桂西地区是我国铝土矿的重要产地。三合铝土矿区位于桂西的西南部,与周边德保、那坡一带的铝土矿组成特大型铝土矿田。桂西铝土矿为典型的喀斯特型,包括二叠系沉积型铝土矿和第四系堆积型铝土矿两种亚类。其中堆积型铝土矿品位高、储量大、易开采加工,是目前开发的主要对象。堆积型铝土矿是沉积型铝土矿经抬升、破碎、风化,最后堆积于喀斯特洼地中形成。本文运用多种实验测试和数据统计方法在矿物和元素尺度上详细研究铝土矿的演化过程。通过X射线衍射、电子探针对矿石的矿物组成和成分进行分析,结果显示三合铝土矿矿石的主要矿物组成为硬水铝石、鲕绿泥石、锐钛矿、黄铁矿、钛铁矿、针铁矿、高岭石等。铝土矿中矿物形态各异,各矿物组成呈混杂共生的状态。在表生条件下,铝土矿中的矿物都具有风化蚀变的特征,大多矿物都存在元素的混入或代换现象,矿物成分混杂。地球化学组分分析显示三合铝土矿的主要化学成分为Al2O3、Si O2、Fe2O3、Fe O、Ti O2、Mg O和H2O+。其它成分含量不足1%,铝土矿的成熟度高。微量元素中Zr和Cr的含量很高。平均含量分别为867.93×10-6和792.16×10-6。除此之外,铝土矿中元素Li、Ba、F、Nb、S、Sr、Zn和V的含量也较高,平均含量在100×10-6~40×10-6之间。其余元素Cs、Cu、Ga、Hf、Ni、Sc、Th和U的平均含量均在10×10-6~100×10-6之间。矿石中稀土总量较大,整体富集轻稀土。在原生的沉积型矿石在演化的过程中,首先受到水系对其淋滤的影响,此时矿石主要仍处于还原环境。裂隙经过处的一些矿物首先遭受风化溶蚀,在矿物内部形成溶蚀洞,一些元素被流水带走,一些元素在矿石内部发生各种交代替换。随着氧化作用向矿石内部的深入,赋存与基质和鲕粒中的鲕绿泥石大量风化溶解,Al、Si、Fe、Mg等元素随之迁移。其中的Fe2+氧化为Fe3+形成针铁矿及赤铁矿的集合体,将矿石“染成”红褐色。在这个过程中,赋存于硬水铝石中的元素Al没有明显迁移,较稳定。因此在堆积型铝土矿中,Al相对富集。铝土矿中微量元素的迁移随着矿物的溶解与结晶进行。在铝土矿演化过程中,元素Cr与Ti具有较一致的变化规律。铝土矿中稀土元素Ce的迁移变化与其它稀土元素的变化存在明显不一致,说明Ce很可能赋存于稀土矿物氟碳钙铈矿当中,其迁移与稀土矿物的风化溶解有关。铝土矿中LREE的含量高,但在风化的过程中更易迁移,在铝土矿演化过程中HREE有相对富集的趋势。