某清水鋁土礦床地質(zhì)特征及控礦因素分析

茍建彬

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局三總隊(duì)，貴州 遵義 563100)

0 引 言

清水鋁土礦是個(gè)小型礦床，該礦區(qū)位于遵義縣城東南方向，在此之前，已有相關(guān)隊(duì)伍對(duì)其進(jìn)行探測(cè)，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行了普查。筆者以清水鋁土礦普查工作為基礎(chǔ)，對(duì)礦床地質(zhì)特征進(jìn)行闡述，并分析礦床控礦因素，以期為對(duì)后期探測(cè)周邊鋁土礦提供參考。

1 鋁土礦所處位置區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域大地構(gòu)造

選區(qū)大地構(gòu)造位置屬濱西太平洋全球巨型構(gòu)造域，屬一級(jí)分區(qū)羌塘-揚(yáng)子-華南板塊，二級(jí)分區(qū)揚(yáng)子陸塊，三級(jí)分區(qū)上揚(yáng)子地塊，四級(jí)分區(qū)黔北隆起區(qū)，五級(jí)分區(qū)鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)。鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)與貴陽(yáng)復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)毗鄰。發(fā)育北北東向及北東向的褶皺及斷裂構(gòu)造，見(jiàn)圖1。

圖1 區(qū)域大地構(gòu)造略圖Fig.1 Regional geotectonic map

1.2 區(qū)域地層

該區(qū)位于遵義-南川沉積區(qū)南部，區(qū)域內(nèi)無(wú)火成巖分布，出露地層均為沉積巖，志留系-泥盆系全部缺失、石炭系部分缺失外，其余地層從震旦系上統(tǒng)至三疊系均有分布[1]。區(qū)內(nèi)地層巖性以海相石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽巖類(lèi)為主，次為粘土巖和碎屑巖類(lèi)。石炭系九架爐組為鋁土礦的含礦巖系，本組與下部湄潭組接觸，部分區(qū)域直接與桐梓組相接觸。九架爐組地層在橫向上厚度變化較大，局部區(qū)域出現(xiàn)尖滅，見(jiàn)圖2。

圖2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.2 Regional geological structure

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層有第四系(Q)；二疊系龍?zhí)督M(P3l)；二疊系棲霞組、茅口組(P2m+q)；石炭系九架爐組(C1j)；寒武系婁山關(guān)群(∈2-3ls)。礦區(qū)地層傾向125°～175°，平均155°，傾角18°～50°，平均35°。礦體產(chǎn)出于石炭系下統(tǒng)九架爐組(C1j)地層中部，礦體底界距基底巖溶侵蝕面1.56～23.77 m，平均10.63 m，層位相對(duì)穩(wěn)定。九架爐組(C1j)地層厚0.30～41.57 m，平均厚17.43 m。

礦區(qū)內(nèi)鋁土礦體多為1層，少數(shù)地段存在2～3層鋁土礦體。礦體呈透鏡狀產(chǎn)出。全區(qū)鋁土礦體真厚0.70～26.60 m，平均真厚6.86 m。礦體品位：Al2O3：62.58 %～69.90 %，平均：67.39 %；SiO2：7.49 %～15.21 %，平均：9.70 %；Fe2O3：0.84 %～3.74 %，平均：2.85 %；TiO2：0.59 %～3.26 %，平均：2.81 %；S：0.033 %～0.590 %，平均：0.170 %；燒失量：9.22 %～13.80 %，平均：12.67 %；A/S：4.2 %～9.3 %；平均：6.9 %。礦體埋藏深度0～123.28 m，埋藏標(biāo)高1 112.37～960.77m[2]。

礦區(qū)內(nèi)部礦物以一水硬鋁石為主，同時(shí)還存在少量的一水軟鋁石及三水鋁石。水云母作為主要的脈石礦物，鋁土礦是由粒屑和泥晶基質(zhì)組成。

3 控礦因素分析

結(jié)合現(xiàn)有的研究成果分析，地層、構(gòu)造、古氣候和古地貌是形成鋁土礦的重要因素。

3.1 地層因素

黔北地區(qū)屬以前震旦系為基底的江南地塊，從震旦紀(jì)到晚三疊世，當(dāng)?shù)卮蟛糠謪^(qū)域處于穩(wěn)定狀態(tài)，氣候及陸表海臺(tái)地的形態(tài)沒(méi)有發(fā)生較大變化，僅有部分地區(qū)發(fā)生變遷，在早古生代階段，礦區(qū)所處位置受到寒武系及奧陶系的沉積；加里東構(gòu)造晚期的廣西運(yùn)動(dòng)，在貴州形成南海北陸，黔中、黔南下降接受泥盆—早石炭世地層沉積，而黔北整體抬升隆起為陸，使中晚志留世、石炭紀(jì)為風(fēng)化剝蝕期，故泥盆紀(jì)未接受沉積。而黔中地區(qū)(包括播州區(qū))下石炭統(tǒng)九架爐組則在此種濱岸沼澤相環(huán)境下沉積形成。黔北地區(qū)泥盆紀(jì)-二疊紀(jì)間的紫云運(yùn)動(dòng)、黔北運(yùn)動(dòng)，加大了區(qū)域上升，一直等到晚石炭紀(jì)黃龍期，出現(xiàn)白云質(zhì)灰?guī)r沉積。正是由于本區(qū)發(fā)生過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(主要是升降運(yùn)動(dòng)和海陸交互環(huán)境的變化)，九架爐組與婁山關(guān)組地層呈假整合接觸且形成了鋁土礦。侏羅紀(jì)后的燕山運(yùn)動(dòng)，形成了本區(qū)今日構(gòu)造輪廓，并造就了黔北地區(qū)鋁土礦成礦區(qū)。九架爐組鋁土質(zhì)泥巖、鐵質(zhì)泥巖與底部白云巖、頂部灰色厚層微晶灰?guī)r接觸，充分體現(xiàn)了地層沉積序列中的沉積間斷。鋁土礦產(chǎn)于C1j中部，成礦層位專(zhuān)屬性異常典型，是區(qū)內(nèi)最直觀(guān)、最重要的成礦控制因素。

3.2 構(gòu)造因素

礦區(qū)所處位置北東向存在緊密線(xiàn)型褶皺構(gòu)造，整體呈現(xiàn)褶皺背斜緊密、規(guī)模小的特點(diǎn)，而向斜則呈現(xiàn)規(guī)模大、寬緩的特點(diǎn)，上述褶皺構(gòu)成了區(qū)域構(gòu)造骨架的主體，伴有規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造。區(qū)域規(guī)模較大的褶皺從北西到南東有蒲場(chǎng)復(fù)背斜、樂(lè)安向斜等多種形式。鋁土礦從分布特點(diǎn)來(lái)看，主要呈現(xiàn)在斜翼部，部分鋁土礦在背斜軸部個(gè)別區(qū)域也有分布，遇到斷層被分割，在下盤(pán)會(huì)有極少的礦層分布其中。鋁土礦的形成條件較為獨(dú)特，需要漫長(zhǎng)的時(shí)間發(fā)展變遷。同時(shí)鋁礦區(qū)域斷裂構(gòu)造需要發(fā)育，從鋁礦分布的斷裂帶來(lái)看，走向與褶皺軸向近似處于平行狀態(tài)，斷裂帶向北東方向排列，此方向斷裂存在延伸長(zhǎng)、斷距大的特點(diǎn)，但北西向則相反，此區(qū)域斷裂規(guī)模較小，在走向上切斷了北東向斷層、背斜及向斜軸線(xiàn)，結(jié)合這一特征可推斷出北西向斷層出現(xiàn)時(shí)間晚，斷裂的出現(xiàn)會(huì)對(duì)礦體發(fā)展造成負(fù)面影響，由于斷裂結(jié)構(gòu)的形成導(dǎo)致礦層不得不由于斷層存在而上升盤(pán)抬高被剝蝕或者由于下降盤(pán)而埋入更深地方。

區(qū)內(nèi)鋁土礦賦存于圈閉良好的向斜構(gòu)造內(nèi)，兩翼邊緣至相鄰背斜核部則完全被風(fēng)化剝蝕，表明向斜構(gòu)造是使區(qū)內(nèi)含礦巖系及鋁土礦得以保留的控礦構(gòu)造，較為穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境為鋁土礦形成提供支持[3]。

3.3 古氣候因素

從地史發(fā)展期間的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)看，陸塊的基底是基于雪峰運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的，在志留紀(jì)末和泥盆紀(jì)初廣西區(qū)域發(fā)生了陸塊運(yùn)動(dòng)，這一階段廣西的黔中—黔北—渝南廣大地域隆起為陸，這一運(yùn)動(dòng)為鋁土礦的形成提供重要保障，由于這一時(shí)期的陸地運(yùn)動(dòng)，陸地隆起區(qū)在石炭紀(jì)鋁土礦含礦巖系沉積提供背景環(huán)境。同時(shí)晚泥盆世末—早石炭世中、晚期之間以升降運(yùn)動(dòng)為表現(xiàn)形式的紫云運(yùn)動(dòng)，使隆起區(qū)向南發(fā)生漂移，上述陸塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其經(jīng)受了不同的氣候條件，結(jié)合相關(guān)研究，遵義—道真一帶處于靠近赤道的濕熱氣候區(qū)，該區(qū)域在古時(shí)溫度與當(dāng)前時(shí)代的溫度進(jìn)行比較存在較大的差異，年均氣溫會(huì)相差約20～26°C，且雨季和旱季相互交錯(cuò)，這氣候條件為區(qū)內(nèi)鋁土礦的形成提供了重要的成礦地球化學(xué)背景并準(zhǔn)備了充足的成礦母質(zhì)[4]。

3.4 古地貌因素

結(jié)合鋁土礦的巖系組成分析，在含鋁巖系底部不時(shí)可發(fā)現(xiàn)溶塌角礫巖，這一情況說(shuō)明白云巖在沉積時(shí)，內(nèi)部存在古溶蝕空洞，古溶蝕空洞形成之后，當(dāng)部分抗壓能力下降，在上面覆蓋巖石重力壓迫下出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，從而形成溶坑等，然后在鋁土礦沉積過(guò)程中便形成了溶塌角礫巖。在雨熱同季的古氣候條件下，巖層遭受剝蝕，婁山關(guān)組裸露于地表。此時(shí)原基底頁(yè)巖的黃鐵礦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成的硫酸及硫酸亞鐵隨著巖石的地貌形態(tài)不斷滲透進(jìn)地下水，在此過(guò)程中對(duì)巖石造成腐蝕，是部分區(qū)域被溶解成空洞，這些空洞在酸性水好含二氧化碳的地下水侵蝕下進(jìn)一步擴(kuò)大，最后便形成了古巖溶漏斗。而在巖溶漏洞形成階段，粘土質(zhì)碎屑等物質(zhì)被沖刷進(jìn)形成的巖溶漏斗底部，此時(shí)地下酸性水被粘土質(zhì)吸附，對(duì)碳酸鹽巖的溶蝕被阻斷，開(kāi)始進(jìn)入沉積階段。從中可知，古巖溶漏斗是遵義地區(qū)鋁土礦沉積和保存的良好場(chǎng)所。

4 找礦標(biāo)志分析

4.1 構(gòu)造標(biāo)志

鋁土礦多分布于向斜構(gòu)造兩翼部位，利于鋁土礦的保存，且礦體埋藏較淺。

4.2 層位標(biāo)志

石炭系九架爐組地層是黔中、黔北地區(qū)鋁土礦的含礦巖系。

4.3 地貌及植被標(biāo)志

鋁土礦的間接頂板在該礦區(qū)大部分地區(qū)已經(jīng)被剝蝕，含礦層直接暴露地表，因而鋁土礦大多保存于山頂上或緩斜坡地帶。

5 結(jié) 語(yǔ)

清水鋁土礦產(chǎn)于碳酸鹽巖侵蝕面上，為沉積類(lèi)型低鐵低硫和含鐵低硫一水硬鋁石型鋁土礦床。礦床形成與地層、構(gòu)造、古氣候及古地貌有緊密聯(lián)系。