铝土矿地质特征及成矿条件探析

李月雷

（山西省第三地质工程勘察院，山西晋中030602）

铝土矿的主产国有中国、印度以及巴西等。我国在铝土矿资源方面的储备量不高，但相应的需求量大，立足于铝土矿涉及到的地质以及成矿特点，开展系统的探究，有利于铝土矿勘察工作的顺利进行。同时，我国铝土矿资源分布范围较广，具体成因十分的丰富，且成矿过程极其复杂，存在着诸多的影响因素。

1 铝土矿概述

我国在铝土矿资源方面主要存在于山西以及贵州等区域。通过对前人的研究进行分析，我国和国外在铝土矿成矿方面存在着较为接近的地质条件，并且其中涉及到的区别不大。但是我国铝土矿依然存在着部分较为特殊的地方。例如，在国外新生代红土型铝土矿属于主要类型，其在铝土矿总储量之中所占比例为83%。然后还涉及沉积型铝土矿，占16%。而堆积型铝土矿则在0.5%之下。在我国，沉积型铝土矿在储量方面高达90%，而新生代红土型铝土矿这种在国外最多的铝土矿，在我国却只占2%。另外，堆积型在我国所占比例为10%。

2 国内外铝土矿床研究

国外在铝土矿研究方面，早在20世纪初就开始了，通过长时间的研究，形成了诸多铝土矿成因理论以及学说[1]。在铝土矿研究方面，1928年，地质专家王竹泉就山东淄博铝土矿展开了深入研究，并于1932年公开发表《山东淄博铝土矿研究》，介绍了淄博铝土矿地质特征以及分布规律等。而谢家荣教授采取镜下研究的方式，对其予以了更加深入的阐述，指出此类矿物主要以硬铝石为主，同时涉及一水软铝石。随着山东淄博铝土矿被发现后，在我国地质学专业们的不断努力下，又在川南、辽南以及滇中等地区找到了铝土矿。

3 铝土矿矿床分类

3.1 国外铝土矿分类体系

在一个世纪的不断研究中，大多数国外地质学专家立足于铝土矿物质构成、矿床成因、产出地区大地构造背景下，对铝土矿进行了深入的分类研究。一开始是将矿石矿物以及化学成分来对铝土矿类型进行划分，但是在实践中，此方式只可以区分铝土矿地球化学与矿物学；就铝土矿的形状以及地质产状而言，也成为一段时间内对铝土矿进行分类的标准。此分类模型能够将矿体形状以及位置存在的差别体现出来，但依然不能够用于对铝土矿进行分类的标准。另外，还有部分地质学专家对铝土矿开展了纯成因分类，但其在野外的运用性不高

根据形成方面的具体条件，布申斯基把铝土矿划分成了沉积类以及红土类[2]。现阶段，国外在铝土矿分类方面主要涉及喀斯特以及红土类。其中，喀斯特铝土矿主要形成于碳酸盐喀斯特面上，而红土类则形成于铝硅盐酸上。由于基岩，亦或是母岩在构成物质方面与矿体物质构成、形态以及岩石学特点之间存在着紧密的联系。所以，近年来全球各地区对铝土矿进行延伸的过程中，主要结合基岩类型对铝土矿予以分类。

3.2 国内铝土矿分类体系

1984年，我国矿产储量委员会把铝土矿划分成沉积型、堆积型以及红木型。沉积型可以结合基底岩性划分成形成与碳酸盐侵蚀面上的以及形成于铝硅酸盐岩侵蚀面上的两种亚类。学者李启津立足于矿床成因，指出运用一水硬铝石的标型特点以及成矿物质来源等相关资料，将其分成以下类型：其一，红土—沉积—红木型；其二，红土—沉积型；其三，钙红土型；其四，岩溶堆积型；其五，红土型。另外，学者章析盛也将我国铝土矿床划分成了沉积型、堆积型、古风化壳型和红土型。

4 铝土矿的地质特征分析

4.1 古风化型铝土矿

透镜状与层状是其主要形态，部分矿石基于灰岩而生。含矿层一般呈由上而下形态，包含泥岩层、灰岩、铝等多金属矿层[3]。其矿层位稳定性较强，一般长、宽以及厚度分别为200～500mm、500～1500mm、1～3mm。古风化型铝土矿的主要组成部分有铁质石、铝多金属矿矿石、铝质岩、粘土岩，矿石结构主要为块状、胶状等。尽管此类矿石质量好且呈分布广泛，但具有诸多硫，现阶段还没有得到开发和利用。除此之外，因为这一类铝土矿是一种堆积型铝土矿的原生矿，其产出质量与特征主要受其产出质量、储备量的影响。

4.2 堆积型铝土矿

作为一种古风化型铝土矿的原生矿，堆积型铝土矿在工业中得到了广泛应用。这一类的矿石形态具有较强的复杂性，主要为环带状、条带状、不规则状等，在剖面状态下，透镜状、层状等是该矿体的主要分布表现。若是地形结构有所变化，便会改变矿体形态。堆积型铝土矿的主要组成部分为钛矿物、铁矿物、硅矿物、铝矿物。在自然类型方面，此矿石属于水硬铝石型铝土矿，在工业上可以运用相关技术工艺，对氧化铝进行生产，该矿山在工业类型上是一种高铁铝铝土矿。

4.3 红土型铝土矿

就红土型铝土矿涉及到的各类成矿物质而言，属于通过类型不同的碳酸盐岩在长期的风化溶蚀过程中形成的。在矿体方面，似层状和层状是该类铝土矿的主要表现，在矿石层位上，其稳定性较强，产状和埋藏区域坡向、地貌、坡度等相同。另外，本类型的铝土矿主要由三水铝土矿和粘土构成，大小混杂，筛选性以及分类性不强。同时，在结构方面表现为豆状，构造为块状，在矿物成分上主要涉及赤铁矿、石英等。

5 铝土矿成矿作用

5.1 岩溶古地理的控矿作用

（1）我国在喀斯特溶铝土矿方面，主要分布在古陆以及古岛边缘，例如在扬子古陆南缘—港湾内形成的黔中铝土矿以及形成于中条—秦岭古陆之间的豫西铝土矿等。出现此情况的原因在于沉积铝土矿在形成方面需要结合封闭或半封闭的环境。处于此种环境，将高岭石等相关粘土矿物作为主要构成部分的沉积物能够在实际的沉积过程中，发生脱硅改造。但是，以上环境只会出现在古陆、古岛边缘的港湾以及湖泊等之中。

（2）存在封闭性特点的盆地，在铝土矿成矿方面涉及以下好处：第一，封闭性较好的盆地，和陆表海水的对流少，能够让盆地中所具备的成矿介质拥有良好的酸性，进而确保将高岭石等相关粘土矿物作为主要构成部分的沉积物能使水浸脱硅转变为铝土矿。在此种情况中，经常出现质量高、品位好的铝土矿。以我国黔中、豫西成矿盆地为例，这些区域内的铝土矿品位较高，且富矿比例大，正是得益于盆地外存在屏障岛，让成矿介质所具备的隔绝效果得到了全面的展现，同时以上两个区域属于我国封闭性最佳的铝土矿成矿盆地；第二，就存在良好封闭性的盆地而言，能够让海泛海水引发较强的回流，受回流离心作用的影响，将水中包含的成矿物质抛向盆地侧斜坡，进而产生了规模大的铝土矿。对于封闭性不强的相关盆地，海泛进入盆地之中的海水难以形成回流，并将水中包含的成矿物质带走。例如山西汾西次级盆地，存在大中型铝土矿点35个，在矿量规模方面为巨型铝土矿成矿带，得益于此盆地封闭性强。但位于其南部的乡宁盆地，为西南开放型，因此只发现了品位较低的铝土矿，且数量较少。

（3）在平缓开阔的盆地斜坡而言，能够沉积大量的成矿物质；陡峭狭窄，那么则难以良好的对各类成矿物质进行保存。例如，我国霍西—河东盆地，其西坡属于平缓、开阔的斜坡，进而积累的许多的成矿物质；而宁武—静乐盆地的西坡，因为存在着陡峭狭窄的特点，难以形成铝土矿。

（4）古陆、古岛的规模，决定了其能够为周边成矿盆地提供成矿物质的多少。以霍西—河东盆地为例，穷铝土矿成矿带主要集中在西坡，其在成矿物质方面，由旁边的吕梁古陆提供。因为霍山古岛在规模方面偏小，进而难以提供数量较多的成矿物质，导致沁源盆地西坡矿带矿床厚度较薄，相应的矿量也不多。见图1。

5.2 红土风化成壳

就铝土矿而言，其在分布地方面主要集中在存在沉积间断情况的侵蚀面中[4]。长时间的沉积间断，让裸露在地面以及浅层的铁铝岩系，在风化作用的不断影响下，产生了红土、亦或是钙红土风化壳。同时，受红土化的影响，逐渐开始分解铝土矿物源岩石，并在地表与地下水的影响下，产生了碱性溶液。此溶液会导致分解后物源中二氧化硅流失，并让氧化铝以及氧化铁与二氧化硅发生分离，进而形成铝胶体等。

5.3 河流搬运沉积

处在湿热环境中，并受长时间的风化作用，铝土矿物源会产生铝胶体悬浮物，然后受河流的搬运作用，进入成矿盆地中。受介质性质转变的影响，让氧化铝颗粒能够不断的沉积。

具体运动时，由于在重力分异作用的干扰，古大陆边缘成为粗粒碎屑的堆积地，进而产生品位好的铝土矿，在远离古大陆的水体中会不断沉积胶体溶液，进而形成少部分物源优良的铝土矿，但品质并不好[5]。

5.4 矿石变优过程

若是铝土岩所埋藏的深度不够深的时候，或直接裸露在地表，因为长时间受到风化侵蚀，受地表水和雨水的影响，进而导致酸性容易极易形成，在酸性溶液的影响下，会导致粘土矿物产生脱硅的情况，雨水会冲走经过溶解得到的Fe(OH)3、Si02，由于化学性质较为稳定，进而使得Al2O3被留在原来的地方，这便会提高矿石质量，矿石结构也会更松，颜色也会变得更浅。

若矿层处于地下，在时间的流逝下，会使覆岩层变厚[6]。在此情况下，铝土矿需要面对的压力得到了提高，并对已经顺利固结的矿石产生影响，使其体积变小，同时在后期构造运动的作用下，铝土岩会产生诸多构造裂缝和裂隙，以便于孔隙水以及地下水的流动；当水为碱性的时候，可以带走粘土矿物或铝土矿中分离出的Fe(OH)3、SiO2，铝土矿获得脱硅可以显著提升质量，而粘土矿物则脱硅变成高铝粘土，部分还会和铝土矿的边界品位相一致，而变成铝土矿；当水为酸性同时含有Si02的时候，经常形成具有较好有序度的高岭石，进而导致铁铝岩底部通常具有一层高岭土；当水中含有Fe2+、Fe3+的时候，底部矿物变成铁质粘土岩、铁铝岩的几率较高，甚至还有可能变成山西式铁矿。

6 结语

总而言之，在工业中铝土矿占据着极为重要的位置，对此需要促进铝土矿勘察工作质量的提高，尽快开发利用铝土矿矿产资源，在开发过程中注意不破坏环境，严格遵循国家相关法律法规，确保开发的合理性和科学性，有效借助矿产资源，促进资源利用率提升，为地区经济良好发展创造良好的条件，提高经济效益以及社会效益，推动社会经济良好发展。