豫西铝土矿成矿物质来源研究

板内喀斯特型铝土矿成矿物质来源是铝土矿研究的热点与难点。前人借助矿物学和地球化学研究对物质来源进行了探索。但因稳定元素强烈分异以及有物源指示意义的矿物含量较少，导致物质来源识别具有一定不确定性。豫西铝土矿属板内喀斯特型铝土矿，其物质来源有诸多争议。申请者在前期工作中对豫西郁山铝土矿中碎屑锆石进行了SHRIMP U-Pb法定年，年龄主要集中于1000Ma和450 Ma左右，这与北秦岭新元古代造山和古生代俯冲碰撞年龄相一致，推测部分成矿物质来自北秦岭与两期造山作用有关的岩浆岩。项目拟选择豫西4个主要铝土矿成矿带的典型矿床，详细研究矿床地质、矿石矿物、矿床地球化学特征和碎屑锆石年龄及Lu-Hf同位素组成；调查底板碳酸盐岩、北秦岭岩石单元以及周围古陆出露地层的化学组成与形成时代；综合探索豫西铝土矿物质来源范围，合理推断不同源岩对铝土矿成矿物质的贡献作用，揭示北秦岭造山带对板内铝土矿的制约作用。

野外观察和地球化学研究, 包括微量元素和稀土元素组成, 特别是Zr/Hf比值研究显示, 铁质粘土是由泥质灰岩风化形成的。矿石中元素相关性分析显示在铝土矿化过程中微量元素和稀土元素的地球化学行为主要受控于矿石中的矿物组成和元素化学性质, 铝土矿中硬水铝石来源于云母类矿物的溶解晶出过程。. 豫西铝土矿石以富含B元素为特征。铝土矿石中电气石的成分特征表明其可能来源于变质沉积岩。通过质量平衡计算可知电气石只占铝土矿石中B元素含量的一小部分，矿石中大量的B必须以其他形式存在, 最有可能以离子状态吸附于硬水铝石和粘土矿物表面。前寒武纪变质沉积岩、寒武系-奥陶系泥质碳酸盐岩及上元古界页岩都为铝土矿床提供了电气石和硼离子。已知铝土矿床几乎都沿土壤中B元素异常边缘分布, 因此, 土壤中元素B可以作为本区寻找隐伏铝土矿的重要指标。. 华北地区典型铝土矿中碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素的研究显示, 华北克拉通西南部的含铝岩系剖面从底部到顶部的碎屑锆石具有相似的U-Pb年龄, 年龄最小的碎屑锆石(300Ma)来自华北克拉通北缘地区, 以同时期火山活动为特征。300Ma与450Ma的碎屑锆石共存关系表明了在晚石炭世华北克拉通北部和南部几乎同时抬升而遭受风化剥蚀。. 基于地球化学证据、年代学、碎屑矿物的化学组成研究, 显示铝土矿成矿物质来源复杂多样, 华北克拉通北缘造山带、底板碳酸盐岩、前寒武纪岩石都为铝土矿成矿提供重要的物质。