貴州省龍里鋁土礦礦床地質(zhì)特征及成礦環(huán)境分析

薛旭東

【摘 要】通過(guò)對(duì)貴州省龍里鋁土礦礦床地質(zhì)特征研究及成礦環(huán)境分析，認(rèn)為區(qū)內(nèi)主要為沉積型鋁土礦，呈層狀、似層狀、透鏡狀賦存于下石炭統(tǒng)九架爐組，礦石礦物主要為一水硬鋁石，礦石具鮞狀、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)；鋁土礦形成的母巖主要是石炭系、泥盆系的碳酸鹽和所夾頁(yè)巖、泥巖，在高溫炎熱多雨的濕潤(rùn)氣候條件下經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化、運(yùn)移沉積于湖盆、洼地以及海灣形成鋁土礦。

【關(guān)鍵詞】鋁土礦；地質(zhì)特征；成礦環(huán)境；巖相古地理

1.前言

研究區(qū)位于貴州省龍里縣草原鄉(xiāng)一帶，區(qū)內(nèi)鋁土礦床（點(diǎn)）主要分布在麻若場(chǎng)——金谷鋁土礦成礦區(qū)內(nèi)，含礦巖系為下石炭統(tǒng)九架爐組，多為中、小型礦床，呈層狀、似層狀、大透鏡體狀產(chǎn)出。含礦巖系厚度及礦體規(guī)模明顯受到礦系底板古喀斯特地貌控制，鋁土礦體規(guī)模受礦系厚度穩(wěn)定性控制，表現(xiàn)為大中型鋁土礦床分布于含礦系厚度穩(wěn)定部位，中小型礦床分布于含礦系厚度不穩(wěn)定部位。

2.礦床地質(zhì)特征

2.1地層簡(jiǎn)述

區(qū)內(nèi)出露地層由老至新依次有上泥盆統(tǒng)高坡場(chǎng)組（D3g）、者王組（D3z），下石炭統(tǒng)革老河組（C1g）、九架爐組（C1jj）、祥擺組（C1x）、舊司組（C1j）和上司組（C1s）。

下石炭統(tǒng)九架爐組（含礦巖系）：為古風(fēng)化剝蝕面上的一套鐵鋁質(zhì)沉積[1]，是區(qū)內(nèi)鋁土礦含礦層位。其底部常見(jiàn)一套由鐵鋁質(zhì)膠結(jié)碳酸鹽巖角礫形成的礫質(zhì)巖石（“底礫巖”），之上為一套鋁土質(zhì)巖石，巖性為鋁土巖、鋁土質(zhì)頁(yè)巖、粘土巖等，局部可見(jiàn)碎屑狀、致密狀鋁土礦富集形成礦體。該組巖層沉積于下伏者王組或革老河組的巖溶侵蝕面之上，與下伏巖層呈平行不整合（或微角度不整合）接觸，在區(qū)內(nèi)不同地段由于剝蝕程度不同沉積于不同層位之上；另外，該組與上覆石炭系祥擺組之間亦呈假整合接觸，在局部地段可見(jiàn)兩者之間的接觸界線呈波狀起伏。厚度一般3～5m，最厚處可達(dá)10余米。

2.2構(gòu)造概況

礦區(qū)位于寬緩的龍里背斜核部，褶皺構(gòu)造不發(fā)育，主要呈平緩的單斜構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)斷裂以北東向和北西向高角度正斷層為主，多為一些大型共軛節(jié)理，與燕山期東西向擠壓的構(gòu)造應(yīng)力相一致，對(duì)礦體起破壞作用。

2.3礦體特征

區(qū)內(nèi)主要為沉積型鋁土礦，呈層狀、似層狀、透鏡狀賦存于下石炭統(tǒng)九架爐組中，產(chǎn)狀與頂?shù)装鍘r層產(chǎn)狀一致，傾向一般280～305度，傾角0～13度。礦體底板主要為灰?guī)r，亦見(jiàn)鋁土巖，礦體頂板為鋁土質(zhì)頁(yè)巖或祥擺組炭質(zhì)頁(yè)巖。

含礦巖系沉積序列由上至下大致具有如下規(guī)律：炭質(zhì)泥巖（頂板）-薄層含鋁質(zhì)粘土巖（直接頂板）-鮞狀、碎屑狀鋁土礦-含鐵質(zhì)、鋁質(zhì)粘土巖（直接底板）-灰?guī)r。

2.4礦石特征

礦石礦物主要為一水硬鋁石，次為粘土礦物，亦見(jiàn)少量石英、褐鐵礦、鐵質(zhì)。一水硬鋁石賦存形式見(jiàn)二種：（一）呈基底碎屑主要礦物構(gòu)成形式產(chǎn)出；（二）呈基底填隙物主要礦物構(gòu)成形式產(chǎn)出。

礦石具鮞狀、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)。碎屑狀鋁土礦石：灰—深灰色，局部淺灰色。礦石中碎屑含量>30%，斷口粗糙，質(zhì)地堅(jiān)硬；碎屑直徑0.1～1cm，無(wú)分選、無(wú)定向，磨圓差，呈角礫狀，多呈顆粒支撐，接觸式—鑲嵌式膠結(jié)。

礦石特征（野外特征）：區(qū)別于鮞狀、碎屑狀，而為密集鮞狀、碎屑狀。礦石的品位與鮞粒、碎屑的密集程度成正相關(guān)關(guān)系。

3.成礦環(huán)境分析

3.1 母巖條件

龍里鋁土礦區(qū)九架爐組中已知礦物有39種之多，并以一水硬鋁石占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，是該區(qū)鋁土礦主要鋁礦物。龍里鋁土礦形成的母巖主要是石炭系、泥盆系的碳酸鹽和所夾頁(yè)巖、泥巖。母巖是沉積物的提供者，沉積物的成分與母巖的成分有直接關(guān)系。碳酸鹽巖的主要礦物成分是白云巖、方解石和少量粘土礦物和碎屑礦物?；瘜W(xué)成分為CaO、 MgO、CO2及少量酸不溶物（A12 03 ， FeO3 ， Si02等）這些出露于地表的巖層，在常溫、常壓、大氣和水的長(zhǎng)期作用下，受溫度和生物活動(dòng)的影響，發(fā)生分解不斷析出成礦物質(zhì)留在侵蝕面上。鋁土礦就是聚集了它所賴以生成的下伏地層風(fēng)化殘余物A1形成的，因此查明基底母巖的成分對(duì)研究鋁的來(lái)源和鋁土礦的形成條件是有意義的。

表1 龍里鋁土礦基底巖石成礦物質(zhì)含量表

礦床 層位 巖石名稱 A12 03含量（%）

龍里 者王組 生物灰?guī)r 0.95-4.64

高坡場(chǎng)組 細(xì)晶白云巖 1.51 -13.5

九架爐組 粘土頁(yè)巖 20.55

灰?guī)r和白云巖中含Al203最低為0. 95%，最高13.5%，一般3%左右，頁(yè)巖類含Al203一般20%左右。可見(jiàn)頁(yè)巖的Al203含量高出碳酸鹽巖，因此它們都應(yīng)是鋁土礦礦源的母巖。

3.2古地理?xiàng)l件

圖1 黔中地區(qū)早石炭世九架爐期巖相古地理圖

早石炭世大塘期的古地理環(huán)境中，貴州中部大范圍隆起成陸遭受剝蝕一稱為“黔中古陸”[2]，在黔中古陸南側(cè)形成黔南海灣，并在該區(qū)域內(nèi)形成了規(guī)模較大的淡化瀉湖沉積環(huán)境和大量的小湖泊所構(gòu)成的淺水湖泊群沉積環(huán)境，沉積了化石稀少、巖相獨(dú)特的鐵鋁質(zhì)粘土巖沉積組合—石炭系下統(tǒng)九架爐組[3]。早石炭世早期海水開(kāi)始由南向北入侵，海侵范圍逐漸向北推進(jìn)，至大塘期舊司時(shí)黔中盆地已全部被淹，擺佐期海浸范圍達(dá)到最大。據(jù)大塘期舊司時(shí)鐵鋁礦系厚度變化和缺失推斷，鐵鋁礦系沉積時(shí)的古地理格局為：南部為廣海邊緣的廣順障壁島（無(wú)礦系沉積），北部和西北部為黔中隆起高地，它們之間形成一個(gè)半封閉的瀉湖，即筑織淡化瀉湖，是黔中鋁土礦的主要沉積場(chǎng)所。龍里礦區(qū)位于筑織淡化瀉湖東南，屬于碳酸鹽巖古風(fēng)化殼異地堆積型鋁土礦分布區(qū)[4]，屬于黔南海灣亞相[5]（圖1）。

3.3古氣候條件

黔中鋁土礦成礦時(shí)的緯度為北緯6°左右，位于古赤道附近，龍里礦床應(yīng)屬此范疇。這種低緯度高溫炎熱多雨的濕潤(rùn)氣候，雨量充沛，降雨量超過(guò)蒸發(fā)量，最適合于生物的大量繁殖和活動(dòng)，使化學(xué)風(fēng)化在較強(qiáng)的酸性條件下進(jìn)行。生物對(duì)基巖的破壞既有直接的又有間接的，既有機(jī)械的又有化學(xué)的或生物化學(xué)的作用。另外溫度對(duì)風(fēng)化作用也有較大的影響，溫度越高，風(fēng)化作用越強(qiáng)烈，而氣溫的高低和降雨量的多少主要受氣候的制約。

3.4古地貌條件

廣西運(yùn)動(dòng)使黔中隆起成陸后形成北高南低，西高東低的形勢(shì)。理論上，同樣的巖石組合地層，在同樣的氣候條件下，風(fēng)化剝蝕速率是基本相同的，但由于所處地勢(shì)的高低，緯度的不同，離海的遠(yuǎn)近，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞程度的不同而有很大差異。在原有地墊的基礎(chǔ)上經(jīng)天長(zhǎng)地久的剝蝕夷平，于大塘早期夷成準(zhǔn)溶原。在這個(gè)準(zhǔn)溶原上分布著一系列等級(jí)不同，形態(tài)各異的巖溶地貌，南邊毗鄰黔南海域，溶原上潛水面高于溶洼和溶盆底部，大小湖泊、河流分布其上，成為較適時(shí)的成礦物質(zhì)的運(yùn)移，聚集的有利地區(qū)。這些湖盆和洼地以及南部海灣便成為黔南和黔中鋁土礦的沉積場(chǎng)所。

4.結(jié)論

貴州省龍里鋁土礦為沉積型鋁土礦，呈層狀、似層狀、透鏡狀賦存于下石炭統(tǒng)九架爐組，礦石礦物主要為一水硬鋁石，礦石具鮞狀、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)，礦石的品位與鮞粒、碎屑的密集程度成正相關(guān)關(guān)系。

鋁土礦形成的母巖主要是石炭系、泥盆系的碳酸鹽和所夾頁(yè)巖、泥巖，在早石炭世大塘期的古地理環(huán)境中，高溫炎熱多雨的濕潤(rùn)氣候條件下經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化、運(yùn)移沉積于湖盆、洼地以及海灣形成鋁土礦。

參考文獻(xiàn)：

[1] 貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局.貴州省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1982.

[2] 陳華，鄧超，等.貴州貓場(chǎng)鋁土礦成礦環(huán)境分析[R].貴州省地礦局115地質(zhì)大隊(duì)，2010.

[3] 廖士范，梁同榮，等.中國(guó)鋁土礦地質(zhì)學(xué)[M].貴陽(yáng)：貴州科技出版社，1991。

[4] 郭振春，陳慶剛，等.黔中地區(qū)鋁土礦資源成礦規(guī)律及找礦靶區(qū)研究設(shè)計(jì)書(shū)[R].2007.

[5] 姚會(huì)祿，陳華，等.貴州鋁土礦潛力資源評(píng)價(jià)[R].貴州省地礦局115地質(zhì)大隊(duì)，2009.