河南省韓梁煤下鋁土礦地質特征及找礦前景

■　江雷　張佳俐　皇甫海泉

（河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊河南鄭州450016）

河南省韓梁煤下鋁土礦地質特征及找礦前景

■江雷張佳俐皇甫海泉

（河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊河南鄭州450016）

本文通過對韓梁地區鋁（粘）土礦區鋁土礦的賦存層位、分布、成因、礦石結構、構造和品位等情況的綜合分析,初步論述了韓梁鋁土礦的地質特征，并指出了該區的找礦前景。

鋁土礦韓梁地質特征前景

隨著鋁土業的迅速發展,鋁土礦石的需求量猛增,市場價格穩中有升,再加上河南省建設鋁土礦資源基地的戰略規劃，鋁土礦勘查開發迎來新的發展機遇。在這一形勢下，對河南省魯山—寶豐韓梁地區鋁（粘）土礦區鋁土礦地質特征及找礦前景進行研究,具有重要的現實意義。

1　區域地質特征

據河南省地質礦產局區域地質調查隊編制的“河南省地質構造圖”，本區屬中朝準地臺—華熊臺緣坳陷—澠池-確山陷褶斷束—梁洼向斜，地層區劃為華北地層區澠池-確山小區[1]。

梁洼向斜屬燕山運動形成的地臺型向斜，它嚴格地控制著區內地層和沉積礦產的分布[1]。向斜呈北東-南西向延伸，且南西端抬起，向北東傾伏，長寬均在15km左右。依據河南省地質科學研究所編制的1:50萬“河南省地質圖”（1999年版），該向斜核部為二疊系中統石盒子組（P2s）地層。除白堊系下統大營組（K1d）和第四系（Q）地層沿石龍河兩岸和北部平原區分布外，向斜兩翼從新到老依次出露二疊系下統山西組（P1s）、石炭系上統太原組（C2t）和本溪組（C2b）、下古生界寒武系（C）、中元古界薊縣系汝陽群云夢山組（Jxy）及太古宇太華巖群（Arth）。向斜南東翼巖層傾角6～20°，因受青草嶺逆斷層組的牽引作用，北西翼地層出露零星，面積狹小，巖層傾角較陡，局部達60～70°。

2　礦區地質特征

礦區出露的地層簡單，從老到新有寒武系中統張夏組（C2zh）、上統崮山組（C3g）、石炭系上統本溪組（C2b）、上統太原組（C2t），二疊系下統山西組（P1s）、中統石盒子組（P2s）、白堊系下統大營組（K1d）及第四系（Q）。其中白堊系下統大營組（K1d）和二疊系中統石盒子組（P2s）分布最廣。礦區西部地層傾角一般15°～30°，局部地段受青草嶺斷層影響，傾角較陡，直立或倒轉，東部及東南部地層傾角稍緩，為13°～26°，平均傾角20°左右。

礦區在構造上涵蓋了梁洼向斜的東西兩翼及核部，斷裂構造主要有三條NW-SE向正斷層及NNW-SSE向的青草嶺逆斷層帶。

礦區巖漿活動較強烈，西南部邊緣出露少量花崗巖，中部大面積出露大營組中性火山噴發巖—黑云母輝石安山巖及凝灰巖。輝石安山巖一般沿太原組地層順層侵入，局部吞蝕鋁（粘）土礦含礦巖系，凝灰巖一般沿斷裂、裂隙噴出地表。

圖1　河南省魯山-寶豐韓梁地區鋁（粘）土礦區地質簡圖

3　鋁土礦礦體特征

礦區內鋁土礦工業礦體賦存于石炭系上統本溪組（含礦巖系）中段，呈似層狀、透鏡狀，礦體形態受寒武系崮山組古風化面形態控制[2，3]，在古巖溶凹地處一般形成較厚工業礦體，其他地段礦層變薄甚至尖滅。礦層較厚地段局部產出粘土巖夾石，礦體的頂板圍巖主要為粘土巖，部分地段頂板為粘土質頁巖或含蜓科化灰巖，底板常為鐵質粘土巖或赤褐鐵礦，部分地段為白云巖。區內大致圈定1個礦體，礦體在平面上呈不規則多邊形狀分布，剖面上呈似層狀、透鏡狀。礦體厚度變化較大，一般為0.53～6.40m，平均厚度約2.27m。工程見礦品位變化較大，鋁硅比2.0～8.1，平均4.4；Al2O3含量41.34%～71.53%，平均60.55%。礦石主要呈晶粒狀、碎屑狀、豆鮞狀結構，以晶粒狀結構的鋁土礦石質量較好，礦石呈塊狀、致密塊狀構造。

4　鋁土礦石特征

鋁土礦石為一水硬鋁石型。礦石中主要礦物為一水硬鋁石，呈結晶粒狀，隱晶狀，偶見粒狀，粒徑0.05～0.3mm，且多呈鮞狀、豆鮞狀等集合體；其次為高嶺石，少量褐鐵礦、黃鐵礦，微量礦物有鋯石和榍石；部分礦石可見伊利石、方解石和菱鐵礦。礦石化學成分中Al2O3在41～72%、SiO2在8～29%、A/S在2.0～8.1、Fe2O3在0.1～3.4%，T iO2燒失量9～15%。

共（伴）生礦產：礦區內有硬質粘土礦礦體，硬質粘土與鋁土礦同屬本溪組中段地質層位，分布較普遍。礦區內還有鐵礬土礦及硫鐵礦礦體，屬本溪組下段地質層位，同時勘查區內有鋁土礦伴生礦產鎵。在張八橋礦區勘查鋁土礦過程中，對該區石炭系上統太原組石灰巖礦以400m×400m的網度進行取樣化驗，CaO含量一般均在50%以上，有害雜質MgO、SiO2含量不高，屬質量較好的鋁氧熔劑灰巖。按一般工業指標要求，該區石灰巖礦可劃歸為Ⅰ級品，應屬鈣高、鎂低、硅偏高的優質熔劑石灰巖礦，可供今后選擇使用[1]。因此，在勘查鋁土礦的同時，應注意對這些共（伴）生礦產進行綜合勘查、綜合評價。

5　礦床成因及找礦標志

5.1礦床成因分析

本區鋁土礦床沉積于古侵蝕間斷面上，垂直剖面由下而上為鐵→鋁→鈣層序[1,2,3]；礦石一般為深灰色呈碎屑狀、豆鮞狀結構，且可見植物化石的痕跡和黃鐵礦結核或星點狀細晶。這些現象表明礦層本身系沉積巖的一個組成單元，當屬沉積礦床無疑。沉積層序表明鐵、鋁是處于海侵的前奏，在濱海的湖沼中沉積形成的；隨后在海進過程中沉積了石炭系太原組（C2t）大厚層石灰巖[2,3]。

沼澤盆地的基底是寒武系崮山組（C3g）碳酸鹽巖（白云巖），因而沼澤中的水溶液因溶解了大量的碳酸鹽類而顯堿性。當鋁、鐵的氫氧化物，由地表酸性介質進入沼澤盆地時，因水介質PH值的改變而發生中和沉淀。鋁、鐵的轉移值雖然相同，但它們沉積的氫離子濃度值卻有較大差異：Fe(OH)3為5.5，Al(OH)3為4.1，因而鐵質物較鋁先行沉積。加上摻合作用強烈，兼之鐵質來源不足，鐵的富集作用并不顯著，一般多呈鐵質粘土巖產出，即礦層底板鐵質粘土層。當時的溶液是堿性的，因此其中溶有一定量SiO2、Al(OH)3的水隨地表酸性介質剛進入盆地沼澤時，溶液中的硅多于鋁，所以繼鐵質物的沉積之后，又沉積了含SiO2較高的高嶺石粘土，此即鋁土礦層下部往往發育著硬質粘土礦層的緣故。由于SiO2的不斷消耗，溶液中的鋁便多于硅的含量，進而行成含礦系中上部的主要鋁土礦富集層位。鋁土礦沉積的厚度與含礦系的厚度正相關，厚度較大的部位反映了古溶溝洼地的繼承作用，即古地貌對鋁土礦分布具有重要的控制作用[3]。

5.2找礦標志

了解了鋁土礦的形成環境、分布規律，即有了明確的找礦方向。首先，地層在地臺上升期經歷了奧陶紀、志留紀、泥盆紀及下石炭世漫長地質時期的沉積間斷，使之具備豐富的鋁質物源，這是尋找該類型鋁土礦床的基礎[2]。其次，古地貌為溝谷洼地的地區是富大鋁礦行成的有利地段。再次，已形成的鋁土礦，尚需具備保留的條件，即應具有完好的上覆蓋層太原組。更直接的找礦標志是鐵質粘土巖的上部和太原組石灰巖的下部，或煤層（煤線）的下部或附近[2,3,4]。

6　找礦前景分析

綜上所述，韓梁地區煤層在區內賦存普遍，開采面積大，因此鋁土礦賦存層位面積相應也很大；礦區找礦標志特征鮮明，礦石優質，預期可獲得鋁土礦6000萬噸以上，預獲大型礦產地一處。

[1]吳國炎，姚公一，呂夏，等.河南鋁土礦床 [M].北京：冶金工業出版社，1996.

[2]吳國炎.華北鋁土礦的物質來源和成礦模式探討 [J].河南地質，1997：161-166.

[3]楊振軍，劉國范，馬庚杰，等.豫西鋁土礦成礦地質條件及找礦前景 [J].礦產與地質，2005，19（03）：280-285.

P61[文獻碼]B

1000-405X（2016）-4-4-2

江雷（1987～），男，助理工程師，研究方向為地質勘查。