汝州鋁土礦礦床地質(zhì)特征

摘 要：鋁土礦是金屬鋁的主要工業(yè)原料，鋁土礦的市場(chǎng)需求取決于金屬鋁的市場(chǎng)消費(fèi)狀況。金屬鋁是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，它廣泛應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，鋁是人類消耗量最大的有色金屬材料。其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：建筑業(yè)占32.08%，電力占17.8%，包裝業(yè)占12.17%，耐用品占11.88%，機(jī)械占11.29%，交通占7.29%，其他占8.21%。

關(guān)鍵詞：鋁土礦 礦床 地質(zhì)特征 找礦標(biāo)志

中圖分類號(hào)：TD167 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）08（a）-0141-02

鋁土礦是金屬鋁的主要工業(yè)原料，鋁土礦的市場(chǎng)需求取決于金屬鋁的市場(chǎng)消費(fèi)狀況。鋁礦產(chǎn)是與工業(yè)發(fā)展比較密切的有色金屬之一，它被廣泛用于建筑工業(yè)、輕工、機(jī)械制造、電氣、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，鋁礦產(chǎn)是人類消耗量最大的有色金屬材料。其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為：建筑業(yè)占32.08%，電力占17.8%，包裝業(yè)占12.17%，耐用品占11.88%，機(jī)械占11.29%，交通占7.29%，其他占8.21%。

40多年來(lái)，世界上鋁的消費(fèi)持續(xù)增長(zhǎng)，年平均增長(zhǎng)速度為5%，產(chǎn)量及用途僅次于鐵。最近美國(guó)研究發(fā)現(xiàn)煉鐵加鋁節(jié)省燃料，可減少焦炭25%的費(fèi)用，并可消除鋼中硅等雜質(zhì)，提高鋼的質(zhì)量，這一新技術(shù)推廣不僅擴(kuò)大了鋁的用途，必將大大增加對(duì)鋁的需求。

1 汝州區(qū)域地質(zhì)概況

汝州區(qū)域位于華北地臺(tái)南部，北部為劉店—寄料斷褶區(qū)。以汝陽(yáng)寨子溝—汝州螞蟻嶺的逆沖推覆構(gòu)造前鋒帶的弧狀斷裂為界，跨越兩個(gè)構(gòu)造小區(qū)，南部屬峴山?jīng)_褶區(qū)。

1.1 地層

該區(qū)域出露地層有太古界太華群，中元古界熊耳群、汝陽(yáng)群，上元古界洛峪群，震旦系和古生界寒武系、石炭系、二疊系，新生界下第三系、第四系。區(qū)域?qū)偃A北地臺(tái)南緣的華北地層分區(qū)中的澠池—確山地層小區(qū)。

1.2 變質(zhì)巖

該區(qū)域變質(zhì)巖出露局限，露頭較少，基本都位于區(qū)域南部。區(qū)域內(nèi)變質(zhì)巖依據(jù)巖性、變形持征、變質(zhì)程度劃分為四個(gè)巖組，即，雪花溝巖組、蕩澤河巖組、水底溝巖組、耐莊巖組。四個(gè)巖組都為斷層所限而孤立存在，互不相關(guān)。變質(zhì)作用類型發(fā)育不均勻，以區(qū)域變質(zhì)作用為主，動(dòng)力變質(zhì)作用弱，且分布局限性很大。

區(qū)域內(nèi)分布變質(zhì)巖類型較多，主要有大理巖類、片麻巖類、角閃質(zhì)巖類、長(zhǎng)英質(zhì)粒巖類、片巖類及鈣硅酸巖類。

1.3 火山巖

該區(qū)域火山巖以噴出巖為主，主要為安山巖類和英安巖類，其巖性組合及分布前已敘及，此處不再贅述。

該區(qū)域侵入巖有兩種：一為師家溝輝綠巖脈；二為王家村安山玢巖脈，二者均為熊耳群火山活動(dòng)有成因關(guān)系。它們與圍巖呈明顯侵入接觸或斷層接觸關(guān)系。

1.4 構(gòu)造

該區(qū)域位于華北地臺(tái)南部，屬外方山系。自太古代以來(lái)，受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用的影響，變質(zhì)作用、火山噴發(fā)、巖漿侵入，斷陷和逆沖推覆作用均有發(fā)生。依據(jù)構(gòu)造的性質(zhì)及樣式，可將區(qū)域劃分為兩個(gè)構(gòu)造小區(qū)；峴山?jīng)_褶區(qū)和劉店—寄料斷褶區(qū)，兩者的分界是汝州螞蟻嶺的逆沖推覆構(gòu)造前鋒的弧狀斷裂—汝陽(yáng)寨子溝。

區(qū)域南部只要為峴山?jīng)_褶區(qū)，為寨子溝—螞蟻嶺逆沖推覆構(gòu)造推覆體的前鋒帶，它的邊界為一產(chǎn)狀平緩的弧狀斷裂，該斷裂為三門峽—宜陽(yáng)—魯山大斷裂的一段，區(qū)內(nèi)延伸呈北西—面東向，向兩端出圖。該斷裂規(guī)模大，影像標(biāo)志明顯，為區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造。

劉店—寄料斷褶區(qū)占區(qū)域的大部，即包括向北開口的間店盆地及其外圍地區(qū)，該區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，集中分布于劉店的南側(cè)及北部，盆地內(nèi)部斷層不太發(fā)育，區(qū)內(nèi)褶皺只與大構(gòu)造相伴。

1.5 礦產(chǎn)

該區(qū)域主要有鋁土礦、粘土礦、鐵、煤、石灰石、白云巖、石英巖等礦產(chǎn)。

2 鋁土礦礦床成因地質(zhì)特征

汝州的鋁土礦生成于石炭紀(jì)晚石炭世華北海南緣的秦嶺古高地與嵩箕古島之間的寶臨海灣之中。

在寒武紀(jì)的末期，由于華北陸臺(tái)南部受冶里運(yùn)動(dòng)的影響，嵩箕地區(qū)首先抬升為陸，缺失奧陶系，上統(tǒng)寒武也受到了一定地剝蝕，為上石炭系的鋁土礦沉積提供了必要的物質(zhì)來(lái)源。鋁土礦的形成受侵蝕面嚴(yán)格控制。

自晚石炭世初，地殼平緩下降，海水從北東方向侵入該區(qū)，溶解了古侵蝕面上的鋁、硅、鐵質(zhì)，由于水溶液中pH值的改變，在古島邊緣海灣，即該礦區(qū)的盆地、淺洼地中開始了沉積，首先沉積了以鐵質(zhì)為主的粘土巖，在成巖過(guò)程中，在還原條件下，形成了黃鐵礦、菱鐵礦、鮞綠泥石、高嶺石等，接著沉積了薄層鐵鋁質(zhì)頁(yè)巖，以后沉積了鋁土礦，再向上沉積物中硅質(zhì)含量增多，沉積了鋁質(zhì)粘土巖，含鋁巖系沉積以后，地殼升降頻繁，海陸不斷變遷，生成了煤層及灰?guī)r。

該區(qū)鋁土礦之下常有鐵礦層、鐵質(zhì)粘土，局部可見煤線；上部硬質(zhì)粘土巖石中產(chǎn)大量植物化石；有機(jī)質(zhì)質(zhì)含量高，顏色多呈灰褐—深灰色；粘土礦物以酸性的高嶺石為主。這些特征充分證明當(dāng)時(shí)氣候溫暖潮濕，植物茂盛，對(duì)鋁質(zhì)的分解和搬運(yùn)、沉積，陸源巖石的化學(xué)作用，起著非常重要的作用。

區(qū)域內(nèi)鋁土礦以碎屑結(jié)構(gòu)為主，其形態(tài)不規(guī)則，有角礫狀、長(zhǎng)條狀、半渾園狀等。碎屑除具泥狀—微粒結(jié)構(gòu)外，本身還可具碎屑結(jié)構(gòu)，為同生碎屑。其碎屑粒徑懸殊，分選性差，反映早期古巖溶、洼地鋁土礦形成之后，未真正固結(jié)之前，海水動(dòng)蕩，沉積環(huán)境改變，可能含有短期的剝蝕后又沉積；另一方面說(shuō)明該區(qū)鋁土礦沉積過(guò)程，其環(huán)境是較長(zhǎng)時(shí)間在海水波浪的影響范圍之內(nèi)。

鋁土礦最有利的沉積環(huán)境是半局限的湖盆或平原周圍的局限，使成礦物質(zhì)得以富集成礦，同時(shí)平靜的水體環(huán)境促使氧化鋁膠體得以充分的凝聚沉淀。

鋁土礦沉積在古風(fēng)化面上，沉積湖盆的古地形對(duì)鋁土礦的規(guī)模、厚度、品位起著重要的作用。巖溶地形發(fā)育地區(qū)的巖溶洼地、古地形表面低洼地區(qū)，鋁土礦體的厚度較大、品位較高，但規(guī)模較小，如Ⅲ號(hào)礦體。古地形較平坦的地區(qū)鋁土礦質(zhì)量較差。礦體變薄負(fù)地形比正地形更有利于鋁土礦的沉積。綜之，鋁土礦形成的古地形條件是古高地是鋁土礦沉積的物質(zhì)來(lái)源，古高地與古洼地相伴而生，而古洼地是鋁土礦沉積的場(chǎng)所。

鋁土礦的后期形成，是鋁土礦富礦體的形成不可忽視的重要因素，當(dāng)形成的鋁土礦體抬升至氧化帶，尤其是受到后期構(gòu)造的作用而破碎，使鋁土礦體經(jīng)過(guò)去硅、去硫的過(guò)程，鋁土礦二次富集，形成高質(zhì)量的鋁土礦礦石。

3 找礦標(biāo)志

鋁土礦分布于上石炭統(tǒng)本溪組（C2b）含鋁巖系地層中，該層位是平行不整合于寒武系上統(tǒng)崮山組（∈3g）白云質(zhì)灰?guī)r的風(fēng)化侵蝕面上，其上為上石炭系統(tǒng)太原組（C2t）的粘土巖夾生物碎屑灰?guī)r、薄煤層及二疊系煤系地層。因而寒武系上統(tǒng)崮山組風(fēng)化殼分布地區(qū)，其上有煤系地層分布就是該區(qū)尋找鋁土礦的有利地段，本溪組是鋁土礦含礦層位。

由于鋁質(zhì)粘土巖、鋁土礦、鐵質(zhì)粘土巖，山西式鐵礦經(jīng)常共生。故只要有山西式鐵礦分布的地段，就有可能找到鋁土礦。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述總結(jié)研究，通過(guò)對(duì)平頂山汝州地區(qū)鋁土礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景、礦體賦存特征的綜合研究對(duì)比，得出的汝州鋁土礦礦床成因地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志的總結(jié)。這對(duì)平頂山汝州地區(qū)鋁土礦的找礦勘查和發(fā)現(xiàn)新的礦床具有非常重要的指導(dǎo)意義。

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