铝土矿含矿岩系特征与成矿规律范文

《矿物学报》2016年第二期

摘要：

贵州省铝土矿含矿岩系已经有一些研究，但从全省角度看研究有待深入。本次在贵州铝土矿整装勘查及研究成果的基础上，结合最新铝土矿成矿区带划分成果，以贵阳—清镇铝土矿田、遵义—息烽铝土矿田、凯里—黄平—瓮安—福泉铝土矿田、务川—正安—道真铝土矿田四大铝土矿集中区为背景，系统讨论贵州铝土矿含矿岩系的规律。认为贵州铝土矿含矿岩系在时空分布、赋矿地层、下伏地层、含矿岩系厚度、矿物组合和共伴生矿产以矿田为单元均表现出一定的差异性。同时，含矿岩系又表现出一定的规律性，不仅成矿机制相同或相似，而且矿物组合和共伴生矿产等亦有相似性，含矿岩系均覆于古风化壳之上。

关键词：

贵州；铝土矿；含矿岩系；成矿规律

铝土矿是贵州省的优势矿种之一，其资源丰富、矿石质量好、分布广泛、矿床规模大，其勘探工作始于20世纪40年代，历经70多年的勘探与综合研究工作，截止2014年12月共探获资源量约12.9亿吨，居全国第二位[1]。对贵州铝土矿的分布规律前人已做过一些研究[2-12]，但基于研究资料等的不足或研究条件的限制，对其研究多属局部区域、相对零散的研究。廖世范[4]、高道德[9]和莫江平[11]主要对黔中地区和遵义地区铝土矿有研究，对含矿岩系的特征有一些探讨；刘平[2,5,12]对全省的铝土矿均有一定研究且成果丰硕，认为务－正－道地区铝土矿床隶属于黔中－渝南成矿带，但缺少从全省角度的对含矿岩系的对比讨论；刘巽峰[8,13]对贵州铝土矿的研究主要集中在黔北地区和遵义地区；金中国等[14]对含矿岩系的研究，主要考虑的是黔北地区；2009年刘幼平[10]基于贵州省有色地质勘查局已有的铝土矿勘查资料，对全省铝土矿做了一定的探讨，主要分别讨论了黔北地区和凯里－黄平地区的含矿岩系规律。从全省角度对矿含矿岩系特征与成矿规律研究还有待深入，本次在最新铝土矿整装勘查及研究成果的基础上讨论贵州铝土矿含矿岩系的规律。

1贵州铝土矿的分布特征

贵州铝土矿床主要为沉积型铝土矿，亚类有2种：一是产于碳酸盐侵蚀面上的铝土矿床，如贵阳地区、遵义地区和凯里—黄平—福泉—瓮安地区铝土矿床，含矿系呈假整合覆盖于石灰岩、白云质灰岩或白云岩侵蚀面上；二是产于硅酸盐岩侵蚀面上的铝土矿床，如务川—正安—道真地区铝土矿床，含矿岩系呈假整合覆盖于页岩、砂页岩、砂岩等硅酸盐岩层上。铝土矿的形成均具有多阶段性，经历了母岩风化—搬运沉积—次生淋滤富集成矿3个阶段，为风化-搬运沉积-次生淋滤富集型铝土矿矿床。通过收集分析全省铝土矿最新的整装勘查和科研成果，根据贵州铝土矿的资源禀赋特征、含矿岩系剖面特征及分布规律等提出了贵州铝土矿集区的划分方案，认为贵州铝土矿集区应划分为（图1）：①贵阳地区，习称黔中铝土矿区，主要包括清镇、修文、贵阳、平坝、织金和黔西；②务正道地区，主要包括务川、道真、正安和凤冈；③遵义地区，主要包括遵义、息烽和开阳；④凯里—黄平—福泉—瓮安地区。地质时代主要归属早石炭世大塘期祥摆时及中二叠世梁山期（?）。成矿于早石炭世大塘期祥摆时的铝土矿多集中于产出于贵阳、遵义、织金、息烽、龙里地区；而成矿于中二叠世梁山期（?）的铝土矿则集中产出于务正道、凯里—黄平—瓮安二片区内。

2铝土矿含矿岩系的剖面特征

铝土矿含矿岩系：指赋存铝土矿的一套岩石组合单元，其通常与上覆、下伏地层的岩性区别较大。对贵州铝土矿含矿岩系的特征前人已有一些研究[3-5,7,12-13,15]，目前对全省铝土矿含矿岩系及其成矿规律缺少系统的对比分析。贵州铝土矿的含矿岩系为铝土矿成矿区带划分的重要依据之一,通过大量矿床含矿岩系的钻探资料对比分析研究，贵州铝土矿四大矿集区含矿岩系剖面各具特色。

2.1务川—正安—道真地区该区铝土矿含矿岩系隶属二叠系中统梁山组（P2l），一般厚2.0～16.5m。含矿岩系通常分为3段[8,14-17]：上段为深灰色薄层碳质、钙质、铝质页岩；中段为含铝（铝土矿）岩系；下段为杂色页岩、粘土岩，含铁绿泥石岩。其与下伏志留系韩家店组杂色泥岩、泥砂岩、页岩呈假整合接触，部分区域下伏地层为石炭系上统黄龙组浅灰色、灰色厚层至块状泥晶灰岩；其上覆地层为二叠系中统栖霞组石灰岩，呈整合接触（图2）。

2.2贵阳地区该区铝土矿含矿岩系为石炭系下统九架炉组（C1jj）[2,4-5,9-10,12,18-19]，一般厚20m左右。含矿岩系常为3段：下段含铁矿岩系，中段含铝土矿岩系，上段砂页岩偶夹灰岩、泥质白云岩岩系。其与上覆石炭系下统摆佐组白云岩呈整合接触，与下伏寒武系中—上统娄山关组白云岩夹粘土岩呈假整合接触（图3）。

2.3遵义地区该区铝土矿含矿岩系为石炭系下统九架炉组（C1jj）[2-5,9-10,12,15]，一般厚约20m，从下到上由铝质岩、铁铝质粘土岩，铝土矿层和铝质岩或铝质泥岩组成。其与下伏奥陶系下统桐梓组（O1t）白云岩呈假整合接触，与上覆二叠系中统梁山组（P2l）黑色粉砂质粘土岩、炭质泥岩亦呈假整合接触（图4）。

2.4凯里—黄平—福泉—瓮安地区该区含矿岩系为二叠系中统梁山组[7,9-10,15,19-20](P2l)。按岩性可分为3段，上段含煤（炭质）层、中段含铝土层、下段含铁质层。其与下伏地层泥盆系上统高坡场组白云岩呈假整合接触，与上覆地层二叠系中统栖霞组灰岩呈整合接触。

3含矿岩系成矿规律及差异对比

贵州铝土矿含矿岩系的时代差异性是导致铝土矿床垂向分层和平面分区特征的根本因素，铝土矿床的平面分区和纵向分层性则是含矿岩系时限差异的空间表现。刘平对黔中—川南成矿带铝土矿含矿岩系研究认为铝土矿成矿时代分属早石炭世大塘中期和晚石炭世马平期，并对含矿岩系沉积环境及控矿作用作了论述[5]。根据对贵州省四大铝土矿集区目前所发现矿床（点）的统计和综合对比研究，发现铝土矿含矿岩系从含矿岩系所属时代地层及分布、下伏地层及分布、上覆地层及分布、厚度变化、底板岩性及分布和共伴生矿产都表现出一定的规律性，通过大量矿床含矿岩系的钻探资料对比分析研究，我们认为其剖面具有如下6大特征。

3.1含矿岩系所属时代地层及分布规律对贵州铝土矿的成矿时代已有一些研究，金中国等[12]和杜远生等[11]认为务川—正安—道真地区含矿岩系形成于二叠纪，刘平[12]认为其形成于石炭纪。刘幼平等[10]和李传班等[20]对凯里—黄平—带铝土矿研究认为含矿岩系亦形成于二叠纪。刘平[2,5,12]和廖世范[4]对黔中、清镇一带铝土矿研究认为含矿岩系形成于石炭纪。目前对黔北务正道地区和瓮安—福泉—龙里部分区域的铝土矿成矿时代仍有些争议[3,5,12,16]，但总体上看，贵州铝土矿含矿岩系为石炭系下统九架炉组和二叠系中统梁山组。其中石炭系下统九架炉组主要分布于贵阳—修文—清镇—遵义—息烽—开阳—龙里地区，而二叠系中统梁山组主要集中分布于务川—正安—道真地区和瓮安—福泉—黄平—凯里地区（图6）。其成矿时代在时间上自N向S逐渐变老[3,19]。

3.2含矿岩系上覆地层及分布规律含矿岩系的上覆地层主要有二叠系中统栖霞组、二叠系中统梁山组和石炭系下统摆佐组与石炭系上统祥摆组共三类。其中二叠中系统栖霞组主要分布于务川—正安—道真地区和瓮安—福泉—黄平—凯里地区；二叠系中统梁山组主要分布于遵义—息烽—开阳地区；石炭系下统摆佐组与祥摆组主要分布于贵阳—修文—清镇—龙里地区（图7）。

3.3含矿岩系下伏地层及分布规律含矿岩系的下伏地层从S往N，依次从寒武系—奥陶系—泥盆系—志留系表现出规律性变化。其中下伏地层中最老的寒武系中上-统娄山关群集中分布在贵阳—修文—清镇—息烽—开阳地区，奥陶系下统桐梓组主要分布在遵义地区，泥盆系上统高坡场组分布于瓮安—福泉—黄平—凯里—龙里地区；志留系中-下统韩家店组主要分布于务川—正安—道真地区（图8）。

3.4矿岩系厚度变化规律贵州铝土矿含矿岩系厚度从SW向NE呈现出厚—薄—中厚—薄的变化趋势，其中最厚的含矿岩系（>20m）分布于贵阳—修文—清镇地区，向北东方向的息烽—开阳—龙里地区变薄大约10m，遵义—瓮安—福泉—黄平—凯里地区又变厚<20m，在务川—正安—道真地区相比含矿岩系的厚度较薄，大约10m左右（图9）。

3.5含矿岩系底板特征前人对贵州铝土矿含矿岩系与底板的相互关系做过一些研究[2-7,12-16,18,20]，含矿岩系底板分属硅铝质基底和碳酸盐岩基底，岩性主要为泥页岩、白云岩和灰岩。其不同属性制约了铝土矿的成矿及矿体的空间形态。其中白云岩、灰岩，表现为喀斯特作用明显，致使含矿岩系底板凹凸不平，明显控制着铝土矿体的空间形体特征，使得矿体多呈漏斗状、透镜状等，矿体厚度变化大且常出现无矿天窗；泥页岩，底板平整变化不大，对矿体空间形态稳定，厚度变化不大，常出现层状、似层状矿体。

3.6矿物组合特征及分布规律贵州铝土矿含矿岩系中的矿物组合主要有用矿物为一水硬铝石，约占矿物总量60%～90%，另有少量一水软铝石、胶铝石，偶见三水铝石；粘土矿物为伊利石、蒙脱石、高岭石、水云母、绿泥石；铁矿物见有赤铁矿、黄铁矿、纤铁矿、褐铁矿；重矿物有电气石、锆石、锐钛矿、金红石等。且四大不同铝土矿矿集区铝土矿物组合基本一致，为铝矿物-粘土矿物-铁矿物-重矿物组合。唯一区别在务川—正安—道真地区和凯里—黄平—福泉—瓮安地区铝土矿床中见有石英和长石。

3.7共伴生矿产特征贵州铝土矿作为古风化壳型沉积铝土矿，其具有沉积矿产的典型特征之外又表现出极具贵州特色的规律性，铝土矿床含矿岩系通常共伴生诸如煤、铁、镓等矿产资源。通过对贵州省大量铝土矿床的对比分析，含矿岩系共伴生矿产由SW向NE以4个分区为特征，表现出明显的规律性，大致分为3种：铝-铁矿共伴生类型、煤-铝-铁矿共伴生类型、铝-煤矿共伴生类型。其中铝-铁矿类型集中分布于贵阳—修文—清镇地区和遵义地区，煤-铝-铁矿主要分布于息烽—开阳—瓮安—福泉—黄平—凯里地区，铝-煤矿类型集中分布于务川—正安—道真地区。铁矿主要发育于贵阳—修文—清镇地区和瓮安—福泉—黄平—凯里地区，煤矿发育于息烽—开阳—瓮安—福泉—黄平—凯里地区，务川—正安—道真地区仅见有炭质和劣质煤（图10）。综上，贵州省铝土矿含矿岩系特征表现出区内相同，分区差异的特征（表1）。

4结论

（1）贵州铝土矿含矿岩系成矿在不同铝土矿集区间表现出的共性特征：铝土矿为风化-搬运沉积-次生淋滤富集型铝土矿矿床；含矿岩系均覆于古风化壳之上；含矿岩系中铝土矿物组合均为铝矿物-粘土矿物-铁矿物-重矿物组合；铝土矿含矿岩系厚度一般大于10m；铝土矿含矿岩系通常共伴生诸如煤、铁、镓等矿产资源。（2）贵州铝土矿含矿岩系成矿在不同铝土矿集区间表现出的异同特征：含矿岩系主要为石炭系下统九架炉组和二叠系中统梁山组，且呈现S、N分区；上覆地层由S向N依次呈现出石炭系下统摆佐组与祥摆组、二叠系中统梁山组和二叠系中统栖霞组的规律性变化；下伏地层从S往N依次出现寒武系—奥陶系—泥盆系—志留系的规律性变化；含矿岩系的厚度从SW向NE呈现出厚—薄—中厚—薄的变化趋势；含矿岩系底板岩性在南部为白云岩、灰岩，北部为泥岩、页岩。（3）在贵州的务川—正安—道真地区的南西侧、凯里—黄平的南西侧、福泉—瓮安地区的东侧和贵阳地区的西侧均有类似的铝土矿含矿岩系存在，另外在贵州的西部地区玄武岩面上也发育有类似的铝土矿含矿岩系，均可作为我们下一步铝土矿远景找勘方向。

参考文献：

[1]刘幼平,程国繁,崔滔,周文龙,龙汉生,何英.贵州铝土矿成矿规律[M].北京:冶金工业出版社,2015:114-120.

[2]刘平.八论贵州之铝土矿——黔中-渝南铝土矿成矿背景及成因探讨[J].贵州地质,2001,18(4):238-243.

[3]李艳桃,肖加飞,付绍洪,赵志军.贵州主要铝土矿矿集区成矿特征对比研究[J].地质找矿论丛,2014,29(4):489-494.

[4]廖士范.论贵州清镇式铁矿、贵州铝土矿形成环境、成矿机理及找矿方向问题[J],贵州地质,1987,4(4):419-430.

[5]刘平.五论贵州之铝土矿—黔中—川南成矿带铝土矿含矿岩系[J].贵州地质,1995,12(3):185-203.

[6]崔滔,焦养泉,杜远生,计波,等.黔北务正道地区铝土矿沉积特征及分布规律[J].地质科技情报,2013,32(1):52-56.

[7]刘幼平,李传班,周文龙,等.贵州凯里-黄平地区铝土矿空间分布规律与古岩溶地貌关系的研究[J].科学技术与工程,2014,14(31):165-171.

[8]刘巽峰,王庆生,等.黔北铝土矿成矿地质特征及成矿规律[M].贵阳:贵州人民出版社,1990.

[9]高道德,盛章琪,石善华,等.贵州中部铝土矿地质研究[M].贵阳:贵州科技出版社,1992.

[10]《贵州省有色地质勘查局五十年成果》编委会(刘幼平等).贵州省有色金属、黑色金属矿产资源(第2篇铝土矿)[M].北京:冶金工业出版社,2009.

[11]莫江平,郦今敖.黔中铝土矿的成矿环境[J].地质与勘探,1991,(11):12-18.

[12]刘平,廖友常.黔中—渝南铝土矿含矿岩系时代探讨[J].中国地质,2012,39(3):661-682.

[13]刘巽锋.论黔北铝土矿的古喀斯特—红土型成因[J].地质学报,1990,64(3):238-247,T001.

[14]金中国,黄智龙,鲍淼,等.黔北务正道地区铝土矿成矿规律研究[M].北京:地质出版社,2013.

[15]杜远生,周琦,金中国,等.黔北务正道地区早二叠世铝土矿成矿模式[J].古地理学报,2014.16(1):1-8.

[16]黄兴,张雄华,杜远生,等.黔北地区铝土矿形成的地质时代[J].地质科技情报,2012,31(3):49-54.

[17]刘幼平,夏云,王洁敏.黔北地区铝土矿找矿标志与找矿模式研究[J].矿产与地质,2010,24(4):338-342.

[18]冯学岚,尤俊忠.贵州猫场铝土矿地质特征及成矿模[J].贵州地质,1997,14(4):285-298.

[19]朱霭林,黄根深,向茂木.论黔中铝土矿的地质时代[J].贵州地质,1984,(1):89-95.

[20]李传班,刘幼平,武国辉,等.贵州省凯里地区铝土矿矿床控矿因素研究[J].地质与勘探,2012,4(1):31-37.

作者：刘幼平 周文龙 程国繁 崔滔 龙汉生 单位：贵州理工学院 贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院