貴州銀鼎鋁土礦含礦巖系中的伴生鎵分布規(guī)律

薛亞飛1，田鵬州2，王曉江1，趙靜1，李鵬1，梁存斌1，尹樂1

(1．河南省有色金屬地質礦產(chǎn)局第四地質大隊，河南鄭州450016;2．河南省煤田地質局一隊，河南鄭州450016)

鎵是一種性能優(yōu)良的電子原材料，在銀鼎鋁土礦勘查中鎵作為基本分析。對銀鼎鋁土礦中伴生鎵的品位變化、地質特征、礦床特征、含礦巖系進行研究，討論了鋁土礦與鎵在含礦巖系不同巖性段的分布特征，鋁土礦和鎵含量之間的線性關系及在其它礦區(qū)的適用性。進行對比研究，建立Al2O3含量與鎵含量的線性方程式，確定本礦區(qū)內的鎵資源儲量分布規(guī)律。實踐證明，通過鎵的分布規(guī)律驗證了基底巖石中鎵含量的高低，決定了含礦巖系中鋁土礦及相關巖石鎵含量的高低。關鍵詞:鎵;鋁土礦;線性回歸方程;含礦巖系

0 前言

貴州銀鼎鋁土礦位于貴州省貴陽市修文縣境內，本文主要通過礦區(qū)地質特征、礦體地質特征、Al2O3含量和鎵含量的相關性，建立線性回歸方程，來確定鎵含量與Al2O3的定量線性相關關系，確立了鎵的分布規(guī)律。筆者針對貴州銀鼎鋁土礦的含礦巖系中鎵的品位變化、地質特征、礦床特征、地質特征進行研究，討論了鋁土礦與鎵在含礦巖系不同巖性段的分布特征，鋁土礦和鎵含量之間的線性關系及在其他礦區(qū)的適用性。這對鎵金屬的綜合利用來說，具有重要意義。

1 礦區(qū)地質特征

礦區(qū)位于北北東向電廠背斜的北西翼，為一形態(tài)簡單的單斜構造。地層傾向208(°)～320(°)，地層傾角17(°)～43(°)。礦區(qū)出露地層主要為寒武系中上統(tǒng)婁山關群(∈2－3ls)、九架爐組(C1jj)、石炭系下統(tǒng)擺佐組(C1b)、梁山組(P2l)、棲霞組(P2q)茅口組(P2m)、第四系(Q)。

鎵的含礦巖系以平行不整合形式覆蓋在寒武系中上統(tǒng)婁山關群白云巖古風化面上，其層位屬于下石炭九架爐組。九架爐組最薄處為0．51 m，最厚處可達7．56 m，一般3m左右。其含礦巖系下石炭統(tǒng)九架爐組(C1jj)可分為3層。現(xiàn)將礦區(qū)含礦巖系下石炭統(tǒng)九架爐組(C1jj)特征綜合如下。

粘土巖段(C1jj3):深灰、灰黑色粘土巖或粘土頁巖(0～1．00 m)。

鋁質粘巖層(C1jj2):灰、淺灰綠色粘土巖，向下過渡為鋁土巖或鋁土礦;灰白、淺灰、灰、深灰、肉紅色土狀、半土狀、碎屑狀、致密狀鋁土礦，偶夾1～2層鋁土巖或粘土巖透鏡體(1～3．5 m)。

鐵質巖層(C1jj1):紫紅、黃褐、灰綠色、灰黑色鐵質粘土巖，粘土頁巖或綠泥石粘土巖。底部或下部常含赤鐵礦結核或小扁豆，有時夾鐵綠泥石小透鏡或菱鐵礦團塊。另底部之鐵質粘土巖中常夾有基底之白云巖礫塊，風化后成黃褐色或紅褐色粘土，常含侵染狀、結核狀、網(wǎng)脈狀黃鐵礦，偶含少量菱鐵礦團塊(0～2．56 m)。

下伏地層為寒武系中上統(tǒng)婁山關群(∈2－3ls)。由褐黑色、肉紅色、淺灰色至灰色薄—中厚層細粒白云巖。含藻粒，有時夾有厚度不大的灰綠色、紫紅色粘土質頁巖及泥質白云巖。古喀斯特地貌明顯，頂部白云巖常呈角礫狀與粘土巖混雜，裂隙及洞穴內常為粘土巖、鐵質粘土巖充填。

2 礦床地質特征

2．1鋁土礦和伴生鎵礦床特征

礦區(qū)內共圈定兩個鋁土礦礦體，Ⅰ號礦體最大，位于礦區(qū)南西部。礦體產(chǎn)狀總體上與地層一致，礦體形態(tài)在剖面上呈似層狀。礦體厚度1．63～3．05 m，平均厚度1．98 m，礦體的厚度一般由地表及淺部向深部總體趨于變薄。礦體Al2O3含量45．95%～78．34%，Al2O3平均含量59．91%;礦體SiO2含量0．72%～24．18%，SiO2平均含量9．59%;礦體鋁硅比值2．0～108．8，平均鋁硅比值6．3。

礦區(qū)內共圈定1個鎵礦體。礦體產(chǎn)狀總體上與地層一致，礦體形態(tài)在剖面上呈似層狀。礦體厚度0．68～6．05 m，平均厚度2．74 m，礦體的厚度一般由但工程鋁土礦的厚薄決定。礦體Al2O3含量20．29%～71．23%，Al2O3平均含量38．92%;礦體鎵含量0．002 0%～0．003 8%，鎵平均含量0．002 6%。

區(qū)內礦石礦物成分簡單，主要由鋁礦物(一水硬鋁石)、硅礦物(多水高嶺石和高嶺石)、鐵礦物(赤鐵礦和菱鐵礦)、鈦礦物(銳鈦礦)、硫化物(黃鐵礦)、鈣鎂礦物(方解石和白云石)，鎵主要呈類質同象賦存在巖礦石中。

鋁土礦常見礦石自然類型:土狀礦石為土狀結構，塊狀構造;碎屑狀礦石為微晶砂屑或礫屑結構，塊狀構造。一般土狀鋁土礦中的鎵含量比碎屑狀鋁土礦中的鎵含量高。Ga在土狀和鮞狀、致密塊狀礦石中的平均含量相近，但均高于碎屑狀礦石。

2．2鋁土礦和伴生鎵的分布特征

通過圖1～2對比發(fā)現(xiàn)，鎵的礦體比鋁土礦礦體大。也就是說，見鋁土礦的探礦工程肯定有鎵礦體;根據(jù)化驗結果，不見鋁土礦的探礦工程有可能存在鎵礦體。鎵的含量與Al2O3含量密切相關［1-2］。

對銀鼎鋁土礦礦床含礦巖系及其上下頂?shù)装暹M行系統(tǒng)的采樣和基本分析，選取Al2O3含量在0．81%～78．34%之間的樣品，統(tǒng)計Al2O3含量與Ga含量之間的關系。不同層位化學成分統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。

圖1銀鼎鋁土礦礦區(qū)鋁土礦礦體平面位置

圖2銀鼎鋁土礦礦區(qū)鎵礦體平面位置

表1 銀鼎鋁土礦不同層位化學成分統(tǒng)計

表1可以看出(Al2O3)含量29．11%，(Ga)含量0．0020%，達到鎵的工業(yè)利用指標;(Ga)含量雖著(Al2O3)含量遞增;含礦巖系的頂?shù)装逯械幕規(guī)r和白云巖中也含有鎵。根據(jù)以上數(shù)據(jù)生成了Al2O3含量與Ga含量的相關曲線圖(見圖3)［3-4］。

圖3Al2O3含量與Ga含量的相關曲線

3 Al2O3與Ga的含量關系線討論

3．1線性回歸方程式:由表1的數(shù)據(jù)求得線性回歸方程式: ω(Al2O3)=23 457 ω(Ga)－17．80。

3．2結果

從線性方程式中可以看出進一步顯示了各種巖、礦石中Ga與Al2O3的密切關系，也表明了含礦巖系巖、礦石中鎵的含量可能與基底地層巖石中鎵的含量有關。銀鼎鋁土礦含礦巖系底部的婁山關群(∈2－3ls)白云巖的分析結果，含量為0．000 3%。說明基底巖石是形成鋁土礦的母巖，基底巖石中鎵含量的高低，決定了含礦巖系中鋁土礦及相關巖石鎵含量的高低。驗證了基底巖石是形成鋁土礦的母巖，基底巖石中鎵含量的高低，決定了含礦巖系中鋁土礦及相關巖石鎵含量的高低。

4 結論

綜上所述，伴生鎵在貴州銀鼎鋁土礦中分布規(guī)律歸納如下。

1)驗證了基底巖石是形成鋁土礦的母巖，基底巖石中鎵含量的高低，決定了含礦巖系中鋁土礦及相關巖石鎵含量的高低。

2)鋁土礦含礦巖系中的鋁質粘土巖和鐵質粘土巖中的伴生鎵也能達到工業(yè)指標要求。

3)用鋁土礦和鎵含量之間的線性關系，證明在其它礦區(qū)的適用性。

［1］薛亞飛，梁存斌，肖俊嶺，等．貴州省修文縣谷堡鄉(xiāng)銀鼎鋁土礦資源儲量核實及詳查報告［R］．鄭州:河南省有色金屬地質礦產(chǎn)局第四地質大隊，2011．

［2］田鵬州，王征征，楊延偉，等．河南省登封煤田煤下鋁(粘)土礦普查(階段)報告［R］．鄭州:河南省煤田地質局一隊，2015．

［3］戴塔根，龍永珍，張起鉆，等．桂西某些鋁土礦床稀土元素地球化學研究［J］．地質與勘探，2003，39(4):1－5．

［4］葉霖，潘自平，程增濤．貴州修文小山壩鋁土礦中鎵等伴生元素分布規(guī)律研究［J］．礦物學報，2008，28(2):105－111．

A Distribution Rule of Associated Gallium in the Yinding Bauxite Ore Rocks of Guizhou Province

XUE Yafei1，TIAN Pengzhou2，WANG Xiaojiang1，ZHAO Jing1，LI Peng1，LIANG Cunbin1，YIN Le1
(1．The Fourth Geological Brigade，Henan Province Bureau of Geology and Mineral Resources of Nonferrous Metal，Zhengzhou，Henan 450016，China;2．First Team，Henan Bureau of Coal Geology，Zhengzhou，Henan 450016，China)

Gallium is an excellent electronic raw material，which was taken as a basic analysis in the exploration of Yinding Bauxite．Based on the comparative study of gallium in Yinding bauxite，the linear equation of Al2O3 content and gallium content was established to determine the distribution rule of gallium resources in the mine．Practice proves that，through the establishment of linear regression equation in distribution rule of gallium，the method is feasible．The distribution rule of gallium will determine the gallium content in the basement rocks，including the gallium content in the bauxite of ore rocks and the related rock．

Gallium;Bauxite;Linear regression equation;Ore rocks

P618．74

A

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．013

2016－12－28

薛亞飛(1983－)，男，河南登封人，地質工程師，研究方向:地質找礦，手機:15838167233．