某清水鋁土礦床地質(zhì)特征及控礦因素分析

茍建彬

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局三總隊(duì)，貴州 遵義 563100)

0 引 言

清水鋁土礦是個(gè)小型礦床，該礦區(qū)位于遵義縣城東南方向，在此之前，已有相關(guān)隊(duì)伍對(duì)其進(jìn)行探測(cè)，對(duì)礦區(qū)進(jìn)行了普查。筆者以清水鋁土礦普查工作為基礎(chǔ)，對(duì)礦床地質(zhì)特征進(jìn)行闡述，并分析礦床控礦因素，以期為對(duì)后期探測(cè)周邊鋁土礦提供參考。

1 鋁土礦所處位置區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域大地構(gòu)造

選區(qū)大地構(gòu)造位置屬濱西太平洋全球巨型構(gòu)造域，屬一級(jí)分區(qū)羌塘-揚(yáng)子-華南板塊，二級(jí)分區(qū)揚(yáng)子陸塊，三級(jí)分區(qū)上揚(yáng)子地塊，四級(jí)分區(qū)黔北隆起區(qū)，五級(jí)分區(qū)鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)。鳳岡南北向隔槽式褶皺變形區(qū)與貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)毗鄰。發(fā)育北北東向及北東向的褶皺及斷裂構(gòu)造，見圖1。

圖1 區(qū)域大地構(gòu)造略圖Fig.1 Regional geotectonic map

1.2 區(qū)域地層

該區(qū)位于遵義-南川沉積區(qū)南部，區(qū)域內(nèi)無火成巖分布，出露地層均為沉積巖，志留系-泥盆系全部缺失、石炭系部分缺失外，其余地層從震旦系上統(tǒng)至三疊系均有分布[1]。區(qū)內(nèi)地層巖性以海相石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽巖類為主，次為粘土巖和碎屑巖類。石炭系九架爐組為鋁土礦的含礦巖系，本組與下部湄潭組接觸，部分區(qū)域直接與桐梓組相接觸。九架爐組地層在橫向上厚度變化較大，局部區(qū)域出現(xiàn)尖滅，見圖2。

圖2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.2 Regional geological structure

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層有第四系(Q)；二疊系龍?zhí)督M(P3l)；二疊系棲霞組、茅口組(P2m+q)；石炭系九架爐組(C1j)；寒武系婁山關(guān)群(∈2-3ls)。礦區(qū)地層傾向125°～175°，平均155°，傾角18°～50°，平均35°。礦體產(chǎn)出于石炭系下統(tǒng)九架爐組(C1j)地層中部，礦體底界距基底巖溶侵蝕面1.56～23.77 m，平均10.63 m，層位相對(duì)穩(wěn)定。九架爐組(C1j)地層厚0.30～41.57 m，平均厚17.43 m。

礦區(qū)內(nèi)鋁土礦體多為1層，少數(shù)地段存在2～3層鋁土礦體。礦體呈透鏡狀產(chǎn)出。全區(qū)鋁土礦體真厚0.70～26.60 m，平均真厚6.86 m。礦體品位：Al2O3：62.58 %～69.90 %，平均：67.39 %；SiO2：7.49 %～15.21 %，平均：9.70 %；Fe2O3：0.84 %～3.74 %，平均：2.85 %；TiO2：0.59 %～3.26 %，平均：2.81 %；S：0.033 %～0.590 %，平均：0.170 %；燒失量：9.22 %～13.80 %，平均：12.67 %；A/S：4.2 %～9.3 %；平均：6.9 %。礦體埋藏深度0～123.28 m，埋藏標(biāo)高1 112.37～960.77m[2]。

礦區(qū)內(nèi)部礦物以一水硬鋁石為主，同時(shí)還存在少量的一水軟鋁石及三水鋁石。水云母作為主要的脈石礦物，鋁土礦是由粒屑和泥晶基質(zhì)組成。

3 控礦因素分析

結(jié)合現(xiàn)有的研究成果分析，地層、構(gòu)造、古氣候和古地貌是形成鋁土礦的重要因素。

3.1 地層因素

黔北地區(qū)屬以前震旦系為基底的江南地塊，從震旦紀(jì)到晚三疊世，當(dāng)?shù)卮蟛糠謪^(qū)域處于穩(wěn)定狀態(tài)，氣候及陸表海臺(tái)地的形態(tài)沒有發(fā)生較大變化，僅有部分地區(qū)發(fā)生變遷，在早古生代階段，礦區(qū)所處位置受到寒武系及奧陶系的沉積；加里東構(gòu)造晚期的廣西運(yùn)動(dòng)，在貴州形成南海北陸，黔中、黔南下降接受泥盆—早石炭世地層沉積，而黔北整體抬升隆起為陸，使中晚志留世、石炭紀(jì)為風(fēng)化剝蝕期，故泥盆紀(jì)未接受沉積。而黔中地區(qū)(包括播州區(qū))下石炭統(tǒng)九架爐組則在此種濱岸沼澤相環(huán)境下沉積形成。黔北地區(qū)泥盆紀(jì)-二疊紀(jì)間的紫云運(yùn)動(dòng)、黔北運(yùn)動(dòng)，加大了區(qū)域上升，一直等到晚石炭紀(jì)黃龍期，出現(xiàn)白云質(zhì)灰?guī)r沉積。正是由于本區(qū)發(fā)生過多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(主要是升降運(yùn)動(dòng)和海陸交互環(huán)境的變化)，九架爐組與婁山關(guān)組地層呈假整合接觸且形成了鋁土礦。侏羅紀(jì)后的燕山運(yùn)動(dòng)，形成了本區(qū)今日構(gòu)造輪廓，并造就了黔北地區(qū)鋁土礦成礦區(qū)。九架爐組鋁土質(zhì)泥巖、鐵質(zhì)泥巖與底部白云巖、頂部灰色厚層微晶灰?guī)r接觸，充分體現(xiàn)了地層沉積序列中的沉積間斷。鋁土礦產(chǎn)于C1j中部，成礦層位專屬性異常典型，是區(qū)內(nèi)最直觀、最重要的成礦控制因素。

3.2 構(gòu)造因素

礦區(qū)所處位置北東向存在緊密線型褶皺構(gòu)造，整體呈現(xiàn)褶皺背斜緊密、規(guī)模小的特點(diǎn)，而向斜則呈現(xiàn)規(guī)模大、寬緩的特點(diǎn)，上述褶皺構(gòu)成了區(qū)域構(gòu)造骨架的主體，伴有規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造。區(qū)域規(guī)模較大的褶皺從北西到南東有蒲場(chǎng)復(fù)背斜、樂安向斜等多種形式。鋁土礦從分布特點(diǎn)來看，主要呈現(xiàn)在斜翼部，部分鋁土礦在背斜軸部個(gè)別區(qū)域也有分布，遇到斷層被分割，在下盤會(huì)有極少的礦層分布其中。鋁土礦的形成條件較為獨(dú)特，需要漫長的時(shí)間發(fā)展變遷。同時(shí)鋁礦區(qū)域斷裂構(gòu)造需要發(fā)育，從鋁礦分布的斷裂帶來看，走向與褶皺軸向近似處于平行狀態(tài)，斷裂帶向北東方向排列，此方向斷裂存在延伸長、斷距大的特點(diǎn)，但北西向則相反，此區(qū)域斷裂規(guī)模較小，在走向上切斷了北東向斷層、背斜及向斜軸線，結(jié)合這一特征可推斷出北西向斷層出現(xiàn)時(shí)間晚，斷裂的出現(xiàn)會(huì)對(duì)礦體發(fā)展造成負(fù)面影響，由于斷裂結(jié)構(gòu)的形成導(dǎo)致礦層不得不由于斷層存在而上升盤抬高被剝蝕或者由于下降盤而埋入更深地方。

區(qū)內(nèi)鋁土礦賦存于圈閉良好的向斜構(gòu)造內(nèi)，兩翼邊緣至相鄰背斜核部則完全被風(fēng)化剝蝕，表明向斜構(gòu)造是使區(qū)內(nèi)含礦巖系及鋁土礦得以保留的控礦構(gòu)造，較為穩(wěn)定的構(gòu)造環(huán)境為鋁土礦形成提供支持[3]。

3.3 古氣候因素

從地史發(fā)展期間的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)看，陸塊的基底是基于雪峰運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)的，在志留紀(jì)末和泥盆紀(jì)初廣西區(qū)域發(fā)生了陸塊運(yùn)動(dòng)，這一階段廣西的黔中—黔北—渝南廣大地域隆起為陸，這一運(yùn)動(dòng)為鋁土礦的形成提供重要保障，由于這一時(shí)期的陸地運(yùn)動(dòng)，陸地隆起區(qū)在石炭紀(jì)鋁土礦含礦巖系沉積提供背景環(huán)境。同時(shí)晚泥盆世末—早石炭世中、晚期之間以升降運(yùn)動(dòng)為表現(xiàn)形式的紫云運(yùn)動(dòng)，使隆起區(qū)向南發(fā)生漂移，上述陸塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其經(jīng)受了不同的氣候條件，結(jié)合相關(guān)研究，遵義—道真一帶處于靠近赤道的濕熱氣候區(qū)，該區(qū)域在古時(shí)溫度與當(dāng)前時(shí)代的溫度進(jìn)行比較存在較大的差異，年均氣溫會(huì)相差約20～26°C，且雨季和旱季相互交錯(cuò)，這氣候條件為區(qū)內(nèi)鋁土礦的形成提供了重要的成礦地球化學(xué)背景并準(zhǔn)備了充足的成礦母質(zhì)[4]。

3.4 古地貌因素

結(jié)合鋁土礦的巖系組成分析，在含鋁巖系底部不時(shí)可發(fā)現(xiàn)溶塌角礫巖，這一情況說明白云巖在沉積時(shí)，內(nèi)部存在古溶蝕空洞，古溶蝕空洞形成之后，當(dāng)部分抗壓能力下降，在上面覆蓋巖石重力壓迫下出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，從而形成溶坑等，然后在鋁土礦沉積過程中便形成了溶塌角礫巖。在雨熱同季的古氣候條件下，巖層遭受剝蝕，婁山關(guān)組裸露于地表。此時(shí)原基底頁巖的黃鐵礦發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成的硫酸及硫酸亞鐵隨著巖石的地貌形態(tài)不斷滲透進(jìn)地下水，在此過程中對(duì)巖石造成腐蝕，是部分區(qū)域被溶解成空洞，這些空洞在酸性水好含二氧化碳的地下水侵蝕下進(jìn)一步擴(kuò)大，最后便形成了古巖溶漏斗。而在巖溶漏洞形成階段，粘土質(zhì)碎屑等物質(zhì)被沖刷進(jìn)形成的巖溶漏斗底部，此時(shí)地下酸性水被粘土質(zhì)吸附，對(duì)碳酸鹽巖的溶蝕被阻斷，開始進(jìn)入沉積階段。從中可知，古巖溶漏斗是遵義地區(qū)鋁土礦沉積和保存的良好場(chǎng)所。

4 找礦標(biāo)志分析

4.1 構(gòu)造標(biāo)志

鋁土礦多分布于向斜構(gòu)造兩翼部位，利于鋁土礦的保存，且礦體埋藏較淺。

4.2 層位標(biāo)志

石炭系九架爐組地層是黔中、黔北地區(qū)鋁土礦的含礦巖系。

4.3 地貌及植被標(biāo)志

鋁土礦的間接頂板在該礦區(qū)大部分地區(qū)已經(jīng)被剝蝕，含礦層直接暴露地表，因而鋁土礦大多保存于山頂上或緩斜坡地帶。

5 結(jié) 語

清水鋁土礦產(chǎn)于碳酸鹽巖侵蝕面上，為沉積類型低鐵低硫和含鐵低硫一水硬鋁石型鋁土礦床。礦床形成與地層、構(gòu)造、古氣候及古地貌有緊密聯(lián)系。