贵州省龙里铝土矿矿床地质特征及成矿环境分析

薛旭东

【摘 要】通过对贵州省龙里铝土矿矿床地质特征研究及成矿环境分析，认为区内主要为沉积型铝土矿，呈层状、似层状、透镜状赋存于下石炭统九架炉组，矿石矿物主要为一水硬铝石，矿石具鲕状、豆状结构、内碎屑结构；铝土矿形成的母岩主要是石炭系、泥盆系的碳酸盐和所夹页岩、泥岩，在高温炎热多雨的湿润气候条件下经长期风化、运移沉积于湖盆、洼地以及海湾形成铝土矿。

【关键词】铝土矿；地质特征；成矿环境；岩相古地理

1.前言

研究区位于贵州省龙里县草原乡一带，区内铝土矿床（点）主要分布在麻若场——金谷铝土矿成矿区内，含矿岩系为下石炭统九架炉组，多为中、小型矿床，呈层状、似层状、大透镜体状产出。含矿岩系厚度及矿体规模明显受到矿系底板古喀斯特地貌控制，铝土矿体规模受矿系厚度稳定性控制，表现为大中型铝土矿床分布于含矿系厚度稳定部位，中小型矿床分布于含矿系厚度不稳定部位。

2.矿床地质特征

2.1地层简述

区内出露地层由老至新依次有上泥盆统高坡场组（D3g）、者王组（D3z），下石炭统革老河组（C1g）、九架炉组（C1jj）、祥摆组（C1x）、旧司组（C1j）和上司组（C1s）。

下石炭统九架炉组（含矿岩系）：为古风化剥蚀面上的一套铁铝质沉积[1]，是区内铝土矿含矿层位。其底部常见一套由铁铝质胶结碳酸盐岩角砾形成的砾质岩石（“底砾岩”），之上为一套铝土质岩石，岩性为铝土岩、铝土质页岩、粘土岩等，局部可见碎屑状、致密状铝土矿富集形成矿体。该组岩层沉积于下伏者王组或革老河组的岩溶侵蚀面之上，与下伏岩层呈平行不整合（或微角度不整合）接触，在区内不同地段由于剥蚀程度不同沉积于不同层位之上；另外，该组与上覆石炭系祥摆组之间亦呈假整合接触，在局部地段可见两者之间的接触界线呈波状起伏。厚度一般3～5m，最厚处可达10余米。

2.2构造概况

矿区位于宽缓的龙里背斜核部，褶皱构造不发育，主要呈平缓的单斜构造。

区内断裂以北东向和北西向高角度正断层为主，多为一些大型共轭节理，与燕山期东西向挤压的构造应力相一致，对矿体起破坏作用。

2.3矿体特征

区内主要为沉积型铝土矿，呈层状、似层状、透镜状赋存于下石炭统九架炉组中，产状与顶底板岩层产状一致，倾向一般280～305度，倾角0～13度。矿体底板主要为灰岩，亦见铝土岩，矿体顶板为铝土质页岩或祥摆组炭质页岩。

含矿岩系沉积序列由上至下大致具有如下规律：炭质泥岩（顶板）-薄层含铝质粘土岩（直接顶板）-鲕状、碎屑状铝土矿-含铁质、铝质粘土岩（直接底板）-灰岩。

2.4矿石特征

矿石矿物主要为一水硬铝石，次为粘土矿物，亦见少量石英、褐铁矿、铁质。一水硬铝石赋存形式见二种：（一）呈基底碎屑主要矿物构成形式产出；（二）呈基底填隙物主要矿物构成形式产出。

矿石具鲕状、豆状结构、内碎屑结构。碎屑状铝土矿石：灰—深灰色，局部浅灰色。矿石中碎屑含量>30%，断口粗糙，质地坚硬；碎屑直径0.1～1cm，无分选、无定向，磨圆差，呈角砾状，多呈颗粒支撑，接触式—镶嵌式胶结。

矿石特征（野外特征）：区别于鲕状、碎屑状，而为密集鲕状、碎屑状。矿石的品位与鲕粒、碎屑的密集程度成正相关关系。

3.成矿环境分析

3.1 母岩条件

龙里铝土矿区九架炉组中已知矿物有39种之多，并以一水硬铝石占绝对优势，是该区铝土矿主要铝矿物。龙里铝土矿形成的母岩主要是石炭系、泥盆系的碳酸盐和所夹页岩、泥岩。母岩是沉积物的提供者，沉积物的成分与母岩的成分有直接关系。碳酸盐岩的主要矿物成分是白云岩、方解石和少量粘土矿物和碎屑矿物。化学成分为CaO、 MgO、CO2及少量酸不溶物（A12 03 ， FeO3 ， Si02等）这些出露于地表的岩层，在常温、常压、大气和水的长期作用下，受温度和生物活动的影响，发生分解不断析出成矿物质留在侵蚀面上。铝土矿就是聚集了它所赖以生成的下伏地层风化残余物A1形成的，因此查明基底母岩的成分对研究铝的来源和铝土矿的形成条件是有意义的。

表1 龙里铝土矿基底岩石成矿物质含量表

矿床 层位 岩石名称 A12 03含量（%）

龙里 者王组 生物灰岩 0.95-4.64

高坡场组 细晶白云岩 1.51 -13.5

九架炉组 粘土页岩 20.55

灰岩和白云岩中含Al203最低为0. 95%，最高13.5%，一般3%左右，页岩类含Al203一般20%左右。可见页岩的Al203含量高出碳酸盐岩，因此它们都应是铝土矿矿源的母岩。

3.2古地理条件

图1 黔中地区早石炭世九架炉期岩相古地理图

早石炭世大塘期的古地理环境中，贵州中部大范围隆起成陆遭受剥蚀一称为“黔中古陆”[2]，在黔中古陆南侧形成黔南海湾，并在该区域内形成了规模较大的淡化泻湖沉积环境和大量的小湖泊所构成的浅水湖泊群沉积环境，沉积了化石稀少、岩相独特的铁铝质粘土岩沉积组合—石炭系下统九架炉组[3]。早石炭世早期海水开始由南向北入侵，海侵范围逐渐向北推进，至大塘期旧司时黔中盆地已全部被淹，摆佐期海浸范围达到最大。据大塘期旧司时铁铝矿系厚度变化和缺失推断，铁铝矿系沉积时的古地理格局为：南部为广海边缘的广顺障壁岛（无矿系沉积），北部和西北部为黔中隆起高地，它们之间形成一个半封闭的泻湖，即筑织淡化泻湖，是黔中铝土矿的主要沉积场所。龙里矿区位于筑织淡化泻湖东南，属于碳酸盐岩古风化壳异地堆积型铝土矿分布区[4]，属于黔南海湾亚相[5]（图1）。

3.3古气候条件

黔中铝土矿成矿时的纬度为北纬6°左右，位于古赤道附近，龙里矿床应属此范畴。这种低纬度高温炎热多雨的湿润气候，雨量充沛，降雨量超过蒸发量，最适合于生物的大量繁殖和活动，使化学风化在较强的酸性条件下进行。生物对基岩的破坏既有直接的又有间接的，既有机械的又有化学的或生物化学的作用。另外温度对风化作用也有较大的影响，温度越高，风化作用越强烈，而气温的高低和降雨量的多少主要受气候的制约。

3.4古地貌条件

广西运动使黔中隆起成陆后形成北高南低，西高东低的形势。理论上，同样的岩石组合地层，在同样的气候条件下，风化剥蚀速率是基本相同的，但由于所处地势的高低，纬度的不同，离海的远近，构造运动破坏程度的不同而有很大差异。在原有地垫的基础上经天长地久的剥蚀夷平，于大塘早期夷成准溶原。在这个准溶原上分布着一系列等级不同，形态各异的岩溶地貌，南边毗邻黔南海域，溶原上潜水面高于溶洼和溶盆底部，大小湖泊、河流分布其上，成为较适时的成矿物质的运移，聚集的有利地区。这些湖盆和洼地以及南部海湾便成为黔南和黔中铝土矿的沉积场所。

4.结论

贵州省龙里铝土矿为沉积型铝土矿，呈层状、似层状、透镜状赋存于下石炭统九架炉组，矿石矿物主要为一水硬铝石，矿石具鲕状、豆状结构、内碎屑结构，矿石的品位与鲕粒、碎屑的密集程度成正相关关系。

铝土矿形成的母岩主要是石炭系、泥盆系的碳酸盐和所夹页岩、泥岩，在早石炭世大塘期的古地理环境中，高温炎热多雨的湿润气候条件下经长期风化、运移沉积于湖盆、洼地以及海湾形成铝土矿。

参考文献：

[1] 贵州省地质矿产局.贵州省区域地质志[M].北京：地质出版社，1982.

[2] 陈华，邓超，等.贵州猫场铝土矿成矿环境分析[R].贵州省地矿局115地质大队，2010.

[3] 廖士范，梁同荣，等.中国铝土矿地质学[M].贵阳：贵州科技出版社，1991。

[4] 郭振春，陈庆刚，等.黔中地区铝土矿资源成矿规律及找矿靶区研究设计书[R].2007.

[5] 姚会禄，陈华，等.贵州铝土矿潜力资源评价[R].贵州省地矿局115地质大队，2009.