河南省宜陽(yáng)地區(qū)鋁土礦地質(zhì)特征及找礦意義

金 磊，方 榮，董俞雪

（1.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測(cè)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450000；2.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

宜陽(yáng)縣鋁土礦床大地構(gòu)造位于華北地臺(tái)南緣，中朝準(zhǔn)地臺(tái)的西北端，箕嵩臺(tái)隆西側(cè)、澠池-確山陷褶斷束中北部。煤系及鋁（粘）土礦地層發(fā)育較齊全，鋁土礦成礦地質(zhì)環(huán)境優(yōu)越。

（1）地層。本區(qū)地層區(qū)劃歸屬華北地層區(qū)、豫西地層分區(qū)、澠池－確山小區(qū)（參照《河南省區(qū)域地層志》）。地層出露較齊全，地殼基底片麻巖系和蓋層火山巖、沉積巖系各時(shí)代地層均有出露。中元古界熊耳群和汝陽(yáng)群、新元古界洛峪群和震旦系，古生界寒武系、石炭系、二疊系，中生新界三疊系和第四系。

（2）構(gòu)造。本區(qū)由不同的大地構(gòu)造單元組成。西南部熊耳群出露區(qū)屬華熊臺(tái)隆，是古元古以后的不斷隆起區(qū)；東北部沉積地層分布區(qū)屬澠臨臺(tái)坳，是中元古以后坳陷沉積區(qū)；而洛河以北和東南部，則為新生界以來(lái)發(fā)育的斷陷盆地。概括而言，本區(qū)是在隆起、坳陷、沉積、褶皺之后，又被不同期次，不同方向，不同規(guī)模和不同性質(zhì)的斷裂體系切割、改造、疊置、拉開(kāi)而復(fù)雜化了的斷塊地體，總體構(gòu)造是西南部隆起，東南部降落，北部斷陷。其對(duì)鋁土礦床的展布起著重要的控制作用。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 含礦巖系特征

含礦巖系為一套含鐵富鋁的鋁土—粘土巖組合。含礦巖系厚度變化之大，取決于基底地形的起伏變化，地形平坦，礦層厚度穩(wěn)定，呈層狀、似層狀平緩產(chǎn)出。地形低洼處，特別是有巖溶漏斗的地段，含礦巖系的厚度達(dá)30m～50m，古地形凸起處，也會(huì)出現(xiàn)風(fēng)化剝蝕掉的情況。

含礦巖系的底部，為蛋清色水云母粘土巖或高嶺石粘土巖。呈皮殼狀，直接貼附于碳酸鹽巖古風(fēng)化面上，或充填于角礫巖間隙中。個(gè)別地段該層位滅失，底部直接與寒武系白云質(zhì)灰?guī)r不整合接觸。含礦巖系的中部為鋁土礦礦層，一般分三層，下層鐵質(zhì)粘土巖，局部形成黃鐵、菱鐵礦工業(yè)礦體（山西式鐵礦），氧化后形成赤褐鐵礦，局部夾鋁土礦透鏡體；中層是鋁土礦礦體，灰、淡黃色、淡紫色、暗灰色等，軟硬不一，呈致密、豆鮞狀、碎屑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

2.2 礦體特征

區(qū)內(nèi)礦體分為錦屏山礦段，李溝礦段、蘭家門礦段。其中錦屏山礦段沉積不穩(wěn)定，厚度變化大，局部沉積缺失。李溝礦段和蘭家門礦段沉積較為穩(wěn)定，礦體較連續(xù)。礦體形態(tài)大體可分為：似層狀、透鏡（漏斗）狀，以及兩者的復(fù)合形態(tài)，局部亦出現(xiàn)分支復(fù)合狀。從空間上看，礦體的總體形態(tài)應(yīng)是在厚度一至數(shù)米的似層狀礦體背景上，不等距地嵌布著大厚度的溶斗狀礦體的復(fù)合形態(tài)。其產(chǎn)狀與下伏碳酸巖古風(fēng)化面明顯不一致，由四周向中心傾斜，呈獨(dú)立產(chǎn)出，其厚度大，礦石質(zhì)量較好。

2.3 礦石物質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

2.3.1 礦石礦物成分

根據(jù)偏光顯微鏡鑒定，X-射線衍射分析及差熱分析，礦石中主要礦物成分如下：

（1）高嶺石：一般呈膠體分散或呈細(xì)小隱晶質(zhì)及少量鱗片狀集合體，粒度細(xì)小，一般在5微米左右。

（2）一水硬鋁石：多為似鱗片狀集合體或膠態(tài)豆?fàn)铛b狀集合體，不均勻或呈似團(tuán)塊狀分布于高嶺石中。在一些硬質(zhì)粘土礦中，可見(jiàn)灰黑色的水鋁石的粒屑和團(tuán)塊。少數(shù)呈微晶及隱晶狀，可達(dá)0.1mm以上，為他形粒狀結(jié)合體。在鋁土礦中，一般含70%～80%，（高嶺石含15%～25%）。

（3）葉臘石：鏡下常呈葉片狀，有時(shí)呈放射葉片狀幾何體，期間分布著鐵、泥質(zhì)。部分呈顯微鱗片狀分散于高嶺石中，可構(gòu)成葉臘石型耐火粘土。

（4）伊利石：呈鱗片狀，晶形特別，常呈彎曲輪廓的片狀，并和高嶺石交織成席狀與之共生。

表1 宜陽(yáng)鋁土礦礦體特征一覽表

次要礦物為綠泥石、蒙脫石、褐鐵礦、赤鐵礦、白云母、絹云母等。礦石中還常有碎屑長(zhǎng)石及一些微量的鋯石、石英、方解石、電氣石、金紅石、榍石、磷灰石等。

2.3.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及類型

礦石主要呈鮞粒狀、豆粒狀、礫屑狀、致密狀結(jié)構(gòu)，亦見(jiàn)顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。構(gòu)造類型有塊狀、蜂窩狀、層狀等。

豆鮞狀結(jié)構(gòu)的豆（鮞）粒形狀不太規(guī)則，似豆莢狀，長(zhǎng)軸直徑0.2mm～8mm，以大于2mm的豆粒為主，可見(jiàn)同心層，但層數(shù)不多。鮞粒的膠結(jié)物主要是粗糙狀鋁土礦和致密狀鋁土礦。

2.3.3 礦石的化學(xué)成分

（1）主要化學(xué)成分：通過(guò)基本分析樣的統(tǒng)計(jì)和分析，鋁土礦礦石的主要化學(xué)成分為：Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2和燒失量，共占總成分的96.63%。

（2）次要化學(xué)成分：通過(guò)對(duì)組合分析樣的統(tǒng)計(jì)和分析，鋁土礦礦石的次要化學(xué)成分為：S、CaO、MgO、P2O5、K2O、Na2O、V2O5。

化學(xué)成分統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2。

表2 宜陽(yáng)礦區(qū)鋁土礦化學(xué)成分含量統(tǒng)計(jì)表

3 鋁土礦成礦富集規(guī)律

本區(qū)位于華北地臺(tái)南部，加里東運(yùn)動(dòng)使本區(qū)抬，整體長(zhǎng)期處于風(fēng)化、剝蝕狀態(tài)，形成紅土風(fēng)化殼，為鋁土礦的成礦提供了大量物質(zhì)基礎(chǔ)；中石炭世時(shí)期，在華力西運(yùn)動(dòng)的作用下，本區(qū)整體下降，接受沉積，形成了鋁土礦層和含鋁巖系；印支運(yùn)動(dòng)后，本區(qū)進(jìn)入地洼發(fā)展階段，由于地殼強(qiáng)烈分異，斷塊隆起和坳陷發(fā)育，使鋁土礦和含鋁巖系在隆起、開(kāi)放、氧化環(huán)境中，發(fā)生去硅、去鐵作用，粘土礦物進(jìn)一步風(fēng)化分解，使得鋁土礦層和含鋁巖系得到了強(qiáng)烈改造，進(jìn)一步富集成礦。

礦床產(chǎn)出形態(tài)大體與古風(fēng)化侵蝕面的巖溶地形有直接關(guān)系，或似層狀或透鏡狀。鋁土礦厚度、品位為與古地形之間有相依性，表現(xiàn)在凡是厚大礦體、高位礦石，基本產(chǎn)于侵蝕面為巖溶洼斗內(nèi)。

地表Al2O3明顯富集。在表生富集作用下，地表水的淋蝕及地表風(fēng)化作用可以使礦石中的豆鮞及硅、硫等雜質(zhì)流失，在地表及淺部形成富礦。但表生富集作用對(duì)鋁土礦礦石質(zhì)量的影響并不是決定性的，在深部原生礦石中也有富礦存在，如圖1。

圖1 李溝礦段含礦巖系在走向上及垂直方向上層位對(duì)比示意圖

4 找礦意義

在河南省劃分的4個(gè)鋁土礦成礦區(qū)中，宜陽(yáng)地區(qū)比較特殊，其位于陜－澠－新鋁土礦成礦區(qū)、嵩箕鋁土礦成礦區(qū)和汝陽(yáng)—魯山—寶豐鋁土礦成礦區(qū)之間，過(guò)去從未明確的劃入任何一個(gè)主成礦區(qū)之中。河南鋁土礦礦床在大部分地區(qū)主要賦存于奧陶系古風(fēng)化侵蝕面上，宜陽(yáng)地區(qū)是除南部的汝州-寶豐地區(qū)鋁土礦床之外為數(shù)不多的賦存于寒武系古古風(fēng)化侵蝕面上的鋁土礦床之一。

從淺部的民采坑來(lái)看，富礦石的占比還是很高的，另外區(qū)內(nèi)還有一些地層被覆蓋，這些地段很有可能找到新的鋁土礦礦體。根據(jù)本區(qū)礦體地質(zhì)特征及成礦富集規(guī)律的研究，該區(qū)域的淺部和中深部有很大的找礦潛力。

綜上所述，宜陽(yáng)地區(qū)鋁土礦成礦條件好，埋深淺，富礦厚，且在中深部也有厚大礦體，資源儲(chǔ)量達(dá)到大型鋁土礦。共伴生鐵礬土和耐火粘土儲(chǔ)量也很可觀，通過(guò)后期的資源合理利用開(kāi)發(fā)，本區(qū)有望成為豫西又一個(gè)重要的鋁土礦資源產(chǎn)地，也為鋁工業(yè)的發(fā)展和振興地方經(jīng)濟(jì)提供有力的支撐。