廣西龍州縣科甲礦區(qū)鋁土礦地質(zhì)特征及資源潛力

曹 政，王永生，鐘 豫

（江西省地礦資源勘查開發(fā)中心，江西 南昌 330030）

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

區(qū)域地層從老至新主要出露有：寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、第四系等。其中上二疊統(tǒng)合山組平行不整合覆蓋于中二疊統(tǒng)茅口組之上、石炭系都安組不整合覆蓋于泥盆系融縣組之上，不整合面間局部覆蓋有古風(fēng)化殼，對(duì)沉積型鋁土礦的形成起到關(guān)鍵作用。第四系主要為堆積型鋁土礦的含礦層，沿河流、谷地、山坡及巖溶洼地等趨勢(shì)分布，按成因類型可分為河流沖積、洪積、殘坡積及洞穴堆積和巖溶塌陷堆積等。

（1）巖溶堆積層：為粘土、鋁土礦塊、鐵鋁質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、泥巖等碎塊混雜堆積于巖溶洼地、坡地上的松散堆積物，呈土紅色、土黃色、褐灰色，無(wú)分選性，厚0～大于15.10m，與基底碳酸鹽巖呈角度不整合接觸。

（2）坡積層：主要分布于低山、緩丘陵、斜坡地帶，為亞粘土、碎石、泥巖碎塊及鋁土礦塊等混雜堆積物。

（3）殘積層：分布于低山及緩坡地段，為泥巖、鐵鋁質(zhì)巖、鋁土礦等在原地風(fēng)化殘留或近地堆積而成，不具層理，底部與母巖呈漸變過(guò)渡關(guān)系。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于上布背斜東翼，上布背斜軸向北北西，長(zhǎng)約45km。核部為上寒武統(tǒng)砂頁(yè)巖夾泥巖，巖層傾向北東，傾角35°～50°；東翼由泥盆系至二疊系砂頁(yè)巖、碳酸鹽巖組成，與下伏上寒武統(tǒng)呈角度不整合接觸，巖層傾向北東東，傾角10°～40°；西翼被一斷裂縱切，泥盆系至二疊系砂頁(yè)巖、碳酸鹽巖末見出露。巖石特別是泥頁(yè)巖中發(fā)育有小褶曲，巖石破碎，常充填硅質(zhì)脈，硅質(zhì)脈中見有少量浸染狀、粉末狀黃鐵礦。礦區(qū)內(nèi)有多條以西北走向?yàn)橹鞯臄嗔褬?gòu)造發(fā)育規(guī)模較大的斷層，與東西走向的斷層交互切割整個(gè)礦區(qū)面積，其中的逆斷層已發(fā)育且規(guī)模較大，寬度約幾米到數(shù)十米，長(zhǎng)約10km向遠(yuǎn)處延伸，貫穿工作區(qū)域。在灰?guī)r中的斷裂構(gòu)造（如F3、F4、F5、F6等）以含構(gòu)造角礫、方解石蝕變?yōu)橹饕卣鳎堑[成分主要為灰?guī)r（主要為方解石）碎塊，大多為鐵質(zhì)、鈣質(zhì)所膠結(jié)，呈明顯的肉紅色或紅褐色，在構(gòu)造帶中常可見到方解石脈，重結(jié)晶的方解石晶粒粗大。在砂泥巖中的斷裂構(gòu)造（如F7、F8等）則以含構(gòu)造角礫、硅化蝕變?yōu)橹饕卣鳎３涮罟栀|(zhì)脈，見有少量浸染狀、粉末狀黃鐵礦。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)北部、中北部出露的泥盆系唐家灣組（D2t）、融縣組（D3r），均見有基性火山巖類玄武巖及凝灰?guī)r分布，其巖層地質(zhì)風(fēng)化殘留于泥盆系唐家灣組（D2t）、融縣組（D3r）灰?guī)r基底之上以及第四系紅土化的粘土層中?；曰鹕綆r主要由斜長(zhǎng)石、方解石、綠泥石、普通輝石、透閃石及玻璃質(zhì)等礦物組成，巖層風(fēng)蝕明顯，構(gòu)造呈變余間粒結(jié)構(gòu)、變余玻晶交織結(jié)構(gòu)、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)等，構(gòu)造略定向，巖層厚度不均，產(chǎn)狀不穩(wěn)定。在布岜東北面1至2號(hào)礦體之間零星可見新鮮的凝灰?guī)r露頭。該區(qū)巖漿巖與鋁土礦的成因關(guān)系有待進(jìn)一步查證。其中，玄武巖和凝灰?guī)r經(jīng)過(guò)地質(zhì)風(fēng)化過(guò)程沉淀之后，為沉積型鋁土礦和鐵鋁巖的形成提供了大量的鐵，鋁礦源質(zhì)。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦床成因

礦床成因方面，在區(qū)域上，龍州-扶綏一帶二疊系上統(tǒng)合山組（P3h）底部與茅口組（P2m）平行不整合面大面積夾有一層厚度約為數(shù)米的沉積型鋁土礦礦層或鐵鋁巖層，是堆積型鋁土礦的主要礦源層。而本礦床及鄰近本礦床的金龍礦床下石炭統(tǒng)都安組與泥盆系融縣組間不整合面夾一層厚度一至數(shù)米的沉積型鋁土礦或鐵鋁巖，在礦床東南部、西南部及礦區(qū)北側(cè)的金龍一帶都有分布，為本礦床堆積型鋁土礦的主要礦源層，與區(qū)域上相區(qū)別。

2.2 空間分布與規(guī)模

科甲堆積型鋁土礦床經(jīng)詳查工程揭露控制的堆積型鋁土礦礦體共39個(gè)，礦體主要分布于詳查區(qū)的南部布岜—營(yíng)村以東約6km，南北約3.5km范圍內(nèi)。單工程見礦厚度0.50m～17.40m，一般為2m～8m，平均4.51m。礦體平均厚度0.5m～15.50m，一般為3m～6m。礦體賦存標(biāo)高為302m～456m，礦體最大埋深為10.70m。礦體總面積為3.419km2。沿上布背斜東翼呈北東向分布，賦存于第四系巖溶堆積粘土層中。主要受礦源層、巖性、構(gòu)造、巖溶發(fā)育階段、氣候、地形等因素控制。平面上成群、成帶狀分布，礦體分布較集中，礦體間被峰叢或基巖分布區(qū)所分割。

2.3 礦體形態(tài)及產(chǎn)狀

礦體形態(tài)與產(chǎn)狀總是與地貌形態(tài)近乎一致，礦體邊界處都成港灣狀分布，平面多呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，短軸狀，條帶狀等。礦體剖面多為似層狀，透鏡狀等呈現(xiàn)形態(tài)。礦體產(chǎn)狀多平緩且穩(wěn)定，部分礦體表面出現(xiàn)石芽，并且基巖出露，致使礦體產(chǎn)狀分支復(fù)雜化，形態(tài)不規(guī)則，隨著基底灰?guī)r的起伏變化，礦體底面隨之變化。

表1 科甲詳查區(qū)鋁土礦組合樣品光譜半定量分析結(jié)果表(%)

表2 新設(shè)探礦權(quán)范圍內(nèi)鋁土礦凈礦石資源量估算匯總表

3 礦石構(gòu)造及特征

3.1 礦石形態(tài)結(jié)構(gòu)

礦區(qū)內(nèi)礦石形態(tài)多以棱角和次棱角狀為主，少數(shù)為次滾圓狀，礦石粒度較小，結(jié)構(gòu)多為豆—鮞粒結(jié)構(gòu)等。礦石塊徑一般為5cm～30cm，大者可達(dá)80cm，礦體總體含礦率較高，分布為南部高北部低。礦石構(gòu)造多以塊狀構(gòu)造為主，礦石中粒屑以無(wú)定向性排列方式均勻分布，部分的礦石粒屑排列成條帶狀或微層狀構(gòu)造。另外一部分的礦石因風(fēng)化程度過(guò)高，礦石內(nèi)原有的硫化礦物被侵蝕形成多孔狀或蜂窩狀構(gòu)造。

3.2 礦物組成

礦體主要由鋁土礦石和粘土組成，其中含極少量塊狀褐鐵礦，褐鐵礦粒度為2cm~5cm。其中，含泥鋁土礦石是指由凈礦石及含有少量的鋁土質(zhì)泥巖，灰?guī)r，硅質(zhì)巖等碎塊的粘土，混雜堆積而成的礦石。鋁土礦石是指鋁土礦塊（＞1 mm粒級(jí)），其鋁質(zhì)含量一般占30%～50%左右，粘土（＜1mm粒級(jí)）一般占50%～70%。

3.3 礦石化學(xué)成份

礦石的主要化學(xué)成分為三氧化二鋁，是鋁的穩(wěn)定氧化物，硬度極高，三氧化二鋁晶體呈白色固體，化學(xué)組成為A1203礦石次要化學(xué)組分為TiO2，微量化學(xué)組分有MgO、K2O、MnO、Ga、TR2O3等。

A1203是礦石的主要成分，據(jù)光學(xué)顯微鏡的鑒定觀測(cè)以及X射線衍射分析后發(fā)現(xiàn)，A1203主要賦存于一水硬鋁石中，其次于一水軟鋁石、三水鋁石、高嶺石、葉蠟石中的含量較高，極少量存在于綠泥石中。在鐵礦物的成分中，也有部分的三氧化二鋁以類質(zhì)同象混入物形式存在。

4 資源潛力

4.1 資源儲(chǔ)量估算方法選擇依據(jù)

（1）堆積鋁土礦床獨(dú)特的地質(zhì)特征。堆積鋁土礦賦存于巖溶洼地、谷地的第四系堆積紅土層中，礦體平面形態(tài)受洼地形態(tài)的控制，平面形態(tài)復(fù)雜，多呈長(zhǎng)條帶狀、港灣狀、等；剖面上呈層狀、似層狀、透鏡狀；礦體產(chǎn)狀平緩，多為緩傾斜，傾角多在0o～20o；礦層穩(wěn)定，平面上較少出現(xiàn)天窗，連續(xù)性較好。礦體品位變化均勻，且礦體品位與厚度間無(wú)相關(guān)關(guān)系[2]。

（2）主要礦體“控制的”工程網(wǎng)度為 100×100m；其余礦體工程間距大致為200×200m。工程布置一般采用正方形網(wǎng)布置，對(duì)形態(tài)復(fù)雜且規(guī)模小的礦體，采用大體等值的菱形網(wǎng)布置。工程在礦體內(nèi)分布較均勻。

（3）估算方法的特點(diǎn)。水平投影地質(zhì)塊段法可按不同網(wǎng)度、不同質(zhì)量的礦石劃分不同的地質(zhì)塊段，分別進(jìn)行資源量的估算，可直接滿足礦山設(shè)計(jì)的要求。該方法計(jì)算簡(jiǎn)單，易于理解及估算操作，計(jì)算的結(jié)果可靠。

4.2 資源儲(chǔ)量規(guī)模

新設(shè)探礦權(quán)及各類保護(hù)區(qū)壓覆范圍的鋁土礦凈礦石總資源量1630.54萬(wàn)噸，其中新設(shè)探礦權(quán)范圍的鋁土礦凈礦石資源量583.95萬(wàn)噸。新設(shè)探礦權(quán)及各類保護(hù)區(qū)壓覆范圍的由村莊壓覆的鋁土礦凈礦石總資源量13.73萬(wàn)噸，其中新設(shè)探礦權(quán)范圍由村莊壓覆的鋁土礦凈礦石資源量7.85萬(wàn)噸。新設(shè)探礦權(quán)及各類保護(hù)區(qū)壓覆范圍的低品位鋁土礦凈礦石總資源量60.76萬(wàn)噸。

4.3 礦床開發(fā)經(jīng)濟(jì)意義

當(dāng)下，我國(guó)有色金屬工業(yè)開發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目中，氧化鋁的礦山開采建設(shè)是當(dāng)前國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品和技術(shù)。同時(shí)，國(guó)家倡導(dǎo)西部礦產(chǎn)資源開發(fā)，廣西省作為實(shí)施西部大開發(fā)的12省區(qū)之一，龍州縣科甲鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁項(xiàng)目符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策支持。在優(yōu)越的資源優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)需求背景下，大力發(fā)展龍州縣鋁工業(yè)基地生產(chǎn)，落實(shí)廣西壯族自治區(qū)“十三五”規(guī)劃綱要提出的奮斗目標(biāo)及任務(wù)，利用龍州縣鋁土礦資源，促進(jìn)資源向經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)化發(fā)展，有利于龍州縣鋁工業(yè)生產(chǎn)的健康發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益提升。

5 結(jié)論

綜上所述，龍州縣巖溶堆積型鋁土礦資源豐富，礦石質(zhì)量較好，主要分布于龍州的金龍礦區(qū)、科甲礦區(qū)、武德礦區(qū)等，總資源儲(chǔ)量超過(guò)1億噸，資源儲(chǔ)量大。礦體埋藏淺或直接裸露地表，可全部露采。同時(shí)，礦床水文地質(zhì)、工程地質(zhì)等開采技術(shù)條件簡(jiǎn)單。礦石類型同于平果鋁土礦，原礦的可洗性能及凈礦石的溶出性能良好，適用拜爾法生產(chǎn)氧化鋁，有利于下一步的資源經(jīng)濟(jì)開發(fā)，同時(shí)，資源的開發(fā)要合理進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，注意環(huán)境的保護(hù)，在環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，推進(jìn)我國(guó)有色金屬工業(yè)項(xiàng)目地發(fā)展[1]。