河南省陜縣鐵爐溝鋁土礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及找礦方向

黨亞鵬

（中鋁礦業(yè)有限公司 河南 鄭州 450041）

陜縣鐵爐溝鋁土礦區(qū)位于三門峽陜縣—澠池—新安鋁土礦[1]帶上,周圍先后發(fā)現(xiàn)了支建鋁土礦區(qū),王古洞鋁土礦區(qū)、柿樹(shù)溝鋁土礦區(qū)等一系列大-中型鋁土礦礦床，顯示了巨大的找礦潛力，已成為是河南省重要的鋁土礦帶之一。由于本礦區(qū)鋁土礦埋深較深，找礦力度不大。近期實(shí)施了危機(jī)礦山找礦專項(xiàng)[2]，對(duì)該礦區(qū)進(jìn)行了勘查，發(fā)現(xiàn)本區(qū)具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件和良好的找礦前景，因此，本文在詳述礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)其成礦規(guī)律，預(yù)測(cè)找礦方向，對(duì)本區(qū)實(shí)現(xiàn)找礦突破將起到積極的推動(dòng)作用。

1 成礦地質(zhì)背景

區(qū)域大地構(gòu)造位置位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)華熊臺(tái)緣坳陷澠池—確山陷褶斷束西北部的新澠拱斷束。區(qū)域構(gòu)造具“一穹、三向、三組”交錯(cuò)的扇形地壘式拱斷特點(diǎn)。其中褶皺具“一穹、三向”的特點(diǎn)，即北段村穹窿、陜縣斷陷盆地、澠池向斜盆地，新安向斜盆地及方山背斜；“三組”指西部發(fā)育的北北東或北東向斷層，東部發(fā)育的北西向斷層，南部發(fā)育的東西向斷層，三者呈三角形交錯(cuò)。由于各方向斷層相互交錯(cuò)，將穹窿和向斜分割成以扣門山斷層和龍?zhí)稖蠑鄬訛榻绲娜笊刃螖鄩K，對(duì)區(qū)內(nèi)鋁、煤巖系的展布起著重要的控制作用。

區(qū)域地層以沉積巖為主，除上奧陶系至下石炭系缺失外，地層發(fā)育齊全且分布廣泛，從老至新為中元古界的熊耳群、汝陽(yáng)群，新元古界的洛峪群、震旦系，古生界寒武系、奧陶系下、中統(tǒng)、石炭系上統(tǒng)、二疊系，中生界三疊系、侏羅系、白堊系，新生界古近系、新近系及第四系等。

區(qū)域上巖漿巖活動(dòng)微弱，除中元古界熊耳廣泛分布有中性火山巖外，還有少量燕山期的石英斑巖等。

區(qū)域上洛陽(yáng)—三門峽鋁土礦成礦帶東西綿延長(zhǎng)達(dá)百余公里，是我省最主要的富鋁礦成礦帶，自西向東劃分為西、中、東三個(gè)成礦帶。本區(qū)礦種雖然不多，但有些礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量巨大，區(qū)內(nèi)主要礦產(chǎn)有鋁土礦、煤。此外還有耐火材料、建筑材料、玻璃原料及鐵礦。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露主要出露地層為二疊系上統(tǒng)上石盒子組（P2s）和第四系（Q）,礦區(qū)南部出露有上石炭統(tǒng)太原組（C2t）、上石炭統(tǒng)本溪組（C2b）、中奧陶統(tǒng)下馬家溝組（O2m）地層，東部出露有二疊系下統(tǒng)下石盒子組（P1x）、二疊系上統(tǒng)石千峰組（P2sh）等地層。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)工作區(qū)內(nèi)地層呈單斜產(chǎn)出，傾向140°，傾角10－20°，局部產(chǎn)狀也有所變化。礦區(qū)內(nèi)僅有一條斷層從礦區(qū)東南部通過(guò)，長(zhǎng)約2公里，走向北東，傾向北西，傾角57－69°，垂直斷距20－50米，為北西盤下降，南東盤上升的正斷層。

2.3 巖漿巖

本區(qū)未見(jiàn)巖漿巖出露，施工鉆孔中了沒(méi)有見(jiàn)到巖漿巖，可見(jiàn)礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)鋁土礦為一水硬鋁石型沉積礦床，鋁土礦層賦存于奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r古侵蝕面之上，含礦地層為石炭系上統(tǒng)本溪組中部，分布較為零星，礦層單一，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。依據(jù)鋁土礦工業(yè)指標(biāo)一般要求和工程控制情況，本次在礦區(qū)內(nèi)共圈定2個(gè)鋁土礦體，1個(gè)粘土礦?，F(xiàn)將礦體特征描述如下：

3.1.1 鋁土礦

Ⅰ號(hào)礦體：位于工作區(qū)北部，04線-07線之間，由ZK0004、ZK0008、ZK0304、ZK0308、ZK0704、ZK0000、ZK0404七個(gè)工程控制，走向長(zhǎng)約670米，傾向?qū)捈s550米，礦體呈層狀?？傮w傾向140°左右，平均傾角15°左右，鉛直厚度1.50-5.24米,平均2.91米,厚度變化系數(shù)49%;Al2O3含量46.12-71.46%,平均64.32%,品位變化系數(shù)15%;SiO2含量5.87-21.44%,平均12.97%,品位變化系數(shù)46%;A/s品位2.3-12.2,平均5.0,品位變化系數(shù)68%;估算賦存標(biāo)高在150-260米之間，埋深在440-600米左右。資源量估算面積181028平方米,估算(333)資源量149.91萬(wàn)噸。

3.1.2 粘土礦

①號(hào)礦體：位于04線-11線之間，由ZK0304、ZK0004、ZK0404、ZK0000、ZK0300、ZK0704、ZK1108七個(gè)鉆孔控制，走向長(zhǎng)約940米，傾向?qū)捈s320米，鉛直厚度在0.88-3.83米之間，平均2.04米，埋深在440-600米之間，估算標(biāo)高在80-260米之間，多為硬質(zhì)粘土礦Ⅱ、Ⅲ級(jí)。估算耐火粘土礦（333）76.71萬(wàn)噸。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石物質(zhì)組分

礦石礦物成分：依據(jù)以往成果，主要礦物成分有一水硬鋁石，含量45-95%，其次有高嶺石（5—25%）、水云母、葉臘（含量5—25%）、綠泥石（0—30%）、褐鐵礦（5—25%），少量及微量礦物有石英、方解石、鈉長(zhǎng)石、赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、蛭石、金紅石、電氣石、銳鈦礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、鋯石、榍石、綠簾石、三水鋁石、絹云母及炭質(zhì)等。

鋁土礦礦石化學(xué)成分平均含量：Al2O366.59%、SiO211.41%、Fe2O32.75 %、TiO22.97%、CaO+MgO1.44%、K2O+Na20.72%、Ioss12.87%、A/S4.9，屬于中低品位礦石，多為Ⅳ、Ⅴ級(jí)品。

粘土礦礦石化學(xué)成分：Al2O337.63—46.02%、Fe2O30.6—3.22%、TiO21.47—2.07%、Ioss11.93—14.64%、耐火度17000—17800。礦石品級(jí)以Ⅱ品為主，少量特級(jí)品和Ⅲ級(jí)品。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)以豆鮞狀結(jié)構(gòu)、碎屑狀結(jié)構(gòu)、顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，次有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)泥狀結(jié)構(gòu)、凝聚結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主，次有薄層狀構(gòu)造、定向半定向構(gòu)造。

3.2.3 礦石類型

礦石自然類型：根椐礦石中礦物成分可以劃分為一水硬鋁石型礦石、水云母—一水硬鋁石型礦石、綠泥石—一水硬鋁石型礦石、赤鐵礦、褐鐵礦—一水硬鋁石型礦等四種類。

礦石工業(yè)類型：屬低鐵低硫型鋁土礦石。

4 成礦規(guī)律及找礦方向

4.1 成礦規(guī)律

4.1.1 鋁土礦物質(zhì)來(lái)源

通過(guò)對(duì)鋁土礦的空間分布，含鋁巖系和基底中化學(xué)成分，主要氧化物含量，副礦物特征，微量元素及硫同位素組成等大量資料的分析論證，并通過(guò)鋁量平衡計(jì)算，認(rèn)為鋁土礦成礦物質(zhì)主要來(lái)源于基底碳酸鹽巖。

4.1.2 鋁土礦成礦的主要控制因素

鋁土礦的形成有其特定地質(zhì)環(huán)境和條件，它的形成受如下因素控制。

①長(zhǎng)期的沉積間斷和有利沉積基底

本區(qū)從中奧陶世未期陸地上升，直到晚石炭世地殼下降又接受沉積，其間大約經(jīng)歷了1.5億年的沉積間斷,使古島上鋁硅酸鹽巖石和中奧陶世碳酸鹽巖石長(zhǎng)期經(jīng)風(fēng)化剝蝕,分別產(chǎn)生了紅土化和鈣紅土化，為鋁土礦的成礦準(zhǔn)備了豐富的物質(zhì)來(lái)源。由于長(zhǎng)期風(fēng)化剝蝕在巖溶化的基底上隨著準(zhǔn)平原化的進(jìn)行，使嵩山古島北側(cè)龍鞏盆地靠近陸地一側(cè)邊緣構(gòu)成東西向延伸而向北緩傾斜的基底上，形成許多規(guī)模大小不一的巖溶漏斗和溶蝕坑，為鋁土成沉積準(zhǔn)備了有利場(chǎng)所。

②古地理位置及古構(gòu)造環(huán)境對(duì)成礦的控制

鋁土礦的分布嚴(yán)格受古陸和古島邊緣控制。夾溝鋁土礦位于嵩山古島北緣，礦區(qū)所處古地理位置十分有利接受古島排泄而來(lái)的大量硅鋁質(zhì)物質(zhì)。礦帶分布與古構(gòu)造線方向一致，呈東西向展布，即在嵩山復(fù)背斜北翼向北緩傾斜的龍鞏盆地邊緣的斜坡上，是成礦有利地帶。

③適宜的古氣候是成礦的前提條件

本區(qū)在早奧陶世至石炭紀(jì)早期，古氣候是屬于熱帶亞熱帶的溫暖潮濕氣候，對(duì)基巖的風(fēng)化，紅土的形成，硅鋁的游離演化起了重要的促進(jìn)作用。在這種氣候條件下所繁生的地表植被提供了大量有機(jī)酸，使風(fēng)化作用強(qiáng)度增大，同時(shí)增強(qiáng)了雨水和巖石間的物理化學(xué)風(fēng)化作用 。適宜的氣候能使微生物繁衍，在水溶液中能促使鐵和鋁富集。

④瀉湖邊緣是鋁土礦成礦的有利條件

鋁土礦多集中分布于瀉湖環(huán)境的湖緣區(qū)，這是因?yàn)楹Ｋ虻乇磙熈鲾y帶的成礦物質(zhì)向沉積盆地匯集，在濱湖—淺湖區(qū)次級(jí)凹陷部位即停積下。因?yàn)榇藚^(qū)處于氧化—弱還原環(huán)境，介質(zhì)條件有利于鋁鐵質(zhì)物質(zhì)的富集成礦。

根據(jù)上述分析，認(rèn)為本區(qū)礦床類型屬于沉積型鋁土礦床，亞類為產(chǎn)于碳酸鹽巖侵蝕面上的一水硬鋁石鋁土礦礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

4.2.1 層位標(biāo)志：鋁土礦賦存于奧陶系灰?guī)r侵蝕面之上的本溪組含鋁巖系內(nèi)，嚴(yán)格受層位控制。

4.2.2 地層組合標(biāo)志：石炭上統(tǒng)本溪組為含鋁巖系鐵鋁建造，太原組為砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、煤、生物灰?guī)r地層組合，是尋找鋁土礦的地層組合標(biāo)志。

4.2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造標(biāo)志：優(yōu)質(zhì)鋁土礦一般呈粗糙狀位于鋁土礦層的中部，表面具有粗糙感，吸水性強(qiáng)，粘舌。其上下為豆鮞狀或碎屑狀結(jié)構(gòu)的礦石。

4.2.4 地形地貌標(biāo)志：由中-低山區(qū)向山前平原過(guò)渡的丘陵區(qū)，是尋找鋁土礦有利的地貌標(biāo)志。

4.3 找礦方向

4.3.1 鐵爐溝礦區(qū)鋁土礦Ⅰ號(hào)礦體沿走向和傾向邊界都沒(méi)有控制，可繼續(xù)安排工作擴(kuò)大已知礦體規(guī)模，特別是在礦區(qū)西南部，大部分有利地段沒(méi)有工程控制,是找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

4.3.2 礦區(qū)鋁土礦品位呈波浪狀分布，00、07線品位較好，04、03、11線相對(duì)較差，因此推測(cè)15、23線將會(huì)獲得較高質(zhì)量鋁土礦。

［1］王秀全，常成.河南省鋁土礦的控礦因素探討[J].2009.

［2］張永錢，等.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì),河南省陜縣鐵爐溝鋁土礦接替資源勘查：普查報(bào)告[S].2010.