河南汝州安溝鋁土礦地質特征探討

劉美華　閆丹　楊世權

摘 要：汝州安溝鋁土礦位于嵩箕古島與秦嶺古高地之間，其形成時有充足的成礦物質來源、發育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉積條件。成礦單元屬嵩箕鋁土礦成礦區，黃道一夏店鋁土礦帶。礦區出露自老而新依次為，寒武系、石炭系、二疊系及第四系；區內主要構造較為簡單，對含礦層無影響；區內未見巖漿巖分布。本區的成礦物質主要來源于晚寒武統灰巖。礦體賦存于上石炭統本溪組的中上部，具明顯的層控特點。鋁土礦產于晚寒武系灰巖侵蝕面上，為沉積型鋁土礦床。

關鍵詞：沉積；鋁土礦；安溝

1 概況

本區大地構造處于中朝準地臺華熊臺緣坳陷之秦嶺一嵩山東西構造體系和秦嶺一大別山北西向構造體系的交合部位，嵩淮弧形構造的西端，箕山斷背斜南翼。成礦單元屬于嵩箕鋁土礦成礦區，黃道一夏店鋁土礦帶。本區沉積地層發育，煤、鋁等資源豐富，是鋁土礦重要遠景區。河南汝州安溝鋁土礦礦區位于嵩箕古島與秦嶺古高地之間，形成時有充足的成礦物質來源，發育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉積條件。地表已發現厚大的富鋁土礦礦體露頭，充分證明本區具有較好的鋁土礦成礦地質條件。

1958年9月～12月，來自北京地質學院、中南地質學院、長春地質學院的24人組成的支援臨鋼生產小隊在檢查鋼鐵資源的同時，對該區進行了檢查評價。此后至今，中國有色金屬工業總公司河南地礦研究所、河南有色地質局第四地質大隊等，在此開展過地質勘查工作，對該區的地層、構造、巖漿巖、區域成礦特征、資源儲量等進行了研究，為本區鋁土礦體的圈定提供了可靠的基礎資料。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露及工程揭露地層自老而新依次為，寒武系（∈）、石炭系（C）、二疊系（P）及新生界蓋層堆積。

寒武系（∈），分布于礦區北部邊緣，形成和地層走向相一致的近東西向的中高山。為一套海相碳酸鹽巖建造。區內僅分布寒武系上統崮山組（∈3g）地層。

石炭系（C），礦區內斷續零星出露，下統缺失，上統本溪組平行不整合于寒武系崮山組之上。區內主要出露本溪組（C2b）和太原組（C2t）。（1）本溪組（C2b）：為區內的鋁土礦含礦層位，主要巖性為鋁質粘土巖、鋁土礦、鐵質粘土巖。傾向225°，傾角20°左右，分為C2b1、C2b2、C2b3三個巖性段。其中，中部為鋁土礦層，為深灰色鮞狀、致密狀、砂狀鋁土礦和雜色鋁質粘土巖組成，勘察工作己控制地段，東部存在鋁土礦層，西部主要為鋁質粘土巖層；上部為鋁質粘土巖層。（2）太原組（C2t）：為一套海陸交替相的含煤地層。由碳酸巖、碎屑巖及薄煤層組成。傾向195～245°，傾角24～50°。巖性組合劃分為下段（C2t1）燧石灰巖段、中段（C2t2）砂泥巖段、上段（C2t3）灰巖段三個巖性段。

二疊系（P），上部為不含煤的較粗碎屑巖（頂部夾有碳酸鹽巖），中部為煤系地層，包括八個煤組賦存著33層煤，其中二1煤層為可采煤層。各煤組間均以特征較明顯、標志較清晰的砂巖層為界。富產植物化石和少量動物化石。上與三疊系底部金斗山砂巖整合接觸，下和石炭系連續沉積。總厚約900m。本區出露的二疊系地層主要有二疊系下統山西組（P1s）。

第四系（Q），區內堆積比較發育，大面積分布于礦區的南部。多為殘坡積及洪沖積。

2.2 構造

區域地層表現出單斜構造，地層產狀有一定的變化，產狀為：175°～230°∠19°～45°。區域內構造主要表現為斷層，其中妙水寺--水溝正斷層從區域的南部通過，走向100°～120°，南西傾，傾角60°左右。

礦區內主要構造較為簡單，僅在礦區北部寒武系地層中有較小的斷層發育，一般長數十米，其它部位未見斷層，對含礦層無影響。區內地層呈單斜產出，未見褶曲。

2.3 巖漿巖

根據地表及工程揭露，礦區內未見巖漿巖分布。

3 礦體（層）地質

鋁土礦礦體賦存于上石炭統本溪組的中上部，具明顯的層控特點。本區本溪組主要為一套鐵鋁質沉積建造，厚度由0.90m～19.58m不等，平均厚度8.43m。

本溪組主要巖性分為五層：（1）（C2b1）下部鐵質粘土巖；（2）（C2b1）上部雜色粘土巖；（3）（C2b2）下部淺灰色鋁土巖或粘土巖；（4）（C2b2）上部灰色、深灰色厚層狀，為鋁土礦的主要礦層（G層）；（5）（C2b3）灰一深灰色鋁質粘土巖，頂部常有炭質頁巖夾薄煤層。綜上，本溪組的中上部分布鋁土礦，礦層上下均為鋁質粘土巖。

4 礦體（層）特征

礦區詳查共圈出1個礦體，位于本區東南部，由17個淺坑和26個鉆孔工程控制，平面形態呈不規則的啞鈴狀，兩端較寬，中間較窄：00至24線間寬約406m，24至36線間寬約122m，36至56線間寬約386m。礦體傾向南西，傾角平緩，在10°～35°之間，一般在25°左右，沿北西—南東向在山腳出露。礦體分布于00線至56線以東，沿走向長約1458m，賦存標高+306.54～+161.18m，礦體埋深0～117m，厚度0.62～17.55m，平均厚度4.42m，厚度變化較大，變化系數為92%，其中最大厚度17.55m出現在04線以東約7m的ZK0402處，32線東約29m的CK3201處礦體厚度次之，為8.58m，最小厚度0.62 m出現在32線東約8m的ZK3204處。礦石品位：Al2O342.67～74.05%，平均62.07%，其中最高品位出現在16線東約10m的CK4801處，最低品位出現在48線西約7.5m的ZK2008處；SiO24.88～24.20%，平均12.95%；Fe2O31.41～15.36%，平均4.66%；A/S1.88～15.17，平均4.8。有三個塊段Al2O3含量大于55%，一個塊段Al2O3含量為53.67%，接近55%，但是A/S均未達到3.8，分別為3.7、3.1、2.7、3.6，比較接近3.8，將其作為低品位礦處理。

5 形成機制

鋁土礦的成礦過程可簡化為：喀斯特化一原巖，以寒武系灰巖為主，破壞、分解，K、Na、Ca、Mg等元素溶解遷出一脫硅-Al、Fe、Ti殘留在原地富集成鋁土礦。

自然界中40%以上的含鋁礦物是鋁硅酸鹽，分布最廣的是長石和云母，它們在地表遭受分解產生的礦物順序簡化如下：

長石、云母一水云母一高嶺石一鋁土礦物、蛋白石

因而鋁土礦物是鋁硅酸鹽風化的必然產物。缺乏深刻的分解，氧化鋁就喪失游離條件，也就失去了成礦依據。

從化學反應序列可以看出，如果受風化原巖中含的是粘土礦物，這種風化作用就要容易得多。

6 結束語

本區成礦單元屬嵩箕鋁土礦成礦區，黃道一夏店鋁土礦帶，該區沉積地層發育，煤、鋁資源豐富，是重要鋁土礦遠景區。安溝鋁土礦區位于嵩箕古島與秦嶺古高地之間，其形成時有充足的成礦物質來源，發育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉積條件。晚寒武統灰巖是本區成礦的主要物質來源。鋁土礦礦體賦存于上石炭統本溪組的中上部，具明顯的層控特點。綜合礦區整體地質特征，本區為沉積型鋁土礦礦床，鋁土礦產于晚寒武系灰巖侵蝕面上。

參考文獻

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[2]羅銘玖，黎世美，盧欣祥，等.河南省主要礦產的成礦作用及礦床成礦系列[M].北京：出版社，2000.

[3]郭熙年，唐仲林，李萬程，等.河南省晚古生代聚煤規律[M].武漢：中國地質大學出版社，1991：185-191.

[4]河南省汝州市安溝鋁土礦詳查報告[R].河南省地質礦產勘查開發局測繪隊，2013.

作者簡介：劉美華（1982-），女，河南鄢陵縣人，工程師，從事地質礦產勘查、綜合研究及技術管理工作。