洪 光

（中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京 100013）

桂中高鐵三水鋁土礦是迄今為止在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的唯一超大型鐵鋁共生三水鋁礦，已探明的資源量為2.63億噸[1]。鐵鋁綜合冶煉工藝復(fù)雜且成本高昂，導(dǎo)致其探索和發(fā)展一直停滯不前。近年來，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，鐵，鋁等大型礦產(chǎn)的外部依存度越來越高，鐵精礦和氧化鋁的市場(chǎng)價(jià)格不斷上漲。故而，充分開發(fā)與利用中國(guó)現(xiàn)有的鐵鋁資源迫在眉睫。早前，桂中高鐵三水鋁土礦已被列入廣西“十二五”礦產(chǎn)資源規(guī)劃的重點(diǎn)勘探開發(fā)目標(biāo)。因此，系統(tǒng)研究與總結(jié)該礦床的成礦特征及開發(fā)利用價(jià)值，對(duì)廣西鋁土礦的勘探開發(fā)和未來資源發(fā)展布局具有重要意義。

1 礦床地質(zhì)條件

1.1 底層

桂中地區(qū)的地層比較發(fā)達(dá)。從早古生代到第四紀(jì)地層，均有挖掘，其中古生代地層發(fā)育態(tài)勢(shì)最好，但奧陶紀(jì)和志留紀(jì)少見出露。該地區(qū)地層共包含9個(gè)系，其中，碳酸鹽巖是中泥盆統(tǒng)至下三疊統(tǒng)的主要礦體，其余幾系地層均以碎屑巖為主。地層露頭的分布大致如下：①以大明山背斜-鎮(zhèn)龍山峪-龍山背斜為核心，周圍的泥盆系角與寒武紀(jì)地層不成一體；②整個(gè)地區(qū)的泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)是可見的；③二疊系和三疊系地層于來賓和上林主要暴露；④新富鎮(zhèn)東部侏羅紀(jì)地層暴露；⑤南寧盆地和貴港盆地東南側(cè)白堊系主要分布，少見于賓陽盆地；⑥第三系以貴港和橫縣為主要集聚，但出露零星；⑦第四系地層暴露范圍較廣，分布于橫縣，貴港，武宣等地，并沒有與泥盆系和石炭系地層融為一體。

1.2 構(gòu)造

廣西位于華南板塊的南端。自中元古代以來，它經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化。根據(jù)地質(zhì)歷史和結(jié)構(gòu)特征，先前研究者將廣西結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)澐秩缦隆９ぷ鲄^(qū)位于桂中-桂東臺(tái)凹陷和右江再生地面的交點(diǎn)，該區(qū)域由在大明山-大瑤山的中央高原寒武紀(jì)地層為界，泥盆系和碳層系是由南北包圍，北部折疊帶，泥盆系及三疊系地層出露記憶。白堊系地層沉積在十萬大山斷陷盆地的南部，也記錄在貴港盆地。受三疊系和白堊系的火山活動(dòng)影響，同時(shí)受靈山-藤縣深斷裂帶活動(dòng)影響，其南部主要以酸性巖石為主。由于地區(qū)運(yùn)動(dòng)及地區(qū)海拔影響，未見侏羅系地層，主要是因?yàn)橛≈н\(yùn)動(dòng)引起了環(huán)境的膨脹，并在環(huán)境中形成了皺紋和斷層構(gòu)造[2]。

2 礦床特征

2.1 礦體形態(tài)

圖1 桂中鋁土礦礦層分布

三水鋁土礦主要存在于紅壤層，分布在巖溶平原的低山丘，矮山或梯田上。礦層的分布如圖1所示：圖1對(duì)馬嶺點(diǎn)鋁土礦層序的特征進(jìn)行了充分展示。底部向頂部依次是粘土層，鋁土礦層和表土層。鋁土礦層以層狀分布，厚度約為4米，礦石直徑大小各異，最大的可以達(dá)到4米，粘土的顏色以棕紅色為主，少量礦石顆粒包含其中。頂部表面土壤和鋁土礦層在界面處起伏，表明鋁土礦已被剝蝕。

桂中鋁土礦有明顯的垂直分帶：下部是雜色粘土帶，中部是鋁土礦帶，上部是紅土帶。下部的雜色粘土帶細(xì)分為微-半風(fēng)化層，高嶺石粘土層和網(wǎng)狀紅粘土層。

紅土層：主要是紅粘土，部分含有少量豆粕狀礦石顆粒，經(jīng)常在層上覆蓋腐殖質(zhì)土壤。

三水鋁土礦層：由粘土和鋁土礦組成。礦石的大小不同，而且是混亂和累積的。它主要由豆粕和包層結(jié)構(gòu)組成，圓度差異較大。礦石分布不均勻，同一礦區(qū)與不同礦區(qū)之間的差異明顯。

高嶺土粘土層：主要由高嶺土粘土組成，粘土具有光滑感，少量豆?fàn)畹V石局部夾在中間。

網(wǎng)狀紅土層：主要由粘土組成，部分含有少量三水鋁石顆粒。粘土具有網(wǎng)狀形狀。

2.2 礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

桂中鋁土礦的礦石結(jié)構(gòu)主要包括殼結(jié)構(gòu)，花崗巖結(jié)構(gòu)和豆粕結(jié)構(gòu)。其中，豆粕是主要結(jié)構(gòu)，鐵包層圍繞豆粕，粘土和三水鋁石。一些礦石樣品表面光滑，圓度好，具有包層結(jié)構(gòu)，表明礦石已在一定距離內(nèi)運(yùn)輸；有些礦石仍然有粘土，圓度差，顆粒狀結(jié)構(gòu)表明礦石沒有遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，僅就近堆積；一些樣品含有石英顆粒，表示礦石是通過混合不同的風(fēng)化產(chǎn)物形成的。

礦床綜合分析研究的微觀結(jié)構(gòu)和樣品顯微鏡表明，不同粒徑的礦石具有一定的關(guān)系，具有相似的豆結(jié)構(gòu)和包層結(jié)構(gòu)，表明小礦石部分來源于大礦石的破碎。

3 開發(fā)利用評(píng)價(jià)

桂中三水鋁土礦主要化學(xué)成分為Al2O3與Fe2O3，其中Al2O3含量達(dá)到20%以上，但低于30%，F(xiàn)e2O3含量達(dá)到35%以上，但低于50%。因此，鋁及鐵的含量均低于目前的采礦指數(shù)，達(dá)不到其獨(dú)立成礦的工業(yè)指標(biāo)要求。自1987年發(fā)現(xiàn)該礦以來，國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)和高等院校都對(duì)中部三水鋁土礦進(jìn)行了探索性實(shí)驗(yàn)，采用磁選，重選，浮洗，反浮動(dòng)，洗滌以及各種處理方法和工藝測(cè)試。中南工業(yè)大學(xué)在貴港市蒙公礦區(qū)進(jìn)行了首次先鋁后鐵改造工藝試驗(yàn)，常壓下試驗(yàn)結(jié)果良好，溫度及堿濃度適宜下，溶解析出時(shí)間可提至13min～15min，Al2O3溶出率高達(dá)90%，溶解赤泥經(jīng)煉制可形成海綿鐵，說明可以回收礦石的主要有用成分，其礦石的加工性能較好。

綜上所述，桂中地區(qū)三水型鋁土礦開發(fā)利用價(jià)值較高，單單以電解鋁和鋼鐵及其深加工產(chǎn)品的價(jià)值來說，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨大。