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)濟各部門是建筑?交通運輸?包裝以
及電器?飛機制造?機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?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)由遠方紅土風(fēng)化殼搬運而來?
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)越資源遠景
較好桂西-滇東等成礦帶也有一定的遠景中國地質(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) 鋁土礦研究進展
國際上鋁土礦研究起步于20 世紀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展
一?礦床類型
目前鋁土礦還沒有統(tǒng)一的分類標(biāo)準和命名方案國內(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)者對礦床類型進行了更詳細
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一步細分為坡地型?谷地型?近坡地型?近喀斯特
型和遠喀斯特型5 個類型其中遠喀斯特型主要產(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)搬運再沉積于鋁硅酸鹽巖之上)其中喀斯特類又細分為6 個類型: 地中海型(原地
型)?哈薩克斯坦型(準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) 對我國鋁土礦進行了詳細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