按照廖士范等人的意見,中國鋁土礦礦床可分為兩大類型:古風化殼型鋁土礦礦床(Ⅰ型)和紅土型鋁土礦礦床(Ⅱ型)。前一類又分為四個亞類:修文式、新安式、平果式和遵義式。后一類只有一個亞類,稱漳浦式。
1)修文式:又稱碳酸鹽巖古風化殼異地堆積亞型鋁土礦礦床。其成因與碳酸鹽巖喀斯特紅土化古風化殼有關。又由于鋁土礦與下伏碳酸鹽巖基巖之間有數(shù)米厚的湖相鐵礦扁豆體沉積,鋁土礦不是原地堆積的,而是這個已接近干枯的湖泊附近的紅土化風化殼異地遷移來堆積成的。該類礦床以貴州修文縣小山壩鋁土礦礦床較為典型。這是我國最重要的一類鋁土礦,其儲量占本類型(Ⅰ型)的74.76%。
2)新安式:又稱碳酸鹽巖古風化殼原地堆積亞型鋁土礦床,以河南新安張窯院鋁土礦床較為典型。其儲量占本類型(Ⅰ型)的5%。
3)平果式:又稱碳酸鹽古風化殼原地堆積-近代喀斯特堆積亞型鋁土礦床。該礦床的層狀礦之上覆及下伏基巖數(shù)百米厚度范圍以內(nèi)均為石灰?guī)r,經(jīng)過第四紀喀斯特化,石灰?guī)r、鋁土礦石再風化成鈣紅土及鋁土礦石碎塊墜落成堆積礦石。其占古風化殼型鋁土礦總儲量的15.04%。
4)遵義式:又稱鋁硅酸鹽古風化殼原地堆積亞型鋁土礦床,下伏基巖是細碎屑巖或基性火山巖,是下伏基巖紅土化風化殼原地堆積(少數(shù)坡積)的鋁土礦床。鋁土礦與下伏基巖之間有連續(xù)過渡現(xiàn)象,鋁土礦與上覆地層有侵蝕間斷面。其占Ⅰ型礦床儲量的5.2%。
紅土型鋁土礦礦床只有一個亞類,稱漳浦式紅土型鋁土礦床,是第三紀到第四紀玄武巖經(jīng)過近代(第四紀)風化作用形成的鋁土礦床,其儲量很少,僅占中國鋁土礦總儲量的1.17%。
按照廖士范等人的意見,中國鋁土礦礦床可分為古風化殼型鋁土礦礦床和紅土型鋁土礦礦床。中國古風化殼型鋁土礦礦床的形成經(jīng)歷了三個階段。第一階段是陸生階段,是在大氣條件下由風化作風形成含有鋁土礦礦物、粘土礦物、氧化鐵礦物等的殘、坡積富鋁風化殼物質(zhì),例如鈣紅土層、紅土層或紅土鋁土礦,此階段為大氣條件下原地殘積、堆積或異地堆積階段;第二階段是富鋁鈣紅土層、紅土層或紅土鋁土礦為海水(或湖水)淹沒階段,有的立即為海水(或湖水)淹沒,有的則經(jīng)過一定時間的巖化作用以后才為海水(或湖水)淹沒,逐漸深埋地下,經(jīng)過一段時期的成巖后生作用演變改造后形成原始鋁土礦層;第三階段是表生富集階段,是原始鋁土礦層隨地殼抬升到地表淺部后由于地表水或地下水的改造作用,使硅質(zhì)淋失、鋁質(zhì)富集,形成品位較富的有工業(yè)價值的鋁土礦礦床。至于紅土型鋁土礦礦床,一般認為是現(xiàn)代氣候條件下由含鋁巖石經(jīng)風化作用形成的。
我國古風化殼型鋁土礦主要形成于石炭紀。中、晚石炭世的鋁土礦分布在我國北方的山西、河南、河北、山東等省,早石炭世的鋁土礦分布在南方貴州中部地區(qū)。風化殼型鋁土礦的另一個重要成礦期為二疊紀,其中早二疊世鋁土礦主要分布在四川、貴州、云南、湖南、湖北等省,晚二疊世到早三疊世鋁土礦主要分布在廣西、云南、四川、山東、河北、遼寧等省(區(qū))。本類型鋁土礦礦床的形成,都與侵蝕間斷面的古風化殼有關。一般來說,侵蝕間斷時期長的,特別是下伏基巖是碳酸鹽巖或含鋁質(zhì)多也較易風化的基性噴出巖(例如玄武巖),所形成的礦床往往礦石品位富,礦層厚,礦體規(guī)模大。在中國尋找古風化殼型鋁土礦礦床,除注意地層中侵蝕間斷之外,還應注意古地磁的低緯度位置,以及古陸鄰近海洋的附近,因為這些地區(qū)為海洋氣候,潮濕多雨,適宜風化作用的進行。由于中國古風化殼型鋁土礦的形成,經(jīng)歷過“陸生階段”,因此必須研究堆積古殘坡積鈣紅土層、紅土層的低洼地區(qū)的古地理環(huán)境和古地貌,特別是喀斯特溶洞、溶斗發(fā)育規(guī)律、分布方向以及喀斯特高地(無礦地區(qū))的分布規(guī)律,因為礦層的薄厚、礦體規(guī)模的大小受這些因素控制。
具體來說,①修文式碳酸鹽巖古風化殼異地堆積亞型鋁土礦礦床,由于下伏基巖是碳酸鹽巖,因此由風化作用形成的是富鋁鈣紅土殘坡積層,一般說侵蝕間斷時間越長,即風化作用時間越長,由風化作用形成的殘坡積富鋁鈣紅土層越多、越厚,生成的鋁土礦物越多,粘土礦物越少,礦石品位越富,礦層厚度也越大。②新安式碳酸鹽古風化殼原地堆積亞型鋁土礦礦床,這類礦床的鋁土礦直接覆在碳酸鹽巖的喀斯特侵蝕面上,是原地堆積的,許多情況下是堆積在喀斯特溶洞、溶斗中,礦體不長(幾百m),但厚度較大(40~60m)。如果侵蝕間斷時間短暫,一般只形成鈣紅土殘積層,略有遷移搬運現(xiàn)象,這種礦石質(zhì)量雖然稍貧,但礦層穩(wěn)定,厚度變化小。③平果式碳酸鹽巖古風化殼原地堆積-現(xiàn)代喀斯特堆積亞型鋁土礦礦床。這類堆積礦的形成條件主要是:有一定規(guī)模的層狀礦、有適宜的氣候條件、礦層上下要有較厚的石灰?guī)r,以及礦層直接頂、底板粘土頁巖較薄。④遵義式鋁硅酸鹽巖古風化殼原地堆積亞型鋁土礦礦床。這類礦床的成礦規(guī)律是:首先與下伏基巖有過渡現(xiàn)象,與上覆地層有侵蝕間斷面,因此厚度變化大,無礦天窗較多;其次,礦層厚度及礦體規(guī)模大小、礦石品位貧富,取決于成礦時侵蝕間斷時間的長短及下伏基巖的性質(zhì)是否容易風化。如果侵蝕間斷時間長,被侵蝕風化的下伏基巖多數(shù)是細碎屑巖、粘土頁巖,只有一部分是碳酸鹽巖,往往礦層厚、規(guī)模大、礦石品質(zhì)佳,但隨之無礦天窗增多。如果被侵蝕風化的下伏基巖是較易風化的玄武巖,則礦層厚度及礦體規(guī)模可能較大,礦石也可能較富。如果下伏基巖雖然是較易風化的玄武巖,但成礦時侵蝕間斷時間過于短暫,風化作用不徹底,則礦層厚度、礦體規(guī)模及礦石品質(zhì)均難符合理想。
我國現(xiàn)代紅土型鋁土礦主要形成在低緯度地區(qū),如福建、海南及廣東一些地區(qū)。這些地區(qū)天氣炎熱、雨量充沛,又有易于風化的玄武巖,故能形成現(xiàn)代紅土型鋁土礦。至于中國的南沙群島、中沙群島雖然也在低緯度,有形成鋁土礦的氣候,但這些島嶼上升為陸的時間不長,僅1~3萬年,經(jīng)受風化作用的時間短,故難以形成鋁土礦礦床。
1)修文式:又稱碳酸鹽巖古風化殼異地堆積亞型鋁土礦礦床。其成因與碳酸鹽巖喀斯特紅土化古風化殼有關。又由于鋁土礦與下伏碳酸鹽巖基巖之間有數(shù)米厚的湖相鐵礦扁豆體沉積,鋁土礦不是原地堆積的,而是這個已接近干枯的湖泊附近的紅土化風化殼異地遷移來堆積成的。該類礦床以貴州修文縣小山壩鋁土礦礦床較為典型。這是我國最重要的一類鋁土礦,其儲量占本類型(Ⅰ型)的74.76%。
2)新安式:又稱碳酸鹽巖古風化殼原地堆積亞型鋁土礦床,以河南新安張窯院鋁土礦床較為典型。其儲量占本類型(Ⅰ型)的5%。
3)平果式:又稱碳酸鹽古風化殼原地堆積-近代喀斯特堆積亞型鋁土礦床。該礦床的層狀礦之上覆及下伏基巖數(shù)百米厚度范圍以內(nèi)均為石灰?guī)r,經(jīng)過第四紀喀斯特化,石灰?guī)r、鋁土礦石再風化成鈣紅土及鋁土礦石碎塊墜落成堆積礦石。其占古風化殼型鋁土礦總儲量的15.04%。
4)遵義式:又稱鋁硅酸鹽古風化殼原地堆積亞型鋁土礦床,下伏基巖是細碎屑巖或基性火山巖,是下伏基巖紅土化風化殼原地堆積(少數(shù)坡積)的鋁土礦床。鋁土礦與下伏基巖之間有連續(xù)過渡現(xiàn)象,鋁土礦與上覆地層有侵蝕間斷面。其占Ⅰ型礦床儲量的5.2%。
紅土型鋁土礦礦床只有一個亞類,稱漳浦式紅土型鋁土礦床,是第三紀到第四紀玄武巖經(jīng)過近代(第四紀)風化作用形成的鋁土礦床,其儲量很少,僅占中國鋁土礦總儲量的1.17%。
按照廖士范等人的意見,中國鋁土礦礦床可分為古風化殼型鋁土礦礦床和紅土型鋁土礦礦床。中國古風化殼型鋁土礦礦床的形成經(jīng)歷了三個階段。第一階段是陸生階段,是在大氣條件下由風化作風形成含有鋁土礦礦物、粘土礦物、氧化鐵礦物等的殘、坡積富鋁風化殼物質(zhì),例如鈣紅土層、紅土層或紅土鋁土礦,此階段為大氣條件下原地殘積、堆積或異地堆積階段;第二階段是富鋁鈣紅土層、紅土層或紅土鋁土礦為海水(或湖水)淹沒階段,有的立即為海水(或湖水)淹沒,有的則經(jīng)過一定時間的巖化作用以后才為海水(或湖水)淹沒,逐漸深埋地下,經(jīng)過一段時期的成巖后生作用演變改造后形成原始鋁土礦層;第三階段是表生富集階段,是原始鋁土礦層隨地殼抬升到地表淺部后由于地表水或地下水的改造作用,使硅質(zhì)淋失、鋁質(zhì)富集,形成品位較富的有工業(yè)價值的鋁土礦礦床。至于紅土型鋁土礦礦床,一般認為是現(xiàn)代氣候條件下由含鋁巖石經(jīng)風化作用形成的。
我國古風化殼型鋁土礦主要形成于石炭紀。中、晚石炭世的鋁土礦分布在我國北方的山西、河南、河北、山東等省,早石炭世的鋁土礦分布在南方貴州中部地區(qū)。風化殼型鋁土礦的另一個重要成礦期為二疊紀,其中早二疊世鋁土礦主要分布在四川、貴州、云南、湖南、湖北等省,晚二疊世到早三疊世鋁土礦主要分布在廣西、云南、四川、山東、河北、遼寧等省(區(qū))。本類型鋁土礦礦床的形成,都與侵蝕間斷面的古風化殼有關。一般來說,侵蝕間斷時期長的,特別是下伏基巖是碳酸鹽巖或含鋁質(zhì)多也較易風化的基性噴出巖(例如玄武巖),所形成的礦床往往礦石品位富,礦層厚,礦體規(guī)模大。在中國尋找古風化殼型鋁土礦礦床,除注意地層中侵蝕間斷之外,還應注意古地磁的低緯度位置,以及古陸鄰近海洋的附近,因為這些地區(qū)為海洋氣候,潮濕多雨,適宜風化作用的進行。由于中國古風化殼型鋁土礦的形成,經(jīng)歷過“陸生階段”,因此必須研究堆積古殘坡積鈣紅土層、紅土層的低洼地區(qū)的古地理環(huán)境和古地貌,特別是喀斯特溶洞、溶斗發(fā)育規(guī)律、分布方向以及喀斯特高地(無礦地區(qū))的分布規(guī)律,因為礦層的薄厚、礦體規(guī)模的大小受這些因素控制。
具體來說,①修文式碳酸鹽巖古風化殼異地堆積亞型鋁土礦礦床,由于下伏基巖是碳酸鹽巖,因此由風化作用形成的是富鋁鈣紅土殘坡積層,一般說侵蝕間斷時間越長,即風化作用時間越長,由風化作用形成的殘坡積富鋁鈣紅土層越多、越厚,生成的鋁土礦物越多,粘土礦物越少,礦石品位越富,礦層厚度也越大。②新安式碳酸鹽古風化殼原地堆積亞型鋁土礦礦床,這類礦床的鋁土礦直接覆在碳酸鹽巖的喀斯特侵蝕面上,是原地堆積的,許多情況下是堆積在喀斯特溶洞、溶斗中,礦體不長(幾百m),但厚度較大(40~60m)。如果侵蝕間斷時間短暫,一般只形成鈣紅土殘積層,略有遷移搬運現(xiàn)象,這種礦石質(zhì)量雖然稍貧,但礦層穩(wěn)定,厚度變化小。③平果式碳酸鹽巖古風化殼原地堆積-現(xiàn)代喀斯特堆積亞型鋁土礦礦床。這類堆積礦的形成條件主要是:有一定規(guī)模的層狀礦、有適宜的氣候條件、礦層上下要有較厚的石灰?guī)r,以及礦層直接頂、底板粘土頁巖較薄。④遵義式鋁硅酸鹽巖古風化殼原地堆積亞型鋁土礦礦床。這類礦床的成礦規(guī)律是:首先與下伏基巖有過渡現(xiàn)象,與上覆地層有侵蝕間斷面,因此厚度變化大,無礦天窗較多;其次,礦層厚度及礦體規(guī)模大小、礦石品位貧富,取決于成礦時侵蝕間斷時間的長短及下伏基巖的性質(zhì)是否容易風化。如果侵蝕間斷時間長,被侵蝕風化的下伏基巖多數(shù)是細碎屑巖、粘土頁巖,只有一部分是碳酸鹽巖,往往礦層厚、規(guī)模大、礦石品質(zhì)佳,但隨之無礦天窗增多。如果被侵蝕風化的下伏基巖是較易風化的玄武巖,則礦層厚度及礦體規(guī)模可能較大,礦石也可能較富。如果下伏基巖雖然是較易風化的玄武巖,但成礦時侵蝕間斷時間過于短暫,風化作用不徹底,則礦層厚度、礦體規(guī)模及礦石品質(zhì)均難符合理想。
我國現(xiàn)代紅土型鋁土礦主要形成在低緯度地區(qū),如福建、海南及廣東一些地區(qū)。這些地區(qū)天氣炎熱、雨量充沛,又有易于風化的玄武巖,故能形成現(xiàn)代紅土型鋁土礦。至于中國的南沙群島、中沙群島雖然也在低緯度,有形成鋁土礦的氣候,但這些島嶼上升為陸的時間不長,僅1~3萬年,經(jīng)受風化作用的時間短,故難以形成鋁土礦礦床。