铝的特性

铝是一种柔软的银色金属，化学符号为 Al。铝是一种重量轻、延展性好的金属。它无磁性、密度低、导电性强。铝还非常耐用，具有很强的抗腐蚀性。由于纯铝的反应性相对较强，因此它不会作为纯金属在自然界中出现，而是与氧和其他元素结合在矿物和岩石中，例如铝土矿，铝土矿是铝的主要矿石（表1 ）。

矿物名称	化学式	比重	铝含量%
勃姆石	氢氧化铝	3 . 04克/立方厘米	44 。 98
硬水铝石	氢氧化铝	3 . 38克/立方厘米	44 。 98
三水铝石	氢氧化铝3	2 . 35克/立方厘米	34 。 59
赤铜矿	（铜、锌）铝	5 . 19克/立方厘米	29 。 74
斯坦哈德石	艾尔0 。 38倪0 。 32铁0 。 3	5 . 52克/立方厘米	30 。 00

表1 ：含铝元素的矿物

铝的用途

铝被视为国内冶金应用中的“关键矿物”，用于航空航天、国防、能源和运输技术（Fortier 等人， 2018 ）。铝，即明矾，至少从古希腊文明开始就被人类使用。直到1824科学家才能够将其分离为元素。铝是一种极其有用的材料。它在经济的各个领域都有应用。许多家居用品都是用铝制成的，包括铝箔、食品和饮料包装罐以及炊具。铝还用于建造窗框、门以及屋顶和墙板。铝的密度低，使其成为自行车、汽车和飞机等运输行业的理想材料。这对于航空航天工业来说至关重要。铝还用于电子和技术。

铝地质

铝主要来源于岩石铝土矿。铝土矿由三水铝石、勃姆石、一水硬铝石等氢氧化铝矿物组成。铝土矿形成于含铝岩石强烈风化的地区，例如富含长石的火成岩或变质岩。碳酸盐岩也是铝的常见来源。随着这些岩石的风化，它们会形成残留粘土，其中的原始矿物质会分解、侵蚀或发生化学改变。铝是一种溶解性极差的元素，它可以残留下来形成含铝矿物。随着此类矿物的发育，它们可能会在铝土矿岩中形成结核豆石。

矿物系统	存款类型	地质省
化学风化	铝土矿/高岭石	山谷和山脊（奥古斯塔县）

表2 ：弗吉尼亚州的潜在铝矿物系统、矿床类型（Hofstra 和 Kreiner， 2020 ）和地质省

铝在工业中的应用

铝元素在地壳中相当常见，而且分布于全球各地。虽然铝很常见，但由于其极其有用和不可替代性，铝被视为一种重要商品。美国的国防储备中没有铝的供应，61 % 依赖进口。美国从加拿大、俄罗斯和许多其他国家进口铝土矿。铝是在美国的几家铝冶炼厂（包括南卡罗来纳州、York州、肯塔基州、阿肯色州和印第安纳州）用进口的铝土矿生产的。这些冶炼厂还回收了大量的铝。与铝矿开采有关的问题包括铝会释放到空气中，沉淀到水系中，对水栖生物产生毒性。铝还可能破坏酸性土壤中植物的生长。铝冶炼过程会释放有害的温室气体。

弗吉尼亚州有少量铝土矿储量。尽管弗吉尼亚州的大部分矿藏规模太小，不适用于经济发展，但历史上弗吉尼亚州的山谷和山脊地区有几座矿山在生产。这些地区的铝主要来源于三水铝石矿物，并与高岭石有关。发现铝土矿与高岭土一起存在于被残留粘土包围的袋状物中（Warren 等人， 1965 ）。铝土矿开采始于1915 ，并断断续续地持续到1946 ，当时铝土矿进口量增加，需求量减少（Warren 等人， 1965 ）。

奥古斯塔县

奥古斯塔县有几处铝矿开采地点。最重要的三座矿山，即莱特纳矿山、艾伦矿山和哈里斯矿山，都建在斯波茨伍德区内。这片位于斯汤顿南部10英里的区域是弗吉尼亚州铝产量最大的产地。1930在该地区发现了铝土矿。间歇性地从1940 - 1946开采出来，在这些矿山运营期间，主要在1942 - 1943期间，大约产生了30千长吨49 - 59 % 品位的氧化铝 (Al ₂ O ₃ )（Warren 等人， 1965 ）。

斯波茨伍德镇附近的 Lightner 矿于1940开业。在康诺科切格组和巨石阵组的石灰岩之下，残留物中形成了铝土矿和高岭土。在富含高岭土和铝土矿的矿体中挖了一个深10 - 40英尺、长200英尺的坑，露出了含量高达57 . 5 ％ 的氧化铝 (Al ₂ O ₃ ) 的矿石。

距东北方向约4英里处，艾伦矿于1941开采。挖掘了一个至少50英尺深、 120英尺长的坑，以进入比克曼敦白云岩上方残留物内的矿体。从该地点获得的矿石含有59 . 2百分比的氧化铝。艾伦矿场断断续续地运营直到1946 （沃伦等人， 1965 ）。

哈里斯矿 (Harris Mine) 位于艾伦矿 (Allen Mine) 东南方，于1942开始开采。挖掘出一个直径50英尺、深15英尺的圆形坑，随后随着采矿持续到1942 - 1943以及从1945 - 1946继续挖掘，坑也随之扩大。经测量，哈里斯矿的矿石平均氧化铝品位为58 . 0 %（沃伦 (Warren) 等人， 1965 ）。

奥古斯塔县的其他矿山包括冷泉矿，也称为白垩矿。在该地区，铁和高岭土是1800年代后期早期作业中的主要商品或利益（Upchurch， 1998 ）。到1912 ，在原铁矿开采地点西南方向挖掘了两个大型试验坑，其粘土残留物来源于下层汤姆斯敦白云岩和安提特姆石英岩。1926在该地点发现了铝土矿，后来对样品进行分析，发现其含有29 . 8 - 39百分比的氧化铝 (Sweet, 1995 )。该矿一直运营到1951 ，尽管开采出的铝土矿还不到一车（Warren 等人， 1965 ）。

在冷泉矿 (Cold Spring Mine) 南部的 Mine Bank Mine（也称为旧普拉斯基矿 (Pulaski)）也发现了少量铝土矿。这里，人们感兴趣的是锰，尽管在安提塔姆石英岩 (Knechtel, 1943 ) 上方的粘土残留物中发现了铝土矿。

博特图尔特县

休斯顿矿场位于罗阿诺克东北部，是在发现锰矿之后建造的。在 Shady 白云石上方的粘土残留层中挖掘了两个大型露天矿坑。1915 ，这里还发现了铝土矿，这使得这里成为弗吉尼亚州发现的第一个铝土矿矿床（Warren 等人， 1965 ；Stose 等人， 1919 ）。Stose 等人 ( 1919 ) 发现了大量铝土矿 (重达40磅)，其中的空腔中充满了三水铝石。总计8车铝土矿在1915间从休斯顿矿山运出（Stose 等人， 1919 ）。