贵州省三联铝土矿床地质特征及控矿因素浅析

李雪

（贵州一零二地质工程有限公司，贵州遵义 563000）

我国境内最有主要经济效益的铝土矿产区是贵州矿区,其贵州铝土矿含量占用到了全国储量总数的18%。三联铝土矿是近年来新发现的黔北地区铝土富矿区。黔北-黔中地区铝土矿富矿地层主要为下石炭纪到二叠纪矿层,形成为不同地质时期的铝土富矿。

1 矿床地质特征

贵州省三联铝土矿区处于向革木背斜东南翼，下半部赤铁矿化，铝土泥岩呈灰白色，显现为豆鲕状、砾状结构[1]。

三联铝土矿区矿体分为四层，产出形态较为稳定。矿层倾向于东南方向，倾角为47°-62°，露天铝矿断续露出超过1100m，厚度约为半米到一米。矿层内部三氧化二铝的含量约为55%-65%，均值为60%左右；二氧化硅含量约为3%-23%，均值为12%左右；三氧化二铝和二氧化硅含量比值约为2-18；二氧化钛含量约为0.1%-4%，均值含量为2.88%；三氧化二铁的含量约为1.4%-8.5%，均值为4%。

矿石中的浸蚀或变性物质存在类似于赤铁的矿物化、褐铁石矿化、黄铁素矿物化、磁铁的矿物化、闪酸锌的矿化、萤石化、硅化,局部也有较微弱的高岭土化现象[2]。

2 控矿因素分析

地层序列的间断沉积、长期稳定的构造背景、温湿气候条件、岩溶地貌等因素是形成三联地区铝土矿的重要成因。

2.1 地层因素

对中寒武纪到奥陶纪地层局限台地进行分析，铝土矿主要为沉积白云岩，从晚志留纪至早期泥盆纪时代,由于广西的地壳运动使华南大裂沟逐渐消失,和扬子路块一起拼合古华南大陆,并由此造成了贵州中部地区的隆起,导致三联地区地表发生巨大冲击,下奥陶纪至志留纪的岩层缺失。早石炭纪紫云地壳运动引起扬子地块发生了不断上升的现象,并导致泥盆纪的岩石地层出现剥蚀现象,最后产生了下伏娄山关与上覆九架炉组相连处平行不整合碰撞现象。又由于海水入侵现象对该地区侵蚀的逐渐拓展,最后产生了九架炉组碎屑岩和上司组灰岩。

三联铝土的成矿群地层位于沉积形成于前新生代上晚寒武纪和中新生代-后新生代的下上中奥塞陶纪统的上娄山关组之间与后中生代上下中晚石炭古统上九架炉组之间相互平行接触不对称整合界面带上的下九架炉组地层的下中和下部[3]。

2.2 构造因素

廖士范、凌小明等研究者分别提出了铝土矿脉形成前需要形成相对比较稳定的地质古地质构造环境,在风化成壳物质的形成过程之后,需要继续存在一种较为相对平稳的地质构造环境,才能让铝矿不出现流失现象。在早石炭纪紫云地壳运动之后,三联铝矿所处地域长期没有大范围的地壳运动,具有较为平稳的铝矿保存环境,较为频繁的小范围海水侵蚀,让三联铝矿所处地区形成九架炉组铝土矿。之后小范围的地壳运动和燕山形成时导致的地壳变化导致铝土矿层出现裂隙和岩溶情况。在酸性地下水长期的冲刷影响下,导致交代物质淋滤及富集。在地壳缓慢上升过程后,地下的原始硅铝土层大量暴露于地表,在长期大气循环条件中开始出现大量硅元素的流失现象,铝元素进一步出现富集现象[4]。

2.3 古气候因素

石炭纪时的华南板块长期处于在赤道板块附近,气候特征属典型热带-西亚热带季风温暖和潮湿型气候,有利于铝土矿床的形成。锶铜比值与化学蚀变指数等均值是用于反映地层化学腐蚀风化严重程度、恢复古地层气候条件潜力的综合性指标。锶铜比值>10 时，表示当时地区的气候较为干燥寒冷;锶铜比值为1～10 之间,表明当时处于较为温湿的环境。化学蚀变指数处于50～60 之间表示化学风化作用较弱,气候处于较为干燥寒冷的时期;化学蚀变指数处于60～80 之间表明化学风化作用中等,当时气候较为温暖潮湿。化学蚀变指数>80 表明化学风化作用已十分剧烈,当时的气候十分干燥炎热。三联区铝土矿锶铜比值平均为2.5～5.40、均值在4左右,化学蚀变指数分别为均值94～99,均值高达98,均能表明石炭纪时期三联矿区一直处于大陆气候的温暖而潮湿的陆域相沉积环境,大量丰富的动植物化石资料也都验证出了这一推断[5]。

2.4 古地貌因素

晚上志留纪中期到早中泥盆纪时期,广西强烈的古地壳上升运动作用让整个下古扬子地区自中部开始上升迅速转变上升为古陆地,形成包含了整个贵州地层的古中部隆起,后段地区经较长期而强烈复杂的古地下岩溶侵蚀活动作用和第四纪岩石强烈风化侵蚀及剥蚀和沉积交替作用,形成了古岩溶地貌。三联矿区地处于在我国贵州的中部隆起构造线上的中部东南斜坡处,海水主要从自东南开阳山一带起逐渐开始侵入三联矿区,在未受海水的强烈切割冲刷的海水作用前期,海水流速相对一般都较快,携带来的氧气成分亦较多,铝矿地区也长时间处于海底强烈的氧化与还原氧化环境,形成了沉积的铁质岩系;随后在长期遭受海水的弱重力冲刷下的白垩纪中期,海水盐分渐趋饱和稳定化，碳酸盐沉积程度加深,氧气资源供应开始逐渐变得极度不足,处于相对极低弱强度的碳氧化分解和碳酸盐还原沉积的酸性环境,形成了酸性沉积钙质铝土岩系地层;中生代晚期的水体盐度则变得趋于浅化并基本完全处于盐度停滞的缺氧状态,形成碳酸盐沼泽环境,缺氧酸化后又形成灰黑色泥岩、炭质泥岩[6]。

铝土矿的主要特征形成作用于各种化学或风化等作用因素中,在某些物理与风化等作用均较之强时,铝土矿特征的特征形成研究难度将较高;在化学风化作用条件较强地区时,铝土矿硫化物的形成和难度也较低,三联铝土矿化学风蚀蠕变指数为94～99,均值为高达98,表明我国早中石炭世化学风化作用强烈,铝土矿形成较为容易。

3 结束语

综上所述,矿床贵州省三联铝土矿岩系位于石炭统九架炉组系的正中至下部构造区,铝土矿体呈层状产成于晚中始寒天武统-中下晚奥陶统娄山关组之间的碳酸盐岩的古构造侵蚀堆积层位上,与中上下覆中下层石炭统上司组之间为一整合构造接触堆积层,属中古风化壳堆积类型矿床。含锡矿岩系沉积物中的锰铜比值以及化学蚀变指数表明中国铝土矿的形成地区天气为温暖干旱而潮湿。铝矿中主要含一水硬铝岩、三水铝岩等矿物。