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华南黔中地区下石炭统九架炉组铝土矿沉积-成矿作用

九架炉组,黔中地区,古地貌,铝土矿

       下石炭统九架炉组铝土矿沉积在华南黔中地区广泛分布。本次研究收集统计了黔中地区（主要是清镇和修文地区）约700口钻孔的岩心资料，恢复了黔中地区早石炭世维宪期铝土矿沉积期古地貌，结果指示厚层铝土矿相对集中发育在较深的凹陷中。据古地貌学特征结果，本次选取了位于喀斯特洼陷中的修文地区典型钻孔ZK47-12开展岩相学、矿物学和地球化学研究，建立这套铝土矿成矿机理模型。修文剖面九架炉组上部为富铝质沉积，下部为富铁质沉积且其部分层位可达铁矿工业品位。其中，九架炉组上部发育三个铝土矿与铝土质粘土岩的旋回，指示了其多期次富集过程。研究剖面铝土矿层(碎屑状和致密状铝土矿)以高的Al₂O₃含量、低的SiO₂含量以及高的Al赋存矿物（主要是一水铝石）含量为特征。相对于铝土矿，铝土质粘土岩层Al₂O₃含量较低而SiO₂含量较高，粘土矿物（主要是伊利石和高岭石）含量较高。样品地球化学特征和质量平衡计算指示了淋滤作用是研究区内铝土矿成矿过程的主要控制因素，较低的地下水水位和较好的下伏单元的透水性是高品位的铝土矿石发育的有利因素。而高品位的铝土矿的形成伴随着强烈的化学风化和淋滤作用下活动元素(主要是K, Na, Ca, Mg和Si等)的进一步强烈流失和Al元素的进一步相对富集。而在相对较弱的化学风化和淋滤作用强度条件下，Li等微量元素和稀土元素在铝土质粘土岩及富铁层中相对富集。沉积学、地球化学及古盐度分析指示，黔中地区下石炭统九架炉组沉积期早期的富铁质沉积可能为原地残积/快速坡积，而富铝质沉积（铝土矿和铝土质粘土岩）暴露于大气中发育，受到地下水淋滤作用控制。