汝州鋁土礦礦床地質特征

摘 要：鋁土礦是金屬鋁的主要工業原料，鋁土礦的市場需求取決于金屬鋁的市場消費狀況。金屬鋁是與人類關系非常密切的有色金屬，它廣泛應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，鋁是人類消耗量最大的有色金屬材料。其消費結構為：建筑業占32.08%，電力占17.8%，包裝業占12.17%，耐用品占11.88%，機械占11.29%，交通占7.29%，其他占8.21%。

關鍵詞：鋁土礦 礦床 地質特征 找礦標志

中圖分類號：TD167 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0141-02

鋁土礦是金屬鋁的主要工業原料，鋁土礦的市場需求取決于金屬鋁的市場消費狀況。鋁礦產是與工業發展比較密切的有色金屬之一，它被廣泛用于建筑工業、輕工、機械制造、電氣、國防工業等領域，鋁礦產是人類消耗量最大的有色金屬材料。其消費結構為：建筑業占32.08%，電力占17.8%，包裝業占12.17%，耐用品占11.88%，機械占11.29%，交通占7.29%，其他占8.21%。

40多年來，世界上鋁的消費持續增長，年平均增長速度為5%，產量及用途僅次于鐵。最近美國研究發現煉鐵加鋁節省燃料，可減少焦炭25%的費用，并可消除鋼中硅等雜質，提高鋼的質量，這一新技術推廣不僅擴大了鋁的用途，必將大大增加對鋁的需求。

1 汝州區域地質概況

汝州區域位于華北地臺南部，北部為劉店—寄料斷褶區。以汝陽寨子溝—汝州螞蟻嶺的逆沖推覆構造前鋒帶的弧狀斷裂為界，跨越兩個構造小區，南部屬峴山沖褶區。

1.1 地層

該區域出露地層有太古界太華群，中元古界熊耳群、汝陽群，上元古界洛峪群，震旦系和古生界寒武系、石炭系、二疊系，新生界下第三系、第四系。區域屬華北地臺南緣的華北地層分區中的澠池—確山地層小區。

1.2 變質巖

該區域變質巖出露局限，露頭較少，基本都位于區域南部。區域內變質巖依據巖性、變形持征、變質程度劃分為四個巖組，即，雪花溝巖組、蕩澤河巖組、水底溝巖組、耐莊巖組。四個巖組都為斷層所限而孤立存在，互不相關。變質作用類型發育不均勻，以區域變質作用為主，動力變質作用弱，且分布局限性很大。

區域內分布變質巖類型較多，主要有大理巖類、片麻巖類、角閃質巖類、長英質粒巖類、片巖類及鈣硅酸巖類。

1.3 火山巖

該區域火山巖以噴出巖為主，主要為安山巖類和英安巖類，其巖性組合及分布前已敘及，此處不再贅述。

該區域侵入巖有兩種：一為師家溝輝綠巖脈；二為王家村安山玢巖脈，二者均為熊耳群火山活動有成因關系。它們與圍巖呈明顯侵入接觸或斷層接觸關系。

1.4 構造

該區域位于華北地臺南部，屬外方山系。自太古代以來，受多期構造運動作用的影響，變質作用、火山噴發、巖漿侵入，斷陷和逆沖推覆作用均有發生。依據構造的性質及樣式，可將區域劃分為兩個構造小區；峴山沖褶區和劉店—寄料斷褶區，兩者的分界是汝州螞蟻嶺的逆沖推覆構造前鋒的弧狀斷裂—汝陽寨子溝。

區域南部只要為峴山沖褶區，為寨子溝—螞蟻嶺逆沖推覆構造推覆體的前鋒帶，它的邊界為一產狀平緩的弧狀斷裂，該斷裂為三門峽—宜陽—魯山大斷裂的一段，區內延伸呈北西—面東向，向兩端出圖。該斷裂規模大，影像標志明顯，為區內主要構造。

劉店—寄料斷褶區占區域的大部，即包括向北開口的間店盆地及其外圍地區，該區構造以斷裂為主，集中分布于劉店的南側及北部，盆地內部斷層不太發育，區內褶皺只與大構造相伴。

1.5 礦產

該區域主要有鋁土礦、粘土礦、鐵、煤、石灰石、白云巖、石英巖等礦產。

2 鋁土礦礦床成因地質特征

汝州的鋁土礦生成于石炭紀晚石炭世華北海南緣的秦嶺古高地與嵩箕古島之間的寶臨海灣之中。

在寒武紀的末期，由于華北陸臺南部受冶里運動的影響，嵩箕地區首先抬升為陸，缺失奧陶系，上統寒武也受到了一定地剝蝕，為上石炭系的鋁土礦沉積提供了必要的物質來源。鋁土礦的形成受侵蝕面嚴格控制。

自晚石炭世初，地殼平緩下降，海水從北東方向侵入該區，溶解了古侵蝕面上的鋁、硅、鐵質，由于水溶液中pH值的改變，在古島邊緣海灣，即該礦區的盆地、淺洼地中開始了沉積，首先沉積了以鐵質為主的粘土巖，在成巖過程中，在還原條件下，形成了黃鐵礦、菱鐵礦、鮞綠泥石、高嶺石等，接著沉積了薄層鐵鋁質頁巖，以后沉積了鋁土礦，再向上沉積物中硅質含量增多，沉積了鋁質粘土巖，含鋁巖系沉積以后，地殼升降頻繁，海陸不斷變遷，生成了煤層及灰巖。

該區鋁土礦之下常有鐵礦層、鐵質粘土，局部可見煤線；上部硬質粘土巖石中產大量植物化石；有機質質含量高，顏色多呈灰褐—深灰色；粘土礦物以酸性的高嶺石為主。這些特征充分證明當時氣候溫暖潮濕，植物茂盛，對鋁質的分解和搬運、沉積，陸源巖石的化學作用，起著非常重要的作用。

區域內鋁土礦以碎屑結構為主，其形態不規則，有角礫狀、長條狀、半渾園狀等。碎屑除具泥狀—微粒結構外，本身還可具碎屑結構，為同生碎屑。其碎屑粒徑懸殊，分選性差，反映早期古巖溶、洼地鋁土礦形成之后，未真正固結之前，海水動蕩，沉積環境改變，可能含有短期的剝蝕后又沉積；另一方面說明該區鋁土礦沉積過程，其環境是較長時間在海水波浪的影響范圍之內。

鋁土礦最有利的沉積環境是半局限的湖盆或平原周圍的局限，使成礦物質得以富集成礦，同時平靜的水體環境促使氧化鋁膠體得以充分的凝聚沉淀。

鋁土礦沉積在古風化面上，沉積湖盆的古地形對鋁土礦的規模、厚度、品位起著重要的作用。巖溶地形發育地區的巖溶洼地、古地形表面低洼地區，鋁土礦體的厚度較大、品位較高，但規模較小，如Ⅲ號礦體。古地形較平坦的地區鋁土礦質量較差。礦體變薄負地形比正地形更有利于鋁土礦的沉積。綜之，鋁土礦形成的古地形條件是古高地是鋁土礦沉積的物質來源，古高地與古洼地相伴而生，而古洼地是鋁土礦沉積的場所。

鋁土礦的后期形成，是鋁土礦富礦體的形成不可忽視的重要因素，當形成的鋁土礦體抬升至氧化帶，尤其是受到后期構造的作用而破碎，使鋁土礦體經過去硅、去硫的過程，鋁土礦二次富集，形成高質量的鋁土礦礦石。

3 找礦標志

鋁土礦分布于上石炭統本溪組（C2b）含鋁巖系地層中，該層位是平行不整合于寒武系上統崮山組（∈3g）白云質灰巖的風化侵蝕面上，其上為上石炭系統太原組（C2t）的粘土巖夾生物碎屑灰巖、薄煤層及二疊系煤系地層。因而寒武系上統崮山組風化殼分布地區，其上有煤系地層分布就是該區尋找鋁土礦的有利地段，本溪組是鋁土礦含礦層位。

由于鋁質粘土巖、鋁土礦、鐵質粘土巖，山西式鐵礦經常共生。故只要有山西式鐵礦分布的地段，就有可能找到鋁土礦。

4 結語

通過上述總結研究，通過對平頂山汝州地區鋁土礦區區域地質背景、礦體賦存特征的綜合研究對比，得出的汝州鋁土礦礦床成因地質特征及找礦標志的總結。這對平頂山汝州地區鋁土礦的找礦勘查和發現新的礦床具有非常重要的指導意義。

參考文獻

[1]河南有色地質四隊.河南省汝州市盧溝鋁土礦詳查報告[R].2008.

[2]李新，竇瑞月，王昕.豫西鋁土礦礦床地質特征[J].資源環境與工程，2008（2）：179-182.

[3]吳國炎，姚公一.河南鋁土礦床[M].北京：冶金出版社，1996.

[4]何振鏞.河南西部鋁（粘）土礦床的分布規律及成因類型[J].河南有色地質，1992，10（3）：6-9.