華北克拉通南緣石炭系本溪組鐵-鋁黏土礦物質來源：以河南三門峽大安鋁黏土礦床為例*

劉學飛 王慶飛 馬 遙 李中明 趙利華 周智慧 劉百順 馬欣莉

1 中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083 2 河南省地質調查院，河南鄭州 450001

1 概述

華北克拉通在中奧陶世至晚石炭世(445—300iMa)之間一直暴露于地表，經歷了強烈的喀斯特化作用、風化作用和鐵-鋁黏土礦化作用(Liuetal.,2013;Wangetal.,2016;Yuetal.,2019)，形成了中國著名的山西式鐵礦和超過30×108it的鋁黏土礦(王慶飛等，2012)。華北石炭系本溪組鐵-鋁黏土礦成因研究起始于20世紀50年代，其中，物質來源一直是研究中的熱點。關于其物質來源一直存在較多爭論，傳統觀點主要包括：(1)底板奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖是鐵-鋁黏土礦主要物質來源(趙運發和柴東浩，2002;袁躍清，2005;賀淑琴等，2007)；(2)成礦前發育于克拉通內部的前寒武系古陸變質巖為鋁黏土礦成礦提供物源(劉長齡和時子禎，1985;盧靜文等，1997)；(3)底板馬家溝組碳酸鹽巖和前寒武系古陸變質巖共同為鋁黏土礦化提供物質來源(劉長齡，1992;杜大年，1995;吳國炎，1996;孟健寅等，2011)。近年來，碎屑鋯石U-Pb定年和Hf同位素分析以及碎屑金紅石微量元素組成被廣泛應用于華北石炭系喀斯特型鋁土礦物源研究中，結果證實了北秦嶺造山帶中火成巖和變質巖以及華北北緣火成巖和變質巖為鋁黏土礦提供重要成礦物質(Wangetal.,2010;Liuetal.,2014;Wangetal.,2016;Zhao and Liu，2019)。

圖 1 華北克拉通中鋁黏土礦分布(a)、河南三門峽地區地質圖及大安鋁黏土礦位置(b)Fig.1 Distribution of bauxite and clay deposits in North China Craton(a)，and geological map and location of Da’an bauxite and clay deposit in Sanmenxia area，Henan Province(b)

華北石炭系喀斯特型鋁黏土礦的形成經歷了復雜的風化、搬運以及沉淀過程(Liuetal.,2013)。礦石中碎屑鋯石、金紅石的研究盡管能指示鋁土礦物質來源范圍，但是由于鋯石和金紅石在不同巖石類型中分布的不均一性，導致研究結果并不能完全限定鋁土礦的成礦母巖。……