贵州龙里县兑窝铝土矿矿床地质特征及矿床成因

韦彩宁，任云龙，孟 勇

贵州龙里县兑窝铝土矿矿床地质特征及矿床成因

韦彩宁，任云龙，孟 勇

（贵州省地矿局区域地质调查研究院，贵阳 550005）

通过野外地质调查及研究，贵州兑窝铝土矿的主要赋矿层位为下石炭统九架炉组，可分为堆积型铝土矿和沉积型铝土矿两大类型，矿体多呈似层状、层状分布；矿石矿物成分以一水硬铝石、一水软铝石和水云母为主，矿石品级均为Ⅰ级，具有较高的经济价值，可用于研磨料、高铝水泥、氧化铝等原材料；堆积型铝土矿在第四系中的分布规律受古地理环境影响较为明显，而第四系松散堆积物则受地形控制明显；矿床属于古风化壳再沉积型铝土矿床，其形成过程经历了红土化阶段、迁移就位阶段和表生富集阶段。

铝土矿；地质特征；矿石特征

铝土矿石贵州省的优势矿种资源之一，具有资源丰富、分布广泛、矿石质量好和矿床规模大的特征（刘平等，2020）。同时，贵州铝土矿资源具有明显的分带性，由北至南依次分为务川-正安-道真矿集区、遵义-瓮安矿集区、凯里-黄平矿集区和修文-清镇矿集区，显示出巨大的找矿潜力（张志玺等，2020；宋小军等，2021）。龙里县兑窝铝土矿床属于修文-清镇矿集区，属于贵阳-遵义-瓮安-凯里铝土矿成矿带的重要组成部分，以堆积型和沉积型铝土矿为主，资源储量较大（杨瑞东等，2018）。为评价概况的找矿潜力以及矿石质量，本文系统的总结了兑窝铝土矿的矿床地质特征和矿石质量，为进一步研究资源开发与利用方案提供基础资料。

1 区域地质概况

兑窝铝土矿床位于扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区，处于南北向的高坡场向斜北扬起端和坝卡寨次级向斜南部（石明科等，2019）。区域出露地层较为简单，主要为泥盆系和石炭系地层（表1）。区域构造较发育，摆（长）-苦（蒿坪）断层在矿区南侧通过，断层呈近东西向展布，长约10km，倾向北北东，倾角75°左右，为一正断层；龙里断层位于矿区北西部，呈北东-南西向展布，长约10km，倾向南东，倾角75°左右，为一逆断层，在矿区南部与摆（长）-苦（蒿坪）断层交汇（徐彬等，2019）。

表1 区域地层特征简表

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层较为简单，主要为上泥盆统高坡场组（D3）、下石炭统九架炉组（C1）和第四系（Q）。其中，上泥盆统高坡场组（D3），主要分布在矿区西侧大片区域，为一套灰色、深灰色薄至中厚层状白云岩夹少量砂岩，节理裂隙较发育，厚度大于100m，为矿区内沉积型铝土矿矿体底板；下石炭统九架炉组（C1），分布于矿区北东角，为薄层粘土岩及炭质页岩，灰色、浅灰色中厚层状石英砂岩夹薄层粘土岩、铝土岩，厚度20m，与下伏高坡场组假整合接触，为区内沉积矿含矿层位；第四系（Q），为一套黄色、褐黄色、红褐色块石土，含石英砂岩碎石块和大量浅灰色、灰色块状、鲕粒状铝土矿矿石块，偶见小块度褐铁矿碎块，主要分布于地势平坦地带、地势低洼处和南部缓坡地段，厚0～10m，为矿区主要的堆积型铝土矿含矿层位（杨时强等，2015）。

2.2 构造及岩浆岩

矿区内未发现断裂构造，矿区位于近南北向高坡场向斜北扬起端和坝卡寨次级向斜南部，矿区内地层总体为单斜构造，岩层产状平缓，倾向20°～30°，倾角6°～10°，高坡场组地层节理裂隙较发育。矿区范围内未见岩浆岩出露。

3 矿床地质特征

3.1 含矿层特征

矿区含矿层为第四系（Q）和下石炭统九架炉组（C1）。根据铝土矿产出空间位置以及成因等可分为堆积型铝土矿和沉积型铝土矿。其中，堆积型铝土矿主要赋存在第四系（Q）残、坡积层中，第四系的分布受地形控制明显，但铝土矿在第四系中的分布则受古地理环境的影响，矿石来源于九架炉组（C1）底部，在高坡场组的古侵蚀面低洼部位沉积铝土矿经风化后剥蚀堆积形成；沉积型铝土矿主要赋存在下石炭统九架炉组（C1），厚约20m，铝土矿体呈似层状、层状产于九架炉组下部，矿体走向北西，倾向北东，倾角6°～10°之间，平均倾角8°，主要分布于矿区北东角。

1.第四系；2.下石炭统九架炉组；3.上泥盆统高坡场组； 4.地质界线；5.铝土矿层露头线

3.2 矿体特征

1）堆积型铝土矿矿体为第四系残、坡积物和黄色、褐黄色、红褐色块石土（图2）。其中，块石成份为石英砂岩碎石块和大量浅灰色、灰色块状、鲕粒状铝土矿矿石块，偶见小块度褐铁矿碎块；块石粒径0.1～150cm，棱角状，无分选性杂乱堆积，铝土矿碎块含量50%～80%，平均70％，石英砂岩碎石块含量5%～10％，填隙物为黄色、褐黄色、红褐色亚粘土，含量10％～20％。同时，对堆积型铝土矿的含矿性进行了统计分析（表2），由表2可知，堆积型铝土矿的含矿率介于0.633～0.750t/m3，平均为0.704t/m3，说明兑窝铝土矿床的含矿性较好。

2）沉积型铝土矿矿体产状与围岩产状基本一致（图2），其顶板为灰白色铝土质粘土岩、含胶石团块，属软质岩组，容易产生掉块现象；伪底板为浅灰色铝土质泥岩，也属于软质岩组（汪小勇等，2018）。矿化较均匀连续，为稳定型矿体，位于矿区北东角。矿体底板为上泥盆统高坡场组（D3）灰色、深灰色薄至中厚层状白云岩夹中厚层状白云质灰岩。

1.下石炭统九架炉组；2.上泥盆统高坡场组；3.铁质黏土岩；4.铝质黏土岩；5.白云岩；6.堆积型铝土矿体；7.沉积型铝土矿体

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石结构

兑窝铝土矿矿石结构以碎屑状结构为主，豆鲕状结构、晶粒结构次之。其中，碎屑状结构，是该铝土矿石的主要结构类型，矿石中的碎屑一般由一水硬铝石、水云母和绿泥石（少量）组成，碎屑粒径介于0.08～16mm之间，多数小于2mm，多呈粉砂—砾屑状，形状极为不规则，多呈次圆状—次棱角状；豆鲕状结构，多为豆鲕混杂分布，但是以鲕粒为主，其粒径一般介于2～3mm，且鲕粒以圆形、椭圆形或不规则的扁平体为主，多具同心圆特征，且少量鲕粒具有核部，一般由泥晶或者微晶硬铝石、黏土矿物等组成，多呈孔隙式—接触式胶结，常与碎屑状结构混杂产出；晶粒结构，以泥晶和微晶为主，少量为粉晶，粒径大小介于0.002～0.007mm之间，一般由硬铝石、粘土矿物、绿泥石、赤铁矿及炭质等矿物组成，主要位于矿体下部。

3.3.2 矿石构造

表2 兑窝铝土矿区含矿率测试表

兑窝铝土矿矿石构造主要为块状构造、土状构造和豆状构造。兑窝铝土矿的矿石构造与结构关系较为密切，豆鲕结构矿石或者碎屑结构矿石主要为土状构造；砂屑结构或粉晶结构的矿石以半土状构造为主；泥晶结构或者微晶结构的矿石以致密块状构造为主。

3.3.3 矿石矿物成分

矿石矿物成分主要包括：①一水硬铝石，含量介于70%～90%，普遍大于80%；②三水铝石，含量小于5%；③一水软铝石，含量介于2%～3%之间；④水云母和高岭石含量小于5%；⑤矿石中含有其他矿物有绿泥石、褐铁矿、白云母、黄铁矿、磁铁矿、和针铁矿等。

3.3.4 矿石化学成分

堆积矿铝土矿中Al2O3含量介于65.35%～80.33%之间，平均品位76.08 %；Fe2O3含量为0.61%～9.88%，平均品位1.64 %；SiO2含量为1.25%～15.52%，平均品位为4.96 %；TiO2含量为1.71%～3.81%；A/S比值为4.21～46.98，平均值为21.26；CaO含量为0.04%～1.7%， MgO含量为0.01%～0.9%，S含量0.017%～0.108%，烧失量介于12%～17%之间。

沉积型铝土矿中Al2O3含量为65.75%～79.06%，平均品位74.60 %；Fe2O3含量为0.52%～4.09%，平均品位1.79 %；SiO2含量为1.82%～12.9%，平均品位5.62 %；TiO2含量为3.45%～3.81%；CaO含量为0.04%～1.7%，MgO含量为0.01%～0.9%，S含量0.017%～0.108%；A/S比值为 5.08～43.44，平均28.71；烧失量介于12%～17%之间。

3.3.5 矿石类型

（1）工业类型

堆积型铝土矿石中Fe2O3含量为0.61%～9.88%，平均1.68%，属低铁型；沉积型铝土矿石中含Fe2O3含量为0.52%～4.09%，平均为1.79%，属低铁型。根据铝土矿品级标准（GB3498-83），堆积型铝土矿石品级为Ⅰ级，用途为研磨料、高铝水泥、氧化铝；沉积型铝土矿石品级为Ⅰ级，用途为研磨料、高铝水泥、氧化铝。

（2）矿石自然类型

按结构构造划分可分为土状、碎屑状、致密状三种类型。其中，土状铝土矿呈灰白色，断口粗糙，似生灰石，微晶结构；矿石中硬铝石含量约97%、石英含量小于1%、黄铁矿含量小于1%，铁质含量小于1%，此类矿石品位最高，A/S比值一般大于10。碎屑状铝土矿呈灰、深灰色，碎屑状、鲕状结构，碎屑成份主要是硬铝石，胶结物硬铝石、高岭石等；矿石中硬铝石含量约97%、石英含量小于1%、黄铁矿含量小于1%，铁质含量小于1%，A/S比值一般大于4。致密状铝土矿呈浅灰、浅灰绿色，断口细腻，隐晶结构，主要由70%～85%硬铝石组成，含高岭石、水云母较多，此类矿石品位较底，A/S比值大于5。

4 矿床成因

龙里县兑窝铝土矿属于古风化壳再沉积型铝土矿床，其矿床形成大致经历了3个过程：①红土化阶段，该过程为铝土矿的形成提供了充足的物质基础，在研究区早期阶段沉积了大量的含泥质碳酸盐岩物质，经过后期风化作用后提供了丰富的物质来源，在地貌高差起伏变化不大的区域堆积，进而埋藏形成大量的铝土物质，如三水铝石等矿物；②迁移就位阶段，红土化阶段形成了大量的铝土物质，只有将其搬运堆积一定规模后才能形成资源量客观的铝土矿床，兑窝铝土矿石具有豆鲕结构、碎屑结构等，说明古地史时期该区域地势较高，铝土矿的搬运堆积主要以冲积作用和洪积作用为主，在地势低洼区域保存，并在后期成岩过程和变质过程中脱水形成一水硬铝石矿物，形成原始的铝土矿矿层；③表生富集阶段，在燕山-喜山期，区域地壳构造-岩浆活动强烈，并使得地壳向上抬升明显，使得原始矿层逐渐出露于地表或者接近地表，在潮湿炎热的气候条件下以及生物作用等的影响下，原始铝土矿层在还原改造条件下以及氧化作用下，进一步出现脱硅现象，并将铁和硫去除，使得矿层中的铝和钛更加富集，进而形成古风化壳再沉积型铝土矿床。

5 结束语

综上所述，兑窝铝土矿位于修文－清镇矿集区，赋矿层位为下石炭统九架炉组，区域延伸稳定。矿石品级均为Ⅰ级，品质高，可用于研磨料、高铝水泥、氧化铝等领域，具有较高的经济价值。矿床形成大致经历了3个过程：①红土化阶段、②迁移就位阶段、③表生富集阶段，矿床成因类型包括堆积型铝土矿和沉积型铝土矿两大类型，

刘平，韩忠华，廖友常，聂坤．2020．黔中—渝南铝土矿含矿岩系微量元素区域分布特征及物质来源探讨[J]．贵州地质，37(01)：1-13．

张志玺，张文斌，赵飞，王宁祖，何碧，孙平原．2020．贵州省三联铝土矿床地质特征及控矿因素浅析[J]．地质与勘探，56(01)：17-25．

宋小军，袁睿，巩鑫，苏永虎，罗勇军，周文龙，郭东杭，曾凡祥，孙泽玉．2021．黔北还打岩铝土矿地质特征及找矿潜力[J]．四川地质学报，41(02)：215-220．

杨瑞东，高军波，赵奎，余家腊，竺成林，高磊，陈吉艳，周汝贤．2018．贵州清镇林歹铝土矿顶、底板特征及其对铝土矿成矿的影响[J]．地质学报，92(10)：2155-2165．

石明科，黄波，杨涛，徐伟钧，李大吉，黎朋，杨顺文．2019．贵州省大地构造与矿床分布特征浅析[J]．四川地质学报，39(04)：536-541．

徐彬，张华松，陈建平，王权锋，姚美娟．2017．贵州旦坪铝土矿矿床地质特征及成因探讨[J]．桂林理工大学学报，37(04)：570-579．

杨时强，向达福，陈强，等．2015．黔北务正道铝土矿新模向斜矿体特征及找矿前景[J]．四川地质学报，35(02)：197-200．

汪小勇，王泽鹏，潘启权，等．2018．贵州修文比例坝铝土矿矿床地质地球化学特征及其意义[J]．中国锰业，36(03)：39-43．

Geological Features and Genesis of the Duiwo Bauxite Deposit in Longli, Guizhou

WEI Cai-ning REN Yun-long MENG Yong

(Institute of Regional Geological Survey, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources, Guiyang 550005)

The Duiwobauxite deposit occurs as stratiform and stratoid form in the Lower Carboniferous Jiujialu Formation. The bauxite can be divided into accumulative type and sedimentary type. The bauxite ore is mainly composed of diaspore, boehmite and hydromica and may be used for producing abrasives, high alumina cement and alumina. The bauxite deposit belongs to paleoweathering crust redeposition type bauxite deposit. Its formation process experienced three stages: laterization, migration and emplacement, and supergene enrichment.

bauxite; geological feature; mineral composition; Duiwo, Longli

P611.2+2

A

1006-0995（2021）03-0377-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.005

2020-07-24

韦彩宁（1988-），男，水族，贵州三都水族自治县人，工程师，主要从事地质矿产勘查与管理工作