喀斯特型铝土矿成因模式与找矿突破

铝土矿作为战略性大宗矿产，不但是铝的主要来源，也是稀土、镓、耐火材料、化学制品及高铝水泥的重要原料。

我国铝资源保障程度低，对外依存度达到50%之上。我国铝土矿成因独特，以底板为碳酸盐岩的喀斯特型为主。但是该类型矿床成因研究薄弱，不能被基于连续沉积的地层学和基于原地风化作用的矿床学已有理论所涵盖，是一项全新的科学探索。

华北铝土矿分布广，开采程度较浅，资源潜力大。项目由国家自然科学基金、地质大调查和国土资源厅项目资助，历经15年产学研联合攻关，创新了喀斯特型铝土矿成矿模式，建立了高效勘查技术组合，实现了华北铝土矿找矿重大突破。

(1)提出喀斯特型铝土矿为异地物质来源，查明了多因耦合成矿机制。

利用碎屑锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素、碎屑金红石微量元素、全岩Hg含量和同位素及自生粘土矿物Sr-Nd同位素综合测定，查明含铝岩系下部铁质粘土和铁矿层为底板碳酸盐岩风化产物；铝土矿体为华北边缘岛弧岩浆岩及变质岩的产物；改变了物源为原地和准原地的传统认识。查明了大规模陆内表生成矿作用和陆缘造山的成因联系，铝土矿成矿为陆缘造山-陆内掀倾-火山喷发-冰期海侵多因耦合的产物，指示华北区域成矿条件优越。

(2)查明了喀斯特微地貌控矿机制，建立了喀斯特型铝土矿成因模式。

通过系统野外调研和矿物精细分析，查清喀斯特微地貌和含铝沉积层序具有协同变化，进一步揭示了喀斯特高地无矿体、洼地贫矿体和溶斗富矿体的空间变化规律，查明富矿中心具有扩散凝聚分布规律。开展系统矿物显微形貌观测、黄铁矿中硫同位素分析和菱铁矿中微量元素和碳-氧同位素分析，查明矿物形成环境和演化关系，确定了硬水铝石具有生物催化-表生沉积成因。首次在铝土矿中识别热液伊利石，并成功开展了伊利石K-Ar定年，揭示了铝土矿经历了后期热液改造作用。建立了喀斯特型铝土矿成因模式，证实深部具有成矿条件和找矿潜力，改变了之前的浅部才能成富矿的认识。

(3)建立隐伏矿体预测技术路线，确定了有利成矿靶区。

研究突破了已有铝土矿只能在200m-300m勘探的传统认识，提出深部具有良好成矿条件。利用地化异常和地质填图确定铝土矿地表边界；利用矿田构造解析和多元统计方法，分离了构造变形趋势和古喀斯特面形态，确定了深部延伸趋势；运用CSAMT方法确定隐伏的奥陶-石炭纪岩性边界；利用高精度重力定位边界上大型溶斗沉积成矿中心；综合利用地质、数学地质和地球物理手段，圈定了重点成矿带的700m之前的成矿范围。建立隐伏矿体预测技术路线，确定了有利成矿靶区。

(4)理论技术创新指导找矿实践，在华北铝土矿取得重大找矿突破。

运用项目研究建立的矿床勘查模型和找矿集成技术，通过高效勘查，在华北等靶区取得重大找矿突破，直接指导发现评价了多个大型-超大型矿床，铝土矿增储规模巨大。 喀斯特型铝土矿成矿模式弥补了研究空白，成果发表在 Economic Geology、Chemical Geology、Gondwana Research、Lithos、Ore Geology Reviews、Journal of Asian Earth Sciences和Journal of Geochemical Exploration 期刊上，并获得广泛引用。项目成果指导广西壮族自治区等铝土矿勘查工作，为保证我国铝土矿资源安全做出了重要贡献。