河南省陜縣鐵爐溝鋁土礦區礦床地質特征及找礦方向

黨亞鵬

（中鋁礦業有限公司 河南 鄭州 450041）

陜縣鐵爐溝鋁土礦區位于三門峽陜縣—澠池—新安鋁土礦[1]帶上,周圍先后發現了支建鋁土礦區,王古洞鋁土礦區、柿樹溝鋁土礦區等一系列大-中型鋁土礦礦床，顯示了巨大的找礦潛力，已成為是河南省重要的鋁土礦帶之一。由于本礦區鋁土礦埋深較深，找礦力度不大。近期實施了危機礦山找礦專項[2]，對該礦區進行了勘查，發現本區具有優越的成礦地質條件和良好的找礦前景，因此，本文在詳述礦床地質特征的基礎上，系統總結其成礦規律，預測找礦方向，對本區實現找礦突破將起到積極的推動作用。

1 成礦地質背景

區域大地構造位置位于中朝準地臺華熊臺緣坳陷澠池—確山陷褶斷束西北部的新澠拱斷束。區域構造具“一穹、三向、三組”交錯的扇形地壘式拱斷特點。其中褶皺具“一穹、三向”的特點，即北段村穹窿、陜縣斷陷盆地、澠池向斜盆地，新安向斜盆地及方山背斜；“三組”指西部發育的北北東或北東向斷層，東部發育的北西向斷層，南部發育的東西向斷層，三者呈三角形交錯。由于各方向斷層相互交錯，將穹窿和向斜分割成以扣門山斷層和龍潭溝斷層為界的三大扇形斷塊，對區內鋁、煤巖系的展布起著重要的控制作用。

區域地層以沉積巖為主，除上奧陶系至下石炭系缺失外，地層發育齊全且分布廣泛，從老至新為中元古界的熊耳群、汝陽群，新元古界的洛峪群、震旦系，古生界寒武系、奧陶系下、中統、石炭系上統、二疊系，中生界三疊系、侏羅系、白堊系，新生界古近系、新近系及第四系等。

區域上巖漿巖活動微弱，除中元古界熊耳廣泛分布有中性火山巖外，還有少量燕山期的石英斑巖等。

區域上洛陽—三門峽鋁土礦成礦帶東西綿延長達百余公里，是我省最主要的富鋁礦成礦帶，自西向東劃分為西、中、東三個成礦帶。本區礦種雖然不多，但有些礦產資源儲量巨大，區內主要礦產有鋁土礦、煤。此外還有耐火材料、建筑材料、玻璃原料及鐵礦。

2 礦床地質特征

2.1 地層

礦區出露主要出露地層為二疊系上統上石盒子組（P2s）和第四系（Q）,礦區南部出露有上石炭統太原組（C2t）、上石炭統本溪組（C2b）、中奧陶統下馬家溝組（O2m）地層，東部出露有二疊系下統下石盒子組（P1x）、二疊系上統石千峰組（P2sh）等地層。

2.2 構造

礦區內工作區內地層呈單斜產出，傾向140°，傾角10－20°，局部產狀也有所變化。礦區內僅有一條斷層從礦區東南部通過，長約2公里，走向北東，傾向北西，傾角57－69°，垂直斷距20－50米，為北西盤下降，南東盤上升的正斷層。

2.3 巖漿巖

本區未見巖漿巖出露，施工鉆孔中了沒有見到巖漿巖，可見礦區內巖漿巖不發育。

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

礦區鋁土礦為一水硬鋁石型沉積礦床，鋁土礦層賦存于奧陶系中統石灰巖古侵蝕面之上，含礦地層為石炭系上統本溪組中部，分布較為零星，礦層單一，呈似層狀、透鏡狀產出。依據鋁土礦工業指標一般要求和工程控制情況，本次在礦區內共圈定2個鋁土礦體，1個粘土礦。現將礦體特征描述如下：

3.1.1 鋁土礦

Ⅰ號礦體：位于工作區北部，04線-07線之間，由ZK0004、ZK0008、ZK0304、ZK0308、ZK0704、ZK0000、ZK0404七個工程控制，走向長約670米，傾向寬約550米，礦體呈層狀。總體傾向140°左右，平均傾角15°左右，鉛直厚度1.50-5.24米,平均2.91米,厚度變化系數49%;Al2O3含量46.12-71.46%,平均64.32%,品位變化系數15%;SiO2含量5.87-21.44%,平均12.97%,品位變化系數46%;A/s品位2.3-12.2,平均5.0,品位變化系數68%;估算賦存標高在150-260米之間，埋深在440-600米左右。資源量估算面積181028平方米,估算(333)資源量149.91萬噸。

3.1.2 粘土礦

①號礦體：位于04線-11線之間，由ZK0304、ZK0004、ZK0404、ZK0000、ZK0300、ZK0704、ZK1108七個鉆孔控制，走向長約940米，傾向寬約320米，鉛直厚度在0.88-3.83米之間，平均2.04米，埋深在440-600米之間，估算標高在80-260米之間，多為硬質粘土礦Ⅱ、Ⅲ級。估算耐火粘土礦（333）76.71萬噸。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石物質組分

礦石礦物成分：依據以往成果，主要礦物成分有一水硬鋁石，含量45-95%，其次有高嶺石（5—25%）、水云母、葉臘（含量5—25%）、綠泥石（0—30%）、褐鐵礦（5—25%），少量及微量礦物有石英、方解石、鈉長石、赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、蛭石、金紅石、電氣石、銳鈦礦、鈦鐵礦、磁鐵礦、磷灰石、鋯石、榍石、綠簾石、三水鋁石、絹云母及炭質等。

鋁土礦礦石化學成分平均含量：Al2O366.59%、SiO211.41%、Fe2O32.75 %、TiO22.97%、CaO+MgO1.44%、K2O+Na20.72%、Ioss12.87%、A/S4.9，屬于中低品位礦石，多為Ⅳ、Ⅴ級品。

粘土礦礦石化學成分：Al2O337.63—46.02%、Fe2O30.6—3.22%、TiO21.47—2.07%、Ioss11.93—14.64%、耐火度17000—17800。礦石品級以Ⅱ品為主，少量特級品和Ⅲ級品。

3.2.2 礦石結構構造

礦石結構以豆鮞狀結構、碎屑狀結構、顯微晶質結構為主，次有隱晶質結構、隱晶質泥狀結構、凝聚結構；礦石構造以塊狀構造為主，次有薄層狀構造、定向半定向構造。

3.2.3 礦石類型

礦石自然類型：根椐礦石中礦物成分可以劃分為一水硬鋁石型礦石、水云母—一水硬鋁石型礦石、綠泥石—一水硬鋁石型礦石、赤鐵礦、褐鐵礦—一水硬鋁石型礦等四種類。

礦石工業類型：屬低鐵低硫型鋁土礦石。

4 成礦規律及找礦方向

4.1 成礦規律

4.1.1 鋁土礦物質來源

通過對鋁土礦的空間分布，含鋁巖系和基底中化學成分，主要氧化物含量，副礦物特征，微量元素及硫同位素組成等大量資料的分析論證，并通過鋁量平衡計算，認為鋁土礦成礦物質主要來源于基底碳酸鹽巖。

4.1.2 鋁土礦成礦的主要控制因素

鋁土礦的形成有其特定地質環境和條件，它的形成受如下因素控制。

①長期的沉積間斷和有利沉積基底

本區從中奧陶世未期陸地上升，直到晚石炭世地殼下降又接受沉積，其間大約經歷了1.5億年的沉積間斷,使古島上鋁硅酸鹽巖石和中奧陶世碳酸鹽巖石長期經風化剝蝕,分別產生了紅土化和鈣紅土化，為鋁土礦的成礦準備了豐富的物質來源。由于長期風化剝蝕在巖溶化的基底上隨著準平原化的進行，使嵩山古島北側龍鞏盆地靠近陸地一側邊緣構成東西向延伸而向北緩傾斜的基底上，形成許多規模大小不一的巖溶漏斗和溶蝕坑，為鋁土成沉積準備了有利場所。

②古地理位置及古構造環境對成礦的控制

鋁土礦的分布嚴格受古陸和古島邊緣控制。夾溝鋁土礦位于嵩山古島北緣，礦區所處古地理位置十分有利接受古島排泄而來的大量硅鋁質物質。礦帶分布與古構造線方向一致，呈東西向展布，即在嵩山復背斜北翼向北緩傾斜的龍鞏盆地邊緣的斜坡上，是成礦有利地帶。

③適宜的古氣候是成礦的前提條件

本區在早奧陶世至石炭紀早期，古氣候是屬于熱帶亞熱帶的溫暖潮濕氣候，對基巖的風化，紅土的形成，硅鋁的游離演化起了重要的促進作用。在這種氣候條件下所繁生的地表植被提供了大量有機酸，使風化作用強度增大，同時增強了雨水和巖石間的物理化學風化作用 。適宜的氣候能使微生物繁衍，在水溶液中能促使鐵和鋁富集。

④瀉湖邊緣是鋁土礦成礦的有利條件

鋁土礦多集中分布于瀉湖環境的湖緣區，這是因為海水或地表逕流攜帶的成礦物質向沉積盆地匯集，在濱湖—淺湖區次級凹陷部位即停積下。因為此區處于氧化—弱還原環境，介質條件有利于鋁鐵質物質的富集成礦。

根據上述分析，認為本區礦床類型屬于沉積型鋁土礦床，亞類為產于碳酸鹽巖侵蝕面上的一水硬鋁石鋁土礦礦床。

4.2 找礦標志

4.2.1 層位標志：鋁土礦賦存于奧陶系灰巖侵蝕面之上的本溪組含鋁巖系內，嚴格受層位控制。

4.2.2 地層組合標志：石炭上統本溪組為含鋁巖系鐵鋁建造，太原組為砂巖、砂質頁巖、煤、生物灰巖地層組合，是尋找鋁土礦的地層組合標志。

4.2.3 礦石結構構造標志：優質鋁土礦一般呈粗糙狀位于鋁土礦層的中部，表面具有粗糙感，吸水性強，粘舌。其上下為豆鮞狀或碎屑狀結構的礦石。

4.2.4 地形地貌標志：由中-低山區向山前平原過渡的丘陵區，是尋找鋁土礦有利的地貌標志。

4.3 找礦方向

4.3.1 鐵爐溝礦區鋁土礦Ⅰ號礦體沿走向和傾向邊界都沒有控制，可繼續安排工作擴大已知礦體規模，特別是在礦區西南部，大部分有利地段沒有工程控制,是找礦遠景區。

4.3.2 礦區鋁土礦品位呈波浪狀分布，00、07線品位較好，04、03、11線相對較差，因此推測15、23線將會獲得較高質量鋁土礦。

［1］王秀全，常成.河南省鋁土礦的控礦因素探討[J].2009.

［2］張永錢，等.河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊,河南省陜縣鐵爐溝鋁土礦接替資源勘查：普查報告[S].2010.