翟自峰

（山西省地球物理化學(xué)勘查院，山西 運城044004）

平陸縣靳家底礦區(qū)鋁土礦礦體地質(zhì)特征及厚度、品位變化規(guī)律初探

翟自峰*

（山西省地球物理化學(xué)勘查院，山西 運城044004）

通過鉆孔的系統(tǒng)揭露，山西省平陸縣靳家底礦區(qū)鋁土礦床是一個半裸露型、似層狀—透鏡狀—漏斗狀三者一體、剝蝕天窗型、斷層型的一個近海沉積型鋁土礦。鋁土礦體賦存于石炭系本溪組鐵鋁巖系中，平面上有分布不規(guī)則，有無礦天窗，厚度變化大，品位在大厚度處富集等特點。

靳家底礦區(qū)；地質(zhì)特征；含礦巖系；厚度與品位

山西省平陸縣靳家底礦區(qū)一帶，石炭系本溪組鐵鋁巖系廣泛分布，具有形成鋁土礦床的地質(zhì)條件，是尋找鋁土礦的有利地段。礦區(qū)位于豫皖斷塊北緣，濟源—澠池塊坳之澠池斷凹的東部，受中條山南東側(cè)山前大斷裂影響，區(qū)域斷裂構(gòu)造較發(fā)育，斷裂多為北東—南西向，傾向南東，傾角較大，均大于70°，巖漿巖活動較弱。區(qū)域礦產(chǎn)較為豐富，主要有煤、鋁土礦、山西式鐵礦、石灰?guī)r、粘土巖，石膏等。

1　礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1地層

礦區(qū)出露地層由老到新依次為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組（O2m）、石炭系中統(tǒng)本溪組（C2b）、上統(tǒng)太原組（C3t）、二疊系下統(tǒng)山西組（P1s）、下石盒子組（P1x）、第四系下更新統(tǒng)（Q1）、中更新統(tǒng)（Q2）及全新統(tǒng)（Q4）（圖1）。

1.2構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)多見有斷層構(gòu)造。本區(qū)自下古生代以來，地殼基本固結(jié)而不再有強烈擠壓褶皺，主要為垂直升降運動。地層大多呈舒緩波狀單斜產(chǎn)出，走向北東—南西，傾向南東，傾角8°～10°，由于不均衡的差異升降所引起的斷裂構(gòu)造，均為正斷層，垂直斷距一般10～80m，對礦體有破壞作用，礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)有12條斷層，主要斷裂構(gòu)造特征簡述如下：F1斷裂：位于礦區(qū)西北部，走向NEE-SWW，長約2250m。為該礦段最長的斷層，將礦體自然分成NW、SE兩部分，傾向NW，傾角85°～90°，斷距大于80m。F2斷裂：位于礦區(qū)西南部，走向NE-SW，出露長70m。將礦體露頭明顯斷錯，斷距15m，傾向160°，傾角65°。F3斷裂：位于礦區(qū)北東部，走向NW-SE，出露長110m。將礦體露頭明顯斷錯，斷距20m，產(chǎn)狀60°∠68°。F4斷裂：位于礦區(qū)東部，出露長270m。明顯斷錯礦體露頭，斷距40m，產(chǎn)狀70°∠60°。F5斷裂：位于礦區(qū)北部，地表出露長50m。明顯斷錯礦體露頭，斷距30m，產(chǎn)狀130°∠60°。F11斷裂：位于礦區(qū)北部，地表出露長度約30m，露頭出露層位有明顯錯斷，斷距較小，僅為2m左右，產(chǎn)狀310°∠55°。F12斷裂：位于礦區(qū)北部，地表出露長約130m，斷距不明顯，產(chǎn)狀大致為130°∠30°。另據(jù)鉆孔勘探線巖礦層對比看，礦段中還有5條隱伏斷裂，雖地表未見出露，但巖礦層有明顯被錯斷現(xiàn)象，5條斷裂分別編號F6、F7、F8、F9、F10。

2　礦體特征

礦體呈似層狀、透鏡狀、漏斗狀，一般為單層，其形態(tài)嚴(yán)格受奧陶系古風(fēng)化面的控制。因后期地形切割和風(fēng)化剝蝕作用，礦體邊緣露頭呈港灣狀、舌狀等不規(guī)則狀繞山脊展布。礦層厚度0.5～9.0m，平均2.53m，低凹處厚度大，連續(xù)性較好，且質(zhì)量相對較好；凸起處厚度薄或無礦，形成無礦“天窗”。礦區(qū)內(nèi)鋁土礦由于工程控制不連續(xù)，礦體主要位于礦區(qū)西南部及中部控礦工程密集區(qū)，賦存于古生界本溪組鐵鋁巖系中，其中1號、2號礦體為礦區(qū)主要礦。1號礦體位于礦區(qū)的西南部，東西長約1860m，南北寬約650m，礦體面積0.796km2，頂板最高標(biāo)高478.45m，底板最低標(biāo)高380.33m，礦體共估算資源量649.93×104t，礦體平均厚度2.83m，礦體平均品位Al2O3為62.29、SiO2為14.61、Fe2O3為2.51、A/S為4.26。礦體比較連續(xù)，僅在鉆孔ZK0305、ZK0701處出現(xiàn)了無礦天窗，面積含礦率為97.6%。礦體為單層礦，層狀產(chǎn)出，傾向與地層產(chǎn)狀一致，傾向南西，產(chǎn)狀較平緩，傾角5°～10°。礦體露頭沿東沿及南沿山溝展布，由于后期地形切割和風(fēng)化剝蝕作用，呈曲折港灣狀。2號礦體位于礦區(qū)的中部，東西長約1180m，南北寬約930m，礦體面積0.86km2，頂板最高標(biāo)高483.30m，底板最低標(biāo)高397.07m，礦體共估算資源量504.78×104t，礦體平均厚度2.03m，礦體平均品位Al2O3為66.13、SiO2為12.00、Fe2O3為2.37、A/S為5.51。礦體比較連續(xù)，僅在鉆孔ZK0002處出現(xiàn)了無礦天窗，面積含礦率為92.5%（圖2）。

圖1　靳家鋁土礦區(qū)地質(zhì)及構(gòu)造分布圖

從平面上看，1號、2號礦體北部為鋁土礦被剝蝕區(qū)，兩都界線有從明顯的剝蝕到沉積無礦，再到礦體厚度較小，再到南部礦體厚度增加，有一定的漸進(jìn)的過程。

從圖2的鋁土礦體等厚線還可以看出，本區(qū)鋁土礦礦體的另外一個顯著特征，鋁土礦體在平面上的連續(xù)性主要是依靠古地貌漏斗的連續(xù)分布。礦區(qū)南部礦體比較連續(xù)很大程度上是古地貌地勢較低洼且有較多巖溶漏斗的功勞。

3　含礦巖系特征

加里東運動使本區(qū)上升為陸地，經(jīng)長期沉積間斷，基底奧陶系灰?guī)r，遭受強烈的風(fēng)化剝蝕，形成了富含鐵鋁物質(zhì)的風(fēng)化殼和凹凸不平的古地形，為中石炭世晚期本溪組下段鐵鋁含礦層的沉積，提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和有利場所。由于頻繁的升降運動，沉積環(huán)境動蕩不定，從而出現(xiàn)了沉積巖性組合的變化。自下而上依次為：鐵鋁巖層—鋁土礦層—粘土巖層。鐵鋁巖層：主要巖性為深灰黃色—紅褐色鐵質(zhì)粘土巖、鐵鋁巖。局部見有窩子狀和透鏡狀鐵礦，以及鮞狀綠泥石粘土巖。受古風(fēng)化面凹凸不平影響，厚度變化較大，一般0.6～2.6m，平均厚約1.4m。該層的沉積起了填平補齊古地形的作用，使沉積的鋁土礦層厚度相對穩(wěn)定。鋁土礦層：鋁土礦由下而上結(jié)構(gòu)類型依次為：粗糙狀、碎屑狀、豆鮞狀，與之相應(yīng)A/S值也由高—低—較低，礦區(qū)平均厚度2.53m。局部礦層中出現(xiàn)夾層，厚度一般較小。粘土巖層：主要為粘土巖及硬質(zhì)耐火粘土礦。平均厚約1.30m左右。

4　礦體厚度、品位及其變化規(guī)律

圖2　靳家底鋁土礦區(qū)礦體特征簡圖

本區(qū)鋁土礦因其沉積環(huán)境及成礦條件不同，礦體厚度有明顯差異，表現(xiàn)出2個特點，一是受奧陶系古風(fēng)化面凹凸不平控制厚度有明顯差異。低凹處厚度大，凸起處厚度薄或無礦；二是原生沉積的鋁土礦，經(jīng)風(fēng)化剝蝕改造，就地殘積于巖溶凹地重新堆積氧化形成的堆積型鋁土礦，其規(guī)模小而形態(tài)復(fù)雜，相對就地沉積型鋁土礦厚度變化較大。

圖3　靳家底鋁土礦區(qū)礦體厚度、品位頻率變化曲線圖

總體上本礦段礦體厚度不穩(wěn)定，由于本區(qū)礦體基本上為漏斗狀、雞窩狀，厚度變化較大。本礦段115個工程中有8個剝蝕無礦，21個沉積無礦，見礦率75%。單工程見礦最厚為14.15m，最小為0.5m，平均厚2.03m，厚度變化系數(shù)83.19%。其中1號礦體厚度為0.5～14.15m，平均2.70m，厚度變化系數(shù)83.68%，屬厚度不穩(wěn)定范圍；2號礦體厚度為0.5～5.21m，平均1.56m，厚度變化系數(shù)72.63%，屬厚度較穩(wěn)定范圍（見圖2、圖3）。

本區(qū)鋁土礦品位的變化主要與古沉積環(huán)境關(guān)系密切，一般在鋁土礦沉積低凹部位，特別是巖溶形成的漏斗部位，礦體厚度相對較大，礦石品位較富；古沉積環(huán)境為凸起部位，則礦體厚度薄，礦石質(zhì)量差，甚至變成無礦天窗。另外由于后期風(fēng)化淋濾脫硅、脫硫次生富集或再堆積的影響，造成礦石品位加富，因此邊緣工程品位略高于內(nèi)部工程。從沉積垂向上看，礦體中部Al2O3含量高，SiO2含量低；上部和下部Al2O3含量較低，SiO2含量較高。Al2O3與SiO2含量呈明顯反消長關(guān)系（見圖4）。

圖4　單工程主要化學(xué)成分垂直方向變化曲線圖

5　結(jié)論

本礦區(qū)構(gòu)造較多，礦區(qū)中部及北西部因剝蝕及沉積無礦而形成了大面積的無礦天窗。但本區(qū)的斷層構(gòu)造對于礦體的影響是有限的，鋁土礦嚴(yán)格受控于含礦層位，即鋁土礦體主要賦存于石炭系中統(tǒng)本溪組的鐵鋁巖系中，含礦巖系從下到上依次為鐵鋁巖—鋁土礦—粘土巖；鋁土礦體形態(tài)主要以似層狀、透鏡狀、漏斗狀為主，其中漏斗狀形態(tài)的礦體是本區(qū)最顯著的礦體特征，受控于古巖溶地貌，漏斗狀鋁土礦直接決定的本區(qū)鋁土礦礦體的厚度變化大、品位隨厚度富集等主要特點。

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P613

A

1004-5716（2016）06-0147-04

2015-05-15

翟自峰（1981-），男（漢族），山東泗水人，工程師，現(xiàn)從事鋁土礦等礦產(chǎn)找礦工作。