中国铝土矿沉积中的碎屑锆石记录：对铝土矿物源模式与矿床分类的启示*

余文超 杜远生 熊国林 周锦涛 庞大卫 邓旭升 翁申富 李沛刚

1 生物地质与环境地质国家重点实验室，中国地质大学(武汉)地球科学学院，湖北武汉 430074 2 自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新中心，贵州贵阳 550081 3 贵州省地质调查院，贵州贵阳 550081 4 贵州省地质矿产勘查开发局一〇六地质大队，贵州遵义 563000

1 概述

铝土矿沉积的风化物质来源是长期以来困扰研究者的关键科学问题之一，其研究难点在于铝土矿沉积是母岩经过强烈化学风化作用的残留物质，其中可供追溯其物源的沉积学及地球化学信息往往难以保存(Valeton，1972；Brdossy，1982；廖士范和梁同荣，1991；Yuetal.,2019)，因此常规碎屑沉积研究中经常使用的诸如古流向组构、地球化学示踪指标等在铝土矿沉积的物源研究中难以奏效。物源辨识不清所引发的伴生问题是对铝土矿床形成时成矿碎屑物质搬运作用难以准确厘定，从而导致如成矿母质是否发生过搬运作用、搬运作用中物质以何种方式发生迁移、搬运作用的距离等基础地质问题难以解释。此外，虽然铝元素是地壳中含量最高的金属元素，但由于铝单质化学性质活泼，在地壳中主要以化合物形式赋存于氧化物、氢氧化物及硅铝酸盐矿物晶格中，因此在铝土矿形成过程中，铝的活化及地球化学迁移问题也存在争议(Valeton，1972；Brdossy，1982)。

前人以铝土矿的物源区与就位成矿区的距离远近将矿床分为原地(autochthonous)、准原地(parautochthonous)及异地(allochthonous)等类型(D’Argenio and Mindszenty，1995)。早期的学者将铝土矿层中出现与下伏基岩岩性不同的碎屑假象或破碎的豆鲕等沉积组构视为成矿母质经过中—短距离搬运作用的重要证据(Grubb，1963；Moses and Michell，1963；Valeton，1974)，从而将这部分铝土矿床与含有明显残留风化作用痕迹的原地铝土矿床区分开来，用准原地或异地加以描述。需要指出的是，准原地与异地铝土矿床并没有严格的区分界线，无法使用定量化的搬运距离来对异地型铝土矿床进行区分。因此在实际使用过程中，不同研究者只能依据自己的判断挑选使用以上名词，造成了术语使用上的混乱。在搬运作用发生的情况下，铝质如何发生迁移同样也是颇具争议的问题。Brdossy(1982)总结了前人对于铝土矿成矿母质迁移形式的主要观点，对铝元素在真溶液中发生迁移的模式提出了强烈质疑，因为满足铝离子溶解态的酸性或碱性溶液在自然界地表环境中难以稳定存在，也无法发生大规模长距离运移。目前主流观点认为，铝元素以胶体或碎屑物质形态发生迁移的推断更具合理性。现代土壤学及环境学研究业已证明土壤中可发生高岭石、蒙脱石及蛋白石的胶体运移行为(刘庆玲等，2007，2008；孙慧敏等，2012)，但是该类胶体迁移方式似乎更适合解释剖面尺度的难溶元素迁移现象，而难以用来解释区域尺度的元素迁移活动(McGechan，2002；McGechan and Lewis，2002)。目前报道的铝土矿沉积中尚缺乏直接指明由胶体沉淀造成铝元素富集的直接证据，与之相反，很多铝土矿床中出现了以厘米级别渗滤管为代表的风化沉积构造，指示铝土矿化剖面中仍然存在铝及铁元素在剖面尺度的元素再迁移过程(Brdossy，1982；余文超，2017)。因此，若铝土矿沉积在形成过程中存在搬运作用，其成矿母质以风力搬运或地表片流—洪流的形式迁移之后，在沉积区接受原地风化淋滤作用形成铝土矿沉积的成矿模式受到目前多数研究者的接受(王庆飞等，2012)。

通过铝土矿沉积中重矿物分析来获取源岩信息的研究思路长期以来都应用于铝土矿研究中。早期研究由于分析手段的限制，仅能对铝土矿沉积中重矿物类型与形态进行分析，往往只能得到较为粗略的物源约束(Hartman，1959；Mordbergetal.,2001；刘长龄，2013)。本世纪以来，随着碎屑锆石年代学分析在大地构造沉积学研究中的普及，其已发展成为研究碎屑岩地层物源的主要手段之一，并累积了大量数据资料，特别是近年来将大数据分析法引入碎屑锆石年代学分析后，在数据挖掘方面取得了一些突破性进展(Cawood and Hawkesworth，2014；Cawoodetal.,2020；Sharman and Malkowski，2020)。20世纪80年代有研究者尝试使用锆石裂变径迹年龄来对牙买加铝土矿及红土沉积的物源进行限定(Comeretal.,1980)，但该技术方法并未在铝土矿研究中获得推广。当更为高效及普适的LA-ICP-MS及SIMS方法引入铝土矿碎屑锆石年代学研究后，在中国(Dengetal.,2010；Wangetal.,2010；Guetal.,2013b；金中国等，2013；赵芝等，2013；余文超等，2014a；Caietal.,2015；Wangetal.,2016；Yuetal.,2016；Houetal.,2017；Wangetal.,2018；Yangetal.,2018；Zhao and Liu，2019)、意大利(Bonietal.,2012；Mongellietal.,2016)、澳大利亚(Gatehouseetal.,2001)等国家和地区的铝土矿及风化沉积物中产生了大量高质量的锆石U-Pb年代学数据，对铝土矿物源研究起到了极大的推动。特别是自2010年以来，中国铝土矿沉积的物源研究中累积了世界范围内系统性最好的碎屑锆石年代学数据，几乎涵盖了中国所有时代和地区的主要铝土矿沉积。本研究在系统收集及整理目前中国铝土矿沉积中的碎屑锆石年代学数据基础上，以华南地区黔中—黔北下石炭统九架炉组、黔北务川—正安—道真(以下简称务正道)地区下二叠统大竹园组、桂西地区上二叠统合山组、桂中地区第四系三水铝石沉积以及华北地区上石炭统本溪组为研究对象，对中国不同时空分布的铝土矿沉积的物源研究进展进行了综述工作，并在此基础上对铝土矿矿床划分方案展开讨论。

不规则色块表示大面积铝土矿成矿区域，正方形色块表示零星矿点图 1 中国主要铝土矿床及碎屑锆石年龄数据点分布Fig.1 Distribution of Chinese bauxite deposits and detrital zircon age data-points in China

2 中国铝土矿的矿床分布与时代特征概要

前人已对中国铝土矿床的地理分布与形成时代等矿床基本信息进行了较为详细的梳理工作(廖士范和梁同荣，1991；刘长龄，2013；高兰等，2014，2015)。从地理分布上来看(图 1)，中国华南地区铝土矿沉积主要集中在广西中部至西部、贵州中部至北部、重庆南部、四川南部、云南东部等地区，在湖南、湖北、海南、福建、广东等省有零星产出，其中铝土矿储量主要集中于广西、贵州2省。在华北地区，铝土矿沉积主要集中在河南省三门峡—郑州—平顶山之间区域以及山西省中北部，在河北、辽宁、山东、山西、甘肃、内蒙古等省自治区也存在少量矿床分布。铝土矿沉积在上述地区分布并不均衡，其中河南、山西、广西和贵州四省的铝土矿储量就占据了中国铝土矿总储量的90%以上。

针对中国铝土矿的成矿时代的限定，除去第四纪正在形成的铝土矿(如桂中地区、海南文昌—蓬莱地区、福建漳浦地区等)(Yangetal.,2018)和已有成矿期绝对年龄数据的矿床(如桂西上二叠统铝土矿)(Dengetal.,2010；Yuetal.,2016；Houetal.,2017)，其他铝土矿沉积的成矿时代主要由铝土矿顶底板地层的时代及铝土矿沉积中孢粉化石等材料进行相对地质年代的限定(黄兴等，2012；刘平和廖友常，2012；史骁等，2014；刘平等，2015)。华北地区铝土矿形成层位较为统一，集中出现在上石炭统本溪组底部。华南地区铝土矿成矿时代则较为复杂，贵州中部清镇—修文至贵州北部遵义一带九架炉组铝土矿主要形成于早石炭世，贵州北部务正道地区至重庆南部、湖北西北部、湖南西部、四川中部等地区铝土矿沉积被认为形成于早二叠世，广西西部至云南东部广泛分布上二叠统合山组铝土矿，第四系铝土矿主要分布在广西中、西部以及东南沿海地区。

图 2 显生宙以来世界铝土矿成矿速率(引用自Brdossy， 1982)与中国铝土矿成矿速率曲线(据高兰等，2014)Fig.2 Phanerozoic bauxite formation rates in the world (Brdossy，1982)and China(Gao et al.,2014)

从中国与世界其他地区铝土矿的成矿时代分布来看(图 2)，显生宙以来，全球铝土矿成矿速率在晚古生代冰期时降至最低，之后逐步恢复，在中生代晚期达到高峰，之后又在第四纪冰期时下降。中国铝土矿的成矿速率曲线与全球曲线存在较大差异，晚古生代冰期(早石炭世晚期至晚二叠世)与第四纪冰期(第四纪以来)是中国铝土矿形成的主要时期。需要注意的是，对中国第四纪铝土矿储量的统计表明，其主要储量贡献来自于广西西部及云南东部第四纪岩溶堆积型铝土矿，其成因为晚二叠世原生铝土矿沉积的破碎剥蚀与次生淋滤作用(Yuetal.,2014;Liuetal.,2017)。作者此前的综述研究分析了中国铝土矿沉积与晚古生代冰期事件的关系，认为该时期的大规模铝土矿成矿作用是构造活动、古气候、海平面变化与古水文系统等一系列环境因素的耦合结果(Yuetal.,2019)。在石炭—二叠纪，华南板块与华北板块的古纬度位于热带辐合带内，具有高年平均气温与降水量，而冰期频繁的海平面波动造成了滨岸及近岸地区地下水水位的变化。冰期低的海平面将造成基岩的大范围暴露剥蚀，同时期低地下水水位将导致垂向淋滤作用控制下的铝土矿化作用产生。与之相反，间冰期或冰后期海平面上升将淹没大量近海区域，同时抬升的地下水水位将限制淋滤作用的发生，因此形成低品位的铝质黏土岩或煤层。

3 中国铝土矿沉积碎屑锆石数据的收集与统计

3.1 华南贵州下石炭统九架炉组与下二叠统大竹园铝土矿碎屑锆石年龄组合

从华南贵州地区铝土矿沉积中的碎屑锆石年龄谱来看，除黔中修文地区下石炭统九架炉组铝土矿沉积中出现838 Ma年龄主峰外(图 3-A)，贵州其他地区与层位的铝土矿沉积中均出现明显的约960 Ma的主年龄峰值(图 3-B，3-D，3-E)。2个次级年龄峰值～550 Ma和～2450 Ma在贵州铝土矿沉积中广泛存在，此外，在黔北遵义地区下石炭统九架炉组铝土矿沉积中出现了446±12 Ma的最小年龄峰值(图 3-B)，在黔北务正道地区大竹园组铝土矿沉积中尚出现了1745±11 Ma的次级年龄峰值(图 3-D)。贵州铝土矿沉积的下伏碎屑岩地层中的碎屑锆石年龄谱展现出与各对应的上覆铝土矿层间类似的碎屑锆石年龄谱分布特征(图 3)，这种相似性证明了贵州铝土矿沉积中的碎屑锆石物源对下伏碎屑岩地层具有继承性。

3.2 华南广西上二叠统合山组与第四系三水铝石铝土矿碎屑锆石年龄组合

广西地区铝土矿的2种类型分别是上二叠统合山组底部原生铝土矿和第四系铝土矿，其中第四系铝土矿又可分为桂西地区主要来源于上二叠统合山组原生铝土矿垮塌形成的次生堆积型(岩溶型萨伦托亚型)铝土矿(刘长龄，1988；祝瑞勤等，2004；蔡书慧等，2012；余文超等，2014b)及桂中地区三水铝石沉积(邓军，2006)。桂西地区不同矿点的上二叠统合山组原生铝土矿中碎屑锆石年龄谱均显示单一峰值特征，主峰集中于261±3 Ma(图 4-A)。与之相对，桂中地区第四系三水铝石沉积中的碎屑锆石年龄谱组成更加复杂，年龄主峰出现在101±1 Ma，此外还具有261 Ma、448 Ma、1847 Ma及2459 Ma等4个次级年龄峰值(图 4-B)，其中261 Ma峰值可以与上二叠统合山组铝土矿中的年龄主峰对应。

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3.3 华北地区上石炭统本溪组铝土矿碎屑锆石年龄组合

虽然华北地区铝土矿沉积均位于相同层位，即上石炭统本溪组与中奥陶统马家沟组之间的不整合界面上，但依据其所处板块位置可分为华北板块内部、北部与南部3个不同区域(图 1)。在华北板块内部(图 5-A)，年龄主峰出现在455 Ma，此外还有324 Ma、1015 Ma、1944 Ma和2487 Ma等4个次级年龄峰值。在华北板块北部(图 5-B)，年龄主峰出现在308 Ma，此外还有434 Ma、1934 Ma和2474 Ma等3个次级年龄峰值。在华北板块南部(图 5-C)，年龄主峰出现在438 Ma，此外还有983 Ma和2465 Ma 2个次级年龄峰值。对比以上3组年龄谱数据可见，华北板块南部与北部铝土矿沉积中碎屑锆石年龄谱差异较大，而中部铝土矿沉积年龄谱呈现出南部与北部年龄谱混合的特征。

A—黔中修文地区下石炭统九架炉组铝土矿(Wang et al.,2018)；B—黔北遵义地区下石炭统九架炉组铝土矿(Xiong et al.,2020)；C—黔北地区下—中奥陶统湄潭组细砂岩(Xiong et al.,2020)；D—黔北务正道地区下二叠统大竹园组铝土矿(Gu et al.,2013b；金中国等，2013；赵芝等，2013；余文超等，2014a)；E—黔东南凯里地区下二叠统大竹园组铝土矿(Wang et al.,2018)；F—黔北务正道地区下志留统韩家 店组细砂岩(Gu et al.,2013b；余文超等，2014a)图 3 华南贵州地区铝土矿沉积及下伏碎屑岩地层中碎屑锆石年龄谱Fig.3 Detrital ziron U-Pb age specturms for bauxite deposits and their underlying clastic rocks in Guizhou Province,South China

A—桂西地区上二叠统合山组铝土矿(Deng et al.,2010；Yu et al.,2016；Hou et al.,2017)；B—桂中地区第四系三水铝石沉积 (Yang et al.,2018)图 4 华南广西地区铝土矿沉积中碎屑锆石年龄谱Fig.4 Detrital ziron U-Pb age specturms for bauxite deposits in Guangxi，South China

A—华北板块内部铝土矿沉积(Wang et al.,2010；Liu et al.,2014；Wang et al.,2016)；B—华北板块北部铝土矿沉积(Liu et al.,2014；Wang et al.,2016)；C—华北板块南部铝土矿沉积(Cai et al.,2015； Zhao and Liu，2019)图 5 华北地区铝土矿沉积中碎屑锆石年龄谱Fig.5 Detrital ziron U-Pb age specturms for bauxite deposits in North China

4 讨论

4.1 铝土矿沉积中碎屑锆石年龄数据与物源信息可靠性评估

碎屑锆石年代学物源研究理论的基本假设是剥蚀区形成的风化碎屑物质随搬运作用进入沉积盆地，盆地中的沉积物继承了剥蚀区岩层中的抗风化能力较强的重矿物组分(其中尤以锆石为代表)，因此可以通过分析沉积盆地中地层的碎屑锆石年龄谱来反推剥蚀区物源情况(Fedoetal.,2003；Sharman and Malkowski，2020)。在铝土矿沉积中使用碎屑锆石年代学研究方法时因此也需要满足2个前提条件：(1)化学稳定性，锆石等重矿物在强烈地球化学风化环境中仍然能保持矿物的稳定性，并且其中的U-Pb同位素体系仍然保持封闭；(2)物理继承性，以锆石为代表的重矿物组分会在搬运作用中随着风化成矿母质一起发生迁移。

数据来源：黔北遵义地区下石炭统九架炉铝土矿(Weng et al.,2019)，黔北务正道地区下石炭统大竹园铝土矿(Gu et al.,2013a；Wang et al.,2013)，广西西部上二叠统合山组铝土矿(Yu et al.,2014；Liu et al.,2017)，广西中部第四系三水铝石(Chen et al.,2018；Yanget al.,2018)，华北地区上石炭统本溪组铝土矿(Wang et al.,2012；Liu et al.,2013)图 6 中国主要铝土矿沉积中Zr元素含量与Al2O3、TiO2含量的二元图解Fig.6 Binary diagrams for Zr-Al2O3 and Zr-TiO2 in main bauxite deposits in China

对比中国主要铝土矿沉积与基底碎屑岩地层中的锆石年龄谱可见，一些研究案例，如黔北遵义地区下石炭统九架炉组铝土矿与下—中奥陶统湄潭组细砂岩夹层(图 3-B，3-C)、黔北至黔东南地区下二叠统大竹园组铝土矿与下志留统韩家店组细砂岩夹层(图 3-D，3-E，3-F)中的碎屑锆石年龄谱均高度相似，这证明从碎屑组分源岩到铝土矿的演变过程中，碎屑锆石组分表现出良好的物理继承性。但是铝土矿中的碎屑锆石年代学数据所反映出的物源信息也存在一定局限性，由于碎屑锆石具有继承性，会优先反映保存了大量锆石的物源提供者，如粗碎屑岩、岩浆岩、火山灰等，但是对于那些缺乏锆石的物源提供者，如细碎屑岩、泥灰岩等则难以仅凭碎屑锆石年龄信息得到反映。这就需要通过诸如区域地质背景、元素地球化学示踪等方法对物源信息加以综合判别。例如在针对黔北务正道地区(余文超等，2014a)、黔北遵义地区(Xiongetal.,2020)、桂西地区(Yuetal.,2016)等地的铝土矿沉积物源研究过程中，均通过质量平衡计算等方法对基底地层或邻近区域地层(以碳酸盐岩沉积为主)的物源贡献情况进行了评估，认为这些地层对铝土矿沉积的贡献量有限，往往不能成为主要的物源贡献者。针对华北地区铝土矿系中黏土层的研究则表明，本溪组底部铁矿和铁质黏土岩主要来自下伏马家沟组灰岩的风化物质贡献(刘学飞等，2020)。

综上所述，针对现代风化剖面中锆石颗粒及古风化壳中地球化学特征的研究均证明锆石在强烈化学风化作用下仍然具有稳定性，且锆石在风化母质搬运过程及风化过程中具有显著物理迁移与风化残余特征。因此碎屑锆石年代学方法可以应用于铝土矿沉积物源研究中，但是需要排除那些具有明显溶蚀现象及不谐和(谐和度小于90%)的锆石U-Pb年龄数据点。此外，碎屑锆石年代学物源示踪方法目前尚难以反映铝土矿沉积中的全部物源信息，对含有大量锆石的物源贡献者，如中—粗粒碎屑岩地层、岩浆岩或火山灰物质等对象示踪效果较好，而对于那些完全由碳酸盐岩或细碎屑岩组成的地层则难以进行示踪。因此，在对铝土矿沉积使用碎屑锆石年代学方法进行物源研究时，仍需要结合区域地质情况及地球化学示踪结果进行综合分析。

4.2 铝土矿沉积中碎屑锆石对物源的指示作用及物源模式的建立

4.2.1 华南贵州地区铝土矿沉积——板块内部原地—准原地物源实例

A—古地理分布特征与物源模式； B—黔北至黔中地区铝土矿形成 时期古地貌展布与铝土矿形成位置。修改自Yu et al.(2019)图 7 华南贵州地区石炭纪—二叠纪 铝土矿沉积分布及古地理恢复Fig.7 Palaeogeography reconstruction and the Carboniferous and Permian bauxite deposits in Guizhou，South China

4.2.2 华南广西地区铝土矿沉积——异地火山灰物源与次生风化中物源变化实例

广泛分布于广西西部至云南东部地区的中二叠世与晚二叠世界线附近的铝土矿沉积具有相似的锆石年龄峰值特征，其中以261 Ma附近的年龄占据统治性(90%以上)年龄组成(图 4-A)，该年龄与峨眉山大火成岩省的喷发年龄及华南板块与印支板块之间长山火山弧的活动年龄接近，说明同时期火山活动产物为铝土矿的形成提供了重要物源(Dengetal.,2010；Yuetal.,2016；Houetal.,2017)。结合中二叠世至晚二叠世的古地理恢复成果，该类型铝土矿沉积区域被严格限定在右江盆地内部孤立碳酸盐岩台地区域(图 8-A)，孤立碳酸盐岩台地之外仍然存在连续的台间海槽沉积，证明在当时只有孤立碳酸盐岩台地区域发生了暴露风化作用(Yuetal.,2016)。对于异地的火山碎屑物质如何越过台间海槽的阻碍，进入到暴露的孤立碳酸盐岩台地区域的搬运机制较为合理的解释是：火山灰物质通过大气输送降落在了发生暴露的碳酸盐岩台地区域(图 8-B)，之后通过原地淋滤作用形成了铝土矿沉积(Yuetal.,2016；Houetal.,2017)。在该物源模型中，火山灰物质从源区经过了上百千米的远搬运距离，最终就位于铝土矿沉积区，因此该研究案例中铝土矿物源是典型的异地来源。

图 8 华南广西及邻区古地理图(A)及上二叠统合山组铝土矿物源模式图(B)(修改自Yu et al.,2016)Fig.8 Palaeogeography map(A)and provenance model for bauxite in the Upper Permian Heshan Formation,Guangxi，South China(modified from Yu et al.,2016)

图 9 华南桂中地区第四系三水铝石沉积分布范围 与物质来源示意(据Yang et al.,2018，修改)Fig.9 Distribution and provenance directions of the Quaternary gibbsite deposits in central Guangxi，South China(modified from Yang et al.,2018)

4.2.3 华北地区铝土矿沉积——板块边缘造山带异地物源实例

图 10 华北板块晚石炭世铝土矿成矿期物源供给模式示意图(修改自Wang et al.,2016)Fig.10 Provenance model for the Late Carboniferous bauxite formation period in North China(modified from Wang et al.,2016)

华北地区铝土矿沉积虽然均位于晚石炭世本溪组底部，但碎屑锆石年龄谱所指示的物源在华北板块内部(图 5-A)、北部(图 5-B)与南部(图 5-C)具有显著差异。在华北板块南部，晚石炭世发生隆起暴露剥蚀的北秦岭造山带为华北板块南部至内部提供了大量碎屑物源(Liuetal.,2013；Zhao and Liu，2019)，在暴露的中奥陶统马家沟组灰岩表面所形成的岩溶负地形区域就位后发生了原地的风化淋滤作用，形成铝土矿沉积，其中保留有指示北秦岭造山带来源的～438 Ma碎屑锆石年龄主峰(图 5-C，图 10-A)。此后，华北板块北缘形成中亚造山带南部分支，造成华北板块北缘一带出现隆起剥蚀，为华北板块北部的铝土矿沉积提供了物质来源，其中包含有～308 Ma的特征年龄主峰(图 5-B，图 10-B)，南北方向双向输入的物源在华北板块内部发生汇聚，因此华北板块内部铝土矿沉积中的碎屑锆石年龄谱兼具南部物源与北部物源的特征(图 5-A)(Wangetal.,2010；Wangetal.,2012；Liuetal.,2014；Caietal.,2015；Wangetal.,2016)。虽然华北板块在晚奥陶世至晚石炭世长期处于较为稳定的构造背景，在马家沟组灰岩地层上发育了准平原化的岩溶地貌，但是仅依靠灰岩的风化物质无法为华北板块上的铝土矿沉积提供全部的铝质来源，仅能形成矿系底部铁质黏土岩及铁矿沉积，而环板块周缘发育的造山带区域的隆起暴露与风化剥蚀作用为中上部铝土矿层形成提供了成矿物质基础(刘学飞等，2020)。

4.3 中国铝土矿沉积中碎屑锆石记录对铝土矿床分类方案的启示

杜远生和余文超(2020)详细讨论了此前一些铝土矿床分类方案的优缺点。目前国际铝土矿研究中使用最为广泛是Brdossy分类方案，该方案最大特色是通过铝土矿层基底岩性来对铝土矿类型进行区分。早期的分类方案以二元分类法为特色：碳酸盐岩为基底的铝土矿床即为“岩溶型”，以硅铝酸盐岩为基底的即为“红土型”(Brdossy，1982)。这种分类方案以基岩岩性作为矿床中明确而能直接观察到的分类标准，但是Brdossy(1994)又将以硅铝酸盐岩为基底的铝土矿床类型重新划分为原地残积的“红土型”与异地物源“沉积型(或Tikhvin型)”，并与“岩溶型”形成并列关系(Brdossy，1994)，这实际上造成了该分类方案中观察与解释并存的现象。此分类方案在中国铝土矿床研究中使用时遭遇到一些困难，例如黔北务正道地区大竹园组铝土矿同时覆盖在黄龙组灰岩及韩家店组碎屑岩基底之上，导致大竹园组铝土矿在Brdossy分类方案中难以找到合适的类型加以概括(Guetal.,2013a；Lietal.,2020)。此外，一些次级矿床分类方案之间具有重叠性，例如黔北地区九架炉组铝土矿具有哈萨克斯坦亚型矿床含矿岩系由铝土矿和含铝土质黏土构成几层透镜体或巢状矿体及基岩表面强岩溶化的特点，但同时也具有阿列日亚型下部为沉积黏土，上部由含黏土的铝土矿过渡到铝土矿的二分性特点(Wengetal.,2019)。因此分类标准的模糊性与主观性导致在针对中国铝土矿床使用Brdossy分类方案时产生了一些混乱。

本次对中国主要铝土矿沉积中碎屑锆石年代学结果的收集整理工作显示，无论是覆盖于碎屑岩基底的铝土矿沉积(如黔北务正道地区大竹园组铝土矿)，抑或是覆盖于碳酸盐岩基底的铝土矿沉积(如黔中至黔北遵义地区九架炉组铝土矿、桂西地区合山组铝土矿、桂中地区第四系三水铝石沉积、华北地区本溪组铝土矿)，其成矿物质来源均存在准原地或异地搬运的碎屑沉积物风化产物的显著参与。特别是碳酸盐岩为基底的铝土矿床中，其物质来源可能比之前的认识更为复杂：矿系底部的铁质黏土岩或铝土质黏土岩来源于碳酸盐岩风化残余物(Wengetal.,2019；刘学飞等，2020)，矿系中部和上部达到工业利用标准的铝土矿石则主要由硅铝酸盐岩风化产物经过搬运与原地淋滤作用过程形成。从这个意义上说，铝土矿形成的物源是原地、准原地或异地的指标并不适合作为中国铝土矿床分类的判别标准。同样地，以矿体形态和矿层内部结构的划分标准在实际使用的过程中也会造成一定混乱，容易造成同物异名或异物同名的现象。

廖士范和梁同荣(1991)从实际情况出发，提出了更为适合中国铝土矿沉积的矿床分类方案，以“古风化壳型”和“红土型”作为基础分类，将“红土型”限定为“无上覆地层覆盖的近现代风化的铝土矿”，而将其他所有铝土矿床统一归纳为“古风化壳型”。该分类方案突破了基底岩性的分类条件，强调了沉积环境因素对铝土矿床不同类型的控制作用。但是该分类方案在进行亚型划分时也大量使用了“原地”、“准原地”、“异地”等物源距离判别指标及“淡水”、“咸水”及“海水”等沉积环境指标，造成物源因素的判别度不强，且忽略了铝土矿淋滤作用的重要性，其分类指导思想似乎为成矿物质在经过充分风化淋滤作用后，再经过再沉积作用直接沉积成矿，该观点与目前主流铝土矿成矿理论存在较大差异。综上所述，结合近年来铝土矿研究中所取得的进展，如何合理地在前人分类方案的基础上提出新的、更合理的分类方案是目前铝土矿研究中极为重要且亟待解决的问题，杜远生和余文超(2020)所提出的新的分类方案即是一次初步而有益的尝试。

5 结论

通过对中国主要沉积型铝土矿中碎屑锆石年代学数据的收集、整理与分析工作，得到以下主要结论：

1)对锆石在现代热带典型红土剖面中的矿物稳定性监测，以及中国铝土矿床中的Zr、Ti、Al等元素的演化趋势分析，可以认为锆石颗粒兼具抗风化的化学稳定性及随风化产物迁移的物理稳定性。因此铝土矿沉积中的锆石颗粒对于指示碎屑物源的成矿贡献具有良好的指示意义。

2)中国主要铝土矿沉积的成矿母质均具有碎屑岩地层或沉积物的贡献，对碳酸盐岩为基底的铝土矿沉积而言，铝土矿系中上部品质更好的铝土矿来源于硅铝酸盐强烈风化的贡献，基底碳酸盐岩的风化残余形成了下部的富铁黏土岩或铝土质黏土岩。通过锆石年龄谱对比工作，可以标定铝土矿沉积形成时提供主要碎屑物源贡献的地质体，从而恢复成矿期古地貌特征与大地构造背景。

3)中国的铝土矿沉积仅依照基岩岩性与矿体形态结构特征进行分类可能会造成分类方案的模糊性与不确定性。此外，由于中国铝土矿沉积中广泛存在指示准原地及异地成因的碎屑锆石组分，因此使用原地/异地指标也无法进行有效区分。在考虑铝土矿分类方案时，除考虑铝土矿的风化产物属性，还应对其作为沉积物的属性加以考量。

致谢感谢欧越与刘浩等同志为华北地区铝土矿点信息提供的帮助。