賓善標(biāo)

（廣西建工集團(tuán)基礎(chǔ)建設(shè)有限公司，廣西南寧530001）

貴州道真縣平模向斜鋁土礦礦床特征及成礦環(huán)境分析

賓善標(biāo)*

（廣西建工集團(tuán)基礎(chǔ)建設(shè)有限公司，廣西南寧530001）

道真縣鋁土礦資源豐富，是20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)的鋁土礦礦床，通過近年在平模向斜鋁土礦區(qū)開展地質(zhì)普查工作取得的成果與相關(guān)資料綜合分析，總結(jié)了平模向斜鋁土礦床地質(zhì)特征，并對(duì)成礦環(huán)境進(jìn)行分析。

平模向斜；鋁土礦；礦體分布；兩翼含礦層差異

1 區(qū)域地質(zhì)概況

黔北地區(qū)在寒武紀(jì)—中志留世受早期加里東運(yùn)動(dòng)的影響,長(zhǎng)期為一個(gè)沉降區(qū),接受了厚度大于3000m的海相沉積,形成了分布范圍廣、沉積厚度大的鋁硅酸鹽碎屑巖,為鋁土礦的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。晚志留世廣西運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該區(qū)上升為陸地,晚志留世—石炭紀(jì)為風(fēng)化剝蝕期,在近億年的準(zhǔn)平原化過程中,長(zhǎng)期暴露于地表被風(fēng)化剝蝕的奧陶、志留系富鋁硅酸鹽巖、碳酸鹽巖等富鋁質(zhì)母巖,在氣候炎熱,潮濕多雨的亞熱—熱帶氣候條件下,形成較厚的古風(fēng)化殼,較活潑的K、Na、Ca、Mg等元素及相對(duì)易溶的組分被淋漓帶走,而難溶惰性的Al、Fe、Si等殘留原地或近地富集,形成初始的礦源層。到早二疊世梁山期,東吳運(yùn)動(dòng)使該區(qū)緩慢下降,海水南侵,初步富集的鋁質(zhì)風(fēng)化物經(jīng)水徑流作用搬運(yùn)到內(nèi)陸河湖沼澤環(huán)境(局部為局限海域的濱海前緣)等有利沉積環(huán)境中再次沉積分異富集,當(dāng)具有大量的鋁土質(zhì)的物源供給時(shí),便形成規(guī)模大、礦層連續(xù)性好的鐵礬土床。初始成的三水鋁石在深埋壓實(shí)作用、變質(zhì)作用及二疊紀(jì)晚期區(qū)域內(nèi)峨眉山玄武巖噴發(fā)的熱動(dòng)力作用下,脫水變?yōu)橐凰X石。道真平模鋁土礦成因?qū)偎樾紟r系侵蝕基準(zhǔn)面(部為碳酸鹽巖溶蝕基準(zhǔn)面)上的沉積型鋁土礦礦床。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

平模礦區(qū)無火成巖出露，以沉積巖為主。礦區(qū)出露的地層有志留系中下統(tǒng)韓家店群，石炭系中統(tǒng)黃龍組，二疊系中上統(tǒng)梁山組、棲霞組、茅口組、吳家坪組。韓家店群巖性為泥巖、頁巖，梁山組巖性為鋁土巖、鋁質(zhì)泥巖，棲霞組、茅口組巖性為碳酸鹽巖，吳家坪組巖性為碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、有機(jī)質(zhì)泥頁巖。礦區(qū)的沉積型積鋁土礦床賦存于二曡系梁山組地層中。

礦區(qū)構(gòu)造中未發(fā)現(xiàn)大斷裂，褶皺主要為平模向斜，軸向?yàn)楸北睎|向，局部略有扭曲。向斜長(zhǎng)28km，寬5～12km。其地層依次為韓家店群、梁山組、棲霞組與茅口組、吳家坪組。向斜基本對(duì)稱：東翼巖層傾向290°～340°，傾角5°～28°；西翼巖層傾向110°～160°，傾角4°～25°。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有二級(jí)褶皺（見圖1）。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 含礦巖系特征

礦區(qū)內(nèi)鋁土礦含礦巖系為二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l），地層厚4～9m，自下而上可以分為粘土巖段和鋁質(zhì)巖段。粘土巖段位于含礦巖系下部，主要為灰、灰綠、黃褐色粘土巖、黃鐵礦粘土巖及綠泥石粘土巖和綠泥石巖，在向斜北段偶見夾赤鐵礦或菱鐵礦透鏡體、扁豆體和結(jié)核；鋁質(zhì)巖段主要為灰—灰白色半土狀鋁土礦、碎屑狀鋁土礦、灰色鮞狀鋁土礦、青灰色致密狀鋁土礦及灰色致密狀、鮞狀、豆鮞狀鋁土巖、粘土巖等。在礦區(qū)中與鋁土礦含礦巖系直接接觸的基底地層為志留系中下統(tǒng)韓家店群(S1-2hj)及零星分布的石炭系上統(tǒng)黃龍組(C2h),黃龍組灰?guī)r在露頭線中少有出露，主要在鉆孔中可見。韓家店組地層為一套紫紅、灰綠色頁巖、泥巖、粉砂質(zhì)頁巖，局部夾薄層粉砂巖及生物碎屑灰?guī)r,厚度大于200m；黃龍組地層巖性為灰、灰白和肉紅色厚層至塊狀細(xì)至粗晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，局部夾厚層至塊狀白云質(zhì)灰?guī)r,厚度0～9m。

礦巖系為二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）與下伏地層呈平行不整合接觸關(guān)系。含礦層厚度在平面上的變化：向斜東翼較厚、礦化程度比較高，向斜西翼及西翼北段則較薄（見圖2）。

圖2 貴州省道真縣平模向斜鋁土礦體露頭柱狀對(duì)比圖

3.2 礦體分布及其地質(zhì)特征

3.2.1 礦體分布、規(guī)模

平模向斜鋁土礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)3個(gè)鋁土礦礦體，各礦體特征列述如下：

一號(hào)礦體：位于向斜南部杜家?guī)r一帶，地表露頭長(zhǎng)約850m、深部延伸約200m，傾向350°～25°、傾角10°～25°，6個(gè)工程控制。礦體厚度0.80～1.60m，平均1.07m。二號(hào)礦體：位于平模向斜東翼，地表出露長(zhǎng)度1300m、深部延伸約1200m，傾向255°～310°、傾角25°～40°，由10個(gè)工程探制。礦體厚度0.94～3.49m，平均1.96m。三號(hào)礦體：位于向斜北東翼，老鷹巖—紙草溝—大墳巖—鄭家?guī)r一帶，地表出露長(zhǎng)度約1300m、深部延伸約500m，傾向90°～120°、傾角15°～30°，由工程共8個(gè)工程控制。礦體厚度0.90～2.00m，平均1.36m(見圖3)。

3.2.2 礦石質(zhì)量

一號(hào)礦體礦石質(zhì)量：Al2O3含量72.49%～79.11%，平均76.22%，SiO2含量1.55%～4.90%，平均3.12%；Fe2O3含量1.24%～2.51%，平均1.72%；TiO2含量：0.03%～3.21%，平均2.28%；S含量：0.005%～2.40%，平均0.64%；燒失量14.16%～14.83%，平均14.51%；A/S值14.8～50.7，平均24.4。

二號(hào)礦體礦石質(zhì)量：Al2O3含量51.41%～64.61%，平均58.41%；SiO2含量10.08%～16.69%，平均13.38%；Fe2O3含量2.42%～21.59%，平均9.17%；TiO2含量1.39%～2.14%，平均1.84%；S含量0.07%～5.10%，平均2.19%；燒失量12.99%～16.50%，平均14.62%；A/S值3.3～5.3，平均4.5。

三號(hào)礦體礦石質(zhì)量：Al2O3含量51.85%～76.19%，平均61.62%；SiO2含量2.11%～7.55%，平均4.02%；Fe2O3含量1.95%～7.08%，平均4.28%；TiO2含量1.14%～2.33%，平均1.76%；S含量0.03%～3.45%，平均1.11%；燒失量13.60%～14.78%，平均14.19%；A/S值2.6～21.6，平均4.2。

3.2.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

在平模鋁土礦區(qū)3個(gè)礦體中，按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造可分為土狀（半土狀）、致密狀、鮞狀鋁土礦3種類型鋁土礦石。

（1）土狀（半土狀）鋁土礦石。礦石特征：礦石呈灰白色，泥晶或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，土狀構(gòu)造。硬水鋁石晶體細(xì)小（小于4μm），呈泥晶或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，泥晶硬水鋁石發(fā)育輕度脈狀鐵染。

礦石成分：礦石主要礦物成分為硬水鋁石、高嶺石，兩者皆以泥晶形式存在基質(zhì)中；礦石中含少量蒙脫石，分布于基質(zhì)中；礦石中含微量鐵質(zhì)，呈脈狀浸染于基質(zhì)中。

（2）致密狀鋁土礦石。礦石特征：礦石呈灰色、深灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、粒屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦石由鋁質(zhì)砂屑和泥質(zhì)雜基膠結(jié)物組成。砂屑特征：含量15%。呈不規(guī)則粒狀，條狀，大小0.1～0.8mm，半定向排列，磨圓度低，分選性差。粒屑成分主要為勃姆石，含少量微晶硬水鋁石。內(nèi)碎屑邊緣常見中度鐵染。泥質(zhì)雜基特征：含量80%。以勃姆石，硬水鋁石，高嶺石為主，含伊利石，蒙脫石，石英等，各礦物晶體細(xì)?。ㄐ∮?μm），呈泥晶或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。雜基膠結(jié)物發(fā)育輕度鐵染，雜基發(fā)育鋁質(zhì)交代，形成團(tuán)粒狀、細(xì)脈浸染狀的微晶勃姆石、硬水鋁石。

礦石成分：礦石最主要礦物成分為勃姆石，分布在砂屑和雜基膠結(jié)物中；礦石主要礦物成分為硬水鋁石、高嶺石，硬水鋁石主要存在于粒屑和雜基中，高嶺石分布于雜基膠結(jié)物中；礦石中含少量蒙脫石，分布于雜基膠結(jié)物中；礦石含微量鐵質(zhì)，呈浸染狀分布于膠結(jié)物中。

（3）鮞狀鋁土礦石。礦石特征：礦石呈灰—深灰色，鮞狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由鋁質(zhì)鮞粒和雜基膠結(jié)物組成。鮞粒特征：含量20%。呈渾圓粒狀，大小1～3.5mm，磨圓度高，分選性差。鮞粒成分主要為硬水鋁石和勃姆石，多孔狀結(jié)構(gòu)，空洞生長(zhǎng)硬水鋁石柱狀晶簇，硬水鋁石晶體長(zhǎng)度可達(dá)180μm。雜基特征：含量80%。以勃姆石，硬水鋁石，高嶺石為主，含伊利石，蒙脫石等，各礦物晶體細(xì)小（小于3μm），呈泥晶或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。雜基膠結(jié)物發(fā)育輕度鐵染。

礦物成分：礦石最主要礦物成分為勃姆石，分布在鮞粒和雜基膠結(jié)物中；礦石主要礦物成分為硬水鋁石，存在于鮞粒和雜基中；礦石中含少量高嶺石及石英，皆分布于雜基膠結(jié)物中；礦石中同時(shí)含少量鐵質(zhì)，呈浸染狀分布于膠結(jié)物中。

4 成礦環(huán)境分析

黔北地區(qū)經(jīng)歷了寒武紀(jì)—中志留世長(zhǎng)期海浸后，于晚志留世廣西運(yùn)動(dòng)中上升為陸，以后經(jīng)歷了泥盆—石炭紀(jì)近億年長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化剝蝕，原陸地逐漸準(zhǔn)平原化，其風(fēng)化作用也由原物理風(fēng)化為主逐漸趨于以化學(xué)風(fēng)化為主。暴露于地表大面積的奧陶、志留系的富鋁硅酸鹽巖、碳酸鹽巖，在炎熱的氣候條件下（據(jù)古地磁測(cè)定：在石炭紀(jì)，本區(qū)位于南緯8°～14°之間，屬熱帶氣候），經(jīng)長(zhǎng)期風(fēng)化分解后紅土化，鋁質(zhì)初步富集，上石炭世北部又有短暫海浸，沉積了黃龍組灰?guī)r，后又接受風(fēng)化侵蝕而鈣紅土化。至二疊紀(jì)，受黔桂運(yùn)動(dòng)影響，該區(qū)緩慢下沉，海水由北東方向徐徐入侵，彭水、武隆、南川、道真、務(wù)川、正安、桐梓東北部一帶逐漸淪為濱海、海灣，原已初步富集了鋁質(zhì)的紅土、鈣紅土，在地表水作用下，從廣大的陸地向?yàn)I海轉(zhuǎn)移，并在相對(duì)低洼地區(qū)和適宜的介質(zhì)作用下集中和沉積，同時(shí)在搬運(yùn)和沉積過程中鋁質(zhì)又進(jìn)一步分異富集，終于形成該區(qū)今天所見的濱海相區(qū)的豐富的鋁土礦資源。原沉積的鋁礦石經(jīng)過成巖作用及后來沉積的巨厚上覆地層的巨大壓力下，進(jìn)一步脫水、去鐵、脫硅、富化成為今天所見的一水硬鋁石。原黔北沉積區(qū)在燕山初期的三都運(yùn)動(dòng)中上升成陸，至燕山末期鎮(zhèn)寧運(yùn)動(dòng)發(fā)生了強(qiáng)烈褶皺，形成今日所見的主要的背向斜，平模向斜即是形成于此時(shí)期，并在喜山期接受風(fēng)化剝蝕。原沉積的鋁土礦體在向斜中保存下來，而背斜中則被剝蝕殆盡。保存下來的鋁土礦在地下水、地表水及氧氣的作用下進(jìn)一步富化成今日所見鋁土礦。

平模向斜鋁土礦區(qū)含礦巖系從下往上總體巖性為：綠泥石巖—鋁質(zhì)泥巖—鋁土巖—致密狀—半土狀鋁土礦—豆鮞狀、碎屑狀鋁土巖—致密狀鋁土巖—有機(jī)質(zhì)頁巖。

從水下沉積環(huán)境分析：致密狀與半土狀鋁土礦總體上可視為懸浮搬運(yùn)沉積形成的粘土巖，代表低能的沉積環(huán)境；碎屑狀鋁土巖與豆鮞狀鋁土巖代表具一定水動(dòng)力強(qiáng)度的濱岸濕地環(huán)境。豆鮞狀鋁土巖主要分布于向斜西翼，表明向斜以西為水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)的濱岸濕地環(huán)境；致密狀與半土狀鋁土礦主要分布于平模向斜東翼，表明其沉積環(huán)境屬于低能環(huán)境?？傮w上，務(wù)正道鋁土礦的形成受到海洋的影響,碎屑狀、豆鮞狀、致密狀鋁土礦呈環(huán)帶狀分布在研究區(qū),結(jié)合鋁土礦的礦物組合及野外宏觀特征及古鹽度特征，鋁土礦沉積環(huán)境應(yīng)為一個(gè)半封閉海灣。

從陸表風(fēng)化環(huán)境分析：黃龍組灰?guī)r殘留的多少,指示該區(qū)在石炭紀(jì)末期至早二疊世遭受風(fēng)化剝蝕時(shí)間的相對(duì)長(zhǎng)短及各自所處位置的相對(duì)高低。在平模向斜東翼黃龍組灰?guī)r厚度普遍為2～4m，指示東翼遭受風(fēng)化剝蝕的時(shí)間比較短，地勢(shì)相對(duì)較低，有利于成礦，礦石質(zhì)量亦好；以黃龍組石灰?guī)r為基底,因排水暢通,鋁土礦中雜質(zhì)可隨水排除,鋁土礦礦石質(zhì)量相對(duì)較好。在平模向斜西翼黃龍組灰?guī)r厚度普遍大于4m,說明西翼為一相對(duì)隆起部位,不利于含礦陸源物質(zhì)沉積，不利于成礦。

5 結(jié)論

（1）平模向斜東翼含礦巖系比西翼厚，因?yàn)椋合蛐蔽饕頌橐幌鄬?duì)隆起部位，所處環(huán)境不利于陸源物質(zhì)沉積；向斜東翼地勢(shì)相對(duì)較低，所處環(huán)境有利于陸源物質(zhì)沉積。

（2）平模向斜東翼所處沉積環(huán)境比向斜西翼更有利于形成高品位鋁土礦礦床，因?yàn)椋合蛐蔽饕砗V巖系中主要巖性為豆鮞狀鋁土巖，表明為水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)的濱岸濕地環(huán)境；向斜東翼含礦巖系主要巖性為致密狀與半土狀鋁土礦，表明其沉積環(huán)境屬于低能環(huán)境；低能環(huán)境比高能環(huán)境更有利于形成高品位鋁土礦礦床。

（2）平模向斜東翼極有可能發(fā)現(xiàn)有較大價(jià)值的鋁土礦床，向斜西翼沒有勘查價(jià)值。因?yàn)椋涸谄侥Ｏ蛐睎|翼黃龍組灰?guī)r厚度普遍為2～4m，指示東翼遭受風(fēng)化剝蝕的時(shí)間比較短，地勢(shì)相對(duì)較低，有利于成礦，礦石質(zhì)量亦好；在平模向斜西翼黃龍組灰?guī)r厚度普遍大于4m，說明西翼為一相對(duì)隆起部位,不利于成礦。

[1]賓善標(biāo).貴州省道真縣平模向斜鋁土礦普查報(bào)告[R].貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局三總隊(duì)，2014.

[2]金中國(guó)，武國(guó)輝，趙遠(yuǎn)由.貴州務(wù)川瓦廠坪鋁土礦床地質(zhì)特征[J].地質(zhì)與礦產(chǎn)，2009（4）：23-2.

[3]趙遠(yuǎn)由，蘇書燦.黔北務(wù)正道地區(qū)黃龍組地質(zhì)特征及其找礦指示意義[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2013（1）：32-1.

[4] 崔滔，焦養(yǎng)良，杜遠(yuǎn)生.黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦沉積特征及分布規(guī)律[J].地質(zhì)科技情報(bào)，2013，32（1）：46-51.

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1004-5716(2015)10-0120-04

2014-10-22

2014-10-30

賓善標(biāo)（1987-），男（漢族），廣西浦北人，助理工程師，現(xiàn)從事固體礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估、礦山動(dòng)態(tài)監(jiān)查等工作。