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豫西偃师龙门地区上石炭统本溪组含铝岩系矿物学特征及其原岩分析

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豫西偃师龙门地区上石炭统本溪组含铝岩系矿物学特征及其原岩分析21地质论评GEOLOGICALREVIEWVol_62No.5Sept.2016豫西偃师龙门地区上石炭统本溪组含铝岩系矿物学特征及其原岩分析曹高社,,张松¨,徐光明¨,杜忠¨,周红春,李建全,陈永才,陈光。1)河南理工大学资源环境学院,河南焦作,454000;2)中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作,454000;3)河南省地矿局第四地质勘察院,郑州,450001内容提要:以华北陆块南部豫西偃师县龙门镇地区全取芯铝土矿钻孔ZK4704为主要研究对象,通过岩芯观察和垂向上连续取样,运用扫描电镜、能谱分析、x射线衍射分析、差热分析、红外光谱分析等手段对本溪组含铝岩系的矿物学特征及其垂向变化规律进行了分析。研究表明,偃龙地区本溪组含铝岩系的矿物均为自生矿物,除后期重结晶作用的影响外,主要以隐晶质或微晶存在,矿物成分在垂向上具有明显的变化规律:下部和上部泥岩以粘土矿物为主,但下部泥岩以伊利石为主,上部泥岩以高岭石为主。中部铝矿物含量较高,粘土矿物含量较少。在上述分析基础上,以化学风化作用的基本原理和产生的条件为联结本溪组含铝岩系矿物学特征和原岩的纽带,分析了铝土矿的原岩。认为,可以迅速水解的火山灰是最有可能的含铝岩系的原岩,而由弱碱性的海相环境逐渐转变为弱酸性沼泽环境的海退序列可以很好地解释水解过程中化学环境的变化,含铝岩系基底强烈的古岩溶作用,可以为硬水铝石的产生提供良好的泄水条件。偃龙地区本溪组铝土矿的火山灰物源可由华北陆块北缘和我国西部地区同时期强烈活动的火山作用提供。关键词:铝土矿;矿物学;物源;火山灰;水解;上石炭统本溪组;豫西华北陆块南部上古生界的最底部地层本溪组是华北地区铝土矿的主要产出层位,其时代一般认为属于晚石炭世(裴放,2004)。本溪组下部为下古生界寒武系或奥陶系碳酸盐岩,其间有大约1500Ma的地层缺失,造成这一地层缺失的原因一般认为是加里东运动所致(王鸿祯等,1982)。所以,本溪组铝土矿的产生也被归结为原岩长期风化作用的结果(廖士范等,1989,199l;刘长龄,2005),但是铝土矿的原岩是下伏的碳酸盐岩(廖士范等,1991),抑或是古陆铝硅酸盐(刘长龄等,1985;真允庆等,1991,1993),或者是两者兼而有之(温同想,1996),长期存在着争议,影响了对铝土

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