第21卷第2期 矿产与地质V o l.21,N o.2 2007年4月M IN ER AL RESO U RCES AN D GEO LO G Y APr.,2007河南省三门峡地区铝土矿矿床地质特征及找矿方向①贺淑琴1,郭建卫1,胡云沪2(1.河南省有色金属地质矿产局第六地质大队,河南洛阳471002; 2.桂林工学院,广西桂林541004)摘 要:河南省三门峡地区的铝土矿是赋存于中石炭统本溪组中的一水硬铝石型铝土矿。
以往的地质勘查找到了一些小、中、大型铝土矿矿床。
对该地区铝土矿矿床地质特征及成矿规律进行了翔实研究,结果认为,在现有部分勘查区的深部和边部仍有较大的找矿潜力,若加大勘查投入,本区铝土矿的勘查工作将会达到一个新水平。
关键词:铝土矿床;找矿方向;地质特征;三门峡地区;河南中图分类号:P618.45 文献标识码:A 文章编号:1001-5663(2007)02-0181-05 河南省三门峡地区的铝土矿主要分布在三门峡市及其所辖的陕县和渑池县境内,本地区已发现大小铝土矿矿床(点)20余处,总资源储量约为2.8×109t。
在这些矿床中,A/S≥7的富铝土矿所占各矿区铝资源储量的比例为19.2%～83.7%,一般为26.0%～65.4%。
该区是豫西一带的主要铝土矿资源地。
1 区域地质概况本区大地构造位置为中朝准地台华熊台缘坳陷的渑池—确山陷褶断束的西北部。
区内北东部是北段村穹隆,西部为陕县断陷盆地,东部为渑池向斜盆地。
区内N E向组断裂发育,NW向组次之,也有近EW组的断层。
这些构造对含铝、含煤岩系的展布起着一定程度的控制作用(图1)。
本区属华北地层区豫西地层分区渑池-确山小区,区域内出露地层主要有震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、第三系和第四系。
中石炭统本溪组是本区铝(粘)土矿含矿岩系。
区内岩浆岩出露面积不大,除出露元古界熊耳群中性火山岩外,还见有燕山期中性浅成侵入岩——闪长玢(斑)岩,其呈岩床状顺层侵入于石炭系-二叠系太原组和下二叠统山西组之中。
区内矿产资源较为丰富,主要是石炭系、二叠系中的沉积矿产,如煤、铝土矿、耐火粘土矿、铁矿、石灰石矿等等。
特别是煤、铝土矿,资源储量巨大,是经济建设的重要资源。
2 矿床地质特征2.1 矿带及矿床的分布在三门峡陕县-渑池东西长约90km的范围内,均有中石炭统本溪组铝(粘)土矿含矿岩系的分布,有大小铝(粘)土矿床(点)20余处,被称之为陕—渑铝(粘)土矿成矿带,它是豫西主要的富铝土矿成矿带。
以扣门山断层为界,成矿带分为东、西两个矿带。
西矿带:位于扣门山断层以西的陕县断陷盆地北缘,西起三门陕市七里沟,东至渑池县焦地,长达30km,断裂发育,矿带被分割成大小不一的菱形断块。
矿体倾向为SE、SW或NW,倾角为10°～30°。
该矿带有矿产地16处,其中有矿床9处、矿点7处。
矿床中有中大型的5处、中型的1处、小型的3处。
铝土矿矿体厚度一般为2～5m,矿石品位中等偏富, w(Al2O3)值为62.91%～69.33%,A/S为5.1～8.8。
主要矿区有支建、崖底、水泉洼、焦地、柿树沟、杨庄等。
东矿带:位于扣门山断层以东的渑池向斜盆地中,西起陕县杜家沟,东至渑池县洪阳镇,长达60km。
181①收稿日期:2006-12-06 作者简介:贺淑琴(1968-),女,工程师,主要从事铝土矿及多金属矿的地质综合研究工作。
矿带总体呈EW 向,中部呈向北凸出的弧形。
矿体倾向为SE -SW ,倾角为13°～30°。
该矿带有矿产地8处,其中有矿床7处、矿点1处。
矿床中有中大型的3处、中型的3处、小型的1处。
铝土矿体厚度为4～6m,最厚达49.82m 。
矿石以富矿为主,且部分为优质高铝粘土矿,其w (Al 2O 3)值为66.42%～72.90%,A /S 为5.7～12.2。
主要矿区有杜家沟、曹窑、贾家洼、坻坞等。
图1 三门峡县-渑池铝土矿矿区区域地质图Fig .1 Regio nal g eological m ap Q-第四系 R -第三系 K-白垩系 J -侏罗系 T-三叠系 P-二叠系 C-石炭系 O-奥陶系 ∈-寒武系 Z-震旦系 1-地质界线 2-正断层 3-逆断层 4-向斜轴 5-地层产状 6-铝土矿含矿岩系 7-矿床 8-矿点 铝土矿矿区及编号:(1)七里沟-赵里河区 (2)产泉-曲里区 (3)支建-瓦查坡深部区 (4)杨庄-支社区 (5)转沟-曹沟-贯沟段深部区 (6)长岭-贾家洼-东贯吊段深部区 (7)坻坞-洪阳段深部区2.2 矿床地质特征2.2.1 含矿岩系矿床赋存于中石炭统本溪组(C 2b )中,含矿岩系自下而上大体可分为三段:(1)下段(C 2b 1) 为铁质页岩段,在含矿岩系的中下部和中部。
灰黄色、紫红褐等杂色,具页理,含铁质较高。
由粘土质、砂质、铁质等组成,局部夹有透镜状铝土矿、铝土矿、“山西式”铁矿小透镜体。
深部相变为菱铁页岩和黄铁页岩。
该段厚度为0.45～27.45m 。
(2)中段(C 2b 2) 为铝土矿矿层,在含矿岩系的中上部,由铝土矿和粘土矿所组成,局部夹有粘土矿级外品层和粘土页岩。
铝土矿为灰色、深灰色、黄褐色,呈层状、似层状、透镜状、溶斗状产出,矿体厚度为0.60～49.82m 。
粘土矿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,手触有滑感,泥质结构为主,块状构造;高铝粘土矿多为灰色、灰白色,多具稀豆鲕状、致密状结构,块状构造,手触有粗糙感。
粘土矿位于铝土矿的上部或下部,以位于上部者居多,其厚度一般为1～3m 。
(3)上段(C 2b 3) 为粘土页岩段,在含矿岩系的顶部或上部,灰白色、灰黄色,局部相变为炭质页岩或煤线,显页理,质软,易风化破碎,厚度为0.5～1.00m 。
2.2.2 矿体特征小型矿床有的由一个矿体构成,中、大型矿床一般由两个以上或多个矿体组成,单个矿体长度为50～1930m ,厚度为0.60～49.82m,宽度为20～730m 。
矿体内无矿天窗不多,夹层仅局部可见。
铝土矿体的形态严格受古地形的控制,呈层状、似层状、透镜状、溶斗状产出,且可在同一矿区出现而相互连接。
2.2.3 矿石质量特征2.2.3.1 矿石矿物成分矿石主要由一水硬铝石、高岭石、伊利石组成,含少量水云母、蛋白石、一水软铝石,微量矿物有锆英石、金红石、锐钛矿、电气石、叶绿泥石、赤铁矿、针铁矿、埃洛石、方解石、石英等。
2.2.3.2 矿石结构与构造182按矿物结晶特征划分,矿石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;按直观的矿物颗粒形态划分,可分为砾屑状、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。
2.2.3.3 矿石化学成分主要的有Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2,次要的为S、CaO、M gO、Na2O、K2O及伴生Ga等20余种元素。
现就其一些主要化学成分及元素含量及其指标情况分述如下:(1)Al2O3 主要含铝矿物为一水硬铝石,次为高岭石、伊利石等。
w(Al2O3)值为43.81%～78.75%,矿床平均值为62.91%～72.90%。
对代表性的矿床的Al2O3含量进行了一些研究(下同),其品位频率分布曲线呈偏正态分布,众数值在63%～73%间。
Al2O3与SiO2呈负相关,矿石品位与矿石类型、矿体厚度关系密切,即矿厚度越大,Al2O3含量越高,而SiO2含量越低,反之,则不然。
在垂直方向,矿层顶底部Al2O3含量低,而SiO2含量高;中部则Al2O3含量高,而SiO2含量低。
(2)SiO2 含硅矿物主要为高岭石、伊利石。
w(SiO2)值为0.92%～27.73%,矿床平均值为5.97%～13.89%。
其品位频率分布曲线呈两个分离的正态分布,众数值分别在6%～11%及17%～20%。
在水平方向,SiO2呈跳跃式变化;在垂直方向上,铝土矿层顶、底部含量高而中部含量低。
(3)Fe2O3 铁质矿物主要是赤铁矿,次为黄铁矿、菱铁矿。
w(Fe2O3)值为0.48%～29.34%,矿床平均值为1.95%～ 5.97%。
其品位频率分布曲线呈两个分离的对数正态分布。
在水平方向呈跳跃式变化,在垂直方向变化不规则。
一般矿层上部含铁低,下部含铁高。
铁与铝相关不明显,分区趋向负相关。
(4)TiO2 主要产于锐钛矿和金红石中。
w(TiO2)值为1.60%～ 4.29%,矿床平均值为2.75%～ 3.24%。
(5)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)值为0.008%～10.12%,矿床平均值为0.098%～0.458%。
其品位频率分布曲线呈对数正态分布,众数值在0.3%左右。
S、Fe2O3的频率分布曲线相似,这从侧面反映出硫与部分铁质的“亲和性”。
(6)Ga Ga与Al有密切的共生关系,在铝土矿中,它以类质同象混入的形式产出。
w(Ga)值为0.005%～0.0138%,矿床平均值为0.0083%～0.0094%。
(7)A/S指标 是衡量铝土矿的主要指标之一,它反映了Al2O3和SiO2的综合变化特征。
A/S值为2.1～76.0,矿床平均值为5.1～12.2。
频率分布曲线呈对数正态分布,众数值在6%～13%间。
在走向、倾向上呈跳跃式变化。
在垂直方向上,一般顶底部矿石A/S指标与矿厚呈正相关。
A/S指标与Al2O3呈正相关。
此外,CaO、Mg O及其它伴生元素含量不高,对矿石质量无明显影响。
2.2.4 矿石类型矿石自然类型按矿石的结构构造可分为砾屑状、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。
一般来说,砾屑状铝土矿属中等品位矿石,砂(粒)状铝土矿及蜂窝状铝土矿为富矿石,豆鲕状铝土矿石质量较差,致密状铝土矿石品位低。
通过对典型的铝土矿进行统计和研究,其各矿石类型主要化学成分及品位情况见表1。
表1 各矿石类型主要化学成分含量表Table1 Co ntent o f the main chemical co mpo sitions in different o re types w B/10-2类型Al2O3SiO2Fe2O3S TiO2LO SS A/S 砾屑状62.4213.96 4.550.130 2.8113.24 4.5砂(粒)状75.36 4.04 1.680.167 3.2914.3218.6蜂窝状76.01 3.20 1.870.057 3.3514.3123.8致密状59.3713.519.300.117 2.7312.67 4.4豆鲕状63.5214.66 2.420.155 2.8413.67 4.3 注:样品测试单位为河南省有色地质勘查局第六地质大队实验室,1990。