貴州龍里縣兌窩鋁土礦礦床地質(zhì)特征及礦床成因

韋彩寧，任云龍，孟 勇

貴州龍里縣兌窩鋁土礦礦床地質(zhì)特征及礦床成因

韋彩寧，任云龍，孟 勇

（貴州省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，貴陽(yáng) 550005）

通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查及研究，貴州兌窩鋁土礦的主要賦礦層位為下石炭統(tǒng)九架爐組，可分為堆積型鋁土礦和沉積型鋁土礦兩大類(lèi)型，礦體多呈似層狀、層狀分布；礦石礦物成分以一水硬鋁石、一水軟鋁石和水云母為主，礦石品級(jí)均為Ⅰ級(jí)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可用于研磨料、高鋁水泥、氧化鋁等原材料；堆積型鋁土礦在第四系中的分布規(guī)律受古地理環(huán)境影響較為明顯，而第四系松散堆積物則受地形控制明顯；礦床屬于古風(fēng)化殼再沉積型鋁土礦床，其形成過(guò)程經(jīng)歷了紅土化階段、遷移就位階段和表生富集階段。

鋁土礦；地質(zhì)特征；礦石特征

鋁土礦石貴州省的優(yōu)勢(shì)礦種資源之一，具有資源豐富、分布廣泛、礦石質(zhì)量好和礦床規(guī)模大的特征（劉平等，2020）。同時(shí)，貴州鋁土礦資源具有明顯的分帶性，由北至南依次分為務(wù)川-正安-道真礦集區(qū)、遵義-甕安礦集區(qū)、凱里-黃平礦集區(qū)和修文-清鎮(zhèn)礦集區(qū)，顯示出巨大的找礦潛力（張志璽等，2020；宋小軍等，2021）。龍里縣兌窩鋁土礦床屬于修文-清鎮(zhèn)礦集區(qū)，屬于貴陽(yáng)-遵義-甕安-凱里鋁土礦成礦帶的重要組成部分，以堆積型和沉積型鋁土礦為主，資源儲(chǔ)量較大（楊瑞東等，2018）。為評(píng)價(jià)概況的找礦潛力以及礦石質(zhì)量，本文系統(tǒng)的總結(jié)了兌窩鋁土礦的礦床地質(zhì)特征和礦石質(zhì)量，為進(jìn)一步研究資源開(kāi)發(fā)與利用方案提供基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

兌窩鋁土礦床位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔南臺(tái)陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)，處于南北向的高坡場(chǎng)向斜北揚(yáng)起端和壩卡寨次級(jí)向斜南部（石明科等，2019）。區(qū)域出露地層較為簡(jiǎn)單，主要為泥盆系和石炭系地層（表1）。區(qū)域構(gòu)造較發(fā)育，擺（長(zhǎng)）-苦（蒿坪）斷層在礦區(qū)南側(cè)通過(guò)，斷層呈近東西向展布，長(zhǎng)約10km，傾向北北東，傾角75°左右，為一正斷層；龍里斷層位于礦區(qū)北西部，呈北東-南西向展布，長(zhǎng)約10km，傾向南東，傾角75°左右，為一逆斷層，在礦區(qū)南部與擺（長(zhǎng)）-苦（蒿坪）斷層交匯（徐彬等，2019）。

表1 區(qū)域地層特征簡(jiǎn)表

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層較為簡(jiǎn)單，主要為上泥盆統(tǒng)高坡場(chǎng)組（D3）、下石炭統(tǒng)九架爐組（C1）和第四系（Q）。其中，上泥盆統(tǒng)高坡場(chǎng)組（D3），主要分布在礦區(qū)西側(cè)大片區(qū)域，為一套灰色、深灰色薄至中厚層狀白云巖夾少量砂巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，厚度大于100m，為礦區(qū)內(nèi)沉積型鋁土礦礦體底板；下石炭統(tǒng)九架爐組（C1），分布于礦區(qū)北東角，為薄層粘土巖及炭質(zhì)頁(yè)巖，灰色、淺灰色中厚層狀石英砂巖夾薄層粘土巖、鋁土巖，厚度20m，與下伏高坡場(chǎng)組假整合接觸，為區(qū)內(nèi)沉積礦含礦層位；第四系（Q），為一套黃色、褐黃色、紅褐色塊石土，含石英砂巖碎石塊和大量淺灰色、灰色塊狀、鮞粒狀鋁土礦礦石塊，偶見(jiàn)小塊度褐鐵礦碎塊，主要分布于地勢(shì)平坦地帶、地勢(shì)低洼處和南部緩坡地段，厚0～10m，為礦區(qū)主要的堆積型鋁土礦含礦層位（楊時(shí)強(qiáng)等，2015）。

2.2 構(gòu)造及巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造，礦區(qū)位于近南北向高坡場(chǎng)向斜北揚(yáng)起端和壩卡寨次級(jí)向斜南部，礦區(qū)內(nèi)地層總體為單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀平緩，傾向20°～30°，傾角6°～10°，高坡場(chǎng)組地層節(jié)理裂隙較發(fā)育。礦區(qū)范圍內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖出露。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 含礦層特征

礦區(qū)含礦層為第四系（Q）和下石炭統(tǒng)九架爐組（C1）。根據(jù)鋁土礦產(chǎn)出空間位置以及成因等可分為堆積型鋁土礦和沉積型鋁土礦。其中，堆積型鋁土礦主要賦存在第四系（Q）殘、坡積層中，第四系的分布受地形控制明顯，但鋁土礦在第四系中的分布則受古地理環(huán)境的影響，礦石來(lái)源于九架爐組（C1）底部，在高坡場(chǎng)組的古侵蝕面低洼部位沉積鋁土礦經(jīng)風(fēng)化后剝蝕堆積形成；沉積型鋁土礦主要賦存在下石炭統(tǒng)九架爐組（C1），厚約20m，鋁土礦體呈似層狀、層狀產(chǎn)于九架爐組下部，礦體走向北西，傾向北東，傾角6°～10°之間，平均傾角8°，主要分布于礦區(qū)北東角。

1.第四系；2.下石炭統(tǒng)九架爐組；3.上泥盆統(tǒng)高坡場(chǎng)組； 4.地質(zhì)界線(xiàn)；5.鋁土礦層露頭線(xiàn)

3.2 礦體特征

1）堆積型鋁土礦礦體為第四系殘、坡積物和黃色、褐黃色、紅褐色塊石土（圖2）。其中，塊石成份為石英砂巖碎石塊和大量淺灰色、灰色塊狀、鮞粒狀鋁土礦礦石塊，偶見(jiàn)小塊度褐鐵礦碎塊；塊石粒徑0.1～150cm，棱角狀，無(wú)分選性雜亂堆積，鋁土礦碎塊含量50%～80%，平均70％，石英砂巖碎石塊含量5%～10％，填隙物為黃色、褐黃色、紅褐色亞粘土，含量10％～20％。同時(shí)，對(duì)堆積型鋁土礦的含礦性進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析（表2），由表2可知，堆積型鋁土礦的含礦率介于0.633～0.750t/m3，平均為0.704t/m3，說(shuō)明兌窩鋁土礦床的含礦性較好。

2）沉積型鋁土礦礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致（圖2），其頂板為灰白色鋁土質(zhì)粘土巖、含膠石團(tuán)塊，屬軟質(zhì)巖組，容易產(chǎn)生掉塊現(xiàn)象；偽底板為淺灰色鋁土質(zhì)泥巖，也屬于軟質(zhì)巖組（汪小勇等，2018）。礦化較均勻連續(xù)，為穩(wěn)定型礦體，位于礦區(qū)北東角。礦體底板為上泥盆統(tǒng)高坡場(chǎng)組（D3）灰色、深灰色薄至中厚層狀白云巖夾中厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r。

1.下石炭統(tǒng)九架爐組；2.上泥盆統(tǒng)高坡場(chǎng)組；3.鐵質(zhì)黏土巖；4.鋁質(zhì)黏土巖；5.白云巖；6.堆積型鋁土礦體；7.沉積型鋁土礦體

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石結(jié)構(gòu)

兌窩鋁土礦礦石結(jié)構(gòu)以碎屑狀結(jié)構(gòu)為主，豆鮞狀結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)次之。其中，碎屑狀結(jié)構(gòu)，是該鋁土礦石的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型，礦石中的碎屑一般由一水硬鋁石、水云母和綠泥石（少量）組成，碎屑粒徑介于0.08～16mm之間，多數(shù)小于2mm，多呈粉砂—礫屑狀，形狀極為不規(guī)則，多呈次圓狀—次棱角狀；豆鮞狀結(jié)構(gòu)，多為豆鮞混雜分布，但是以鮞粒為主，其粒徑一般介于2～3mm，且鮞粒以圓形、橢圓形或不規(guī)則的扁平體為主，多具同心圓特征，且少量鮞粒具有核部，一般由泥晶或者微晶硬鋁石、黏土礦物等組成，多呈孔隙式—接觸式膠結(jié)，常與碎屑狀結(jié)構(gòu)混雜產(chǎn)出；晶粒結(jié)構(gòu)，以泥晶和微晶為主，少量為粉晶，粒徑大小介于0.002～0.007mm之間，一般由硬鋁石、粘土礦物、綠泥石、赤鐵礦及炭質(zhì)等礦物組成，主要位于礦體下部。

3.3.2 礦石構(gòu)造

表2 兌窩鋁土礦區(qū)含礦率測(cè)試表

兌窩鋁土礦礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造和豆?fàn)顦?gòu)造。兌窩鋁土礦的礦石構(gòu)造與結(jié)構(gòu)關(guān)系較為密切，豆鮞結(jié)構(gòu)礦石或者碎屑結(jié)構(gòu)礦石主要為土狀構(gòu)造；砂屑結(jié)構(gòu)或粉晶結(jié)構(gòu)的礦石以半土狀構(gòu)造為主；泥晶結(jié)構(gòu)或者微晶結(jié)構(gòu)的礦石以致密塊狀構(gòu)造為主。

3.3.3 礦石礦物成分

礦石礦物成分主要包括：①一水硬鋁石，含量介于70%～90%，普遍大于80%；②三水鋁石，含量小于5%；③一水軟鋁石，含量介于2%～3%之間；④水云母和高嶺石含量小于5%；⑤礦石中含有其他礦物有綠泥石、褐鐵礦、白云母、黃鐵礦、磁鐵礦、和針鐵礦等。

3.3.4 礦石化學(xué)成分

堆積礦鋁土礦中Al2O3含量介于65.35%～80.33%之間，平均品位76.08 %；Fe2O3含量為0.61%～9.88%，平均品位1.64 %；SiO2含量為1.25%～15.52%，平均品位為4.96 %；TiO2含量為1.71%～3.81%；A/S比值為4.21～46.98，平均值為21.26；CaO含量為0.04%～1.7%， MgO含量為0.01%～0.9%，S含量0.017%～0.108%，燒失量介于12%～17%之間。

沉積型鋁土礦中Al2O3含量為65.75%～79.06%，平均品位74.60 %；Fe2O3含量為0.52%～4.09%，平均品位1.79 %；SiO2含量為1.82%～12.9%，平均品位5.62 %；TiO2含量為3.45%～3.81%；CaO含量為0.04%～1.7%，MgO含量為0.01%～0.9%，S含量0.017%～0.108%；A/S比值為 5.08～43.44，平均28.71；燒失量介于12%～17%之間。

3.3.5 礦石類(lèi)型

（1）工業(yè)類(lèi)型

堆積型鋁土礦石中Fe2O3含量為0.61%～9.88%，平均1.68%，屬低鐵型；沉積型鋁土礦石中含F(xiàn)e2O3含量為0.52%～4.09%，平均為1.79%，屬低鐵型。根據(jù)鋁土礦品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB3498-83），堆積型鋁土礦石品級(jí)為Ⅰ級(jí)，用途為研磨料、高鋁水泥、氧化鋁；沉積型鋁土礦石品級(jí)為Ⅰ級(jí)，用途為研磨料、高鋁水泥、氧化鋁。

（2）礦石自然類(lèi)型

按結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分可分為土狀、碎屑狀、致密狀三種類(lèi)型。其中，土狀鋁土礦呈灰白色，斷口粗糙，似生灰石，微晶結(jié)構(gòu)；礦石中硬鋁石含量約97%、石英含量小于1%、黃鐵礦含量小于1%，鐵質(zhì)含量小于1%，此類(lèi)礦石品位最高，A/S比值一般大于10。碎屑狀鋁土礦呈灰、深灰色，碎屑狀、鮞狀結(jié)構(gòu)，碎屑成份主要是硬鋁石，膠結(jié)物硬鋁石、高嶺石等；礦石中硬鋁石含量約97%、石英含量小于1%、黃鐵礦含量小于1%，鐵質(zhì)含量小于1%，A/S比值一般大于4。致密狀鋁土礦呈淺灰、淺灰綠色，斷口細(xì)膩，隱晶結(jié)構(gòu)，主要由70%～85%硬鋁石組成，含高嶺石、水云母較多，此類(lèi)礦石品位較底，A/S比值大于5。

4 礦床成因

龍里縣兌窩鋁土礦屬于古風(fēng)化殼再沉積型鋁土礦床，其礦床形成大致經(jīng)歷了3個(gè)過(guò)程：①紅土化階段，該過(guò)程為鋁土礦的形成提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)，在研究區(qū)早期階段沉積了大量的含泥質(zhì)碳酸鹽巖物質(zhì)，經(jīng)過(guò)后期風(fēng)化作用后提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源，在地貌高差起伏變化不大的區(qū)域堆積，進(jìn)而埋藏形成大量的鋁土物質(zhì)，如三水鋁石等礦物；②遷移就位階段，紅土化階段形成了大量的鋁土物質(zhì)，只有將其搬運(yùn)堆積一定規(guī)模后才能形成資源量客觀(guān)的鋁土礦床，兌窩鋁土礦石具有豆鮞結(jié)構(gòu)、碎屑結(jié)構(gòu)等，說(shuō)明古地史時(shí)期該區(qū)域地勢(shì)較高，鋁土礦的搬運(yùn)堆積主要以沖積作用和洪積作用為主，在地勢(shì)低洼區(qū)域保存，并在后期成巖過(guò)程和變質(zhì)過(guò)程中脫水形成一水硬鋁石礦物，形成原始的鋁土礦礦層；③表生富集階段，在燕山-喜山期，區(qū)域地殼構(gòu)造-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，并使得地殼向上抬升明顯，使得原始礦層逐漸出露于地表或者接近地表，在潮濕炎熱的氣候條件下以及生物作用等的影響下，原始鋁土礦層在還原改造條件下以及氧化作用下，進(jìn)一步出現(xiàn)脫硅現(xiàn)象，并將鐵和硫去除，使得礦層中的鋁和鈦更加富集，進(jìn)而形成古風(fēng)化殼再沉積型鋁土礦床。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，兌窩鋁土礦位于修文－清鎮(zhèn)礦集區(qū)，賦礦層位為下石炭統(tǒng)九架爐組，區(qū)域延伸穩(wěn)定。礦石品級(jí)均為Ⅰ級(jí)，品質(zhì)高，可用于研磨料、高鋁水泥、氧化鋁等領(lǐng)域，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。礦床形成大致經(jīng)歷了3個(gè)過(guò)程：①紅土化階段、②遷移就位階段、③表生富集階段，礦床成因類(lèi)型包括堆積型鋁土礦和沉積型鋁土礦兩大類(lèi)型，

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Geological Features and Genesis of the Duiwo Bauxite Deposit in Longli, Guizhou

WEI Cai-ning REN Yun-long MENG Yong

(Institute of Regional Geological Survey, Guizhou Bureau of Geology and Mineral Resources, Guiyang 550005)

The Duiwobauxite deposit occurs as stratiform and stratoid form in the Lower Carboniferous Jiujialu Formation. The bauxite can be divided into accumulative type and sedimentary type. The bauxite ore is mainly composed of diaspore, boehmite and hydromica and may be used for producing abrasives, high alumina cement and alumina. The bauxite deposit belongs to paleoweathering crust redeposition type bauxite deposit. Its formation process experienced three stages: laterization, migration and emplacement, and supergene enrichment.

bauxite; geological feature; mineral composition; Duiwo, Longli

P611.2+2

A

1006-0995（2021）03-0377-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.03.005

2020-07-24

韋彩寧（1988-），男，水族，貴州三都水族自治縣人，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與管理工作