铝土矿美国地质局
① 美国地质调查局矿产资源调查工作的历史沿革简述
事实上，早在1879年成立美国地质调查局之前，美国政府就设置了专门的矿产资源工程。对矿产资源远景潜力和矿产生产信息的需求，正是促成组建美国地质调查局的原因之一。20世纪，美国需要对大片联邦公共土地内的矿产资源远景潜力进行调查，为此，MRP的科学家不断研发、验证和改进支持管理者做出对联邦公共土地利用决策的手段。手段和技术的改进使美国地质调查局在21世纪仍然在矿产资源远景评价方面处于世界领先地位。
在1879年美国地质调查局成立的前13年，美国国会就授权美国财政部收集西部诸州金和银矿山的信息。后来这项职能就交给了1879年成立的地质调查局的矿产统计处（项目本身扩展到全美国及全部的矿种）。1925年，此项职能交给了新成立的美国内政部矿业局。1995年美国撤销矿业局，但这项职能不仅没有取消反而进一步强化，重新回到了调整后的美国地质调查局。
美国地质调查局从1879年成立以来一直负责提供矿产资源信息。国会认识到矿产资源的重要性，于是在地调局组织法中责成美国地质调查局“对公共土地进行分类，分析调查全国地质构造、矿产资源及制作产品提供服务”。美国地质调查局首任局长Clarence King所面临的首要任务是找金（着眼点是美国的经济和货币政策）和找钢铁工业发展的原材料（着眼点是加速工业化进程）。这样，美国地质调查局刚开始的工作就是在19世纪中期淘金热的背景下加速对全国金矿资源的评价。
最初，美国地质调查局工作的重点是矿床地质，包括对3个重要金矿区（科罗拉多的Leadville矿区，内华达州的Comstock矿区及Eureka矿区）进行综合研究。当时，3个金矿区均面临各自的问题，美国地质调查局的工作帮助这些矿区解决了问题并维持3个矿区在整个19世纪末的繁荣。美国地质调查局的研究还指导了探矿人到哪里寻找新的金矿并帮助投资者评价金矿床。
美国地质调查局成立两年后，对3个矿区研究的成功，促成国会决定扩大美国地质调查局的职能，从联邦公共土地拓展到美国所在地。此后，美国地质调查局的科研工作重点是评价“未发现的矿床”。
Clarence King很早就认识到矿产统计对美国经济的重要性。19世纪70年代末加州汞矿的关闭加速了佐治亚州金矿的关闭（当时用汞找金），这使King开始研究矿产与信息之间的关联性，但King不仅关注矿产生产等信息，还特别强调样本位置、地质背景、环境影响等多方面的信息，这奠定了美国地质调查局矿产资源信息工作的基础。
阿拉斯加的矿产远景调查是美国地质调查局发展的第二个里程碑。阿拉斯加地区是1867年美国用720万美元从俄国买来的，但长期以来实际上是被遗忘的。1895年，国会拨款5000万美元调查阿拉斯加的金矿和煤矿，1898年就在Klondikc地区发现了富的大金矿，引起一轮找金热。随后几年，美国地质调查局在阿拉斯加的重点是评价砂金。1904年国会扩大了对美国地质调查局的授权，全面调查阿拉斯加的各种资源，并与加拿大育空地区及不列颠哥伦比亚省开展对比研究。美国地质调查局对阿拉斯加的这一轮调查一直持续到第二次世界大战（以下简称二战）初，极大地推进了这一荒原地区的发展。
第一次世界大战对战略矿产资源的需求导致的美国战略矿产调查评价是美国地质调查局发展的第3个重大里程碑。1914年，第一次世界大战在欧洲爆发，多数美国人认为战争会很快结束并且不会对美国人生活产生影响。尽管开始美国并没有参战，但政府仍命令美国地质调查局对关键和战略性矿产进行调查。调查确定了美国供应不足的5种矿产品：锡、镍、铂、硝酸盐、钾。随着战事的扩大，正常贸易中断，盟军主要依靠美国的钢、铜和炸药。战争开始两年后，美国大多数矿产已明显不能满足需求。到1917年美国参战时，确保资源的供应已成为政府最优先的政策考虑，要求美国地质调查局的科学家全力开展战略矿产调查评价，并且美国政府把美国地质调查局的科学家派往加勒比地区、中美洲和南美洲，广泛收集战略矿产信息。
第一次世界大战后，美国更加重视确保战略矿产供应的问题，1938年，公共工程管理局的基金支持美国地质调查局进行战略矿产调查。1939年美国通过战略矿产法律，明确对战略矿产调查评价的预算和拨款。开始时重点主要是国内战略资源的远景调查评价，1941年珍珠港事件后，美国地质调查局在国务院和经济福利局的指导下将调查的范围拓展到中美洲、南美洲和加勒比地区。从二战结束一直到冷战结束，战略矿产调查评价都是美国地质调查局工作的重点。
勘查地球化学、地球物理技术及遥感，极大程度地推进了美国地质调查局的矿产远景调查工作。从一开始，美国地质调查局就广泛运用分析化学手段确定地球化学元素的分布及其相对丰度。在地表矿尚比较丰富的初始年代，地球化学方法非常有效。1880年美国地质调查局就组建了第一个化学实验室，20世纪初就开始广泛使用“移动式”化学实验室。在二战快结束时，美国地质调查局与加拿大地质调查局合作，研发了寻找隐伏矿的地球化学方法。
随着矿产资源需求的增加，美国地质调查局开始与美国海军部合作，研发了矿产资源远景调查评价的地球物理方法，特别是航磁调查。1945年开始了第一个航次的航空磁性调查。遥感在矿产远景调查评价中的应用是美国地质调查局与美国宇航局（NASA）在20世纪70年代末合作的结果。此外，开始向红外、近红外、热频谱、定量化、高分辨率等多个方向发展。
第二次世界大战结束后，尽管对战略性矿产资源调查评价仍高度重视，但美国地质调查局的重点开始转型：重点工作转变为“评价联邦土地内未发现矿产资源的潜力”。尽管此前美国地质调查局的科学家长期以来在已经矿化区开展工作并在许多特定地区开展了矿产资源潜力评价，但在更大尺度及研究程度不高的地区系统开展未发现矿产资源的调查评价，仍然是一个巨大的挑战，所以必须研发新的技术、手段和方法。1964年的荒原法将910万英亩的国家森林地划入国家荒原保护区系统，法律要求美国地质调查局率先开展这些地区的矿产远景调查。随后的立法又大幅度扩展了调查评价的范围。
20世纪60年代开展了对整个阿拉斯加地区的矿产远景调查（AMRAP），这是一个重要的多学科计划并且取得了巨大的成功。
1977年，阿拉斯加资源评价的成功模式开始推广到本土48个州，美国地质调查局开始执行全美矿产资源评价工程（CUSMAP）。20世纪80年代末和90年代初开始提出了一系列的定量评价模型。1998年，美国地质调查局首次发布了全国未发现金、银、铜、铅、锌矿产资源的评价结果。没有评价铁矿石和铝土矿，是因为这两种资源的全球储量非常丰富。来自矿产资源工程的19个区域评价小组开展了“全国矿产评价”。1999年，矿产资源评价工程的科学家就着手开展“全球矿产资源评价”的可行性研究，第一阶段的重点是铜、铂族金属和钾。
1995年美国地质调查局调整，此后着手进行“矿产资源工程”和“能源资源工程”两个项目（后文具体介绍）。
② 河南铝土矿的发现及早期贫铝矿勘查
河南铝土矿最早由地质学家冯景兰、张伯声教授发现。1950年6月,应河南地质调查所邀请,冯景兰、张伯声教授和河南地质调查所共同组成豫西普查队。他们从渑池县观音堂出发,沿陇海铁路进行路线地质调查和1:50000地质草测。首先在巩县小关、涉村等地的石炭系中发现了铝土矿。经初步踏勘,认为铝土矿分布范围广,蕴藏量丰富,值得详加研究。1952年9月,中南地质调查所曹世禄、黎盛斯、谢恩泽等对该区铝土矿作了进一步的地质调查。
河南铝土矿大规模地质勘查工作始于1953年,当时主要工作地区在河南省巩县一带。1953~1954年,华北地质公司第三地质队首先对巩县大峪沟耐火粘土矿进行了勘探。随后中南地质局417队(巩县地质队,豫04队)于1954~1959年先后对巩县竹林沟、茶店、钟岭、水头、涉村等五个铝土矿区进行了勘探工作。此后,国内外许多著名地质学家纷至沓来,并就河南铝土矿床的矿床特征、物质成分、地质成因等发表论文进行热烈讨论,形成河南铝土矿地质勘查和科学研究的第一个高潮。
1955年,中南地质局与北京地质学院师生70余人在豫西地区进行1:50000地质测量时,发现了渑池、新安一带铝土矿。在群众报矿的基础上,又相继在登封、新密、禹州等地发现了铝土矿。
1958年,河南省地质局豫04队开始对新安铝土矿进行地质勘查工作,于1960年1月提交了新安县竹园-狂口黄铁矿、铝土矿矿区地质报告。同年,河南省冶金工业厅地质勘探公司第四队提交了“新安县郁山高铝粘土矿区地质勘探报告”。
1958年10月,河南省地质局巩县地质队、郑州地质学校、北京地质学院等单位,在对登封铝土矿进行地质调查和矿点踏勘后,于同年12月提交了登封铝土矿普查报告,确定登封铝土矿带呈东西向分布,长达52km,这项工作为登封地区铝土矿地质勘查及科学研究的开端。河南省地质局登封地质队(现河南省区调队)在普查山西式铁矿的同时,也于1958年12月对登封庄头、郑庄铝土矿进行了矿点检查,并于1959年4月提交了地质普查报告。
1961年5月,河南省地质局登封地质队又在登封大冶、三里湾、烟坡沟和密县南阳岗一带进行了铝土矿矿点检查工作,并于同年6月提交了山西式铁矿和铝土矿普查报告、7月提交了密县南阳岗铝土矿普查报告。
与此同时,北京地质学院实习队还对禹县北部的玩花台—扒村一带和禹县西南部的朱屯、神后、陈庄、磨街一带的山西式铁矿和铝土矿进行矿点检查。在此基础上,禹县地质队于1960年提交了“扒村-玩花台矿区铁矿普查报告”。报告对该区伴生铝土矿储量作了初步计算。
从20世纪50年代到60年代初,共计探明铝(粘)土矿产地7处(大型二处,中型三处,小型二处),探获资源储量9570.8万t;耐火粘土矿产地3处(大型一处,中型二处)。各铝土矿矿床铝硅比值在3.5~5.1之间,大多属贫铝矿。
③ 河南铝土矿含矿岩系的时代归属
现在地质界一般把石炭系二分,并将本溪组地质时代划归晚石炭世(吴国炎等,1996;孟祥化等,2002)。
河南铝土矿含矿岩系中发现的化石以植物化石为主,动物化石极少。这些化石主要存在于两个层位中:一是铝土矿与下层铁质粘土岩之间的薄层粘土矿或碳质页岩中,二是铝土矿与顶部煤线以下的薄层铝土矿或粘土矿层。前者以产真蕨纲和裸子蕨纲植物化石为主,后者以产石松纲植物化石为主。铝土矿层尤其是厚层致密状铝土矿层中极少发现动植物化石。
在河南铝土矿含矿岩系中发现的重要晚石炭世化石有:
1953年,北京地质学院顾荣华等最早在巩义小关地区铝土矿之下的铝土页岩中发现 Lepidodendron qulus-elisf,Strigmaria ficoides,Alethopteris等植物化石。
1956年,业冶铮等在同一层位中也发现了上述化石,并认为这些化石是晚石炭世大量出现的华夏植物群的重要种属。
山西省地质局区测队在开展1:20万洛阳幅区域地质调查时,在沁阳云台山相当层位中发现了Neuropteris gigantea和Lino ptersi brongniarti。
1964年,河南省地质局区测队及河南省煤田地质勘探公司127队,在鹤壁市大峪村本溪组铝页岩上部的灰岩中采到Fusulina,Fululinella,Pseudostoeflla等化石,并在上述化石层位之下发现了Lepidodendron oculusfeisl等植物化石。
1979年,河南省地质局区测队二分队在渑池县坻坞本溪组上部铝土矿层中的铝土页岩中采到Conchophyllum richthofenii,pShenophyllum Alloiopteris,pShenopteris,-Alethopteris等植物化石。
1979~1980年,河南冶金地质勘探公司科研室崔亳、吴国炎等在渑池县坻坞河东采场铝土矿层位中发现了丰富的植物化石。其中的Sphonopteris parabaenmleri见于陕西草凉驿群,属维斯发期,为欧美植物群晚石炭世的标准化石。
1983~1984年,河南省地质局第二地质调查队和河南省地矿局科研所在博爱县黄岭地区上石炭统粘土岩的下部层位中发现较丰富半咸水双壳类化石Naiaite-Edmondia amcene组合带及半咸水介形类Menner-Acratie组合,认为这一化石组合是区内最早的化石组合。在其上还采到了基本上为正常海的双壳类生物组合,Astartella aden ticuattaorticus schizos-Aviculopecten及介形类组合带。共生的还有狭盐分的网格长身贝类。
1983年,河南省地质局第二地质调查队在登封费庄ZK1613钻孔本溪组内两层铝土矿间所夹的碳质页岩中采到Conchophyllum richthoefnii,Sphenopteris,Pecopteris Cladophlebis,Lobatannularia等植物化石,时代属晚石炭世。同年,该队耿国胜等在登封大冶石门嘴铝土矿之上的薄层状铝土矿中采到Lepidodendrom posthumii,L.szeianum, .Loculus-flies等华夏植物群的标准化石。
④ 铝土矿勘查规划应着力解决的问题
当前,河南省铝工业正继续快速发展,但铝土矿勘查却面临一些突出的问题,如不加以解决,将会制专约全省铝工业的进一步健属康稳定发展。
1)现已查明的铝土矿资源储量中,还有相当一部分为资源量,勘查程度较低,可信度不高,有待于尽快提高勘查工作程度。
2)一方面,作为支撑全省铝工业的铝土矿资源及铝土矿勘查基地紧缺;另一方面,一些煤矿的采矿权设置与铝土矿重叠(上煤下铝),大面积煤下隐伏铝土矿因政策限制及企业之间协调较难等因素而不能得到有效勘查。
3)铝土矿资源整合工作没完全到位,存在的主要问题有:一是部分取得铝土矿资源的氧化铝企业目前主要在当地收购民采矿石,对勘查投入的积极性不高;二是矿权转让过程因各种因素影响而进度缓慢,矿区各种责任不清,管理秩序混乱、乱采滥挖、占而不探等问题严重影响了勘查投入和矿产资源的有效利用。
4)国有地勘单位拥有的省内铝土矿勘查基地已全部整合给省指定的铝工业企业,新登记铝土矿探矿权的资格已被取消。没有了探矿权,也就没有了申报政府地质基金项目及开展地质勘查工作的基地和前提,在一定程度上制约了国有地勘单位开展铝土矿勘查工作(朱东晖,2008)。
⑤ 铝土矿的地质特征及形成环境
铝是地抄壳中分布最广泛的元素之一，袭属亲石亲氧元素。铝在自然界中多成氧化物、氢氧化物和含氧的铝硅酸盐存在，极少发现铝的自然金属。目前，已知的国内外工业铝土矿多是在表生条件下形成的。在表生条件下铝土矿的生成主要有两种形式：即风化-残积(余)成矿(红土成矿)和风化-搬运-沉积成矿或风化-改造-再沉积成矿(沉积成矿)。风化-残积(余)成矿是含铝母岩在湿热气候条件下，具排泄良好的有利地形(如残丘、低山和台地)，由于水、CO2和生物等的风化分解作用，母岩中易溶物质K、Na、Ca、Mg和SiO2被淋失排出，活动性小的物质Al、Fe、Ti残留原地形成红土型铝土矿。风化-搬运-沉积成矿是含铝岩石、红土风化壳或已形成的红土矿床，在重力、水和自然酸(硫酸、碳酸、有机酸)等作用下，经机械的或化学的风化、剥蚀、搬运等物理、化学改造作用，于山坡凹地、谷地、近海湖盆地或滨海潟湖、局限海盆内形成铝土矿，在水介质环境中形成沉积铝土矿。
⑥ 支建铝土矿
陕县支建铝土矿区是河南省最早发现的大型富铝矿床之一,勘查程度达勘探,探明储量达2357多万t,位于河南省陕县境内,属王家后、柴洼两乡管辖。矿区东起刘家山,西止庙前后窑,北到张上断层,南抵鹿马断层,呈北东-南西向展布。含矿岩系为上石炭统本溪组,铝土矿体赋存在含矿岩系的中段,分布在扣门山断层以西、陕县断陷盆地北缘,受北东向的煤窑沟正断层和扣门山正断层控制。
支建铝土矿位于陕县-渑池-新安铝土矿成矿区西部七里沟-焦地成矿带的西矿带,大地构造上位于中朝准地台南部、华熊台隆坳陷的渑池-确山陷褶束的西北部。
6.8.1.1含矿岩系特征
矿区内地层均呈单斜产出,倾向140°,倾角10°~20°,局部产状有所变化,尤其在断层附近,产状变陡。
含矿岩系的基底地层为奥陶系中统马家沟组(O2m),厚20~50m。马家沟组下部为青灰色灰岩,呈厚层状,有时夹角砾状灰岩、薄层泥质灰岩;上部为白云质灰岩,呈浅灰白-青灰色薄层状产出;顶部常残存厚约0~2m的古风化壳,呈黄褐色,凸凹不平,形态各异,对铝土矿的形态起着重要的控制作用。
含矿岩系上石炭统本溪组(C2b),一般厚20~30m,最大达60余m,可分为下、中、上三个岩段,铝土矿赋存在中段。
下段(C2b1):铁质页岩,在含矿岩系的中下部和底部,在矿区北中部呈灰黄、红褐色等杂色,含铁质较高,具有页理。有粘土质、砂质及氧化铁质组成,个别处夹有山西式铁矿小扁豆体或透镜体。向南逐步相变为菱铁页岩和黄铁页岩。本层为矿层底板,厚0.25~49.36m,平均5.96m,厚度变化较大,与下伏地层假整合接触。
中段(C2b2):铝土矿层,在含矿岩系的中上部,主要由铝土矿和粘土矿组成。局部夹有粘土矿级外品和粘土页岩。铝土矿主要为灰色,局部稍带白、黄、褐色,呈层状或似层状产出,厚0.5~22.8m,平均5.96m。铝土矿和粘土矿的厚度变化互为消长关系,相变明显。
上段(C2b3):粘土页岩,在含矿岩系的顶部或上部,常为灰白色、灰黄色,局部相变为碳质页岩或煤线(层),显页理,性软,易风化破碎,厚0.05~13.33m,一般1m左右,厚度变化较大。
6.8.1.2矿体特征
根据构造分割和铝土矿矿体赋存特征,本区可分为瓦查坡、香草洼和鹁鸪堂三个矿段,其中工业矿体赋存在前两个矿段上。鹁鸪堂矿段各项工程揭露显示,该矿段含矿岩系较薄,浅部受剥蚀,矿体基本无残留。瓦查坡和香草洼矿体主要特征如表6.10所示。
瓦查坡矿段矿层显著特点是Fe2O3质量分数较低,一般为1%~3%;而香草洼矿段矿层Fe2O3质量分数普遍较高,达3%~7%。
表6.10 支建铝土矿矿体主要特征表
6.8.1.3矿石特征
(1)矿物成分
矿石主要由一水硬铝石、高岭石组成,次为伊利石,微量矿物有叶绿泥石、赤铁矿、针铁矿、锐钛矿、金红石、埃洛石、电气石、锆英石、方解石、石英等。
(2)矿石结构、构造特征
按矿物的结晶特征划分,矿石多呈他形柱状晶粒结构、自形或半自形晶粒结构、泥晶或隐晶质结构等;按矿物颗粒形态划分,矿石呈砾屑状、砂(粒)状、蜂窝状、豆鲕状和致密状结构。其中砾屑状结构主要分布在铝土矿层的上部和下部,其他部分少见;砂(粒)状结构主要分布在铝土矿层中部,尤其在矿体埋深的浅中部区域发育;蜂窝状结构主要分布在铝土矿层的中下部;豆鲕状结构分布在铝土矿层顶部和下部为主;致密状结构主要分布在铝土矿层的顶部和底部。
矿石主要构造类型为块状、半定向或定向层状构造。
(3)矿石化学成分特征
铝土矿化学成分主要有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、S、CaO、MgO、K2O、Na2O等,伴生组分有Ga等20种元素。主要化学成分特征介绍如下:
Al2O3:全区质量分数43.81%~77.72%,平均67.18%;瓦查坡矿段质量分数为46.14%~77.72%,平均68.59%,品位变化系数8.6%;香草洼矿段质量分数为43.81%~75.10%,平均64.29%,品位变化系数10.8%。矿石品位与矿石类型、矿体厚度关系密切,即矿体厚度大,Al2O3质量分数高,而SiO2质量分数低;反之矿体薄,则Al2O3质量分数低,SiO2质量分数高。Al2O3质量分数在水平方向上不论走向或倾向均呈跳跃式变化;垂向上顶、底部Al2O3质量分数低,而SiO2质量分数高;中部则Al2O3质量分数高,而SiO2质量分数低,呈反向关系。
SiO2:全区质量分数2.11%~22.60%,平均9.70%;瓦查坡矿段质量分数为2.11%~22.60%,平均10.18%,品位变化系数42.7%;香草洼矿段质量分数为3.10%~21.06%,平均8.72%,品位变化系数49.5%。在水平方向SiO2质量分数呈跳跃式变化,在铝土矿矿层顶、底部SiO2质量分数高而中部低。
F2eO3:铁质矿物本区主要是赤铁矿、针铁矿,次为黄铁矿、菱铁矿等,分布不均匀。全区质量分数0.50%~26.02%,平均4.00%;瓦查坡矿段质量分数为0.50%~22.19%,平均2.18%,品位变化系数115.1%;香草洼矿段质量分数为1.06%~26.01%,平均7.73%,品位变化系数89.3%。瓦查坡矿段Fe2O3质量分数普遍较低,一般在1~5%之间,香草洼矿段Fe2O3质量分数普遍较高,一般在6%~15%之间。水平方向呈跳跃式变化,在垂直方向上,一般是矿层上部含铁低,而下部含铁较高。
S:主要产于黄铁矿中,分布不均匀。S质量分数一般在0.022%~0.669%之间,部分工程见到S质量分数高于0.7%的样品,主要分布在两个矿段的南部。即整个矿区由北向南,S的质量分数有由低变高的趋势。
TiO2:主要产于锐钛矿和金红石中,部分呈类质同象分散在一水硬铝石中,质量分数稳定,1.84%~4.92%,平均3.03%,在水平方向呈微弱跳跃式变化,在垂直方向上变化波动不大。
铝硅比值:衡量铝土矿石的主要指标之一,反映Al2O3与SiO2的综合变化特征。铝硅比值从2.3~36.8之间变化,平均6.9;瓦查坡矿段2.2~36.8,平均6.7,变化系数67.9%;香草洼矿段2.4~22.9,平均7.4,变化系数59.4%。在走向、倾向上呈跳跃式变化;在垂直方向上,一般顶、底部矿石铝硅比值较低,矿体中部铝硅比值非常高。
不同类型矿石的化学成分不一样,支建铝土矿区砾屑状、砂(粒)状、蜂窝状、致密状和豆鲕状等不同类型矿石的平均化学成分如表6.11所示。
从表6.11可以看出,就Al2O3质量分数来说,砂(粒)状和蜂窝状矿石>砾屑状和豆鲕状矿石>致密状矿石。据统计,砂(粒)状和蜂窝状矿石主要分布在矿层的中部,砾屑状和豆鲕状矿石主要分布在矿层的上部和下部,致密状矿石则主要分布在矿层的底部和顶部。但是各矿石类型并无明显分界,一般呈过渡关系或者呈复合关系。
表6.11 各矿石类型主要化学成分质量分数表
6.8.1.4成矿作用
矿区位于中条古陆与秦岭-大别古陆构成的三门峡-渑池-新安海盆的西北缘,区内受加里东运动的影响,从中奥陶世未至下石炭世,为一漫长的剥蚀间断期。这期间中奥陶统灰岩遭受地表水长期冲刷、溶蚀,形成了准平原地形及岩溶洼地,到晚石炭世地壳开始下沉,以小幅度的震荡运动为主,海水时进时退,海侵平静而缓慢,形成海湾潟湖环境,具备了对成矿有利的古地理条件。
在矿区东北侧为北段村穹窿,南侧为熊耳山隆起区,两地均大面积出露中元古界中性火山岩。这些铝硅酸盐岩,经历长期风化剥蚀及地表水分解,形成脱硅、脱硫、富铁、富铝的残积物,然后经海侵及地表水流的冲刷,使富铝残积物破坏解体,以机械碎屑及胶体溶液形式被搬运到海盆边缘。富铝碎屑物再经水化学分解成胶体状态的含氢氧化铝水溶液,其后以胶体化学沉淀为主,生成早期铝土矿。此外基底灰岩经化学分析,Al2O3质量分数为1.56%~1.87%,也是铝土矿形成物质的潜在来源之一。
区内O2m灰岩剥蚀面,主要受地表水的垂直渗漏及溶蚀作用的影响,逐渐形成岩溶洼地和漏斗状溶坑,是成矿有利地形。当矿区两侧古隆起区的含矿溶液不断地流入剥蚀区充满洼地后,即形成半封闭的涡流区或处于静止状态,这期间基底灰岩中的富碱性溶液经常补充到具有酸性的含铝溶液内,使酸性溶液变成中性时,则开始沉积铝土矿。因此岩溶发育地段是成矿的有利地形。
古陆上中性火山岩和富铝硅酸盐岩,经过漫长的风化、剥蚀以及地表水解,形成富铝硅铁质的残积物,和部分基底岩石风化产物聚合在一起,在岩溶有利地形堆积形成铁质页岩层位,在岩溶高凸部位,没有沉积C2b1铁质页岩。
在C2b1铁质页岩沉积的同时,也遭受风化、剥蚀迁移的影响,起到填平补齐的作用。
其后,从古陆带来大量富铝、硅、铁质残积物和就地基底岩石风化物,以及部分C2b1沉积物的参与,在岩溶发育的地区,在C2b1铁质页岩之上,堆积、沉积了铝土矿、耐火粘土层位C2b2。在物质来源丰富,而且铝质非常高时,则沉积铝土矿;在物质来源贫寡且硅质和铁质与铝质物相差不多时,则沉积了耐火粘土层。砂(粒)状矿石矿物成分简单,表明物质来源单一,经过水流冲洗、筛选,有搬运迁移的特点。豆鲕状、致密状矿石,表明物质来源不足,局部有胶体沉积(如胶状),沉积物中铝质物相对较少,而硅质明显增高,形成贫矿或中等矿。
在堆积、沉积铝土矿的同时,也遭受到风化、剥蚀、破坏、水流搬运、重新胶结,乃至季节的影响,造成复杂成因的砾屑状矿石。铝土矿层,显示了正粒序、递变层理的韵律性。
局部因为物质来源不充足,加之北处地势高凸,没有沉积铝土矿,仅沉积了耐火粘土。一般在岩溶开阔的地域,容易沉积了耐火粘土和铝土矿,特别是岩溶低洼处,沉积铝土矿厚达15~22.8m,有时还伴有耐火粘土沉积。
铝(粘)土矿形成经历漫长的地质阶段,随后也遭受到风化、剥蚀的影响。在晚石炭世时,在铝(粘)土矿层的上部,接受了C2b3一层粘土页岩的沉积,有时相变碳质页岩和煤线,产植物化石丰富。此层层位稳定,厚度薄(0.05~13.33m)。C2b3粘土页岩的沉积对铝(粘)土矿层来说,起到了保护遮挡作用,使矿层不再遭受破坏,有利铝土矿、耐火粘土压实、聚集、富化。
从C2b3粘土页岩沉积条件、环境及化石来看,属于滨海潟湖相沉积型铝土矿床。
6.8.1.5成矿要素
根据支建铝土矿典型矿床研究,归纳总结出该典型矿床成矿要素如表6.12。
表6.12 支建铝土矿床成矿要素表
6.8.1.6成矿模式
通过收集分析支建铝土矿床区资料,进行综合研究,分析成矿地质背景,认为该区古风化壳型铝土矿的形成受三门峡-渑池-新安海盆的控制。晚石炭世地壳小幅度的震荡运动,导致海水时进时退,海侵平静而缓慢,形成海湾潟湖环境。
通过前文对支建铝土矿床含矿岩系特征、矿体特征、矿石特征和成矿作用等的综合研究,在成矿要素研究分析的基础之上,选择支建矿区岩相从剥蚀区—残积带—冲刷堆积带—海湾潟湖相的变化剖面进行成矿模式研究:①在剖面上选择代表不同亚相、不同位置、不同矿体厚度、含矿岩系厚度的探矿工程;②仔细研究比对探矿工程柱状图,突出岩性组合、矿体、顶底板;③把各工程柱状图从剥蚀区—残积带—冲刷堆积带—海湾潟湖相的方向排在一起,并把各柱状图连接起来;④在剖面上标明水平方向和垂直方向的分带情况;⑤在水平分带上说明各分带沉积作用的特点及岩性组合的区别;⑥在垂直分带上说明沉积基底对含矿岩系分布的控制和岩性组合的区别。
经综合研究,支建铝土矿床成矿模式如图6.3所示。支建铝土矿床为古风化壳沉积型矿床,含矿岩系为晚石炭统本溪组,沉积环境为海湾潟湖相,成矿控制因素主要有层位(时代)、基底、构造及古构造、古地貌、古气候和古地理环境、次生作用等。
图6.3 支建沉积型铝土矿成矿模式图
⑦ （二）铝土矿地质勘查规范
1.新规范的主要特点
一是具有适应性。随着我国矿业权市场的兴起及铝工业的快速发展，在市场机制的配置下，铝土矿预查、普查、详查等阶段的地质勘查工作越来越多，新规范更具有适应社会主义市场经济对铝土矿勘查工作客观要求的属性。
二是具有继承性。原规范，除第十三条各级储量比例、第二十三条储量分类、第二十四条储量分级和级别条件、附录二工业品位、边界品位的经验回归方程，未并入新规范外，其余绝大部分内容均被新规范所继承，具有显著的继承性。
三是具有创新性。新规范将勘查类型的划分与判别引入了“类型系数”的新概念，使其矿床勘查类型的选择，可用量化判别标准。经对以往勘查的58个铝土矿和菱镁矿床进行验证，勘查类型的划分与判别之符合率达95%，说明该新规范试用的类型系数与量化判别标准具有创新价值。
四是具有实用性。新规范的资源量储量分类及类型条件与估算，体现了经济意义与可行性评价工作及地质可靠程度的有机结合，突出了经济意义，体现其实用性更强。
五是具有可操作性。新规范对每个勘查阶段均按地质研究、矿石质量研究、矿石加工技术条件研究、矿床开采技术条件研究和综合勘查、综合评价及控制程度等方面提出具体要求，可以为矿业权人对不同层次铝土矿勘查成果提供服务，使新规范更具有可操作性。
2.规范修订前后内容对比
规范修订前后在内容上有较大区别，具体见表5。
表5 铝土矿新规范与原规范内容对比表
续表
续表
3.几点说明
1）新规范的资源储量估算示意图。以沉积型铝土矿床第Ⅰ勘查类型为例说明（图8）。
2）对矿体外推规则和地质可靠程度外推原则的说明。矿体的外推规则，应充分考虑矿体形态、产状的地质规律。在有充分论据（根据一定数量的工程，有统计数据）的条件下，当矿体长度与厚度是正相关关系时，可按其规律，科学确定外推长度。当无规律可循时，一般按（地质可靠程度高的）勘查工程间距的1/4平推（下邻地质可靠程度低的）（以下简称 1/4 间距平推）。1/4间距平推又可分为 1/4 间距板状平推、1/4 间距尖状平推二类。当沿矿体倾向的勘探线上相邻有矿工程为2个以上时，板状平推为矩形：以边缘有矿工程（点位）为基点，沿倾向1/4间距为其宽，沿走向1/2间距为其长。尖状平推为等腰三角形：以边缘有矿工程（点位）为基点，沿倾向1/4间距为其高，沿走向1/2间距为其底。当有矿工程为1个时，应以该工程为基点，沿矿体走向勘探线为对称基线，（按矿床勘查类型）沿矿体倾向对称地进行1/4间距板状平推或1/4间距尖状平推。对于第Ⅰ勘查类型的矿体，一般采用1/4间距板状平推；对于第Ⅱ勘查类型的矿体，一般采用1/4间距板状平推或1/4间距尖状平推；对于第Ⅲ勘查类型的矿体，一般采用1/4间距尖状平推。地质可靠程度外推原则：可按上述矿体外推规则，地质可靠程度高的（资源储量）块段，（外）平推下邻（地质可靠程度）低的（资源储量）块段边界，如探明的可平推控制的，控制的可平推推断的。但是，由推断的资源量（333）块段外推预测资源量（334?）的大致分布范围，不应拘泥于上述矿体外推规则，而要考虑铝土矿含矿层位及露头线延伸状态、推断的铝土矿资源量（333）、工程间距放稀1～2倍等综合因素，初步外推其分布范围。
图8 资源/储量估算示意平面图
3）工业指标中最低工业品位的说明。近几年，A/S≥7、Al2O3≥62%的富矿，市场对其需求越来越大（氧化铝生产企业消耗富矿，追求微观经济效益），保有基础储量越来越少。为此，氧化铝工业生产开始采用选矿拜尔法、石灰拜尔法等新工艺，一般要求铝土矿品位A/S≥5，Al2O3≥62%。新规范继承了原规范铝土矿的一般块段最低工业品位：A/S≥3.5（露采）、A/S≥3.8（坑采），但具有偏低的倾向。铝土矿块段最低工业品位的论证，应结合每个矿区的实际情况进行。进行详查及勘探地质工作的铝土矿区，应纳入（预）可行性研究工作内容。
4）关于大厚度（大于矿体平均厚度的3倍）工程处理的说明。经铝土矿勘查实践表明，单个大厚度工程出现的概率较大。为此，一般按上述矿体外推规则（当有矿工程为1个时……），据矿床不同勘查类型，进行1/4间距板状（对称）平推或1/4间距尖状（对称）平推，以此单圈大厚度工程块段。如果出现2个以上相邻的大厚度工程，可按最近地区法，圈联大厚度工程块段。
⑧ 铝土矿的发展现状
整体上来看，中国铝土矿资源较为丰富，铝土矿保有基础储量在世界上居第七位，储量在世界上居第八位。截至到2006年保有的资源储量为27.76亿吨，其中储量5.42亿吨，基础储量7.42亿吨，资源量20.35亿吨，主要分布在山西、河南、广西、贵州4省区，其资源储量占全国的90.26%，其中山西占35.9%、河南占20.6%、广西占18.37%、贵州占15.39%。另外，重庆、山东、云南、河北、四川、海南等15个省市也有一定的资源储量，但其合量仅占中国的10%。
铝土矿主要用于氧化铝工业和高铝熟料行业等，2003年二者的用量几乎相等。根据2003年主要省区铝土矿产量中用于氧化铝的比例，可以估算出铝土矿资源储量中可用于氧化铝工业的资源储量。
⑨ 主要矿产资源
一、主要矿产资源储量、矿床类型及分布
根据美国联邦地质调查局资料，美国不同时期形成的各类矿产有：煤、石油、天然气、铁、锰、钼、铜、铅、锌、金、银、钨、锡、稀土、锑、钛、铝土矿、重晶石、石膏、磷酸盐、天然碳酸钠、硅藻土、萤石、硼、滑石、高岭土、钾等。据美国地质调查局最新资料，截至2004年年底，美国各种主要矿产资源储量如表2-1所示。其中，煤炭、铁矿石、钼、铜、铅、锌、金、银、硼、硅藻土、天然碳酸钠、重晶石等储量均在世界上占有重要地位。根据美国目前的生产能力（主要是近几年的产量数据），这些矿产储量，从静态角度上看，铜能够生产26年，钼能够生产68年，铝土矿能够生产100年，金能够生产21年，铅能够生产20年，锌能够生产37年，银能够生产20年，重晶石能够生产100年，石膏能够生产39年等（美国的石油和天然气储量分别占世界总储量的2.5%和2.9%，是世界第11大石油储量国和第6大天然气储量国。）
美国主要的金属矿床类型有：斑岩型铜钼矿、斑岩型铜金矿、火山－热液型金银矿、喷气沉积型铅锌矿、密西西比河谷型铅锌矿、块状硫化物型多金属矿、岩浆型铜镍矿、卡林型金矿、BIF型铁矿等。
表2-1 美国主要矿产资源储量
美国的金属矿产资源包括铜、铅、锌、金、银、钼、铀等，主要分布在西部地区，特别是在内华达州、犹他州、亚利桑那州、蒙大拿州、爱达荷州、加利福尼亚州、阿拉斯加州、科罗拉多州和新墨西哥州等一带。铁矿则主要分布在苏必利尔湖区一带，包括明尼苏达州和密歇根州。钛主要分布在佛罗里达州、佐治亚州和弗吉尼亚州一带。美国主要金属矿产分布如图2-2所示。重要的金属成矿区带有：安第斯山成矿带、阿巴拉契亚成矿带、密西西比河谷区成矿带、苏必利尔湖区成矿区、落基山成矿带、Uravan铀矿带等。
美国煤炭资源主要分布在怀俄明州、西弗吉尼亚州、堪萨斯州、宾夕法尼亚州、得克萨斯州、印第安纳州、伊利诺伊州、肯塔基州、蒙大拿州、科罗拉多州、北达科他州、新墨西哥州、弗吉尼亚州、犹他州、俄亥俄州和亚拉巴马州。其中，蒙大拿州煤炭资源量占美国煤炭总资源量的24%，伊利诺伊州占美国煤炭总资源量的21%。美国煤炭资源主要分部区如图2-3所示。
美国全国有5大油气区、30多个油气盆地。5大油气区分别为：墨西哥湾含油气区；北美地台含油气区；加利福尼亚含油气区；落基山含油气区；阿拉斯加含油气区。重要的油气盆地除墨西哥湾油气盆地外，还有（北美地台含油气区的）密执安盆地、西得克萨斯盆地、林城盆地、萨里纳盆地、阿科马盆地、阿纳达科盆地、中堪萨斯、尼马哈盆地、阿马里罗－奥启塔隆起、奥扎克隆起斜坡、伊利诺伊盆地、辛辛那提，（加利福尼亚含油气区的）洛杉矶盆地、文土腊盆地、圣马利亚盆地、基亚马－萨利纳斯盆地、圣华金－萨克拉门托盆地，（落基山含油气区的）威利斯顿盆地、粉河盆地、大角盆地、丹佛盆地、凤河盆地、绿河盆地、沙洗盆地、尤固塔盆地、皮申斯盆地、帕拉多盆地、圣胡安盆地，（阿拉斯加含油气区的）北阿拉斯加盆地、库克湾盆地、阿巴拉契盆地等。目前探明的石油储量主要集中在4个州：得克萨斯州、路易斯安那州、阿拉斯加州和加利福尼亚州。其中，得克萨斯州的石油储量占美国总储量的22%，路易斯安那州占20%；阿拉斯加占20%；加利福尼亚州占18%。
二、主要矿产资源储量占世界的比例
如前所述，美国的许多矿产资源储量在世界上都占有重要地位。根据美国地质调查局2006年和BP世界能源统计评论2005年提供的资料数据，美国的各类矿产储量分别占世界总储量的27.1%（煤炭）、14.8%（稀土）、4.3%（铁矿石）、31.4%（钼）、7.4%（铜）、12.1%（铅）、13.6%（锌）、6.4%（金）、9.3%（银）、23.5%（硼）、27.2%（硅藻土）、95.8%（天然碳酸钠）和12.5%（重晶石），见表2-2。此外，美国的石膏、滑石（和叶蜡石）、高岭土、膨润土等矿产储量或资源量，也在世界上处领先位置，见表2-2。
图2-2 美国主要金属矿产分布图（据美国地质调查局）
图2-3 美国煤炭资源主要分布图（据美国能源部）
表2-2 美国主要矿产资源储量在世界总储量中所占的比例
总体上，美国的矿产资源有优有劣，较为优势的矿种有：天然碳酸钠、煤炭、钼、硼、硅藻土、石膏、滑石、高岭土等；较为劣势的矿种有：铬、锰、钴、铝土矿、钒、铋、铌、铟、天然石墨、砷、萤石、锡等。
⑩ 铝土是矿产么
是的
铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。铝土矿的应用领域有金属和非金属两个方面，是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小，但用途却十分广泛。
铝土矿实际上是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。它的应用领域有金属和非金属两个方面。 铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。 铝土矿
铝土矿的非金属用途主要是作耐火材料、研磨材料、化学制品及高铝水泥的原料。铝土矿在非金属方面的用量所占比重虽小，但用途却十分广泛。例如：化学制品方面以硫酸盐、三水合物及氯化铝等产品可应用于造纸、净化水、陶瓷及石油精炼方面；活性氧化铝在化学、炼油、制药工业上可作催化剂、触媒载体及脱色、脱水、脱气、脱酸、干燥等物理吸附剂；用r-Al2O3生产的氯化铝可供染料、橡胶、医药、石油等有机合成应用；玻璃组成中有3%～5%Al2O3可提高熔点、粘度、强度；研磨材料是高级砂轮、抛光粉的主要原料；耐火材料是工业部门不可缺少的筑炉材料。 金属铝是世界上仅次于钢铁的第二重要金属，1995年世界人均消费量达到3.29kg。由于铝具有比重小、导电导热性好、易于机械加工及其他许多优良性能，因而广泛应用于国民经济各部门。目前，全世界用铝量最大的是建筑、交通运输和包装部门，占铝总消费量的60%以上。铝是电器工业、飞机制造工业、机械工业和民用器具不可缺少的原材料。 重点讨论的是生产金属铝的铝土矿及其矿床。至于作耐火粘土用的铝土矿及其矿床见非金属矿“耐火粘土”中讨论。
编辑本段主要成分
三水铝石（Gibbsite）Al(OH)3三水铝石是铝的氢氧化物结晶水合物，在铝土矿中它是 铝土矿
主要的成分。三水铝石的晶体极细小，晶体聚集在一起成结核状、豆状或土状，一般为白色，有玻璃光泽，如果含有杂质则发红色。它们主要是长石等含铝矿物风化后产生的次生矿物。 化学组成为Al(OH)3﹑晶体属单斜晶系P21/n空间群的氢氧化物矿物。与拜三水铝石(bayerite)和诺三水铝石(nordstrandite)成同质多象。旧称三水铝矿或水铝氧石。以矿物收藏家C.G.吉布斯(Gibbs)的姓于1822年命名。晶体结构与水镁石相似，由夹心饼干式的(OH)-Al-(OH)配位八面体层平行叠置而成﹐只是Al3+不占满夹层中的全部八面体空隙，仅占据其中的2/3。三水铝石的晶体一般极为细小，呈假六方片状，并常成双晶，通常以结核状﹑豆状﹑土状集合体产出。白色，或因杂质染色而呈淡红至红色。玻璃光泽﹐解理面显珍珠光泽。底面解理极完全。摩斯硬度2.5～3.5﹐比重2.40。三水铝石主要是长石等含铝矿物化学风化的次生产物﹐是红土型铝土矿的主要矿物成分。但也可为低温热液成因。俄罗斯南乌拉尔的兹拉托乌斯托夫斯克的热液脉中产出有达5厘米大小的晶体。用途见铝土矿。
编辑本段形态特性
铝土矿（晶体化学）理论组成(wB%)：Al2O365.4，H2O34.6。常见类质同像替代有Fe和Ga，Fe2O3可达2%，Ga2O3可达0.006%。此外，常含杂质CaO、MgO、SiO2等。 单斜晶系：a0=0.864nm，b0=0.507nm，c0=0.972nm；Z=8。晶体结构 铝矾土
与水镁石相似，属典型的层状结构。不同者是Al3仅充填由OH-呈六方最紧密堆积层(∥(001))相间的两层OH-中2/3的八面体空隙，因为Al3具有比Mg2高的电荷，故以较少的Al3数即可平衡OH-的电荷。 斜方柱晶类：C2h-2/m(L2PC)。晶体呈假六方板状，极少见。主要单形：平行双面a、c，斜方柱m。常依(100)和(110)成双晶。常见聚片双晶。集合体呈放射纤维状、鳞片状、皮壳状、钟乳状或鲕状、豆状、球粒状结核或呈细粒土状块体。主要呈胶态非晶质或细粒晶质。 物理性质：白色或因杂质呈浅灰、浅绿、浅红色调。玻璃光泽，解理面珍珠光泽。透明至半透明。解理极完全。硬度2.5~3.5。相对密度2.30~2.43。具泥土臭味。偏光镜下，无色。二轴晶。Ng=1.587，Nm=Np=1.566。 产状与组合：主要由含铝硅酸盐经分解和水解而成。热带和亚热带气候有利于三水铝石的形成。在区域变质作用中，经脱水可转变为软水铝石、硬水铝石（140~200℃）；随着变质程度的增高，可转变为刚玉。
编辑本段资源特点
中国铝土矿除了分布集中外，以大、中型矿床居多。储量大于2000万t的大型矿床共有31个，其拥有的储量占全国总储量的49%；储量在2000～500万吨之间的中型矿床共有83个，其拥有的储量占全国总储量的37%，大、中型矿床合计占到了86%。 铝土矿
中国铝土矿的质量比较差，加工困难、耗能大的一水硬铝石型矿石占全国总储量的98%以上。在保有储量中，一级矿石(Al2O360%～70%，Al/Si≥12)只占1.5%，二级矿石(Al2O351%～71%，Al/Si≥9)占17%，三级矿石(Al2O362%～69%，Al/Si≥7)占11.3%，四级矿石(Al2O3>62%，Al/Si≥5)占27.9%，五级矿石(Al2O3>58%，Al/Si≥4)占18%，六级矿石(Al2O3>54%，Al/Si≥3)占8.3%，七级矿石(Al2O3>48%，Al/Si≥6)占1.5%，其余为品级不明的矿石。 中国铝土矿的另一个不利因素是适合露采的铝土矿矿床不多，据统计只占全国总储量的34%。与国外红土型铝土矿不同的是，中国古风化壳型铝土矿常共生和伴生有多种矿产。在铝土矿分布区，上覆岩层常产有工业煤层和优质石灰岩。在含矿岩系中共生有半软质粘土、硬质粘土、铁矿和硫铁矿。铝土矿矿石中还伴生有镓、钒、锂、稀土金属、铌、钽、钛、钪等多种有用元素。在有些地区，上述共生矿产往往和铝土矿在一起构成具有工业价值的矿床。铝土矿中的镓、钒、钪等也都具有回收价值。 中国铝土矿，地质工作程度比较高，截至1994年底，中国铝土矿保有储量中属于勘探阶段的占32.5%，属于详查阶段的占55.8%，两者合计，详查以上工作程度的储量占全国总保有储量的88.3%。
编辑本段发现过程
铝元素是在1825年由丹麦物理学家H.C.奥尔斯德(H.C.Oersted)使用钾汞齐与氯化铝交互作用获得铝汞齐，然后用蒸馏法除去汞，第一次制得金属铝而发现的。金属铝的生产，初期是 铝土矿
化学法。即1854年法国科学家H.仙克列尔戴维里(H.SainteClaireDiwill)创立的钠法化学法和1865年俄国物理化学家H.H.别凯托夫(Н。Н.Бекетов)创立的镁法化学法。法国于1855年采用化学法开始工业生产，是世界最早生产铝的国家。铝土矿的发现(1821年)早于铝元素，当时误认为是一种新矿物。从铝土矿生产铝，首先需制取氧化铝，然后再电解制取铝。铝土矿的开采始于1873年的法国，从铝土矿生产氧化铝始于1894年，采用的是拜耳法，生产规模仅每日1t多。到了1900年，法国、意大利和美国等国家有少量铝土矿开采，年产量才不过9万吨。随着现代工业的发展，铝作为金属和合金应用到航空和军事工业，随后又扩大到民用工业，从此铝工业得到了迅猛发展，到1950年，全世界金属铝产量已经达到了151万吨，1996年增至2092万吨，成为仅次于钢铁的第二重要金属。
编辑本段成因规律
按照廖士范等人的意见，中国铝土矿矿床可分为古风化壳型铝土矿矿床和红土型铝土矿矿床。 中国古风化壳型铝土矿矿床的形成经历了三个阶段。第一阶段是陆生阶段，是在大气条件下由风化作用形成含有铝土矿矿物、粘土矿物、氧化铁矿物等的残、坡积富铝风化壳物质， 铝土矿
例如钙红土层、红土层或红土铝土矿，此阶段为大气条件下原地残积、堆积或异地堆积阶段；第二阶段是富铝钙红土层、红土层或红土铝土矿为海水(或湖水)淹没阶段，有的立即为海水(或湖水)淹没，有的则经过一定时间的岩化作用以后才为海水(或湖水)淹没，逐渐深埋地下，经过一段时期的成岩后生作用演变改造后形成原始铝土矿层；第三阶段是表生富集阶段，是原始铝土矿层随地壳抬升到地表浅部后由于地表水或地下水的改造作用，使硅质淋失、铝质富集，形成品位较富的有工业价值的铝土矿矿床。中国古风化壳型铝土矿主要形成于石炭纪。本类型铝土矿矿床的形成，都与侵蚀间断面的古风化壳有关。一般来说，侵蚀间断时期长的，特别是下伏基岩是碳酸盐岩或含铝质多也较易风化的基性喷出岩(例如玄武岩)，所形成的矿床往往矿石品位富，矿层厚，矿体规模大。 至于红土型铝土矿矿床，一般认为是现代气候条件下由含铝岩石经风化作用形成的。红土型铝土矿矿床只有一个亚类，称漳浦式红土型铝土矿床，是第三纪到第四纪玄武岩经过近代(第四纪)风化作用形成的铝土矿床，其储量很少，仅占中国铝土矿总储量的1.17%。中国现代红土型铝土矿主要形成在低纬度地区，如福建、海南及广东一些地区。这些地区天气炎热、雨量充沛，又有易于风化的玄武岩，故能形成现代红土型铝土矿。至于中国的南沙群岛、中沙群岛虽然也在低纬度，有形成铝土矿的气候，但这些岛屿上升为陆的时间不长，仅1～3万年，经受风化作用的时间短，故难以形成铝土矿矿床。
编辑本段成因规律分类
（1）修文式碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床，又称碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型铝土矿矿床。其成因与碳酸盐岩喀斯特红土化古风化壳有关。又由于铝土矿与下伏碳酸盐岩基岩之间有数米厚的湖相铁矿扁豆体沉积，铝土矿不是原地堆积的，而是这个已接近干枯的湖泊附近的红土化风化壳异地迁移来堆积成的。该类矿床以贵州修文县小山坝铝土矿矿床较为典型。由于下伏基岩是碳酸盐岩，因此由风化作用形成的是富铝钙红土残坡积层，一般说侵蚀间断时间越长，即风化作用时间越长，由风化作用形成的残坡积富铝钙红土层越多、越厚，生成的铝土矿物越多，粘土矿物越少，矿石品位越富，矿层厚度也越大。 （2）新安式碳酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床，又称碳酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿床，以河南新安张窑院铝土矿床较为典型。这类矿床的铝土矿直接覆在碳酸盐岩的喀斯特侵蚀面上，是原地堆积的，许多情况下是堆积在喀斯特溶洞、溶斗中，矿体不长(几百m)，但厚度较大(40～60m)。如果侵蚀间断时间短暂，一般只形成钙红土残积层，略有迁移搬运现象，这种矿石质量虽然稍贫，但矿层稳定，厚度变化小。 （3）平果式碳酸盐岩古风化壳原地堆积-现代喀斯特堆积亚型铝土矿矿床。又称碳酸盐古风化壳原地堆积-近代喀斯特堆积亚型铝土矿床。该矿床的层状矿之上覆及下伏基岩数百米厚度 铝土矿
范围以内均为石灰岩，经过第四纪喀斯特化，石灰岩、铝土矿石再风化成钙红土及铝土矿石碎块坠落成堆积矿石。这类堆积矿的形成条件主要是：有一定规模的层状矿、有适宜的气候条件、矿层上下要有较厚的石灰岩，以及矿层直接顶、底板粘土页岩较薄。 （4）遵义式铝硅酸盐岩古风化壳原地堆积亚型铝土矿矿床。又称铝硅酸盐古风化壳原地堆积亚型铝土矿床，下伏基岩是细碎屑岩或基性火山岩，是下伏基岩红土化风化壳原地堆积(少数坡积)的铝土矿床。这类矿床的成矿规律是：首先与下伏基岩有过渡现象，与上覆地层有侵蚀间断面，因此厚度变化大，无矿天窗较多；其次，矿层厚度及矿体规模大小、矿石品位贫富，取决于成矿时侵蚀间断时间的长短及下伏基岩的性质是否容易风化。如果侵蚀间断时间长，被侵蚀风化的下伏基岩多数是细碎屑岩、粘土页岩，只有一部分是碳酸盐岩，往往矿层厚、规模大、矿石品质佳，但随之无矿天窗增多。如果被侵蚀风化的下伏基岩是较易风化的玄武岩，则矿层厚度及矿体规模可能较大，矿石也可能较富。如果下伏基岩虽然是较易风化的玄武岩，但成矿时侵蚀间断时间过于短暂，风化作用不彻底，则矿层厚度、矿体规模及矿石品质均难符合理想。
编辑本段主要用途
铝土矿矿石用途多样： (1)炼铝工业。用于国防、航空、汽车、电器、化工、日常生活用品等。 (2)精密铸造。矾土熟料加工成细粉做成铸模后精铸。用于军工、航天、通讯、仪表、机械及医疗器械部门。 高铝水泥
(3)用于耐火制品。高铝矾土熟料耐火度高达1780℃，化学稳定性强、物理性能良好。 (4)硅酸铝耐火纤维。具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，热容小和耐机械震动等优点。用于钢铁、有色冶金、电子、石油、化工、宇航、原子能、国防等多种工业。它是把高铝熟料放进融化温度约为2000～2200℃的高温电弧炉中，经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却，就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。 (5)以镁砂和矾土熟料为原料，加入适当结合剂，用于浇注盛钢桶整体桶衬效果甚佳。 (6)制造矾土水泥，研磨材料，陶瓷工业以及化学工业可制铝的各种化合物。 其中最重要的用途是：铝工业中提炼金属铝、作耐火材料和研磨材料，以及用作高铝水泥原料。矿石用途不同，其质量要求各异。中国有色金属工业总公司1994年发布的铝土矿石的行业标准(YS/T78-94)。按照该标准将铝土矿分成沉积型一水硬铝石、堆积型一水硬铝石及红土型三水铝石三大类型，并按化学成分分为LK12-70、LK8-65、LK5-60、LK3-53、LK15-60、LK11-55、LK8-50、LK7-50、LK3-40等九个牌号。该标准除了对铝土矿的化学成分作出了规定外，还要求沉积型一水硬铝石的水分不得大于7%，堆积型一水硬铝石和红土型三水铝石的水分不得大于8%。此外要求铝土矿石的粒度不得大于150mm。铝土矿石不得混入泥土、石灰岩等杂物。
编辑本段种类分布
基本类型 亚类型 主要分布地区
一水型铝土矿 1）水铝石-高岭石型（D-K型） 山西、山东、河北、河南、贵州
一水型铝土矿 2）水铝石-叶蜡石型（D-P型） 河南
一水型铝土矿 3）勃姆石-高岭石型（B-K型） 山东、山西
一水型铝土矿 4）水铝石-伊利石型（D-I型） 河南
一水型铝土矿 5）水铝石-高岭石-金红石（D-K-R型） 四川
三水型铝土矿 三水铝石型（G型） 福建、广东
编辑本段典型矿床
贵州修文小山坝铝土矿矿区
修文小山坝铝土矿矿区1957年开始勘探，累计探明铝土矿2026.4万吨，矿石平均品位为67.91%。1979年五龙寺矿区开始投产，矿层呈似层状，产状平缓，倾角5°～10°，向北东倾斜。
山西孝义克俄铝土矿床
最早1960年对克俄铝土矿床克俄矿段进行勘探，随后又对卜家峪等矿段进行了勘探，共累计探明铝土矿6265.6万吨，矿石平均品位为64.36%。1986年山西铝厂开始对孝义铝土矿进行开采。矿石类型有致密状、粗糙状和豆鲕状三种。
河南新安张窑院铝土矿矿床
该矿床1961～1964年以耐火粘土矿进行勘探，1966年开始投产。累计探明铝土矿949.7万吨。含矿层的地质时代与山西孝义克俄矿床的时代相同，均属晚石炭世本溪期。
广西平果铝土矿矿床
该矿区面积有1750km2，在层状矿体分布132km长的范围内均有堆积矿石。最早1959～1961年对原生矿进行勘探。因原生矿含硫高不能利用，1974年转对堆积矿进行勘探，前后一共累计探明铝土矿储量达12609.8万t，平均品位64.69%。由于层状矿石含硫太高(1.5%～7%)，工业尚难利用。
贵州遵义苟江铝土矿矿床
该矿1989年进行勘探，探明储量达1112万吨，矿石平均品位为53.62%。矿层产出形状复杂，无矿天窗多，含矿系数较小，约0.5左右。这些岩层原地红土化剥蚀成铝土物质、粘土矿物等风化壳物质于原地堆积，少部分是附近的风化壳铝土矿物、粘土矿物由于坡积的作用略有迁移堆积而成。
海南蓬莱铝土矿矿床
该矿床是现代红土型铝土矿矿床，1959～1961年进行普查勘探，1975年对罗本5、6号等9个矿体又进行了勘探，共累计探明铝土矿储量达2190.6万吨，平均品位44.4%。铝土矿分布在平缓山丘的山顶上，海拔高程约30～60m，为第三纪到第四纪的玄武岩风化红土型三水铝石铝土矿矿床。
山东淄博王村铝土矿
王村铝土矿位于淄博盆地的西北部。1956年对其进行详查，1964～1965年进行初勘和详勘工作。1958年开始露采，1967年结束。1965年作开拓基建，1966年投产。该矿累计探明铝土矿294.5万吨，为一小型矿床。
编辑本段开发基地
贵州是中国铝土矿的主要产区，储量约占全国的1/5，其中，清镇、修文两地的铝土矿储量最多、品位最高。铝土矿加工后可用于制造水泥、耐火材料，还可以用于铝工业、有色金属冶炼和磨料磨具工业等。 该铝土采掘及深加工基地依靠的清镇麦格矿山，系贵阳耐火材料厂的矿山。2007年6月，深圳一公司成功收购政策性破产企业——贵阳耐火材料厂整体财产。按照“盘活存量、优化增量”的原则，该公司已投入近两亿元对清镇麦格矿山进行开发。预计到2009年底，该公司在贵州将形成综合生产能力40．4万吨/年的产能，可实现销售收入3．1亿元，进而成为中国长江以南及中西南地区最大的耐火材料精加工企业。 贵阳耐火材料厂位于清镇市麦格乡的铝土采掘及深加工基地开工建设。建设3条年产6万吨高铝熟料回转窑生产线，成为贵州省最大的铝土深加工基地。贵州有望成为中国最大的铝土矿深加工基地。
编辑本段矿业简史
中国铝土矿的普查找矿工作最早始于1924年，当时由日本人板本峻雄等对辽宁省辽阳、山东省烟台地区的矾土页岩进行了地质调查。此后，日本人小贯义男等人，以及中国学者王竹泉、谢家荣、陈鸿程等先后对山东淄博地区、河北唐山和开滦地区，山西太原、西山和阳泉地区，辽宁本溪和复州湾地区的铝土矿和矾土页岩进行了专门的地质调查。中国南方铝土矿的调查始于1940年，首先是边兆祥对云南昆明板桥镇附近的铝土矿进行了调查。随后，1942～1945年，彭琪瑞、谢家荣、乐森王寻等人，先后对云、贵、川等地铝土矿、高铝粘土矿进行了地质调查和系统采样工作。总起来说，新中国成立以前的工作多属一般性的踏勘和调查研究性质。 铝土矿真正的地质勘探工作是从新中国成立后开始的。1953～1955年间，冶金部和地质部的地质队伍先后对山东淄博铝土矿、河南巩县小关一带铝土矿(如竹林沟、茶店、水头及钟岭等矿区)、贵州黔一带铝土矿(如林夕、小山坝、燕垅等矿区)、山西阳泉白家庄矿区，等等，进行了地质勘探工作。但是，由于缺少铝土矿的勘探经验，没有结合中国铝土矿的实际情况而盲目套用原苏联的铝土矿规范，致使1960～1962年复审时，大部分地质勘探报告都被降了级，储量也一下减少了许多。1958年以后，中国对铝土矿的勘探积累了一定的经验，在大搞铜铝普查的基础上，又发现和勘探了不少矿区，其比较重要的有：河南张窑院、广西平果、山西孝义克俄、福建漳浦、海南蓬莱等等铝土矿矿区。 中国铝土矿的开采最早始于1911年，当时日本人首先对中国辽宁省复州湾铝矾土矿进行开采，随后1925～1941年又对辽宁省辽阳、山东烟台矿区A、G两层铝土矿进行开采，以上开采多用作耐火材料。1941～1943年日本人对山东省淄博铝土矿湖田和沣水矿区的田庄、红土坡矿段进行了开采，矿石作为炼铝原料。后来台湾铝业公司也曾进行过小规模开采供炼铝用。 中国铝土矿大规模开发利用是从新国以后开始的。1954年首先恢复以前日本人曾小规模开采过的山东沣水矿山。1958年以后在山东、河南、贵州等省先后建设了501、502、503三大铝厂，为了满足这三大铝厂对铝土矿的需求，在山东、河南、山西、贵州等省建成了张店铝矿、小关铝矿、洛阳铝矿、修文铝矿、清镇铝矿、阳泉铝矿等铝矿原料基地。 进入20世纪80年代，特别是1983年国有色金属工业总公司成立以后，中国铝土矿的地质勘探和铝工业得到了迅速发展，新建和扩建了以山西铝厂、贵州铝厂为代表的一批大型铝厂，使原铝产量由1954年的不足2000吨，发展到了90年代的187万吨。建立了从地质、矿山到冶炼加工一整套完整的铝工业体系，铝金属及其加工产品基本可满足中国经济建设的需要。
编辑本段发展现状
据美国矿业局《MineralCommoditySummaries》1996年资料，全世界铝土矿储量为230亿t，储量基础为280亿t，其中铝土矿资源比较丰富的国家有：澳大利亚(储量基础79亿t)、几内亚(储量基础59亿t)、巴西(储量基础29亿t)、牙买加(储量基础20亿t)、印度(储量基础12亿t)、匈牙利(储量基础9亿t)。中国铝土矿的数量和质量都不及上述国家，如以A+B+C级储量(工业储量)和这些国家的储量基础相比，远在它们之后。 整体上来看，中国铝土矿资源较为丰富，铝土矿保有基础储量在世界上居第七位，储量在世界上居第八位。截至到2006年保有的资源储量为27.76亿吨，其中储量5.42亿吨，基础储量7.42亿吨，资源量20.35亿吨，主要分布在山西、河南、广西、贵州4省区，其资源储量占全国的90.26%，其中山西占35.9%、河南占20.6%、广西占18.37%、贵州占15.39%。另外，重庆、山东、云南、河北、四川、海南等15个省市也有一定的资源储量，但其合量仅占中国的10%。 1995年中国总共产铝土矿矿石640万t，除了有色系统的国有矿山企业外，中国乡镇集体矿山企业和个体采矿点也大量开采铝土矿，但其产量不稳定。中国氧化铝和铝金属的产量近年来增长很快。1996年分别达到254.62万t和190.07万t，与1985年相比增长了近2.5倍和4倍。铝材的产量增长得更快，1985年才31.00万t，1996年增加到162.01万t，增长35倍多(表3.9.10)。 铝土矿主要用于氧化铝工业和高铝熟料行业等，2003年二者的用量几乎相等。根据2003年主要省区铝土矿产量中用于氧化铝的比例，可以估算出铝土矿资源储量中可用于氧化铝工业的资源储量。 此外，考虑到氧化铝的最佳承载能力必须立足于现实，即必须考虑高铝熟料等行业对铝土矿的需求。因此以铝土矿资源部分用于氧化铝生产的承载能力来评估各省氧化铝的生产规模比较合适。随着中国电解铝规模的过度扩张，氧化铝供应短缺矛盾日益突出，进口猛增，价格大幅上涨，产品利润剧增。在经济利益驱动下，河南、山西等部分拥有铝土矿资源的省份掀起了地方建设氧化铝企业的热潮，据统计，河南、山西、山东等地都在大上氧化铝厂，在建和拟建的项目有29处之多，规划总规模达超过2000万吨/年，加上现有氧化铝生产规模总规模超过了3000万吨/年
编辑本段藏品信息（中国地质博物馆）
中国地质博物馆铝土矿藏品图片
图片描述：此图为中国漳浦东吴山的铝土矿卵石（Bauxite scree）的标本照片。黄褐色，隐晶质结构，蜂窝状构造。主演矿物组成为铝土矿。[1]
保存单位：中国地质博