興縣高家峁鋁土礦礦床地質特征及找礦意義

鐘莊華

山西省第三地質工程勘察院，山西 晉中 030620

興縣是一個擁有豐富礦產(chǎn)資源的資源大縣，高家峁礦區(qū)位于興縣縣城15°方向直距18km處的高家峁村一帶。區(qū)內(nèi)發(fā)育煤層，鋁土礦埋藏較深，以往地質工作甚少，僅在地表做過少量取樣工作、深部稀疏鉆探控制，為本區(qū)找礦提供了重要的地質依據(jù)。

1 礦區(qū)地層和構造

1.1 地層

礦區(qū)大部分被第四系黃土覆蓋，僅在溝谷中有少量基巖出露。區(qū)內(nèi)賦存地層有：奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）；石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t）含煤巖系；二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）含煤巖系、下石盒子組(P1x)，上統(tǒng)上石盒子組（P2s）；上第三系上新統(tǒng)（N2）；第四系上更新統(tǒng)（Q3）和全新統(tǒng)（Q4）。

1.2 構造

礦區(qū)位于華北地臺、興縣～石樓南北向褶帶的北段東側，受區(qū)域構造影響，總體為一走向南北，向西傾斜的單斜構造，傾角5°～15°，一般小于10°。區(qū)內(nèi)未見斷層，總體構造較為簡單。

2 礦體地質特征

2.1 鋁土礦賦存層位

鋁土礦賦存于石炭系中統(tǒng)本溪組，本溪組平行不整合于奧陶系中統(tǒng)峰峰組之上，自下而上可分兩段：

一段：俗稱含礦段。底部由鐵質粘土巖開始，向上依次為山西式鐵礦、鐵質粘土巖到中部的鋁土礦，上部為硬質耐火粘土礦或粘土巖。鋁土礦為灰、灰白色，碎屑狀、半粗糙狀和致密狀結構，塊狀構造，礦層下界距奧陶系灰?guī)r侵蝕面0.00～3.69m，平均0.78m。各類巖（礦）石之間呈漸變關系，界線不大明顯，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，本段厚度平均6.89m。

二段：以底部細砂巖、砂質粘土巖與一段分界，向上依次為雜色粘土巖，砂質粘土巖，石灰?guī)r、薄層細砂巖，黑色頁巖。本段厚度平均9.75m。

2.2 礦體規(guī)模

礦區(qū)含礦面積3.32km2，面含礦系數(shù)為0.99。有一沉積無礦天窗，礦體南北長約1850m，東西寬約1700m，礦體規(guī)模為大型。

2.3 礦體形態(tài)產(chǎn)狀

受地形切割，礦體露頭多沿灰?guī)r頂部呈陡坎狀繞溝谷呈帶狀分布，呈形態(tài)各異的不規(guī)則“港灣”狀（礦區(qū)外圍東部）。

區(qū)內(nèi)鋁土礦礦體剖面上呈層狀、似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致。礦體分布較連續(xù)，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，由東向西傾斜，傾角5°～15°，一般8°左右。

礦體賦存形態(tài)受基底灰?guī)r侵蝕面控制，其喀斯特地貌不發(fā)育，雖經(jīng)鐵質粘土巖、山西式鐵礦等補償填平作用，但仍影響鋁土礦體形態(tài)及厚度變化。

2.4 礦體厚度、品位及變化規(guī)律

本區(qū)礦體呈層狀、似層狀，基本為單層，礦體厚度變化無明顯規(guī)律，由于奧陶系古侵蝕面凹凸不平，因而礦體厚度在局部地段仍有較大的變化。全區(qū)無大厚度工程，在奧灰侵蝕面凹陷地段礦體變厚，在凸起部位礦體變薄，從平面上看，在礦區(qū)中部厚度變化大，礦體不連續(xù)，形成沉積無礦天窗。從鉆孔巖層剖面上看，隨著礦體的變薄，含礦層厚度也迅速變薄，甚至相變?yōu)檎惩翈r。

礦體厚度0.82m～7.15m，平均2.98m，變化系數(shù)46.55。在礦區(qū)中部形成的沉積無礦帶及周邊地帶厚度、礦石品位變化都比較大，礦體變薄的同時礦石品位降低，質量變差。

全區(qū)鋁土礦體平均品位Al2O3：63.04%，SiO2：8.45%，F(xiàn)e2O3：10.56%，A/S值：7.46。

2.5 礦石質量

本區(qū)鋁土礦礦石由20余種礦物組成，主要有鋁礦物、硅礦物，其次為鐵礦物和少量其他礦物組成。主要礦物為一水硬鋁石、高嶺石。

礦石主要化學成分為 Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2四項 ，一般占礦石化學成分總量的84%左右。Al2O3：40.77%～77.67%，平 均 61.25%，SiO2：0.96%～20.06%， 平 均 7.14%；Fe2O3：1.26%～37.59%，平均10.25%，TiO2：1.67%～3.89%，平均2.61%，其它化學成分含量很少。

本區(qū)礦石品位Al2O3的含量較高且較穩(wěn)定，鋁硅比值較高且較穩(wěn)定。礦石的結構可分為致密狀、半粗糙狀、碎屑狀和粗糙狀。礦石的構造可分為塊狀和薄層狀，塊狀的礦石質量相對較好，薄層狀的礦石質量相對較差。

2.6 礦石類型及品級

本礦區(qū)礦石自然類型根據(jù)結構可分為半粗糙狀鋁土礦、粗糙狀鋁土礦、碎屑狀鋁土礦、和致密狀鋁土礦四種類型，其中以半粗糙狀、粗糙狀和碎屑狀為主。礦石類型全區(qū)變化較大，呈現(xiàn)出在橫向上縱橫交錯，互相穿插的特點，但仍顯示出以半粗糙狀、粗糙狀和碎屑狀鋁土礦為主。一般礦層中部一水硬鋁石含量高，多形成半粗糙狀鋁土礦，其上、下常為致密狀鋁土礦或碎屑狀鋁土礦。

整個礦床礦石工業(yè)類型屬低硫中鐵型鋁土礦，礦石工業(yè)品級基本屬于Ⅱ級品。

2.7 礦體圍巖及夾石

本區(qū)礦體及其頂、底板為同一沉積建造的連續(xù)沉積物，自下而上具有鐵鋁硅分異富集的特點,未見夾石。礦體直接頂板主要為硬質耐火粘土礦、粘土巖、鐵質粘土巖，直接底板主要為含鐵質巖類。

2.8 共生礦產(chǎn)和伴生有益元素

礦區(qū)內(nèi)與鋁土礦異體共生煤層可在礦床開采中綜合開采，礦石中伴生有稀有、稀散、稀土元素中在現(xiàn)有經(jīng)濟技術條件下礦床開采加工中可綜合利用的只有金屬鎵（Ga）,其它伴生元素未知。

3 礦床開采技術條件

3.1 剝采比

全區(qū)內(nèi)礦體埋深一般50m～350m之間，覆蓋層厚度大，平均剝采比約60.90，屬于地采礦床。

3.2 水文地質條件

礦區(qū)內(nèi)地形地貌、水文、氣象等條件均有利于地表水(大氣降水)的排泄，不利于地下水的補給和賦存。奧灰水水位標高在870m左右，礦區(qū)西南部高出鋁土礦層最低標高,為局部帶壓開采，礦區(qū)內(nèi)奧灰水富水性中等。礦區(qū)內(nèi)以及附近無大的地表水體，但在很大范圍內(nèi)礦體低于當?shù)厍治g基準面，如果管理不當溝谷中的洪水也有可能對礦床的開采形成水患，其次是礦區(qū)中部的煤礦古空區(qū)、采空區(qū)積水也會通過巖層裂隙或其它導水通道進入礦床對采礦工作造成危害。故采礦時應高度重視這些問題，防患于未然。

3.3 工程地質條件

本礦床為坑采礦床，礦體深埋區(qū)上部有山西組及太原組地層，由砂巖、泥巖、煤層組成，呈軟硬相間的復合式結構，8、13號煤層為可采煤層，厚度分別為5.12m和12.74m，,煤層開采后會留下多處采空，巖層結構遭到破壞，是礦區(qū)重要的不穩(wěn)定因素。

礦體下伏巖層為粘土巖、鐵礦粘土巖、山西式鐵礦和石灰?guī)r，這些巖石中盡管鐵質粘土巖和粘土巖屬軟弱巖層不穩(wěn)定，但其下部有堅硬的石灰?guī)r墊托，使得礦柱及井硐總體穩(wěn)定性屬較好型。

4 找礦意義

4.1 礦區(qū)找礦成果

高家峁礦區(qū)鋁土礦（333）+（334）？資源量2387.49萬t，屬大型礦床。礦石的品位較高，全區(qū)平均品位Al2O3：63.04%，SiO2：8.45%，F(xiàn)e2O3：10.56%，A/S值：7.46。

另外高家峁礦區(qū)求得8#、13#煤層（ 331）+（332）+（333）資源量：6324萬t，以氣煤（QM）為主，含少量1/2中粘煤（1/2ZN）。

4.2 礦區(qū)找礦意義及勘查中得到的經(jīng)驗教訓

礦區(qū)所在位置交通運輸較為便利，礦床規(guī)模為大型鋁土礦礦床，礦層厚度大且較穩(wěn)定，礦石品位較高、質量較好，埋深較大，屬地采礦床；目前，據(jù)礦區(qū)控制勘查程度，礦床水文及工程地質條件較簡單，投資利潤率較高，具有明顯的經(jīng)濟效益，煤、鋁聯(lián)采將取得巨大的經(jīng)濟效益。

礦區(qū)周邊有很大的找礦遠景，根據(jù)已有的勘查成果，西部礦體埋藏較深，但礦石質量和厚度較東邊淺部均沒有明顯的改變，礦體延伸較遠。只是深部開采技術條件要復雜些。

勘查中要注意礦產(chǎn)綜合勘查及勘查技術的綜合運用，特別是對煤層的控制上，減少勘查資金的重復浪費。

5 結論

綜上所述，高家峁鋁土礦區(qū)是興縣又一處很適合投資開發(fā)的好地方。礦區(qū)周邊有很大的找礦遠景，特別是深部找礦前景巨大。

[1]張文旭，等.山西省興縣蘇家吉礦區(qū)鋁土礦普查報告.