張 冰,薛興娟*
(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局六總隊(duì),貴州 凱里 556000)
苗嶺地質(zhì)大隊(duì)最早在苦李井礦區(qū)開展鐵礦勘查工作,提交了《爐山鐵礦苦李井礦區(qū)儲(chǔ)量報(bào)告》。在進(jìn)行鐵礦勘查的同時(shí),對(duì)鐵礦層上部的鋁土巖、鋁土質(zhì)頁巖共取150件樣品,經(jīng)分析Al2O312.11%~56.10%,SiO211.69%~65.23%,鋁硅比0.3~2.65,平均為1.23。報(bào)告認(rèn)為“不符合鋁土礦工業(yè)要求,僅部分符合耐火粘土工業(yè)要求”。1985年至1987年,中國有色金屬工業(yè)總公司貴州地質(zhì)勘探公司六總隊(duì)在凱里市魚洞、江禾、黃貓寨、平路河、苦李井、后莊等地和黃平縣鐵廠溝,開展鋁土礦預(yù)查工作,肯定了該區(qū)存在鋁土礦工業(yè)礦體,但由于工作區(qū)面積較小,未能確定區(qū)域成礦遠(yuǎn)景。貴州省地礦局103隊(duì)于1988年在黃平王家寨北段開展鋁土礦普查工作,并提交普查報(bào)告,估算鋁土礦資源量34.24萬噸。
工作區(qū)大地構(gòu)造位置在揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)之黔北臺(tái)隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)與黔南臺(tái)陷的交接地帶。二疊系梁山組地層為一套海陸交替沉積的碎屑巖,大致可分為含鐵巖系、含鋁巖系及煤層。梁山組在區(qū)內(nèi)分布較為廣泛,鋁土礦一般產(chǎn)出于該層中部含鋁巖系中。
調(diào)查區(qū)鋁土礦的成因,與黔中鋁土礦有相似之處。該區(qū)鋁土礦屬“產(chǎn)于碳酸鹽巖侵蝕面上的一水硬鋁石型沉積礦床”;是“海陸交替沉積、表生富集”多階段、多因素綜合作用的產(chǎn)物。調(diào)查區(qū)自廣西運(yùn)動(dòng)后抬升為陸,在潮濕炎熱的氣候條件下,古陸上的碳酸鹽巖進(jìn)行長時(shí)間風(fēng)化剝蝕和夷平作用,促使紅土化的進(jìn)程;在紅土化作用下,巖石中的Ca、Mg、Si及堿金屬被淋濾流失,而Al、Fe、Ti等惰性組份相對(duì)的富集起來,隨著紅土化進(jìn)程的不斷加深,逐漸形成了富鋁的鈣紅土風(fēng)化殼。為該區(qū)鐵礦、鋁土礦的形成準(zhǔn)備了豐富的成礦物質(zhì)。當(dāng)海水由南向北入侵,凱里處于陸地邊緣海灣瀉湖,在海侵和潮汐作用下,原基底上的鐵、鋁、鈣紅土等成礦物質(zhì),呈細(xì)小顆粒的懸浮物,當(dāng)海水逐漸加深,在弱堿性~堿性還原環(huán)境時(shí),海水中的CO2與懸浮狀態(tài)Fe相結(jié)合,并凝結(jié)為碳酸鐵膠體,在低能條件下伴隨部分粘土物質(zhì)沉積鐵礦層,形成菱鐵礦[1]。
在菱鐵礦沉積后,地殼發(fā)生輕微抬升,海水相對(duì)變淺為淺濱海瀉湖條件下的氧化環(huán)境,繼續(xù)沉積鋁礦層。在海浪的沖擊下,將原沉積物質(zhì)再次打碎,形成碎屑狀鋁土礦,上部繼續(xù)沉積豆鮞狀鋁土礦,搬運(yùn)到水體的低洼地帶,使鋁土礦增厚變富。由于升降運(yùn)動(dòng)和巖溶化作用的交替影響,巖溶盆地內(nèi)凹凸不平,形成大小不等的溶溝、溶槽、巖溶洼地,控制著鐵、鋁土礦的分布。當(dāng)?shù)貧だ^續(xù)上升,凱里海灣瀉湖處于濱海的潮間和潮上帶時(shí),在氣候炎熱潮濕條件下,形成適于植物生長的沼澤地帶。在早二疊世梁山期下降沉積煤礦層,該層盛產(chǎn)孢粉化石,厚達(dá)20m以上,進(jìn)一步證實(shí)海西期柳江運(yùn)動(dòng)的存在。同時(shí)說明凱里梁山組為海陸交替相濱海沼澤沉積。因此,含礦巖系的分布和巖性組合,均嚴(yán)格受大地構(gòu)造位置及古地貌的制約。在燕山期后歷次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響下,已固結(jié)成巖的鋁土礦層又被抬升到地表,裸露在地表的鋁土礦,在長時(shí)間的表生環(huán)境下,在地表水及地下水、風(fēng)化剝蝕等作用下,使鋁土礦系物質(zhì)進(jìn)一步脫硅去鐵而富化,形成了目前所見的鋁土礦床。綜上所述,本區(qū)鋁土礦的形成,是基底碳酸鹽巖石經(jīng)紅土化作用形成的“初始富集”層通過海解改造后,以微屑和膠體化學(xué)聚沉,巖溶盆地內(nèi)顆粒再沉積,主要由鋁土礦物高嶺石脫硅去鐵成礦,再經(jīng)成巖期后風(fēng)化淋濾改造,富化形成鋁土礦。礦床成因?yàn)椋骸肮棚L(fēng)化殼一海陸交互沉積、改造礦床”。
梁山組地層可分為泥質(zhì)巖相和碎屑巖相兩種巖相,泥質(zhì)巖相是指以鋁土巖、鋁土質(zhì)頁巖和鋁土礦為主,不含砂巖或少含砂巖的相區(qū);碎屑巖相區(qū)是指以砂巖為主的相區(qū)。兩相區(qū)是逐漸過渡的。鐵廠溝、魚洞礦區(qū)及苦李井礦區(qū)北部的梁山組地層均為泥質(zhì)巖相,鋁土礦產(chǎn)出情況較好,本次估算資源量的礦體均產(chǎn)出于該巖相中。礦石多呈土狀、豆鮞狀,顏色較淺,呈灰白色,品位(Al2O3)一般≥50%;苦李井礦區(qū)偉勇、大帽山一帶以南以及白銀廠礦區(qū)、舟溪礦區(qū)均為碎屑巖相,梁山組地層主要以砂巖、含砂質(zhì)頁巖為主,基本不見或少見鋁土巖等含鋁巖系。整個(gè)遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū),由北西至南東,隨著梁山組中砂巖的出現(xiàn),含鋁巖系逐漸變薄直至尖滅[2]。如圖1。
圖1 調(diào)查區(qū)程度分布圖
在全面研究區(qū)內(nèi)典型礦床及其它已知礦床的成礦地質(zhì)作用、成礦規(guī)律、礦體特征的基礎(chǔ)之上,綜合各種信息,對(duì)區(qū)內(nèi)預(yù)測要素進(jìn)行提煉和總結(jié),并按必要的、重要的、次要的對(duì)預(yù)測要素進(jìn)行分類,如表1。
表1 貴州省凱里—黃平地區(qū)鋁土礦區(qū)域預(yù)測要素一覽表
2.2.1 成礦遠(yuǎn)景區(qū)分級(jí)分類原則
根據(jù)區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的成礦地質(zhì)特征、控礦條件、成礦規(guī)律、礦床(點(diǎn)),采用如下成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分原則。
A類遠(yuǎn)景區(qū):成礦條件十分有利,預(yù)測依據(jù)充分,資源潛力大或較大,預(yù)測資源量達(dá)到大型遠(yuǎn)景以上規(guī)模,埋藏在可采深度范圍內(nèi),是可建議優(yōu)先安排的礦產(chǎn)勘查地區(qū)。
B類遠(yuǎn)景區(qū):成礦條件有利,有預(yù)測依據(jù),有一定的資源潛力,預(yù)測資源量達(dá)到中型遠(yuǎn)景以上規(guī)模,是可考慮安排勘查的工作地區(qū)。
C類遠(yuǎn)景區(qū):據(jù)成礦條件,有可能發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)資源,預(yù)測資源量達(dá)到小型遠(yuǎn)景以上規(guī)模,是可考慮探索的地區(qū);或在現(xiàn)有礦區(qū)外圍或深部,有預(yù)測依據(jù)但資源潛力較小的地區(qū)。
2.2.2 成礦遠(yuǎn)景區(qū)邊界圈定原則
調(diào)查區(qū)內(nèi)鋁土礦床為沉積礦床,且產(chǎn)狀平緩,所以在圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)邊界時(shí),按照含礦巖系梁山組的分布范圍與區(qū)內(nèi)大斷層的邊界圈定。成礦遠(yuǎn)景區(qū)面積應(yīng)扣除已估算資源量塊段面積。
2.2.3 成礦遠(yuǎn)景區(qū)資源量的預(yù)測方法
運(yùn)用地質(zhì)體體積法對(duì)成礦遠(yuǎn)景區(qū)的資源量進(jìn)行預(yù)測。其計(jì)算公式如下:Z預(yù)=K×S預(yù)
式中:Z預(yù)—預(yù)測資源量(萬噸);K—含礦系數(shù)(萬噸/km2);S預(yù)—含礦層分布面積(km2)。
根據(jù)成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分原則及區(qū)內(nèi)總結(jié)的預(yù)測要素,工作區(qū)內(nèi)共劃分出4個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)。
2.3.1 鐵廠溝鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)
位于調(diào)查區(qū)北部,長約5.5km,寬約1.5km,面積7km2,含礦巖系分布面積約為5.4km2。區(qū)內(nèi)以北東構(gòu)造為主,主要為鐵廠溝向斜,鋁土礦受地層層位及巖性控制,主要產(chǎn)于二疊系梁山組中部含鋁巖系中。區(qū)內(nèi)已圈定鋁土礦體6個(gè),并提交了鐵廠溝礦產(chǎn)地,區(qū)內(nèi)含礦巖系梁山組出露面積較廣,保存較完整,成礦條件較好,為B類找礦遠(yuǎn)景區(qū)。
2.3.2 苦李井鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)
位于調(diào)查區(qū)西部,長約11.5km,寬約5km,面積約38km2。區(qū)內(nèi)主要為單斜地層,傾向南東;斷裂構(gòu)造以北東、北北東為主,對(duì)礦體有一定破壞作用。鋁土礦受地層層位及巖性控制,主要產(chǎn)于二疊系梁山組中部含鋁巖系中。區(qū)內(nèi)已圈定鋁土礦體14,已完成施工的深部工程見礦情況較好,提交了苦李井礦產(chǎn)地,區(qū)內(nèi)含礦巖系梁山組出露面積廣,保存完整,成礦條件良好,為A類找礦遠(yuǎn)景區(qū)[3]。
2.3.3 魚洞鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)
位于調(diào)查區(qū)中部,長約16.5km,寬約9.5km,面積約106km2。區(qū)內(nèi)以北東構(gòu)造為主,主要為大泡木向斜及魚洞向斜,斷裂構(gòu)造對(duì)礦體有一定破壞作用。鋁土礦受地層層位及巖性控制,主要產(chǎn)于二疊系梁山組中部含鋁巖系中。區(qū)內(nèi)已圈定鋁土礦體7個(gè),提交了魚洞礦產(chǎn)地,區(qū)內(nèi)含礦巖系梁山組出露面積廣,保存完整,成礦條件良好,為A類找礦遠(yuǎn)景區(qū)。
2.3.4 王家寨鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)
鐵廠溝鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(B類):位于工作區(qū)北部,區(qū)內(nèi)出露地層為志留系翁項(xiàng)群、泥盆系高坡場組、二疊系中統(tǒng)梁山組和棲霞組,含礦巖系梁山組出露面積較廣,保存較完整。通過本次工作已圈定鋁土礦體7個(gè)??嗬罹X土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(A類):位于工作區(qū)西部,區(qū)內(nèi)主要出露地層為泥盆系高坡場組、二疊系中統(tǒng)梁山組和棲霞組,含礦巖系梁山組出露面積廣,保存完整。通過本次工作已圈定鋁土礦體14個(gè)。魚洞鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(A類):位于工作區(qū)中部,區(qū)內(nèi)主要出露地層為泥盆系高坡場組、二疊系中統(tǒng)梁山組和棲霞組,含礦巖系梁山組出露面積廣,保存完整。通過本次工作已圈定鋁土礦體7個(gè)。王家寨鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(B類):位于工作區(qū)北部,區(qū)內(nèi)主要出露地層為泥盆系高坡場組、二疊系中統(tǒng)梁山組和棲霞組,含礦巖系梁山組出露面積較小,保存完整。以往工作圈定鋁土礦體6個(gè)[4]。
2.4.1 鐵廠溝鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)
位于黃平復(fù)式向斜南段,區(qū)內(nèi)出露地層為志留系翁項(xiàng)群、泥盆系高坡場組、二疊系中統(tǒng)梁山組和棲霞組,以北東構(gòu)造為主,主要為鐵廠溝向斜,鋁土礦受地層層位及巖性控制,主要產(chǎn)于二疊系梁山組中部含鋁巖系中。本次工作鐵廠溝礦區(qū)圈定鋁土礦體7個(gè),提交(333+3341)鋁土礦資源量265.84萬噸。由于鐵廠溝礦區(qū)內(nèi)未施工深部工程,且地表工程控制程度很低或控制效果不理想,礦體規(guī)模普遍較小。
2.4.2 苦李井鋁土礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)
位于黃平復(fù)式向斜南段,區(qū)內(nèi)出露地層為婁山關(guān)群、志留系翁項(xiàng)群、泥盆系高坡場組、二疊系中統(tǒng)梁山組和棲霞組,主要為單斜地層,傾向南東;斷裂構(gòu)造以北東、北北東為主,對(duì)礦體有一定破壞作用。鋁土礦受地層層位及巖性控制,主要產(chǎn)于二疊系梁山組中部含鋁巖系中。本次工作苦李井礦區(qū)圈定鋁土礦體14個(gè),提交(333+3341)鋁土礦資源量1904.67萬噸。由于苦李井礦區(qū)內(nèi)地表工程控制程度很低或控制效果不理想,礦體規(guī)模普遍較小。在礦區(qū)內(nèi)施工了5個(gè)鉆孔,其中4個(gè)鉆孔見礦,深部找礦潛力較大[5]。
在遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)西部甕安—麻江一帶,有含礦巖系P2l出露,與遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)相鄰,成礦條件相似,含礦層頂?shù)装寤疽恢?。區(qū)內(nèi)有甕安草塘鎮(zhèn)巖門鋁土礦山、陸坪鎮(zhèn)也發(fā)現(xiàn)有一些鋁土礦點(diǎn),該區(qū)有較好的找礦遠(yuǎn)景。通過收集以往工作資料,在甕安—麻江一帶圈定兩個(gè)鋁土礦礦產(chǎn)預(yù)測區(qū)。
該預(yù)測區(qū)位于本次遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)北西側(cè),通過前人工作,該預(yù)測區(qū)內(nèi)甕安草塘鎮(zhèn)巖門鋁土礦山于2007年曾提交鋁土礦資源量127萬噸,且該區(qū)含礦層較連續(xù),具有較好的找礦前景,為A類預(yù)測區(qū);預(yù)測區(qū)內(nèi)含礦巖系分布面積約為200km2,由于含礦層分布面積較廣,較連續(xù)。參照本次遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)的平均含礦系數(shù)42萬噸/km2,該預(yù)測區(qū)的資源前景Z預(yù)=200×42=8400萬噸,具有較好的資源前景[6]。如圖2。
圖2 勘察區(qū)內(nèi)礦石構(gòu)造
該預(yù)測區(qū)位于本次遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)西側(cè),區(qū)內(nèi)含礦巖系分布較廣,發(fā)育近南北向背斜構(gòu)造,含礦巖系保存較完整。在陸坪鎮(zhèn)附近發(fā)現(xiàn)了一些鋁土礦點(diǎn),但普遍礦石品位較低,厚度較小。該預(yù)測區(qū)南部,即麻江縣一帶,梁山組地層為碎屑巖相,巖性以砂巖為主,未見含鋁巖系。所以該預(yù)測區(qū)含礦巖系處于泥質(zhì)巖相與碎屑巖相的過渡地帶,鋁土礦產(chǎn)出條件一般,為B類預(yù)測區(qū)。預(yù)測區(qū)內(nèi)含礦層分布面積約為80km2,參照本次遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)的平均含礦系數(shù)42萬噸/km2,該預(yù)測區(qū)的資源前景Z預(yù)=80×42=3360萬噸,具有較好的資源前景。綜上所述,兩個(gè)礦產(chǎn)預(yù)測區(qū)都具有較好的找礦前景,可進(jìn)一步開展地質(zhì)調(diào)查工作,作為開發(fā)的后備鋁土礦資源基地。
綜上,在調(diào)查區(qū)跨的1∶5萬圖幅中,重安江與掛丁幅未開展過1∶5萬基礎(chǔ)性工作,建議開展1∶5萬區(qū)調(diào)工作,為區(qū)內(nèi)下一步礦產(chǎn)勘查開發(fā)打下基礎(chǔ),進(jìn)一步開展礦產(chǎn)檢查工作,注意加強(qiáng)在三個(gè)礦產(chǎn)地中遠(yuǎn)景區(qū)的深部勘查工作,將有較好的鋁土礦找礦前景,在本次遠(yuǎn)景調(diào)查區(qū)西側(cè)甕安—麻江一帶均有含礦巖系梁山組出露,通過收集以往工作資料,該區(qū)有較好的鋁土礦資源前景。