铁铝土的形成过程

铁铝土

是湿润热带和

亚热带地区

，具有

富铝化

、富铁铝化和富

铁化

作用的土壤总称。是

中更新世

或

晚更新世

以前，陆地表面未受冰川和新

冲积物

影响，在高阶地上高度风化发育的古老自成型土壤。广泛分布在南美洲、北美洲、

非洲中部

、澳大利亚、东南亚和中国南部等低纬湿润热带及亚热带地区。

　　成因

热带和亚热带高温高湿气候条件下，不仅

土壤原生矿物

分解强烈，次

生铝

硅酸盐也进一步分解，硅酸和

盐基

大量被

淋失

，铁、铝等氧化物相对积聚，有时形成网纹或铁盘。反映土壤

富铝化作用

强度的标志，一般用

粘粒

（小于0002毫米或小于0001毫米）全量化学组成中,氧化硅与铁铝氧化物分子比值（

硅铁

铝率

）,或氧化硅与氧化铝的分子比值（

硅铝率

,Ki值）表示,Ki值愈小表明富铝风化度愈高。铁铝土的Ki值一般小于

25（

砖红壤

小于2）,均低于其他各类土壤。苏联НН

罗佐夫

等1979年提出以

土壤胶体

中的

Al2O3

:

Fe2O3

比值作为区分不同铁铝土类型的指标。土壤胶体主要

粘土矿物

为

一水软铝石

、

三水铝石

、水

铝矿

、

高岭石

、

赤铁矿

、

针铁矿

以及少量

水云母

和石等。典型铁铝土的土壤

风化壳

厚度可达10米至数10米，质地粘重均一、层次分异不明显。

土壤颜色

除表层外，多为红色，变异色调可为

红黄

、

棕黄

等，富含铁

锰矿

物的土壤呈深红色。

土壤阳离子交换量

低，盐基极不饱和，呈强

酸性反应

。在发育完好的土层中除铁、铝、锰、钛氧化物含量较高外，常有游离的铁、铝存在。

土壤有机质

分解迅速，含量偏低，腐殖质组成以

富里酸

为主。

我国华北地区岩溶型铝土矿的物质来源问题,地质界一直有争论,意见分歧颇大。概括来讲,主要存在“基底说”与“古陆说”之争以及“碳酸盐岩说”’与”铝硅酸盐岩说”之争(廖士范,1986,1994;刘长龄,1985,1987;吴国炎1987,1997;等)。这些争论实际上是在争论一个问题,那就是华北地区的岩溶型铝土矿床的铝质是来源于古老铝硅酸盐岩岩石,还是来源于基底碳酸盐岩岩石。

6411“基底说”与“古陆说”之争

“基底说”认为华北地区岩溶型铝土矿床的铝质主要来源于下伏基底寒武系、奥陶系各类碳酸盐岩的风化残余物。“古陆说”则认为华北地区岩溶型铝土矿床的铝质主要来源于周围古陆的各种古老变质岩和火成岩,即各类铝硅酸盐岩。

(1)“基底说”的主要依据

1)华北地区岩溶型铝土矿床毫无例外地分布在碳酸盐岩的侵蚀面上,本区尚未发现在古陆硅酸盐岩上有铝土矿分布。

2)铝土矿中主要元素氧化物比值对比表明,基底碳酸盐岩与铝土矿更为接近。

3)对一些铝土矿区基底碳酸盐岩和铝土矿石的人工重砂分析表明,基底碳酸盐岩中也含有锆石、金红石、电气石等副矿物,它们在重砂组合和标型组合上与铝土矿基本相似,质量分数上虽然相应较低,但与Al2O3化富集过程是同步的。

4)碳酸盐类岩石含铝量虽不多,但在相同条件下风化速度较硅酸盐类岩石要快得多。此外,本区基底寒武系、奥陶系的剥蚀厚度巨大,所以其风化壳中铝的积聚速度并不慢,含Al2O3的量依然可观。更不用说有些地区的碳酸盐岩中夹泥岩、粘土岩等夹层,所含的Al2O3量也相当高。

5)许多矿区见到下伏碳酸盐岩溶洞或裂隙中充填铝土矿、粘土矿及铁质粘土岩,矿体与围岩呈“夹心构造”,与现代风化壳矿床相似。

6)现代灰岩风化壳中发育有铝土矿的实例,如所罗门群岛的拉涅尔岛铝土矿,我国贵州、广西等地发现的现代碳酸盐岩风化壳红土中,Al2O3质量分数达2320%,有相当厚度,并在其中及下伏碳酸盐岩中发现了三水铝石矿物,充分证明碳酸盐岩的红土风化壳可为铝土矿的形成提供足够的物质来源。

(2)“古陆说”其主要依据

1)与基底碳酸盐岩相比,古陆铝硅酸盐类岩石含铝量要高得多,一般Al2O3质量分数达18%~20%。而前者仅1%~5%。

2)华北地区岩溶型铝土矿床大多数位于古陆边缘。

3)铝土矿矿层中副矿物锆石、金红石、电气石与古陆岩石中的相应副矿物较为接近,而基底碳酸盐岩中含这些副矿物量甚少。

4)铝土矿矿层中某些化学成分与古陆岩石的相关性较下伏碳酸盐岩好。

5)在古红土化的气候条件下,不能设想只在碳酸盐岩侵蚀面上形成红土风化壳,而古陆铝硅酸盐岩上反而不能形成,这些成熟的红土风化壳物质必定有其剥蚀、搬运、堆积的场所。

6412“碳酸盐岩说”与”铝硅酸盐岩说”之争

认为铝土矿床中的铝质来源于铝硅酸盐岩观点的主要理由是:

1)铝硅酸盐岩岩石中的含铝质量比碳酸盐岩岩石中的含铝质量高得多,平均大约高出10~15倍。

2)岩溶型铝土矿矿石的某些化学成分与铝硅酸盐岩岩石更相近。

3)岩溶型铝土矿矿石的重砂矿物及副矿物特征更接近铝硅酸盐岩岩石。

4)晚石炭世不仅存在一些古陆,而且这些古老的铝硅酸盐岩可以为铝土矿床形成提供大量的铝质来源。

而主张铝土矿床中的铝质来源于碳酸盐岩的主要理由是:

1)虽然碳酸盐岩岩石的含铝量远低于铝硅酸盐岩岩石,但碳酸盐岩岩石易于风化,而且厚度巨大,完全可以为铝土矿成矿提供充足的铝质来源。

2)虽然在豫西地区存在一些诸如岱嵋寨、嵩箕等所谓的古岛,但它们在晚石炭世仍为寒武系、奥陶系碳酸盐岩岩石覆盖,并没被剥蚀至出露铝硅酸盐岩岩石的程度。

3)铝土矿石的化学成分、痕量元素、重砂矿物、副矿物等特征与基底碳酸盐岩岩石相似。

6413“多源说”

“多源说”是上述观点的综合。该观点认为,形成华北地区岩溶型铝土矿床的铝质既来源于基底碳酸盐岩的风化残余,又来源于古陆铝硅酸岩的红土风化壳物质。其主要依据有:

1)铝土矿常常是由原始风化产物经过一次或多次改造而形成的,因此对于某些矿床来说,在铝土矿堆积过程中不同物源以不同百分比同时加入是可能的。凡是含有铝质的岩石,在适宜的古气候、地貌和物理化学条件下均可形成铝土矿。

2)铝土矿在空间分布上的两个显著特征:一是形成于古海洋的陆地边缘,二是位于基底碳酸盐岩古侵蚀面上。这两个缺一不可的古地理条件,意味着铝土矿的形成不是简单的与古陆或基底的单一岩石有关,而是同时与两种岩石有关。

3)在铝土矿含矿岩系中,上部常见到铝质砾石和碎屑,下部却很少见到;同时上部粘土岩层理明显,下部铁质粘土岩则不显层理。说明下部是以原地堆积为主,上部则以沉积作用为主;下部以基底风化淋滤物质为主,而上部则是外来物质搬运沉积的。

4)化学成分的对比分析:通过铝矿物和含矿岩系的统计对比,主要氧化物w(Al2O3)/w(SiO2)、w(Al2O3)/w(TiO2)、w(Fe2O3)/w(FeO)值都接近基底碳酸盐岩,而w(Al2O3)/w(Fe2O3+FeO)和w(CaO)/w(MgO)值则接近铝硅酸盐岩。但从上述三种岩石的分布轨迹对比,基底碳酸盐岩与含矿岩系分层轨迹(主要是 铁质粘土岩)重合。在微量元素对比上,铝土矿更接近基底碳酸盐岩,特别是w(Sr)/w(Ba)值更为接近,说明两者有成因上的联系。

5)矿物成分:①含钛矿物:尽管基底碳酸盐岩中金红石、锐钛矿、板钛矿在数量上要比铝土矿少,但与铝土矿、粘土矿中的这些矿物很相似;而与古陆硅酸盐岩中的上述矿物特征仅仅部分相似。②锆石分析对比:锆石长宽比值,基底灰岩中平均为2,与铝土矿(206)、粘土岩(平均299)十分接近,而古陆硅酸盐岩平均244,却相差很大;锆、铪质量分数和锆、铪质量分数比值对比结果,基底碳酸盐岩中锆石与铝土矿,特别是下部粘土岩中锆石相接近,而与古陆硅酸盐中锆石只是部分特征与铝土矿接近。

铝矾土又称矾土或铝土矿，主要成分是氧化铝，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状矿物。

白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。密度345g/cm3，硬度1～3，不透明，质脆。极难熔化。不溶于水，能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝，制耐火材料。

以三水铝石、OHMg，2，是提炼铝，是什么意思今山西市场铝土矿价格行情：75价格是380元/吨。以含水氧化铝为主、每平米=85。4Al+3O2在氧化铝价格是1600-1700人民币，熟矿：1600-1700平。3;Al。

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329kg。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。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。