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科学实验报告 实验题目： 铝土矿地质特征与成因研究 实验目的： 我国铝土矿矿产时空分布广，类型多样，铝土矿地质与成因研究对促进铝土矿地质学发展有重要意义。认识铝土矿的地质特征，查明其分布规律、成矿作用、成因类型等。分析研究矿床分类、铝土矿的矿体形态与内部结构、矿体层序、物质组成、物质来源、成矿环境和成因机制 分析仪器： 显微镜、X 衍射分析仪( XRD) 、扫描电镜 － 能谱仪 ( SEM －EDS) 、电子探针( EPMA) 、差热/热重分析仪( DTA/TG) 、红外光谱仪( FTIR)，X 射线荧光光谱仪( XRF) 、等离子体质谱仪等 实验内容： 一、铝土矿分类方案及类型 （1）铝土矿矿床分类 诸多国内外学者通过铝土矿的物质组成、矿体形态、地质产状、基岩类型 矿床成因以及产出大地构造背景等对铝土矿展开了详细的分类研究。目前，应用最广泛的是根据基岩来分类。根据基岩类型，铝土矿主要分为喀斯特型和红土型两类。喀斯特型铝土矿据其产出大地构造背景又可划分为板内喀斯特型铝土矿和造山带型铝土矿; 其中，造山带型铝土矿占喀斯特型铝土矿总量约 85%。 图1：铝土矿研究框架图 （2）、中国铝土矿矿床分布与类型 我国铝土矿产以石炭纪和二叠纪铝土矿分布最广; 石炭纪铝土矿大量分布于华北准地台上，二叠纪铝土矿则大量分布于扬子和华南准地台上。依据基岩类型，我国铝土矿主体可以分为两种类型。第一类为喀斯特型铝土矿，含铝矿物主要为硬水铝石。喀斯特型铝土矿占据我国铝土矿总资源量的 85% 以上，主体分部在山西、河南、贵州和广西等地区。第二类为红土型铝土矿，主要分布在桂中、福建漳浦、广东雷州半岛和海南蓬莱等地，主要含铝矿物为三水铝石。 二、矿体结构与共生矿产 1、矿体层序 (1) 华北铝土矿: 含矿岩系层序组成严格受喀斯特地形控制。 (2) 桂西铝土矿: 桂西喀斯特型铝土矿包括二叠系沉积型和第四系堆积型两种类型的铝土矿。铝土矿含矿层序受古喀斯特地形地貌控制。 (3) 贵州铝土矿: 贵州铝土矿主体赋存于晚石炭世九架炉组中，主要包括两种剖面类型。第一类型为铁质岩 － 铝质岩类型。第二类型为粘土岩 － 铝质岩类型。 (4) 桂中铝土矿: 铝土矿和高岭土矿共生。桂中红土型铝土矿主要分布在泥盆系、石炭系碳酸岩溶准平原内低丘、矮岭和台地的第四系红土层中，具有明显的垂向分带性。 2、共生矿产 不同类型的铝土矿床由于成矿条件不同，其共生矿产种类也不一样。我国喀斯特型( 沉积型) 铝土矿共生矿产种类最多，其上覆地层中常产有煤、熔剂灰岩、油页岩等; 在含铝岩系中共生有耐火粘土、铁矾土、铁矿、硫铁矿等。我国喀斯特型( 堆积型) 铝土矿共生矿产主要为低品位三水铝石矿。红土型中通常共生有高岭土和钴土矿。 三、矿物组成与演化序列 矿物组成及其形成演化过程的研究主要是通过显微镜观察、X 衍射分析( XRD) 、扫描电镜 － 能谱分析( SEM －EDS) 、电子探针分析( EPMA) 、差热/热重分析( DTA/TG) 、红外光谱分析( FTIR) 和重砂矿物挑选多种手段综合分析探索 。研究发现，不同铝土矿集中区的矿石矿物组成存在较大差异。 （1）、从华北铝土矿矿石中识别出矿物类型有 30 余种。矿物形成阶段大概可以划分为四个阶段:陆源期、同生期、成矿期、成矿后期和表生期。 （2）、贵州喀斯特型铝土矿的矿石矿物主要是硬水铝石。矿物生成阶段主要包括陆源碎屑、早期成岩、晚期成岩及表生成岩等四个阶段( 孙建宏和陈其英， 。 （3）、桂中、海南以及福建等地铝土矿均为三水铝石红土型铝土矿，主要组成矿物包括三水铝石、高岭石、针铁矿、赤铁矿和锐钛矿等。 四、元素特征与伴生矿产 铝土矿研究中主要利用压片法 － X 射线荧光光谱( XRF) 、等离子体质谱法( ICP － MS) 、容量法和重量法等多种方法对矿石中常量 － 微量 － 稀土元素进行分析 。借助统计分析、相关性分析和聚类分析等方法对矿石中元素协同变化规律进行解析，并且结合电子探针分析等确定铝土矿中微量元素分布规律和赋存状态。 1 元素组成与空间变化 (1) 矿石的主量元素组成与变化特征受矿石矿物组成的制约，由于赋存状态和元素地球化学行为属性的不同，多种元素空间分布呈现出多样性，同一元素分布具有空间性变化 。 ( 2) 不同地区的喀斯特型铝土矿地球化学元素的空间分布特征互有差异。 ( 3) 惰性元素的确定一直是地球化学研究的重点，但是不同地区的铝土矿中确定的惰性元素基本类似。 ( 4) 虽然铝土矿层自下而上是一个逐次沉积形成的，但是利用地球化学的垂向分布来反演成矿过程是一个很难的途径。 2 伴生矿产与赋存状态 铝土矿是 REE、Ga、Sc、Ti、Li 等金属矿产的主要 来 源 之 一 。这些元素主要为铝土矿中伴生矿产