河南汝州安溝鋁土礦地質(zhì)特征探討

劉美華　閆丹　楊世權(quán)

摘 要：汝州安溝鋁土礦位于嵩箕古島與秦嶺古高地之間，其形成時(shí)有充足的成礦物質(zhì)來(lái)源、發(fā)育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉積條件。成礦單元屬嵩箕鋁土礦成礦區(qū)，黃道一夏店鋁土礦帶。礦區(qū)出露自老而新依次為，寒武系、石炭系、二疊系及第四系；區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，對(duì)含礦層無(wú)影響；區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖分布。本區(qū)的成礦物質(zhì)主要來(lái)源于晚寒武統(tǒng)灰?guī)r。礦體賦存于上石炭統(tǒng)本溪組的中上部，具明顯的層控特點(diǎn)。鋁土礦產(chǎn)于晚寒武系灰?guī)r侵蝕面上，為沉積型鋁土礦床。

關(guān)鍵詞：沉積；鋁土礦；安溝

1 概況

本區(qū)大地構(gòu)造處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)華熊臺(tái)緣坳陷之秦嶺一嵩山東西構(gòu)造體系和秦嶺一大別山北西向構(gòu)造體系的交合部位，嵩淮弧形構(gòu)造的西端，箕山斷背斜南翼。成礦單元屬于嵩箕鋁土礦成礦區(qū)，黃道一夏店鋁土礦帶。本區(qū)沉積地層發(fā)育，煤、鋁等資源豐富，是鋁土礦重要遠(yuǎn)景區(qū)。河南汝州安溝鋁土礦礦區(qū)位于嵩箕古島與秦嶺古高地之間，形成時(shí)有充足的成礦物質(zhì)來(lái)源，發(fā)育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉積條件。地表已發(fā)現(xiàn)厚大的富鋁土礦礦體露頭，充分證明本區(qū)具有較好的鋁土礦成礦地質(zhì)條件。

1958年9月～12月，來(lái)自北京地質(zhì)學(xué)院、中南地質(zhì)學(xué)院、長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院的24人組成的支援臨鋼生產(chǎn)小隊(duì)在檢查鋼鐵資源的同時(shí)，對(duì)該區(qū)進(jìn)行了檢查評(píng)價(jià)。此后至今，中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司河南地礦研究所、河南有色地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)等，在此開(kāi)展過(guò)地質(zhì)勘查工作，對(duì)該區(qū)的地層、構(gòu)造、巖漿巖、區(qū)域成礦特征、資源儲(chǔ)量等進(jìn)行了研究，為本區(qū)鋁土礦體的圈定提供了可靠的基礎(chǔ)資料。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露及工程揭露地層自老而新依次為，寒武系（∈）、石炭系（C）、二疊系（P）及新生界蓋層堆積。

寒武系（∈），分布于礦區(qū)北部邊緣，形成和地層走向相一致的近東西向的中高山。為一套海相碳酸鹽巖建造。區(qū)內(nèi)僅分布寒武系上統(tǒng)崮山組（∈3g）地層。

石炭系（C），礦區(qū)內(nèi)斷續(xù)零星出露，下統(tǒng)缺失，上統(tǒng)本溪組平行不整合于寒武系崮山組之上。區(qū)內(nèi)主要出露本溪組（C2b）和太原組（C2t）。（1）本溪組（C2b）：為區(qū)內(nèi)的鋁土礦含礦層位，主要巖性為鋁質(zhì)粘土巖、鋁土礦、鐵質(zhì)粘土巖。傾向225°，傾角20°左右，分為C2b1、C2b2、C2b3三個(gè)巖性段。其中，中部為鋁土礦層，為深灰色鮞狀、致密狀、砂狀鋁土礦和雜色鋁質(zhì)粘土巖組成，勘察工作己控制地段，東部存在鋁土礦層，西部主要為鋁質(zhì)粘土巖層；上部為鋁質(zhì)粘土巖層。（2）太原組（C2t）：為一套海陸交替相的含煤地層。由碳酸巖、碎屑巖及薄煤層組成。傾向195～245°，傾角24～50°。巖性組合劃分為下段（C2t1）燧石灰?guī)r段、中段（C2t2）砂泥巖段、上段（C2t3）灰?guī)r段三個(gè)巖性段。

二疊系（P），上部為不含煤的較粗碎屑巖（頂部夾有碳酸鹽巖），中部為煤系地層，包括八個(gè)煤組賦存著33層煤，其中二1煤層為可采煤層。各煤組間均以特征較明顯、標(biāo)志較清晰的砂巖層為界。富產(chǎn)植物化石和少量動(dòng)物化石。上與三疊系底部金斗山砂巖整合接觸，下和石炭系連續(xù)沉積?？偤窦s900m。本區(qū)出露的二疊系地層主要有二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）。

第四系（Q），區(qū)內(nèi)堆積比較發(fā)育，大面積分布于礦區(qū)的南部。多為殘坡積及洪沖積。

2.2 構(gòu)造

區(qū)域地層表現(xiàn)出單斜構(gòu)造，地層產(chǎn)狀有一定的變化，產(chǎn)狀為：175°～230°∠19°～45°。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)為斷層，其中妙水寺--水溝正斷層從區(qū)域的南部通過(guò)，走向100°～120°，南西傾，傾角60°左右。

礦區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，僅在礦區(qū)北部寒武系地層中有較小的斷層發(fā)育，一般長(zhǎng)數(shù)十米，其它部位未見(jiàn)斷層，對(duì)含礦層無(wú)影響。區(qū)內(nèi)地層呈單斜產(chǎn)出，未見(jiàn)褶曲。

2.3 巖漿巖

根據(jù)地表及工程揭露，礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖分布。

3 礦體（層）地質(zhì)

鋁土礦礦體賦存于上石炭統(tǒng)本溪組的中上部，具明顯的層控特點(diǎn)。本區(qū)本溪組主要為一套鐵鋁質(zhì)沉積建造，厚度由0.90m～19.58m不等，平均厚度8.43m。

本溪組主要巖性分為五層：（1）（C2b1）下部鐵質(zhì)粘土巖；（2）（C2b1）上部雜色粘土巖；（3）（C2b2）下部淺灰色鋁土巖或粘土巖；（4）（C2b2）上部灰色、深灰色厚層狀，為鋁土礦的主要礦層（G層）；（5）（C2b3）灰一深灰色鋁質(zhì)粘土巖，頂部常有炭質(zhì)頁(yè)巖夾薄煤層。綜上，本溪組的中上部分布鋁土礦，礦層上下均為鋁質(zhì)粘土巖。

4 礦體（層）特征

礦區(qū)詳查共圈出1個(gè)礦體，位于本區(qū)東南部，由17個(gè)淺坑和26個(gè)鉆孔工程控制，平面形態(tài)呈不規(guī)則的啞鈴狀，兩端較寬，中間較窄：00至24線間寬約406m，24至36線間寬約122m，36至56線間寬約386m。礦體傾向南西，傾角平緩，在10°～35°之間，一般在25°左右，沿北西—南東向在山腳出露。礦體分布于00線至56線以東，沿走向長(zhǎng)約1458m，賦存標(biāo)高+306.54～+161.18m，礦體埋深0～117m，厚度0.62～17.55m，平均厚度4.42m，厚度變化較大，變化系數(shù)為92%，其中最大厚度17.55m出現(xiàn)在04線以東約7m的ZK0402處，32線東約29m的CK3201處礦體厚度次之，為8.58m，最小厚度0.62 m出現(xiàn)在32線東約8m的ZK3204處。礦石品位：Al2O342.67～74.05%，平均62.07%，其中最高品位出現(xiàn)在16線東約10m的CK4801處，最低品位出現(xiàn)在48線西約7.5m的ZK2008處；SiO24.88～24.20%，平均12.95%；Fe2O31.41～15.36%，平均4.66%；A/S1.88～15.17，平均4.8。有三個(gè)塊段Al2O3含量大于55%，一個(gè)塊段Al2O3含量為53.67%，接近55%，但是A/S均未達(dá)到3.8，分別為3.7、3.1、2.7、3.6，比較接近3.8，將其作為低品位礦處理。

5 形成機(jī)制

鋁土礦的成礦過(guò)程可簡(jiǎn)化為：喀斯特化一原巖，以寒武系灰?guī)r為主，破壞、分解，K、Na、Ca、Mg等元素溶解遷出一脫硅-Al、Fe、Ti殘留在原地富集成鋁土礦。

自然界中40%以上的含鋁礦物是鋁硅酸鹽，分布最廣的是長(zhǎng)石和云母，它們?cè)诘乇碓馐芊纸猱a(chǎn)生的礦物順序簡(jiǎn)化如下：

長(zhǎng)石、云母一水云母一高嶺石一鋁土礦物、蛋白石

因而鋁土礦物是鋁硅酸鹽風(fēng)化的必然產(chǎn)物。缺乏深刻的分解，氧化鋁就喪失游離條件，也就失去了成礦依據(jù)。

從化學(xué)反應(yīng)序列可以看出，如果受風(fēng)化原巖中含的是粘土礦物，這種風(fēng)化作用就要容易得多。

6 結(jié)束語(yǔ)

本區(qū)成礦單元屬嵩箕鋁土礦成礦區(qū)，黃道一夏店鋁土礦帶，該區(qū)沉積地層發(fā)育，煤、鋁資源豐富，是重要鋁土礦遠(yuǎn)景區(qū)。安溝鋁土礦區(qū)位于嵩箕古島與秦嶺古高地之間，其形成時(shí)有充足的成礦物質(zhì)來(lái)源，發(fā)育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉積條件。晚寒武統(tǒng)灰?guī)r是本區(qū)成礦的主要物質(zhì)來(lái)源。鋁土礦礦體賦存于上石炭統(tǒng)本溪組的中上部，具明顯的層控特點(diǎn)。綜合礦區(qū)整體地質(zhì)特征，本區(qū)為沉積型鋁土礦礦床，鋁土礦產(chǎn)于晚寒武系灰?guī)r侵蝕面上。

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作者簡(jiǎn)介：劉美華（1982-），女，河南鄢陵縣人，工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、綜合研究及技術(shù)管理工作。