黔中铝土矿的矿物组成.pdf

1 9 9 2年 1 2月 地 质 科 学 S CI ENT T GE OL OG1 CA S I NI CA 增 刊 黔 中 铝 土 矿 的 矿 物 组 成 孙 建 宏 陈 其 英 尸 c； 吁 关 键 调 呈 圭 ／ ， 毽 盛 缸 曼 望 贵 r 、 ／ 摄要组成黔 铝土矿的矿石矿物主要是硬水铝 州省 石 。它具有 胶状 、它形 至 自形 鳞片状 、板 片状及柱状等形态特征 一其形成除少量为继承碎屑成固外 ．主要为胶体的晶化和粘土矿物的脱硅 转化而成；划分了磕源碎屑．早期成岩、晚期成岩及表生成岩等四十阶段下矿物的共生组合．并 讨论 了矿 物的 生成及 转化关 系和 铝土 矿的形 成阶 段与过 程 。 黔 中铝土矿 ，主要位于修文、清镇地 区，矿 层产于下石炭统 的太塘组地层中 ，属硬 水 铝石 型 。太塘组 的岩性 为一套铁 铝岩 系 ，该组厚 O 一3 6 m，一般 为 5 2 O m。大塘组 的岩 性特征及序列综 合如下 上爱地层 下石炭统摆佐组 c b 灰岩和 白云岩 一 整合一 下石炭统 大塘组 c d 5 ． 粘土 页 岩 | 铝 g t ／ f k 岩 3 ． 铝土矿 2 ． 粘土岩 1 ． 铁质牯土顷 岩 。其中央赤铁矿结棱或透镜体 。部分地区底部含白云岩砾石 一一 平 行不整合 一 ～ 下伏地层 中寒武统高台组 ∈ 或中上寒武统娄山关群 ∈ ． 。 l s 白云岩 根据颜色、岩性及结构构造等特征的差异，将太塘组分为下列两个岩段 第 l 层为含 铁岩段-第 2层至第 5 屡为含铝岩段。该组由北向南依次与下伏的寒武纪不同地层呈平行 不整合接触。铝土矿呈屡状或透镜状产于含铅岩段中上部．其规模和厚度明显受其下古岩 溶地貌的控 制 。 本文着重研究铅 土矿 的矿物组 成 ．主要 是矿石矿物硬水铅石和重要伴 生矿 物的特点 ， 并讨论其形成 阶段和过 程。 * 车文为国家自然科学基金资助项目 ． 1 劲 一 ，， b 维普资讯 增刊 孙建宏等 黔中铝土矿的矿物组成 一 、铝土矿主要组成矿物及其特征 组成黔 中铝土 矿的矿石 矿物 主要是硬水铝石 。此外 ，还有少量 的勃姆石 。 ． 伴 生的 自生 矿物主要 有高岭 石 、伊 利石和锐钛矿 ，次要有鲕绿泥石 、黄铁矿 、菱铁矿、赤铁 矿、针铁 矿、重晶石和石膏 。伴生的陆源碎屑矿物主要有高岭石、蒙脱石、伊利石、白云母 、长石 及锫石 、电气 石 、磷灰 石等重矿物 。 1 ． 矿 石 矿 物 组成铅土矿的矿石矿物有硬水铅石和勃姆石 ，但 以前 者含量最 多且分布普遍 。以下着 重讨论硬水铝石的若干特征 1 形 态特征 在偏光 和扫 描镜下 ，硬水铝 石的颜 色常见 为无 色、浅棕 色或黄褐色 。 晶体形态有下列五种 。 ①胶状 晶体 晶粒小干 0 ． 5 m，在偏光镜下呈 凝胶 状 态 图版 I一 3 庖 镜 下少 数 为胶 状 ，多数呈 微粒状 图版 I l 、2 ，它组成 了矿 石的 内碎屑 、鲕粒 、豆粒 和基 质 ， 为原始沉积物 。 ‘ ②它形一半 自形鳞 片状、板片状和短柱状晶体 晶粒多为 1 3 m，粒度均匀，属 泥 晶范 围 图版 I一 2 。浅棕 色或黄 褐色 。这 是硬 水铝石最主要 的晶体形 态 。它组成了矿 石的 内碎 屑、鲕 豆粒和基 质。主要为非晶质胶体 晶化而来 ，少量是 由粘土矿 物转 化而成 ， 均发生于早期成岩阶段 。 ⑧半 自形一 自形鳞片状和板柱状晶体 晶粒为 3 3 0 m，属泥晶一微晶 图版 I 一 3 。常 为无 色透 明 ，和泥 晶一 样 ，相 当常见 ，同样组 成 了矿 石的 内碎 屑 、鲕 豆粒和 基 质。它主要是 由泥 晶硬水铅石经成岩晚期重结晶作用和 粘土 矿物脱硅转变而 成 。 ④ 自形 长柱状及板 状 晶体 硬水 铝石的 自形晶体依 0 1 0 面发 育成板状 ，晶面具 有纵纹 ；或 沿 C轴生长成柱状 图版 I一 4 。晶粒粗大 ，达 1 0 2 0 0 m，无 色透明 ，常出 现在矿 石的裂隙和孔洞 中，为表生阶段铝凝胶 沿裂 隙和孔洞 生长而成 。 ⑤ 碎屑晶体 硬 水 铝石 晶体呈板 状 ，与 完好 晶体相 比较 ，晶体显然受到 磨蚀破坏 图版 I一 5 ，这种外形表 明少量硬水铝石是 经过 一定距离 的搬运后沉积下来的 。 2 红外吸收光谱特征 对黔中铝土矿中十几个硬水铝石样品的红外吸收光谱分析 ， 其红 外光谱渡 数特征如 下 OH键 伸缩 振动 渡数为 2 9 2 0 -- 2 9 4 0 ，2 1 0 5 2 1 1 0 ，1 9 7 5 1 9 8 0 c m； OH键面 内弯 曲振动 波数 为 1 0 6 0 c m～； OH键面外 弯 曲振动 波数为 9 6 0 -- 9 6 5 c m。 。 f AI O键 伸缩振动波数为 7 4 5 7 5 0 ，5 7 0 c m0 图 1 。 由于铝土矿物颗粒 细 ，一般样 品中常混有少量粘土 矿物 ，这样使得硬水铅石 的红外光 谱 曲线某些 峰态发 生变化 吕夏 ，1 9 8 8 。但 2 1 0 5 2 1 l O e m。和 1 9 7 5 --1 9 8 0 c m。这两个 波数为硬水铝石所特有，它们不受其它矿物的干扰 。另外 ，这两吸收峰的形态与样品中硬 水铝 石的含量和结 晶程度有关 。当样品中硬水 铝石含量高 、结晶程度较高时 ，两峰形 态呈 长而尖锐 图 1 ，B6 3 、C 6 6 、C5 ，反之则短而宽缓 图 l ，B6 2 。所以在铅土矿红外光 谱分析 中要注竟 2 1 l 0 c m。和 1 9 8 0 e m。两波数及其吸收峰 的形态 。利 用它 们不仅可 以直接 维普资讯 地 质 科 学 确 定样 品中有 无硬水铅 石的存 在 ，而且 还可 判断样 品中硬水 铝石的相对 含量 及结 晶程 度 。 图 1 黔 中铝 土矿 中主要矿 物红 外吸收 光谱 曲线 Fi E ．1 t n 日a t e d a bs o r p t i o n p e I r a 0 i m a j or m i n e r a l s of ba u ． x he 】 n ce ．t r a l G u L hou Pr ov i nc 3 x一 射线衍射特征 对本区采集的铝土矿样品做了 x一 射线衍射分析。其特征峰 值如 下 d 0 2 0 4 ． 7 1 6 -- 4 ． 7 3 6 ； d 1 1 0 3 ． 9 0 4 ． 0 0 4 A； d 1 3 0 2 ． 5 5 7 2 ． 5 6 3 { d l 1 1 2 ． 3 1 6 2 ． 3 2 1 } d 1 2 1 2 ． 1 3 2 2 ． 1 3 5 { d 1 4 0 2 ． 0 7 7 2 ． 0 8 1 { d 2 2 1 1 ． 6 3 3 一 1 ． 6 3 4 A四 2 ，与标准的硬水铝石特 征峰值相 比，极为一致 。 根据 硬水铝石衍射 特征值计算的晶胞参数， 表 明不 同结构类 型的矿石 中硬 水铝石的晶 胞参数和标准晶胞参数相比； 参数 。略小于标准值，6 略大于标准值，c 基本一致e 蓖1 。 4 毗 学 成 分 特 征 硬 水 铝 石 的 分 子 式 为A1 O 3 H 0， 标 准 化 学 成 分 为 A1 0。8 5 ，H O 1 5 。黔 中铝 土矿 中的硬 水铝 石经 电子探针测试 ，结果 比较 接近理论 维普资讯 增刊 孙建 宏等 黔 中铝 土矿 的矿物 组成 i J 硬 水铝 石 伊 利 石 I 锐 钍 矿 微 磋木铝 石 伊剥 石 { 4 吐 锐诖 I t “ 微 ． 、 黼 硬求铝石伊刊石 少 饶铽矿‘搬 硬 水铝 五 伊 利石 性 钍 I t “ 馓 辅 图 2 黔 中铝 土矿 中主要 矿物的 x一 射 线衍射 曲线 F培 ． 2 X r a y d i f f r a c t i 0 Ⅱo f m a j oT m i h㈨1 of ba u x J t e in Ce n t r al G ui z b 0u Pr 0 n c e 值 表 2 硬 水铝石 中除 Al 2 O 3 ．H 2 O 主要 成分外 ，且常含有 S i 、Ti 、F e 、Cr 等类质 同 像元 素。早期 成岩 阶段 生成 的泥晶硬水铝石 富含 T i 、F e等元素 ，而表生阶段形成的胶状 和 自形柱状硬水铝石却相对贫乏 ，所以又可称“ 贫钛铁硬水 铝石 ” ，其附近常见 自生双锥状 锐钛矿 。表 明硬水铝石的 晶体形态 、粒度和 化学组份都与其形成阶段密切相关 。 维普资讯 地 质 科 学 表 1 不 同结 构类 型矿 石中硬 水铝石 的晶胞 参数 Tab L e I C r yst aI c ⋯t ant 。f d】 a即 ⋯J n baux J i e 0f d L r ent t ex E ur e t ype s J 晶 膪 参 数 地 区 矿石 娄型 矿物 名 称 一⋯～r 一～～一 j { c 誊 致 密 硬 水 铝 石 4 ． 1 0 5 D ．1 0 2 9 ．4 3 8 i 0 - 0 ∞ 2 ． l 7 士 0 O Q 1 申 土 地 矿 粗 糙 硬木铝 石 4 ． 0 2 土0 ． J O 1 9 ． 4 黜 士0 ． 0 0 2 2 8 4 B 士0 ． D 0 0 9 砂 屑铝 土矿 硬 术铝石 4 ． 0 5 k 0 ． 0 0 2 9 ． 4 3 5 士0 , 0 0 3 2 ． 8 4 7 士0 ． g 0 1 标准 硬 术铝石4 ． 4 l 9 ． d 0 2 8 | *王赣 等， 1 9 8 2 。 测试单 位 中国地质 大学t 北京研 究 生院测试 中心 表 2 硬水铝 石的电子 揉针 分析结 果 Ta b l 2 Ch ㈣c a】 ⋯pos i t i on 0f dias po r e bY e l e c t r on p r o bi n gⅢt y s is 样 矿 石类型 ★ 氧 化j 钉含量 形 成 号 阶段 A 3 S i O 2 T i O 2 1 K 2 o c 2 H 它 彤半 目 一 早 期 砂屑 砂屑 8 O ． 0 5 1 ． j 9 0 ． 1 6 0 ． 2 0 O ． 6 3 l 5 6 7 成 岩 铝 土矿 群 基质 7 8 ． 8 9 0 ． 8 l 1 ． 0 1 O ． 1 6 l 0 l l 6 4 6 状 、板状 阶段 I 砂 屑 腔状 8 4 ． 2 0 0 6 2 0 ． 6 】4 6 O 0 7 O ． 1 2 1 2 6 9 C 5 裂 沿 土矿 自形柱状 凉 成 岩 80 ． 5 0 2， 2 0 1 2 0 ． 4 9 O 1 1 5． 4 2 阶 段 测试单位 ； 中 国地 质大学 京制 试 中心 。 2 ． 重要伴生矿物 的主要特征 1 骷 土 矿物 ；这 是铝 土 矿及 含矿岩 系中最 常见 的伴 生矿 物 ，主要 有 高岭石 和 伊利 石 ，少量的鲕绿 泥石 、埃洛石 该粪 矿物 自生成 因为主 ，碎屑成因的含量较少 。 高岭石多呈泥晶鳞片状 ，晶粒 小于 3 ,u rn 图版 I一 6 。较粗大者在偏光镜下呈蠕虫状 集合体，而在扫描镜下呈书本状或叠片状集合体。此为成岩晚期重结晶作用之产物它或组 成铝土矿的围岩一一铝土岩和粘土岩 ；或与铝土矿物等共 同构成铝矿石 。 伊利石多呈弯 曲鳞 片状 图版 I一 7 ，部分固成岩晚期 重结 晶土作用而呈蠕虫状 。它 除和硬水铝石 等矿物构成铝土矿石外 ，在 岔矿岩 系下部分布较多 。 高岭石和伊利石的红外吸收光谱和 X一 射线衍射特征如 图 1 、图 2 。 a 钛矿 物 主要 为锐钛 矿 ，形 态呈胶状和泥 晶 ，和硬水铝 石等 矿物 密切共 生 ，在偏 光镜 下难 以分辨 。少数 发育成 自形双锥体 ，它是原生硬水铝石 中类 质同像 T i 元 素在 表生 阶段析 出所形 成 的。锐 钛矿在铝 土矿 中含量虽微， 但 皆有之 图 2 ．只要通 过 X一 射 线衍 维普资讯 增刊 孙建宏等 黔中铝土矿的矿物组成 射分析就 可判断矿石 中是否有锐钛矿的存在 二 、铝土矿组成矿物的阶段分析 在矿物学研 究基础 上把矿石矿物及其伴生矿物的生成顺序和沉积期后各种变化综合成 图 3 。此图反映 了黔 中铝土矿 中矿物 的生成 阶段 、共生组合 及转 化规律 ，现分述如下 。 矿物名称 陆 撩碎屑 阶段 早期 成 岩阶段 晚期应一岩阶段 表 生成岩阶段 硬水铝 百 培 、 ／ 、、 勃 坶 石 夸 ， ／ 一 鲁 ． 、 ／ ＼ ＼＼ 三 术 铝 石 ／ ， 嗡 l／ ／ I ⋯． ’ I 高 峙 石 一／ } 三 _厂一 『 _ 一 蒙 脱 石 一 } ／ ＼ ＼ t 伊 利 石 一／／ 三 塑 吼．一 i／ f 堆 洛 石 | 鲭 绿 泥 石 | 一 氧 化 赤 铁 矿 j | 、一 针 铁 矿 | 还 ． ，J ． 、 、一 H ． ／ 黄铁 矿 原 ．L l T - - - - 7／ 菱 铁 矿 、一／一 2 5 ．2 5 5 ， 一5 F虚 线表示 推澍矿 物间存 在的转 化荛 系 维普资讯 地 质 科 学 1 ． 陆源碎屑阶段 该 阶段矿 物的 共生组台是 白云母 、长 石 、高岭石 、蒙 脱石 、伊利石 、硬水铝石 及错 石、电气矿 、金红石 、独居石 、磷灰石 、磁铁矿 、黑钨 矿、榍石 等重 矿物 。这些矿物是从 钙红 土风 化壳产物径搬运 、堆积 的结果 ，其标志特征是 1 矿物 的外形特征 。陆源碎屑矿物是指进入沉积盆地之 前 已形成 的矿物 ，由于该类 矿物经过 了一定距离 的搬运 ，晶体常受到破坏 ，外形不完整 ，棱 角常有些磨蚀 。在 图版 I ， 5中 ，板状硬 水铝石 晶体 显然受到 搬运 磨蚀 。另外 ，在铝土 矿石 中可见到板状 的长石和 片状的高岭石等碎屑矿物 图版 I一 8 i I l 、2 。 2 由于重矿物具有相 当高 的抗机械性和化学稳定性 ，所 以一般情况下 ，呈碎屑形态 存在 ，如 锆石 ，形态呈椭 圆状 ，显然是搬运 磨蚀 所成 。 2 ．早期成岩阶段 该 阶段 的共生 组台 矿物包 括硬 水铝石 、勃姆石 、高蛉石 、伊利石 、鲕绿泥 石 、赤铁 矿 、针铁 矿、黄铁矿 、菱铁矿和锐钛矿 。这些 矿物是 在沉积盆地 中生成的 ，其形成 作用包 括非晶质胶体 的晶化作用和碎屑矿物的分解转化作用 ，其 中前者是本阶段矿物生成 的最 主 要形 式。 本阶段 形成 的硬水铝石 勃姆石 、高岭石、伊利石 、赤铁矿 、针铁矿和锐钛矿等 矿物 均匀 共 生 ，结 构 呈胶状 和 泥 晶 图版 1 3 、4 ，这说 明 了原 生沉积 胶体 晶 化作用 的存 在，并占有主导地位。在上述作用中，三水铝石可能产生，但因稳定性整，常在成岩阶段 脱水转化为硬水铝 石和勃姆石等矿物 。 在铝 土矿石中，可 以见到硬水铝石具长 石假象 ，其外形呈板状 ，且有疏 密均匀 的沟纹 ‘ 图版 I一 8 ；在图版 Ⅱ一 1中 ，高岭石呈叠片状集合体 ，外形 仍保 持长石的 晶体形态 ；而 在图版 1 2中，高岭石碎屑矿物 已转化为硬水铝石，但片状外形仍保持不变 ，由此我们 可以得 出长 石一高岭石一硬水铝石的转变顺序 这说明在黔 中地区碎屑矿物 的分解转 化作 用是 存在的 ，但和胶体 晶化作用相 比，规模 要小。此现象在牙买加 、匈牙 利和希腊等 国家 同类 型铝 土矿中均可见到 Va l e t o n，1 9 7 2 ；B a r d o s s y ，1 9 8 2 。 另外 ，在矿层 中可 见到球粒状黄 铁矿 的存在 图版 I一 4 ，而鲕绿泥石 、菱铁 矿等矿 物则常见于含矿岩系 的下段 ，这些矿物 组合显示该 阶段为弱还原到还原的介 质条 件 在此 物化条 件下铁 质呈 F e 形式从原始铝土矿层 中淋滤 出来， 导致铝、铁两元素 的分异 。 矿石矿物 硬水铝 石主要形成 于本 阶段 ，因此早期 成岩 阶段是 铝土 矿形 成的最主要 时 ～ 期 。 3 ． 晚期成岩阶段 本 阶段 的特征是压力作用的增强 ，导致大量裂 隙的 出现 ，有助 于水溶液的流动 ，促进 了成 岩作用的进程 。矿物 的形 成作用主要表现为重结 晶作用和转 化作用 ，二者紧 密相连 。 本阶段 的矿物组合是硬水铝石 、高蛉 石和伊利石。 维普资讯 孙建宏等 黔中铝土矿的矿物组成 上述二种作用的联合 ．导致 了铝土矿石的纯 化和硬水 铝石的粗 晶化 具体 表现 为随着 有机质 、铁 质和硅质的析 出 ，硬水铝石 晶体 的颜 色变 浅 ，同时晶粒 结构 由泥晶变为微 晶 。 此现象在矿石的基质和颗 粒中相当常见 。在 基质 中 ，形成色浅且不规则状外形 的硬水铝石 集 合体 ，所以矿 石是 由泥晶 一 微 晶鳞 片状或板 片状 的硬水 铝石 晶体所构 成 图版 Ⅱ一 4 。 在颗粒 中，砂屑 、砾屑 、鲕豆粒 等发 生铁质和 硅质 的排 出 ，引起颗粒 的部分或全部褪色和 硬水铝石的粗晶化 图版 l一 5 。上述现象在燕垅、林歹矿区尤为明显，这与两矿区存在 强烈 的构造 活动有关 。 在 搴阶段 ，高岭石 的 晶粒 明显增大 ，即从泥 晶细鳞 片状变为 叠片状集 合体 图 版 I 一 6 ，这 显然是矿物 的重结晶作用所造 成的。当然这 里也包含 着部分硬 水铝石吸收外来硅 组分的转 化 。 总之 ，本 阶段对铝土矿 的富化起 了重大作 用 ，原始物质 的去硅 、去铁 和硬水铝石的粗 晶化都发生于此阶段，所以该作用过程进行的彻底程度如何直接影响到铝土矿石品位的贫 富 。 ‘ ． 表生成岩阶段 本阶段的变化是在地表及其下不太深 的范 围内，在渗透水和浅部地下水 的影响下铝土 矿屡所发 生的变化 。因增加 了饱含 O 和 co 的渗透水 ，所以矿物 的形成作用 主要表现为 氧化作用 、硅化作用、溶 蚀、交代 与重结 晶作用 。构 成该共生组合 的矿物有硬水铝石 、高 岭石 、伊利石、埃洛石 、赤铁矿 、针铁矿 、重晶石及石膏 。 溶蚀 、交代与重结晶作用在该阶段表 现得相高强烈 。在 酸性地表水的作用下 ，铝土矿 石 中粘土矿物溶失 ，形 成多孔构造 ，部分裂 隙或孔洞又为次 生的硬水铝石所 充填 。在 图版 I一 6 中，自形柱状的硬水铝石呈 晶簇状或梳状集合体，垂直于孔洞的边缘生长，中间为 凝胶状硬水铝石集合体 在许多情形下，整个裂隙或孔洞全部结晶化，但从边缘至中心 ， 硬水铝石不仅晶粒增 大 ，即以徽 晶至细 晶，而且结 晶程度提高 ，即从半 自形 至 自形 柱状及 板状 。因此 ，通过溶蚀、交代和 重结 晶作 用的改造 ，铝 土矿石转化为灰 白色优质矿石 俗 称 土状铝 土矿 本阶段另一重要变化就是硅化作用，表现为高岭石、伊利石等粘土矿物或充填裂隙与 孔洞 ．或交代基质和颗粒 图版 I一 7 。此硅化作用主要由于渗滤的地下水中溶解有相高 多的硅组分，和铝土矿物结合形成了高岭石等粘土矿物。所以硅化作用在矿层中形成新生 矿 物 造 成 品 位 降 低 ，甚 至 转 变 为 非 矿 ，这 种 现 象 在 国 外 同类 型 铝 土 矿 中也 是 如 此 Ba r d o s s y， l 9 8 2 。 黄铁矿和菱铁矿的氧化也是本 阶段 的一个重要作 用 。因它们的氧化淋失 ，一方面 ，为 表生矿物 的形 成提供 了空间条 件 }另一方面 ，因黄铁矿 、菱铁 矿的分解 ，形成富含硫酸 、 硫酸铁的溶液 ，由此生成 的针 铁矿 或赤铁矿 充填于次生的裂隙或孔婀 中 。同时 ，溶液遇 到 c a 、B a 等离子 ，便沉淀 出 自形的石膏和重晶石晶体 由上可知 ，表生成岩阶段是铝土矿进一步富化 的重要时期 。 维普资讯 地 磺 科 学 三 ， 于 沦 关于硬水铝石的成固 问题 ，论 者多认为是 由三 水铝 石在 高温 高压下脱水转 变而成 。但 随着研 究工作的深入 ，业 已证 实 硬水铝 石并非都 由三水铝石转变而来 ，它可能有 多种形 成途 径 李 启津 等 ，1 9 8 3 ；刘克云 ．1 9 8 6 。根据笔者 的研 究 ．本 区硬水铝 石的形成有 以 下三 种途径 。 1 ． 肢体 的晶化 在 泥 晶 和颗 粒结 构 的 铝 土 矿 中 ，均 可 见 胶 状 或 微粒 状 硬 水 铝 石 晶 体 晶粒 小于 0 ． 5 mq 哥版 I． 1 、2 ，且有带状构造 图版 I一 3 ，表明胶体是一种最原始 的沉 积物 。当 进入早期成岩阶段 ，胶体沉 积物 已晶化为它形一半 自形鳞 片状 、板 片状硬水铝石 晶体 图 版 I一 2 ，晶粒为 l 一 3 m，属 泥 晶结构 ，成为硬水铝石最 主要 的晶体形 态 ．组成 了矿石 的基 质和颗粒 图版 l一 3 、4 、5 。当发 展到晚期 成岩 阶段 ，泥 晶硬水铝石又经重结 晶作 用生成 自形程度较高 的板柱状 晶体 图版 I一 3 ，晶粒为 3 3 0 m，此现 象在铝土矿石 的 基质和颗粒 中相 当常见 图版 l一 4 、5 。由上可知随 着成岩作 用的逐步发展 ，硬 水铝石 的晶粒 不断增大 ，而且结 晶程度也越 来越 高 ，体现 出胶体晶化的一个连 续演变过程 。 另外 ，铝土矿石的裂隙或孔洞中 ，常 见 自形柱状的硬水铝石呈晶簇状集合体垂直于边 缘生长 ，中 间仍 为凝胶状 硬水铝石集合体 图版 Ⅱ一 5 ，其化学组分见表 2 ，这种现象是 表生阶段 形成 的铝凝胶沉淀经晶化而成 ，进一步证 实了本 区确实存在有胶体成 因的硬水铝 石 。 。 2 ． 高岭 石等粘土矿物 的脱硅转化 在 本 区 ，常 可 见到硬 水铝 石具 有长 石 、高 岭石 的假象 图版 I一 8 ，Ⅱ一 2 ，表 明长 石 、高 岭石 等矿 物在成岩 阶段脱 硅形 成硬水铝 石 ，其形成 过程是 长石一高岭 石一 硬水铝 石。因为，在良好的排水条件下 ，因地下水的渗滤 ，高岭石等粘土矿物可以脱硅直接分解 成硬水铝石 K i i r e t a 1 ． ，1 9 5 4 3 ． 继承碎屑成因 铝 土矿 石中 ，可 以见到呈碎屑状 的硬 水铝石晶体 图版 I一 5 。因搬运磨蚀 ，晶体 明 显受到破坏 ，此现象说 明了少量硬水铝石在进入沉积盆地 之前 已形成 ，属于钙红土化的产 物 。 总之 ，硬水铝石的 生成除少量继承碎屑成 固外 ，主要来 自原始胶体沉积物 的晶化 ；其 次为高岭 石等粘土矿物 的脱硅转 化 。当然 ，不排除少量 的是 由三水铝石转化而来 。由此可 见黔 中地 区硬水铝石成 固的多样性和复杂性 。 根据前 面对铝土矿组成矿物 的形 态特 征和 阶段分析 ，对黔 中铝 土矿 的形成阶段和过程 讨论如下 首先 ，古 陆上 因风化作用而形成 的钙红土物质 ，呈 陆屑 形 式和 Al s i F e复合腔体 形式进入沉积盆地 ，矿 体具很好的成 层性 层理可 以证实这一 点 图版 l一 8 。随着早期成 维普资讯 增刊 孙建 宏等 黔 中铝 土矿 的矿 物 组成 岩 阶段的开始 ．沉积的非晶质胶 体开始晶化 ，形成原始 的铝土矿层 。矿层 中因含 较多的粘 土矿物 ，故矿石的 品位较低 。在 晚期成岩 阶段 ，矿层 中发 生了去硅 、去铁和硬水铝石的粗 晶化作用 ，导致 了铝土矿 的进一步 富化 进 入表生成 岩阶段 ．由于酸性地表水的作用 ，矿 石中的粘土矿物溶失及黄铁矿 、菱铁矿等氧化分解 ，形成 多孔构造 ，部分裂隙或孔洞又为 次生的硬水铝石所充填 。如此强 烈的改造作用 ，形成 了灰白色优质铝土矿石 。当然 ，若硅 化作用强裂 ，则铝土矿 的品位就会降低 。 结 语 对黔 中铝土矿组成矿 物的全面深入研 究后 ．得到 以下认识 1 ． 组成 铝土矿 的矿 石矿 物主要是硬 水铝石 ，它具 有胶状 、它形至 自形 鳞 片状 ，板片 状和柱状等形态特征 ，体现 了成岩过 程中原始胶体沉积物晶化的一个连续变迁过程 硬水 铝石 的形成主要来 自胶体 的晶化 ，其次为高岭石等粘土矿物的脱硅转化 。还有 少量 为继承 碎屑成 因的。 2 ． 对铝 土矿组成矿物 的成 因作了 系统 、深 入 的阶段 分析 ，划分 出四个阶段下矿 物的 共生组 合 ，详细讨论 了矿物 的生成顺 序和相互 间的转化关系 ．提出了铝 土矿 的组成矿物 的 形成过 程的认识 。 3 ． 黔 中铝土矿是 沉积形 成的 ，经 晚期 成岩作 用的脱硅 、去 铁和富铝 ，再经表 生成岩 作用的风化淋滤及重 结晶等一系列成岩 矿 期后改造 ，形 成了品位较优 的铝土矿石 。 研究工作始终得到叶连俊先生的指导 ，作者深表谢意，在野外工作期间，曾得到贵州 铝厂所属一矿 、二矿 的热情 支持 ；扫描 电镜 和红外光谱 分析 由 中国科学 院地 质所 十室承 担 ；x～ 射线衍 射和 电子探针分 析是 由中国地质大学 dE 京 研 究生院测试 中心完成 ，谨 致 谢忱 。 参考文献 吕 夏 一l 9 8 B ，河南 省中西部 石炭 系铝 土矿 中硬水铝 石的矿物 学特征研 究 ，地 质论评 ， 4 刘 克云 ，1 9 9 6 ，黔中铝 土矿 中主要矿物 的超 显檄持征 ．贵 地 质 ， 3 ， 李启津 、候 正 洪、吴皮 梆 ．1 9 a 3 ，我 国一水硬 铝石型铝 土矿一水 硬铝石成 囡矿物学 的研 究 ，矿 物岩石 ， B a do s s y G 一] 9 8 2’ 五口 B⋯2 f e 6 ⋯“ e d e o s d s。 c o r b o n t e r oc k s ， El s a v i e T ． ms t er d a ， 44 I p ． K e l i o t ,W D ， W e s t e o t t ， J F -t an d Bl e ds o l， A 0 ． ，I 9 5 4 ，The oT i g i n。 M i , s o uT 】f i r e c l a y s P⋯2 d Ⅳ ． 。 C f ⋯ f 4 Ⅲ m ． ，P 7 一 6 ． Va l e t o n． I ． ，】 97 2 ， ⋯“e 8⋯N YO r k． Ee v i e r ． 2 2 6 p． 维普资讯 2 3 6 地 质 科 学 9 9 2 M I NERAL Co M P 0SI T1 0 N 0 F BAU XI TE I N CEN TR AL GU I ZH 0U PRo V1 N CE Sun Ji anhong P⋯梅 ⋯ ．A c 口 m i a Si n c t日 1 0 8 53 Ch e n Qi y i n g ， s f 。 0 e o g Ac Ⅲi n wa A b s t r a c t B a ux i t e of Low e r C a r b oni f e r oU S D a t a ng f or m a t i o n oc c u r r e d u nc om f u r m ab l y on t he ka r s t e r os i on s ur f a c e of Ca m br i a n c a r bo na t e r o c k s i n Ce nt r a l GUi z hou Pr ov i n c e． 0r e mi n er aI s C Om p o s i n g t h e bau x i t e a r e ma i nl y di a s p or e a nd s ma l l amoun t of boe hm i t e Ac c e s s or y au t i g e n i c m i n e r a l s of ba uxi t e a r e ka ol i n i t e ， i U i te ， a n d a nat a s e ， l e s s c ham o s i t e ， p y r i t e ， h em a t i t e ，and ge ot hi t e． I n addi t i o n，a f e w t e r r i g e ous e l a s t i c mi ne r al s c a n be f ound i n t h e bau x i t e - D i a s po r e IS t he m a i n or e m i ne r a l i n C e nt r al G ui z hou Pr ov i n c e． Ba s e d o n a na l y s e s of S E M ， i ngar e d a bs or pt i on S pe c t r a ， X r a y di f f r a c t i on an d e l e c t r o n pr o be ， i n t h e pa pe r a s pe c i a l e m p ha s i s IS g i v e n on c ha r a c t e r i s t i c s of di a s p or e．The m or p hol o gi c f e a t u r e s of d i a s por e a r e c ol l oi da l , X e nom or phi c i di om or ph i c s c a l y , t abu l a r a nd p r i s m at i c c r y s t al s ，w hi c h r e fle c t a c ont i nuou s pr o c e s s o f s e di me n t a r y c ol i c f or m c r y s ta l l i z at i o n i n t he di ag e ne t i c s t a g e ．For m a t i on of di a s por e wa s mai n l y an a mor phot l s g e l c r y s t a l l L r ． a t i o n，s e c on dl y t r a ns f or m a t i on o f c l a y m i n e r al s s uc h as k ao l i ni r e， a nd t hi r d l y t o l e s s e x te nt c l a s t i c g e n e s i s ． Ac c or di ng t o m i ne r a l c om p os i t i on o f b aux i t e ，four s t ag e s fo r mine r a l a s s oc i at i ons ，i n e l udi n g t e r r i g e ne ou s e l a s t i c，e a r l y di a ge ne t i c ， lat e di a g e n e t i c a nd e pi di a ge ne t i c s ta g e s a r e d i s t i n g ui s he d．Fur t he r m o r e ，f or m a t i on of m in e r al s an d t h e i r t r a ns f o r m a t i on r e l a t i ons ar e di s c uss e d． Fi n al l y．t he a ut he s ug g es t t h at t he ba ut c i n Ce n t r a l G ui z hou Pr ov i nc e wa s f or m e d by s e di m e nta t i on a nd t he n b ec ame a h i gh e r -- gr a de b a uxie a f t e r a s e r i e s o f po s t - - di a g e n e t i c r e wor ki ng s ，s uc h a s de s i l i f l c a t i on ．de 忙r r i fie at i o n a nd a l um in u m e nr i c hme n t ．and we a t he r i n g， l e a c h i n g a n d r e c r y s t a l l z a t i on dur i ng e pi di a g e n e s is． Ke y wo r d s Ba ux i t e ， D i as po r e， C r y s t al m o r p hol o gy ， C e nt r a l G ui z hou Pr ov i nc e ． 维普资讯 增刊 孙建宏等 黔巾锅土矿的矿塑 旦 2 3 7 图 版 说 明 图版 I J微粒 状 硬水 铝石晶 体 ，扫 描 电镜 ， 7 4 0 0 2 ． 半 自形板柱状 硬 水铝石 晶体 ， 由腔状硬 水铝 石晶体进 一步 晶化而 成 ．扫描 电镜 ，4 4 4 0 ；3半 自形一 自形 拄状硬 术铝 石 晶体 ，扫描 电镀 ，X 2 3 0 0 i ． 晶簇状 自形卉 方柱状 硬水铝 石集 合体 ．垂 直 于边 缘 向裂 隙中 间生长 ，扫描 电镜 ．2 4 4 0 ；5 ． 板状 硬水稻 石碎屑 晶件 ，扫描 电镜 ，7 2 0 0 ；5 ． 它 形鳞 片 状 高衅 石 晶件 ．部 分商 峙石 田重 结 晶作 用形 戚书 本状 或叠 片状集 合体 ，扫 描 电镜 t 9 1 5 1 ；7弯 曲鳞 片状 伊剃 石晶 体 ，扫描 电镜 ，B 1 5 0 ；8 ． 硬水铝 石保持 长石板 壮形卷 ，具有琉密 均匀 的掏 纹 ，扫描 电镜 ，5 2 5 0 图