廣西那坡縣和平礦區(qū)堆積型鋁土礦地質(zhì)特征

周錦科

（廣西壯族自治區(qū)二七四地質(zhì)隊(duì)，廣西 北海 536000）

0 引言

據(jù)國土資源部統(tǒng)計(jì)，2020年中國鋁土礦基礎(chǔ)儲(chǔ)量10億t，靜態(tài)保證年限大約7年，主要集中在山西（30%）、廣西（25%）、河南（21%）、貴州（19%）。目前廣西鋁土礦累計(jì)查明資源量15.191億t，桂西地區(qū)是典型的堆積型鋁土礦資源富集區(qū)，查明資源量9.841億t，占比超過65%，具有品味高、規(guī)模大、埋藏淺、礦層厚、已開采等特點(diǎn)。桂西區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)分布圖見圖1。廣西那坡縣和平礦區(qū)堆積型鋁土礦調(diào)查共提交堆積型鋁土礦凈礦量120萬t，通過總結(jié)分析和平礦區(qū)礦體成礦地質(zhì)特征，對(duì)指導(dǎo)廣西找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)具有指導(dǎo)意義。

圖1 區(qū)域礦產(chǎn)分布

1 地質(zhì)概況

廣西那坡縣和平堆積型鋁土礦礦區(qū)產(chǎn)于南華準(zhǔn)地臺(tái)右江再生地槽靖西～田東隆起西北側(cè)，那坡褶斷帶的北西部。

1.1 地層

礦區(qū)主要出露地層有泥盆系、石炭系及第四系，礦區(qū)北東面有少量三疊系板納組地處出露，其中泥盆系—石炭系為堆積鋁土礦的基底地層。

泥盆系在區(qū)內(nèi)出露分布廣，約占礦區(qū)面積的58%，是堆積鋁土礦體分布的最主要基底地層，可分為中統(tǒng)唐家灣組，上統(tǒng)融縣組和榴江組。石炭系區(qū)內(nèi)出露分布較廣，約占礦區(qū)面積的40%，是堆積鋁土礦體分布的最主要基底地層，可分為下統(tǒng)英塘組，上統(tǒng)都安組和黃龍組。第四系在礦區(qū)范圍內(nèi)較發(fā)育，普遍分布于峰叢洼地、峰林谷地等地貌單元中，按其形成及分布特征可分為巖溶堆積層、坡積層和殘積層及少量的沖積層，主要為第四系更新統(tǒng)（Qp）巖溶堆積層。在以石炭系下統(tǒng)至泥盆系中、上統(tǒng)為基底的巖溶堆積層、坡積層中，因地形影響而富集含鋁土礦礦塊形成鋁土礦工業(yè)礦體，其中巖溶堆積鋁土礦體礦石品質(zhì)最好、規(guī)模最大、分布范圍也最廣。

1.2 構(gòu)造

工作區(qū)位于宋平向斜的西翼，褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育。

礦區(qū)主要褶皺為宋平向斜等，是區(qū)內(nèi)主要的控礦構(gòu)造，軸向北東向，其南端由于受東西向構(gòu)造應(yīng)力擠壓而向南突出，核部出露中三疊統(tǒng)百逢組第二段，南段兩翼出露中三疊統(tǒng)百逢組第一段～上泥盆統(tǒng)，緊靠核部巖層產(chǎn)狀較陡（50°～70°），翼部產(chǎn)狀較平緩（18°～45°）。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要以北西向斷裂為主，次為北東向，北西向斷層為北東向斷裂切割。斷裂構(gòu)造主要為那坡斷裂。

2 礦體特征

2.1 概述

和平礦區(qū)踏勘合計(jì)圈定堆積型鋁土礦含礦洼地116個(gè)，揭露礦體49個(gè)，其中資源量大于3萬t的有14個(gè)；1萬～3萬t的礦體有17個(gè)；小于1萬t的礦體有18個(gè)。堆積鋁土礦礦體主要產(chǎn)于第四系巖溶谷地、坡地上，賦存于第四系巖溶堆積土層中。

2.2 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀

礦體在平面上呈群狀、片狀分布，礦體展布方向受區(qū)域構(gòu)造影響，大致與構(gòu)造線方向相同。礦體在區(qū)內(nèi)呈不規(guī)則零星分布，礦體間被基巖或峰叢分隔開。

各礦體形態(tài)、產(chǎn)狀受地形地貌影響，基本集中在第四系巖溶洼地、坡地上，從平面上看礦體形態(tài)多呈不規(guī)則帶狀、面狀、軸狀等，礦體邊界多呈樹杈狀、港灣狀；礦體受控于洼地地形及基底巖溶形態(tài)的制約，垂向上呈層狀、似層狀、透鏡狀等，底面線狀或呈漏斗狀，礦體總體產(chǎn)狀較為平緩，在巖溶洼地邊緣處地勢較高，產(chǎn)狀較陡，傾角0°～15°，在坡地上，礦體傾向與坡向一致，坡地上的礦體多與洼地礦體相通，其傾向同坡向一致，傾角15°～30°，礦體厚度一般較小。部分礦體中見有石芽或基巖出露，礦體呈多處分枝復(fù)合狀，形態(tài)相對(duì)復(fù)雜。

2.3 礦體規(guī)模

單礦體面積1216～4126m2，礦體總面積為0.4945km2，一般為2000～10000m2。單礦體長度100～1100m，一般為150～500m；礦體寬度10～280m，一般為50～200m。單工程見礦厚度0.50～8.80m，一般為3.00～8.00m，平均3.94m。

礦體厚度變化規(guī)律：總體上分布于礦區(qū)城廂河兩側(cè)，厚度為0.8～7.5m，平均厚度4.02m。單礦體中一般表現(xiàn)為中部較厚，礦體邊部、坡地處較薄。礦體厚度變化系數(shù)為47.59%，在40%～80%區(qū)間，屬于較穩(wěn)定類型（見表1）。

表1 礦體厚度變化系數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.4 礦體含礦率

單工程含礦率為269～1051kg/m3，一般為350～1000kg/m3。2礦區(qū)單礦體平均含礦率為286～884kg/m3，一般為400～700kg/m3，礦區(qū)平均為648㎏/m3。礦區(qū)內(nèi)各礦體的含礦率變化特點(diǎn)一般是封閉性較好的洼地和靠近邊坡地段、礦體內(nèi)部隆起地段含礦率較高，平緩低洼地帶附近和靠近落水洞含礦率相對(duì)低，含礦率中上部相對(duì)較高，地表附近及底部含礦率較低；剖面上礦體含礦率的變化多呈不規(guī)則跳躍式變化（見圖2）。各礦體間含礦率變化相對(duì)均勻，礦體含礦率變化系數(shù)屬于均勻分布（見表2）。

圖2 單工程含礦率及主要成分含量沿剖面線的變化曲線

表2 礦體含礦率變化系數(shù)統(tǒng)計(jì)

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 物質(zhì)來源

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）與廣西壯族自治區(qū)二七四地質(zhì)隊(duì)根據(jù)區(qū)域地質(zhì)條件以及地球化學(xué)、礦物學(xué)方面特征對(duì)廣西鋁土礦的物質(zhì)來源進(jìn)行分析。分析的主要方法有①Eu*－Al/Ti以及Eu*－Ti/Cr圖解；②Cr－Ga－Zr圖解；③Ni－Cr圖解法；④元素比值法等。研究認(rèn)為成礦物質(zhì)來自于與島弧相關(guān)的酸性巖漿巖。

3.2 礦床成因

該區(qū)堆積鋁土礦床為碳酸鹽古風(fēng)化殼搬運(yùn)巖溶堆積型鋁土礦床。由于晚三疊印支運(yùn)動(dòng)再度隆起，在燕山運(yùn)動(dòng)、喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)控制下，上二疊合三組沉積型鋁土礦上覆巖不斷遭受分化侵蝕，逐漸接近地表，在巖溶作用及紅土化為主導(dǎo)的風(fēng)化的作用下，沉積鋁土礦發(fā)生機(jī)械破碎、崩塌、搬運(yùn)，形成殘積、堆積體。沉積鋁土礦周圍的環(huán)境同步遭受巖溶侵蝕作用，巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化形成溶蝕空間。巖礦初始堆積體其圍巖的溶蝕殘余物在以紅土化為主的化學(xué)風(fēng)化作用下，可溶性較好的硫、硅等有害組分淋濾流失，難溶的鋁、鐵、鈦及其他礦物組分進(jìn)一步富集保存于基底巖溶洼地中，最終形成賦存于第四系的堆積型鋁土礦。由于巖溶過程在礦床成因上占據(jù)主導(dǎo)作用，因此礦床類型屬巖溶堆積型鋁土礦礦床。

3.3 礦化富集特點(diǎn)

堆積鋁土礦的礦化富集具有繼承性，被剝蝕的原生沉積鋁土礦層規(guī)模越大，其形成的堆積鋁土礦體厚度愈大。礦體厚度一般表現(xiàn)為中部厚，邊部、緩坡相對(duì)較薄。

含礦率一般與礦源地距離遠(yuǎn)近有密切聯(lián)系，離礦源地越遠(yuǎn)礦體礦石中夾雜泥巖成分越少，礦石的含礦率就越大，越靠近礦源層的礦體泥巖成分越高，礦石中SiO2含量相對(duì)高，A/S比值就底，礦石品質(zhì)相對(duì)較差；封閉性好洼地相對(duì)于開闊洼地含礦率高；同一礦體中靠近邊坡地段及礦體內(nèi)部隆起地段含礦率較高，開闊地帶及靠近落水洞地帶含礦率相對(duì)較低；垂向上，中上部相對(duì)下部含礦率高。

礦石風(fēng)化程度越高，有害組分硫、硅等可溶性組分被淋濾流失就越多，形成的堆積鋁土礦品質(zhì)也越好，反之有害物質(zhì)越多，礦石品質(zhì)越低。本礦區(qū)高品級(jí)（Ⅰ品級(jí)）礦石僅有少量，分布在15、16號(hào)礦體；Ⅱ品級(jí)礦石在礦區(qū)均有分布；Ⅵ品級(jí)礦石僅有少量，分布在5、18號(hào)礦體；級(jí)外品礦石在礦區(qū)均有分布。

3.4 成礦控制因素

堆積型鋁土礦成礦主要受礦源層、巖性、構(gòu)造、氣候、地貌等因素控制。

（1）礦源層因素，上二疊統(tǒng)古風(fēng)化殼沉積型鋁土礦是堆積鋁土礦直接成礦物源，礦源層的分布、規(guī)模和質(zhì)量直接影響附近堆積礦體的分布、規(guī)模和品質(zhì)。

（2）巖性因素，沉積型鋁土礦層頂、底板總體上以碳酸鹽巖為主：①有利于巖溶作用的進(jìn)行，形成容礦場所；②雜質(zhì)摻合少，使鋁土礦碎屑的聚集和化學(xué)風(fēng)化富集成礦。

（3）構(gòu)造因素影響，褶曲、斷裂等構(gòu)造影響礦源層和堆積礦床的分布及展布形態(tài)，礦源層裸露地表，經(jīng)風(fēng)化剝蝕和溶蝕作用成礦。

（4）氣候因素，巖溶作用是堆積礦床形成的主導(dǎo)因素，濕熱的亞熱帶氣候?qū)r溶作用的進(jìn)行極為有利，使沉積鋁土礦在巖溶作用過程中容易堆積富集成礦。

（5）地貌因素，礦區(qū)內(nèi)廣泛分布可溶性碳酸鹽巖，地表上巖溶凹地、谷地、緩丘等為鋁土礦富集提供極佳場所，礦體的分布、規(guī)模、形態(tài)受洼地的分布、規(guī)模及形態(tài)控制，侵蝕面控制著礦體的產(chǎn)狀變化。

3.5 找礦標(biāo)志

（1）礦源層和構(gòu)造標(biāo)志：上二疊統(tǒng)合山組（P3h）是沉積鋁土礦的含礦層，堆積鋁土礦往往在上二疊統(tǒng)合山組（P3h）不整合面附近背斜軸部及向斜翼部分布，可作為尋找堆積鋁土礦的前提條件。

（2）地貌標(biāo)志：泥盆系（D）～二疊系（P）強(qiáng)巖溶區(qū)峰叢～洼地地貌、峰林坡地為堆積鋁土礦的富集堆積提供了有利場所，也是尋找堆積鋁土礦的典型標(biāo)志。

（3）直接標(biāo)志：第四系巖溶洼地和坡地地表上殘留的鐵鋁質(zhì)礦塊或鋁土礦塊是找礦的直接標(biāo)志，同時(shí)紅色土壤也可以作為找礦的間接標(biāo)志。

（4）化探標(biāo)志：桂西地區(qū)已有探明鋁土礦均在Al2O3>17%化探異常區(qū)內(nèi)，堆積型鋁土礦床均分布于Al2O3>20%中強(qiáng)度異常區(qū)內(nèi)。

4 結(jié)論

（1）廣西那坡縣和平礦區(qū)堆積型鋁土礦礦床成因類型為巖溶堆積型，成礦物質(zhì)來源于上二疊統(tǒng)合山組底部的古風(fēng)化殼型鋁土礦（巖）層，主要成礦時(shí)代為第四系更新統(tǒng)，以巖溶作用、紅土化作用為主導(dǎo)，各種地質(zhì)因素綜合作用的結(jié)果。上二疊統(tǒng)合山組底部的古風(fēng)化殼型鋁土礦經(jīng)巖溶作用風(fēng)化剝蝕后堆積，在紅土化作用下硫、硅等易溶礦物淋濾流失后而形成巖溶堆積型鋁土礦床。堆積型鋁土礦礦化富集主要受礦源層、地層巖性、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、氣候和地貌等因素控制。

（2）本次普查圈定49個(gè)堆積型鋁土礦體，估算堆積型鋁土礦凈礦石推斷資源量120萬t，在本礦區(qū)范圍內(nèi)，石芽區(qū)含有一定的堆積鋁土礦。礦區(qū)含礦洼地分布零散且普遍面積較小、形態(tài)狹長，石牙分布較廣，本次普查淺井平均井深僅4.94m，基巖埋藏較淺，進(jìn)一步勘查潛力有限。

（3）建議在礦區(qū)開發(fā)之前，對(duì)本區(qū)內(nèi)尚未勘查的堆積鋁土礦小礦體進(jìn)行補(bǔ)充勘查，為充分利用資源提供地質(zhì)依據(jù)。