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贵州省铝土矿实物地质资料筛选及收集意义

2021-06-15马力克杨忠贵杨涛黄波朱和书

四川地质学报 2021年1期
关键词:铝土矿实物矿床

马力克,杨忠贵,杨涛,黄波,朱和书

贵州省铝土矿实物地质资料筛选及收集意义

马力克1、2,杨忠贵1,杨涛2,黄波2、3,朱和书1

(1.贵州省地质资料馆,贵州 贵阳 550002;2.贵州理工学院资源与环境工程学院,贵州 贵阳 550003;3.贵州省有色金属和核工业地质勘查局物化探总队,贵州 都匀 558000)

贵州铝土矿地质勘查工作70余年取得丰硕了成果,查明资源储量位居全国第二位,具资源量大、矿石质量好、分布广泛、矿床规模大等特点。伴随勘查工作的不断深入,产生了数量巨大的实物地质资料,依据2016年颁布的《实物地质资料管理办法》急需实行分类筛选、分级保管。在总结贵州省铝土矿矿床分布状况、资源特点的基础上,依据矿床成因类型、成矿时代、成矿规模、成矿区(带)等入选条件,从贵州铝土矿四个主要成矿区带筛选出具有重要性、典型性、代表性的矿床15个,以便有科学规划,完整、系统地采集铝土矿实物资料并实施馆藏。这将有助于贵州铝土矿实物地质资料开展科学化管理,充分发挥实物地质资料信息资源的服务作用,对深入研究贵州铝土矿资源潜力,成矿规律,科学指导铝土矿深部找矿,制定铝土矿资源开发战略等均具有重要的意义。

铝土矿;实物地质资料;筛选;贵州

贵州铝土矿地质勘查工作70余年的风雨历程取得了丰硕的勘查和研究成果,特别是近些年来贵州省的铝土矿整装勘查工作取得了巨大进展,查明资源储量位居全国第二位,具资源量大、矿石质量好、分布广泛、矿床规模大等特点(杨涛和武音茜,2008;武国辉等,2009)。伴随地质勘查工作的不断深入,也形成了丰富的、宝贵的铝土矿实物地质资料,它们蕴含着大量的原始信息、具有唯一性和不可再现性、易毁性,存在着管理的复杂性,依据《实物地质资料管理办法》(国土资规〔2016〕11号),抓紧对贵州铝土矿实物地质资料实行分类筛选、分级保管迫在眉捷。贵州省铝土矿实物资料筛选与采集,将有助于开展科学化的实物地质资料管理,充分发挥实物地质资料信息资源的服务作用,对深入研究贵州铝土矿资源潜力,成矿规律,科学指导铝土矿深部找矿,制定铝土矿资源开发战略等均具有重要的意义。

1 贵州铝土矿矿床类型

对铝土矿类型的划分有多种,根据地质矿产行业标准《铝土矿地质勘查规范》(DZ/T0202—2002),将铝土矿划分为沉积型铝土矿、堆积型铝土矿和红土型铝土矿,贵州铝土矿床类型以沉积型为主,少见堆积型铝土矿,目前未见有红土型铝土矿(刘幼平等,2015;杨涛等,2020)。

1.1 沉积型铝土矿

沉积型是贵州铝土矿的主要类型。根据侵蚀面的不同,可分为碳酸盐岩侵蚀面的铝土矿和碎屑岩、玄武岩侵蚀面的铝土矿(刘幼平等,2015;杨涛等,2020)。

1)铝土矿赋存于碳酸盐岩侵蚀面上:矿体多呈层状、透镜状、漏斗状,单个矿体一般宽数百~2000m,宽200m至上千米,产状一般平缓,矿层厚度变化稳定-极不稳定,一般厚1~6m,矿石模型多大中型,矿石结构为土状、鲕状、豆状、碎屑状等,颜色以矿物组成为主,以一水硬铝石为主,其次为高岭石、水云母、绿泥石、褐铁矿、针铁矿、赤铁矿、薄水铝石,有时为黄铁矿、菱铁矿、三水铝石。主要化学组分:Al2O340%~75%,SiO24%~18%,Fe2O32%~20%,S 0.8%~3%,Al/Si值3~12,伴生有用元素镓0.007% ~0.011%,共生矿产有耐火黏土、铁矿、硫铁矿、熔剂灰岩、煤矿等,多为低铁低硫型矿石。

2)铝土矿赋存于碎屑岩和玄武岩的侵蚀面上:矿体呈层状、似层状或透镜状。单个矿体长度一般为数百米至2~3km,厚度相对稳定,一般为1~4m厚,规模大、中、小。矿石结构致密,角砾状、鲕状、豆状结构等,局部为半土状结构。矿石颜色为灰色、青色、浅绿色、紫红色、杂色。矿物成分以一水硬铝石为主,其次为高岭石、蒙脱石、多水高岭石、绿泥石、菱铁矿、褐铁矿、黄铁矿等。主要化学组分:Al2O340%~70%,SiO28%~20%,Fe2O32%~20%,S 0.8%~ 3%,Al/Si值3~9、一般3~5,伴生有用元素镓0.005%~0.01%,共生矿产有半软质和硬质黏土矿等,其中高铁高硫型矿石多占有较大比例。

图1 贵州省铝土矿矿床(点)及矿集区(带)分布示意图

1.矿集区范围;2.务—正—道矿集区;3.遵义—息烽矿集区;4.清镇—修文矿集区;5.凯里—黄平矿集区;6.超大型矿床;7.大型矿床;8.中型矿床;9.小型矿床;10.矿点

1.2 堆积型铝土矿

由原生沉积铝土矿在适合的地质条件下经风化淋滤,就地残积或岩溶洼地中重新堆积而成,在风化淋滤过程中有害组分硫被淋失后,转变为高铁铝土矿,提高了矿床工业利用价值,矿石呈大小不等的块砾及碎屑夹在松散红土中形成含矿层(矿体)。矿体形态复杂、不规则,随基底地形的变化而变化。它长几百到两千米,宽几十米到厚几千米,厚0.5~10m,规模多为中小型。矿石结构为鲕状、豆状、碎屑状,颜色为灰色、褐红色、杂色。矿物组成以一水硬铝石为主,其次为高岭石、针铁矿、赤铁矿、三水铝石和薄水铝石。主要化学成分为主要化学组分:Al2O3为40%~65%、SiO22%~12%、Fe2O316%~25%、S<0.8%、Al/Si值4~15,一般<10,伴生有用元素镓0.006%~0.009%。

2 贵州铝土矿床特征

2.1 铝土矿分布特征

贵州省铝土矿的矿集区(带)划分,主要集中于4个成矿区(带)(贵州省地质矿产开发局,2014),即黔北的务-正-道地区、黔东的凯里-黄平地区、黔中的遵义-息烽地区和清镇-修文地区(图1,据杨涛等,2020)。

2.2 铝土矿成矿区带特征

贵州省铝土矿分布、赋矿地层、基底岩性、古地理环境、成矿物质来源、控矿构造、矿体形态、矿石质量、共伴生矿产、矿床类型规模等方面特征见表1。

3 矿床成因分析

贵州铝土矿以沉积型为主,前人对贵州铝土矿成因争论较多,如“离子结晶”(刘学飞,2010;王庆飞等,2012)、“成岩改造再富集”(李洪梁,2016)及“风化壳重新沉积”(周祖虎,2015),总体上来说以廖士范,梁同荣,张月恒(1989)、陈履安(1991)及刘幼平等(2015)提出了红土风化、原地迁移和表生富集三个阶段较为完整;因此,刘幼平等(2016)提出铝土矿形成中的红土化为“矿化”,二次富集为“排杂”后形成铝土矿。

表1 贵州省铝土矿矿床特征

从铝土矿矿石主要类型来看,主要为土状-半土状、碎屑状及致密块状,表明了经过反复风化、迁移及沉积形成;从含矿岩系来看,为晚古生代中-晚期沉积地层,相应的成矿时代为:早石炭世大塘期-中二叠世罗甸期;古风化壳形成时限为:150~180Ma,古地理环境为:黔中泻湖海盆、凯里海湾(黔东地区)和渝南-黔北半封闭泻湖海湾,即在早古生代晚期-晚古生代早期由于加里东晚期到海西早期运动导致贵州地壳的抬升,早古生代-晚古生代早中期各种碳酸盐-碎屑岩地层接受风化剥蚀,使易于溶蚀的元素迁出,并残留含铝土矿物、黏土矿物及铁的氧化物等风化壳物质,再经搬运到湖盆沉积和“排杂”(移硅沉铁),最后分别在黔中的下石炭统九架炉组、黔东和黔北主要的中下二叠统大竹园组和梁山组地层中富集形成铝土矿矿床。

4 贵州铝土矿实物资料筛选条件

4.1 实物资料筛选的必要性

实物地质资料直观性、客观性、典型性和再利用性,它既是珍贵的自然资源,更是一种宝贵的社会资源(杨涛等,2008)。实物地质资料对提高公众对社会环境的认识,减少重复劳动,提高工作效率具有重要作用。它也是地质工作及其成果数字化、信息化的重要组成部分。然而,由于国家和省级地质资料库的馆藏内容和数量有限,不可能容纳全部实物地质资料。因此,有必要对全国或省区内的实物地质资料地行系统研究和筛选,将其中具有重要收藏价值和利用价值的实物地质资料选入地质资料馆,并妥善保管和科学管理,以充分发挥其科学和社会价值。对于贵州的铝土矿而言,①矿床数量多,主要古喀斯特或古风化壳沉积类,相似的矿床较多;②产出的实物标本多,而现有省级馆藏有限;③筛选的目的是为了展现贵州铝土矿石的典型性、代表性和专属性,从而更有针对性地开展实物地质资料的收集工作。

4.2 入选条件因素

在实物地质资料筛选中应考虑其典型性、代表性和系统性原则。为了全面反映贵州铝土矿资源的地质矿产特征、矿床成因及其成矿规律,在铝土矿实物地质资料筛选工作中,着重考虑成矿时代、含矿岩系和分布等主要因素。

1)矿床成因类型

贵州铝矿的成因类型绝大部分为风化沉积型,仅有少数矿床属于堆积型。因此,在选择实物地质资料时,应考虑矿床类型的代表性。特别要考虑近年在务-正-道铝土矿整装勘查取得的新实物资料成果,该区对贵州省未来铝工业的发展具有战略性意义。此外,因为含铝岩系或铝土矿层的底板特征是古风化壳沉积型铝土矿床亚类划分的重要特征,据此,它自然也应当作为铝土矿实物地质资料筛选的重要条件。

2)成矿时代

含矿岩系的地层时代基本上为成矿时代或略提前。然而,对于古风化壳沉积矿床而言,严格地说,铝土矿的成矿时代还应考虑古风化壳的形成时限,是一个相当慢长的过程,刘幼平等(2015)研究指出,遵义-息烽铝土矿田的古风化壳形成时限约为180Ma,而务-正-道铝土矿的古风化壳形成时限为150Ma。因此,贵州省的古风化壳沉积型铝土矿床主要形成于早石炭世大塘期和中二叠世罗甸早期。此外,第四纪还形成了少量堆积型铝土矿。

3)矿床规模

大型和超大型矿床对于揭示区域矿床成矿规律和深入探讨矿床成因理论意义重大。虽然大型-超大型矿床的数量有限,但矿产资源储量和经济价值巨大,为国家和地方经济发展提供物质支撑。因此,在铝土矿实物地质资料筛选时有必要将矿床规模作为重要的筛选条件,在矿床规模的选择上,首先考虑超大型矿床(例如清镇猫场铝土矿床等),此类矿床无论在成矿条件、矿床成因和成矿规模上均具有较好的代表性;其次是考虑大型矿床,然后从馆藏实物资料的系统性考虑,再选取那些具有特殊成矿意义的中型矿床(例如遵义宋家大林铝土矿)。

4)成矿区(带)

成矿区(带)是反映成矿规律的重要特征,因此,在筛选实物地质资料时有必要将成矿区带作为入选条件之一。因为,这样选取的馆藏实物资料更能全面反映本地区矿床的成矿背景和成矿条件,同时也体现了各成矿区(带)不同的成矿条件差异性。为此,在贵州铝土矿实物地质资料筛时,应考虑实物地质资料尽可能地涵盖各已知铝土矿,全面体现实物地质资料的地域代表性。

4.3 铝土矿实物地质资料筛选矿区

通过统计,贵州省共有104个铝土矿矿区,矿床类型主要有二种,即沉积型和堆积型铝土矿,大多数属于沉积型;由此,筛选了15个矿区列入铝土矿实物地质资料(表3)。

表3 贵州铝土矿实物地质资料筛选矿区

5 结语

1)贵州省是矿产资源大省,以特色优势矿产铝土矿为代表,70多年来的地质勘查工作,尤其是近些年的矿产资源整装勘查工作,形成了数量巨大的实物地质资料,存在管理的复杂性和保存的易毁性,依据2016年颁布的《实物地质资料管理办法》急需分类筛选、分级保管。

2)在总结贵州铝土矿资源分布状况及其特征的基础上,依据矿床成因类型、成矿时代、成矿规模、成矿区(带)等矿床实物地质资料入选条件进行研判,筛选出具有重要性、典型性、代表性的铝土矿矿床共计15个,以便科学规划、系统地、完整地采集铝土矿床实物地质资料并分级馆藏。

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The Significance of the Selection and Collection of Physical Geological Data of Bauxite Deposits in Guizhou

MA Li-ke1,2YANG Zhong-gui1YANG Tao2HUANG Bo2,3ZHU He-shu1

(1-Archives of Geological Data of Guizhou Province, Guiyang 550002; 2-School of Resources and Environmental Engineering, Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003; 3- Geophysical and Geochemical Exploration Corps, Guizhou Bureau of Nonferrous Metals and Uranium Geological Exploration, Duyun, Guizhou, 558000)

Great achievements have been made in the geological exploration of the bauxite in Guizhou over the past 70 years. The bauxite resources of Guizhou are characterized by good ore quality, large-scale deposit and widespread distribution. A great deal of physical geological data are produced with bauxite exploration. According toin 2016, physical geological data for 15 typical bauxite deposits of different genetic types, metallogenic ages and metallogenic belts in Guizhou are collected systematically and preserved which is of great importance to in-depth study of resource potentiality, metallogeny, prospecting in the depth of bauxite deposits in Guizhou.

bauxite; physical geological data; selection; preservation; Guizhou

P621

A

1006-0995(2021)01-0047-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.01.008

2020-03-12

贵州省科技计划项目(黔科合[2016]支撑2809)、贵州理工学院高层次人才科研启动项目(XJGC20161101)

马力克(1965-),男,贵州息烽人,高级工程师,矿产勘查专业,长期从事矿产勘查、地质资料管理

杨忠贵(1965-),男,贵州凤岗人,高级工程师,岩矿分析与鉴定技术专业,长期从事矿产勘查、地质资料管理

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