新疆乌什北山铝土矿成矿模式及找矿标志.doc

新疆乌什北山铝土矿成矿模式及找矿标志 摘要乌什北山铝土矿产于上石炭统（C2）灰岩侵蚀面上，为海相沉积型。矿区褶皱、断裂发育，由于褶皱及高角度逆断层作用导致上石炭统地层重复出现，形成六个含铝土矿带、12个灰岩侵蚀面。其找矿标志有地层岩相、地貌、颜色结构、铁染及放射性标志。 关键词北山铝土矿；海相沉积型；成矿模式；找矿标志 Abstract Beishan of Wushi bauxite deposit in Upper Carboniferous C2 limestone erosion surface, marine sedimentary type. The development of mining area, fracture due to fold, fold and high angle thrust caused upper Carboniferous stratigraphic repetition, six containing bauxite belt, 12 limestone erosion surface. The prospecting marks are sedimentary facies, land, color structure, iron staining and radioactive marker. Keywords Beishan bauxite; marine deposit type; metallogenic model; prospecting marks 0绪言 铝土矿及铝在国民经济的发展中占有重要地位，是目前比较短缺的矿产资源之一。但是，我国铝土矿矿石保障程度低，并且90以上的铝土矿属于中低品位铝土矿。随着市场对铝需求的加大，普查评价铝土矿资源势在必行。新疆西南天山地质矿产调查程度较低，作者通过分析研究前人资料成果结合近几年的工作积累，初步总结了新疆乌什北山铝土矿成矿模式及找矿标志，希望对该区铝土矿的进一步勘查评价工作有所帮助。 1区域地质背景 新疆乌什北山铝土矿位于南天山冒地槽褶皱带南缘的库玛力克复向斜与塔里木地台西北缘的托什罕山前坳陷过渡带的结合部位，总体位于冒地槽褶皱带，即处于南天山冒地槽褶皱带（Ⅱ级）之库玛力克复向斜（Ⅲ级）内阿依里褶皱束（Ⅳ级）、别迭里河英阿特中间凸起（Ⅳ级）与库尔哈克褶皱束（Ⅳ级）接合部（图1）。 本区受华力西晚期运动的影响，构造运动频繁。总体形成密集线状褶皱构造。断层极为发育，总体形成倒转向地台的叠瓦式构造及推覆构造。 2成矿地质环境 铝土矿产于上石炭统灰岩的侵蚀面上。赋矿层位为上石炭统（C2）地层，总厚365.6米。 矿区主要位于阿依里褶束带内，其次是巴勒迪尔谷羊尼阿提中间凸起地段。其间褶皱断裂发育，北部褶皱密集，断裂多为高角度，矿区内新构造运动目前仍在活动。阿依里褶断束位于矿区西北部，其宽度大于11千米，呈北东南西向展布，长度大于36千米，最新地层为二叠统巴勒迪尔组（P1b）,最老地层是中泥盆统托克买提组（D2t），主要有两个背斜和三个向斜贯穿全区，至背斜核部，大部分为逆掩断层破坏。巴勒迪尔谷羊尼阿提中间凸起位于阿依里褶断束的东南边，长大于30千米，宽34.5千米，出露地层为中上泥盆统岩层，为一呈向北西倾向的单斜带。 矿区内断裂构造发育，主要以逆断层为主，使矿区呈现带状构造，同时造成地层缺失和重复。 3含矿带及含矿层特征 乌什县北山铝土矿东起库马力克河，西至巴勒迪尔。上石炭统（C2）地层即为铝土矿含矿带。由于褶皱及高角度逆断层作用导致上石炭统地层重复出现，形成六个含铝土矿带，含矿带总体呈南西北东展布 Ⅰ含矿带长30千米，宽100200米； Ⅱ含矿带长大于22千米，宽150400米； Ⅲ含矿带断续长32千米，宽2001800米； Ⅳ含矿带断续长13.5千米，宽70600米； Ⅴ含矿带长大于33千米，宽200300米； Ⅵ含矿带断续长13.9千米，宽100600米。 含矿层产在上石炭统的灰岩侵蚀面上。在143～357米厚的含矿岩系中，有12个灰岩侵蚀面，在每个侵蚀面上，都含有铝土矿，只是出露的位置要受侵蚀面地形的控制，造成铝土矿矿体规模差异较大。12个侵蚀面的编号由老到新是K0、K1（K1a、K1b、K1c）、K2（K2a）、K3（K3a、K3b、K3c）K4。其中5个沉积间断面分布稳定，它们是K0、K1、K2、K3、K4。发现的工业矿体主要分布在这5个含矿沉积间断面上，且以K3沉积间断面上分布矿体最多。 4矿化阶段及矿床成因机制 4.1矿化阶段 乌什北山铝土矿成矿可划分为两个主要矿化阶段，即原地沉积阶段和构造改造阶段。 原地沉积阶段形成铝土矿矿层，其主要依据是铝土矿矿体呈似层状、透镜体状、溶洞状、锯齿状产于灰岩侵蚀面上，保留了侵蚀面古风化壳地貌特征，且与围岩产状基本一致，矿石具有明显的鲕状、豆状结构、层状构造；铝矿物多为一水硬铝石，说明其为浅海胶体沉积而成。此外，矿体顶板面较为平直，而在其底板面常呈波浪状、瘤状、锯齿状，也说明该矿床形态受当时灰岩侵蚀面地貌控制，矿物质为浅海含铝溶液原地沉积而来。 构造改造阶段矿层形成后，由于后期褶皱和高角度逆冲断层作用，致使上石炭统含矿岩层重复出现了六次，形成了六个含矿带，由于次级褶皱或断裂引起的重复，使主矿带分成若干个次级矿带。 4.2 矿床成因机制 该矿床成因有几种认识，60～80年代认为属浅海相化学沉积型矿床；90年代以来的进一步深入研究，多趋向于海相原地沉积型矿床。 矿床成因与海相沉积直接有关，其成矿机制是在上石炭统地层中可见12个含矿侵蚀面，每个侵蚀面代表一次海退结束，每个含矿层又代表海侵的开始，说明在上石炭统期间，形成了12次垂直升降过程。在早石炭统末期，海水中Al2O3溶液已经饱和，在上石炭统海侵过程中，Al2O3沉积在灰岩侵蚀面上，其沉积速度与含矿层沉降速度相当，且同步时间较长，在灰岩侵蚀面上形成了铝土矿矿体，如Al2O3沉积速度比含矿层沉降速度过慢，在灰岩侵蚀面就不能成矿或矿层较薄。因此该区矿床成因为沉积型铝土矿床（图2）。 5找矿标志 5.1地层、岩相标志 矿层产于上石炭统，呈多层产出，含矿层与下覆岩层呈假整合或角度不整合接触，凡是上石炭统海相岩层侵蚀面均是找矿的地层标志。 5.2地貌标志 含矿岩系常组成悬崖峭壁，因铝土矿抵抗风化强度略次于顶底板灰岩。因此在悬崖峭壁上常形成很狭窄的缓坡或浅沟。 5.3颜色、结构标志 矿石呈红色、黄绿色、灰绿色、褐红色、灰褐色、灰黑色，具鲕状、豆状结构，易与其它岩石区分，铝土矿矿层露头及矿石转石易于发现。 5.4铁染标志 在侵蚀面附近的灰岩有铁质污染现象，它一方面是在沉积铝土矿前海水中铁质已渲染了侵蚀面；另一方面，是在现风化壳上，铝土矿中的铁质沿侵蚀面裂隙渗染。所以沿铁染灰岩的侵蚀面追索，可能找到铝土矿体。 5.5放射性标志 铝土矿中含放射性元素Th、U、Ra，它们的γ射线，都具有辐射功能。通过含量计算得知矿石中镭（Ra）的γ辐射起主导作用（因铀镭平衡系数偏镭，为3.246.47），铝土矿的自然伽玛值一般高出围岩23倍。灰岩811γ，铝土页岩1522γ，铝土矿3080γ，最高达100γ以上，含铝的岩石与围岩的伽玛强度有明显的区别。 6结论 （1）该区铝土矿产于上石炭统灰岩侵蚀面之上，为海相沉积型矿床。 （2）矿区内由于褶皱及高角度逆冲断层作用，使得铝土矿含矿带（即上石炭地层）重复出现六次，并形成12个灰岩侵蚀面。 （3）该区铝土矿找矿标志明显，主要标志位地层岩相、地貌、颜色结构、铁染及放射性等标志。 致谢本文引用了新疆地质矿产局第八地质大队铝土矿普查资料及成矿预测资料，在此向相关工作人员特致谢意。 参 考 文 献 [1] 黄华谷等新疆乌什北山沉积型铝土矿地质特征及找矿标志新疆地质2008年第2期 [2] 新疆维吾尔自治区地质矿产局新疆维吾尔自治区区域地质志[M]北京地质出版社，1993,136-169 [3] 郭保健新疆乌什北山铝土矿地质特征及成因探讨河南有色金属地质1990，124-30