袁　睿，鮮紹軍，金中國(guó)，宋小軍

（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，貴州貴陽550005）

黔北道真向斜西翼鋁土礦地質(zhì)特征及成因探討

袁睿*，鮮紹軍，金中國(guó)，宋小軍

（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，貴州貴陽550005）

道真向斜位于務(wù)正道鋁土礦帶的西部邊緣，在其西翼現(xiàn)已查明4個(gè)鋁土礦床，估算（332）+（333）+ （334）？鋁土礦資源量約4000×104t。對(duì)含礦巖系分布、礦體產(chǎn)出特征、礦石類型及其底板黃龍組厚度進(jìn)行系統(tǒng)分析，認(rèn)為：由北向南礦體規(guī)模逐漸增大；含礦巖系厚度與礦體厚度呈正相關(guān)，與黃龍組厚度之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；區(qū)內(nèi)殘存黃龍組分布特征，揭示古地理環(huán)境為地勢(shì)相對(duì)低的古地貌，水體交替作用相對(duì)弱，從而脫硅富鋁作用也相對(duì)弱，所以區(qū)內(nèi)礦石類型大多為鋁硅比不高的塊狀、致密塊狀和豆鮞狀礦石。

地質(zhì)特征；鋁土礦；礦床成因；道真向斜；黔北

貴州務(wù)正道鋁土礦區(qū)位于黔北—渝南鋁土礦成礦帶的南段，是2010年被列為全國(guó)首批47個(gè)整裝勘查項(xiàng)目之一。截止2014年底，發(fā)現(xiàn)眾多鋁土礦床，提交各級(jí)別總資源量約7×108t，形成貴州新的鋁工業(yè)基地。道真向斜位于務(wù)正道鋁土礦帶的西部邊緣，在其西翼現(xiàn)已查明4個(gè)鋁土礦床，估算（332）+（333）+（334）？鋁土礦資源量約4000×104t。

1　地質(zhì)背景

務(wù)正道地區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶，以北北東向褶皺發(fā)育為特點(diǎn)，其背斜相對(duì)平緩開闊，向斜相對(duì)較緊閉，為典型的隔槽式褶皺（見圖1）。

區(qū)域內(nèi)出露寒武系、奧陶系、志留系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系地層。志留系只發(fā)育中下統(tǒng)韓家店組，石炭系僅在局部地區(qū)出露上統(tǒng)黃龍組。二疊系中統(tǒng)梁山組為區(qū)內(nèi)鋁土礦的含礦巖系［1-3］，巖性主要為炭質(zhì)泥巖、粘土巖、鋁土質(zhì)粘土巖、鐵綠泥石巖及鋁土礦等。區(qū)內(nèi)無火成巖、變質(zhì)巖出露。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1地層特征

道真向斜是務(wù)正道鋁土礦成礦帶中面積最大的存礦構(gòu)造，存礦面積約600km2。道真向斜西翼已探明1個(gè)大型礦床、2個(gè)中型礦床和1個(gè)小型礦床。含礦巖系二疊系中統(tǒng)梁山組：頂部為炭質(zhì)泥頁(yè)巖，為礦層頂板標(biāo)志層，一般厚0.3～1.3m，平均厚度0.9m；中部為鋁土巖系，一般其中間顏色較淺，向上下兩側(cè)顏色變深，一般厚2.0～6.0m，平均厚度4.1m；底部為含綠泥石巖系一般厚0.5～2.0m，平均厚1.3m。整段含礦巖系常見黃鐵礦和炭質(zhì)化石碎條分布，其中部鋁土巖系可細(xì)分為5～6個(gè)亞層，第4、5層為礦區(qū)主礦層，其特征由上至下為：

棲霞組：灰—深灰色泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r，與下伏地層整合接觸，厚度大于100m。

梁山組：為含鋁土礦層位，與下伏地層不整合接觸，厚3.4～12.7m，可細(xì)分為：

（1）灰黑色炭質(zhì)泥巖、泥頁(yè)巖、劣質(zhì)煤，偶含黃鐵礦細(xì)粒和化石碎片，厚0.2～3.5m。

（2）深灰—黑色塊狀含炭質(zhì)鋁土質(zhì)泥巖、鋁土巖，含斑塊狀和細(xì)粒狀黃鐵礦及化石碎片，厚0～0.6m。

圖2　道真向斜西翼礦床地質(zhì)略圖和勘探線地質(zhì)剖面示意圖及礦石類型分布圖1.侏羅系下統(tǒng)；2.三疊系中統(tǒng)獅子山組；3.三疊系中統(tǒng)松子坎組；4.三疊系下統(tǒng)茅草鋪組；5.三疊系下統(tǒng)夜郎組；6.二疊系上統(tǒng)吳家坪組、長(zhǎng)興組；7.二疊系中統(tǒng)棲霞組、茅口組；8.二疊系中統(tǒng)梁山組；9.石炭系上統(tǒng)黃龍組；10.志留系中下統(tǒng)韓家店群；11.含礦巖系露頭線；12.地層界線；13.正斷層；14.巖層產(chǎn)狀；15.向斜軸；16.剖面線位置

（3）灰—淺灰色含豆鮞塊狀、致密狀鋁土巖，偶含黃鐵礦細(xì)粒，厚0～1.7m。

（4）灰—淺灰色塊狀、致密狀鋁土礦，偶含豆鮞和黃鐵礦細(xì)粒，厚0～1.4m。

（5）淺灰—灰白色含豆鮞碎屑狀、豆?fàn)?、半土狀—鋁土礦，偶含黃鐵礦和炭質(zhì)碎屑，厚0～5.6m。

（6）灰色塊狀含豆鮞塊狀鋁土礦，偶含黃鐵礦晶斑和黑色化石碎條，厚0～1.0m。

（7）灰—灰白色致密狀、塊狀鋁土質(zhì)泥巖、鋁土巖，含黃鐵礦及化石碎片，厚0.3～3.5m。

（8）灰綠色、灰—深灰色塊狀含鋁土質(zhì)綠泥巖、含鋁土質(zhì)綠泥巖，含黃鐵礦細(xì)粒和炭質(zhì)碎條，偶含鮞粒，厚0.2～3.1m。

黃龍組：為灰—灰白色白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r，與下伏地層不整合接觸，厚0～9.3m。

韓家店群：為灰—灰綠色泥頁(yè)巖，厚度大于200m。

2.2礦體產(chǎn)出特征

道真向斜西翼含礦巖系出露長(zhǎng)度近30km，分布10余個(gè)礦體，產(chǎn)于中二疊統(tǒng)梁山組中上部，呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖一致，北部礦體較平緩，傾角15°～26°；南部礦體突然變陡，傾角50°～70°，且向深部延伸還有逐漸變陡之趨勢(shì)（圖2）。各礦體規(guī)模大小不等，且相差較大，礦體長(zhǎng)270～4200m，礦體傾向?qū)?00～900m，總體來說區(qū)內(nèi)由北至南礦體連續(xù)性變好，規(guī)模增大［4］。

3　礦石特征

3.1礦石類型及質(zhì)量

研究區(qū)內(nèi)礦石主要由一水硬鋁石、軟水鋁石、高嶺石等粘土礦物組成。礦石構(gòu)造以致密狀、塊狀構(gòu)造和豆?fàn)?、鮞狀構(gòu)造為主，其次為土狀、半土狀和碎屑狀構(gòu)造?？傮w來說，碎屑狀、土狀、半土狀礦石質(zhì)量最好，致密狀和塊狀礦石次之，豆鮞狀礦石略差，詳見表1。

3.2礦石分布規(guī)律

表1　道真向斜西翼礦石特征簡(jiǎn)表

（1）從礦體的垂向來看，在揭露深部礦體的多數(shù)工程中只見發(fā)育1～2種礦石類型，同時(shí)發(fā)育3種礦石類型的較少見，主要為只發(fā)育致密塊狀礦石和同時(shí)發(fā)育豆?fàn)钆c致密塊狀礦石的礦體，約占70%；一般致密塊狀礦石發(fā)育在礦體的上部，其下發(fā)育豆鮞狀礦石，土狀—半土狀和碎屑狀礦石發(fā)育在礦體下部。

（2）從整個(gè)道真向斜西翼南北近30km范圍內(nèi)分布的深部礦體來看（圖2），致密狀和塊狀礦石全區(qū)均有分布，在南端有增加的趨勢(shì)；豆鮞狀礦石由北向南逐漸增加，在南端又減少；而土狀、半土狀和碎屑狀呈星島狀在礦體局部產(chǎn)出。此種現(xiàn)象與古地貌有關(guān)，致密狀礦石是在地勢(shì)較低處，沒有經(jīng)過淋濾或弱淋濾形成的；豆鮞狀礦石是暴露或接近地表過程中形成的；半土狀及土狀鋁土礦是暴露在地表淋濾而成的［5］。本區(qū)豆鮞狀和致密狀礦石所含比例較大，說明本區(qū)形成的礦體大多處于近地表或水體內(nèi)，鮮有暴露淋濾作用發(fā)生或淋濾作用不強(qiáng)。

（3）從整個(gè)研究區(qū)內(nèi)礦石質(zhì)量來看，南北兩端的礦石質(zhì)量較中部的好，Al2O3的含量和鋁硅比略有增加。

4　礦系、礦體和黃龍組厚度變化特征

本區(qū)含礦巖系中二疊統(tǒng)梁山組厚度為3.4～12.7m，變化系數(shù)為27.3%，屬于較穩(wěn)定型，平均6.3m。其中見礦孔的含礦巖系厚度為3.5～12.7m，一般在4.0～8.0m，主要集中在5.0～7.0m，平均6.5m；不見礦孔含礦巖系厚度3.4～10.2m，平均5.9m；總體上見礦比不見礦孔含礦巖系厚度略大（見表2）。

區(qū)內(nèi)含礦巖系底板主要為黃龍組，時(shí)代屬晚石炭世，為一套被剝蝕地殘缺不全的灰色、灰白色、淺紫色、肉紅色中厚層狀中晶—粗晶灰?guī)r、白云巖，與上覆地層梁山組及下伏地層韓家店組均呈平行不整合接觸。

研究區(qū)含礦巖系厚度與礦體厚度相關(guān)系數(shù)為0.35，呈中等正相關(guān)；黃龍組與含礦巖系和礦體厚度呈負(fù)相關(guān)（圖3），相關(guān)系數(shù)分別為-0.80和-0.47。統(tǒng)計(jì)區(qū)內(nèi)的77個(gè)鉆孔中，有73個(gè)見黃龍組鉆孔，見黃龍組鉆孔比例為95%，黃龍組厚度0～9.3m，平均4.9m。而位于務(wù)正道礦帶北部東緣的鹿池向斜內(nèi)的瓦廠坪礦區(qū)，見黃龍組鉆孔比例為42%，黃龍組平均厚度為2.33m；位于務(wù)正道礦帶南部新模向斜的新木晏溪礦區(qū)，見黃龍組鉆孔比例僅為15%，黃龍組平均厚度為0.69m［6］。本區(qū)殘存黃龍組分布較穩(wěn)定，厚度相對(duì)較大，說明黃龍組遭受風(fēng)化剝蝕弱，揭示本區(qū)古地理環(huán)境為地勢(shì)相對(duì)低的古地貌，同時(shí)也佐證了本區(qū)礦體形成大多處于近地表或水體內(nèi)，鮮有暴露淋濾作用發(fā)生或淋濾作用不強(qiáng)的觀點(diǎn)。

表2　含礦巖系厚度變化頻率表

5　鋁土礦的形成

中志留世之后，廣西運(yùn)動(dòng)使務(wù)黔北—渝南地區(qū)逐漸隆起成陸，接受風(fēng)化剝蝕。至早石炭世，長(zhǎng)達(dá)60余萬年的時(shí)間里，該區(qū)泥質(zhì)頁(yè)巖及夾在其中的灰?guī)r大量風(fēng)化剝蝕形成富含鋁、鐵元素的紅土或鈣紅土［7］，晚石炭世早期，該區(qū)再次沉降，接受沉積，形成黃龍組灰?guī)r。晚石炭世中晚期，該區(qū)又隆升為陸地，再次接受風(fēng)化剝蝕，部分地區(qū)黃龍組灰?guī)r剝蝕殆盡，由于該區(qū)處于熱帶干濕相間的氣候條件下，早期的風(fēng)化作用形成黃龍組風(fēng)化的鈣紅土和韓家店組的紅土，為鋁土礦的形成準(zhǔn)備了充足的物源［5］。前人研究表明：早二疊世，是鋁土礦形成的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)該區(qū)處于總體為開口向北的半封閉海灣邊緣，隨著大規(guī)模的海侵海退，富含鋁、鐵的紅土及鈣紅土向海灣方向搬運(yùn)［5］，同時(shí)發(fā)生脫硅富鋁作用，當(dāng)這些紅土處于水體交替好、淋濾作用強(qiáng)的地段，那么該地段的紅土脫硅富鋁效果好，則形成品質(zhì)較好的鋁土礦，反之則不成礦或礦石品質(zhì)差。而本研究區(qū)處于地勢(shì)相對(duì)較低的古地貌，使得含礦巖系大多數(shù)時(shí)期處于潛流帶或潛流帶之下，整體水體交替作用相對(duì)弱，暴露淋濾時(shí)間短，從而脫硅富鋁作用也相對(duì)弱，所以區(qū)內(nèi)礦石大多為鋁硅比不高的塊狀、致密塊狀和豆鮞狀，而鋁硅比較高的土狀—半土狀不多。

圖3　含礦巖系、礦體與黃龍組厚度關(guān)系圖

6　結(jié)論

研究區(qū)由北向南礦體規(guī)模增大，含礦巖系厚度與礦體厚度呈正相關(guān)，與黃龍組厚度呈負(fù)相關(guān)。區(qū)內(nèi)具有礦石類型以鋁硅比不高的致密狀、塊狀構(gòu)造和豆?fàn)?、鮞狀構(gòu)造為主的特征和殘存黃龍組相對(duì)于其他礦區(qū)分布較穩(wěn)定、厚度相對(duì)較大的特征，均揭示本區(qū)處于地勢(shì)相對(duì)較低的古地貌，含礦巖系大多數(shù)時(shí)期處于潛流帶或潛流帶之下，整體水體交替作用相對(duì)弱，暴露淋濾時(shí)間短，從而脫硅富鋁作用也相對(duì)弱。

［1］武國(guó)輝，劉幼平，張應(yīng)文.黔北務(wù)—正—道地區(qū)鋁土礦地質(zhì)特征及資源潛力分析［J］.地質(zhì)與勘探，2006，42（2）：39-443.

［2］金中國(guó)，黃智龍，等.黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦成礦規(guī)律研究［M］.北京：地質(zhì)出版社，2013.

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［4］袁睿，等.貴州省務(wù)正道地區(qū)鋁土礦整裝勘查道真向斜勘查報(bào)告［R］.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，2015.

［5］杜遠(yuǎn)生，等.黔北務(wù)正道地區(qū)早二疊世鋁土礦成礦模式［J］.古地理學(xué)報(bào)，2014，16（1）：1-8.

［6］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)，2013，32（1）：23-26.

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1004-5716（2016）04-0107-04

2016-01-04

2016-01-05

袁睿（1983-），男（漢族），湖南漢壽人，工程師，現(xiàn)從事礦產(chǎn)勘查工作。