铝土矿成因与矿石类型关系的探讨1．广西壮族自治区二七四地质队，广西北海536005；2．广西百色市田阳县国土资源局，广西田阳533600)《科技园地因、成矿作用与其矿石类型的转换关型矿床的矿石类型均能够准确的通过矿床成矿时代和成矿作用进行判别，一般成矿时代老的铝土矿床的矿石类型多为一水硬铝；成矿时代新(如第四纪)的红土型铝土矿床的矿石类型多为三水铝石。[关键词]；矿床成因；成矿作用；矿石类型铝土矿是指工业上能利用、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。土矿成因分类依据铝土矿矿源物质来源不同，铝土矿基本可划分为以下铝硅酸盐古风化壳原地堆积型铝土矿床。该类矿床下伏基岩是细碎屑岩或基性火山岩岩红土化风化壳原地堆积(少数为坡积)的铝土矿床。其成矿规律是：首先与下伏基岩有过渡现象，与上覆地层有侵蚀间断面，因此厚度变化大，无矿天窗较多；其次矿层厚度及矿体规模大小、矿石品位贫富，取决于成矿时侵蚀间断时间的长短及下伏基岩是否容易风化。如果侵蚀间断时间长，被侵蚀风化的下伏基岩多数是碎屑岩、粘土页岩，且只有一部分是碳酸盐岩，这种情凹地较集中，形成的铝土矿往往厚度大、规模大矿石品质佳，但随之无矿天窗增多。如果被侵蚀风化的下伏基岩是较易风化的玄武岩，则矿层厚度及矿体规模可能较大，矿石也可能较富；但如果成矿时侵蚀间断时间过于短暂，玄武岩风化作用不彻底，则形成的矿层厚度和规模较小，矿石品质较差。该类矿床以遵义铝硅酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床最为典型简称遵义式铝土矿床。海南蓬莱铝土矿亦属于该类、硅泥质等不纯碳酸盐岩古风化壳原地堆积型铝土矿床。这类矿床的铝土矿直接覆在碳酸盐岩的喀斯特侵蚀面上，为原地堆积，且多堆积在喀斯特溶洞、溶斗中，矿体不大(几百米)，但厚度较大(4060m)。如果侵蚀间断时间短暂，一般只形成钙红土残积，略有迁移搬运现象，这种矿石质量虽然稍贫层稳定，厚度变化小。该类矿床以河南新安张窑院、河南巩县小关铝土矿床较为典型，因而又称新安式铝土矿矿床或巩县式铝土矿矿床，广西贵港、武鸣等铝土矿亦属此类型铝土矿床。碳酸盐岩古风化壳异地堆积型铝土矿矿床。其成因与碳酸盐岩喀斯特红土化古风化壳有关，铝土矿不是原地堆积，而是从湖泊附近的红土化风化壳迁移过来堆积而成。由于下伏基岩是碳酸盐岩，因此，风化作用形成的是富铝钙红土残坡积层，一般侵蚀问断时问越长，即风化作用时间越长，生成的铝土矿物越多、粘土矿物越少矿石品位越富，矿层越厚。该类矿床以贵州修文县小山坝铝土矿矿床较为典型，又称修文式铝土矿床；其次是桂西地区(平果、靖西等)沉积层状铝土矿。这是我国最重要的铝土矿类型。碳酸盐古风化壳原地堆积一近代喀斯特堆积型铝土矿床。该矿床的层状铝土矿之上覆及下伏基岩均为石灰岩，经过第四纪喀斯特化，石灰岩、铝土矿石再风化成钙红土及铝土矿石碎块坠落成堆积矿石类堆积矿的形成条件是：有一定规模的层状矿体，2008年毕业于桂林理工大学，区域地质调查及矿产普查专业(函授)，现主要是做地质矿产勘查工作。地质矿产工程师。201301南方国土资源探索宜的天气特征情况、矿层上下要有较厚的石灰岩，以及矿层直接顶、底板粘土页岩较薄。该类矿床以平果岩溶堆积型铝土矿最为典型，又称平果式碳酸盐岩古风化壳原地堆积一现代喀斯特堆积亚型铝土矿矿床。《中国铝土矿地质学》中所描述红土型铝土矿床，实际就是第四纪形成、没有覆盖层的铝土矿床，作者觉得仍应依矿源属性情况归为前述铝土矿矿石类型及相互关三水铝石：化学式为AI(OH)，或写为A103~3H的氢氧化物矿物，理论组成(B％)：AI、H2O34．6％类。集合体呈放射纤维状、鳞片状、皮壳状、钟乳状或鲕、豆状、球粒状结核或呈细粒土状块体。三水铝石的晶体一般极为细小，主要呈胶态非晶质或细粒晶质。物理性质：白色或因杂质呈浅灰、浅绿、浅红色调。三水铝石。常见类质同像替代有FeGa，容易与铁的氧化物形成高铁型块状三水铝土矿三水铝石主要是长石等含铝矿物化学风化的次生产物，是红土型铝土矿的主要矿物成分。也可以由含铝硅酸盐经分解和水解而成，热带和亚热带气候有利于三水水软铝石的分子式为A1：OA10(OH)，与水硬铝石为同质二像，理论组成fwB％)：A1O，85．1％、14．9％，与三水铝石、一水硬铝石、高岭石等共生、豆状、结核状或隐晶质块体。青灰色、淡黄白色，条痕为白色；晶面玻璃光泽，具fo01卜一组完全解理，解理面珍珠光泽3．5，比重水硬铝石的分子式与一水软铝石相同，为AI：OA10(OH)，与一水软铝石为同质二像，理论组成(wB％)：A12O385．1％、H2O14．9％。水硬铝石又称为硬水铝石，有时含FeO，、Mn：OCr：O以及SiO2、TiO、CaO40南方国土资源201301通常呈片状、鳞片状或隐晶质及胶态豆状、鲕状集合体水硬铝石物化性质：颜色为白色、浅红或无色；条痕白色；玻璃光泽；解理平行，解理完全一不完全，贝壳状断口，解理面呈珍珠光泽6．5～7；相对密度3．2～3．5。硬水铝石在1200以上脱水形成稳定的刚玉。水硬铝石以较大的硬度可与一水软铝石、三水铝石和云母等区别。其主要形成于外生作用，广泛分布于铝土矿矿床中，是炼铝的重要矿物原料。我国以硬水铝石为主的铝土矿床分布较广。2．4转换三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石是水铝石，水热法试验表明，三水铝石在较低温度和压力条件下可以转变为一水软铝石，随环境和温度、压力增大，进而转化为一水硬铝石，更高温度和压力时，一水硬铝石则完全失水成为刚玉、无水加热时，三水铝石在140～200oC亦可脱水依次转变为一水软铝石、一水硬铝石。由三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石在较高温、高压条件下的相变换过程属于单向非可逆变换，即它们不会因为温度和压力的降低而使一水软铝石转化为三，或一水硬铝石转化为一水软铝石，以及刚玉转化为一水硬铝石。但当存在酸性物质时，一水硬铝石和以及铝硅酸盐等将会生成铝盐，随酸性变，铝盐进而水解成为微溶、胶状AI(OH)，，并又重新凝聚成为三水铝石，在这样的一个过程中主要为化学或生物作用的结果。因而在自然界中，三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石会不断呈单48％～72％2％，而含铝土矿堆积层中的粘土中则普遍含有较高成分的三水铝石，尤其是堆积铝土矿层的底板粘土三水铝石成分高达8％～12％，这是由于一水硬铝石在弱酸性环境下不断生成铝盐进而转化为三水铝石铝盐和胶状的AI(OH)均具易流动性，因而容易在低洼处(如湖泊、泻湖)富集形成铝土岩层或铝土矿床决定矿石类型的因素分析依据各种水铝石间相互关系，结合铝土矿床成因类型和成矿过程特点，即可初步分析和了解实际铝土矿床中铝土矿石类型，以及依据铝土矿类型反 向分析和推断 实际铝土矿床中的成因类型和成矿机理。分析和了解 实际铝土矿床中块状和粒状铝土矿矿石类型 ，着重要 分析以下几个方面 矿源物质：主要 了解矿源物质 中矿物质铝存 在的形式 。如矿源物质为铝硅酸盐形式的细碎屑岩或 基性火山岩( 如玄武岩 铝碳酸盐岩，则必须经历 酸性或弱酸性环境下 的风化 、腐蚀 该矿床的铝矿石初期必然是三水 成矿作用：铝土矿的成矿作用主要有外生成矿 作用和受变质成矿作用两种。 外生成矿作用 ：最重要的包含风化成矿作用和沉积成 矿作用。如果铝土矿床是以风化成矿作用为主 单机械性破碎和堆积而成 的铝土矿床 ，铝土矿石类型 则与矿源物质中铝土矿石类型相同 ，或为一水软铝石 或为一水硬铝石，如平果岩溶堆积型铝土矿床 。如果铝 土矿床是 以化学或生物的沉积分异和凝聚作用为主形 土矿床，铝土矿石类型之初 即所谓 的红土型铝 形成的海南蓬莱铝土矿床。受变质成矿作用 ：如果受大地构造运动影响 ，地壳 徐缓下降 以化学或生物风化、沉积形成 的三水型 铝土矿床或铝土岩之上覆盖巨厚地层 ，通常为碳酸盐 岩地层 ，当遇温度 、压力达到一定高度值时 ，使原化学 或生物风化 、沉积形成 的三水型铝土矿床或铝土岩类 的铝土矿石发生变质 ，向更稳定相铝土矿石转变 ，更多转变为一水硬铝石，甚至刚玉 其变质作用依次可称为弱受变质成矿作用、受变质成 矿作用和强受变质成矿作用。否则 ，原化学或生物风 、沉积形成的三水型铝土矿床类型仍将保持不变 矿床类型：矿床类型与矿床形成之初的铝土矿 石类型存在直接关 ，使原铝土矿石类型向更稳定相转 床类型与矿床现时铝土矿石类型几乎不存在一一对应关系。就矿床形成之初而言 ，除平果式铝土矿床类型保 持与矿源矿石类型相 ，其余矿床类型，矿床形成之 的铝土矿石均为三水铝石，如后期经受变质成矿作 成矿时间：成矿时间本身与矿床的铝土矿石类 型无直接联系 ，但存在一定的相关性。如果成矿过程经 的时间非常长，所经历的成矿作用就可能越多 ，因而受 变质成矿作用影响程度就越大。形成时代较老的铝土 科技园地矿床 ，其矿石类型大多属于一水硬铝石 ，如桂西二叠纪 的沉积铝土矿床和贵州遵义石炭纪的沉积铝 土矿床 形成时代较新的铝土矿床，其矿石类型大多属于三水