黔北务—正—道铝土矿中稀土元素赋存状态

铝土矿中常伴生稀土等重要的战略性矿产资源,具有巨大潜在经济价值.本文通过化学物相分析,包括水溶相、离子相、胶态沉积相和矿物相4个相态进行逐级分离,以及碳酸盐类、有机质、铁矿物类、石英及硅酸盐类进行逐级分离等,研究了黔北务—正—道铝土矿中稀土元素的赋存状态.结果表明,该区铝土矿中稀土元素主要是以矿物相和离子相为主,水溶相稀土和胶态沉积相稀土极少,且矿物相稀土元素主要赋存于硅酸盐类矿物中.结合该区铝土矿矿物组成特征,认为粘土矿物是其中稀土元素主要的载体矿物,主要呈类质同象形式赋存于粘土矿物(如高岭石和绿泥石等)中,部分稀土元素呈分散状态被铝矿物(如一水硬铝石、软水铝石、三水铝石等)以及粘土矿物吸附.     

黔北务-正-道地区铝土矿地质特征及资源潜力分析

文章简要介绍了务-正-道地区铝土矿的成矿地质背景和务川瓦厂坪铝土矿床的地质特征.重点从含矿层位下二叠统梁山组地层的分布、厚度变化;构造运动控制务-正-道地区古地理的变迁;褶皱构造控矿等几方面分析了与铝土矿成矿的关系,进而又对比了省内各铝土矿集区找矿勘探工作程度,综合分析了该区的找矿勘探潜力.认为务-正-道地区应存在大中型规模的铝土矿床,中下志留统韩家店组之上的不整合面,下二叠统梁山组和向斜构造是其成矿的主要控矿因素.     

黔北务-正-道地区铝土矿镓含量特征与赋存状态初探

黔北务(务川)-正(正安)-道(道真)地区铝土矿是贵州铝土矿重要组成部分,对该区瓦厂坪、通塘底和高梁窝3个代表性铝土矿床的镓(Ga)及其一些主要和微量元素进行了分析,结合电子探针研究,初步探讨了ca在本区铝土矿中的赋存状态.结果表明:本区铝土矿及含矿岩系中的铝土质页岩中的Ga含量高,分别为56.1×10-6～131×10-6(平均91.0×10-6)和25.1×10-6～47.6×10-6(平均36.8×10-6),均达到铝土矿中Ga的综合利用指标(20×10-6),具有很高的综合利用价值;铝土矿中的Ga除可能以Al类质同象形式相对富集于Al矿物(主要为-水铝石)外,还有可能在金红石和锆石等重矿物中富集.     

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。     

黔北务-正-道地区铝土矿地质概要

务-正-道地区铝土矿分属于黔中-渝南石炭纪铝土矿成矿带北部的正安、道真两个铝土矿带,铝土矿产于下志留统韩家店群泥、页岩和(或)上石炭统黄龙组石灰岩侵蚀面上,属沉积型硬水铝石铝土矿床,成矿时代为晚石炭世马平期,铝土矿含矿岩系的岩石地层名为大竹园组(C2d).区域成矿地质背景研究表明,该区铝土矿是在广西运动古侵蚀面上,风化残积物演化形成的成矿母质(类似红土型铝土矿)经地表径流搬运、沉积而成的.     

黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集机制

通过对黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿样品主量和稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素富集特征以及底部层位中稀土元素的富集机制.研究认为:1)介质pH值以及剖面上铝土矿化程度是稀土元素富集的关键影响因素,含矿岩系底部由于地下水活性减弱以及碳酸盐岩基岩的影响,pH为中性到碱性,有利于稀土元素聚集,且铝土矿稀土元素含量随着风化程度的降低而增加;2)铝土矿底部的更高含量的粘土矿物是造成铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集的重要因素之一,REE主要的寄主矿物磷灰石也更易于在含矿岩系底部保存,而铝土矿底部自生稀土矿物的存在也是造成含矿岩系底部稀土元素富集的因素之一;3)针铁矿对稀土元素尤其是轻稀土元素发挥了重要的吸附作用,新木—宴溪铝土矿底部层位Fe含量相对较高,且含矿岩系底部接近中性到偏碱性的pH值,更有利于针铁矿的形成.4)稀土元素富集与氧化还原环境有关.该矿床底部部分样品Ce明显负异常,说明弱氧化的沉积环境可能有利于稀土的富集.样品的δCe与(La/Nd)N近似呈弱的负相关关系,表明轻稀土的富集可能与介质的氧化还原条件有关,在弱氧化的条件下,轻稀土越富集.     

黔北务—正—道地区典型铝土矿床伴生有益元素锂、镓和钪分布规律

Li、Ga和Sc是重要的"三稀"矿产资源,在铝土矿中广泛分布。贵州北部务—正—道铝土矿矿集区现已探明10个大型矿床,其中伴生的Li、Ga和Sc金属资源量巨大。文章以务川瓦厂坪、道真新民和正安新木—晏溪3个大型铝土矿床为研究对象,通过对含矿岩系及其上覆和下伏岩石中Li、Ga和Sc分布规律的系统研究,发现含矿岩系垂向上,Li、Ga和Sc含量表现为矿层中部最高,下部次之,上部最低;矿石类型上,Li在鲕状、致密块状矿石中的含量高于碎屑状矿石,土状矿石中Li的含量最低,Ga在土状和鲕状、致密块状矿石中更富集,而Sc则在碎屑状矿石中相对富集;区域上Li、Ga和Sc含量总体呈北高南低的态势,暗示这些有益伴生元素的空间分布可能与源岩岩性、风化作用和沉积分异等有关。由于Li、Ga和Sc与Al、Ti等元素常呈类质同象置换或以离子吸附态形式赋存于金红石、锆石、磷钇矿等矿物的表面,重视这些重矿物的选矿,对综合利用Li、Ga和Sc等伴生有益元素具有重要意义。此外,通过Li、Sc和Ga分布特征和富集规律的研究,进一步佐证了务—正—道地区铝土矿形成于陆相河湖盆地环境。     

贵州务-正-道地区二叠纪铝土矿沉积环境地球化学证据

黔北务-正-道地区铝土矿形成于早二叠世大竹园期,属古风化壳沉积型。沉积环境是该类型铝土矿形成的重要因素,本文通过对反映沉积环境比较敏感的B、Ga、Sr、Ba、Th元素含量变化及B/Ga、Sr/Ba、Sr/Cu、Th/U、V/Ni、V/Cr、Ni/Co、Rb/K比值特征分析研究,认为含矿岩系大竹园组主要形成于陆相滨浅湖环境,其底部沉积时期曾遭受海侵影响,具海相→海陆过渡相→陆相沉积特点;深时气候主要为古赤道附近的热带-亚热带温湿气候;氧化还原条件以相对开放的氧化环境为主,局部区域存在相对封闭的贫氧-厌氧环境;铝土矿形成经历了风化早期的强氧化、碱性介质环境→风化中后期的氧化、酸性介质环境→风化物迁移、搬运阶段的弱氧化、弱酸-中性介质环境→沉积成岩成矿期的氧化-弱氧化,弱酸-弱碱性介质环境(局部为贫氧-厌氧环境)→次生淋滤改造富集阶段的氧化、酸性介质环境。铝土矿工业矿体的形成与次生淋滤改造作用密切相关。     

黔北务-正-道地区铝土矿床的矿物学特征

黔北务-正-道铝土矿集区为黔中—渝南铝土矿成矿带的重要组成部分,是贵州省主要的铝土矿成矿区之一。含矿岩系为中二叠统梁山组,矿床成因属古风化壳沉积型。矿石化学成分分析显示,土状、碎屑状铝土矿中Al_2O_3含量较高,Al_2O_3/SiO_2值大,质量好,而豆鲕状、致密块状铝土矿中Al_2O_3含量较低,Al_2O_3/SiO_2值小,质量较差。显微观察、粉晶衍射和电子探针分析表明,铝土矿石中主要矿物为一水硬铝石、勃姆石和粘土矿物,其中一水硬铝石多为短柱、半自形—自形晶体,呈集合体分布,粘土矿物以高岭石为主,呈孤岛、残留环状产出,其次见伊利石、蒙托石、绿泥石等,副矿物有黄铁矿、磁铁矿、长石、石英、金红石、锆石、锐钛矿、方解石和白云石等。铝土岩中主要矿物为粘土矿物,以高岭石为主,其它矿物和铝土矿相似。铝土矿石的主要元素Al_2O_3、SiO_2、TFe_2O_3和TiO_2含量之和大于83%,烧失量小于14%,而铝土岩的Al_2O_3、SiO_2、TFe_2O_3和TiO_2含量之和小于80%,烧失量大于15%。可见铝土矿和铝土岩在主要矿物组成和主要组分总量上具有明显差异。结合以往研究资料,本文解析铝土矿形成过程为韩家店组砂页岩(成矿母岩)在适宜的气候条件下,经风化、淋滤等作用,形成富集Al、Ti等惰性元素的风化残积物和以高岭石为主的粘土矿物,随后被迁移、搬运至河湖盆地环境中,在沉积分异过程中粘土矿物不断脱硅、去铁、富铝,形成铝土岩层,经埋深压实、成岩成矿作用后进一步脱硅、去铁、富铝,最终在中二叠世形成以一水硬铝石为主的铝土矿工业矿体。     

黔北务正道铝土矿新模向斜矿体特征及找矿前景

以黔北务正道铝土矿新模向斜整装勘查取得的初步成果为依据,对其矿体厚度、矿石品位沿走向和倾向变化特征进行分析,以探寻此类矿床应如何实现找矿新突破。通过与大竹园铝土矿进行比较,分析认为,就务正道铝土矿新模向斜继续进行勘查而言,其找矿前景较为理想。     

黔北务正道铝土矿矿体特征及找矿前景——以务川大竹园铝土矿床为例

以黔北务川大竹园铝土矿床为例,对其矿体厚度、矿石品位沿走向和倾向变化特征进行分析,以探寻此类矿床应如何实现找矿突破。通过大量资料分析认为,就黔北务正道铝土矿进行勘查而言,与务川大竹园铝土矿床矿体沿走向、倾向变化特征进行类比,其找矿前景较为理想。     

贵州务-正-道地区铝土矿成矿模式与找矿模型

务-正-道铝土矿成矿区位于黔北-渝南接壤地带,现已发现大型铝土矿床10余个,探明资源储量超7亿吨,是贵州重要的铝矿资源地。铝土矿产于下志留统韩家店组碎屑岩或上石炭统黄龙组碳酸盐岩古侵蚀面之上的下二叠统大竹园组中,属古风化沉积型铝土矿床。基于前人成矿物质来源、成矿环境、成矿作用及矿床成因类型的研究成果,进一步探讨了区域构造演化与铝土矿形成的关系,结合典型矿床成矿地质特征,揭示了研究区铝土矿成矿的地质-地球化学演化过程。依据1∶10万~1∶1万遥感影像特征的提取,总结了含矿岩系及相邻层位、主要构造的识别标志,论述了铁化、泥化异常与含矿岩系的空间展布关系,刻画出大比例尺度的遥感三维立体影像模型。通过多个铝土矿区浅层地震反射波法、高密度电阻率法、频率域三极测深法、音频大地电磁测深法、大功率激电测深法等物探方法的应用和对比研究,反演出“高、厚、凹、拐”物探异常找矿标志,建立了典型铝土矿床三维地质-地球物理找矿预测模型。在上述基础上,集成了铝土矿勘查技术方法体系,建立了地质、物探、化探、遥感综合找矿模型,示范指导找矿预测,经工程验证,取得显著的找矿效果,表明建立的找矿模型在该研究区探寻铝土矿适宜、有效。     

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。     

黔北务正道铝土矿矿床特征及成矿模式——以务川大竹园铝土矿床为例

本文以黔北务川大竹园铝土矿床为例,对其矿体厚度、矿石品位沿走向和倾向变化特征进行分析,对矿石质量、矿石矿物、结构构造及矿石自然类型和工业类型进行了阐述。通过大量勘探成果资料分析认为,大竹园铝土矿床铝土矿的形成,为一个完整的＂母岩—风化—再沉积—成矿—改造—成熟—保存＂模式。     

黔北务正道地区铝土矿稀土元素地球化学特征

选取新模向斜的一个钻孔剖面,对铝土矿的矿物组成及稀土元素地球化学特征进行了研究。铝土矿矿石矿物以一水硬铝石为主,另有少量一水软铝石。其次为高岭石、绿泥石等黏土矿物,以及少量重矿物。此外,在含矿岩系近底部还发现有富集Ce元素的矿物氟菱钙铈矿[Ce2Ca(CO3)3F2]。从剖面顶部至底部,铝土矿中稀土元素含量呈逐渐增加的趋势,且稀土元素参数LaN/YbN、LaN/SmN和GdN/YbN的数值均随深度逐渐增大。说明从剖面顶部至底部,稀土元素的淋滤迁出逐渐减弱,且稀土元素间存在一定的分异。稀土元素间的分异可能由不同的含稀土元素矿物抗风化淋滤差异所致。铝土矿稀土元素配分模式表现为LREE明显富集、MREE中等-弱富集、HREE相对平坦的特征,且具有明显的正Ce异常。δCe异常值随深度增加逐渐减小,接近含矿岩系底部,δCe异常值再次增大。含矿岩系上部的Ce异常是由氧化条件下Ce3+向Ce4+转变并形成方铈矿(CeO2)所致。随着深度的增加,含矿岩系的氧化性逐渐减弱,从而δCe异常值逐渐减小。接近含矿岩系底部,由于氟菱钙铈矿[Ce2Ca(CO3)3F2]的形成,导致δCe异常值再次增大。氟菱钙铈矿的沉淀可通过氟化物络合物(CeF2+或CeCO3F0)与Ca2+和HCO3-发生反应来完成。     

黔北务川丰乐铝土矿床地质特征及沉积环境探讨

丰乐铝土矿床位于黔北务正道铝土矿成矿带的南东端,是近年在铝土矿勘查的空白区新探明的中型矿床。勘查发现矿床中含矿岩系顶部拥有不含或偶含炭质岩系的地质特征,与务正道地区其它铝土矿床存在差异性。微量元素Cr/Ni判别显示了含矿岩系的多物源性,V/Zr及Sr/B揭示该区具有海相―陆相或过渡相―海相的沉积特征。结合前人研究成果综合分析认为,该区沉积环境为受海侵影响的近滨海湖泊―沼泽相环境。     

贵州道真县还打岩地区铝土矿床地球化学特征

贵州道真县还打岩——陈家榜铝土矿研究区为中国地质调查局铝土矿远景调查项目的新发现矿产地之一,该铝土矿产于石炭系黄龙组（C：h）灰岩侵蚀面上的二叠系大竹园组（P2d）;地球化学研究显示,矿床中Al2O3与TiO2含量成正相关关系,与SiO2含量成负相关关系;不同岩矿石的稀土总量（EREE）含量变化大,LREE／HREE均大于1,轻稀土较富集,重稀土存在不同程度的亏损;铝土矿中Al2O3含量和稀土总量（EREE）呈负相关关系;矿床成因属古风化壳沉积型铝土矿。     

黔北地区铝土矿成矿特征与成矿因素研究

黔北铝土矿区位于重庆市南川—武隆铝土矿成矿区之南段,是近年来贵州省发现的又一重要铝土矿成矿区。本文总结了黔北务川-正安-道真地区铝土矿成矿特征,分析了控制该区铝土矿的成矿因素,指出黔北地区铝土矿成矿条件好,找矿潜力大,拓展了贵州铝土矿成矿的时空分布范围与找勘视野。     

黔北地区浣溪铝土矿床地质特征及控矿因素分析

黔北浣溪铝土矿床为产于石炭系黄龙组灰岩古侵蚀风化面或志留系韩家店组黏土岩、页岩、砂岩等侵蚀间断面之上的一水硬铝石沉积型大型铝土矿床,初步探明铝土矿资源量2000×10⁴余吨。研究表明,浣溪铝土矿床地表矿体质量总体优于深部,地表矿体具有中铁、低硫特征,深部矿体具有中铁、高硫特征。矿石主要化学组分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂及烧失量,占矿石组分的95%～98%,Al₂O₃与SiO₂呈负相关关系;镓、锂是矿床的伴生有益元素。矿床的形成主要受地层岩性、向斜构造、古气候、古沉积环境等因素控制;炎热潮湿的古气候条件和半封闭海湾环境利于成矿。     

黔北务正道地区铝土矿沉积特征及分布规律

通过对黔北务正道地区铝土矿矿石的结构特征、空间分布、古地理资料综合研究认为:不同自然类型的铝土矿指示不同的沉积环境,致密状与半土状铝土矿的沉积过程与黏土岩类似,形成于半封闭海湾的低能环境,碎屑状与豆鲕状铝土矿形成于相对高能的滨岸湿地环境。铝土矿的空间分布与粒级有关,碎屑状与豆鲕状铝土矿围绕半封闭海湾分布,在南部新模向斜、张家院向斜、安厂向斜一线占较大优势。致密状铝土矿在全区广泛分布,由南向西北方向,致密状与半土状铝土矿所占比重皆增加。铝土矿沉积后,受到淋滤作用影响,促使矿石品质变好。