中国铝土矿资源分布及特点
截至2005年末,我国已探明铝土矿床(点)350处(图1.3;表1.2),分布在全国19个省、自治区、直辖市。铝土矿查明资源储量26.58亿t。其中基础储量7.31亿t,占总资源储量的27.4%;资源量19.27亿t,占总资源储量的72.6%。
表1.2 中国铝土矿资源储量表(截至2005年)
注:数据来源:2005年全国矿产资源储量通报(国土资源部矿产资源储量司,2006)。2008年底河南累计实际查明铝土矿资源储量7.77亿t,居全国第二位。
图1.3 中国铝土矿资源储量占比图
我国铝土矿资源主要集中分布在山西、河南、广西、贵州、云南、重庆、山东等地区,其查明资源储量合计约占全国总储量的96%,其他拥有铝土矿资源的12个省、自治区、直辖市的资源储量合计仅占4%(图1.3)。
山西省的铝土矿资源主要分布在吕梁地区、忻州地区和阳泉市。
河南的铝土矿资源集中分布在黄河两岸、京广线以西的巩义、登封、偃师、新安、渑池、三门峡、陕县、宝丰、鲁山、汝州、禹州、新密等10多个县境内。
广西的铝土矿资源主要分布在平果、田东、德保、靖西、杜县和崇左等县(市)境内,属岩溶堆积型铝土矿,品位较富,开采便利。
贵州省的铝土矿资源主要分布在遵义、息峰、开阳、瓮安、正安、道真、修文、清镇、贵阳、平坝、织金、苟江、黄平等十几个县(市)境内。
山东省的铝土矿资源主要分布在淄博、枣庄、新泰和洪山等县(市)境内,矿石品位较低,目前资源已近于枯竭,境内氧化铝企业主要依靠省外和国外供应矿石。
此外,在海南、广东、福建、云南、江西、湖北、湖南、陕西、四川、新疆、宁夏、河北等省(区)也有铝土矿发现。
中国铝土矿资源有以下几个明显特点:
1)中国铝土矿大部分为一水硬铝石型铝土矿,占全国铝土矿总储量的98.46%。而三水铝石型铝土矿仅在广东、福建、广西、海南等省有少量发现,它们的储量仅占全国总储量的1.54%。
2)中国铝土矿矿石多具高铝、高硅、低铁的特点。铝土矿矿石Al2O3质量分数一般为60%~70%,国外三水铝石型铝土矿Al2O3质量分数仅为45%~58%。我国铝土矿矿石铝硅比值相对国外而言一般较低。初步统计,铝硅比值大于7的矿石仅占27%,铝硅比值5~7的矿石占35%,铝硅比值小于5的矿石占38%。
3)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t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%。
4)总体上说,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(w(Al2O3)为60%~70%,铝硅比值≥12)只占1.5%,二级矿石(w(Al2O3)为51%~71%,铝硅比值≥9)占17%,三级矿石(w(Al2O3)为62%~69%,铝硅比值≥7)占11.3%,四级矿石(w(Al2O3)>62%,铝硅比值≥5)占27.9%,五级矿石(w(Al2O3)>58%,铝硅比值≥4)占18%,六级矿石(w(Al2O3)>54%,铝硅比值≥3)占8.3%,七级矿石(w(Al2O3)>48%,铝硅比值≥6)占1.5%,其余为品级不明的矿石。
5)中国铝土矿适合露采的矿床不多。据统计,露采矿床只占全国总资源储量的34%。
6)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。
矿源层（体）及有关矿床描述
广西已知的风化铝土矿床，其产出和分布均与矿源层及地貌有密切关系：崩塌堆积铝土矿床是以合山组（P3h）底部的沉积铝土矿为矿源层，产在背斜谷峰丛、峰林洼地中；红土堆积铝铁矿床是以合山组中上部碳酸盐岩夹的菱铁矿为矿源层，产在岩溶准平原区。在广西全区，此两种矿源层分布范围有限，故风化矿床分布区不广。
一、以沉积铝土矿床为矿源层的矿床（崩塌堆积矿床）
中二叠世末，东吴运动在广西只表现为升降运动，海水基本退出广西，地面广受风化剥蚀，时间较长，大地上形成广泛分布的风化壳层。晚二叠世初，地壳下降，海水入侵，在上二叠统底部普遍有一层由古风化壳形成的铁质、泥质的沉积物，一般均称其为铁铝岩。海侵初期，大瑶山、鹰扬关、云开山等陆地联成一遍，江南古陆、西大明山陆地各占面积较大，紧临陆地的地区为滨海区，滨海区外为局限海，仅桂西小范围是开阔海。而桂西平果、田东、田阳、德保、靖西一块是局限海沼泽相中包容的
湖相沉积区，在此相区形成沉积铝土矿床。其他沼泽相区形成沉积黄铁矿床或含黄铁矿的粘土岩。在沉积铝土矿床区已经探明一批大、中型矿床，含硫、硅高，不曾开采；后发现沉积矿床经风化崩塌堆积形成的矿床，质量好，规模也大，成为矿山开采的对象。
1.平果那豆铝土矿床
（1）矿床位于平果县太平镇，沉积铝土矿床和堆积铝土矿床位于同一矿区。沉积矿床探明为中型矿床，堆积矿床探明为大型矿床（图4-1）。
（2）沉积矿床特征
1）地层。矿区内出露有：石炭系、二叠系、三叠系。以浅海台地碳酸盐岩石为主。铝土矿含矿层为上二叠统合山组，其岩性为：
下伏：中二叠统茅口组（P2m）
合山组（P3h）假整合于P2m之上，岩性从下至上为：
A.含黄铁矿粘土岩，厚0～5m。
B.铝土矿层，厚0.19～10.3m。
C.炭质页岩夹煤线（或煤层），厚1.5～11m。
D.含燧石灰岩局部夹炭质页岩含煤线（或煤层），厚105～140m。
上覆：下三叠统罗楼组（T1l）
图4-1 平果太平矿区地质图
2）构造：矿区为NW轴向短轴褶皱。铝矿层出露于向斜的两翼。
3）矿层、矿体、矿石：矿体在矿层中断续产出，矿区内已圈出17个矿体。单矿体长60～6290m，厚0.7～10.3m。矿石具层状、透镜状构造，豆状、鲕状结构，均由水铝石细晶集合体组成。矿物成分主要是一水硬铝石，次为高岭土、黄铁矿。主要化学成分Al2O3 50%～70%，SiO2 4%～8%，Fe2O3 6%～10%，S 1.5%～13%，铝硅比为7～12，属高硫、低铝、硅偏高的矿石。
（3）堆积矿床特征
1）地貌：矿区位于岩溶地区，NW向的向斜为山脊，背斜为谷地，多已成为溶蚀准平原。
2）矿体：为沉积矿层风化剥蚀滚落或塌陷的矿石碎块和岩屑砂泥堆积而成，下伏基岩为中二叠至泥盆系的碳酸盐岩层。含矿层可分三层（由下至上）：
A.黄褐色砂质粘土层，厚0.2～20.3m。
B.含铝土矿层，铝土矿块，矿砾、矿粒夹于粘土中为主，另夹少量褐铁矿及岩屑。厚0.2～20.3m，一般厚3～5m。
C.紫红色粘土，含少量铝土矿碎块及岩石碎屑。厚1～5m。
含矿层中矿体需经采样测定含矿率来圈定，矿体形态多样，随洼地地形而复杂多变，呈似层状，透镜状，扁豆状。厚度受基底地形影响而厚薄悬殊较大。矿区共圈定45个矿体，单矿体长300～4575m，宽60～805m，厚1.4～4.4m，含矿率475～1150kg/m3。
矿石矿物成分：含铝矿物78%～80%（其中一水硬铝石占95%，三水铝石占3%，高岭石3%）粘土及钙质8%～10%，铁质5%，其他少量。矿石被红土胶结。
矿石化学成分：Al2O3 55.48%～67.86%，SiO2 2.17%～6.65%，Fe2O3 12.67%～19.86%，S 0.06%～0.07%。
（4）堆积矿与沉积矿关系
1）堆积矿床成矿物质来自沉积矿床，基本产在沉积矿床的产出区，虽然位移不是很大，但矿体空间位置有较大变动，矿体特征完全不同。堆积矿体产于地表松散堆积物中，形状变得特复杂，但开采相对比较容易。
2）沉积矿床矿石含硫、硅高，属高硫、低铝、硅偏高矿石；堆积矿床的矿石，经过风化，脱硫、去硅后，成为低硫、低硅，铝含量相对提高，铝硅比大为提高的优良矿石，是当前矿山开采的对象。
2.田阳古美铝土矿床（据广西第二地质队详查报告）
（1）矿床位于田阳县坡洪镇，沉积铝土矿床和堆积铝土矿床处于同一矿区。探明沉积矿是小型矿床，堆积型矿是大型矿床（图4-2）。
（2）沉积矿床特征
1）地层：矿区出露地层有：泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系。中三叠统为盆地相浊流沉积碎屑岩外，其他均为地台型沉积的碳酸盐岩及少量碎屑岩。铝土矿含矿层为上二叠统合山组（P3h），其岩性为：
下伏：中二叠统茅口组（P2m）
合山组（P3h）假整合P2m之上，岩性从下至上为：
A.灰-灰绿色薄层泥岩，含黄铁矿泥岩，厚0～1.1m。
B.含炭泥岩，厚0～3.7m。
C.铝土矿层：深灰、灰绿色厚层至块状铝土矿层，具豆状、鲕状、碎屑状结构，厚0～6.3m。
D.深灰色铝土质泥岩夹含黄铁矿泥岩，厚0～1.8m。
图4-2 古美矿区地质图
E.黑色炭质泥岩夹煤线或煤透镜体，厚0～3.7m。
F.薄至中层状泥岩及硅质岩，厚0～1.2m。
G.灰黑色中厚层状泥质灰岩、燧石灰岩夹生物屑灰岩，厚32～47m。
上覆：马脚岭组（T1m）
2）构造：区内为NW向以古美为中心的向斜褶皱、断裂发育，有NE及NW向两组断裂。向斜轴部为马脚岭组（T1m），其下为含矿的合山组，沿向斜分布。
3）矿层、矿体、矿石：矿体在含矿层下部产出，有22个矿体，断续出露长40km，产状随构造部位不同而异，具较平缓波状起伏，倾角一般10°～25°，矿体形态简单，呈层状，似层状。单矿体长250～5500m，斜深260～800m，厚0.8～2.8m。
矿石矿物成分：主要为硬水铝石（60%～90%），次为胶铝石（0～5%），少量高岭石（0～15%），水云母（1%～15%），三水铝石（＜5%），黄铁矿（1%～20%）等。水铝石结构以豆状，鲕状最常见，次为碎屑状。豆鲕多沿层面定向分布。水云母、高岭石呈鳞片状混杂分布。矿石以块状构造为主。
矿石主要化学成分（%）Al2O3 54.78～68.31，Fe2O3 1.93～9.21，SiO2 6.05～11.77，S 2.93～7.14。铝硅比5.42～11.29。属于高硫、中铁、中-高品位矿石。
（3）堆积矿床特征
1）地貌：矿区为岩溶中低山区，海拔519～1102m，地势相对高差100～300m。总体为峰丛-洼地景观。堆积铝土矿床产在峰丛之间的洼地地带，下伏基岩为中二叠至泥盆系岩层。矿体分布在标高600～1000m之间。
2）矿体：矿体乃沉积矿床的矿体风化剥蚀堆积而成，产于洼地的第四系松散堆积物中，含矿体可分为四个分层，自下至上。
A.粘土层：多含铝土矿及褐铁矿小砾石，沿基底凹坑分布，厚0～2.7m。
B.含铝土矿块粘土层；由下往上铝土矿块渐增多。厚0～5.6m。
C.铝土矿层：由铝土矿块，粘土及少量褐铁矿块，泥岩碎屑混杂组成，与上下堆积层无明显界线，需经采样测算含矿率划定。厚0～37.5m。
D.粘土层：含少量铝土矿及褐铁矿块，顶部常有0.1～0.5m厚的腐殖土。厚0～2.2m。
区内共圈出铝矿体46个，其形态产状受地形控制，平面形态复杂，有不规则块状、长条状、曲溪状、孤岛状、分枝状。产状平缓。与基底坡度一致。单矿体面积0.004～0.83km2，厚3.3～13.9m，含矿率428～1642kg/m3。
3）矿石：矿石有块度大于5cm的块状矿石，1～5cm的砾状矿石，小于1cm的粒状矿石，同一个矿体的同一地段三种矿石均可共存。
矿石的矿物成分与沉积矿床的矿物成分相似，只是三水铝石、胶铝石、褐铁矿等的含量比沉积矿床矿石的要相对高些，硬水铝石低些，不含或极少黄铁矿。
矿石的主要化学成分：Al2O3 62.49%～71.87%，Fe2O3 2.17%～3.67%，SiO2 3.23%～14.50%，S 0.016%～0.26%。铝硅比4.37～21.8。属低硫、低铁、中高品位矿石。
（4）堆积矿床与沉积矿床的关系
1）堆积矿床乃沉积矿床风化剥蚀脱落下来的矿石堆积而成，一般未经较远的搬运，为原地位移堆积。形成的新矿体产状、形状，矿石特征等均大不同于沉积矿床。
2）沉积矿床矿石经过风化剥蚀形成的堆积矿床的矿石经天然脱硫、去硅后，铝含量相对提高。矿石质量得到提高。
二、以合山组（P3h）碳酸盐岩类的菱铁矿为矿源层的矿床（红土型堆积矿床）
前面说过，这类矿应该是“红土型堆积铝铁矿床”。已查明矿质来源的西段崇左一带的矿床，其矿质来自合山组（P3h）碳酸盐岩层夹的菱铁矿层。东段贵港一带矿床的矿质来源我们认为与西段相似。举矿床实例于下：
1.渠香铝铁矿床（广西第四地质队勘查报告）
矿床位于崇左市罗白乡。20世纪70年代地质部门作为堆积铁矿勘查，探明为中型铁矿床，属高硅铝，低硫磷的贫铁矿石。我们认为其矿床特征和贵港市一带的“三水铝矿床相似，应属堆积铝铁矿床”。该矿床深部工作证实了矿质来源，是难得的典型矿床实例，故在第九章第二节中以堆积铁矿床详细介绍了该矿床实例。这里不重述，仅着重说明两个问题：
（1）堆积矿床矿石矿物成分以褐铁为主，化学成分：TFe34.01%～35.42%，Al2O3 8.54%～26.37%，SiO2 12.8%～26.9%。Al2O3的含量不算低，但是当时未研究其中有哪些含铝矿物及它们的占有比例。
（2）该矿床合山组（P3h）下段的含炭泥岩夹煤层就含菱铁矿透镜体或含星点状菱铁矿；中段黑色页岩也局部含星点状菱铁矿；上段灰岩、泥岩夹3层煤，11层（一般3～8层）菱铁矿。菱铁矿多呈似层状，已知单层长60～448m，厚0.5～1m。菱铁矿矿石为含泥含绿泥石菱铁矿。矿石化学成分：平均TFe 24.82%，Al2O3 19.14%，SiO2 21.68%。该区合山组中的菱铁矿经风化解体后为铝铁矿石成矿提供矿质来源是可能的。
2.马岭三水铝铁矿床（273队普查报告）
（1）矿床
位于横县马岭镇，近年地质队作为三水铝土矿普查，探明达大型矿床（图4-3）。但尚未有正式工业指标。
图4-3 马岭矿区地质略图
（2）矿床特征
矿体产在第四系松散堆积物中，基底岩层为泥盆系石炭系及下中二叠统的碳酸盐岩为主的岩层，地貌为岩溶准平原区。
1）含矿钙红土风化壳：含矿钙红土风化壳分布于岩溶准平原的低丘、矮岭或台地上。主要由原岩风化形成的含钙红土风化壳，产状和地形基本一致，有明显的垂直分带。从下至上：
A.杂色粘土带：为杂色粘土，底部夹基岩碎块，中、上部夹结核状矿石，以上部含量渐高。厚0～11m，覆于基岩之上。
B.含铝土矿层：厚0.5～5.4m。下部次矿层为褐红色粘土及结核状矿石，上下界线不明显，含矿率小于500kg/m3。上部为主矿层，为褐红色粘土及结核状矿石，含矿率大于500kg/m3。
C.红土层：黄色粘土，夹少量结核状铝土矿。厚0～10m。
2）矿体特征：矿体赋存于钙红土风化壳的中部，呈层状，似层状，界线不明，需采样根据测试结果划定，形状复杂多变。已见矿体16个，矿体厚0.5～5.4m，面积44219～27541096m2，含矿率103～1383kg/m3，有两个特大矿体和一个较大矿体。
3）矿石：为褐红、褐黄、紫红、灰黑等杂色，呈块状、砾状，豆粒状等产出，结构有条带状，结核状、鲕状、土状、凝胶状等。
矿物成分有：三水铝石、一水铝石，高岭石、针铁矿、赤铁矿、硬锰矿等，化学成分：Al2O3 19.71%～27.12%，TFe 21.85%～36.60%，SiO2 8.89%～18.91%，铝硅比1.06～3.56。
铝的相分析结果：TAl2O3中三水铝石的铝占有率为64.60%。一水铝石的铝占有率为3.6%，硅酸盐矿物中铝的占有率为12.4%，针赤铁矿物中铝的占有率为19.4%。
（3）矿源层
地质队认为矿质来自于上古生界地台型沉积的碳酸盐岩层。
3.宾阳王灵铝铁矿床（广西第四地质队资料）
（1）矿床位于宾阳王灵镇，近几年地勘单位作为三水铝土矿作普查，探明铝资源量达大型矿床规模（图4-4）。但尚未有正式工业指标。
图4-4 王灵矿区地质略图
（2）矿床特征
矿体产在第四系松散堆积物中，基底岩层为泥盆、石炭系及下、中二叠统的碳酸盐为主的岩层，地貌为岩溶准平原区。
1）含矿钙红土风化壳：从下往上可分为：
A.褐红粘土层，含少量铁质铝土矿粒，厚0.5～10.1m，覆于基岩上。
B.灰白色高铝粘土层，含铁质铝土矿粒，厚0～10.5m。
C.铝土矿次矿层。褐黄色粘土夹砾状，豆状、粒状铁铝矿石、含矿率100～300kg/m3，厚0～8.3m。
D.铝土矿主矿层。褐黄色粘土夹块状、砾状、粒状铁铝矿石，含矿率107～1833 kg/m3，厚0～6.7m。
E.表土层：红褐、棕黄色粘土，厚0～1.4m。
2）矿体特征：矿体赋存于钙红土风化壳的上部，已知矿体30多个，呈层状、似层状，产状和地形相似，形状极复杂。与围岩界限不清，需采样测试划定，已发现41个矿体。单矿体面积15715～6100874m2，矿体厚0.8～6.2m，含矿率222～1252kg/m3。
3）矿石：为褐黄、灰黑、褐红等杂色，呈块状、砾状、豆状、粒状等产出，结构有条带状、结核状、鲕状、凝胶状、土状等。
矿物成分有：三水铝石、一水铝石、高岭石、绿泥石、褐铁矿、硬锰矿等。
化学成分：Al2O3 16.86%～29.70%，TFe 25.82%～39.56%，SiO2 8.20%～20.68%，铝硅比1.12～3.54。
铝的相分析结果：T Al2O3中三水铝石的铝占有率为56.41%。一水铝石的铝占有率为4.02%，高岭石的铝占有率为39.57%。
（3）矿源层
地质勘查单位认为矿质来自区域内上古生界的碳酸盐岩层。
我们从上述两个红土堆积铝铁矿床产出的地质特点，矿体产状，形状，矿石构造、结构，矿石的主要化学成分等进行对比，均与渠香铝铁矿床极为相似。渠香矿床的矿源层已查知是合山组中上部夹的菱铁矿层。从扶绥以东已知的这类矿床的区域分布分析，不是所有上古生界碳酸盐岩层分布的岩溶准平原区均发现有这类矿床，东段已发现的矿床都产在原来合山组（P3h）中可能有菱铁矿产出的地区，只是被剥蚀去了（目前可见局部残留）。故我们推测矿源层仍然可能是合山组（P3h）中的菱铁矿。