平陸縣靳家底礦區鋁土礦礦體地質特征及厚度、品位變化規律初探

翟自峰

（山西省地球物理化學勘查院，山西 運城044004）

平陸縣靳家底礦區鋁土礦礦體地質特征及厚度、品位變化規律初探

翟自峰*

（山西省地球物理化學勘查院，山西 運城044004）

通過鉆孔的系統揭露，山西省平陸縣靳家底礦區鋁土礦床是一個半裸露型、似層狀—透鏡狀—漏斗狀三者一體、剝蝕天窗型、斷層型的一個近海沉積型鋁土礦。鋁土礦體賦存于石炭系本溪組鐵鋁巖系中，平面上有分布不規則，有無礦天窗，厚度變化大，品位在大厚度處富集等特點。

靳家底礦區；地質特征；含礦巖系；厚度與品位

山西省平陸縣靳家底礦區一帶，石炭系本溪組鐵鋁巖系廣泛分布，具有形成鋁土礦床的地質條件，是尋找鋁土礦的有利地段。礦區位于豫皖斷塊北緣，濟源—澠池塊坳之澠池斷凹的東部，受中條山南東側山前大斷裂影響，區域斷裂構造較發育，斷裂多為北東—南西向，傾向南東，傾角較大，均大于70°，巖漿巖活動較弱。區域礦產較為豐富，主要有煤、鋁土礦、山西式鐵礦、石灰巖、粘土巖，石膏等。

1　礦區地質特征

1.1地層

礦區出露地層由老到新依次為奧陶系中統馬家溝組（O2m）、石炭系中統本溪組（C2b）、上統太原組（C3t）、二疊系下統山西組（P1s）、下石盒子組（P1x）、第四系下更新統（Q1）、中更新統（Q2）及全新統（Q4）（圖1）。

1.2構造

礦區內多見有斷層構造。本區自下古生代以來，地殼基本固結而不再有強烈擠壓褶皺，主要為垂直升降運動。地層大多呈舒緩波狀單斜產出，走向北東—南西，傾向南東，傾角8°～10°，由于不均衡的差異升降所引起的斷裂構造，均為正斷層，垂直斷距一般10～80m，對礦體有破壞作用，礦區內共發現有12條斷層，主要斷裂構造特征簡述如下：F1斷裂：位于礦區西北部，走向NEE-SWW，長約2250m。為該礦段最長的斷層，將礦體自然分成NW、SE兩部分，傾向NW，傾角85°～90°，斷距大于80m。F2斷裂：位于礦區西南部，走向NE-SW，出露長70m。將礦體露頭明顯斷錯，斷距15m，傾向160°，傾角65°。F3斷裂：位于礦區北東部，走向NW-SE，出露長110m。將礦體露頭明顯斷錯，斷距20m，產狀60°∠68°。F4斷裂：位于礦區東部，出露長270m。明顯斷錯礦體露頭，斷距40m，產狀70°∠60°。F5斷裂：位于礦區北部，地表出露長50m。明顯斷錯礦體露頭，斷距30m，產狀130°∠60°。F11斷裂：位于礦區北部，地表出露長度約30m，露頭出露層位有明顯錯斷，斷距較小，僅為2m左右，產狀310°∠55°。F12斷裂：位于礦區北部，地表出露長約130m，斷距不明顯，產狀大致為130°∠30°。另據鉆孔勘探線巖礦層對比看，礦段中還有5條隱伏斷裂，雖地表未見出露，但巖礦層有明顯被錯斷現象，5條斷裂分別編號F6、F7、F8、F9、F10。

2　礦體特征

礦體呈似層狀、透鏡狀、漏斗狀，一般為單層，其形態嚴格受奧陶系古風化面的控制。因后期地形切割和風化剝蝕作用，礦體邊緣露頭呈港灣狀、舌狀等不規則狀繞山脊展布。礦層厚度0.5～9.0m，平均2.53m，低凹處厚度大，連續性較好，且質量相對較好；凸起處厚度薄或無礦，形成無礦“天窗”。礦區內鋁土礦由于工程控制不連續，礦體主要位于礦區西南部及中部控礦工程密集區，賦存于古生界本溪組鐵鋁巖系中，其中1號、2號礦體為礦區主要礦。1號礦體位于礦區的西南部，東西長約1860m，南北寬約650m，礦體面積0.796km2，頂板最高標高478.45m，底板最低標高380.33m，礦體共估算資源量649.93×104t，礦體平均厚度2.83m，礦體平均品位Al2O3為62.29、SiO2為14.61、Fe2O3為2.51、A/S為4.26。礦體比較連續，僅在鉆孔ZK0305、ZK0701處出現了無礦天窗，面積含礦率為97.6%。礦體為單層礦，層狀產出，傾向與地層產狀一致，傾向南西，產狀較平緩，傾角5°～10°。礦體露頭沿東沿及南沿山溝展布，由于后期地形切割和風化剝蝕作用，呈曲折港灣狀。2號礦體位于礦區的中部，東西長約1180m，南北寬約930m，礦體面積0.86km2，頂板最高標高483.30m，底板最低標高397.07m，礦體共估算資源量504.78×104t，礦體平均厚度2.03m，礦體平均品位Al2O3為66.13、SiO2為12.00、Fe2O3為2.37、A/S為5.51。礦體比較連續，僅在鉆孔ZK0002處出現了無礦天窗，面積含礦率為92.5%（圖2）。

圖1　靳家鋁土礦區地質及構造分布圖

從平面上看，1號、2號礦體北部為鋁土礦被剝蝕區，兩都界線有從明顯的剝蝕到沉積無礦，再到礦體厚度較小，再到南部礦體厚度增加，有一定的漸進的過程。

從圖2的鋁土礦體等厚線還可以看出，本區鋁土礦礦體的另外一個顯著特征，鋁土礦體在平面上的連續性主要是依靠古地貌漏斗的連續分布。礦區南部礦體比較連續很大程度上是古地貌地勢較低洼且有較多巖溶漏斗的功勞。

3　含礦巖系特征

加里東運動使本區上升為陸地，經長期沉積間斷，基底奧陶系灰巖，遭受強烈的風化剝蝕，形成了富含鐵鋁物質的風化殼和凹凸不平的古地形，為中石炭世晚期本溪組下段鐵鋁含礦層的沉積，提供了物質基礎和有利場所。由于頻繁的升降運動，沉積環境動蕩不定，從而出現了沉積巖性組合的變化。自下而上依次為：鐵鋁巖層—鋁土礦層—粘土巖層。鐵鋁巖層：主要巖性為深灰黃色—紅褐色鐵質粘土巖、鐵鋁巖。局部見有窩子狀和透鏡狀鐵礦，以及鮞狀綠泥石粘土巖。受古風化面凹凸不平影響，厚度變化較大，一般0.6～2.6m，平均厚約1.4m。該層的沉積起了填平補齊古地形的作用，使沉積的鋁土礦層厚度相對穩定。鋁土礦層：鋁土礦由下而上結構類型依次為：粗糙狀、碎屑狀、豆鮞狀，與之相應A/S值也由高—低—較低，礦區平均厚度2.53m。局部礦層中出現夾層，厚度一般較小。粘土巖層：主要為粘土巖及硬質耐火粘土礦。平均厚約1.30m左右。

4　礦體厚度、品位及其變化規律

圖2　靳家底鋁土礦區礦體特征簡圖

本區鋁土礦因其沉積環境及成礦條件不同，礦體厚度有明顯差異，表現出2個特點，一是受奧陶系古風化面凹凸不平控制厚度有明顯差異。低凹處厚度大，凸起處厚度薄或無礦；二是原生沉積的鋁土礦，經風化剝蝕改造，就地殘積于巖溶凹地重新堆積氧化形成的堆積型鋁土礦，其規模小而形態復雜，相對就地沉積型鋁土礦厚度變化較大。

圖3　靳家底鋁土礦區礦體厚度、品位頻率變化曲線圖

總體上本礦段礦體厚度不穩定，由于本區礦體基本上為漏斗狀、雞窩狀，厚度變化較大。本礦段115個工程中有8個剝蝕無礦，21個沉積無礦，見礦率75%。單工程見礦最厚為14.15m，最小為0.5m，平均厚2.03m，厚度變化系數83.19%。其中1號礦體厚度為0.5～14.15m，平均2.70m，厚度變化系數83.68%，屬厚度不穩定范圍；2號礦體厚度為0.5～5.21m，平均1.56m，厚度變化系數72.63%，屬厚度較穩定范圍（見圖2、圖3）。

本區鋁土礦品位的變化主要與古沉積環境關系密切，一般在鋁土礦沉積低凹部位，特別是巖溶形成的漏斗部位，礦體厚度相對較大，礦石品位較富；古沉積環境為凸起部位，則礦體厚度薄，礦石質量差，甚至變成無礦天窗。另外由于后期風化淋濾脫硅、脫硫次生富集或再堆積的影響，造成礦石品位加富，因此邊緣工程品位略高于內部工程。從沉積垂向上看，礦體中部Al2O3含量高，SiO2含量低；上部和下部Al2O3含量較低，SiO2含量較高。Al2O3與SiO2含量呈明顯反消長關系（見圖4）。

圖4　單工程主要化學成分垂直方向變化曲線圖

5　結論

本礦區構造較多，礦區中部及北西部因剝蝕及沉積無礦而形成了大面積的無礦天窗。但本區的斷層構造對于礦體的影響是有限的，鋁土礦嚴格受控于含礦層位，即鋁土礦體主要賦存于石炭系中統本溪組的鐵鋁巖系中，含礦巖系從下到上依次為鐵鋁巖—鋁土礦—粘土巖；鋁土礦體形態主要以似層狀、透鏡狀、漏斗狀為主，其中漏斗狀形態的礦體是本區最顯著的礦體特征，受控于古巖溶地貌，漏斗狀鋁土礦直接決定的本區鋁土礦礦體的厚度變化大、品位隨厚度富集等主要特點。

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P613

A

1004-5716（2016）06-0147-04

2015-05-15

翟自峰（1981-），男（漢族），山東泗水人，工程師，現從事鋁土礦等礦產找礦工作。