鋁土礦美國地質局
① 美國地質調查局礦產資源調查工作的歷史沿革簡述
事實上，早在1879年成立美國地質調查局之前，美國政府就設置了專門的礦產資源工程。對礦產資源遠景潛力和礦產生產信息的需求，正是促成組建美國地質調查局的原因之一。20世紀，美國需要對大片聯邦公共土地內的礦產資源遠景潛力進行調查，為此，MRP的科學家不斷研發、驗證和改進支持管理者做出對聯邦公共土地利用決策的手段。手段和技術的改進使美國地質調查局在21世紀仍然在礦產資源遠景評價方面處於世界領先地位。
在1879年美國地質調查局成立的前13年，美國國會就授權美國財政部收集西部諸州金和銀礦山的信息。後來這項職能就交給了1879年成立的地質調查局的礦產統計處（項目本身擴展到全美國及全部的礦種）。1925年，此項職能交給了新成立的美國內政部礦業局。1995年美國撤銷礦業局，但這項職能不僅沒有取消反而進一步強化，重新回到了調整後的美國地質調查局。
美國地質調查局從1879年成立以來一直負責提供礦產資源信息。國會認識到礦產資源的重要性，於是在地調局組織法中責成美國地質調查局「對公共土地進行分類，分析調查全國地質構造、礦產資源及製作產品提供服務」。美國地質調查局首任局長Clarence King所面臨的首要任務是找金（著眼點是美國的經濟和貨幣政策）和找鋼鐵工業發展的原材料（著眼點是加速工業化進程）。這樣，美國地質調查局剛開始的工作就是在19世紀中期淘金熱的背景下加速對全國金礦資源的評價。
最初，美國地質調查局工作的重點是礦床地質，包括對3個重要金礦區（科羅拉多的Leadville礦區，內華達州的Comstock礦區及Eureka礦區）進行綜合研究。當時，3個金礦區均面臨各自的問題，美國地質調查局的工作幫助這些礦區解決了問題並維持3個礦區在整個19世紀末的繁榮。美國地質調查局的研究還指導了探礦人到哪裡尋找新的金礦並幫助投資者評價金礦床。
美國地質調查局成立兩年後，對3個礦區研究的成功，促成國會決定擴大美國地質調查局的職能，從聯邦公共土地拓展到美國所在地。此後，美國地質調查局的科研工作重點是評價「未發現的礦床」。
Clarence King很早就認識到礦產統計對美國經濟的重要性。19世紀70年代末加州汞礦的關閉加速了喬治亞州金礦的關閉（當時用汞找金），這使King開始研究礦產與信息之間的關聯性，但King不僅關注礦產生產等信息，還特別強調樣本位置、地質背景、環境影響等多方面的信息，這奠定了美國地質調查局礦產資源信息工作的基礎。
阿拉斯加的礦產遠景調查是美國地質調查局發展的第二個里程碑。阿拉斯加地區是1867年美國用720萬美元從俄國買來的，但長期以來實際上是被遺忘的。1895年，國會撥款5000萬美元調查阿拉斯加的金礦和煤礦，1898年就在Klondikc地區發現了富的大金礦，引起一輪找金熱。隨後幾年，美國地質調查局在阿拉斯加的重點是評價砂金。1904年國會擴大了對美國地質調查局的授權，全面調查阿拉斯加的各種資源，並與加拿大育空地區及不列顛哥倫比亞省開展對比研究。美國地質調查局對阿拉斯加的這一輪調查一直持續到第二次世界大戰（以下簡稱二戰）初，極大地推進了這一荒原地區的發展。
第一次世界大戰對戰略礦產資源的需求導致的美國戰略礦產調查評價是美國地質調查局發展的第3個重大里程碑。1914年，第一次世界大戰在歐洲爆發，多數美國人認為戰爭會很快結束並且不會對美國人生活產生影響。盡管開始美國並沒有參戰，但政府仍命令美國地質調查局對關鍵和戰略性礦產進行調查。調查確定了美國供應不足的5種礦產品：錫、鎳、鉑、硝酸鹽、鉀。隨著戰事的擴大，正常貿易中斷，盟軍主要依靠美國的鋼、銅和炸葯。戰爭開始兩年後，美國大多數礦產已明顯不能滿足需求。到1917年美國參戰時，確保資源的供應已成為政府最優先的政策考慮，要求美國地質調查局的科學家全力開展戰略礦產調查評價，並且美國政府把美國地質調查局的科學家派往加勒比地區、中美洲和南美洲，廣泛收集戰略礦產信息。
第一次世界大戰後，美國更加重視確保戰略礦產供應的問題，1938年，公共工程管理局的基金支持美國地質調查局進行戰略礦產調查。1939年美國通過戰略礦產法律，明確對戰略礦產調查評價的預算和撥款。開始時重點主要是國內戰略資源的遠景調查評價，1941年珍珠港事件後，美國地質調查局在國務院和經濟福利局的指導下將調查的范圍拓展到中美洲、南美洲和加勒比地區。從二戰結束一直到冷戰結束，戰略礦產調查評價都是美國地質調查局工作的重點。
勘查地球化學、地球物理技術及遙感，極大程度地推進了美國地質調查局的礦產遠景調查工作。從一開始，美國地質調查局就廣泛運用分析化學手段確定地球化學元素的分布及其相對豐度。在地表礦尚比較豐富的初始年代，地球化學方法非常有效。1880年美國地質調查局就組建了第一個化學實驗室，20世紀初就開始廣泛使用「移動式」化學實驗室。在二戰快結束時，美國地質調查局與加拿大地質調查局合作，研發了尋找隱伏礦的地球化學方法。
隨著礦產資源需求的增加，美國地質調查局開始與美國海軍部合作，研發了礦產資源遠景調查評價的地球物理方法，特別是航磁調查。1945年開始了第一個航次的航空磁性調查。遙感在礦產遠景調查評價中的應用是美國地質調查局與美國宇航局（NASA）在20世紀70年代末合作的結果。此外，開始向紅外、近紅外、熱頻譜、定量化、高解析度等多個方向發展。
第二次世界大戰結束後，盡管對戰略性礦產資源調查評價仍高度重視，但美國地質調查局的重點開始轉型：重點工作轉變為「評價聯邦土地內未發現礦產資源的潛力」。盡管此前美國地質調查局的科學家長期以來在已經礦化區開展工作並在許多特定地區開展了礦產資源潛力評價，但在更大尺度及研究程度不高的地區系統開展未發現礦產資源的調查評價，仍然是一個巨大的挑戰，所以必須研發新的技術、手段和方法。1964年的荒原法將910萬英畝的國家森林地劃入國家荒原保護區系統，法律要求美國地質調查局率先開展這些地區的礦產遠景調查。隨後的立法又大幅度擴展了調查評價的范圍。
20世紀60年代開展了對整個阿拉斯加地區的礦產遠景調查（AMRAP），這是一個重要的多學科計劃並且取得了巨大的成功。
1977年，阿拉斯加資源評價的成功模式開始推廣到本土48個州，美國地質調查局開始執行全美礦產資源評價工程（CUSMAP）。20世紀80年代末和90年代初開始提出了一系列的定量評價模型。1998年，美國地質調查局首次發布了全國未發現金、銀、銅、鉛、鋅礦產資源的評價結果。沒有評價鐵礦石和鋁土礦，是因為這兩種資源的全球儲量非常豐富。來自礦產資源工程的19個區域評價小組開展了「全國礦產評價」。1999年，礦產資源評價工程的科學家就著手開展「全球礦產資源評價」的可行性研究，第一階段的重點是銅、鉑族金屬和鉀。
1995年美國地質調查局調整，此後著手進行「礦產資源工程」和「能源資源工程」兩個項目（後文具體介紹）。
② 河南鋁土礦的發現及早期貧鋁礦勘查
河南鋁土礦最早由地質學家馮景蘭、張伯聲教授發現。1950年6月,應河南地質調查所邀請,馮景蘭、張伯聲教授和河南地質調查所共同組成豫西普查隊。他們從澠池縣觀音堂出發,沿隴海鐵路進行路線地質調查和1:50000地質草測。首先在鞏縣小關、涉村等地的石炭系中發現了鋁土礦。經初步踏勘,認為鋁土礦分布范圍廣,蘊藏量豐富,值得詳加研究。1952年9月,中南地質調查所曹世祿、黎盛斯、謝恩澤等對該區鋁土礦作了進一步的地質調查。
河南鋁土礦大規模地質勘查工作始於1953年,當時主要工作地區在河南省鞏縣一帶。1953~1954年,華北地質公司第三地質隊首先對鞏縣大峪溝耐火粘土礦進行了勘探。隨後中南地質局417隊(鞏縣地質隊,豫04隊)於1954~1959年先後對鞏縣竹林溝、茶店、鍾嶺、水頭、涉村等五個鋁土礦區進行了勘探工作。此後,國內外許多著名地質學家紛至沓來,並就河南鋁土礦床的礦床特徵、物質成分、地質成因等發表論文進行熱烈討論,形成河南鋁土礦地質勘查和科學研究的第一個高潮。
1955年,中南地質局與北京地質學院師生70餘人在豫西地區進行1:50000地質測量時,發現了澠池、新安一帶鋁土礦。在群眾報礦的基礎上,又相繼在登封、新密、禹州等地發現了鋁土礦。
1958年,河南省地質局豫04隊開始對新安鋁土礦進行地質勘查工作,於1960年1月提交了新安縣竹園-狂口黃鐵礦、鋁土礦礦區地質報告。同年,河南省冶金工業廳地質勘探公司第四隊提交了「新安縣郁山高鋁粘土礦區地質勘探報告」。
1958年10月,河南省地質局鞏縣地質隊、鄭州地質學校、北京地質學院等單位,在對登封鋁土礦進行地質調查和礦點踏勘後,於同年12月提交了登封鋁土礦普查報告,確定登封鋁土礦帶呈東西向分布,長達52km,這項工作為登封地區鋁土礦地質勘查及科學研究的開端。河南省地質局登封地質隊(現河南省區調隊)在普查山西式鐵礦的同時,也於1958年12月對登封庄頭、鄭庄鋁土礦進行了礦點檢查,並於1959年4月提交了地質普查報告。
1961年5月,河南省地質局登封地質隊又在登封大冶、三里灣、煙坡溝和密縣南陽崗一帶進行了鋁土礦礦點檢查工作,並於同年6月提交了山西式鐵礦和鋁土礦普查報告、7月提交了密縣南陽崗鋁土礦普查報告。
與此同時,北京地質學院實習隊還對禹縣北部的玩花台—扒村一帶和禹縣西南部的朱屯、神後、陳庄、磨街一帶的山西式鐵礦和鋁土礦進行礦點檢查。在此基礎上,禹縣地質隊於1960年提交了「扒村-玩花台礦區鐵礦普查報告」。報告對該區伴生鋁土礦儲量作了初步計算。
從20世紀50年代到60年代初,共計探明鋁(粘)土礦產地7處(大型二處,中型三處,小型二處),探獲資源儲量9570.8萬t;耐火粘土礦產地3處(大型一處,中型二處)。各鋁土礦礦床鋁硅比值在3.5~5.1之間,大多屬貧鋁礦。
③ 河南鋁土礦含礦岩系的時代歸屬
現在地質界一般把石炭系二分,並將本溪組地質時代劃歸晚石炭世(吳國炎等,1996;孟祥化等,2002)。
河南鋁土礦含礦岩系中發現的化石以植物化石為主,動物化石極少。這些化石主要存在於兩個層位中:一是鋁土礦與下層鐵質粘土岩之間的薄層粘土礦或碳質頁岩中,二是鋁土礦與頂部煤線以下的薄層鋁土礦或粘土礦層。前者以產真蕨綱和裸子蕨綱植物化石為主,後者以產石松綱植物化石為主。鋁土礦層尤其是厚層緻密狀鋁土礦層中極少發現動植物化石。
在河南鋁土礦含礦岩系中發現的重要晚石炭世化石有:
1953年,北京地質學院顧榮華等最早在鞏義小關地區鋁土礦之下的鋁土頁岩中發現 Lepidodendron qulus-elisf,Strigmaria ficoides,Alethopteris等植物化石。
1956年,業冶錚等在同一層位中也發現了上述化石,並認為這些化石是晚石炭世大量出現的華夏植物群的重要種屬。
山西省地質局區測隊在開展1:20萬洛陽幅區域地質調查時,在沁陽雲台山相當層位中發現了Neuropteris gigantea和Lino ptersi brongniarti。
1964年,河南省地質局區測隊及河南省煤田地質勘探公司127隊,在鶴壁市大峪村本溪組鋁頁岩上部的灰岩中採到Fusulina,Fululinella,Pseudostoeflla等化石,並在上述化石層位之下發現了Lepidodendron oculusfeisl等植物化石。
1979年,河南省地質局區測隊二分隊在澠池縣坻塢本溪組上部鋁土礦層中的鋁土頁岩中採到Conchophyllum richthofenii,pShenophyllum Alloiopteris,pShenopteris,-Alethopteris等植物化石。
1979~1980年,河南冶金地質勘探公司科研室崔亳、吳國炎等在澠池縣坻塢河東采場鋁土礦層位中發現了豐富的植物化石。其中的Sphonopteris parabaenmleri見於陝西草涼驛群,屬維斯發期,為歐美植物群晚石炭世的標准化石。
1983~1984年,河南省地質局第二地質調查隊和河南省地礦局科研所在博愛縣黃嶺地區上石炭統粘土岩的下部層位中發現較豐富半鹹水雙殼類化石Naiaite-Edmondia amcene組合帶及半鹹水介形類Menner-Acratie組合,認為這一化石組合是區內最早的化石組合。在其上還採到了基本上為正常海的雙殼類生物組合,Astartella aden ticuattaorticus schizos-Aviculopecten及介形類組合帶。共生的還有狹鹽分的網格長身貝類。
1983年,河南省地質局第二地質調查隊在登封費庄ZK1613鑽孔本溪組內兩層鋁土礦間所夾的碳質頁岩中採到Conchophyllum richthoefnii,Sphenopteris,Pecopteris Cladophlebis,Lobatannularia等植物化石,時代屬晚石炭世。同年,該隊耿國勝等在登封大冶石門嘴鋁土礦之上的薄層狀鋁土礦中採到Lepidodendrom posthumii,L.szeianum, .Loculus-flies等華夏植物群的標准化石。
④ 鋁土礦勘查規劃應著力解決的問題
當前,河南省鋁工業正繼續快速發展,但鋁土礦勘查卻面臨一些突出的問題,如不加以解決,將會制專約全省鋁工業的進一步健屬康穩定發展。
1)現已查明的鋁土礦資源儲量中,還有相當一部分為資源量,勘查程度較低,可信度不高,有待於盡快提高勘查工作程度。
2)一方面,作為支撐全省鋁工業的鋁土礦資源及鋁土礦勘查基地緊缺;另一方面,一些煤礦的采礦權設置與鋁土礦重疊(上煤下鋁),大面積煤下隱伏鋁土礦因政策限制及企業之間協調較難等因素而不能得到有效勘查。
3)鋁土礦資源整合工作沒完全到位,存在的主要問題有:一是部分取得鋁土礦資源的氧化鋁企業目前主要在當地收購民采礦石,對勘查投入的積極性不高;二是礦權轉讓過程因各種因素影響而進度緩慢,礦區各種責任不清,管理秩序混亂、亂采濫挖、占而不探等問題嚴重影響了勘查投入和礦產資源的有效利用。
4)國有地勘單位擁有的省內鋁土礦勘查基地已全部整合給省指定的鋁工業企業,新登記鋁土礦探礦權的資格已被取消。沒有了探礦權,也就沒有了申報政府地質基金項目及開展地質勘查工作的基地和前提,在一定程度上制約了國有地勘單位開展鋁土礦勘查工作(朱東暉,2008)。
⑤ 鋁土礦的地質特徵及形成環境
鋁是地抄殼中分布最廣泛的元素之一，襲屬親石親氧元素。鋁在自然界中多成氧化物、氫氧化物和含氧的鋁硅酸鹽存在，極少發現鋁的自然金屬。目前，已知的國內外工業鋁土礦多是在表生條件下形成的。在表生條件下鋁土礦的生成主要有兩種形式：即風化-殘積(余)成礦(紅土成礦)和風化-搬運-沉積成礦或風化-改造-再沉積成礦(沉積成礦)。風化-殘積(余)成礦是含鋁母岩在濕熱氣候條件下，具排泄良好的有利地形(如殘丘、低山和台地)，由於水、CO2和生物等的風化分解作用，母岩中易溶物質K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出，活動性小的物質Al、Fe、Ti殘留原地形成紅土型鋁土礦。風化-搬運-沉積成礦是含鋁岩石、紅土風化殼或已形成的紅土礦床，在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有機酸)等作用下，經機械的或化學的風化、剝蝕、搬運等物理、化學改造作用，於山坡凹地、谷地、近海湖盆地或濱海潟湖、局限海盆內形成鋁土礦，在水介質環境中形成沉積鋁土礦。
⑥ 支建鋁土礦
陝縣支建鋁土礦區是河南省最早發現的大型富鋁礦床之一,勘查程度達勘探,探明儲量達2357多萬t,位於河南省陝縣境內,屬王家後、柴窪兩鄉管轄。礦區東起劉家山,西止廟前後窯,北到張上斷層,南抵鹿馬斷層,呈北東-南西向展布。含礦岩系為上石炭統本溪組,鋁土礦體賦存在含礦岩系的中段,分布在扣門山斷層以西、陝縣斷陷盆地北緣,受北東向的煤窯溝正斷層和扣門山正斷層控制。
支建鋁土礦位於陝縣-澠池-新安鋁土礦成礦區西部七里溝-焦地成礦帶的西礦帶,大地構造上位於中朝准地台南部、華熊台隆坳陷的澠池-確山陷褶束的西北部。
6.8.1.1含礦岩系特徵
礦區內地層均呈單斜產出,傾向140°,傾角10°~20°,局部產狀有所變化,尤其在斷層附近,產狀變陡。
含礦岩系的基底地層為奧陶系中統馬家溝組(O2m),厚20~50m。馬家溝組下部為青灰色灰岩,呈厚層狀,有時夾角礫狀灰岩、薄層泥質灰岩;上部為白雲質灰岩,呈淺灰白-青灰色薄層狀產出;頂部常殘存厚約0~2m的古風化殼,呈黃褐色,凸凹不平,形態各異,對鋁土礦的形態起著重要的控製作用。
含礦岩繫上石炭統本溪組(C2b),一般厚20~30m,最大達60餘m,可分為下、中、上三個岩段,鋁土礦賦存在中段。
下段(C2b1):鐵質頁岩,在含礦岩系的中下部和底部,在礦區北中部呈灰黃、紅褐色等雜色,含鐵質較高,具有頁理。有粘土質、砂質及氧化鐵質組成,個別處夾有山西式鐵礦小扁豆體或透鏡體。向南逐步相變為菱鐵頁岩和黃鐵頁岩。本層為礦層底板,厚0.25~49.36m,平均5.96m,厚度變化較大,與下伏地層假整合接觸。
中段(C2b2):鋁土礦層,在含礦岩系的中上部,主要由鋁土礦和粘土礦組成。局部夾有粘土礦級外品和粘土頁岩。鋁土礦主要為灰色,局部稍帶白、黃、褐色,呈層狀或似層狀產出,厚0.5~22.8m,平均5.96m。鋁土礦和粘土礦的厚度變化互為消長關系,相變明顯。
上段(C2b3):粘土頁岩,在含礦岩系的頂部或上部,常為灰白色、灰黃色,局部相變為碳質頁岩或煤線(層),顯頁理,性軟,易風化破碎,厚0.05~13.33m,一般1m左右,厚度變化較大。
6.8.1.2礦體特徵
根據構造分割和鋁土礦礦體賦存特徵,本區可分為瓦查坡、香草窪和鵓鴣堂三個礦段,其中工業礦體賦存在前兩個礦段上。鵓鴣堂礦段各項工程揭露顯示,該礦段含礦岩系較薄,淺部受剝蝕,礦體基本無殘留。瓦查坡和香草窪礦體主要特徵如表6.10所示。
瓦查坡礦段礦層顯著特點是Fe2O3質量分數較低,一般為1%~3%;而香草窪礦段礦層Fe2O3質量分數普遍較高,達3%~7%。
表6.10 支建鋁土礦礦體主要特徵表
6.8.1.3礦石特徵
(1)礦物成分
礦石主要由一水硬鋁石、高嶺石組成,次為伊利石,微量礦物有葉綠泥石、赤鐵礦、針鐵礦、銳鈦礦、金紅石、埃洛石、電氣石、鋯英石、方解石、石英等。
(2)礦石結構、構造特徵
按礦物的結晶特徵劃分,礦石多呈他形柱狀晶粒結構、自形或半自形晶粒結構、泥晶或隱晶質結構等;按礦物顆粒形態劃分,礦石呈礫屑狀、砂(粒)狀、蜂窩狀、豆鮞狀和緻密狀結構。其中礫屑狀結構主要分布在鋁土礦層的上部和下部,其他部分少見;砂(粒)狀結構主要分布在鋁土礦層中部,尤其在礦體埋深的淺中部區域發育;蜂窩狀結構主要分布在鋁土礦層的中下部;豆鮞狀結構分布在鋁土礦層頂部和下部為主;緻密狀結構主要分布在鋁土礦層的頂部和底部。
礦石主要構造類型為塊狀、半定向或定向層狀構造。
(3)礦石化學成分特徵
鋁土礦化學成分主要有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、S、CaO、MgO、K2O、Na2O等,伴生組分有Ga等20種元素。主要化學成分特徵介紹如下:
Al2O3:全區質量分數43.81%~77.72%,平均67.18%;瓦查坡礦段質量分數為46.14%~77.72%,平均68.59%,品位變化系數8.6%;香草窪礦段質量分數為43.81%~75.10%,平均64.29%,品位變化系數10.8%。礦石品位與礦石類型、礦體厚度關系密切,即礦體厚度大,Al2O3質量分數高,而SiO2質量分數低;反之礦體薄,則Al2O3質量分數低,SiO2質量分數高。Al2O3質量分數在水平方向上不論走向或傾向均呈跳躍式變化;垂向上頂、底部Al2O3質量分數低,而SiO2質量分數高;中部則Al2O3質量分數高,而SiO2質量分數低,呈反向關系。
SiO2:全區質量分數2.11%~22.60%,平均9.70%;瓦查坡礦段質量分數為2.11%~22.60%,平均10.18%,品位變化系數42.7%;香草窪礦段質量分數為3.10%~21.06%,平均8.72%,品位變化系數49.5%。在水平方向SiO2質量分數呈跳躍式變化,在鋁土礦礦層頂、底部SiO2質量分數高而中部低。
F2eO3:鐵質礦物本區主要是赤鐵礦、針鐵礦,次為黃鐵礦、菱鐵礦等,分布不均勻。全區質量分數0.50%~26.02%,平均4.00%;瓦查坡礦段質量分數為0.50%~22.19%,平均2.18%,品位變化系數115.1%;香草窪礦段質量分數為1.06%~26.01%,平均7.73%,品位變化系數89.3%。瓦查坡礦段Fe2O3質量分數普遍較低,一般在1~5%之間,香草窪礦段Fe2O3質量分數普遍較高,一般在6%~15%之間。水平方向呈跳躍式變化,在垂直方向上,一般是礦層上部含鐵低,而下部含鐵較高。
S:主要產於黃鐵礦中,分布不均勻。S質量分數一般在0.022%~0.669%之間,部分工程見到S質量分數高於0.7%的樣品,主要分布在兩個礦段的南部。即整個礦區由北向南,S的質量分數有由低變高的趨勢。
TiO2:主要產於銳鈦礦和金紅石中,部分呈類質同象分散在一水硬鋁石中,質量分數穩定,1.84%~4.92%,平均3.03%,在水平方向呈微弱跳躍式變化,在垂直方向上變化波動不大。
鋁硅比值:衡量鋁土礦石的主要指標之一,反映Al2O3與SiO2的綜合變化特徵。鋁硅比值從2.3~36.8之間變化,平均6.9;瓦查坡礦段2.2~36.8,平均6.7,變化系數67.9%;香草窪礦段2.4~22.9,平均7.4,變化系數59.4%。在走向、傾向上呈跳躍式變化;在垂直方向上,一般頂、底部礦石鋁硅比值較低,礦體中部鋁硅比值非常高。
不同類型礦石的化學成分不一樣,支建鋁土礦區礫屑狀、砂(粒)狀、蜂窩狀、緻密狀和豆鮞狀等不同類型礦石的平均化學成分如表6.11所示。
從表6.11可以看出,就Al2O3質量分數來說,砂(粒)狀和蜂窩狀礦石>礫屑狀和豆鮞狀礦石>緻密狀礦石。據統計,砂(粒)狀和蜂窩狀礦石主要分布在礦層的中部,礫屑狀和豆鮞狀礦石主要分布在礦層的上部和下部,緻密狀礦石則主要分布在礦層的底部和頂部。但是各礦石類型並無明顯分界,一般呈過渡關系或者呈復合關系。
表6.11 各礦石類型主要化學成分質量分數表
6.8.1.4成礦作用
礦區位於中條古陸與秦嶺-大別古陸構成的三門峽-澠池-新安海盆的西北緣,區內受加里東運動的影響,從中奧陶世未至下石炭世,為一漫長的剝蝕間斷期。這期間中奧陶統灰岩遭受地表水長期沖刷、溶蝕,形成了準平原地形及岩溶窪地,到晚石炭世地殼開始下沉,以小幅度的震盪運動為主,海水時進時退,海侵平靜而緩慢,形成海灣潟湖環境,具備了對成礦有利的古地理條件。
在礦區東北側為北段村穹窿,南側為熊耳山隆起區,兩地均大面積出露中元古界中性火山岩。這些鋁硅酸鹽岩,經歷長期風化剝蝕及地表水分解,形成脫硅、脫硫、富鐵、富鋁的殘積物,然後經海侵及地表水流的沖刷,使富鋁殘積物破壞解體,以機械碎屑及膠體溶液形式被搬運到海盆邊緣。富鋁碎屑物再經水化學分解成膠體狀態的含氫氧化鋁水溶液,其後以膠體化學沉澱為主,生成早期鋁土礦。此外基底灰岩經化學分析,Al2O3質量分數為1.56%~1.87%,也是鋁土礦形成物質的潛在來源之一。
區內O2m灰岩剝蝕面,主要受地表水的垂直滲漏及溶蝕作用的影響,逐漸形成岩溶窪地和漏斗狀溶坑,是成礦有利地形。當礦區兩側古隆起區的含礦溶液不斷地流入剝蝕區充滿窪地後,即形成半封閉的渦流區或處於靜止狀態,這期間基底灰岩中的富鹼性溶液經常補充到具有酸性的含鋁溶液內,使酸性溶液變成中性時,則開始沉積鋁土礦。因此岩溶發育地段是成礦的有利地形。
古陸上中性火山岩和富鋁硅酸鹽岩,經過漫長的風化、剝蝕以及地表水解,形成富鋁硅鐵質的殘積物,和部分基底岩石風化產物聚合在一起,在岩溶有利地形堆積形成鐵質頁岩層位,在岩溶高凸部位,沒有沉積C2b1鐵質頁岩。
在C2b1鐵質頁岩沉積的同時,也遭受風化、剝蝕遷移的影響,起到填平補齊的作用。
其後,從古陸帶來大量富鋁、硅、鐵質殘積物和就地基底岩石風化物,以及部分C2b1沉積物的參與,在岩溶發育的地區,在C2b1鐵質頁岩之上,堆積、沉積了鋁土礦、耐火粘土層位C2b2。在物質來源豐富,而且鋁質非常高時,則沉積鋁土礦;在物質來源貧寡且硅質和鐵質與鋁質物相差不多時,則沉積了耐火粘土層。砂(粒)狀礦石礦物成分簡單,表明物質來源單一,經過水流沖洗、篩選,有搬運遷移的特點。豆鮞狀、緻密狀礦石,表明物質來源不足,局部有膠體沉積(如膠狀),沉積物中鋁質物相對較少,而硅質明顯增高,形成貧礦或中等礦。
在堆積、沉積鋁土礦的同時,也遭受到風化、剝蝕、破壞、水流搬運、重新膠結,乃至季節的影響,造成復雜成因的礫屑狀礦石。鋁土礦層,顯示了正粒序、遞變層理的韻律性。
局部因為物質來源不充足,加之北處地勢高凸,沒有沉積鋁土礦,僅沉積了耐火粘土。一般在岩溶開闊的地域,容易沉積了耐火粘土和鋁土礦,特別是岩溶低窪處,沉積鋁土礦厚達15~22.8m,有時還伴有耐火粘土沉積。
鋁(粘)土礦形成經歷漫長的地質階段,隨後也遭受到風化、剝蝕的影響。在晚石炭世時,在鋁(粘)土礦層的上部,接受了C2b3一層粘土頁岩的沉積,有時相變碳質頁岩和煤線,產植物化石豐富。此層層位穩定,厚度薄(0.05~13.33m)。C2b3粘土頁岩的沉積對鋁(粘)土礦層來說,起到了保護遮擋作用,使礦層不再遭受破壞,有利鋁土礦、耐火粘土壓實、聚集、富化。
從C2b3粘土頁岩沉積條件、環境及化石來看,屬於濱海潟湖相沉積型鋁土礦床。
6.8.1.5成礦要素
根據支建鋁土礦典型礦床研究,歸納總結出該典型礦床成礦要素如表6.12。
表6.12 支建鋁土礦床成礦要素表
6.8.1.6成礦模式
通過收集分析支建鋁土礦床區資料,進行綜合研究,分析成礦地質背景,認為該區古風化殼型鋁土礦的形成受三門峽-澠池-新安海盆的控制。晚石炭世地殼小幅度的震盪運動,導致海水時進時退,海侵平靜而緩慢,形成海灣潟湖環境。
通過前文對支建鋁土礦床含礦岩系特徵、礦體特徵、礦石特徵和成礦作用等的綜合研究,在成礦要素研究分析的基礎之上,選擇支建礦區岩相從剝蝕區—殘積帶—沖刷堆積帶—海灣潟湖相的變化剖面進行成礦模式研究:①在剖面上選擇代表不同亞相、不同位置、不同礦體厚度、含礦岩系厚度的探礦工程;②仔細研究比對探礦工程柱狀圖,突出岩性組合、礦體、頂底板;③把各工程柱狀圖從剝蝕區—殘積帶—沖刷堆積帶—海灣潟湖相的方向排在一起,並把各柱狀圖連接起來;④在剖面上標明水平方向和垂直方向的分帶情況;⑤在水平分帶上說明各分帶沉積作用的特點及岩性組合的區別;⑥在垂直分帶上說明沉積基底對含礦岩系分布的控制和岩性組合的區別。
經綜合研究,支建鋁土礦床成礦模式如圖6.3所示。支建鋁土礦床為古風化殼沉積型礦床,含礦岩系為晚石炭統本溪組,沉積環境為海灣潟湖相,成礦控制因素主要有層位(時代)、基底、構造及古構造、古地貌、古氣候和古地理環境、次生作用等。
圖6.3 支建沉積型鋁土礦成礦模式圖
⑦ （二）鋁土礦地質勘查規范
1.新規范的主要特點
一是具有適應性。隨著我國礦業權市場的興起及鋁工業的快速發展，在市場機制的配置下，鋁土礦預查、普查、詳查等階段的地質勘查工作越來越多，新規范更具有適應社會主義市場經濟對鋁土礦勘查工作客觀要求的屬性。
二是具有繼承性。原規范，除第十三條各級儲量比例、第二十三條儲量分類、第二十四條儲量分級和級別條件、附錄二工業品位、邊界品位的經驗回歸方程，未並入新規范外，其餘絕大部分內容均被新規范所繼承，具有顯著的繼承性。
三是具有創新性。新規范將勘查類型的劃分與判別引入了「類型系數」的新概念，使其礦床勘查類型的選擇，可用量化判別標准。經對以往勘查的58個鋁土礦和菱鎂礦床進行驗證，勘查類型的劃分與判別之符合率達95%，說明該新規范試用的類型系數與量化判別標准具有創新價值。
四是具有實用性。新規范的資源量儲量分類及類型條件與估算，體現了經濟意義與可行性評價工作及地質可靠程度的有機結合，突出了經濟意義，體現其實用性更強。
五是具有可操作性。新規范對每個勘查階段均按地質研究、礦石質量研究、礦石加工技術條件研究、礦床開采技術條件研究和綜合勘查、綜合評價及控製程度等方面提出具體要求，可以為礦業權人對不同層次鋁土礦勘查成果提供服務，使新規范更具有可操作性。
2.規范修訂前後內容對比
規范修訂前後在內容上有較大區別，具體見表5。
表5 鋁土礦新規范與原規范內容對比表
續表
續表
3.幾點說明
1）新規范的資源儲量估算示意圖。以沉積型鋁土礦床第Ⅰ勘查類型為例說明（圖8）。
2）對礦體外推規則和地質可靠程度外推原則的說明。礦體的外推規則，應充分考慮礦體形態、產狀的地質規律。在有充分論據（根據一定數量的工程，有統計數據）的條件下，當礦體長度與厚度是正相關關系時，可按其規律，科學確定外推長度。當無規律可循時，一般按（地質可靠程度高的）勘查工程間距的1/4平推（下鄰地質可靠程度低的）（以下簡稱 1/4 間距平推）。1/4間距平推又可分為 1/4 間距板狀平推、1/4 間距尖狀平推二類。當沿礦體傾向的勘探線上相鄰有礦工程為2個以上時，板狀平推為矩形：以邊緣有礦工程（點位）為基點，沿傾向1/4間距為其寬，沿走向1/2間距為其長。尖狀平推為等腰三角形：以邊緣有礦工程（點位）為基點，沿傾向1/4間距為其高，沿走向1/2間距為其底。當有礦工程為1個時，應以該工程為基點，沿礦體走向勘探線為對稱基線，（按礦床勘查類型）沿礦體傾向對稱地進行1/4間距板狀平推或1/4間距尖狀平推。對於第Ⅰ勘查類型的礦體，一般採用1/4間距板狀平推；對於第Ⅱ勘查類型的礦體，一般採用1/4間距板狀平推或1/4間距尖狀平推；對於第Ⅲ勘查類型的礦體，一般採用1/4間距尖狀平推。地質可靠程度外推原則：可按上述礦體外推規則，地質可靠程度高的（資源儲量）塊段，（外）平推下鄰（地質可靠程度）低的（資源儲量）塊段邊界，如探明的可平推控制的，控制的可平推推斷的。但是，由推斷的資源量（333）塊段外推預測資源量（334?）的大致分布范圍，不應拘泥於上述礦體外推規則，而要考慮鋁土礦含礦層位及露頭線延伸狀態、推斷的鋁土礦資源量（333）、工程間距放稀1～2倍等綜合因素，初步外推其分布范圍。
圖8 資源/儲量估算示意平面圖
3）工業指標中最低工業品位的說明。近幾年，A/S≥7、Al2O3≥62%的富礦，市場對其需求越來越大（氧化鋁生產企業消耗富礦，追求微觀經濟效益），保有基礎儲量越來越少。為此，氧化鋁工業生產開始採用選礦拜爾法、石灰拜爾法等新工藝，一般要求鋁土礦品位A/S≥5，Al2O3≥62%。新規范繼承了原規范鋁土礦的一般塊段最低工業品位：A/S≥3.5（露采）、A/S≥3.8（坑采），但具有偏低的傾向。鋁土礦塊段最低工業品位的論證，應結合每個礦區的實際情況進行。進行詳查及勘探地質工作的鋁土礦區，應納入（預）可行性研究工作內容。
4）關於大厚度（大於礦體平均厚度的3倍）工程處理的說明。經鋁土礦勘查實踐表明，單個大厚度工程出現的概率較大。為此，一般按上述礦體外推規則（當有礦工程為1個時……），據礦床不同勘查類型，進行1/4間距板狀（對稱）平推或1/4間距尖狀（對稱）平推，以此單圈大厚度工程塊段。如果出現2個以上相鄰的大厚度工程，可按最近地區法，圈聯大厚度工程塊段。
⑧ 鋁土礦的發展現狀
整體上來看，中國鋁土礦資源較為豐富，鋁土礦保有基礎儲量在世界上居第七位，儲量在世界上居第八位。截至到2006年保有的資源儲量為27.76億噸，其中儲量5.42億噸，基礎儲量7.42億噸，資源量20.35億噸，主要分布在山西、河南、廣西、貴州4省區，其資源儲量佔全國的90.26%，其中山西佔35.9%、河南佔20.6%、廣西佔18.37%、貴州佔15.39%。另外，重慶、山東、雲南、河北、四川、海南等15個省市也有一定的資源儲量，但其合量僅佔中國的10%。
鋁土礦主要用於氧化鋁工業和高鋁熟料行業等，2003年二者的用量幾乎相等。根據2003年主要省區鋁土礦產量中用於氧化鋁的比例，可以估算出鋁土礦資源儲量中可用於氧化鋁工業的資源儲量。
⑨ 主要礦產資源
一、主要礦產資源儲量、礦床類型及分布
根據美國聯邦地質調查局資料，美國不同時期形成的各類礦產有：煤、石油、天然氣、鐵、錳、鉬、銅、鉛、鋅、金、銀、鎢、錫、稀土、銻、鈦、鋁土礦、重晶石、石膏、磷酸鹽、天然碳酸鈉、硅藻土、螢石、硼、滑石、高嶺土、鉀等。據美國地質調查局最新資料，截至2004年年底，美國各種主要礦產資源儲量如表2-1所示。其中，煤炭、鐵礦石、鉬、銅、鉛、鋅、金、銀、硼、硅藻土、天然碳酸鈉、重晶石等儲量均在世界上佔有重要地位。根據美國目前的生產能力（主要是近幾年的產量數據），這些礦產儲量，從靜態角度上看，銅能夠生產26年，鉬能夠生產68年，鋁土礦能夠生產100年，金能夠生產21年，鉛能夠生產20年，鋅能夠生產37年，銀能夠生產20年，重晶石能夠生產100年，石膏能夠生產39年等（美國的石油和天然氣儲量分別佔世界總儲量的2.5%和2.9%，是世界第11大石油儲量國和第6大天然氣儲量國。）
美國主要的金屬礦床類型有：斑岩型銅鉬礦、斑岩型銅金礦、火山－熱液型金銀礦、噴氣沉積型鉛鋅礦、密西西比河谷型鉛鋅礦、塊狀硫化物型多金屬礦、岩漿型銅鎳礦、卡林型金礦、BIF型鐵礦等。
表2-1 美國主要礦產資源儲量
美國的金屬礦產資源包括銅、鉛、鋅、金、銀、鉬、鈾等，主要分布在西部地區，特別是在內華達州、猶他州、亞利桑那州、蒙大拿州、愛達荷州、加利福尼亞州、阿拉斯加州、科羅拉多州和新墨西哥州等一帶。鐵礦則主要分布在蘇必利爾湖區一帶，包括明尼蘇達州和密歇根州。鈦主要分布在佛羅里達州、喬治亞州和弗吉尼亞州一帶。美國主要金屬礦產分布如圖2-2所示。重要的金屬成礦區帶有：安第斯山成礦帶、阿巴拉契亞成礦帶、密西西比河谷區成礦帶、蘇必利爾湖區成礦區、落基山成礦帶、Uravan鈾礦帶等。
美國煤炭資源主要分布在懷俄明州、西弗吉尼亞州、堪薩斯州、賓夕法尼亞州、得克薩斯州、印第安納州、伊利諾伊州、肯塔基州、蒙大拿州、科羅拉多州、北達科他州、新墨西哥州、弗吉尼亞州、猶他州、俄亥俄州和亞拉巴馬州。其中，蒙大拿州煤炭資源量佔美國煤炭總資源量的24%，伊利諾伊州佔美國煤炭總資源量的21%。美國煤炭資源主要分部區如圖2-3所示。
美國全國有5大油氣區、30多個油氣盆地。5大油氣區分別為：墨西哥灣含油氣區；北美地台含油氣區；加利福尼亞含油氣區；落基山含油氣區；阿拉斯加含油氣區。重要的油氣盆地除墨西哥灣油氣盆地外，還有（北美地台含油氣區的）密執安盆地、西得克薩斯盆地、林城盆地、薩里納盆地、阿科馬盆地、阿納達科盆地、中堪薩斯、尼馬哈盆地、阿馬里羅－奧啟塔隆起、奧扎克隆起斜坡、伊利諾伊盆地、辛辛那提，（加利福尼亞含油氣區的）洛杉磯盆地、文土臘盆地、聖馬利亞盆地、基亞馬－薩利納斯盆地、聖華金－薩克拉門托盆地，（落基山含油氣區的）威利斯頓盆地、粉河盆地、大角盆地、丹佛盆地、鳳河盆地、綠河盆地、沙洗盆地、尤固塔盆地、皮申斯盆地、帕拉多盆地、聖胡安盆地，（阿拉斯加含油氣區的）北阿拉斯加盆地、庫克灣盆地、阿巴拉契盆地等。目前探明的石油儲量主要集中在4個州：得克薩斯州、路易斯安那州、阿拉斯加州和加利福尼亞州。其中，得克薩斯州的石油儲量佔美國總儲量的22%，路易斯安那州佔20%；阿拉斯加佔20%；加利福尼亞州佔18%。
二、主要礦產資源儲量佔世界的比例
如前所述，美國的許多礦產資源儲量在世界上都佔有重要地位。根據美國地質調查局2006年和BP世界能源統計評論2005年提供的資料數據，美國的各類礦產儲量分別佔世界總儲量的27.1%（煤炭）、14.8%（稀土）、4.3%（鐵礦石）、31.4%（鉬）、7.4%（銅）、12.1%（鉛）、13.6%（鋅）、6.4%（金）、9.3%（銀）、23.5%（硼）、27.2%（硅藻土）、95.8%（天然碳酸鈉）和12.5%（重晶石），見表2-2。此外，美國的石膏、滑石（和葉蠟石）、高嶺土、膨潤土等礦產儲量或資源量，也在世界上處領先位置，見表2-2。
圖2-2 美國主要金屬礦產分布圖（據美國地質調查局）
圖2-3 美國煤炭資源主要分布圖（據美國能源部）
表2-2 美國主要礦產資源儲量在世界總儲量中所佔的比例
總體上，美國的礦產資源有優有劣，較為優勢的礦種有：天然碳酸鈉、煤炭、鉬、硼、硅藻土、石膏、滑石、高嶺土等；較為劣勢的礦種有：鉻、錳、鈷、鋁土礦、釩、鉍、鈮、銦、天然石墨、砷、螢石、錫等。
⑩ 鋁土是礦產么
是的
鋁土礦實際上是指工業上能利用的，以三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物所組成的礦石的統稱。鋁土礦的應用領域有金屬和非金屬兩個方面，是生產金屬鋁的最佳原料，也是最主要的應用領域，其用量佔世界鋁土礦總產量的90%以上。鋁土礦在非金屬方面的用量所佔比重雖小，但用途卻十分廣泛。
鋁土礦實際上是指工業上能利用的，以三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石為主要礦物所組成的礦石的統稱。它的應用領域有金屬和非金屬兩個方面。 鋁土礦是生產金屬鋁的最佳原料，也是最主要的應用領域，其用量佔世界鋁土礦總產量的90%以上。 鋁土礦
鋁土礦的非金屬用途主要是作耐火材料、研磨材料、化學製品及高鋁水泥的原料。鋁土礦在非金屬方面的用量所佔比重雖小，但用途卻十分廣泛。例如：化學製品方面以硫酸鹽、三水合物及氯化鋁等產品可應用於造紙、凈化水、陶瓷及石油精煉方面；活性氧化鋁在化學、煉油、制葯工業上可作催化劑、觸媒載體及脫色、脫水、脫氣、脫酸、乾燥等物理吸附劑；用r-Al2O3生產的氯化鋁可供染料、橡膠、醫葯、石油等有機合成應用；玻璃組成中有3%～5%Al2O3可提高熔點、粘度、強度；研磨材料是高級砂輪、拋光粉的主要原料；耐火材料是工業部門不可缺少的築爐材料。 金屬鋁是世界上僅次於鋼鐵的第二重要金屬，1995年世界人均消費量達到3.29kg。由於鋁具有比重小、導電導熱性好、易於機械加工及其他許多優良性能，因而廣泛應用於國民經濟各部門。目前，全世界用鋁量最大的是建築、交通運輸和包裝部門，占鋁總消費量的60%以上。鋁是電器工業、飛機製造工業、機械工業和民用器具不可缺少的原材料。 重點討論的是生產金屬鋁的鋁土礦及其礦床。至於作耐火粘土用的鋁土礦及其礦床見非金屬礦「耐火粘土」中討論。
編輯本段主要成分
三水鋁石（Gibbsite）Al(OH)3三水鋁石是鋁的氫氧化物結晶水合物，在鋁土礦中它是 鋁土礦
主要的成分。三水鋁石的晶體極細小，晶體聚集在一起成結核狀、豆狀或土狀，一般為白色，有玻璃光澤，如果含有雜質則發紅色。它們主要是長石等含鋁礦物風化後產生的次生礦物。 化學組成為Al(OH)3﹑晶體屬單斜晶系P21/n空間群的氫氧化物礦物。與拜三水鋁石(bayerite)和諾三水鋁石(nordstrandite)成同質多象。舊稱三水鋁礦或水鋁氧石。以礦物收藏家C.G.吉布斯(Gibbs)的姓於1822年命名。晶體結構與水鎂石相似，由夾心餅乾式的(OH)-Al-(OH)配位八面體層平行疊置而成﹐只是Al3+不佔滿夾層中的全部八面體空隙，僅占據其中的2/3。三水鋁石的晶體一般極為細小，呈假六方片狀，並常成雙晶，通常以結核狀﹑豆狀﹑土狀集合體產出。白色，或因雜質染色而呈淡紅至紅色。玻璃光澤﹐解理面顯珍珠光澤。底面解理極完全。摩斯硬度2.5～3.5﹐比重2.40。三水鋁石主要是長石等含鋁礦物化學風化的次生產物﹐是紅土型鋁土礦的主要礦物成分。但也可為低溫熱液成因。俄羅斯南烏拉爾的茲拉托烏斯托夫斯克的熱液脈中產出有達5厘米大小的晶體。用途見鋁土礦。
編輯本段形態特性
鋁土礦（晶體化學）理論組成(wB%)：Al2O365.4，H2O34.6。常見類質同像替代有Fe和Ga，Fe2O3可達2%，Ga2O3可達0.006%。此外，常含雜質CaO、MgO、SiO2等。 單斜晶系：a0=0.864nm，b0=0.507nm，c0=0.972nm；Z=8。晶體結構 鋁礬土
與水鎂石相似，屬典型的層狀結構。不同者是Al3僅充填由OH-呈六方最緊密堆積層(∥(001))相間的兩層OH-中2/3的八面體空隙，因為Al3具有比Mg2高的電荷，故以較少的Al3數即可平衡OH-的電荷。 斜方柱晶類：C2h-2/m(L2PC)。晶體呈假六方板狀，極少見。主要單形：平行雙面a、c，斜方柱m。常依(100)和(110)成雙晶。常見聚片雙晶。集合體呈放射纖維狀、鱗片狀、皮殼狀、鍾乳狀或鮞狀、豆狀、球粒狀結核或呈細粒土狀塊體。主要呈膠態非晶質或細粒晶質。 物理性質：白色或因雜質呈淺灰、淺綠、淺紅色調。玻璃光澤，解理面珍珠光澤。透明至半透明。解理極完全。硬度2.5~3.5。相對密度2.30~2.43。具泥土臭味。偏光鏡下，無色。二軸晶。Ng=1.587，Nm=Np=1.566。 產狀與組合：主要由含鋁硅酸鹽經分解和水解而成。熱帶和亞熱帶氣候有利於三水鋁石的形成。在區域變質作用中，經脫水可轉變為軟水鋁石、硬水鋁石（140~200℃）；隨著變質程度的增高，可轉變為剛玉。
編輯本段資源特點
中國鋁土礦除了分布集中外，以大、中型礦床居多。儲量大於2000萬t的大型礦床共有31個，其擁有的儲量佔全國總儲量的49%；儲量在2000～500萬噸之間的中型礦床共有83個，其擁有的儲量佔全國總儲量的37%，大、中型礦床合計佔到了86%。 鋁土礦
中國鋁土礦的質量比較差，加工困難、耗能大的一水硬鋁石型礦石佔全國總儲量的98%以上。在保有儲量中，一級礦石(Al2O360%～70%，Al/Si≥12)只佔1.5%，二級礦石(Al2O351%～71%，Al/Si≥9)佔17%，三級礦石(Al2O362%～69%，Al/Si≥7)佔11.3%，四級礦石(Al2O3>62%，Al/Si≥5)佔27.9%，五級礦石(Al2O3>58%，Al/Si≥4)佔18%，六級礦石(Al2O3>54%，Al/Si≥3)佔8.3%，七級礦石(Al2O3>48%，Al/Si≥6)佔1.5%，其餘為品級不明的礦石。 中國鋁土礦的另一個不利因素是適合露採的鋁土礦礦床不多，據統計只佔全國總儲量的34%。與國外紅土型鋁土礦不同的是，中國古風化殼型鋁土礦常共生和伴生有多種礦產。在鋁土礦分布區，上覆岩層常產有工業煤層和優質石灰岩。在含礦岩系中共生有半軟質粘土、硬質粘土、鐵礦和硫鐵礦。鋁土礦礦石中還伴生有鎵、釩、鋰、稀土金屬、鈮、鉭、鈦、鈧等多種有用元素。在有些地區，上述共生礦產往往和鋁土礦在一起構成具有工業價值的礦床。鋁土礦中的鎵、釩、鈧等也都具有回收價值。 中國鋁土礦，地質工作程度比較高，截至1994年底，中國鋁土礦保有儲量中屬於勘探階段的佔32.5%，屬於詳查階段的佔55.8%，兩者合計，詳查以上工作程度的儲量佔全國總保有儲量的88.3%。
編輯本段發現過程
鋁元素是在1825年由丹麥物理學家H.C.奧爾斯德(H.C.Oersted)使用鉀汞齊與氯化鋁交互作用獲得鋁汞齊，然後用蒸餾法除去汞，第一次製得金屬鋁而發現的。金屬鋁的生產，初期是 鋁土礦
化學法。即1854年法國科學家H.仙克列爾戴維里(H.SainteClaireDiwill)創立的鈉法化學法和1865年俄國物理化學家H.H.別凱托夫(Н。Н.Бекетов)創立的鎂法化學法。法國於1855年採用化學法開始工業生產，是世界最早生產鋁的國家。鋁土礦的發現(1821年)早於鋁元素，當時誤認為是一種新礦物。從鋁土礦生產鋁，首先需製取氧化鋁，然後再電解製取鋁。鋁土礦的開采始於1873年的法國，從鋁土礦生產氧化鋁始於1894年，採用的是拜耳法，生產規模僅每日1t多。到了1900年，法國、義大利和美國等國家有少量鋁土礦開采，年產量才不過9萬噸。隨著現代工業的發展，鋁作為金屬和合金應用到航空和軍事工業，隨後又擴大到民用工業，從此鋁工業得到了迅猛發展，到1950年，全世界金屬鋁產量已經達到了151萬噸，1996年增至2092萬噸，成為僅次於鋼鐵的第二重要金屬。
編輯本段成因規律
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用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， 鋁土礦
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，有的則經過一定時間的岩化作用以後才為海水(或湖水)淹沒，逐漸深埋地下，經過一段時期的成岩後生作用演變改造後形成原始鋁土礦層；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後由於地表水或地下水的改造作用，使硅質淋失、鋁質富集，形成品位較富的有工業價值的鋁土礦礦床。中國古風化殼型鋁土礦主要形成於石炭紀。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，特別是下伏基岩是碳酸鹽岩或含鋁質多也較易風化的基性噴出岩(例如玄武岩)，所形成的礦床往往礦石品位富，礦層厚，礦體規模大。 至於紅土型鋁土礦礦床，一般認為是現代氣候條件下由含鋁岩石經風化作用形成的。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岩經過近代(第四紀)風化作用形成的鋁土礦床，其儲量很少，僅佔中國鋁土礦總儲量的1.17%。中國現代紅土型鋁土礦主要形成在低緯度地區，如福建、海南及廣東一些地區。這些地區天氣炎熱、雨量充沛，又有易於風化的玄武岩，故能形成現代紅土型鋁土礦。至於中國的南沙群島、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，經受風化作用的時間短，故難以形成鋁土礦礦床。
編輯本段成因規律分類
（1）修文式碳酸鹽岩古風化殼異地堆積亞型鋁土礦礦床，又稱碳酸鹽岩古風化殼異地堆積亞型鋁土礦礦床。其成因與碳酸鹽岩喀斯特紅土化古風化殼有關。又由於鋁土礦與下伏碳酸鹽岩基岩之間有數米厚的湖相鐵礦扁豆體沉積，鋁土礦不是原地堆積的，而是這個已接近乾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。由於下伏基岩是碳酸鹽岩，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，又稱碳酸鹽岩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。這類礦床的鋁土礦直接覆在碳酸鹽岩的喀斯特侵蝕面上，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，略有遷移搬運現象，這種礦石質量雖然稍貧，但礦層穩定，厚度變化小。 （3）平果式碳酸鹽岩古風化殼原地堆積-現代喀斯特堆積亞型鋁土礦礦床。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岩數百米厚度 鋁土礦
范圍以內均為石灰岩，經過第四紀喀斯特化，石灰岩、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。這類堆積礦的形成條件主要是：有一定規模的層狀礦、有適宜的氣候條件、礦層上下要有較厚的石灰岩，以及礦層直接頂、底板粘土頁岩較薄。 （4）遵義式鋁硅酸鹽岩古風化殼原地堆積亞型鋁土礦礦床。又稱鋁硅酸鹽古風化殼原地堆積亞型鋁土礦床，下伏基岩是細碎屑岩或基性火山岩，是下伏基岩紅土化風化殼原地堆積(少數坡積)的鋁土礦床。這類礦床的成礦規律是：首先與下伏基岩有過渡現象，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，礦層厚度及礦體規模大小、礦石品位貧富，取決於成礦時侵蝕間斷時間的長短及下伏基岩的性質是否容易風化。如果侵蝕間斷時間長，被侵蝕風化的下伏基岩多數是細碎屑岩、粘土頁岩，只有一部分是碳酸鹽岩，往往礦層厚、規模大、礦石品質佳，但隨之無礦天窗增多。如果被侵蝕風化的下伏基岩是較易風化的玄武岩，則礦層厚度及礦體規模可能較大，礦石也可能較富。如果下伏基岩雖然是較易風化的玄武岩，但成礦時侵蝕間斷時間過於短暫，風化作用不徹底，則礦層厚度、礦體規模及礦石品質均難符合理想。
編輯本段主要用途
鋁土礦礦石用途多樣： (1)煉鋁工業。用於國防、航空、汽車、電器、化工、日常生活用品等。 (2)精密鑄造。礬土熟料加工成細粉做成鑄模後精鑄。用於軍工、航天、通訊、儀表、機械及醫療器械部門。 高鋁水泥
(3)用於耐火製品。高鋁礬土熟料耐火度高達1780℃，化學穩定性強、物理性能良好。 (4)硅酸鋁耐火纖維。具有重量輕，耐高溫，熱穩定性好，導熱率低，熱容小和耐機械震動等優點。用於鋼鐵、有色冶金、電子、石油、化工、宇航、原子能、國防等多種工業。它是把高鋁熟料放進融化溫度約為2000～2200℃的高溫電弧爐中，經高溫熔化、高壓高速空氣或蒸汽噴吹、冷卻，就成了潔白的「棉花」——硅酸鋁耐火纖維。它可壓成纖維毯、板或織成布代替冶煉、化工、玻璃等工業高溫窯爐內襯的耐火磚。消防人員可用耐火纖維布做成衣服。 (5)以鎂砂和礬土熟料為原料，加入適當結合劑，用於澆注盛鋼桶整體桶襯效果甚佳。 (6)製造礬土水泥，研磨材料，陶瓷工業以及化學工業可制鋁的各種化合物。 其中最重要的用途是：鋁工業中提煉金屬鋁、作耐火材料和研磨材料，以及用作高鋁水泥原料。礦石用途不同，其質量要求各異。中國有色金屬工業總公司1994年發布的鋁土礦石的行業標准(YS/T78-94)。按照該標准將鋁土礦分成沉積型一水硬鋁石、堆積型一水硬鋁石及紅土型三水鋁石三大類型，並按化學成分分為LK12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60、LK11-55、LK8-50、LK7-50、LK3-40等九個牌號。該標准除了對鋁土礦的化學成分作出了規定外，還要求沉積型一水硬鋁石的水分不得大於7%，堆積型一水硬鋁石和紅土型三水鋁石的水分不得大於8%。此外要求鋁土礦石的粒度不得大於150mm。鋁土礦石不得混入泥土、石灰岩等雜物。
編輯本段種類分布
基本類型 亞類型 主要分布地區
一水型鋁土礦 1）水鋁石-高嶺石型（D-K型） 山西、山東、河北、河南、貴州
一水型鋁土礦 2）水鋁石-葉蠟石型（D-P型） 河南
一水型鋁土礦 3）勃姆石-高嶺石型（B-K型） 山東、山西
一水型鋁土礦 4）水鋁石-伊利石型（D-I型） 河南
一水型鋁土礦 5）水鋁石-高嶺石-金紅石（D-K-R型） 四川
三水型鋁土礦 三水鋁石型（G型） 福建、廣東
編輯本段典型礦床
貴州修文小山壩鋁土礦礦區
修文小山壩鋁土礦礦區1957年開始勘探，累計探明鋁土礦2026.4萬噸，礦石平均品位為67.91%。1979年五龍寺礦區開始投產，礦層呈似層狀，產狀平緩，傾角5°～10°，向北東傾斜。
山西孝義克俄鋁土礦床
最早1960年對克俄鋁土礦床克俄礦段進行勘探，隨後又對卜家峪等礦段進行了勘探，共累計探明鋁土礦6265.6萬噸，礦石平均品位為64.36%。1986年山西鋁廠開始對孝義鋁土礦進行開采。礦石類型有緻密狀、粗糙狀和豆鮞狀三種。
河南新安張窯院鋁土礦礦床
該礦床1961～1964年以耐火粘土礦進行勘探，1966年開始投產。累計探明鋁土礦949.7萬噸。含礦層的地質時代與山西孝義克俄礦床的時代相同，均屬晚石炭世本溪期。
廣西平果鋁土礦礦床
該礦區面積有1750km2，在層狀礦體分布132km長的范圍內均有堆積礦石。最早1959～1961年對原生礦進行勘探。因原生礦含硫高不能利用，1974年轉對堆積礦進行勘探，前後一共累計探明鋁土礦儲量達12609.8萬t，平均品位64.69%。由於層狀礦石含硫太高(1.5%～7%)，工業尚難利用。
貴州遵義苟江鋁土礦礦床
該礦1989年進行勘探，探明儲量達1112萬噸，礦石平均品位為53.62%。礦層產出形狀復雜，無礦天窗多，含礦系數較小，約0.5左右。這些岩層原地紅土化剝蝕成鋁土物質、粘土礦物等風化殼物質於原地堆積，少部分是附近的風化殼鋁土礦物、粘土礦物由於坡積的作用略有遷移堆積而成。
海南蓬萊鋁土礦礦床
該礦床是現代紅土型鋁土礦礦床，1959～1961年進行普查勘探，1975年對羅本5、6號等9個礦體又進行了勘探，共累計探明鋁土礦儲量達2190.6萬噸，平均品位44.4%。鋁土礦分布在平緩山丘的山頂上，海拔高程約30～60m，為第三紀到第四紀的玄武岩風化紅土型三水鋁石鋁土礦礦床。
山東淄博王村鋁土礦
王村鋁土礦位於淄博盆地的西北部。1956年對其進行詳查，1964～1965年進行初勘和詳勘工作。1958年開始露采，1967年結束。1965年作開拓基建，1966年投產。該礦累計探明鋁土礦294.5萬噸，為一小型礦床。
編輯本段開發基地
貴州是中國鋁土礦的主要產區，儲量約佔全國的1/5，其中，清鎮、修文兩地的鋁土礦儲量最多、品位最高。鋁土礦加工後可用於製造水泥、耐火材料，還可以用於鋁工業、有色金屬冶煉和磨料磨具工業等。 該鋁土採掘及深加工基地依靠的清鎮麥格礦山，系貴陽耐火材料廠的礦山。2007年6月，深圳一公司成功收購政策性破產企業——貴陽耐火材料廠整體財產。按照「盤活存量、優化增量」的原則，該公司已投入近兩億元對清鎮麥格礦山進行開發。預計到2009年底，該公司在貴州將形成綜合生產能力40．4萬噸/年的產能，可實現銷售收入3．1億元，進而成為中國長江以南及中西南地區最大的耐火材料精加工企業。 貴陽耐火材料廠位於清鎮市麥格鄉的鋁土採掘及深加工基地開工建設。建設3條年產6萬噸高鋁熟料回轉窯生產線，成為貴州省最大的鋁土深加工基地。貴州有望成為中國最大的鋁土礦深加工基地。
編輯本段礦業簡史
中國鋁土礦的普查找礦工作最早始於1924年，當時由日本人板本峻雄等對遼寧省遼陽、山東省煙台地區的礬土頁岩進行了地質調查。此後，日本人小貫義男等人，以及中國學者王竹泉、謝家榮、陳鴻程等先後對山東淄博地區、河北唐山和開灤地區，山西太原、西山和陽泉地區，遼寧本溪和復州灣地區的鋁土礦和礬土頁岩進行了專門的地質調查。中國南方鋁土礦的調查始於1940年，首先是邊兆祥對雲南昆明板橋鎮附近的鋁土礦進行了調查。隨後，1942～1945年，彭琪瑞、謝家榮、樂森王尋等人，先後對雲、貴、川等地鋁土礦、高鋁粘土礦進行了地質調查和系統采樣工作。總起來說，新中國成立以前的工作多屬一般性的踏勘和調查研究性質。 鋁土礦真正的地質勘探工作是從新中國成立後開始的。1953～1955年間，冶金部和地質部的地質隊伍先後對山東淄博鋁土礦、河南鞏縣小關一帶鋁土礦(如竹林溝、茶店、水頭及鍾嶺等礦區)、貴州黔一帶鋁土礦(如林夕、小山壩、燕壠等礦區)、山西陽泉白家莊礦區，等等，進行了地質勘探工作。但是，由於缺少鋁土礦的勘探經驗，沒有結合中國鋁土礦的實際情況而盲目套用原蘇聯的鋁土礦規范，致使1960～1962年復審時，大部分地質勘探報告都被降了級，儲量也一下減少了許多。1958年以後，中國對鋁土礦的勘探積累了一定的經驗，在大搞銅鋁普查的基礎上，又發現和勘探了不少礦區，其比較重要的有：河南張窯院、廣西平果、山西孝義克俄、福建漳浦、海南蓬萊等等鋁土礦礦區。 中國鋁土礦的開采最早始於1911年，當時日本人首先對中國遼寧省復州灣鋁礬土礦進行開采，隨後1925～1941年又對遼寧省遼陽、山東煙台礦區A、G兩層鋁土礦進行開采，以上開采多用作耐火材料。1941～1943年日本人對山東省淄博鋁土礦湖田和灃水礦區的田莊、紅土坡礦段進行了開采，礦石作為煉鋁原料。後來台灣鋁業公司也曾進行過小規模開采供煉鋁用。 中國鋁土礦大規模開發利用是從新國以後開始的。1954年首先恢復以前日本人曾小規模開采過的山東灃水礦山。1958年以後在山東、河南、貴州等省先後建設了501、502、503三大鋁廠，為了滿足這三大鋁廠對鋁土礦的需求，在山東、河南、山西、貴州等省建成了張店鋁礦、小關鋁礦、洛陽鋁礦、修文鋁礦、清鎮鋁礦、陽泉鋁礦等鋁礦原料基地。 進入20世紀80年代，特別是1983年國有色金屬工業總公司成立以後，中國鋁土礦的地質勘探和鋁工業得到了迅速發展，新建和擴建了以山西鋁廠、貴州鋁廠為代表的一批大型鋁廠，使原鋁產量由1954年的不足2000噸，發展到了90年代的187萬噸。建立了從地質、礦山到冶煉加工一整套完整的鋁工業體系，鋁金屬及其加工產品基本可滿足中國經濟建設的需要。
編輯本段發展現狀
據美國礦業局《MineralCommoditySummaries》1996年資料，全世界鋁土礦儲量為230億t，儲量基礎為280億t，其中鋁土礦資源比較豐富的國家有：澳大利亞(儲量基礎79億t)、幾內亞(儲量基礎59億t)、巴西(儲量基礎29億t)、牙買加(儲量基礎20億t)、印度(儲量基礎12億t)、匈牙利(儲量基礎9億t)。中國鋁土礦的數量和質量都不及上述國家，如以A+B+C級儲量(工業儲量)和這些國家的儲量基礎相比，遠在它們之後。 整體上來看，中國鋁土礦資源較為豐富，鋁土礦保有基礎儲量在世界上居第七位，儲量在世界上居第八位。截至到2006年保有的資源儲量為27.76億噸，其中儲量5.42億噸，基礎儲量7.42億噸，資源量20.35億噸，主要分布在山西、河南、廣西、貴州4省區，其資源儲量佔全國的90.26%，其中山西佔35.9%、河南佔20.6%、廣西佔18.37%、貴州佔15.39%。另外，重慶、山東、雲南、河北、四川、海南等15個省市也有一定的資源儲量，但其合量僅佔中國的10%。 1995年中國總共產鋁土礦礦石640萬t，除了有色系統的國有礦山企業外，中國鄉鎮集體礦山企業和個體采礦點也大量開采鋁土礦，但其產量不穩定。中國氧化鋁和鋁金屬的產量近年來增長很快。1996年分別達到254.62萬t和190.07萬t，與1985年相比增長了近2.5倍和4倍。鋁材的產量增長得更快，1985年才31.00萬t，1996年增加到162.01萬t，增長35倍多(表3.9.10)。 鋁土礦主要用於氧化鋁工業和高鋁熟料行業等，2003年二者的用量幾乎相等。根據2003年主要省區鋁土礦產量中用於氧化鋁的比例，可以估算出鋁土礦資源儲量中可用於氧化鋁工業的資源儲量。 此外，考慮到氧化鋁的最佳承載能力必須立足於現實，即必須考慮高鋁熟料等行業對鋁土礦的需求。因此以鋁土礦資源部分用於氧化鋁生產的承載能力來評估各省氧化鋁的生產規模比較合適。隨著中國電解鋁規模的過度擴張，氧化鋁供應短缺矛盾日益突出，進口猛增，價格大幅上漲，產品利潤劇增。在經濟利益驅動下，河南、山西等部分擁有鋁土礦資源的省份掀起了地方建設氧化鋁企業的熱潮，據統計，河南、山西、山東等地都在大上氧化鋁廠，在建和擬建的項目有29處之多，規劃總規模達超過2000萬噸/年，加上現有氧化鋁生產規模總規模超過了3000萬噸/年
編輯本段藏品信息（中國地質博物館）
中國地質博物館鋁土礦藏品圖片
圖片描述：此圖為中國漳浦東吳山的鋁土礦卵石（Bauxite scree）的標本照片。黃褐色，隱晶質結構，蜂窩狀構造。主演礦物組成為鋁土礦。[1]
保存單位：中國地質博