黔北道真向斜西翼鋁土礦地質特征及成因探討

袁　睿，鮮紹軍，金中國，宋小軍

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局地質礦產勘查院，貴州貴陽550005）

黔北道真向斜西翼鋁土礦地質特征及成因探討

袁睿*，鮮紹軍，金中國，宋小軍

（貴州省有色金屬和核工業地質勘查局地質礦產勘查院，貴州貴陽550005）

道真向斜位于務正道鋁土礦帶的西部邊緣，在其西翼現已查明4個鋁土礦床，估算（332）+（333）+ （334）？鋁土礦資源量約4000×104t。對含礦巖系分布、礦體產出特征、礦石類型及其底板黃龍組厚度進行系統分析，認為：由北向南礦體規模逐漸增大；含礦巖系厚度與礦體厚度呈正相關，與黃龍組厚度之間呈負相關關系；區內殘存黃龍組分布特征，揭示古地理環境為地勢相對低的古地貌，水體交替作用相對弱，從而脫硅富鋁作用也相對弱，所以區內礦石類型大多為鋁硅比不高的塊狀、致密塊狀和豆鮞狀礦石。

地質特征；鋁土礦；礦床成因；道真向斜；黔北

貴州務正道鋁土礦區位于黔北—渝南鋁土礦成礦帶的南段，是2010年被列為全國首批47個整裝勘查項目之一。截止2014年底，發現眾多鋁土礦床，提交各級別總資源量約7×108t，形成貴州新的鋁工業基地。道真向斜位于務正道鋁土礦帶的西部邊緣，在其西翼現已查明4個鋁土礦床，估算（332）+（333）+（334）？鋁土礦資源量約4000×104t。

1　地質背景

務正道地區大地構造位置處于揚子陸塊南部被動邊緣褶沖帶，以北北東向褶皺發育為特點，其背斜相對平緩開闊，向斜相對較緊閉，為典型的隔槽式褶皺（見圖1）。

區域內出露寒武系、奧陶系、志留系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系地層。志留系只發育中下統韓家店組，石炭系僅在局部地區出露上統黃龍組。二疊系中統梁山組為區內鋁土礦的含礦巖系［1-3］，巖性主要為炭質泥巖、粘土巖、鋁土質粘土巖、鐵綠泥石巖及鋁土礦等。區內無火成巖、變質巖出露。

2　礦床地質特征

2.1地層特征

道真向斜是務正道鋁土礦成礦帶中面積最大的存礦構造，存礦面積約600km2。道真向斜西翼已探明1個大型礦床、2個中型礦床和1個小型礦床。含礦巖系二疊系中統梁山組：頂部為炭質泥頁巖，為礦層頂板標志層，一般厚0.3～1.3m，平均厚度0.9m；中部為鋁土巖系，一般其中間顏色較淺，向上下兩側顏色變深，一般厚2.0～6.0m，平均厚度4.1m；底部為含綠泥石巖系一般厚0.5～2.0m，平均厚1.3m。整段含礦巖系常見黃鐵礦和炭質化石碎條分布，其中部鋁土巖系可細分為5～6個亞層，第4、5層為礦區主礦層，其特征由上至下為：

棲霞組：灰—深灰色泥晶灰巖、泥灰巖，與下伏地層整合接觸，厚度大于100m。

梁山組：為含鋁土礦層位，與下伏地層不整合接觸，厚3.4～12.7m，可細分為：

（1）灰黑色炭質泥巖、泥頁巖、劣質煤，偶含黃鐵礦細粒和化石碎片，厚0.2～3.5m。

（2）深灰—黑色塊狀含炭質鋁土質泥巖、鋁土巖，含斑塊狀和細粒狀黃鐵礦及化石碎片，厚0～0.6m。

圖2　道真向斜西翼礦床地質略圖和勘探線地質剖面示意圖及礦石類型分布圖1.侏羅系下統；2.三疊系中統獅子山組；3.三疊系中統松子坎組；4.三疊系下統茅草鋪組；5.三疊系下統夜郎組；6.二疊系上統吳家坪組、長興組；7.二疊系中統棲霞組、茅口組；8.二疊系中統梁山組；9.石炭系上統黃龍組；10.志留系中下統韓家店群；11.含礦巖系露頭線；12.地層界線；13.正斷層；14.巖層產狀；15.向斜軸；16.剖面線位置

（3）灰—淺灰色含豆鮞塊狀、致密狀鋁土巖，偶含黃鐵礦細粒，厚0～1.7m。

（4）灰—淺灰色塊狀、致密狀鋁土礦，偶含豆鮞和黃鐵礦細粒，厚0～1.4m。

（5）淺灰—灰白色含豆鮞碎屑狀、豆狀、半土狀—鋁土礦，偶含黃鐵礦和炭質碎屑，厚0～5.6m。

（6）灰色塊狀含豆鮞塊狀鋁土礦，偶含黃鐵礦晶斑和黑色化石碎條，厚0～1.0m。

（7）灰—灰白色致密狀、塊狀鋁土質泥巖、鋁土巖，含黃鐵礦及化石碎片，厚0.3～3.5m。

（8）灰綠色、灰—深灰色塊狀含鋁土質綠泥巖、含鋁土質綠泥巖，含黃鐵礦細粒和炭質碎條，偶含鮞粒，厚0.2～3.1m。

黃龍組：為灰—灰白色白云巖、白云質灰巖，與下伏地層不整合接觸，厚0～9.3m。

韓家店群：為灰—灰綠色泥頁巖，厚度大于200m。

2.2礦體產出特征

道真向斜西翼含礦巖系出露長度近30km，分布10余個礦體，產于中二疊統梁山組中上部，呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，產狀與圍巖一致，北部礦體較平緩，傾角15°～26°；南部礦體突然變陡，傾角50°～70°，且向深部延伸還有逐漸變陡之趨勢（圖2）。各礦體規模大小不等，且相差較大，礦體長270～4200m，礦體傾向寬200～900m，總體來說區內由北至南礦體連續性變好，規模增大［4］。

3　礦石特征

3.1礦石類型及質量

研究區內礦石主要由一水硬鋁石、軟水鋁石、高嶺石等粘土礦物組成。礦石構造以致密狀、塊狀構造和豆狀、鮞狀構造為主，其次為土狀、半土狀和碎屑狀構造。總體來說，碎屑狀、土狀、半土狀礦石質量最好，致密狀和塊狀礦石次之，豆鮞狀礦石略差，詳見表1。

3.2礦石分布規律

表1　道真向斜西翼礦石特征簡表

（1）從礦體的垂向來看，在揭露深部礦體的多數工程中只見發育1～2種礦石類型，同時發育3種礦石類型的較少見，主要為只發育致密塊狀礦石和同時發育豆狀與致密塊狀礦石的礦體，約占70%；一般致密塊狀礦石發育在礦體的上部，其下發育豆鮞狀礦石，土狀—半土狀和碎屑狀礦石發育在礦體下部。

（2）從整個道真向斜西翼南北近30km范圍內分布的深部礦體來看（圖2），致密狀和塊狀礦石全區均有分布，在南端有增加的趨勢；豆鮞狀礦石由北向南逐漸增加，在南端又減少；而土狀、半土狀和碎屑狀呈星島狀在礦體局部產出。此種現象與古地貌有關，致密狀礦石是在地勢較低處，沒有經過淋濾或弱淋濾形成的；豆鮞狀礦石是暴露或接近地表過程中形成的；半土狀及土狀鋁土礦是暴露在地表淋濾而成的［5］。本區豆鮞狀和致密狀礦石所含比例較大，說明本區形成的礦體大多處于近地表或水體內，鮮有暴露淋濾作用發生或淋濾作用不強。

（3）從整個研究區內礦石質量來看，南北兩端的礦石質量較中部的好，Al2O3的含量和鋁硅比略有增加。

4　礦系、礦體和黃龍組厚度變化特征

本區含礦巖系中二疊統梁山組厚度為3.4～12.7m，變化系數為27.3%，屬于較穩定型，平均6.3m。其中見礦孔的含礦巖系厚度為3.5～12.7m，一般在4.0～8.0m，主要集中在5.0～7.0m，平均6.5m；不見礦孔含礦巖系厚度3.4～10.2m，平均5.9m；總體上見礦比不見礦孔含礦巖系厚度略大（見表2）。

區內含礦巖系底板主要為黃龍組，時代屬晚石炭世，為一套被剝蝕地殘缺不全的灰色、灰白色、淺紫色、肉紅色中厚層狀中晶—粗晶灰巖、白云巖，與上覆地層梁山組及下伏地層韓家店組均呈平行不整合接觸。

研究區含礦巖系厚度與礦體厚度相關系數為0.35，呈中等正相關；黃龍組與含礦巖系和礦體厚度呈負相關（圖3），相關系數分別為-0.80和-0.47。統計區內的77個鉆孔中，有73個見黃龍組鉆孔，見黃龍組鉆孔比例為95%，黃龍組厚度0～9.3m，平均4.9m。而位于務正道礦帶北部東緣的鹿池向斜內的瓦廠坪礦區，見黃龍組鉆孔比例為42%，黃龍組平均厚度為2.33m；位于務正道礦帶南部新模向斜的新木晏溪礦區，見黃龍組鉆孔比例僅為15%，黃龍組平均厚度為0.69m［6］。本區殘存黃龍組分布較穩定，厚度相對較大，說明黃龍組遭受風化剝蝕弱，揭示本區古地理環境為地勢相對低的古地貌，同時也佐證了本區礦體形成大多處于近地表或水體內，鮮有暴露淋濾作用發生或淋濾作用不強的觀點。

表2　含礦巖系厚度變化頻率表

5　鋁土礦的形成

中志留世之后，廣西運動使務黔北—渝南地區逐漸隆起成陸，接受風化剝蝕。至早石炭世，長達60余萬年的時間里，該區泥質頁巖及夾在其中的灰巖大量風化剝蝕形成富含鋁、鐵元素的紅土或鈣紅土［7］，晚石炭世早期，該區再次沉降，接受沉積，形成黃龍組灰巖。晚石炭世中晚期，該區又隆升為陸地，再次接受風化剝蝕，部分地區黃龍組灰巖剝蝕殆盡，由于該區處于熱帶干濕相間的氣候條件下，早期的風化作用形成黃龍組風化的鈣紅土和韓家店組的紅土，為鋁土礦的形成準備了充足的物源［5］。前人研究表明：早二疊世，是鋁土礦形成的關鍵時期，此時該區處于總體為開口向北的半封閉海灣邊緣，隨著大規模的海侵海退，富含鋁、鐵的紅土及鈣紅土向海灣方向搬運［5］，同時發生脫硅富鋁作用，當這些紅土處于水體交替好、淋濾作用強的地段，那么該地段的紅土脫硅富鋁效果好，則形成品質較好的鋁土礦，反之則不成礦或礦石品質差。而本研究區處于地勢相對較低的古地貌，使得含礦巖系大多數時期處于潛流帶或潛流帶之下，整體水體交替作用相對弱，暴露淋濾時間短，從而脫硅富鋁作用也相對弱，所以區內礦石大多為鋁硅比不高的塊狀、致密塊狀和豆鮞狀，而鋁硅比較高的土狀—半土狀不多。

圖3　含礦巖系、礦體與黃龍組厚度關系圖

6　結論

研究區由北向南礦體規模增大，含礦巖系厚度與礦體厚度呈正相關，與黃龍組厚度呈負相關。區內具有礦石類型以鋁硅比不高的致密狀、塊狀構造和豆狀、鮞狀構造為主的特征和殘存黃龍組相對于其他礦區分布較穩定、厚度相對較大的特征，均揭示本區處于地勢相對較低的古地貌，含礦巖系大多數時期處于潛流帶或潛流帶之下，整體水體交替作用相對弱，暴露淋濾時間短，從而脫硅富鋁作用也相對弱。

［1］武國輝，劉幼平，張應文.黔北務—正—道地區鋁土礦地質特征及資源潛力分析［J］.地質與勘探，2006，42（2）：39-443.

［2］金中國，黃智龍，等.黔北務正道地區鋁土礦成礦規律研究［M］.北京：地質出版社，2013.

［3］黃智龍，金中國，向賢禮，等.黔北務正道鋁土礦成礦理論及預測［M］.北京：科學出版社，2014.

［4］袁睿，等.貴州省務正道地區鋁土礦整裝勘查道真向斜勘查報告［R］.貴州省有色金屬和核工業地質勘查局地質礦產勘查院，2015.

［5］杜遠生，等.黔北務正道地區早二疊世鋁土礦成礦模式［J］.古地理學報，2014，16（1）：1-8.

［6］趙遠由，蘇書燦.黔北務正道地區黃龍組地質特征及其找礦指示意義［J］.地質科技情報，2013，32（1）：23-26.

［7］李克慶，朱成林.遵義鋁土礦的分布及對基底的依存關系［J］.貴州地質，2007，24（4）：278-281.

P618.45

A

1004-5716（2016）04-0107-04

2016-01-04

2016-01-05

袁睿（1983-），男（漢族），湖南漢壽人，工程師，現從事礦產勘查工作。