貴州修文縣干壩鋁土礦地質(zhì)特征及成因

張 肖

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局一總隊(duì)，貴州 清鎮(zhèn) 551400)

貴州修文縣干壩鋁土礦區(qū)大地構(gòu)造位于上揚(yáng)子陸塊黔北隆起織金穹盆構(gòu)造變形區(qū)。區(qū)域內(nèi)廣布寒武系、二疊系、三疊系，局部出露下江群清水江組、震旦系、上白堊統(tǒng)，缺失奧陶系、志留系、泥盆系、侏羅系。地層分布與區(qū)域主構(gòu)造線方向一致，多呈北北東或北東帶狀延展。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層由老至新依次為

(1)寒武系芙蓉統(tǒng)婁山關(guān)群(∈3-4l)：巖性主要為薄至中層狀白云巖；

(2)下石炭系統(tǒng)九架爐組(C1jj)：為本區(qū)含礦巖系，巖性從上至下依次主要為粘土巖，碎屑狀、致密狀、半土狀鋁土礦，鋁質(zhì)粘土巖、鐵質(zhì)粘土巖和赤鐵礦；

(3)石炭系下統(tǒng)擺佐組(C1b)：巖性主要為薄至中厚層白云巖和灰?guī)r；

(4)下二疊統(tǒng)梁山組(P1l)：巖性主要為薄至中后厚層石英粉砂巖；

(5)中二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組(P2q+m)：巖性主要為中至厚層狀灰?guī)r。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

干壩鋁土礦區(qū)居河口背斜東翼，總體為一單斜構(gòu)造(圖1)，斷裂不發(fā)育，只有礦區(qū)北部發(fā)育一條平推斷層，走向 340°，斷層平移斷距50m。斷層對(duì)礦層破壞較小。地層傾向90°～110°，礦區(qū)中部往北地層傾角為20°～25°，中部往南地層傾角為7°～15°。礦區(qū)總體屬簡(jiǎn)單構(gòu)造類型。

圖1 干壩鋁土礦區(qū)地形地質(zhì)圖Fig 1.Topographical Geological Map of Ganba Bauxite Orefield

1.3 含礦系特征

本區(qū)含礦巖系基底為寒武系芙蓉統(tǒng)婁山關(guān)群(∈3-4l)白云巖古喀斯特侵蝕面，其形態(tài)凹凸不平，含礦巖系厚度受古喀斯特侵蝕面起伏控制，低洼處厚度大，凸起處厚度薄。一般情況下，鋁土礦體的厚度與鋁礦系的厚度成正比，礦系厚度大，則礦體厚，反之則薄。根據(jù)含礦巖系在剖面的巖性組合系列，大致可分六個(gè)小層(圖2)，其中最底下一層赤鐵礦在礦區(qū)內(nèi)分布不穩(wěn)定，僅在礦區(qū)的北部地表和中部工程ZK16-1孔內(nèi)出現(xiàn)。

圖2 礦區(qū)鋁土礦含礦巖系綜合地層柱狀圖Fig 2.Comprehensive Stratigraphic Column of Ore-bearing Rock Series of Bauxite Orefield

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

干壩鋁土礦區(qū)礦體賦存于九架爐組(C1jj)中部，礦體呈似層狀，總體傾向南東，傾角7°～20°之間，礦體埋深小于標(biāo)高1200m時(shí)，礦體產(chǎn)狀逐漸變陡(圖3)。礦體南北長(zhǎng)3800m，東西寬50m～600m，地表比較連續(xù)，中部較寬，往南北兩側(cè)略窄，其邊界呈港灣狀。鋁土礦體平面形態(tài)不規(guī)則，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，局部見(jiàn)小范圍的無(wú)礦天窗，少數(shù)夾有一層不連續(xù)的可剔除夾石。區(qū)內(nèi)共有4個(gè)礦體，其中1號(hào)礦體為主礦體，分布于礦區(qū)的西部，幾乎貫穿整個(gè)礦區(qū)，其余礦體都為零星小礦體，分布于礦區(qū)的東側(cè)及南段。

圖3 礦區(qū)15號(hào)勘探線剖面圖Fig 3.Section of Exploration Line 15 in Oreield

干壩鋁土礦礦石結(jié)構(gòu)有微-泥晶結(jié)構(gòu)、碎屑狀結(jié)構(gòu)。自然類型主要為土狀、碎屑狀和致密狀，其中土狀鋁土礦石Al2O3含量最高，位于礦層的下部。碎屑狀鋁土礦石在礦區(qū)內(nèi)最常見(jiàn)，位于礦層的中部或中上部。致密狀鋁土礦在礦區(qū)內(nèi)較少見(jiàn)，位于礦層的上部或頂端。三種自然礦石類型，在礦層剖面序列上，常缺失一種或兩種。礦區(qū)內(nèi)Al2O3平均含量62.71ω%；SiO2平均含量14.73ω%；A/S：平均4.26；Fe2O3平均含量3.18ω%；TiO2平均含量3.18ω%；燒失量平均含量12.77%；TS平均含量0.18%，礦石質(zhì)量總體中等。

3 礦床成因

在前人對(duì)黔中鋁土礦的整體研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合干壩礦區(qū)實(shí)際的勘探工作情況，認(rèn)為其鋁土礦的形成大致分為三個(gè)階段

(1)紅土化階段：黔中地區(qū)大致在奧陶紀(jì)中期之后隆起為陸，至泥盆紀(jì)末在長(zhǎng)達(dá)近億年時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)期處于風(fēng)化剝蝕環(huán)境。在炎熱潮濕氣候條件下，組成早古生代地層的各類巖石，主要是碳酸鹽巖，遭受了強(qiáng)烈的溶蝕夷平作用，形成了包含有巖溶盆地和盆地內(nèi)部一系列巖溶洼地、槽谷的準(zhǔn)平原化地貌。與此同時(shí)，遭受風(fēng)化剝蝕的各類巖石中的Ca，Mg，Si及堿金屬組份不斷被淋濾流失，而Al，F(xiàn)e，Ti等隋性組份則相對(duì)富集。隨著紅土化進(jìn)程的不斷加深，原始貧鋁巖石之上被覆以一層富鋁的呈面狀分布的鈣紅土鳳化殼。

(2)水下成礦階段：早石炭世的大塘早期，海水從南面入侵到黔中地區(qū)，形成大陸邊緣瀉湖。此時(shí)，堆積在古風(fēng)化殼上的成礦物質(zhì)被帶入相對(duì)寧?kù)o而閉塞的濱岸瀉湖水體之中。在波浪和潮汐作用下，處于松散和半固結(jié)狀態(tài)的紅土化成礦物質(zhì)經(jīng)破碎、簸選和再搬運(yùn)，依隨不同的物理化學(xué)環(huán)境，在水體中發(fā)生水平和垂直方向的物質(zhì)分異沉積，形成頗有規(guī)律的沉積序列，并被新沉積物覆蓋而進(jìn)入成巖(礦)階段。

(3)后期改造階段：燕山期及其后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，使黔中地區(qū)又隆起為陸，也使已固結(jié)的鋁土礦層被抬升到地表，進(jìn)入到后期改造階段。在此階段，原已形成的鋁土礦層，一方面因部分裸露而受剝蝕破壞；另一方面在地表水和地下水的作用下，保存在近地表和斷裂通道較發(fā)育處的鋁土礦，發(fā)生脫硅去鐵而進(jìn)一步富化，從而最終形成現(xiàn)今所見(jiàn)之工業(yè)鋁土礦床。

4 結(jié)論

根據(jù)干壩礦區(qū)鋁土礦體的分布特征，礦區(qū)南北兩側(cè)地表和較深部見(jiàn)礦率較高，中間見(jiàn)礦率較低且礦系相對(duì)較薄。一般礦體形態(tài)規(guī)模與古地理環(huán)境巖溶洼地密切相關(guān)，可推測(cè)南北兩側(cè)微古地貌為以標(biāo)高1200m～1250m為凸起，向兩側(cè)形成洼地，進(jìn)一步推測(cè)礦區(qū)南西端找礦潛力較大，可作為增量遠(yuǎn)景區(qū)。礦區(qū)中部偏北，同理向東側(cè)可進(jìn)行試探性鉆探施工，增加儲(chǔ)量。