濟源下冶地區鋁土礦床地質特征及成礦規律淺析

■袁雯雯

（1河南省有色金屬地質勘查總院 河南鄭州 450052；2河南省有色金屬深部找礦勘查技術研究重點實驗室 河南鄭州 450052）

濟源下冶地區鋁土礦床地質特征及成礦規律淺析

■袁雯雯1，2

（1河南省有色金屬地質勘查總院 河南鄭州 450052；2河南省有色金屬深部找礦勘查技術研究重點實驗室 河南鄭州 450052）

通過對下冶地區鋁土礦含礦巖系特征、礦體特征、礦石質量特征、礦石類型等綜合研究，分析礦床成因，歸納控礦因素。

鋁土礦礦體特征成因分析找礦標志

按礦石化學成分分：礦石屬中鐵低硫型鋁土礦。

根據礦石品級標準，礦區礦石平均品級屬Ⅴ級。

1 區域地質背景

礦區位于太行山余脈王屋山腳下，大地位置上位于華北古板塊南部，華北凹陷的洛陽—濟源-開封凹陷西北緣，晚石炭世中條山古陸東南側、岱嵋寨古島東北方向。王屋山向斜南翼。區域構造格架呈北西向、近東西向[1,2]。

2 礦區地質

礦區總體上講為一個地壘構造，夾持于王爺廟斷裂和逢石河斷裂之間，兩斷裂近東西向展布，規模較大、延伸遠，對礦區地質、地形地貌有較大影響，其中礦區南側王爺廟斷裂高差達150米，構成黃河谷地北邊界，北部逢石河斷裂南北兩側高差也達100m以上。礦區發育官洗溝、水洗溝、澗底河三條主要河流，切割較深，谷底出現奧陶系灰巖，將礦區含礦巖系分割為三個礦段，從西到東為坡池—南崖頭礦段、原頭礦段、官洗溝礦段。礦區構造以斷裂構造為主，褶皺構造也不太發育，地層基本未變形。

3 礦體特征

3.1 礦體地質特征

礦區鋁土礦體形態嚴格受奧陶系古侵蝕面的控制，礦體主要有三種形態：（1）（似）層狀；（2）透鏡狀；（3）洼斗狀。礦層的形態與古巖溶侵蝕面關系密切，在古地形為平坦、開闊的巖溶盆地、洼地時，形成（似）層狀礦層，厚度穩定，品位一般較低；在奧陶系侵蝕面起伏幅度大的地段，形成洼斗狀礦層，中間厚周邊薄，呈明顯的“蘿卜狀”，礦體厚大，礦石品位高，但礦體延伸有限。透鏡狀礦體為似層狀礦體與洼斗狀礦體的過渡類型。礦區高品位鋁土礦礦石均賦存于洼斗中，洼斗狀礦體為區內目前經濟意義最大的鋁土礦類型，也是本次勘查的目標礦體類型。原頭礦段南部的礦體為似層狀，坡池—陶山一帶為洼斗狀。

3.2 礦石類型

按礦石成分劃分礦石類型：礦區鋁土礦屬一水硬鋁石型。

按礦石結構構造劃分礦石類型：可分為致密狀、豆鮞狀、土狀和碎屑狀四類。

致密狀鋁土礦：灰、青灰色，斷口較光滑，致密堅硬。主要由粒狀、鱗片狀的一水硬鋁石組成，高嶺石含量相對較高，礦石質量一般較差。該類礦石多賦存于礦層的上部。

豆鮞狀鋁土礦：灰、黃褐色，以鮞粒為主，豆粒較少，豆鮞粒呈圓形、橢圓形，粒度1——4.5mm，成分主要為一水硬鋁石，中心一般為水云母，少量為高嶺石或石英碎屑。該類礦石一般賦存于礦層的中部，在鋁土礦體中最為普遍，是最常見的鋁土礦礦石類型。

土狀鋁土礦：灰、灰白色或黃褐色。表面粗糙，發育許多孔洞，結構疏松，手捻易碎，品位極高，是礦區主要礦石類型。該類礦石一般見于洼斗狀礦體的中下部。

碎屑狀鋁土礦：灰或黃褐色，由一水硬鋁石構成的鋁土礦碎屑組成，大小不一，形態各異，以碎屑物為主，礫屑少見。為次要礦石類

4 礦床成因及控礦因素

4.1 礦床成因

石炭系鋁土礦床形成的古地理環境為古陸與淺海之間的準平原上的湖盆，礦區鋁土礦床的形成和奧陶系碳酸鹽古風化侵蝕面及晚石炭的海侵作用關系密切。自上寒武系—中奧陶系以后，整個華北地臺上升為陸地，當時的氣候比較濕熱，濕熱的氣候促成了植物的繁茂生長，風化作用尤其是化學風化作用強烈，古陸地上高地的鋁硅酸鹽地層及碳酸鹽巖地層在強烈的物理、化學風化作用下，形成高嶺石、蒙脫石、水云母等礦物，這些礦物進一步風化，特別是在濕熱條件下經有機酸、碳酸的作用，形成高嶺石及鋁凝膠物質，古陸上碳酸鹽巖地層在濕熱環境下巖溶化發育巖溶洼地、谷地、溶斗等古地形，形成沼澤—湖泊環境，接受高地風化形成的鐵、鋁、粘土的沉積，這些物質發生進一步的沉積分異、物理化學變化，從而形成含鋁土礦、粘土礦、鐵礦的沉積物。晚石炭，礦區地殼開始小幅度、高頻率的升降運動，海水反復進退，早期形成的成礦物質在岸流、波浪、潮汐的作用下形成大小不等礫屑、砂屑等，經短距離搬運或原地堆積膠結形成礫屑狀、砂狀、豆鮞狀鋁土礦[1]。二疊紀，成礦物質被二疊系沉積物覆蓋壓實、脫水成巖。礦區鋁土礦多分布于古地形的低洼部位，而相對較高部位含礦巖系薄，礦體少見或品位較低。和鋁土礦形成的古地理環境關系密切。

成礦后，受地殼構造運動的影響，礦層上升至地表淺部，在地表酸性水的作用下，鋁土礦脫硅、去硫，富含高嶺石的豆鮞被風化分解，礦石中的其它易溶物質進一步流失，形成蜂窩狀及針孔狀孔洞，部分孔洞被鋁土礦充填，形成高品位鋁土礦。礦層向深部延伸到潛水面以下時，淋濾作用減弱，礦石呈致密塊狀構造。

在二疊系地層形成后，第四系黃土沉積前，原頭礦段南部相對隆起處于風化剝蝕狀態，石炭系太原組灰巖由于耐風化，被暴露到地表，較好的保留了礦體，僅局部殘留有砂頁巖地層。第四系黃土沉積以后，區域發生差異升降運動，礦區現代地貌形成，礦體上升到較高的部位，經風化剝蝕至地表，成為今天所見地表礦體。

4.2 控礦因素

礦床受奧陶系碳酸鹽古風化侵蝕面控制并和成礦期后的保存條件密切相關。鋁土礦礦層賦存在寒武系、奧陶系碳酸鹽巖古風化侵蝕面上的晚石炭系本溪組內，含礦建造為穩定的古陸殼區的鋁土鐵質建造，古巖溶盆地為鋁土礦的形成、賦存場所，一般在面積較大的巖溶盆地內形成厚度穩定、品位中等的大型礦床，面積較小的溶洼和溶斗中常形成品位較富、厚度大的小型礦床，在古地形較高處很少形成鋁土礦，一般僅有粘土礦沉積。含礦系厚度、礦體厚度、礦石品位在一般情況下成正相關關系，富礦體常位于含礦剖面的中下部，普通鋁土礦、粘土礦主要產于礦層的上部。

[1]陳旺，陳彬武.河南省濟源市下冶礦區鋁土礦勘查報告2006，7-11.

[2]陳鵬，王勇爭.河南省澠池雷溝礦區鋁土礦勘查報告2004， 56-68.

[3]徐石頭，張宗可.河南省寶豐大營鋁土礦詳查報告，2007，13-18.

[4]徐石頭，郭甲一，陳旺等.老撾占巴色省巴松礦區鋁土礦詳查報告2009，39-43.

F416.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-39-1型。

袁雯雯（1989～），女，助理工程師，研究方向為地質勘查及研究。