沉積型鋁土礦的陸表淋濾成礦作用：兼論鋁土礦床的成因分類*

杜遠(yuǎn)生 余文超

1 生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430074 2 自然資源部基巖區(qū)礦產(chǎn)資源勘查工程技術(shù)創(chuàng)新中心，貴州貴陽(yáng) 550081

1 概述

鋁土礦是化學(xué)風(fēng)化作用的細(xì)粒終極產(chǎn)物，與強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用密切相關(guān)(Brdossy，1982;D’Argenio and Mindszenty，1995;Bogatyrevetal.,2009)。一般認(rèn)為鋁土礦的形成主要受化學(xué)風(fēng)化作用控制。化學(xué)風(fēng)化主要是地表的原始沉積物(母巖)在水的作用下，原生礦物發(fā)生溶蝕、水解、水化、碳酸化、氧化，破壞原始的礦物結(jié)構(gòu)，形成新的細(xì)粒礦物(主要是黏土質(zhì)礦物)，造成一些活動(dòng)的元素(如堿土與堿金屬元素K、Na、Ca、Mg等)大量流失，一些穩(wěn)定的元素(如Al、Ti等)殘留。當(dāng)水體是酸性或強(qiáng)酸性時(shí)，更有利于化學(xué)風(fēng)化，造成硅鋁酸鹽礦物中化學(xué)鍵的斷裂(Tardy and Nahon，1985;Trolard and Tardy，1987;Huang，1993)。在適合的環(huán)境中，如較高的溫度與通暢的水文環(huán)境，風(fēng)化剖面中的上述反應(yīng)將會(huì)導(dǎo)致沉積物中Si的大量流失與 Al的殘留富集，從而形成構(gòu)成鋁土礦最基礎(chǔ)的鋁礦物，即三水鋁石、一水軟鋁石或一水硬鋁石(Valeton，1972;Brdossy，1982)。現(xiàn)代地表的化學(xué)風(fēng)化通常在地球表層形成厚度不等的殘積層，即風(fēng)化殼(weathering crust)。保存于地層序列中、通常被后期巖石覆蓋的地史時(shí)期所形成的風(fēng)化殼稱為古風(fēng)化殼(ancient weathering crust)。除此之外，還有一種風(fēng)化殼是地史的近期(如第四紀(jì)以前)暴露地表的，經(jīng)歷了早期潮濕氣候期而非現(xiàn)代的化學(xué)風(fēng)化，作者建議稱為老風(fēng)化殼(old weathering crust)以示區(qū)別。目前在華北半干旱區(qū)、西北干旱區(qū)發(fā)育的富鋁、富錳的風(fēng)化殼可能是前第四紀(jì)某階段潮濕氣候期風(fēng)化形成的，而非現(xiàn)代風(fēng)化形成的(陳發(fā)虎等，2009;劉佳，2016)。……