广西铝土矿资源丰富, 是中国铝矿重要基地之一, 其矿床类型可分为沉积型和堆积型两类。堆积型铝土矿, 根据成因不同又可分为:崩塌型堆积铝土矿床和红土型堆积铝土矿床两种类型。崩塌型堆积铝土矿床主要分布在桂西, 红土型堆积铝土矿床主要分布于桂南及贵横宾地区。据现有资料分析这类矿床现阶段应该叫“红土型堆积铝土矿床”[1]。龙州铝土矿矿床是产在孤峰波地型岩溶准平原区的松散红土层中由结核状铝土矿石组成的矿体。红土型堆积铝土矿床的分布, 主要受两个因素控制。
第一, 矿源层主要是泥盆系融县组 (D3r) 与石炭系都安组 (C1-2d) 不整合接触面上沉积的铁铝岩。
第二, 地貌是孤峰波地型岩溶准平原。
龙州铝土矿矿床位于右江褶皱系西大明山隆起南缘, 属桂西南铝土矿成矿带。北部与下雷-灵马拗陷相邻, 南部与钦州残余地槽区十万大山断陷带连接, 处于凭祥-东门断裂北盘的龙州-凭祥弧形构造北侧。凭祥-东门区域性断裂对沉积岩相、岩浆活动和矿化作用起到明显的控制作用。
区内出露地层以上古生界泥盆系、石炭系碎屑岩、碳酸盐岩夹基性~酸性火山碎屑岩建造为主, 少量下古生界寒武系复理石碎屑岩建造, 缺失奥陶、志留系。其中泥盆系融县组 (D3r) 与石炭系都安组 (C1-2d) 不整合接触面上沉积的铁铝岩是区内铝土矿的成矿物源。第四系则以岩溶洼地、谷地、坡地及河谷阶地松散碎屑堆积残积、冲积物为主, 残积层是岩溶堆积铝土矿的赋矿层位。
岩浆活动以华力西~印支期海相火山喷发最为强烈, 受北西向那坡断裂带和北东东向凭祥-大黎断裂带控制, 形成多期次的火山岩建造。
铝土矿主要分布在下石炭统-上泥盆统碳酸盐岩为基底的岩溶洼地和坡地上, 矿体间多被峰丛或基岩分布区所分割, 平面上成群分布, 规模较大;平面形态多呈不规则状、树枝状、短轴、长轴状等;产状变化较大, 分布于岩溶坡地上的矿体其倾向与坡向一致;分布于岩溶洼地的矿体, 其产状则随基底地形起伏而起伏。
堆积铝土矿主要分布在离矿源层不远的下石炭统-上泥盆统地层岩溶洼地上;矿源层规模大, 铝、铁含量高, 红土化作用发育的地段, 就会形成储藏量大, 矿石质量好的堆积铝土矿体。含矿洼地规模愈大, 则堆积矿体规模愈大;含矿洼地封闭性较好, 则矿体含矿率较高, 厚度较大;离矿源层愈近, 则矿石块度较大, 矿石质量相对较差;离矿源层愈远, 则矿石块度变小, 磨圆度较好, 矿石质量相对较好。
铝土矿矿层在剖面上一般呈现由上部红色或红黄色粘土层 (厚0~5.1m) 、中部铝土矿层 (厚0.5m~11.7m) 及下部紫红色或杂色粘土层夹有少量铝土矿 (厚0~大于10.7m) 组成, 具三元结构特征。铝土矿层与上下粘土层之间的界线一般比较明显, 上部的红色粘土层在剥蚀强烈的地段, 多数不能保存而使矿层裸露地表;铝土矿层下部粘土层与基岩的接触面多呈凹凸不平, 在石芽发育的地段, 铝土矿与基岩呈直接接触。
铝土矿的空间分布一般受矿源层厚度与岩溶地貌形态的双重控制。一般情况下, 铝土矿多分布在标高307.75m~379.29m, 地势比较宽缓、丘陵化程度又比较低的区域, 既有利于堆积型铝土矿含矿岩系的保存, 又有利于红土化作用的进行, 是铝土矿主要的分布地带。
矿体的规模、大小往往与所在的岩溶洼地及斜坡的展布规模密切相关。单个矿体长一般由数百米至数千米, 宽数十米至数百米, 储量不等, 最大含矿洼地超过1000万t。
矿体的形态受岩溶地形地貌控制, 在平面上多呈条带状、树枝状、短轴状、瘤状及其它不规则状;在剖面上主要呈层状、似层状和透镜体状。矿体产状一般随基底地形而变化。
矿石呈褐红色、黄褐色、青灰色等, 以棱角~次棱角状为主, 少量次圆状, 块径大小不一 (照片1、2) , 常呈块状、结核状、鲕状或豆石状产出。暗淡或土状光泽, 不透明。
化学成分 (%) A l2O32 6.0 9~4 8.0 4, Fe2O32 6.79~46.5 4, Si O23.3 7~24.5 4, A/S1.4~14.26。A l2O3平均42.74, A/S平均7.10。微量元素Ga含量为0.0038~0.009, 平均0.005。
矿石主要化学组分含量的总体变化规律是:Al2O3含量较高, 则铝硅比高;Al2O3含量较低, SiO2含量则较高;Fe2O3的含量随Al2O3含量的增高降低;灼失量较稳定, 变化幅度小。Al2O3品位主要集中于40%~45%区间, 占样品数70.0%, 小于40%或大于45%的样品分别占样品总数26%和4.0%。表明Al2O3在矿体中的分布相对集中、稳定。
矿石结构有砂屑结构、粒屑结构、微晶结构、显微鳞片泥质结构、隐晶质结构等, 矿石构造有无定向和略具定向构造、块状构造、砾状构造等。
铝土矿层主要由粘土和铝土矿角砾碎屑组成, 与上下粘土层在剖面上具三元结构特征, 且界线一般比较清晰。矿石粒度的大小与堆积铝土矿层所处标高有一定的关联, 标高愈高, 矿石粒径则相对较大。矿石粒度相差较大, 一般直径在1cm~30cm, 大者达80cm~100cm, 甚至更大。矿石形态多呈棱角——次棱角状, 其磨园度和分选性差, 为粘土所胶结。矿石角砾碎屑在剖面上为上粗下细, 含矿率也呈上高下低的特点。
笔者通过收集全巷重量四分法所采集的1038个样品分析结果, 对其各粒级净矿石重量进行统计, 结果表明各粒级净矿石重量所占比例分别为:>5cm占8.6%~80.6%;3cm~5cm占4.2%~40%;1cm~3cm占7.8%~38.8%;<1cm占5.4%~21.2%, 平均10.8%。其中>3cm粒级的净矿石总重量占净矿石总重量的12.8%~86.8%。
此外, 靠近矿源层及地势较高的洼地或坡地上的矿体中, >3cm粒级的矿石所占的比例相对较大, 而在远离矿源层及地势较低的洼地的矿体中, >3cm粒级的矿石所占的比例相对较小。
矿体含矿率变化较大, 一般是矿体所在的洼地封闭性越好, 则含矿率较高。矿体中一般是靠近边坡地段及隆起地段含矿率较高, 开阔地带及落水洞附近含矿率较低。垂向上一般是中上部含矿率较高, 顶部及下部含矿率较低。
不同粒级的矿石质量有所差异, 这与矿石中所含Al2O3及SiO2的多少有关。当堆积矿层靠近矿源层或所处地势较高时, 因矿石粒度较大且多, 含矿率常较高, 其氧化程度低, 磨园度较差, 矿石中Al2O3的含量一般较低, SiO2的含量一般较高, 矿石质量相对较低。当矿层离矿源层太远或所处地势较低时, 矿石粒度较小, 如掺杂有泥岩碎屑和粒状铁锰物质, 矿石质量也相对较低。通过收集用全巷重量四分法采集的样品进行分析, 总体上粒级>1cm的矿石质量比单工程矿石平均质量要好, 粒度在3cm~30cm之间的矿石质量相对较好, 其它粒度的矿石质量相对较差。
摘要：文章通过龙州铝土矿矿床产出特征, 对铝土矿矿石质量变化规律进行了分析探讨。
关键词：铝土矿,红土型堆积铝土矿,矿石特征,矿石质量变化规律
[1] 罗寿文.广西风化铝土矿床[S].广西壮族自治区国土厅, 2010.
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