) (圖
1￣2): ①康滇成礦帶?②黔渝成礦區(qū)?③華北成礦區(qū)?④南天山成礦帶?⑤湘黔成礦區(qū)?
⑥滇桂成礦區(qū)?⑦閩南成礦區(qū)?⑧贛中成礦區(qū)?⑨滇西成礦區(qū)?⑩東南沿海成礦區(qū)???????桂
中成礦區(qū)其中華北成礦區(qū)?黔渝成礦區(qū)和滇桂成礦區(qū)成礦條件優(yōu)越目前探明的絕大部
分大中型礦床都分布于這3 個成礦區(qū)內(nèi)如山西和河南鋁土礦分布于華北成礦區(qū)?貴州鋁
土礦主要分布于黔渝成礦區(qū)?廣西鋁土礦主要分布于滇桂成礦區(qū)
第二節(jié) 鋁土礦研究進(jìn)展
國際上鋁土礦研究起步于20 世紀(jì)初期目前已對世界上許多重要的鋁土礦成礦區(qū)
(帶)?典型礦床進(jìn)行了系統(tǒng)研究在成礦背景?成礦條件?礦床地質(zhì)?控礦因素?物質(zhì)組
成及來源?成因類型?成礦過程以及成礦預(yù)測等諸多方面取得了許多研究成果 雖然我國
鋁土礦研究起步相對較晚但在上述各方面同樣取得了一系列研究進(jìn)展
一?礦床類型
目前鋁土礦還沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)和命名方案國內(nèi)外學(xué)者從物質(zhì)組成?礦體形
態(tài)?地質(zhì)產(chǎn)狀?基巖類型?礦床成因以及產(chǎn)出大地構(gòu)造背景等方面對其進(jìn)行過分類 根據(jù)
成礦過程Fox (1932) 將鋁土礦劃分為2 種類型即鋁硅酸鹽巖風(fēng)化形成的紅土型鋁土
礦和碳酸鹽巖風(fēng)化形成的鈣紅土型或地中海型鋁土礦 C Φ 馬列夫金(1934 轉(zhuǎn)引自韓
景敏2005) 將鋁土礦劃分為4 種類型即紅土型?交代型?生物成因型和變質(zhì)型鋁土
礦 Vadász (1951) 將鋁土礦劃分為紅土型?巖溶型和機(jī)械碎屑沉積型鋁土礦三大類 根
據(jù)成礦古地理環(huán)境Αрхангельский (1937) 將鋁土礦劃分為海相沉積鋁土礦和湖相沉積
鋁土礦兩大類 M Φ 維庫洛娃(1946 轉(zhuǎn)引自韓景敏2005) 將鋁土礦劃分為紅土型?
潟湖型?湖泊型?谷地型和古喀斯特洼地型鋁土礦5 種類型 根據(jù)成礦大地構(gòu)造背景?
Пейве (1947) 將鋁土礦劃分為臺地型鋁土礦和地槽型鋁土礦兩大類 Ю К 戈列斯基
(1960 轉(zhuǎn)引自韓景敏2005) 將鋁土礦劃分為三大類即地臺穩(wěn)定地段的鋁土礦?地臺
活動地段的鋁土礦和地槽區(qū)的鋁土礦 根據(jù)成礦基巖Bárdossy (1982) 將鋁土礦主要劃
分為喀斯特型和紅土型兩類前者為產(chǎn)于碳酸鹽巖古喀斯特面之上的鋁土礦后者為產(chǎn)于
鋁硅酸鹽巖之上的紅土型鋁土礦這是目前應(yīng)用最廣泛的鋁土礦分類方案(Bárdossy and
Aleva1990 D??Argenio and Mindszenty1995 Horbe and Costa1999 Mordberg et al ?
2001 Laskou2003 Mameli et al 2007 Deng et al 2010)
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鋁土礦形成受多種因素控制在實際工作過程中許多學(xué)者對礦床類型進(jìn)行了更詳細(xì)
的劃分如Бушинский (1975) 首先將鋁土礦劃分為3 個大類?5 個亞類和13 個類型3
個大類包括紅土型大類?沉積型大類(碎屑的或再沉積的紅土) 和溶液沉積大類其中沉
積型大類按基巖性質(zhì)分為產(chǎn)于鋁硅酸鹽巖之上的鋁土礦和產(chǎn)于碳酸鹽巖之上的鋁土礦兩個
亞類按賦存條件及與紅土的距離進(jìn)一步細(xì)分為坡地型?谷地型?近坡地型?近喀斯特
型和遠(yuǎn)喀斯特型5 個類型其中遠(yuǎn)喀斯特型主要產(chǎn)于地槽區(qū)其余4 個類型主要產(chǎn)于地臺
區(qū) Bárdossy (1982) 首先將鋁土礦分為三大類即紅土類(產(chǎn)于火成巖?變質(zhì)巖等鋁硅
酸鹽巖之上)?喀斯特類(產(chǎn)于碳酸鹽巖喀斯特侵蝕面之上) 和過渡類(源于殘積紅土?
后經(jīng)搬運(yùn)再沉積于鋁硅酸鹽巖之上)其中喀斯特類又細(xì)分為6 個類型: 地中海型(原地
型)?哈薩克斯坦型(準(zhǔn)原地型含礦巖系中除鋁質(zhì)巖外尚有碎屑巖和碳質(zhì)巖類)?阿
里埃日型(介于紅土類和喀斯特類之間)?提曼型(原地?準(zhǔn)原地含礦巖系中除鋁質(zhì)巖
外尚有碎屑巖時有煤層)?薩倫托型(異地型早先已形成的鋁土礦后經(jīng)搬運(yùn)再堆
積于喀斯特洼地中) 和土爾斯克型(淋濾型)
我國學(xué)者也提出過多種鋁土礦類型劃分方案全國礦產(chǎn)儲量委員會(1984) 將我國鋁
土礦劃分為3 個類型即沉積型?堆積型和紅土型 章柏盛(1984) 將我國鋁土礦分為4
個類型即沉積型?堆積型?古風(fēng)化殼型和紅土型 殷子明(1988) 根據(jù)成礦大地構(gòu)造背
景將世界鋁土礦劃分為4 個類型即地槽型?地臺型?地洼型和大洋活動區(qū)型 廖士范
和梁同榮(1991) 將我國鋁土礦劃分為2 個類型即古風(fēng)化殼型(Ⅰ型) 和紅土型(Ⅱ
型)其中Ⅰ型包括4 個亞類即貴州修文式?貴州遵義式?廣西平果式和河南新安式?
Ⅱ型包括福建漳浦式 劉平(1996) 將我國鋁土礦劃分為紅土型?堆積型?沉積型及其他
類型四大類同時根據(jù)賦礦地層時代?成礦環(huán)境?基巖巖性及礦石工業(yè)類型等特征將貴
州沉積類鋁土礦劃分為5 個類型即貓場型?后槽型?仙人巖型?鳳王槽型和大竹園型?
國土資源部2003 年發(fā)布實施的?鋁土礦?菱鐵礦地質(zhì)勘查規(guī)范? (DZ/ T 0202—2002) 則
以規(guī)范形式將我國鋁土礦劃分為沉積型?堆積型?紅土型三種其中沉積型又分為產(chǎn)于碳
酸鹽巖侵蝕面上和產(chǎn)于鋁硅酸鹽巖之上的鋁土礦兩個亞類
另外劉長齡(1987) 對我國鋁土礦進(jìn)行了詳細(xì)的成因類型劃分首先根據(jù)我國大地構(gòu)
造將鋁土礦劃分為地臺區(qū)鋁土礦及地槽區(qū)鋁土礦然后根據(jù)主要成礦作用劃分出8 個大類及
2 個準(zhǔn)大類再根據(jù)礦物組合?沉積環(huán)境等特征劃分出21 個成因類型及9 個準(zhǔn)成因類型
二?含礦巖系
含礦巖系層序研究有助于揭示鋁土礦的形成過程和指導(dǎo)成礦預(yù)測國內(nèi)外學(xué)者通過對
世界典型鋁土礦礦集區(qū)沉積學(xué)?層序地層學(xué)?沉積古地理?礦田構(gòu)造?地貌地形學(xué)?巖溶
學(xué)和數(shù)理統(tǒng)計等多學(xué)科綜合研究建立了鋁土