贵州遵义团溪地区铝土矿矿地质特征与找矿潜力探讨_鲍淼.pdf

2020年第8期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-11-09修回日期 2019-11-26 第一作者简介 鲍淼 （1978-） ， 男 （汉族） ， 贵州安顺人， 高级工程师， 现从事矿产勘查、 生态环境研究工作。 贵州遵义团溪地区铝土矿矿地质特征与找矿潜力探讨 鲍淼*， 林权富， 张继银 （贵州省地矿局一一二地质大队， 贵州 安顺 561000） 摘要 研究区从中奥陶世中石炭世期间， 地壳处于抬升状态， 形成大面积的古风化壳， 接受陆相 沉积， 为区内铝土岩含矿地层形成提供了充足的物源条件而形成了大面积含矿地层， 在这些含矿地 层中找铝土矿的潜力巨大； 区内地质构造发育， 岩石破碎， 可作为良好的导水系统， 对含矿岩系铝土 岩起到良好的淋漓作用， 使铝土岩受淋漓作用而再次富集成矿。在研究区F1断层到F2断层之间以 及F1断层南东区域大面积含矿地层具有较大的找矿潜力； 区内碎屑状、 半土状铝土矿品位较好， 而区 内含矿岩系中广泛出露碎屑状、 半土状铝土岩， 推测区具有较大的找矿潜力。 关键词 铝土矿； 地质特征； 找矿潜力； 团溪； 遵义； 贵州 中图分类号 P619 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202008-0111-04 1概述 铝资源在国民经济建设中的用途非常广泛， 如在 国民经济建设中的建筑业、 电力业、 通讯业、 机械制造 业等等行业都需要使用铝资源。随着我国经济的高速 度发展， 对铝矿产资源需求量日趋增长， 铝土矿作为贵 州省的重要矿产资源支柱之一， 对贵州省的经济发展 起着至关重要的地位。我国铝土矿资源基础储量约占 世界6[1]， 是世界十大铝土矿资源国之一,保有资源储 量25.03108t,其中基础储量7.16108t,已探明的矿产 地324处,其中山西、 贵州、 河南、 广西四个省区铝土矿 资源保有储量最大,占全国总量的90以上[2]。研究区 铝土矿床赋存于下石炭统九架炉组 （C1jj） 地层中上部， 属于碳酸盐岩古风化剥蚀面上的沉积型铝土矿。本文 从研究区区域地质构造特征、 矿床地质特征、 岩相古地 理沉积环境、 成矿物质来源等因素进行分析， 探讨研究 区铝土矿的成因， 为区内的地质勘查工作提供理论依 据。 2区域地质特征 研究区大地构造位置位于扬子准地台黔北台隆 遵义断拱凤岗北北东向构造变形区的南西边缘。区 域内构造变形是以呈北东南西向的背斜、 向斜褶皱和 断裂带为特征， 研究区基本处于上述两构造变形区的 过度带[3]（见图1） 。 区域出露地层由老至新有寒武系、 奥陶系下统、 石 炭系下统、 二叠系、 三叠系、 下白垩系和第四系。缺失 奥陶系中上统、 志留系、 泥盆系、 二叠系梁山组。石 111 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 降水提供良好的导水系统， 良好的导水系统为铝土矿 的再次富集创造了必需的成矿条件。 3.1矿体 （层） 分布特征 在研究区矿体分布特征如图2所示， 由图2可知 在研究区一共施工了29个钻孔， 其中有27个钻孔见 矿， 2个钻孔未见矿， 见矿钻孔主要集中在F1、 F2断层附 近以及F1断层的南东面。在矿区的北西区域， 一共施 工24个钻孔， 其中有22个见矿， 2个钻孔未见矿， 钻孔 见矿率92， 2个未见矿的钻孔都出现在矿区远离F1断 层的北西区域。在矿区的F2断层南东区域， 一共施工5 个钻孔， 5个钻孔均见矿， 钻孔见矿率100。钻孔揭示 的矿体产状与地层基本一致， 多呈似层状产出， 顺层呈 单斜产出， 走向北东47,倾向南东， 倾角 10～26,平均 15,平缓而稳定； 矿体厚度 0.82～29.14m， 平均厚度 8.17m； 矿体矿石品位Al2O3为45.18～73.34 ,平均 55.78； SiO23.91～15.58， 平均8.43； Fe2O34.06～ 36.12 ， 平 均 20.49 ； TS 0.000 ～1.08 , 平 均 0.113 ； A/S 3.29～18.75， 平均7.14。Al2O3变化系数 9.13 ， 属较均匀变化。A/S频率等级 2.60～3.5者占 2.2， 3.50～5.00 者占 11.7 , 5.0～7.0 者占 33.6， 7.00～10.00者占36.5 ,大于10.00者占16.0。A/S 变化系数32.25， 属均匀至较均匀变化范围。 为了解研究区深部矿体的变化情况， 在研究区选 择A-A′地质剖面作为深部矿体的分布情况研究区对 象， 并在A-A′剖面上施工2个钻孔ZK1402、 ZK1412。 根据钻孔成果编制A-A′剖面图。根据A-A′剖面图可 知， 从矿体露头至钻孔ZK1412揭露部位， 铝土矿连续 出露， 并在断层F2通过的区域， 矿体有变厚的趋势， 通 过样品化验分析结果可知， 矿体矿石品位 Al2O3为 52.17～76.24 ,SiO22.71～12.43 ， Fe2O32.15～ 18.20。从钻孔分析结果可知， 在F2断层通过区域， 矿 体具有厚度变厚、 矿石品位变高、 SiO2、 Fe2O3的含量降 低的特点。 3.2矿石特征 炭系下统由南向北超覆于奥陶系或寒武系地层之上， 呈假整合接触、 局部地段呈岩溶不整合接触， 区域内广 泛分布海相碳酸盐岩。 3研究区地质特征 研究区范围内出露地层有第四系； 中二叠统栖霞 组、 茅口组； 下石炭统九架炉组； 下奥陶统桐梓组； 中、 上寒武统娄山关群。其中缺失志留统、 泥盆系， 奥陶系 和石碳系大部分缺失。区内褶皱构造主要有仙人岩向 斜、 后槽向斜， 断裂构造主要有F1和F2两条断层， 节理 裂隙主要为近东西组、 北东组、 北北西组三组。区内地 质特征见图2。 区内地质构造发育， 岩石破碎， 破碎的岩石为大气 112 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 3.2.1矿石矿物组成 仙人岩铝土矿石由31种矿物组成。以铝矿物为 主， 其次为粘土矿物,此外尚有部分铁矿物及少量硫化 矿物和钛矿物等 （见表1。 前五类矿物含量之和占矿石矿物总量的99 以 上,其中又以一水硬铝石、 水云母、 高岭石、 赤铁矿、 绿 泥石、 黄铁矿及锐钛矿最为常见。 3.2.2矿石结构构造 根据镜下鉴定结果,矿石结构计有碎屑结构、 豆鲕 粒结构、 泥晶结构和粉晶结构四种类型。 表1研究区铝镓矿铝土矿主要矿物组合一览表 铝矿物 一水硬 铝石 粘土矿物 水云母 高岭石 白云母 绿泥石类 绿泥石 铁绿泥石 鲕绿泥石 鳞绿泥石 铁矿物 褐铁矿 水针铁矿 针铁矿 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 钛矿物 锐钛矿 金红石 榍石 白钛矿 板钛矿 硫化矿物 黄铁矿 辰砂 锆矿物 锆石 碳酸盐矿物 方解石 白云石 其它矿物 电气石 石英 炭质 有机质 绿帘石 石膏 自然铅 矿石构造种类繁多， 计有块状构造、 半土状构造、 致密状构造、“叠层石” 构造、 条带状构造和纹层状构造 六种。 3.2.3矿石化学成分 矿石主要化学成分为Al2O3、 SiO2、 Fe2O3、 TiO2、 烧 失量， 五者总量占铝土矿成分的94 以上， 一般大于 97。次要化学成分有TS、 CaO、 MgO、 Na20、 K20、 P205 等。微量元素含Ga、 Cr、 Li、 Ge、 Zr、 U、 Nb、 Ta、 Ba、 I、 Mo、 Ni、 Hg、 As、 CU、 Pb、 Zn、 Cc、 F和Au等。 3.2.4矿石自然类型 根据铝土矿矿石结构构造特征， 按铝土矿矿石自 然类型划分为碎屑状、 半土状、 豆鲕状及致密状铝土矿 四种自然类型。各类型矿石特征分述如下 （1） 碎屑状铝土矿石 浅灰、 灰白色、 紫红、 淡黄绿、 灰黑色。具碎屑结构， 块状、 土状构造， 表面粗糙,断口 参差不齐,吸水性强， 硬度5～6， 体重2.76～3.31g/cm3, 湿度0.45～2.80， 孔隙度0.05～12.76。矿石一 般含一水硬铝石 56～89， 其中碎屑状高铁矿石以中 品级为主； 碎屑状低铁矿石则以高品级居多。 （2） 豆鲕状铝土矿石 常呈灰白色和浅灰色， 其次 为浅灰黄色。具半土状和块状构造。镜下见碎屑结 构。矿石表面粗糙， 吸水性强， 质地疏松， 断口参差状， 呈半土状。硬度 4 左右， 体重 2.75～3.19g/cm3,湿度 0.60～2.6， 孔隙度0.22～ 13.72。一水硬铝石含 量在82～93， 矿石以富铝、 低硅、 贫铁为其特征， 属 高品位矿石。 （3） 致密状铝土矿 为灰、 浅灰、 青灰、 紫红色。具泥 晶和粉晶结构， 以致密状和块状构造为主， 条带状和纹 层状构造少见。矿石质地致密， 表面细腻， 断口贝壳状 或平坦光滑， 吸水性较弱， 硬度大6左右， 体重2.81～ 3.33g/cm3, 湿 度 0.40 ～2.080 ， 孔 隙 度 0.051 ～ 6.48。矿石含一水硬铝石53～65， 多属低品位矿石。 （4） 高铁高硫型铝土矿 矿石以中低铝 （Al2O3） 、 高 铁 （Fe2O3＞15） 、 高硫 （TS＞0.7） 、 中铝硅比 （4～7） 为其特点。矿石矿物成分与高铁低硫型铝土矿基本相 同， 不同的是黄铁矿含量增高， 一水硬铝石相应偏低。 （5）低铁高硫型铝土矿 矿石以高铝（Al2O3＞ 60） 、 低铁 （Fe2O3＜15） 、 低硫 （TS＞0.7） 、 高铝硅 比 （＞7） 为其特征。矿石中一水硬铝石含量 58～ 82， 水云母1～10， 高岭石1～3， 绿泥石1～ 5， 黄铁矿含量增高。这类矿石分布有其局限性。 4研究区岩相古地理 113 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 据戴传固等人2013年编写的 贵州省区域地质志 资料， 研究区晚奥陶世二叠世岩相古地理格局如下 晚奥陶世中期的都匀运动， 使贵州境内大部分区域抬 升。大致在毕节遵义湄潭铜仁一带之南隆起成 陆并与南北向的康滇古陆、 江南古陆连在一起。海水 由北东方向进入贵州北部， 并通过凯里、 黄平等地进入 黔南。早古生代末广西运动使贵州全面隆起为陆， 遭 受剥蚀夷平。随着早泥盆世大陆伸展裂陷开始， 海水 由南部的广西侵入贵州裂陷盆地内。到早泥盆世中 期， 海水开始漫上上扬子台地。泥盆纪和石炭纪时海 面升降频繁， 赫章、 普定、 清镇、 黄平、 丹寨一线以北、 以 东常由于海退而成为陆地， 且成为省内沉积区陆源碎 屑的供应地之一； 该线以南的深水盆地区为沉积基本 连续区。 5成矿物质来源 关于研究区成矿物质来源问题， 至今观点未完全统 一， 周茂基等人认为研究区成矿物质来源具多源性 ［4］。 章柏盛认为区内铝土矿成矿物质来源均来自基底 ［5］， 向 贤礼等人通过 黔北北部铝土矿成矿物源碎屑锆石 REE特征及成因探讨 一文的研究认为研究区的铝土 矿的成矿物质来源比较复杂， 最终成矿物源的岩石类 型不是韩家店组的碎屑岩， 而是来源于前寒武纪的岩 浆岩[6]。从地层的叠覆关系分析， 在研究区的二叠系底 部， 地层缺失了石炭系下统、 泥盆系、 志留系上统等地 层而形成古风化壳。根据研究区内钻孔中各地层常量 元素化验分析结果， 区内的含铝物质主要来源于志留 系寒家店组的泥岩、 页岩中， 推测区内的铝土矿矿源层 主要为志留系寒家店组地层。 6矿床成因 据朱永红等人对 贵州遵义铝土矿 （带） 成矿条件 及成因分析 的研究认为研究区矿床成因类型属古风 化壳型岩溶坑洼异地沉积一水硬铝石铝土矿床[7]。 遵义铝土矿 （带） 是在黔中黔北广大地区， 经过 长期风化剥蚀的早古生代碳酸盐岩古侵蚀面上发育起 来的， 即在有利的古构造、 古地理和古气候条件下， 经 历了从成矿母岩钙红土化、 红土化， 原始铝土矿的堆 积、 搬运、 再沉积以及成矿后表生富集作用的全过程。 研究区晚奥陶世二叠世时期， 贵州全面隆起为 陆， 区内地层遭受大面积的风化剥蚀， 形成大面积的古 风化壳， 在古风化壳的低洼区域， 风化产物再次被搬运 沉积成岩， 随着地壳的下降， 海水再次入侵， 最后形成 区内铝土质含矿岩系。铝土质含矿岩系在后期的地质 构造作用下， 开始接受大气降雨的淋漓作用， 去Si、 Fe、 Ca、 K、 Na等易溶物质， 最终形成达到工业品位的铝土 矿。 7找矿潜力探讨 （1） 研究区缺失奥陶系中上统、 志留系、 泥盆系 等地层， 从地层和岩相古地理进行分析， 认为区内从中 奥陶世中石炭世期间， 区内地壳抬升， 形成大面积的 古风化壳， 接受陆相沉积， 为区内铝土岩含矿地层形成 提供了充足的物源条件而形成了大面积含矿地层， 在 这些含矿地层中找铝土矿的潜力巨大。 （2） 根据研究区的矿体特征分析， 区内地质构造发 育， 岩石破碎， 可作为良好的导水系统， 对含矿岩系铝 土岩起到良好的淋漓作用， 使铝土岩受淋漓作用而再 次富集成矿。在研究区F1断层到F2断层之间以及F1 断层南东区域大面积含矿地层具有较大的找矿潜力。 （3） 根据矿石特征分析， 区内矿石结构有碎屑结 构、 豆鲕粒结构、 泥晶结构和粉晶结构； 矿石构造种类 有块状构造、 半土状构造、 致密状构造、“叠层石” 构造、 条带状构造和纹层状构造； 矿石自然类型为碎屑状、 半 土状、 鲕豆状及致密状等类型。区内的含矿岩系中碎 屑状、 半土状铝土矿品位较好， 而区内含矿岩系中广泛 出露碎屑状、 半土状铝土岩， 推测区内找矿前景较好。 参考文献 [1]任光明.我国铝土矿选矿的现状与进展[C]//中国矿产资源综 合利用与循环经济发展论坛， 2011 （6） 1-19. 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