劉 平，韓忠華，聶 坤

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局106地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000)

1 引言

羅繩武、蔣溶、樂森璕等老一輩地質(zhì)學(xué)家，于1941年在黔中地區(qū)的貴筑縣(現(xiàn)屬貴陽市)云霧山和修文縣九架爐(現(xiàn)小山壩礦區(qū))等地發(fā)現(xiàn)鋁土礦至今已整整80周年(中國礦床發(fā)現(xiàn)史·貴州卷編委會(huì)，1996)。

80年來，特別是1949年新中國建立以來，與全國各省、自治區(qū)、直轄市一樣，為了國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的需要，貴州地質(zhì)工作取得了巨大進(jìn)步。截至2017年底，貴州省已發(fā)現(xiàn)鋁土礦礦床78個(gè)，其中超大型礦床3個(gè)，大型礦床8個(gè)，中型礦床21個(gè)，小型礦床46個(gè)。累計(jì)探明333以上鋁土礦資源量109 714.40萬噸(中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷編委會(huì)，2019 ，評審稿)。

80年來，除了發(fā)現(xiàn)大批國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需的鋁土礦資源外，還積累了豐富的鋁土礦礦產(chǎn)資料和地質(zhì)勘探經(jīng)驗(yàn)。近年來，貴州各地質(zhì)隊(duì)、國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)、高等學(xué)校等，均投入雄厚力量，深入開展鋁土礦科學(xué)研究，取得豐碩成果。特別是在國土資源部(現(xiàn)自然資源部)領(lǐng)導(dǎo)下，研編中國礦產(chǎn)地質(zhì)志的統(tǒng)一策劃，貴州各有關(guān)部門團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同努力，完成了《中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷·鋁土礦》這樣一部宏篇巨著，實(shí)在可喜可賀。

本文在前人取得豐富鋁土礦地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，著重探討鋁土礦含礦巖系的形成時(shí)代、巖性特征、古地理概況及其形成原因。

2 鋁土礦含礦巖系的分布

貴州鋁土礦含礦巖系中，除主要礦產(chǎn)鋁土礦外，還共生有鐵礦、黃鐵礦、煤礦、耐火黏土礦以及伴生鎵等多種礦產(chǎn)資源，這些礦產(chǎn)與大量鋁土巖、黏土巖等共生一處，表明它們是一套大致在相同環(huán)境中形成的含礦巖系，因而本文統(tǒng)稱為鋁土礦含礦巖系，而不是僅稱其為鋁土礦。

貴州鋁土礦含礦巖系分布于4個(gè)片區(qū)、5個(gè)沉積區(qū)(圖1)，概述如下。

圖1 貴州不同時(shí)代鋁土礦分布圖①Fig.1 Distribution of bauxite in different era in Guizhou

(1)第一片區(qū)分布在貴州中部的貴陽、清鎮(zhèn)、修文、息烽、開陽、甕安及遵義一帶，呈NNE向展布，長約175 km，巖石地層名為九架爐組(C1jj)。此片區(qū)內(nèi)，因含礦巖系下伏地層不同，又分為兩個(gè)沉積區(qū)：

①貴陽、清鎮(zhèn)、修文一帶，九架爐組的直接下伏地層，主要為下寒武統(tǒng)清虛洞組

(2)第二片區(qū)主要分布在黔北的務(wù)川、正安、道真和重慶市南部的南川、武隆至黔江一帶，亦大致呈NNE向展布，長約275 km。鋁土礦含礦巖系巖石地層名為大竹園組(C2d)，其直接下伏地層為上石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)灰?guī)r和(或)下志留統(tǒng)韓家店組(S1hj)泥、頁巖。含礦巖系上覆地層為中二疊統(tǒng)梁山組炭質(zhì)頁巖和(或)棲霞組灰?guī)r。此沉積區(qū)的貴州境內(nèi)共有鋁土礦礦床12個(gè)，其中超大型礦床2個(gè)，大型礦床5個(gè)，中型礦床2個(gè) ，小型礦床3個(gè)(中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷編委會(huì)，2019)(評審稿)。

(4)第四片區(qū)主要在黔中龍里縣西南的草原鄉(xiāng)和貴陽市南部花溪區(qū)高坡場鄉(xiāng)、黔陶鄉(xiāng)一帶，鋁土礦含礦巖系零星分布其中，僅有2個(gè)小型礦床。含礦巖系巖石地層名為豐源鋁礦層，以Fyb表示。其直接下伏地層為上泥盆統(tǒng)者王組(D3z)，直接上覆地層為下石炭統(tǒng)祥擺組(C1x)(中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷編委會(huì)，2019)(評審稿)。

上述4個(gè)片區(qū)鋁土礦含礦巖系的下伏地層，皆為碳酸鹽巖，它們均屬巖溶型鋁土礦含礦巖系。

3 鋁土礦含礦巖系沉積時(shí)代

貴州鋁土礦含礦巖系中，均未發(fā)現(xiàn)有能夠準(zhǔn)確確定地層時(shí)代的動(dòng)、植物化石，但含有大量孢子、花粉化石，對確定含礦巖系的形成時(shí)代亦大有幫助。以下分別論述貴州4個(gè)片區(qū)鋁土礦含礦巖系的沉積時(shí)代。

3.1 九架爐組沉積時(shí)代

清鎮(zhèn)、修文、息烽、遵義一帶的九架爐組，與下伏地層(寒武系、奧陶系)和上覆地層(下石炭統(tǒng)上司組、擺佐組、中二疊統(tǒng)梁山組、棲霞組)之間，均有明顯的侵蝕間斷面，時(shí)見底礫巖，九架爐組與下伏、上覆地層皆為顯著的假整合接觸。九架爐組形成時(shí)代已被限定在早古生代之后，早石炭世維憲期上司時(shí)之前。根據(jù)一些植物和孢粉化石的對比，九架爐組與黔南惠水祥擺地區(qū)的海相祥擺組(C1x)、舊司組(C1s)層位相當(dāng)，且上司組(C1s)又是九架爐組的直接上覆地層，故九架爐組形成時(shí)代確定為早石炭世杜內(nèi)期(原巖關(guān)期)晚期至維憲期(原大塘期)早、中期的祥擺時(shí)-舊司時(shí)(高道德 等，1992)，此結(jié)論已基本達(dá)成共識(shí)，未見明顯爭議，不再贅述。

3.2 大竹園組沉積時(shí)代

黔北—渝南地區(qū)的大竹園組，下伏地層為上石炭統(tǒng)黃龍組灰?guī)r和(或)下志留統(tǒng)韓家店組泥、頁巖。直接上覆地層為中二疊統(tǒng)梁山組炭質(zhì)頁巖，但此層頁巖不穩(wěn)定，時(shí)有缺失，梁山組之上的棲霞組灰?guī)r遂成為大竹園組的直接蓋層。大竹園組與下伏、上覆地層之間均有明顯侵蝕間斷面，時(shí)見底礫巖。大竹園組與梁山組、棲霞組之間，又缺失下二疊統(tǒng)地層，為顯著假整合接觸，因此大竹園組的形成時(shí)代，被限定在晚石炭世達(dá)拉期之后，中二疊世羅甸期(原棲霞期)早期梁山時(shí)之前。筆者認(rèn)為，大竹園組沉積時(shí)代應(yīng)屬晚石炭世，理由如下。

(1)貴州地質(zhì)礦產(chǎn)局106地質(zhì)大隊(duì)1986—1994年開展黔北鋁土礦遠(yuǎn)景調(diào)查期間，在黔北道真巴魚、羊角塘、新民、正安新模、旦坪、習(xí)水螞蟥場、綏陽紅光壩、鳳岡綏陽場等地，于大竹園組鋁土礦、黏土巖中采集多件孢粉樣品，經(jīng)鑒定，累計(jì)發(fā)現(xiàn)孢子、花粉共97屬、種，其中少數(shù)屬、種在下石炭統(tǒng)九架爐組和中二疊統(tǒng)梁山組也有分布，但屬大竹園組獨(dú)有的達(dá)62屬、種之多，特別是大竹園組花粉僅發(fā)現(xiàn)5屬、種，與梁山組發(fā)現(xiàn)的27屬、種花粉相差甚遠(yuǎn)(詳見表1)。根據(jù)大量孢粉組合特征，中國著名孢粉權(quán)威專家高聯(lián)達(dá)根據(jù)大量孢粉組合特征確認(rèn)，上述各地大竹園組的孢粉形成時(shí)代皆為石炭紀(jì)(劉平 等，2012)。這是當(dāng)前大竹園組唯一可信的古生物化石依據(jù)，是值得關(guān)注的。

(2)截至目前為止，眾多地層、古生物專著明確指出，在黔中以北 ，包括黔北、渝南、川東等大片地區(qū)，不存在早二疊世海相地層(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1987；貴州省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，1992；劉寶珺、許效松，1994；貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997；貴州省地質(zhì)調(diào)查院，2017)。貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局(1987)、貴州省地質(zhì)調(diào)查院(2017)，均認(rèn)為貴州僅在黔南、黔西南少數(shù)地區(qū)有早二疊世海相地層分布。

(3)筆者根據(jù)大量實(shí)際資料確認(rèn)，在黔北大竹園組沉積之后，曾遭受顯著剝蝕(劉平 等，2016)，剝蝕時(shí)代當(dāng)屬早二疊世。黃興 等(2013)、杜遠(yuǎn)生 等(2015)學(xué)者，也均在其著作中明確指出，黔北、渝南等地，在早二疊世紫忪期、隆林期發(fā)生過強(qiáng)烈剝蝕。

(4)黔北正安紅光壩礦區(qū)ZK402中，在大竹園組上段上部豆鮞狀鋁土礦層中，夾有兩層緊密銜接的生物屑石灰?guī)r。上層為淡紫紅色含生物屑細(xì)晶灰?guī)r，厚0.52 m，在細(xì)晶方解石基底中含有約10%的生物屑，生物屑種類有腕足屑、介形蟲屑及少量棘皮屑。下層為灰黃色生物屑泥晶含硅質(zhì)灰?guī)r，厚0.66 m，在泥晶方解石基底中有約25%的生物屑，種類有腕足屑、介形蟲屑及少量棘皮屑、雙殼屑。兩層灰?guī)r中的生物屑粒度均小于0.2 mm，已強(qiáng)烈破碎，甚不完整，皆為異地生物屑(劉平 等，2015)。

上述灰?guī)r中雖未見可以確定地層時(shí)代的標(biāo)準(zhǔn)化石，但含生物屑的石灰?guī)r確實(shí)是晚石炭紀(jì)的海相地層。因大竹園組沉積區(qū)距海較近，當(dāng)發(fā)生海泛時(shí)，可將海中鈣質(zhì)沉積物搬運(yùn)到大竹園組內(nèi)沉積下來。假如大竹園組的沉積時(shí)代為早二疊世紫忪期、隆林期，因黔北—渝南大片地區(qū)不存在早二疊世海相地層，再強(qiáng)烈的海泛也是無海相沉積物可以搬運(yùn)的。

(5)地球歷史上鋁土礦的形成強(qiáng)度，因受氣溫、降雨量、植被等多重因素的影響，各個(gè)時(shí)代是明顯不同的。法國地質(zhì)學(xué)家J.C薩瑪瑪(1991)認(rèn)為，世界鋁土礦的主要成礦時(shí)代是泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)和第三紀(jì)；匈牙利地質(zhì)學(xué)家G.巴爾多西與G.J.J.阿列瓦認(rèn)為，全球的鋁土礦的主要成礦時(shí)代為石炭紀(jì)和第三紀(jì)。他們都認(rèn)為石炭紀(jì)是地球鋁土礦最重要的成礦時(shí)代，其它時(shí)代雖也可形成鋁土礦，但數(shù)量較少，規(guī)模較小。

基于以上5點(diǎn)原因，筆者確認(rèn)黔北—渝南大竹園組的形成時(shí)代應(yīng)為晚石炭世逍遙期(即國際的卡西莫夫期—格舍爾期)。

黃興 等(2013)、杜遠(yuǎn)生 等(2015)學(xué)者均在其文中強(qiáng)調(diào)，黔北—渝南地區(qū)在早二疊世紫忪期—隆林期發(fā)生過強(qiáng)烈剝蝕，但卻都認(rèn)為大竹園組的形成時(shí)代為早二疊世紫忪期至隆林期。杜遠(yuǎn)生 等(2015)在其專著第三章中指出，“……在未發(fā)現(xiàn)確切肯定的化石之前，大竹園組的地質(zhì)時(shí)代暫時(shí)歸為早二疊世紫忪期—隆林期(薩克馬爾期—亞丁斯克期)”。在第八章結(jié)語中，作者將大竹園組的沉積時(shí)代總結(jié)為“大竹園組樣品中見有早二疊世分子的孢粉化石，結(jié)合下伏黃龍組灰?guī)r及上覆梁山組泥巖地層年齡，推測大竹園組地層沉積時(shí)代為早二疊世紫忪期—隆林期”。

筆者認(rèn)為，巖溶型鋁土礦的直接母巖是含三水鋁石鋁土礦塊礫的紅土風(fēng)化殼。據(jù)筆者實(shí)地考察，紅土風(fēng)化殼是比較疏松的殘積物，容易被流水沖刷和風(fēng)化剝蝕，在強(qiáng)烈剝蝕區(qū)是難以形成的，即便形成也難以保存。沒有含三水鋁石的紅土風(fēng)化殼，何來沉積的巖溶型鋁土礦?

3.3 梁山組鋁土礦含礦巖系沉積時(shí)代

高聯(lián)達(dá)、沈志達(dá)、秦典燮等，在貴州凱里市廬山苦李井、冠英黃貓寨、龍場麻雀坡、魚洞后莊和狗場，測有5條梁山組地層剖面，采集7件孢粉樣品，發(fā)現(xiàn)豐富的孢子花粉，計(jì)43屬58種，其中新種5個(gè)。高聯(lián)達(dá)等稱，這是我國華南和西南地區(qū)梁山組孢子花粉最豐富、最完整的剖面(高聯(lián)達(dá) 等，1989)。高聯(lián)達(dá)等在研究該批樣品后，總結(jié)以下幾個(gè)特征：

①該孢粉組合中以出現(xiàn)Sinulatisporitessimen-sisGao (中華曲環(huán)三縫孢)和Gulisporitescochle-ariusImgrund (匙喉唇三縫孢)為特征，前者是我國北方山西組特有分子，后者在華北開始出現(xiàn)于晚石炭世太原組，但主要發(fā)育于山西組。

⑤出現(xiàn)一些在石炭紀(jì)出現(xiàn)，并繼續(xù)在二疊紀(jì)出現(xiàn)的屬種。

⑥出現(xiàn)海相微體化石疑源類，表明梁山組是濱海-淺海相沉積產(chǎn)物(據(jù)秦典燮等1989年文中剖面，疑源類化石見于梁山組含礦巖系下段)。

從孢粉鑒定結(jié)果可見，凱里地區(qū)梁山組含礦巖系中單氣囊、雙氣囊花粉的大量出現(xiàn)，無環(huán)三縫孢的顯著增多， 以及帶環(huán)三縫孢的減少等組合特征，可與華北、西北的山西組對比，時(shí)代為中二疊世羅甸期早期(高聯(lián)達(dá)等原文為：“凱里地區(qū)梁山組的孢子花粉組合基本可與華北地區(qū)早二疊世早期山西組孢子花粉組合比較……?！?目前，華北山西組與南方棲霞組、梁山組，根據(jù)地層年齡，其年代地層已由早二疊世更改中二疊世羅甸階，故梁山組現(xiàn)今應(yīng)屬中二疊世羅甸期早期產(chǎn)物(《貴州省礦產(chǎn)地質(zhì)志》年代地層與巖石地層對照表，2017)。

據(jù)筆者統(tǒng)計(jì)，在黔中、黔北和黔東共14條中二疊統(tǒng)梁山組剖面中，計(jì)有105個(gè)孢粉屬、種，其中梁山組獨(dú)有的，在九架爐組、大竹園組內(nèi)未曾見過的屬、種有69個(gè)。另有14個(gè)屬種與大竹園組所見相同，還有22個(gè)屬種，在九架爐組、大竹園組及梁山組內(nèi)均有分布。

表1以全區(qū)14條梁山組剖面的105個(gè)孢粉屬、種(其中花粉27個(gè)屬、種-表1序號(hào)1-27，孢子79個(gè)屬、種)為主軸，以凱里地區(qū)5個(gè)剖面的43屬、58種為重點(diǎn)項(xiàng)，還列出了凱里魚洞后莊、凱里冠英黃貓寨兩個(gè)剖面的孢粉屬、種，同時(shí)增加了大竹園組的孢粉屬、種以茲比較。

表1顯示，凱里地區(qū)梁山組有花粉19屬、種，孢子39屬、種。大竹園組有花粉5個(gè)屬、種，孢子30個(gè)屬、種，可以看出梁山組與大竹園組的孢粉組合是明顯不相同的?！吨袊V產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷》編委會(huì)(2019)在其專著《中國產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷·鋁土礦》(評審稿)中，將凱里—福泉一帶中二疊統(tǒng)梁山組(屬中二疊世羅甸期早期)的形成時(shí)代 改為早二疊世薩克馬爾期至亞丁斯克期(相當(dāng)于中國早二疊世 紫忪期至隆林期)，并與黔北—渝南上石炭統(tǒng)大竹園組(晚石炭世逍遙期，相當(dāng)于國際的卡西莫夫期至格舍爾期)相對比。但作者在將凱里地區(qū)中二疊世梁山組改為早二疊世梁山組，并與黔北—渝南晚石炭世大竹園組相對比的整個(gè)過程中，未提供任何可供參考的和令人信服的實(shí)際資料，筆者認(rèn)為缺乏依據(jù)，值得商榷。

表1 貴州凱里地區(qū)中二疊世早期梁山組孢粉統(tǒng)計(jì)表

續(xù)表

續(xù)表

3.4 豐源鋁礦層沉積時(shí)代

位于龍里西南部草原鄉(xiāng)與貴陽市南部花溪區(qū)附近的高坡場鄉(xiāng)、黔陶鄉(xiāng)的鋁土礦含礦巖系“豐源鋁礦層”(Fyb)，其下伏地層為上泥盆統(tǒng)者王組(D3z)和高坡場組(D3gp)白云巖；上覆地層為下石炭統(tǒng)祥擺組(C1x)石英砂巖、黏土巖和炭質(zhì)黏土巖等，經(jīng)與惠水祥擺伐木場剖面(貴州區(qū)域地質(zhì)志，1987)比較，大致相當(dāng)于祥擺組下部或底部，總體而言，形成的起始時(shí)間大致與九架爐組相同，但只是從早石炭世杜內(nèi)期晚期至維憲期早期，時(shí)間較為短暫而已。

綜合前述，九架爐組形成于早石炭世杜內(nèi)期晚期至維憲期早-中期；大竹園組形成于晚石炭世逍遙期；梁山組形成于中二疊世羅甸期早期；豐源鋁礦層形成于早石炭世杜內(nèi)期晚期至維憲期早期。

4 鋁土礦含礦巖系巖性及礦產(chǎn)特征

前述九架爐組、大竹園組、梁山組和豐源層4片鋁土礦含礦巖系，不論沉積時(shí)代與分布地域如何，按巖石組合，皆可分為上、下兩個(gè)巖性段。同一沉積區(qū)兩段巖性截然不同，而不同沉積區(qū)的同一巖性段的巖性則大同小異，分述如下。

4.1 含礦巖系下段巖性及礦產(chǎn)特征

(2)息烽-遵義沉積區(qū)的川主廟、宋家大林等地九架爐組下段，凱里虎莊狗場梁山組下段，炭質(zhì)黏土巖中見有疑源類化石與孢粉化石共生。孢粉專家高聯(lián)達(dá)認(rèn)為，疑源類是一種分類性質(zhì)不明的單細(xì)胞藻類生物，屬海相微體生物(高聯(lián)達(dá)孢粉鑒定報(bào)告，1985)。M·D·布拉謝爾(1986)指出：“大部分疑源類見于海相地層，特別是頁巖和泥巖，也出現(xiàn)于砂巖和灰?guī)r，非海相的例子首次記錄于現(xiàn)代(全新世)地層”，“疑源類的地理分布說明它的部分或全部浮游生活方式”。

(5)息烽-遵義九架爐組沉積區(qū)和黔北-渝南大竹園組沉積區(qū)，含礦巖系下段雖也有赤鐵礦、綠泥石鐵礦和菱鐵礦產(chǎn)出，但數(shù)量較少且分布零星，品位、厚度大多達(dá)不到工業(yè)要求。下段時(shí)見黑色炭質(zhì)黏土巖及黃鐵礦層。

4.2 含礦巖系上段巖性及礦產(chǎn)特征

(1)各時(shí)代鋁土礦含礦巖系上段巖石，以淺灰、灰、深灰色的不同類型鋁土礦為主，同時(shí)有較多鋁土巖、黏土巖(高嶺石黏土巖、伊利石黏土巖、綠泥石黏土巖等)與之共生，稱為鋁質(zhì)巖段。巖石以碎屑結(jié)構(gòu)為主，粉砂級、砂級、礫級結(jié)構(gòu)普遍存在，復(fù)碎屑甚多。碎屑雜亂分布，多無分選性或分選性差。既有古風(fēng)化殼的陸源碎屑，亦有盆內(nèi)碎屑。沉積構(gòu)造主要是沒有紋理的塊狀構(gòu)造。有時(shí)可見到強(qiáng)水動(dòng)力特征的交錯(cuò)層理，亦可見到弱水動(dòng)力的水平紋理和斜波狀層理，但常被泥石流沉積物破壞而不完整。層間沖刷構(gòu)造甚為常見。黏土巖、鋁土巖和鋁土礦中，植物化石碎片及炭屑較多，時(shí)見植物臍根座。遵義后槽礦區(qū)，有的鋁土礦含有機(jī)質(zhì)甚多，以致成為黑色如煤的高炭鋁土礦。上段內(nèi)常有黃鐵礦、煤礦、硬質(zhì)耐火黏土礦等與鋁土礦共生。

(2)含礦巖系上段的厚度、巖性，各地差異較大，究其原因，系沉積環(huán)境不同所致。各時(shí)代鋁土礦含礦巖系上段的沉積環(huán)境，主要可分為巖溶洼地和巖溶湖泊兩種類型。

巖溶湖泊類主要屬間歇性、洪控、高能、淺水陸源湖泊，以清鎮(zhèn)貓場、務(wù)川大竹園、正安旦坪3個(gè)礦區(qū)最具代表性。此類巖溶湖泊形成的鋁土礦體面積較大，儲(chǔ)量多，多屬大型、超大型礦床。如貓場礦區(qū)面積約100 mk2，有7個(gè)礦體，探明鋁土礦333以上資源量22 456.59萬噸。貓場礦區(qū)同時(shí)還探明共生黃鐵礦1 278萬噸，共生硬質(zhì)耐火黏土礦1 457萬噸。又如務(wù)川大竹園礦區(qū)只有1個(gè)礦體，鋁土礦資源量達(dá)8 431.22萬噸(中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷編委會(huì)，2019)(評審稿)；旦坪礦區(qū)有3個(gè)礦體，鋁土礦資源量達(dá)5 658.15萬噸(韓忠華 等，2014)。

(4)息烽-遵義沉積區(qū)九架爐組上段，時(shí)見炭質(zhì)黏土巖與煤層。后槽礦區(qū)ZK965含礦巖系上段厚118.14 m(該地?zé)o下段)，有11層碎屑狀鋁土礦與11層炭質(zhì)黏土巖、黏土巖、鋁土巖互層，構(gòu)成11個(gè)沉積旋回；茍江礦區(qū)ZK1304含礦巖系上段(該地?zé)o下段)，有7層碎屑狀鋁土礦與7層煤互層，構(gòu)成7個(gè)沉積旋回。這些沉積旋回，顯然是由于泥石流沉積的碎屑狀鋁土礦與沼澤、泥炭沼澤沉積的炭質(zhì)黏土巖、煤等周期性變化而形成的。這種狀況在巖溶湖泊沉積區(qū)是見不到的。在巖溶湖泊內(nèi)可見到另一種旋回，如務(wù)川大竹園礦區(qū)大竹園組上段，鋁土礦層自下而上由礫屑-砂屑-粉砂屑-泥屑組成的沉積旋回，鋁土礦碎屑由粗到細(xì)，反映了湖水由淺而深的變化特征(劉平 等，2016)。

5 古地理概況

圖2 貴州中部早石炭世維憲期早-中期(九架爐組沉積期)古地理略圖①

圖3 黔北-渝南晚石炭世逍遙期(大竹園組沉積期)古地理略圖①Fig.3 Paleogeographic sketch in free period(Dazhuyuan formation sedimentary period)in lateCarboniferous in northern Guizhou and southern Chongqing

圖4 黔東中二疊世羅甸期早期 (梁山組沉積期)古地理略圖①Fig.4 Paleogeographic sketch in early Luodian period(Liangshan formation sedimentary period)of middle Permian in east Guizhou

由于各時(shí)代鋁土礦含礦巖系沉積區(qū)均距海較近，且面向大海，因而含礦巖系下段皆為近海的淺水低能海源湖泊中的沉積產(chǎn)物。含礦巖系上段沉積時(shí)期雖以大陸環(huán)境為主，但因距海較近，時(shí)常會(huì)受到海泛和強(qiáng)風(fēng)暴潮的影響，以致時(shí)見具有過渡相或海相的沉積特征?？傊?，各時(shí)代含礦巖系下段屬海相或海陸過渡相環(huán)境，含礦巖系上段以陸相環(huán)境為主，故各時(shí)代鋁土礦含礦巖系都是在海退階段形成的。

6 鋁土礦含礦巖系成因探討

前述各時(shí)代鋁土礦含礦巖系的巖性，雖有一定差異，但總體上均有上、下段之分，且彼此巖性甚為相似。從各時(shí)代鋁土礦含礦巖系柱狀對比圖(圖5)來看，它們?nèi)绯鲆晦H ，完全像是來自同一產(chǎn)地，說明它們具有大致相同的形成原因，概述如下。

圖5 貴州不同時(shí)代鋁土礦含礦巖系柱狀對比圖Fig.5 Column chart of bauxite ore-bearing rock series in different era in Guizhou

(1)各時(shí)代鋁土礦含礦巖系是經(jīng)過構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，如都勻運(yùn)動(dòng)、廣西運(yùn)動(dòng)、紫云運(yùn)動(dòng)等，地殼隆起上升，經(jīng)長期沉積間斷后，于古陸之上形成的。

(2)各時(shí)代鋁土礦含礦巖系下伏基底，皆以碳酸鹽巖為主，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地殼隆起上升的同時(shí)，也發(fā)生顯著的造貌作用，到泥盆紀(jì)末，全區(qū)已準(zhǔn)溶原化(高道德 等，1992)。為巖溶型鋁土礦含礦巖系的形成，奠定了基礎(chǔ)。

(3)巖溶地貌個(gè)體形態(tài)以正地形和負(fù)地形的形式出現(xiàn)。根據(jù)《中國巖溶研究》和《黔南巖溶研究》(1986)的研究成果，結(jié)合各鋁土礦勘探礦區(qū)地質(zhì)資料及開采場地實(shí)地觀察，主要巖溶負(fù)地形有溶洼(巖溶洼地)、溶坑(巖溶洼地深度大于30 m者)、溶盆(巖溶盆地)、溶湖(巖溶湖泊)等。溶洼、溶坑可控制孤立的鋁土礦體，溶盆可控制一個(gè)礦區(qū)(含多個(gè)礦段、多個(gè)礦體)，準(zhǔn)溶原可控制一個(gè)礦帶。溶湖面積較大，可控制的鋁土礦資源量要比溶洼、溶坑豐富得多。

在母巖紅土化形成含三水鋁石鋁土礦塊礫的紅土風(fēng)化殼同時(shí)，母巖中的碳酸鹽巖也經(jīng)歷了強(qiáng)烈的巖溶化，形成了各種形態(tài)的巖溶地貌。丘陵、溶丘上的紅土風(fēng)化殼物質(zhì)，被流水搬運(yùn)到附近的巖溶負(fù)地形內(nèi)沉積下來，成為巖溶型鋁土礦含礦巖系。表2匯集了貴州各時(shí)代鋁土礦含礦巖系的形成與主要地質(zhì)事件的聯(lián)系，有助于了解鋁土礦含礦巖系的形成原因。從表2可見，黔中一帶九架爐組的巖溶化時(shí)期，與紅土化時(shí)期及沉積時(shí)期，均為早石炭世杜內(nèi)期晚期至維憲期早-中期；黔北-渝南大竹園組的巖溶化時(shí)期，與紅土化時(shí)期及沉積時(shí)期均為晚石炭世逍遙期；黔東凱里一帶中二疊世梁山組的巖溶化時(shí)期與紅土化時(shí)期及沉積時(shí)期均為羅甸期早期。以上表明，本區(qū)巖溶型鋁土礦含礦巖系是在特定的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中，在有利的基底巖石、氣候、水文等條件下，大致在同一時(shí)期，經(jīng)紅土化、巖溶化后沉積而成的，具有一個(gè)連續(xù)而完整的演化過程(關(guān)于黔中-渝南巖溶型鋁土礦含礦巖系特征及成因另有專文詳述，在此不贅)。

表2 貴州各時(shí)代鋁土礦含礦巖系的形成與主要地質(zhì)事件的關(guān)系

7 結(jié)論

(1)分布于貴州各地的鋁土礦含礦巖系，其沉積時(shí)代分別為：九架爐組形成于早石炭世杜內(nèi)期晚期至維憲期早-中期；大竹園組形成于晚石炭世逍遙期；梁山組形成于中二疊世羅甸期早期；“豐源鋁礦層”形成于早石炭世杜內(nèi)期晚期至維憲期早期。各時(shí)代鋁土礦含礦巖系的下伏基底皆為碳酸鹽巖，均屬巖溶型鋁土礦含礦巖系。

(2)不同時(shí)代鋁土礦含礦巖系，按巖性皆可分為上、下兩個(gè)巖性段，下段的鐵質(zhì)巖段或鐵質(zhì)黏土巖段，皆形成于近海的永久性低能淺水海源湖泊中。上段的鋁質(zhì)巖段，主要形成于陸地上各種形態(tài)的溶蝕洼地內(nèi)，或是形成于受洪水控制的間歇性高能淺水陸源湖泊中。各時(shí)代鋁土礦含礦巖系都形成于海退階段。

(3)各時(shí)代鋁土礦含礦巖系的沉積區(qū)，皆位于近海的古陸之上，背靠古陸面向大海，因而容易受到海泛和強(qiáng)風(fēng)暴潮的影響，以致含礦巖系上段時(shí)見海相、過渡相的沉積特征。

(4)各地、各時(shí)代鋁土礦含礦巖系，都是在有利于紅土化和巖溶化的熱帶氣候區(qū)形成的。母巖的紅土化(主要在正地形上)和巖溶化(主要在負(fù)地形中)是大致同時(shí)進(jìn)行的，紅土化形成的含三水鋁石鋁土礦塊礫的紅土風(fēng)化殼物質(zhì)，被流水短距離搬運(yùn)到附近各種巖溶負(fù)地形中沉積下來，形成為巖溶型鋁土礦含礦巖系。巖溶型鋁土礦含礦巖系的形成，是在同一種環(huán)境、同一時(shí)間段內(nèi)連續(xù)發(fā)生、發(fā)展的演化過程，其中沒有明顯的間斷時(shí)間。

致謝：責(zé)任編輯和審稿專家對該論文提出了寶貴意見和建議，在此一并致以誠摯的謝意!

[注釋]

蔡景業(yè)，杜永碧，王紹修，等.1977.1∶20萬南川幅(H-48-ⅩⅩⅩ)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].四川省地質(zhì)局107地質(zhì)大隊(duì).

陳友能，李家澍，汪生杰，等.1986.貴州省遵義—息烽鋁土礦沉積區(qū)含鋁巖系劃分對比及物質(zhì)組成初步研究[R].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局106地質(zhì)大隊(duì).

高企戎，朱成林，鄭文祥，等.1990.貴州省遵義縣團(tuán)溪鋁土礦仙人巖礦區(qū)仙人巖礦段勘探地質(zhì)報(bào)告[R].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局106地質(zhì)大隊(duì).

韓忠華，陳強(qiáng)，和秀林，等.2014.貴州省正安縣旦坪鋁土礦地質(zhì)普查報(bào)告.[R].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局106地質(zhì)大隊(duì).

郝江文，余常華，張沛廣，等.1991.貴州省正安—道真鋁土礦遠(yuǎn)景調(diào)查報(bào)告[R].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局106地質(zhì)大隊(duì).

蔣少軍，等.1990.1∶5萬貓場幅﹙G-48-57-A﹚、清鎮(zhèn)幅﹙G-48-57-B﹚區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局115地質(zhì)大隊(duì).

梁周禮，王齊政，羅德友，等.1975.1∶20萬黔江幅(H-49-ⅩⅨ)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].四川省地質(zhì)局107地質(zhì)大隊(duì).

楊祖慶，郭文良，朱成林，等.1987.貴州省遵義縣團(tuán)溪鋁土礦后槽礦區(qū)山頭上礦段勘探地質(zhì)報(bào)告[R].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局106地質(zhì)大隊(duì).

余常華，李克慶，韋勝永，等.1994.貴州省務(wù)川—鳳岡鋁土礦遠(yuǎn)景調(diào)查報(bào)告[R].貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)局106地質(zhì)大隊(duì).

張星恒，王齊政，梁周禮，等.1972.1∶20萬酉陽幅(H-49-ⅩⅩⅤ)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].四川省地質(zhì)局107地質(zhì)大隊(duì).

張盛師，付昭鸞，郭孟明，等.1997.1∶20萬綦江幅(H-48-ⅩⅩⅨ)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].四川省地質(zhì)局航空區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).

中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷編委會(huì).2019.中國礦產(chǎn)地質(zhì)志·貴州卷·鋁土礦[M].(評審稿).