吳先彪，鄧 虎，王 兵，朱尤青

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局一總隊，貴州清鎮(zhèn)551400）

1 成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造位置為揚子準(zhǔn)地臺黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構(gòu)造變形區(qū)的北部.桃園向斜鋁土礦是黔北鋁土礦帶的重要組成部分，位于務(wù)川-正安-道真地區(qū)的北東部.區(qū)域內(nèi)除缺失泥盆系地層外，從寒武系至侏羅系均有出露，其中寒武系地層分布較為廣泛.寒武系以碳酸鹽巖為主，主要分布在背斜核部；奧陶系發(fā)育齊全，主要為淺海臺地碳酸鹽巖和碎屑巖組成；志留系常形成褶皺構(gòu)造的閉合圈，下統(tǒng)各組發(fā)育齊全，中統(tǒng)部分缺失，上統(tǒng)無沉積，碳酸鹽巖和鋁硅酸鹽巖約各占一半；石炭系缺失下統(tǒng)及上統(tǒng)，中統(tǒng)碳酸鹽巖僅局部有零星分布；二疊系分布于向斜兩翼，主要出露碳酸鹽巖；三疊系廣泛分布于向斜核部，主要為碳酸鹽巖，見碎屑巖；侏羅系僅見于道真向斜中，分布范圍很小，為湖泊相與河流沖積相交互的地層.

區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造形跡方向呈北北東向，局部近南北向.褶皺發(fā)育，一般背斜平緩開闊，向斜較為緊閉，為典型的隔槽式.區(qū)內(nèi)褶皺從西向東有大矸背斜、樂群背斜、道真-安場向斜、洛龍背斜、大塘向斜、分水嶺背斜等.區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，多沿背斜軸或向斜兩翼分布，往往長十余至數(shù)十千米，規(guī)模大，以逆沖斷層為主.除北北東向斷裂外，尚有少量北西向斷裂，規(guī)模稍小，常常切錯北東或北北東向的斷裂，其形成時間晚于后者（圖 1）.

圖1 貴州省務(wù)川-正安-道真地區(qū)構(gòu)造綱要圖（據(jù)武國輝等，2008）Fig.1 Tectonic outline of Wuchuan-Zhengan-Daozhen area in Guizhou Province（fromWUGuo-hui,2008）

在地質(zhì)歷史時期該區(qū)經(jīng)歷了多次的構(gòu)造運動演變［1］.寒武紀(jì)至中志留世該區(qū)處于海侵階段，發(fā)生沉積作用，沉積作用一直持續(xù)至海西運動早期.在志留紀(jì)末期發(fā)生了廣西運動，使得本區(qū)抬升，開始接受長期的地表風(fēng)化、剝蝕、搬運作用，形成鋁土礦的初始富集.中二疊世梁山期，該區(qū)緩慢下降，形成海侵.在流水的作用下，原來富集的礦質(zhì)搬運至沉積盆地中，再次分異富集形成鋁土礦床.后期又遭受燕山運動的影響，形成褶皺構(gòu)造.該區(qū)在地質(zhì)歷史時期以垂直方向上的運動為主，表現(xiàn)為該區(qū)抬升之后又下降，這對本區(qū)鋁土礦的形成有重要作用.

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 含礦巖系特征

二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）為區(qū)內(nèi)鋁土礦的賦礦層位.該組巖性主要為黏土巖、鋁土質(zhì)巖系列，總厚度1.5～10.8 m，與下伏黃龍組呈假整合接觸，有時直接假整合于韓家店群之上.與上覆地層棲霞組整合接觸.梁山組劃分出的6個巖性段一般發(fā)育不全，每一工程中往往僅見到3～5層，其中第3～4層為本礦區(qū)的主礦層.

上覆地層：二疊系中統(tǒng)棲霞組（P2q），為深灰色中厚—厚層灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r.底部夾少量片狀泥質(zhì)灰?guī)r或鈣質(zhì)頁巖.下部含燧石結(jié)核或團(tuán)塊，厚40～60 m.中部為淺灰色厚層、塊狀細(xì)晶灰?guī)r，厚50 m左右.頂部為30 m左右的深灰色含有機(jī)質(zhì)、泥質(zhì)瘤狀灰?guī)r，盛產(chǎn)珊瑚及腕足類化石，總厚105 m.與下伏梁山組整合接觸.

下伏地層：黃龍組（C2h）：淺灰-灰白色薄至中厚層細(xì)晶灰?guī)r，呈小透鏡體產(chǎn)出，主要在工作區(qū)北面及中部出露，厚0.2～3 m.與上覆二疊系中統(tǒng)梁山組呈假整合接觸.

二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）地層層序如下：

2.2 礦體特征

圖2 青龍礦段勘探線剖面圖Fig.2 The exploration profile at Qinglong ore block

鋁土礦體賦存于梁山組中上部，呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，其產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，礦體連續(xù)性較好（圖2）.到目前為止，經(jīng)過地質(zhì)勘查工作，在桃園地區(qū)發(fā)現(xiàn)了3個鋁土礦段.各礦段主要特征如下.

1）桶坪-燕子巖礦段分布于向斜東翼北部-中部桃園鄉(xiāng)群益村老鴨塘至忠信鎮(zhèn)山巖村桶坪一帶，地表露頭約8 km，礦段總體傾向北西，傾角平均50°左右.整個礦段連續(xù)性一般，內(nèi)部分布有5個無礦天窗及3個無礦帶.少數(shù)工程含有一層夾石.礦段平均真厚度1.77 m，加權(quán)平均 Al2O3含量 59.10%，A/S：6.15.礦段自北向南分為天道堂礦體、白果坪礦體和燕子巖礦體.

2）青龍礦段分布于向斜東翼南段于舊城鎮(zhèn)關(guān)壩村生基坪至青龍一帶，地表露頭約2.5 km，礦段平均真厚度0.82 m，加權(quán)平均 Al2O3含量 54.40%，A/S：5.19.礦段總體傾向南西，傾角平均45°左右.

3）硫磺堡-安家灣礦段分布于向斜西翼北部忠信鎮(zhèn)山巖村硫磺堡至安家灣一帶，地表露頭約4.2 km.在中部把整個礦段分割為2個小礦體：硫磺堡礦體和安家灣礦體.北段硫磺堡礦體平均真厚度1.97 m，加權(quán)平均 Al2O3含量 65.66%，A/S：14.19，礦體傾向南東，傾角平均45°.南段安家灣礦體平均真厚度1.48 m，加權(quán)平均 Al2O3含量 61.79%，A/S：5.63，礦體傾向南東，傾角較硫磺堡礦體陡，傾角 45～80°，平均 60°.

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石礦物成分

礦石中主要鋁礦物為一水硬鋁石，占礦物總量65%～95%，另有少量的一水軟鋁石、膠鋁石等.黏土礦物有：高嶺石、多水高嶺石、水云母、蒙脫石等，占礦物總量5%～35%.其次有褐鐵礦、赤鐵礦、綠泥石、方解石等，占礦物總量1%～5%.

2.3.2 礦石化學(xué)成分

礦石主要化學(xué)成分有：Al2O348.89%～79.87%，平均 65.79%；SiO23.27%～14.98%,平均 8.45%；Fe2O32.62%～8.98%，平均 6.16%；TiO22.96%～4.18%,平均3.66%；燒失量 13.70%～15.26%，平均14.52%；A/S：平均7.8.4項元素分析之和：81.24%～86.28%,其中Al2O3、SiO2、Fe2O3三元素之和為 78.28%～82.62%.

2.3.3 礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)：一水硬鋁石有碎屑（主要是粒屑）結(jié)構(gòu)、豆?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、豆鮞狀結(jié)構(gòu)等.礦石中的膠結(jié)物主要為硬鋁石、黏土礦物，并?；烊旧倭胯F質(zhì)（褐鐵礦、磁鐵礦），呈泥狀，基底式膠結(jié).

礦石構(gòu)造：半土狀構(gòu)造、土狀構(gòu)造、碎屑構(gòu)造、豆鮞狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造等，其中以豆鮞狀和致密塊狀為主.

2.3.4 礦石類型

按結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，礦石的自然類型有：土狀、半土狀、致密塊狀、豆鮞狀鋁土礦等，各種礦石類型界限較為明顯，但也存在過渡類型和混合型.若是按主要的鋁礦物成分可分為一水型鋁土礦，這是礦床中最常見的礦石類型；另外一種礦石類型為一水軟鋁石型鋁土礦?鄧虎，等.貴州省務(wù)（川）正（安）道（真）地區(qū)桃園向斜鋁土礦整裝勘查（2010-2011年度）普查階段性報告.2011.，這類礦石只出現(xiàn)在礦床局部地段且量很少.

3 控礦因素

3.1 構(gòu)造運動與古地理格局對成礦的作用

該區(qū)鋁土礦的形成與構(gòu)造運動關(guān)系密切，特別是在漫長的地質(zhì)歷史中所發(fā)生的沉積間斷，對鋁土礦的形成起到了決定作用.該區(qū)在中志留世前處于海侵階段，為濱海、淺海相，主要完成了寒武系、奧陶系、志留系地層的沉積；到了早泥盆世，由于構(gòu)造運動，該區(qū)已經(jīng)抬升為古陸或隆起，直到早二疊世梁山期又一次的海侵.在泥盆紀(jì)到石炭紀(jì)期間，該古陸一直進(jìn)行著風(fēng)化剝蝕作用，由于時間較長，形成了厚達(dá)數(shù)百米的古風(fēng)化殼.古風(fēng)化殼中富含 Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2等惰性物質(zhì)，這些物質(zhì)是形成鋁土礦的重要物質(zhì).根據(jù)古地磁測量結(jié)果，貴州省在石炭紀(jì)時處于南緯8～14°之間，屬于熱帶地區(qū)［2］.此時該區(qū)氣候炎熱，紅土化作用明顯，有利于形成初始的鋁土礦層.這是后期得以形成規(guī)模大、品位高的鋁土礦床的前提條件.至早二疊世梁山期該區(qū)緩慢下降，海水入侵，形成內(nèi)陸湖泊沼澤環(huán)境［3］.此時的古地理格局對鋁土礦的分布起了決定作用（圖3）.二疊紀(jì)時期，黔北地區(qū)由南往北依次形成淺海、障壁、

湖環(huán)境［4］，而 湖中的深湖、半深湖環(huán)境是鋁土礦沉積的有利場所.先期形成的鋁土礦層在風(fēng)化作用下以碎屑搬運的方式進(jìn)入附近的深湖、半深湖中，再經(jīng)歷成巖后生階段和表生的富集作用，最終形成了現(xiàn)今的鋁土礦床.在鋁土礦形成過程中，構(gòu)造運動控制著本區(qū)古地理格局的變化，古地理格局影響鋁土礦的分布，長期的沉積間斷對鋁土礦的形成起決定作用.從圖3中可以看到，中二疊世早期，務(wù)川-正安-道真地區(qū)是深湖、半深湖環(huán)境，這里是鋁土礦再次富集的有利場所.

圖3 黔渝地區(qū)中二疊世早期梁山組巖相古地理、鋁土礦分布及其沉積模式（據(jù)張啟明等，2012）Fig.3 Lithofacies-paleogeography,bauxite deposit distribution and sedimentary model for early Middle Permian Liangshan Formation in Guizhou-Chongqing region（f r o mZ H A N GQ i-m i n g e t a l.,2012）

3.2 古巖溶對鋁土礦層厚度的控制作用

圖4 桃園地區(qū)燕子巖礦體含礦巖系厚度對比圖Fig.4 Correlation of thickness of the ore-bearing series in Tongping-Yanziyan ore block

在桃園地區(qū)的桶坪-燕子巖礦段，含礦巖系的厚度變化較大.從探槽揭露的礦體來看，礦層的厚度往往與含礦巖系的厚度呈正比（圖4）.含礦巖系與下伏黃龍組為巖溶不整合接觸，含礦巖系的厚度隨巖溶起伏面的變化而變化.在巖溶洼地、巖溶漏斗處，含礦巖系明顯增厚，巖溶漏斗中心處往往是礦層最厚的地方.在整個風(fēng)化剝蝕過程中，風(fēng)化產(chǎn)物往往會搬運至古地貌的拗陷處.在海水入侵后，這些拗陷處往往形成深湖、半深湖的環(huán)境.而要直接形成深湖、半深湖環(huán)境的一個捷徑就是海水入侵前這里就存在巖溶洼地，在巖溶洼地沉積的鋁土礦往往也比較厚.一般情況下，下伏地層為碳酸鹽巖分布的地段，易形成巖溶漏斗、巖溶洼地，這里往往是鋁土礦儲存的良好場所.它們的存在，也可作為尋找鋁土礦的一個標(biāo)志.此外，含礦巖系的厚度與古巖溶地貌環(huán)境有關(guān)，其是鋁土礦含礦巖系地層厚度變化的控制因素之一［5］.

3.3 古氣候的控礦作用

古地磁資料表明，黔、渝、川在石炭紀(jì)、二疊紀(jì)時期位于南北緯0～10°之間，屬于熱帶地區(qū)，氣候炎熱，潮濕多雨.這樣的氣候有利于巖溶作用的發(fā)生和發(fā)展，促使富鋁質(zhì)巖層發(fā)生風(fēng)化淋慮作用.流水作用使得較活潑的K、Na、Ca、Mg等元素及相對易溶的組分被淋漓帶走，而風(fēng)化作用使得難溶惰性的Al、Fe、等殘留原地或搬運至鄰近的湖泊中，形成初始的礦源層.在這樣長期的地表作用下，發(fā)生風(fēng)化淋濾的深度可達(dá)數(shù)百米.若是沒有適合的氣候條件，雖然也發(fā)生風(fēng)化淋濾作用，但是形成風(fēng)化殼和成礦母質(zhì)的速度會相當(dāng)?shù)木徛?這就不能保證后期在形成鋁土礦床的時候，有豐富的物質(zhì)來源供應(yīng).因此，合適的氣候條件也是鋁土礦得以形成的影響因素之一.

3.4 地層的控制作用

區(qū)內(nèi)鋁土礦賦存于二疊系中統(tǒng)梁山組地層中，嚴(yán)格受梁山組地層控制，產(chǎn)出層位固定.鋁土礦往往位于含礦巖系的中上部，含礦巖系厚度與鋁土礦層厚度成正比.一般含礦巖系越厚，鋁土礦層厚度就越大.當(dāng)含礦巖系較薄時，鋁土礦層變薄或消失，一般變化為鋁土質(zhì)泥巖、黏土巖或炭質(zhì)頁巖.

4 找礦標(biāo)志

4.1 古侵蝕面標(biāo)志

在桃園向斜中鋁土礦的形成，志留紀(jì)末期的廣西運動起到了重要作用.廣西運動使得此區(qū)抬升為古陸，遭受長期的風(fēng)化剝蝕，形成了古侵蝕面，而鋁土礦就分布在古侵蝕面之上.因此，古侵蝕面的存在可以作為尋找鋁土礦的一個標(biāo)志.

4.2 古地貌標(biāo)志

梁山組的下伏地層韓家店組泥巖、頁巖為鋁土礦的形成提供了豐富的物質(zhì)來源?劉文凱，等.貴州省正安、道真、務(wù)川鋁土礦成礦時代、成礦環(huán)境和成礦規(guī)律研究.1991..黃龍組灰?guī)r易形成巖溶洼地、巖溶漏斗，但海水侵入時，這些部位往往形成深湖、半深湖環(huán)境，這些地方往往是礦質(zhì)堆積的場所.因此，存在古巖溶的地方應(yīng)注意鋁土礦的找尋.

4.3 地貌標(biāo)志

梁山組之上的棲霞組和茅口組的灰?guī)r較厚且分布較為廣泛，易形成懸崖峭壁，礦體露頭往往出現(xiàn)在其的下方，即陡崖與平緩斜坡轉(zhuǎn)折部位.因此，從地貌上來講，懸崖峭壁也可作為其標(biāo)志之一.

5 找礦方向

在地質(zhì)勘查工作中，于桃園向斜的東翼和西翼的北部找到了鋁土礦礦體，這些地段具備鋁土礦成礦的各種地質(zhì)條件，成礦條件優(yōu)越.桃園向斜的東翼和西翼的北部的淺部礦體基本達(dá)到了探明的程度，深部找礦潛力較大.另外，在本區(qū)地質(zhì)工作程度較低的桃園向斜西翼中部和南部，從成礦地質(zhì)環(huán)境、成礦規(guī)律及找礦標(biāo)志分析，結(jié)合所獲得及顯示的礦產(chǎn)信息來看，也具有良好的找礦前景，找到礦體的可能性較大.

致謝：本文在編寫過程中得到了劉俊等專家的指導(dǎo)和幫助，本文收集和引用了貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院的部分成果資料，在此表示衷心的感謝！

［1］劉幼平，夏云，王潔敏.黔北地區(qū)鋁土礦成礦特征與成礦因素研究［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報, 2010, 29（4）: 422—425.

［2］王俊達(dá)，李華梅.貴州石炭紀(jì)古緯度與鋁土礦［J］.地球化學(xué), 1998,27（6）: 575—578.

［3］武國輝，金中國，鮑淼，等.黔北務(wù)正道鋁土礦成礦規(guī)律探討［J］.地質(zhì)與勘探, 2008, 44（6）: 31—35.

［4］張啟明，江新勝，秦建華.黔北-渝南地區(qū)中二疊世早期梁山組的巖相古地理特征和鋁土礦成礦效應(yīng)［J］.地質(zhì)通報, 2012, 31（4）: 558—568.

［5］杜定全，任軍平，王約，等.古巖溶起伏對黔北鋁土礦的控制作用［J］.礦物學(xué)報, 2007, 27（3/4）: 473—476.