豫西偃龙地区马家沟组古岩溶及其对含铝岩系的影响

摘要

本文以豫西偃（师县）龙（门镇）地区铝土矿作为研究对象，以近 300 余口全取心钻孔和大量的铝土矿露天采坑为研究重点，参考国内外铝土矿研究的最新成果和近年来豫西铝土矿的勘探实践，进行系统的岩心和地表地质观察，通过样品的薄片、扫描电镜、能谱、X 衍射、差热、红外光谱、岩石地球化学全分析等多种测试手段，对该地区马家沟组古岩溶及其对含铝岩系的影响的进行研究。 通过对偃龙地区古岩溶的发育条件分析，认为不同时期古岩溶的发育条件具有差异，晚石炭世华北南部开始接受海侵，至本溪组沉积过程中具有较好的古岩溶发育条件。 偃龙地区古岩溶具有溶痕、溶沟、石芽、溶隙、漏斗、洼地、岩溶平原、溶洞、溶蚀窗、溶蚀龛等个体形态，组成溶痕-溶沟-漏斗、漏斗（溶沟）-溶蚀窗（溶蚀龛）、漏斗-水平溶洞、水平溶洞-溶沟、漏斗-漏斗（洼地）等形态组合，并发育岩溶塌陷，古岩溶塌陷主要出现在溶蚀作用强烈的岩溶漏斗的内部及其旁侧，主要表现为本溪组和太原组强烈的变形。古岩溶类型主要为覆盖型岩溶，并存在晚奥陶世-早石炭世古岩溶，晚石炭世-中三叠世古岩溶和中新生代古岩溶三个时期。 含铝岩系总体可分为铝土质泥岩序列、铝土质泥岩-豆鲕（碎屑）状铝土矿-铝土质泥岩序列、铝土质泥岩-具有夹层的豆鲕（碎屑）状铝土矿-铝土质泥岩序列和厚层纹层状铝土质泥岩-薄层豆鲕（碎屑）状铝土矿-铝土质泥岩序列四种不同的岩性序列，且所有的岩性序列均具有下部以伊利石为主，向上部伊利石含量逐渐减少，并过渡为以高岭石为主，高含量、结晶程度好的硬水铝石主要出现在豆鲕（碎屑）状铝土矿中的矿物学规律。不同岩性序列矿物学变化的原因主要与含铝岩系原岩在不同的物理化学条件下的富铁铝化程度有关，根本原因与海平面变化和古岩溶作用的强度有关。含铝岩系的不同岩性序列，均具有在突发式海侵时期形成原始沉积物，在海平面下降时期产生原始沉积物水解的特点，且由下部到中上部海平面下降的程度逐渐增大，至含铝岩系的上部再次产生突发式海侵，但随后海平面的下降程度较弱，并转化为逐渐上升的过程。 铝土质泥岩-豆鲕（碎屑）状铝土矿-铝土质泥岩序列和铝土质泥岩-具有夹层的豆鲕（碎屑）状铝土矿-铝土质泥岩序列主要发育于马家沟组灰岩强烈岩溶的岩溶漏斗内部及其旁侧，铝土质泥岩序列主要发育在远离岩溶漏斗处，厚层纹层状铝土质泥岩-薄层豆鲕（碎屑）状铝土矿-铝土质泥岩序列则发育于临近陆表海海平面的地区，在与岩溶漏斗展布方向一致的岩溶凹陷中。

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