河南省洛阳—三门峡铝土矿地质特征及其勘查开发前景陈全树,何文平,周　迪(河南省有色金属地质矿产局第六地质大队,河南洛阳471002)摘　要:　河南省洛阳—三门峡的铝土矿,是赋存于中石炭统本溪组的一水硬铝石型沉积铝土矿。

本区不仅蕴藏量多,而且有相当数量的富铝土矿,勘查开发潜力大,前景广阔。

关键词:　铝土矿床;地质特征;勘查开发;洛阳—三门峡;河南中图分类号:　P 611.22;P 618.45　文献标识码:　A 文章编号:1001-1412(2002)04-0252-05 河南省西北部的洛阳—三门峡地区,西起三门峡,东到洛阳,南跨陇海铁路,北临黄河,面积约3000km 2的范围内,已发现大小铝土矿床(点)30余处,总储量超过3亿t 。

区内的铝土矿不仅储量大,而且有相当数量的富铝土矿,是河南省最主要的铝土矿资源产地。

1　区域地质概况本区大地构造位置为中朝准地台的华熊台缘坳陷的渑池—确山陷褶断束的西北部。

北部有北段村穹窿,及近EW 向的陕县断陷盆地,渑池、新安两个向斜构成了区内的基本骨架,并发育有以扣门山断层为代表的NE 向高角度正断层组,以龙潭沟断层为代表的NW 向正断层组,以义马断层为代表的近EW 向逆断层组,以及发育在渑池向斜西端转折部位的SN 向断层组。

由于各方向断层相互交错,将穹窿和向斜分割成以扣门山断层和龙潭沟断层为界的3个扇形断块,对含铝、含煤建造的展布起着重要的控制作用(图1)。

区内地层比较齐全,沉积岩广泛分布,除上奥陶统—下石炭统缺失外,中元古界熊耳群及汝阳群、上元古界洛峪群、震旦系、古生界、中生界和新生界在区内均有出露。

本区岩浆岩出露面积很小,且分布零星。

除中元古界熊耳群中见有中性火山岩外,在北部和南部有少量的燕山期石英斑岩侵入中上元古界中。

在西部,局部有燕山期花岗斑岩呈岩床状侵入石炭系,但对铝土矿层没有影响。

南部还有煌斑岩脉穿插。

这些岩浆岩多属浅成侵入相。

本区矿产的种类虽然不多,但有些矿产储量巨大,是经济建设的重要资源。

区内主要矿产为煤和铝土矿,此外还有耐火材料、化工原料、玻璃原料及铁矿等,这些矿产资源,为地方工业的发展和经济振兴发挥着重要的作用。

2　矿床地质特征2.1　矿带划分及矿床分布本区中石炭统本溪组的铝(粘)土含矿岩系,分布于陕县—渑池—新安一带,东西绵延长达百余公里,人们往往称之为陕—新铝土矿带,它是河南主要的富铝土矿成矿带,以扣门山断层和龙潭沟断层为界,可划分为西、中、东三个铝土矿带(图1)。

(1)西矿带。

位于扣门山断层以西的陕县断陷盆地北缘,西起七里沟,东至焦地,长达30km ,断裂非常发育,矿带被分割成大小不一的菱形断块。

矿体倾向SE 或SW ,倾角10°～30°。

该带有矿产地16处,其中矿床9处,矿点7处。

矿床中大型矿床5处,中型矿床1处,小型矿床3处。

铝土矿体一般厚2～5m ,矿石品位中等偏富,w (Al 2O 3)=62.91%～69.33%,A /S =5.1～8.8。

主要矿区有支建、崖底、水泉洼、焦收稿日期:2002-02-21; 修订日期:2002-06-06作者简介:陈全树(1968-),男,工程师,理学学士,主要从事铝土矿、贵金属及有色金属的勘查。

第17卷　第4期2002年12月 地　质　找　矿　论　丛 Vol.17　No.4Dec.2002图1　洛阳—三门峡铝土矿地质略图Fig.1　Skematic map of baux ite o re in L uo yang-Sanmenx ia area 1.第四系　2.第三系　3.白垩系　4.侏罗系　5.三叠系　6.二叠系　7.石炭系8.奥陶系　9.寒武系　10震旦系　11.铝土矿床　12.铝土矿点地、柿树沟、杨庄等。

(2)中矿带。

位于扣门山断层和龙潭沟断层之间的渑池向斜盆地中,西起杜家沟,东至郁山,矿带断续分布长达60km。

呈总体为EW向、中部向北凸出的弧形展布。

矿体倾向SE-SW,倾角13°～30°。

该带有矿产地8处,其中矿床7处,矿点1处。

矿床中大型矿床3处,中型矿床3处,小型矿床1处。

铝土矿体厚4～6m,最厚处49.82m。

矿石以富矿为主,且有部分优质高铝粘土矿,矿石品位w(Al2O3)= 62.38%～72.90%,A/S=4.2～12.2。

主要矿区有杜家沟、曹窑、贾家洼、坻坞等。

(3)东矿带。

位于龙潭沟断层以东的新安向斜盆地西北缘,南起张窑院,北至竹园—狂口,矿带连续分布长25km。

矿体倾向SE,倾角5°～15°。

该带共有矿产地8处,其中矿床5处,矿点3处。

矿床中大型矿床4处,中型矿床1处。

矿体北薄南厚,矿石品位南富北贫的方向性变化明显。

矿体厚1.05～7.53 m,矿石品位w(Al2O3)=62.15%～70.79%,A/S= 4.2～9.4。

主要矿区有张窑院、贾沟、石寺、马行沟等。

2.2　矿床地质2.2.1　含矿岩系铝土矿赋存于石炭统本溪组(C2b)中,人们往往把石炭统本溪组称之为含矿岩系。

含矿岩系自下而上可分三段:下段(C2b1):为铁质页岩,在含矿岩系的中下部和底部。

灰黄色、红褐等杂色,含铁质较高,具有页理。

由粘土质、砂质及氧化铁质等组成,局部夹有透镜状粘土矿、铝土矿或“山西式”铁矿小扁豆体、透镜体。

深部相变为菱铁页岩和黄铁页岩。

其厚度0.25～49.36m。

中段(C2b2):为矿层,在含矿岩系的中上部,主要由铝土矿和粘土矿构成。

局部夹有粘土矿级外品和粘土页岩。

铝土矿主要为灰色、深灰色,局部具白、黄、红褐色,呈层状、似层状、透镜状、溶斗状产出,矿层厚0.50～49.82m。

粘土矿可分硬质粘土矿和高铝粘土矿两种。

硬质粘土矿一般为灰—灰白色,具贝壳状断口,有滑感,泥质结构为主,块状构造;高铝粘253第17卷　第4期 陈全树等:河南省洛阳—三门峡铝土矿地质特征及其勘查开发前景土矿多为灰色、灰白色,多具豆鲕状、致密状结构,块状构造,具有粗糙感。

粘土矿位于铝土矿的上部或下部,以位于上部者居多,一般厚2～3m。

也有的粘土矿夹在铝土矿之中,但不多见。

铝土矿、粘土矿的厚度变化互为消长关系,相变明显。

上段(C2b3):粘土页岩,在含矿岩系的顶部或上部,常为灰白色,灰黄色,局部相变为碳质页岩或煤线,显页理,质软,易风化破碎,厚一般约1m。

2.2.2　矿体特征区内矿床由单个矿体组成的为数很少,一般由3～5个矿体组成,有的矿床含7～8个矿体。

矿床中,控制矿体长200～1500m,宽80～1000m,矿层厚0.50～49.82m,一般3～6m。

矿体内部结构较简单,夹层仅局部可见。

区内铝土矿的产出大体上呈3种基本形态,即层状—似层状、透镜状(扁豆状)、溶斗状。

三者之间均有过渡类型,且可在同一矿区出现而相互连接。

矿体的产出形态与古岩溶侵蚀面有着密切的关系,也就是说,矿体的形态严格受着古地形的控制,当古地形为较平坦开阔的岩溶盆地和洼地,有可能形成层状-似层状矿体;在古地形起伏较大的部位,就可能构成透镜状矿体;而于古地形高差悬殊相对较大的溶斗发育区,则易于出现溶斗状矿体。

矿体产状总体上与围岩基本一致,惟有溶斗状矿体产状比较特殊,其层理从矿体周边向中心倾斜。

由于受古地形控制,矿体具膨缩变化特点,在一些矿床中矿体膨大-窄缩具有一定规律性,膨大体间距400～1000m,往往在走向上较为明显。

2.2.3　矿石质量特征(1)矿石的矿物成分。

矿石主要由一水硬铝石和高岭石组成。

次为水云母、伊利石。

微量矿物有叶绿泥石、赤铁矿、针铁矿、锐钛矿、金红石、电气石、锆英石、方解石、石英等。

(2)矿石的结构与构造。

按矿物结晶特征划分,矿石多呈他形柱状晶粒结构,自形或半自形晶粒结构、泥晶或隐晶质结构等;按矿物颗粒形态划分,矿石呈砾屑状、砂(粒)状、蜂窝状、豆鲕状、致密状结构。

矿石构造类型有块状、半定向-定向层状构造。

(3)铝土矿的化学成分,主要有Al2O3,SiO2, Fe2O3,T iO2。

次要为CaO,Mg O,K2O,Na2O,S等,伴生组分有镓等20余种元素。

Al2O3:主要含铝矿物为一水硬铝石,次为高岭石、伊利石等。

w(Al2O3)=43.81%～78.75%,矿床平均62.15%～72.90%。

SiO2:含硅矿物主要为高岭石、伊利石。

w(SiO2) =0.92%～25.50%,矿床平均5.87%～15.84%。

Fe2O3:铁质矿物主要是赤铁矿、针铁矿、次为黄铁矿、菱铁矿等。

铁质分布不均匀。

w(Fe2O3)= 0.50%～29.34%,矿床平均1.95%～5.97%。

S:主要产于黄铁矿中,分布不均匀,一般来说,深部含硫高于浅部。

w(S)=0.01%～10.1%,矿床平均0.098%～0.458%。

TiO2:主要产于锐钛矿和金红石中,部分呈类质同像分散在一水硬铝石中,含量较稳定。

w(TiO2)= 1.60%～4.44%,矿床平均2.94%～3.24%。

A/S:这是衡量铝土矿的主要指标之一。

它反映了w(Al2O3)与w(SiO2)的变化综合特征。

A/S=2.1～83.2,矿床平均4.2～12.2。

Ga:镓与铝有密切的成生关系,在铝土矿中以类质同象混入的形式产出。

w(Ga)=0.0050%～0.0138%,矿床平均0.0083%～0.0094%。

LiO2:主要集中在伊利石的矿物中,含量低,w (LiO2)=0.013%～0.50%,矿床平均0.065%～0.122%。

K2O和Na2O:主要产在伊利石等矿物中,含量不高,w(K2O)=0.02%～3.55%,w(Na2O)=0.03%～0.26%,矿床平均w(K2O)=0.31%～1.66%,w(Na2O)=0.05%～0.11%。

CaO,M gO及其他伴生元素含量不高,对矿石质量无明显影响。

2.2.4　矿石类型(1)矿石自然类型:按矿石结构-构造划分为:砾屑状、砂(粒)状、蜂窝状、豆鲕状及致密状铝土矿,以及它们之间的复合类型。

砾屑状矿石。

是区内的主要矿石类型,约占矿石总量的40%～55%,砾屑成分为豆鲕状铝土矿、砂(粒)状铝土矿及少量硬质粘土矿组成,胶结物为一水硬铝石、粘土矿物(高岭石、伊利石)及铁质等,砾屑的形成是早期沉积的铝土矿,在未完全固结成岩时,因受地表水冲刷破坏,经短距离搬运或原地堆积被胶结而成,属内碎屑结构。

该类矿石多赋存在矿体上部或下部,一般厚度较大,主要为中等品位矿石。

砂(粒)状矿石。

砂(粒)状矿石仅次于砾屑状矿石,其组成矿物主要为一水硬铝石,多呈他形粒状或半自形晶集合体,碎屑形态极不规则,粒径一般0.1～1mm,被一水硬铝石及隐晶高岭石胶结,矿石风化面呈砂土状结构。

属于优质矿石。

该类型矿石占矿石总量的15%～25%,主要分布在铝土矿体的中部。

254地　质　找　矿　论　丛 2002年蜂窝状矿石。