黔北务正道地区早二叠世铝土矿沉积古地理及其控矿意义

通过野外地质调查、手标本观察、底板地层分布和矿体—含矿层厚度分析,对黔北务正道(务川—正安—道真)地区铝土矿沉积古地理及其与铝土矿成矿之间的关系进行了研究。结果表明:(1)铝土矿沉积盆地北以武隆为界,西北至南川,东至沿河,南至绥阳—凤冈一线;(2)研究区古地貌具南高北低的特点,沉积相带可分为海湾中心和滨岸湿地两部分,优质的铝土矿区均位于滨岸湿地;(3)沉积古地理决定了含矿层的厚度,但并不直接控制高品位铝土矿的形成,只有在其余成矿条件都适合的情况下,古地理通过控制铝土矿的沉积环境间接控制高品位铝土矿的形成。

黔北地区铝土矿矿物学与地球化学特征

通过手标本观察、探针片镜下鉴定、XRD分析、扫描电镜分析等手段对黔北务川-正安-道真地区铝土矿的矿物学特征和地球化学特征进行研究。务正道铝土矿主要矿物为硬水铝石、高岭石、绿泥石、伊利石,次要矿物为软水铝石与黄铁矿,铝土矿常量元素以Al2O3、SiO2和TFe2O3为主,MgO和TiO2含量次之。风化过程中Zr、Cr、V、Li等微量元素明显富集,Zr和Hf以及Nb和Ta呈高度正相关关系。微量元素比值表明:务正道铝土矿是以韩家店组页岩为主,黄龙组灰岩为辅,并有其余物源混入的多物源体系。

黔北务川-正安-道真地区铝土矿系中生物标志物及其地质意义

黔北务川-正安-道真地区铝土矿位于石炭系黄龙组和二叠系梁山组之间,主要属于沉积型铝土矿。通过气相色谱(GC)与气相色谱-质谱(GC-MS)手段分析铝土矿系钻孔岩心中的生物标志物,发现了含量丰富的正构烷烃、类异戊二烯烷烃、萜类化合物与甾类化合物。对10个样品饱和烃组分GC分析表明,正构烷烃主要呈双峰式分布特征,碳数分布n-C14～n-C35,CPI值范围为0.90～3.45,表现出奇偶优势。姥鲛烷/植烷(Pr/Ph)值为0.38～077,表现出明显植烷优势。对3个样品饱和烃组分GC-MS分析表明,萜烷类化合物以C30藿烷占优势,相对丰度由大到小依次为五环三萜烷、三环萜烷、四环萜烷,并检测出少量的γ-蜡烷。规则甾烷C27-C28-C29呈近L型或V型分布,并含少量4-甲基甾烷。根据生物标志物特征参数,结合岩心样品岩相学特征,确定了铝土矿系中有机质的陆上植物与低等菌藻类双重来源,铝土质沉积时为偏酸性较还原环境,明确了铝土矿系的形成过程受到来自陆上与沉积水体内两个古生态系统的双重作用。

黔北务正道地区早二叠世大竹园期岩相古地理及其对铝土矿的控矿意义

对黔北务正道地区早二叠世岩相古地理特征及其对铝土矿矿床的控矿意义进行了分析。认为位于赤道附近的炎热潮湿的古气候环境导致的红土化铁铝质古风化壳是铝土矿形成的先决条件;以页岩为主经长期化学风化形成的古剥蚀区为铝土矿的形成提供了丰富的成矿物质来源,而低凹的古地形地貌是沉积或堆积型铝土矿的最佳场所;在半封闭式的相对较为稳定的海湾相沉积环境下沉积铝土矿含矿岩系,早二叠世大竹园晚期,通过频繁的海进-海退循环,沉积区不断处于还原—氧化环境的交替变换之中,为铝土矿的形成提供了保障。

黔北务正道地区铝土矿沉积相与矿石品质的关系

在论述黔北务正道地区铝土矿成矿地质背景的基础上,根据古盐度(B)质量分数显示和古地貌特征,认为研究区北部的道真一带是一个"十字形"的半封闭式的古海湾沉积环境,南部属陆上沉积环境。相带划分表明:以滨海相沉积环境下形成的铝土矿矿石品质较好,以中高铝、中高铝硅比为特征;形成于滨岸湿地相的铝土矿次之,矿石品质以中铝、中铝硅比为特征;形成于坡积相的铝土矿矿石品质欠佳,以低铝、低铝硅比为特征。由坡积相向滨岸湿地相过渡的铝土矿矿石品质逐渐变富;而滨海相中铝土矿在其中心地带品质好,向浅海相过渡其矿石品质逐渐变贫。铝土矿矿石品质的规律变化,反映了研究区铝土矿的赋存富集严格受沉积相的制约而呈环状、条带状分布的特点。

务正道铝土矿基底古地貌与矿石品质的关系——以务川大竹园铝土矿床为例

本文以贵州务正道地区务川大竹园铝土矿床为例,对其岩相古地理进行总结,并对基底古地貌与铝土矿品质的关系进行分析。研究认为,务正道铝土矿受沉积环境的制约,呈环状分布于滨湖相、三角洲相和浅湖相的沉积环境中,其中以浅湖相环境下形成的铝土矿质量较优,而滨湖相和三角洲相环境下形成的铝土矿则质量欠佳。铝土矿含矿岩系赋存在基底页岩或碳酸盐岩准平原化地貌之上,铝土矿的品质不仅受物源供给、沉积环境的制约,而且还与准平原化地貌特征密切相关,在基底古地貌低凹处三氧化二铝含量较高,铝硅比值较大;基底古地形地貌即坑洼形态、大小、深度控制了铝土矿体的展布范围、产出形态、贫富变化及其形成规模。

黔北务正道地区含铝岩系地球化学特征及地质意义

对黔北务正道地区大竹园、岩凤阡和旦坪三个铝土矿床的含铝岩系元素地球化学特征进行研究,结果表明:常量元素主要由Al_2O_3、SiO_2、Fe_2O_3、TiO_2组成,铝土矿呈富铝、低铁的特点;Zr、Sr、Cr、V、Li等微量元素含量均达到100×10^(-6)以上,尤其以元素Li含量最高;Be含量4.04×10^(-6)~7.04×10^(-6),表明铝土矿以沉积成因为主,局部地段具残积成矿的特点;Th/U介于2~7之间,揭示了铝土矿风化作用不彻底或者有沉积混杂;Sr/Ba>1,表明铝土矿主要形成于海相沉积环境;V/Cr=0.90~1.11<2.00、Ni/Co=0.58~4.12<5.00、V/(V+Ni)=0.72~0.88>0.60,表明铝土矿主要形成于富氧的沉积环境;ΣREE值总量较高,轻稀土较富集,Eu轻微正异常、Ce明显正异常;Ce/Ce*>1,表明铝土矿沉积于富氧环境;La/Yb-REE关系图解中所有样品并没有集中落在沉积岩区,表明成矿物质具有多源性。综合分析认为,本区铝土矿床为晚志留世-石炭纪形成初始矿源层,并在二叠世早期风化搬运至湖泊沼泽或近岸浅海进一步富集成矿。

贵州省务正道铝土矿床矿物学特征

贵州省务正道铝土矿床是黔北—渝南铝土矿成矿带上的重要矿床,属于典型的沉积型铝土矿床。通过对铝土矿矿石的电子探针、扫描电镜、X-射线衍射等分析,发现组成铝土矿的主要矿物为一水硬铝石。铝土岩常具有撕裂状构造,反映出铝土岩系属滑塌沉积,没有经过长距离搬运,表明区内含矿岩系沉积环境属陆相的河湖盆沉积。成矿母岩主要是中下志留统韩家店页岩、泥岩。