河南省宝丰县关岭铝土矿矿床特征及构造特征分析

2012-07-06刘全孝李建领王红莲

科技传播 2012年9期

关键词：本区寒武铝土矿

刘全孝，李建领，王红莲

河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，河南郑州 450016

1 地质概况

1.1 地层

矿区位于中朝准地台南缘，华熊台缘坳陷，梁洼向斜的北西翼北部部。

区域出露地层主要为太古宇太华岩群（Arth）黑云母斜长片麻岩夹角闪斜长条带状混合岩，中元古界蓟县系汝阳群云梦山组（Jxy）紫红色含砾石英砂岩、石英岩状砂岩夹砂质泥岩及页岩，玄武安山岩、砾岩等。

上古生界石炭系本溪组（C2b）、太原组（C2t），岩性有铁质粘土岩，铝（粘）土岩、粘土质页岩、含蜓科化石灰岩、含燧石团块灰岩或燧石层等，是本区铝土矿的主要含矿层位。

二叠系（P）山西组（P1s），中统石盒子组（P2s），上统石千峰组（P3s），岩性主要有杂色砂质页岩、泥质页岩、石英砂岩夹煤层，长石石英砂岩、粉砂岩夹页岩，是区内的主要要赋煤地层。

中生界白垩系（K）紫红色辉石黑云母安山岩、安山质角砾岩、集块岩。

1.2 构造

区内构造主要为梁洼向斜，向斜轴向北东10°～30°，核部为二叠系地层，两翼依次出露石炭系、寒武系等地层。梁洼向斜属燕山运动形成的地台型向斜，呈北偏东向延伸，两端抬起，向北偏东倾伏，长宽均约15km。控制着区内地层及矿产的分布。

断裂构造主要有青草岭断裂带和梁洼断裂带，整体走向北西，倾向南西。青草岭断裂带发育于梁洼向斜北西翼北部，由数条走向北北西，但又分支复合的逆冲断层和一条构造破碎带组成，长13km以上，最宽2km，断层倾向南西，倾角70°～80°，致使老地层（太华群、汝阳群）广泛分布，盖层（寒武系、石炭系）出露不全，分布零星。

梁洼断裂带发育在向斜的南东翼，有双头山、下寺、大庄三条正断层组成。大致平行分布，走向北西、倾向南西，倾角50°～60°。断层错断白垩系、二叠系、石炭系、寒武系、中元古界汝阳群云梦山组。断层西南盘地层相对向南东位移。

2 矿体特征

矿区内的铝土体矿分布于矿区关岭附近，由于受区内推覆构造及古地形的影响，矿体规模不大。共圈出铝土矿体8 个。产于寒武系上统崮山组白云岩古风化面上，铝土矿的间接顶板主要为太原组灰岩，局部为白垩系砾岩、砂砾岩等。

矿体呈漏斗状，平面形态各异，呈椭圆状、近圆形、长条状、不规则状。一般较大矿体总体产状较缓，较小矿体主要为陡倾斜，仅中心部位少量缓倾斜地段。详查区最大矿体长384m，最宽近140m，最小者仅43m ，一般长150m，宽50m～80m，受古地形起伏控制，矿体厚度变化较大，单工程矿体最厚达7.30m，最薄仅1.00m ，平均铅厚3.98 m，矿体自上而下为铁铝质岩—工业矿层—边界矿层—铁铝质岩。Fe2O3一般由低—中—高，Al2O3由低—高—低，SiO2由高—低—高。矿体水平方向，自中心向漏斗状矿体边缘矿层厚度由大—小或沉积无矿，Al2O3由高—低，Fe2O3、SiO2由低—高，矿体产状由水平—中等倾斜—陡倾斜。大的漏斗状含矿岩系，矿层亦厚，矿石质量亦好，即Al2O3含量高，SiO2、Fe2O3含量低，小的漏斗状含矿岩系矿石质量差，高硅、高铁。主要矿体特征如表1。

表1 铝土矿体特征表

3 矿石质量

本区矿石矿物成份主要为一水硬铝石，次为高岭石，水云母、赤铁矿、褐铁矿，副矿物有锆石、独居石、榍石等。

一水硬铝石：为铝土矿石的主要有益组分，含量55%`85%，一水硬铝石呈细晶粒状、小柱状集合体存在于铝土矿的晶粒、鲕粒及胶结物中。水铝石粒径0.02mm～0.05mm，有时被粉尘状的铁质和有机质污染。

高岭石：为矿石的次要组分，含量一般10%～30%，与水铝石互为消涨。矿物呈鳞片状，集合体呈团块状或蠕虫状，存在于碎屑、豆鲕的胶结物中，或分布于水铝石颗粒间隙中，也少量在鲕的核心呈蠕虫状产出。

水云母：含量从微量至10%左右，呈鳞片状，常与高岭石相伴，存在于铝土矿石的胶结物中。

铁质物：多见到褐铁矿，含量1%～20%，多呈粉尘状，薄膜状和小团块状分布于铝土矿石的胶结物中。

本区铝土矿石的化学成分主要为Al2O3，SiO2，其次为Fe2O3、TiO2及少量的S等。

Al2O3为矿石中最主要的有益组分，主要来自一水硬铝石，其次来自高岭石等粘土矿物，单样极值40.89%%～78.62%，全区平均59.48%。

SiO2为矿石中最主要的有害组分，主要来自高岭石和少量水云母等。与Al2O3呈消涨关系。单样极值1.80%%～43.18%，全区平均9.66%。

Fe2O3主要来自褐铁矿。单样极值0.50%%～～42.15%，全区平均11.26%，

TiO2存在在于重矿物之中，单样极值2.10%%～4.30%，全区平均3.58%。

S在铝土矿中含量很少，主要存在于深部铝土矿层中，全区平均0.01%。

其化学成份含量特征如表2。

分析结果为10×-2

表2 关岭铝土矿区化学成份分析表

4 构造特征分析及找矿远景

4.1 构造特征

本区地表分布的是大面积的寒武系石灰岩，部分地段有少部分粘土岩出露，在寒武灰岩的下部是本区铝土矿的主要分布地区。其层位的分布有如下特征：上部为寒武系浅黄色泥质灰岩、白云岩，白云质灰岩等，厚5m～80m，与下伏地层断层接触，下部为煤线，厚0.5m～2.0m，局部可采，向下相变为粘土岩、铝土矿层、铁质粘土岩，寒武系灰岩。出现这种层序倒转重复的现象，是由于本区推覆构造的存在。

据大地构造研究，东秦岭中生代陆陆碰撞后，造山运动总体表现为华北陆块向南仰冲，场子陆块向北俯冲，由此形成了一系列向南逆冲的推覆体构造，本区的青草岭断裂带和梁洼断裂带，即为东秦岭逆冲断裂带的一部分，在本区表现为走向北西，倾向南西的一组断裂带，系华北陆块向南逆冲而形成的犁式断层，使老地层覆盖于新地层之上，在地表出露了寒武系地层，但地寒武系地层之下，仍赋存有石炭-二叠系地层，使得铝土矿含矿岩系得以保留。所以本区找矿如以正常层调查，会得出铝土矿已风化剥蚀，没有找矿前景的结论，如以推覆构造来研究，则仍有较大的找矿远景。

4.2 矿床成因

晚石炭纪，本区处古陆之间的港湾状地带内，形成了梁洼湖盆，经过漫长地质时期的风化剥蚀，发生岩溶化，富含铝、硅、铁等惰性组分的风化壳物质不断地被带入溶斗、溶洼、溶盆等岩溶负地形湖泊内，脱铁去硅再沉积，形成铝（粘）土矿。在晚石炭世末期，地壳缓慢下沉，潜水面提高，湖泊发展成为沼泽，铝（粘）土矿的早期成矿作用也随之终止。中生代以后发生的陆内造山运动，发生逆冲推覆构造，使北部的寒武系地层覆盖在本区铝土矿含矿岩系之上，虽经长期的风化剥蚀，而铝土矿得以保存。