鋁土礦礦床學(xué)家早在20世紀(jì)初就開始注意并研究了碳酸鹽巖古風(fēng)化殼上發(fā)育的鈣紅土及最終形成鋁土礦問題。

這里引用G.巴爾多西（1990）和廖士范等（1991）發(fā)表的著作，來說明巖溶古風(fēng)化殼問題。圖6-1清楚表明了俄羅斯南烏拉爾地區(qū)上泥盆統(tǒng)高純度塊狀石灰?guī)r被強(qiáng)烈的巖溶化、生成鈣紅土并進(jìn)一步形成鋁土礦的情況。礦層中石灰?guī)r蝕余包塊的存在更進(jìn)一步證明了鈣紅土及其所包裹的巖石塊體是原地殘積的產(chǎn)物。圖6-2是黔中地區(qū)鋁土礦的一個(gè)比較典型的剖面。該含礦層底板的母巖為中上寒武統(tǒng)婁山關(guān)群巨厚層質(zhì)純白云巖，頂板是下石炭統(tǒng)擺佐組石灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，二者呈假整合接觸。作者野外調(diào)查繪制含礦層底板等高線圖時(shí)發(fā)現(xiàn)，該礦底板上密布著巖溶洼地及漏斗，它充分說明婁山關(guān)群白云巖經(jīng)歷過強(qiáng)烈的巖溶作用，為不整合面上的古巖溶剝蝕面。此外，在其上還風(fēng)化殘積著厚層的紅土（鈣紅土）。廖士范等（1991）認(rèn)為，該地區(qū)在志留紀(jì)（400Ma）以后至早石炭世以前，地殼上升為陸地，至早石炭世晚期（330Ma）才被海水淹沒，古剝蝕期至少有70 Ma的時(shí)間，地殼剝蝕-淋失厚度達(dá)到500～1000 m，形成了鈣紅土古巖溶風(fēng)化殼后進(jìn)一步形成鋁土礦。根據(jù)古地磁數(shù)據(jù)資料推測(cè)，該地古地磁位置是北緯8.2°，處于熱帶，可能為草原氣候。充沛的降雨、較高的氣溫、較平坦的地形及至少有70 Ma充裕的風(fēng)化殼形成時(shí)間、繁茂的地表植被等因素，有力地促進(jìn)了碳酸鹽巖的風(fēng)化成土作用，形成了較厚的紅色風(fēng)化殼（鈣紅土），并經(jīng)進(jìn)一步脫硅、脫鐵等礦化作用，最終形成了以Al2O3為主的鋁土礦。圖6-1 俄羅斯南烏拉爾新普里斯坦克礦床組基巖成分與巖溶化的關(guān)系圖6-2 貴州修文小山壩五龍寺鋁土礦64勘探線剖面圖贊成鋁土礦是鈣紅土成因的學(xué)者認(rèn)為，鈣紅土是碳酸鹽巖風(fēng)化溶蝕后的殘余物。但是，使他們長期迷惑不解的是較厚的鈣紅土以及鋁土礦的Al元素等又從何而來的 反對(duì)這種觀點(diǎn)的人認(rèn)為：白云巖或石灰?guī)r有時(shí)質(zhì)地非常純，只含百分之零點(diǎn)幾甚至百分之零點(diǎn)零幾的鋁、鐵和鈦，要形成一個(gè)較大的鋁土礦床的堆積需要風(fēng)化掉幾千米厚的碳酸鹽巖，才能提供足夠的殘余物質(zhì)，這實(shí)際上是不可能的。為了彌補(bǔ)上述不足，鈣紅土成因?qū)W者進(jìn)一步設(shè)想了所謂“異地堆積”學(xué)說，認(rèn)為鈣紅土形成以后經(jīng)過上述作用再沉積到巖溶風(fēng)化剝蝕面上，這樣似乎就解決了需要非常厚的碳酸鹽巖才能形成足夠殘留厚度的鈣紅土的問題，但是又很難提供鈣紅土形成以后經(jīng)過再搬運(yùn)的令人信服的證據(jù)。作者認(rèn)為，處于地殼表層（現(xiàn)代的或古代的）碳酸鹽巖巖體均處于水、熱、光、氣（氧氣）、生物等等各種地質(zhì)營力作用之下，都處于地殼表層開放體系之中，因此均不可避免地與各種風(fēng)化營力之間，進(jìn)行著物質(zhì)、能量與信息的交換，其結(jié)果就形成了古代的和現(xiàn)代的紅色風(fēng)化殼。碳酸鹽巖紅色風(fēng)化殼全風(fēng)化層土體中，保留著其下基巖的宏觀結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，微觀研究中亦發(fā)現(xiàn)了交代作用和礦物生成和演化系列的各種證據(jù)，使作者形成了關(guān)于碳酸鹽巖紅色風(fēng)化殼形成的一般概念：即在開放體系的條件下，地下水是碳酸鹽巖可溶礦物質(zhì)（Ca、Mg等）溶出和硅酸鹽粘土礦物成土元素（如硅、鋁、鐵等）攜入的載體，同時(shí)地下水也帶入微細(xì)粒膠體、粘粒和某些有用金屬（如金）的淀積、充填于溶蝕的微小孔隙和孔洞之中。因此，碳酸鹽巖風(fēng)化成土作用存在等體積的轉(zhuǎn)化。也就是說，紅色風(fēng)化殼不僅是溶蝕殘余的產(chǎn)物，而且也是等體積交代成土作用的產(chǎn)物。