华北陆块上石炭统本溪组发育巨厚铝土矿层,其物源及成矿过程是研究热点问题,但物源及铝的富集作用研究还有待进一步加强。本文以华北陆块东南部本溪组为主要研究对象,通过野外露头和钻井岩心观察,运用XRD、碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年、碎屑锆石Hf同位素测定等测试手段,进行系统的矿物学、岩石学、沉积学、地层学和地球化学分析,以典型地区详细解剖为基础,研究华北板块东南部本溪组的物质来源、铝的富集作用。主要认识如下:(1)本溪组的岩性主要为铝土质泥岩,部分夹有豆鲕(碎屑)状铝土矿,具有不同的沉积序列,可划分为:铝土质泥岩沉积序列、铝土质泥岩-豆鲕状铝土矿-铝土质泥岩沉积序列、铝土质泥岩-含有夹层的豆鲕状铝土矿-铝土质泥岩沉积序列、厚层粉砂质泥岩-豆鲕状铝土矿-铝土质泥岩沉积序列。(2)本溪组矿物成分主要由粘土矿物(以伊利石、高岭石为主)、硬水铝石、锐钛矿、菱铁矿、方解石、黄铁矿等多种矿物组成;上部泥岩中高岭石含量较高、中部矿层硬水铝石含量较高,而下部泥岩中伊利石含量较高。(3)本溪组垂向上地球化学元素的变化,具有明显的规律性,表现为易迁移元素(Na、Mg、K、Ca等)的亏损,难迁移元素(Al、Fe等)的富集;该规律在本溪组中部铝土矿层中表现尤其明显。其指示岩溶作用强烈、淋滤和水解程度高,更利于成矿元素的富集。(4)研究区本溪组的碎屑锆石可以分为:古生代锆石和前寒武纪锆石,其年龄峰值为~310Ma、~444Ma、~990Ma、~1830Ma和~2510Ma。年龄~444Ma和~990Ma碎屑锆石主要来源于南部北秦岭造山带加里东期中-酸性花岗质侵入岩和被侵入的该区主要变质地层——宽坪群、二郎坪群和秦岭群,其中年龄~1830Ma和年龄~2510Ma的锆石由华北陆块基底提供。年龄~310Ma岩浆锆石的ε_Hf(t)值以较高的负值指示其来源于华北板块北部的内蒙古隆起。在不同地区,不同来源的碎屑锆石所占比例不同,东北部以内蒙古隆起的物源为主,西南部以北秦岭造山带的物源为主。(5)研究区本溪组经历富铁铝化作用和潜育化作用,富铁铝化作用使低价态的铁锰转变为高价态的氧化物、潜育化作用使高价铁锰还原为低价态,形成豆鲕结构、纹层状构造等结构构造;其铝的富集成矿阶段按照是否剥露地表,划分为两个或三个阶段:本溪组原始沉积至太原组沉积前、太原组沉积后至剥露地表前和剥露地表后。(6)铝的富集作用是构造作用、沉积作用和岩溶作用等多种因素耦合的结果,其耦合结果影响了风化作用的强度、矿物元素迁移(淋滤)的速度,引起了铝的富集差异。