A. 河南鋁土礦的發現及早期貧鋁礦勘查
河南鋁土礦最早由地質學家馮景蘭、張伯聲教授發現。1950年6月,應河南地質調查所邀請,馮景蘭、張伯聲教授和河南地質調查所共同組成豫西普查隊。他們從澠池縣觀音堂出發,沿隴海鐵路進行路線地質調查和1:50000地質草測。首先在鞏縣小關、涉村等地的石炭系中發現了鋁土礦。經初步踏勘,認為鋁土礦分布范圍廣,蘊藏量豐富,值得詳加研究。1952年9月,中南地質調查所曹世祿、黎盛斯、謝恩澤等對該區鋁土礦作了進一步的地質調查。
河南鋁土礦大規模地質勘查工作始於1953年,當時主要工作地區在河南省鞏縣一帶。1953~1954年,華北地質公司第三地質隊首先對鞏縣大峪溝耐火粘土礦進行了勘探。隨後中南地質局417隊(鞏縣地質隊,豫04隊)於1954~1959年先後對鞏縣竹林溝、茶店、鍾嶺、水頭、涉村等五個鋁土礦區進行了勘探工作。此後,國內外許多著名地質學家紛至沓來,並就河南鋁土礦床的礦床特徵、物質成分、地質成因等發表論文進行熱烈討論,形成河南鋁土礦地質勘查和科學研究的第一個高潮。
1955年,中南地質局與北京地質學院師生70餘人在豫西地區進行1:50000地質測量時,發現了澠池、新安一帶鋁土礦。在群眾報礦的基礎上,又相繼在登封、新密、禹州等地發現了鋁土礦。
1958年,河南省地質局豫04隊開始對新安鋁土礦進行地質勘查工作,於1960年1月提交了新安縣竹園-狂口黃鐵礦、鋁土礦礦區地質報告。同年,河南省冶金工業廳地質勘探公司第四隊提交了「新安縣郁山高鋁粘土礦區地質勘探報告」。
1958年10月,河南省地質局鞏縣地質隊、鄭州地質學校、北京地質學院等單位,在對登封鋁土礦進行地質調查和礦點踏勘後,於同年12月提交了登封鋁土礦普查報告,確定登封鋁土礦帶呈東西向分布,長達52km,這項工作為登封地區鋁土礦地質勘查及科學研究的開端。河南省地質局登封地質隊(現河南省區調隊)在普查山西式鐵礦的同時,也於1958年12月對登封庄頭、鄭庄鋁土礦進行了礦點檢查,並於1959年4月提交了地質普查報告。
1961年5月,河南省地質局登封地質隊又在登封大冶、三里灣、煙坡溝和密縣南陽崗一帶進行了鋁土礦礦點檢查工作,並於同年6月提交了山西式鐵礦和鋁土礦普查報告、7月提交了密縣南陽崗鋁土礦普查報告。
與此同時,北京地質學院實習隊還對禹縣北部的玩花台—扒村一帶和禹縣西南部的朱屯、神後、陳庄、磨街一帶的山西式鐵礦和鋁土礦進行礦點檢查。在此基礎上,禹縣地質隊於1960年提交了「扒村-玩花台礦區鐵礦普查報告」。報告對該區伴生鋁土礦儲量作了初步計算。
從20世紀50年代到60年代初,共計探明鋁(粘)土礦產地7處(大型二處,中型三處,小型二處),探獲資源儲量9570.8萬t;耐火粘土礦產地3處(大型一處,中型二處)。各鋁土礦礦床鋁硅比值在3.5~5.1之間,大多屬貧鋁礦。
B. 沁陽和灣鋁(粘)土礦區
礦區位於常平礦區以北,與沁陽市直距18km,屬常平鄉管轄,面積6.14km2。
區內上石炭統本溪組含礦岩系厚2.96~23.82m,與下伏中奧陶系馬家溝組灰岩呈不整合接觸,與上覆上石炭統太原組含煤碎屑岩建造呈整合接觸。地層總體南傾,傾角10°~20°。
區內已發現18個鋁土礦礦體,主要呈透鏡狀,局部呈溶斗狀。單個礦體長65~800m,寬30~440m。礦石主要呈粉泥屑結構和豆鮞狀結構,塊狀構造。礦物成分主要為一水硬鋁石,質量分數60%~90%,次要礦物有綠泥石、伊利石、水雲母等粘土礦物。礦石主要化學成分及其質量分數:Al2O3,45.585~73.33%,平均63.18%;SiO2,6.48%~30.30%,平均14.73%;Fe2O3,0.98%~6.67%,平均3.12%;TiO2,1.66%~5.30%,平均3.05%;S,0.01%~0.074%,平均0.02%。鋁硅比值2.6~13.4,平均4.3。區內鋁土礦類型總體屬於含鐵低硫型,礦石品級以Ⅳ、Ⅴ級為主。
區內共發現耐火粘土礦礦體46個,其中高鋁粘土礦體16個,規模最大的2號礦體長520m,寬100m,平均厚度0.95m;礦石的礦物成分主要為一水硬鋁石、葉蠟石,其次為綠泥石、伊利石和水雲母等。礦石(熟料)主要化學成分及其質量分數平均值:A2O3,58.44%;Fe2O3,1.82%;CaO,0.46%。礦石品級主要為高鋁粘土Ⅱ級—Ⅲ級。
硬質粘土共圈出23個礦體,規模最大的14號礦體長460m,寬280m,平均厚2.49m;礦石的礦物成分主要為葉蠟石,一水硬鋁石。礦石(熟料)主要化學成分及其質量分數平均值:Al2O3,48.25%;Fe2O3,1.97%。礦石品級則硬質粘土特級Ⅰ級—Ⅲ級均有,以Ⅰ級—Ⅱ級為主。
半軟質粘土共圈出7個礦體,規模最大的7號礦體長370m,寬40m,平均厚1.33m;礦石的礦物成分主要為高嶺石和白雲母。礦石(生料)主要化學成分及其質量分數平均值:Al2O3,29.24%;SiO2,41.38%;Fe2O3,2.19%~2.93%。礦石平均品級為半軟質粘土Ⅰ級—Ⅲ級。
區內共圈出共生的鐵礬土礦體23個,主要賦存在鋁(粘)土礦層的頂底板,主要呈透鏡狀或扁豆體,規模大者呈似層狀。規模最大的礦體,長660m,寬500m,平均厚度1.41m。礦石呈緻密塊狀構造,主要礦物成分為水雲母、高嶺石、葉蠟石和褐鐵礦,含一水硬水鋁石。礦石主要化學成分及其質量分數平均值:Al2O3,35.02%~54.41%,平均42.31%;SiO2,19.80%~27.78%,平均24.91;%Fe2O3,1.80%~17.10%,平均11.41%;TiO2,1.38%~3.94%,平均2.22%。礦石品級Ⅰ級—Ⅲ級皆有。
該礦區由河南有色地質七隊於2006年9月提交詳查報告,查明的鋁土礦和耐火粘土礦資源儲量均為小型規模,鐵礬土達到中型礦床規模。
C. 鋁礬土有什麼用途，主要產地在哪河南這一代有嗎
鋁礬土又稱礬土或鋁土礦，主要成分是氧化鋁，系含有雜質的水合氧化鋁，是一種土狀礦物。白色或灰白色，因含鐵而呈褐黃或淺紅色。密度3.9～4g/cm3，硬度1～3，不透明，質脆。極難熔化。不溶於水，能溶於硫酸、氫氧化鈉溶液。主要用於煉鋁，制耐火材料。
礬土礦學名鋁土礦、鋁礬土。其組成成分異常復雜，是多種地質來源極不相同的含水氧化鋁礦石的總稱。如一水軟鋁石、一水硬鋁石和三水鋁石(Al2O3·3H2O)；有的是水鋁石和高嶺石(2SiO2·Al2O3·2H2O)相伴構成；有的以高嶺石為主，且隨著高嶺石含量的增高，構成為一般的鋁土岩或高嶺石質粘土。鋁土礦一般是化學風化或外生作用形成的，很少有純礦物，總是含有一些雜質礦物，或多或少含有粘土礦物、鐵礦物、鈦礦物及碎屑重礦物等等。
鋁土礦的定義名稱還不夠統一，這與各個國家的資源情況及工業需求有關。各個時期名稱也不一致，但基本上大同小異。在我國一般認為：「鋁土礦系指礦石之含鋁量較高(40%以上)，鋁硅比值大於2.5者(A/S≥2.5)，其小於此數值者則稱為粘土礦或鋁土頁岩或鋁質岩」。在我國已探明的鋁土礦儲量中，一水鋁石型鋁土礦佔全國總儲量的98%左右。
目前，已知賦存鋁土礦的國家有49個。我國有豐富的鋁礬土資源，約37億噸，居世界前列，與幾內亞、澳大利亞、巴西同屬世界鋁礬土資源大國。但生產供耐火材料用的高鋁礬土的國家只有蓋亞那和我國,其他國家的鋁礬土含鐵量高，多用於煉鋁和研磨材料。
我國鋁土礦資源比較豐富，在全國18個省、自治區、直轄市已查明鋁土礦產地205處，其中大型產地72處(不包括台灣)。主要分布在山西、山東、河北、河南、貴州、四川、廣西、遼寧、湖南等地。
用途
(1)煉鋁工業。用於國防、航空、汽車、電器、化工、日常生活用品等。
(2)精密鑄造。礬土熟料加工成細粉做成鑄模後精鑄。用於軍工、航天、通訊、儀表、機械及醫療器械部門。
(3)用於耐火製品。高鋁礬土熟料耐火度高達1780℃，化學穩定性強、物理性能良好。
(4)硅酸鋁耐火纖維。具有重量輕，耐高溫，熱穩定性好，導熱率低，熱容小和耐機械震動等優點。用於鋼鐵、有色冶金、電子、石油、化工、宇航、原子能、國防等多種工業。它是把高鋁熟料放進融化溫度約為2000～2200℃的高溫電弧爐中，經高溫熔化、高壓高速空氣或蒸汽噴吹、冷卻，就成了潔白的「棉花」——硅酸鋁耐火纖維。它可壓成纖維毯、板或織成布代替冶煉、化工、玻璃等工業高溫窯爐內襯的耐火磚。消防人員可用耐火纖維布做成衣服。
(5)以鎂砂和礬土熟料為原料，加入適當結合劑，用於澆注盛鋼桶整體桶襯效果甚佳。
(6)製造礬土水泥，研磨材料，陶瓷工業以及化學工業可制鋁的各種化合物。
河南的三門峽市產鋁礬土！
1989年統計，保有儲量6213.9萬噸！
D. 河南鋁土礦含礦岩系的時代歸屬
現在地質界一般把石炭系二分,並將本溪組地質時代劃歸晚石炭世(吳國炎等,1996;孟祥化等,2002)。
河南鋁土礦含礦岩系中發現的化石以植物化石為主,動物化石極少。這些化石主要存在於兩個層位中:一是鋁土礦與下層鐵質粘土岩之間的薄層粘土礦或碳質頁岩中,二是鋁土礦與頂部煤線以下的薄層鋁土礦或粘土礦層。前者以產真蕨綱和裸子蕨綱植物化石為主,後者以產石松綱植物化石為主。鋁土礦層尤其是厚層緻密狀鋁土礦層中極少發現動植物化石。
在河南鋁土礦含礦岩系中發現的重要晚石炭世化石有:
1953年,北京地質學院顧榮華等最早在鞏義小關地區鋁土礦之下的鋁土頁岩中發現 Lepidodendron qulus-elisf,Strigmaria ficoides,Alethopteris等植物化石。
1956年,業冶錚等在同一層位中也發現了上述化石,並認為這些化石是晚石炭世大量出現的華夏植物群的重要種屬。
山西省地質局區測隊在開展1:20萬洛陽幅區域地質調查時,在沁陽雲台山相當層位中發現了Neuropteris gigantea和Lino ptersi brongniarti。
1964年,河南省地質局區測隊及河南省煤田地質勘探公司127隊,在鶴壁市大峪村本溪組鋁頁岩上部的灰岩中採到Fusulina,Fululinella,Pseudostoeflla等化石,並在上述化石層位之下發現了Lepidodendron oculusfeisl等植物化石。
1979年,河南省地質局區測隊二分隊在澠池縣坻塢本溪組上部鋁土礦層中的鋁土頁岩中採到Conchophyllum richthofenii,pShenophyllum Alloiopteris,pShenopteris,-Alethopteris等植物化石。
1979~1980年,河南冶金地質勘探公司科研室崔亳、吳國炎等在澠池縣坻塢河東采場鋁土礦層位中發現了豐富的植物化石。其中的Sphonopteris parabaenmleri見於陝西草涼驛群,屬維斯發期,為歐美植物群晚石炭世的標准化石。
1983~1984年,河南省地質局第二地質調查隊和河南省地礦局科研所在博愛縣黃嶺地區上石炭統粘土岩的下部層位中發現較豐富半鹹水雙殼類化石Naiaite-Edmondia amcene組合帶及半鹹水介形類Menner-Acratie組合,認為這一化石組合是區內最早的化石組合。在其上還採到了基本上為正常海的雙殼類生物組合,Astartella aden ticuattaorticus schizos-Aviculopecten及介形類組合帶。共生的還有狹鹽分的網格長身貝類。
1983年,河南省地質局第二地質調查隊在登封費庄ZK1613鑽孔本溪組內兩層鋁土礦間所夾的碳質頁岩中採到Conchophyllum richthoefnii,Sphenopteris,Pecopteris Cladophlebis,Lobatannularia等植物化石,時代屬晚石炭世。同年,該隊耿國勝等在登封大冶石門嘴鋁土礦之上的薄層狀鋁土礦中採到Lepidodendrom posthumii,L.szeianum, .Loculus-flies等華夏植物群的標准化石。
E. 河南鋁土礦含礦岩系的區域分布
華北地層區上石炭統本溪組原名「本溪系」,1926年由趙亞曾、李四光創名於遼寧省本溪市西6km的牛毛嶺,為一套含鐵富鋁的粘土-鋁土岩組合,是華北地區鋁土礦的賦存層位,地質上通常把它稱為鋁土礦「含礦岩系」。
河南鋁土礦含礦岩系主要分布於豫西和豫北的太行山東麓一帶,即三門峽以東、京廣線以西、汝州—寶豐—平頂山一線以北,呈一西窄東寬的倒三角形。面積約20000km2。
河南鋁土礦含礦岩系區域分布受構造作用的控制,主要分布於區域性隆起的周圍。如岱嵋寨隆起南側、東側的陝-澠-新地區,嵩箕隆起周圍的嵩-箕地區,北秦嶺隆起東北側的汝-寶-臨地區,中條山-太行山隆起東南側的焦作-濟源地區等。含礦岩系一般呈背離隆起的單斜產出,產狀平緩,傾角5°~15°,如陝-澠-新地區中段和東段、嵩山—箕山北側、汝-寶-臨地區。部分地區受區域構造影響,含礦岩系主要產出於斷陷盆地中,如焦作-濟源地區,陝-澠-新地區西段,嵩山南側、箕山南側等。根據鑽探資料,豫東、濮陽等油田深部含礦岩系也廣泛存在(郭續傑,2002;蔣飛虎,2006)。
在隆起區,如嵩箕隆起、岱嵋寨隆起、太行山隆起、北秦嶺隆起,本溪組剝蝕缺失。在武陟、長葛等地新生界覆蓋層下該組缺失。油田勘探發現濮陽油田南部蘭考馬古5井、6井到山東豐縣一線以南覆蓋層下該組缺失(蔣飛虎,2006);豫東平原的內黃隆起、登封-太和隆起等地,印支期以後構造隆升,古生界遭受剝蝕,局部剝蝕到太古宇,該組剝蝕缺失。
F. 沁陽常坪鋁(粘)土礦區
礦區位於簸箕掌鋁(粘)土礦區的西北部。上石炭統本溪組含礦岩系總厚度6~24m,鋁(粘)土礦層位於含礦岩系中部,其頂底板岩性一般為粘土質頁岩和泥岩。地層傾向受向斜構造控制,北部為60°~180°,傾角2°~25°;南部傾向340°~30°,傾角3°~10°。礦區內無岩漿活動和變質作用。
鋁(粘)土礦層出露於常平村四周,圍繞山脊分布,南北長1450m,東西寬300~1250m,面積約1.14km2。
鋁土礦體呈透鏡狀、漏斗狀,局部呈似層狀,最大鉛直厚度為7.72m,一般2~4m。礦石主要化學成分及其質量分數:Al2O3,43.00%~71.94%,平均60.58%;SiO2,8.31%~33.10%,平均18.65%;Fe2O3,0.72%~9.50%,平均2.48%;TiO2,1.26%~4.58%,平均3.07%;S,0.01%~4.02%,平均0.09%。鋁硅比值最高6.96,一般2.1~4.0。
粘土礦最大鉛直厚度為6.56m,一般1~3m。礦石主要化學成分及其質量分數:Al2O3,40.74%~57.78%,平均49.34%;SiO2,20.28%~40.78%,平均32.64%;Fe2O3,0.48%~5.72%,平均1.56%;TiO2,1.57%~4.52%,平均2.54;%CaO,0.01%~6.21%,平均0.39;%燒失量8.15%~30.15%,平均10.13%。耐火粘土礦石品級主要為高鋁粘土礦,其次為硬質粘土礦和半軟質粘土。
該礦區由河南地質二隊於1978年提交有粘土礦區勘探報告,經河南有色地質七大隊於2004年核查,查明的鋁土礦資源儲量為小型,接近中型礦床規模,耐火粘土礦達到中型規模。
G. 河南鋁土礦的物質來源
通過對河南鋁土礦成礦地質背景的分析,以及對河南鋁土礦含礦岩系剖面、基底灰岩同鋁土礦礦層的人工重砂、微量元素對比等研究,吳國炎等(1996)認為河南鋁土礦的成礦物質來源以基底碳酸鹽岩的風化殘余物質為主,而古陸物質則很少。主要依據是:
6.4.2.1基底碳酸鹽岩鈣紅土化風化殼完全可以為鋁土礦的形成提供充足的物質來源
相對於鋁硅酸鹽岩,各類碳酸鹽岩中的鋁質量分數較低,大約相差一個數量級。因而,許多研究者認為碳酸鹽岩難於作為鋁土礦成礦的主要物源。
匈牙利的布魯格(1940)是世界上第一個根據全岩分析結果,計算出白雲岩經化學風化可能形成多少鋁土礦的研究者。而後,希爾(1955)、哈特曼及霍斯(1961)等學者,對牙買加鋁土礦的形成所需基底灰岩的剝蝕厚度,均分別進行了計算,雖然計算方法和結果有所不同,但結論是一樣的,即碳酸鹽岩的風化殘余物作為鋁土礦的主要來源是完全有可能的。
眾所周知,寒武系和中奧陶統的碳酸鹽岩建造,在華北分布廣泛,厚度巨大。中奧陶世末期,受加里東運動的影響普遍抬升成陸,此後經歷了1.4億年的風化剝蝕作用,以至形成準平原化地貌。研究一下碳酸鹽岩的剝蝕厚度,以鋁土礦蘊藏量最豐富的山西、河南兩地為例,大致自北緯38°15′向北至山西、內蒙古,含礦岩系依次與中奧陶統上馬家溝組(O2m2)及下馬家溝組(O2m1)、下奧陶統亮甲山組(O1l)及冶里組(O1y)呈假整合接觸,自北緯35°向南至秦嶺-大別古陸也依次與O2m2、O2m1、O1l、O1y及寒武系接觸,為一南北剝蝕深、中部剝蝕淺的古地貌景觀。據區域資料,山西、河南兩地中奧陶統灰岩的厚度為400~500m,河南最厚的達597m,其中僅峰峰組最大厚度達118m(山西)和222m(河南)。上馬家溝組厚度也在150~251m之間。如前所述,晉北、豫西兩地南北兩端峰峰組均已全部剝蝕。有人計算過,按峰峰組灰岩不溶殘余物平均含量以10.14%估算(峰峰組中灰岩與泥岩之比為1:2.5),則風化殘余物也可形成平均厚度達5~8m的鋁土礦層(按w(Al2O3)=70%計)。因此,基底碳酸鹽岩所提供的鋁質來源與現有的鋁土礦厚度完全有可比性。
此外,碳酸鹽岩與鋁硅酸鹽岩相比其化學活動性更強,更易於風化,形成的各種岩溶地貌,如岩溶窪地、岩溶窪斗、落水洞等更有利於保存風化殘余物並提供一個良好的排水系統。我國亞熱帶地區(如雲南省)近代碳酸鹽岩的風化剖面,厚度可達數米至數十米,足以證明這一點。
6.4.2.2中奧陶世至早石炭世,本區廣布寒武系、奧陶系基底碳酸鹽岩,而一些所謂的古陸或古島當時仍為寒武系、奧陶系碳酸鹽岩所覆蓋
從寒武紀、奧陶紀各時期岩相古地理圖來看,在寒武紀、奧陶紀時期,本區幾乎都是碳酸鹽岩的沉積區。在廣袤的大地上,當時並無鋁硅酸鹽類的古陸存在。中奧陶世末開始的加里東運動,本區整體平穩上升,此後一直至晚石炭世初的漫長地史時期中遭受風化剝蝕、準平原化。
一些所謂的「古陸」和「古島」(如岱嵋寨、中條古陸及嵩山、箕山古島等)在寒武紀、奧陶紀並不存在,它們實際上仍是寒武系、奧陶系碳酸鹽岩的覆蓋區。主要理由(吳國炎,1996)是:①如果當時這些古陸或古島的碳酸鹽岩石已經被剝蝕殆盡,鋁硅酸鹽岩石已出露剝蝕的話,那麼在其周邊的鋁土礦區含礦岩系底部理應有一些鋁硅酸鹽岩石的碎屑岩存在,即使用徹底的紅土化過程進行解釋,也不能迴避初期物理風化過程中必然有部分陸源碎屑物被帶到周邊的沉積盆地中沉積,但事實上在河南鋁土礦含礦岩系底部卻並不存在砂岩之類的碎屑岩。②嵩山、箕山周圍的一些缺失上石炭統含礦岩系沉積的剖面點,是反映當時剝蝕區地層最有力的證據。如嵩山南麓的玉寺礦點兩側的寺溝、月灣及箕山北側的西白坪張家門、箕山南側的汝州大峪溝江咀寨及登封岳窯西側的王家門等地,均可見到上石炭統的灰岩超覆於底板寒武系、奧陶系灰岩或白雲岩之上。充分說明了當時的剝蝕區的岩性仍然是碳酸鹽岩,而鋁硅酸鹽類尚未剝蝕出來的客觀事實。
現在的鋁土礦區圍繞這些古陸和古島的邊緣產出,只能說明晚石炭世含礦岩系沉積的古盆地的邊緣位置,並不說明遠離剝蝕區的盆地內部相就不能成礦,如陝縣—澠池一帶由於後期一系列北東向斷層的發育,使遠離古剝蝕區的深部礦體多處抬升到地表,形成與支建-崖底礦帶大致平行的楊庄-南麻院-焦地礦帶和杜家溝-曹窯-賈家窪礦帶即為一例。
6.4.2.3基底碳酸鹽岩的w(Al2O3)/w(TiO2)(鈦率)與鋁土礦的w(Al2O3)/w(TiO2)(鈦率)十分接近
一般認為鋁土礦礦石的鈦率(w(Al2O3)/w(TiO2))可以反映其物源岩石的地球化學特徵。
河南鋁土礦礦石中Al2O3與TiO2相關系數為0.68,二者呈正相關關系(表6.3)。
吳國炎等(1996)對河南16個主要鋁土礦區基底碳酸鹽岩的化學成分及其質量分數進行了統計,結果表明:在鋁土礦礦石中,Al2O3質量分數為0.54%~4.3%,一般以1%~3%居多,平均為2.75%;TiO2質量分數為0.03%~0.25%,平均0.15%;w(Al2O3)/w(TiO2)(鈦率)值為14.1~30.8,平均18.33(表6.4)。
表6.3 鋁土礦化學成分相關分析結果表
注:登封、新密,n=75,=α0.05,γα=0.2319。(據吳國炎等,1996)
表6.4 基底寒武系、奧陶系碳酸鹽岩化學成分及其平均質量分數表
注:有*號者為河南有色金屬地質勘查局礦產地質研究所數據,其餘為河南省地質礦產局第二地質調查隊數據,1985。
在河南夾溝鋁土礦勘探時,崔亳(1980)曾對其底板中奧陶統灰岩和鋁土礦石進行了取樣。化學成分分析結果(表6.5)表明,底板灰岩鈦率平均值為21.38,鋁土礦礦石的鈦率平均值為21.24,二者十分接近。
此外,崔亳(1980)統計了全區331個各種類型的鋁土礦石的w(Al2O3)/w(TiO2),其平均值為21.7(表6.6)。
表6.5 河南夾溝鋁土礦底板灰岩分析結果表
(據崔亳,1980)
表6.6 河南鋁土礦的鈦率統計表
6.4.2.4河南鋁土礦與基底碳酸鹽岩的痕量元素分布特徵一致
前南斯拉夫的Ozlu(1988)曾對地中海地區某些岩溶鋁土礦中的Zr、Cr、Ga等痕量元素質量分數的分布特徵做過研究,指出在風化作用和紅土質搬運過程中,以及其後的不同階段(沉積、成岩、後生、表生),性質穩定的痕量元素(Zr、Cr、Ga、Be、Y等元素)在鋁土礦石中質量分數的分布特徵與其母岩之間存在明顯一致性(表6.7)。因而認為痕量元素質量分數的研究對於認識岩溶型鋁土礦的成因,再現其古地理面貌以及追索鋁質來源,具有顯著的意義。
崔亳(1980)曾對河南15個鋁土礦床的痕量元素質量分數進行了函數分析統計(表6.8),發現除個別礦床外多數礦床落在「中性或粘土質岩母岩區」,基底碳酸鹽岩也落在該區。據區測資料,上述鋁土礦區位於包括基性、中性、酸性岩在內的不同岩性的古陸周圍,假如物質來源各自與古老鋁硅酸鹽岩有關,則應落入不同母岩區,但實際上多數卻與碳酸鹽岩位於同一個區。
表6.7 若干「岩溶鋁土礦礦床」的Ga、Zr、Cr質量分數 wB/10-6
(據Ozlu,1988)
表6.8 河南部分鋁土礦礦石中Ga、Zr、Cr質量分數 w/B10-6
(據崔亳,1980)
6.4.2.5河南鋁土礦含礦岩系與基底碳酸鹽岩的重砂組合和主要副礦物的標型特徵相一致,表現出明顯的繼承性
據呂夏(1985,1996)研究,河南鋁土礦含礦岩系的各類岩性,包括鋁土礦、粘土礦、鐵質粘土礦等與基底碳酸鹽岩具有相同的重砂礦物組合和主要的副礦物(表6.9)。基底碳酸鹽岩中出現的多種晶形的鋯石、金紅石,在鋁土礦中也可找到。在汝州堂溝鋁土礦區,鋁土礦與基底白雲岩相比,二者不僅重砂礦物組合相一致,而且同類礦物的標型特徵也極為相似。如鋯石主要為無色和淺紫色,晶形形態也基本相同。在濟源范寺鋁土礦區,鋁土礦與基底灰岩中的鋯石不僅顏色、形態相似,而且磨圓度也相似,都呈復四方柱雙錐狀,長度比均為2左右,鋯石體內都含有相似的包體。
表6.9 鋁土礦含礦岩系和基底碳酸鹽岩重砂礦物組合及含量對比表
續表
注:+<10粒,☆代表10~100粒,★代表100~1000粒,●代表>1000粒(據呂夏,1985,1996)