鄧明秋

(貴州煤礦地質工程咨詢與地質環(huán)境監(jiān)測中心,貴州 貴陽 550008)

0 引言

青坪鋁土礦位于黔北務正道地區(qū)栗園向斜,是黔北務正道鋁土礦成礦帶[1]的重要組成部分。前人對黔北務正道的鋁土礦礦床特征[1]、成礦規(guī)律[2]、成礦機理[3]及成礦模式[4]及找礦方法[5-6]等均有所研究。近年來,隨著地質工作加強及大調查工作、整裝勘查工作的實施,貴州省地質調查院、貴州省地礦局106地質隊、貴州省有色地勘局局屬單位等先后在黔北務正道地區(qū)開展了鋁土礦資源評價、整裝勘查工作,取得了大量新的成果和認識:區(qū)內鋁土礦床的分布受成礦后燕山期NNE向新華夏式向斜褶皺構造的控制,星羅棋布于鹿池向斜、栗園向斜、桃源向斜、浣溪向斜、大塘向斜、新模向斜、安場向斜、張家院向斜、平木向斜中,構成黔北務正道鋁土礦成礦帶[7];研究區(qū)內鋁土礦位于二疊系下統(tǒng)大竹園組中上部,屬碎屑巖系侵蝕基準面(部分為碳酸鹽巖溶蝕基準面)上的古風化殼沉積型鋁土礦床[8];本區(qū)鋁土礦的分布與區(qū)域構造線方向一致,總體呈NNE向,向斜構造分別控制礦床的空間分布和礦體的展布延伸方向,是鋁土礦的賦存區(qū)[9];務正道地區(qū)鋁土礦形成時海水由北進入成礦區(qū),半封閉海灣的開口方向應在沉積盆地的北部邊界至渝南地區(qū)的武隆、南川之間,往北即為揚子海,安場-張家院-新模-栗園向斜一線可能靠近海岸邊緣[10]。其中2010—2013年,貴州省地礦局106地質大隊在栗園—鹿池向斜區(qū)開展了鋁土礦整裝勘查,大竹園鋁土礦達勘探程度,大竹園南段鋁土礦達詳查程度。2014—2015年,貴州省地質調查院開展了貴州省務川縣青坪勘查區(qū)鋁土礦普查,主要利用地表山地工程并結合深部鉆探工程控制對栗園向斜中部及東西翼開展探礦工作,取得了較好的找礦效果,具體如下:

(1)區(qū)內鋁土礦位于二疊系下統(tǒng)大竹園組中上部,均為沉積型鋁土礦。

(2)該區(qū)鋁土礦含礦巖系呈層狀分布,含礦層厚度呈一定的規(guī)律變化,新模向斜西北部,栗園向斜東部及南部,桃園向斜南部含礦層厚度較大,務正道地區(qū)東部偏中部區(qū)域含礦層厚度次之,北部及西北部厚度偏小。

(3)該區(qū)鋁土礦沉積盆地可分為半封閉海灣、濱岸濕地、近岸平原三部分,半封閉海灣為長期受海水淹沒的地區(qū),難以形成高品位鋁土礦,濱岸濕地則隨海平面的變化時而暴露地表,時而淹沒,是形成高品位鋁土礦的有利地區(qū)。

(4)該區(qū)含礦巖系厚度較大,含礦巖系厚度是鋁土礦形成的基礎,也是沉積體系和古地理的沉積記錄。含礦巖系厚度過小,反映沉積時處于剝露區(qū);含礦巖系厚度較大,反映沉積時處于沉積區(qū)。含礦巖系厚度較大為后期淋濾成礦打下基礎;地表露頭或鉆井巖心發(fā)育淋濾尤其是準同生淋濾特征,由于鋁土礦(尤其是優(yōu)質鋁土礦)是在暴露、淋濾過程中形成的,因此確定含礦巖系的淋濾特征極為重要。淋濾特征表現(xiàn)為上部滲流帶巖石顏色較淺(白色、灰白色),而下部潛流帶巖石顏色偏暗(深灰色、灰黑色、灰綠色或紫紅色)。

(5)務正道鋁土礦主要形成于兩次準同生淋濾期,因此該區(qū)鋁土礦的找礦方向應該集中于濱岸濕地地區(qū)、具有明顯淋濾作用發(fā)育的地區(qū)。

本文充分收集以往和本次已實施的青坪勘查區(qū)的探礦工程資料,統(tǒng)計含鋁巖系厚度數(shù)據(jù),生成含鋁巖系等厚曲線圖,以獲得該區(qū)鋁土礦厚度變化規(guī)律,為下一步鋁土礦找礦勘查提供依據(jù)。

1 區(qū)域成礦地質背景

研究區(qū)所屬區(qū)域大地構造位置屬揚子陸塊黔北隆起遵義臺地區(qū)鳳岡SN向構造變形區(qū)(四級構造單元)之北緣。區(qū)域內地層發(fā)育較為齊全,除缺失志留系中上統(tǒng)和泥盆系及石炭系大部外,從古生界寒武系到古近系均有出露,新生界第四系僅零星分布在斜坡、溝谷和洼地中,呈角度不整合覆蓋于不同時代的巖石之上(圖1)。

圖1 青坪鋁土礦礦區(qū)及外圍地質圖

區(qū)域內褶皺較發(fā)育,主要為NNE向和近SN向展布,其從西向東、從北向南有平木向斜、道真向斜、洛龍背斜、大塘向斜、桃源向斜、鹿池向斜、栗園向斜、安場向斜、格林背斜、浣溪向斜、務川向斜、張家院向斜、新模向斜等?？傮w來說,該區(qū)為褶皺組合是向斜寬緩,背斜緊密,構成“隔槽式”組合,部分向斜展布情況(圖1)。

區(qū)域范圍內的鋁土礦床的分布受成礦后燕山期NNE向新華夏式向斜褶皺構造的控制,星羅棋布于鹿池向斜、栗園向斜、桃源向斜、浣溪向斜、大塘向斜、新模向斜、安場向斜、張家院向斜、平木向斜中,構成黔北務正道鋁土礦成礦帶[1]。

2 礦區(qū)地質

2.1 地層

區(qū)內地層區(qū)劃屬揚子地層區(qū),礦區(qū)及外圍出露地層有奧陶系、志留系、石炭系及二疊—三疊系,為古生代至早三疊世中期地層,均以海相碳酸鹽沉積為主,其中以奧陶系、志留系、二疊系—三疊系最為發(fā)育,遍布于栗園向斜大部分范圍。各巖組特征詳見表1。

表1 礦區(qū)及外圍地層簡表

2.2 構造

青坪鋁土礦位于黔北務正道地區(qū)的栗園向斜,是黔北務正道鋁土礦成礦帶的重要組成部分。以燕山期淺層構造變形最為強烈,構造線多呈NE向和近SN向延伸。區(qū)內地質構造較為簡單,褶皺構造主要為兩翼不對稱的栗園向斜,西翼地層倒轉,東翼地層產狀較為平緩。主體構造格架呈NNE向展布。斷裂構造以逆沖斷層為主,多形成于背斜軸部和向斜兩翼。褶皺構造發(fā)育,常以復式背斜、向斜形式出現(xiàn),背斜多呈寬緩狀,而向斜多為緊密狀(圖2)。

圖2 青坪鋁土礦區(qū)地質圖

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)鋁土礦體產于呈NE向展布的栗園向斜北段兩翼二疊系下統(tǒng)大竹園組中上部,巖性為淺灰白色、黃灰色、淺灰色、黃褐色、綠灰色薄層狀黏土巖、鋁土質黏土巖、含鐵質黏土巖及褐灰色、深灰色厚層—塊狀鐵質鋁土巖,局部夾深灰、褐黃灰色透鏡體鮞豆狀鋁土巖。礦體呈層狀、似層狀產出,產狀與地層產狀基本一致。上覆地層為二疊系中統(tǒng)梁山組,下伏地層為下志留統(tǒng)韓家店組或上石炭統(tǒng)黃龍組。大竹園組與梁山組呈整合接觸,與韓家店組或黃龍組呈平行不整合接觸。目前已發(fā)現(xiàn)2個礦體,分別編號為Ⅰ號礦體和Ⅱ號礦體(圖3、圖4)。Ⅰ號礦體分布于礦區(qū)北端呈NE—SW向展布的栗園向斜北段,出露于向斜北段轉折端及兩翼,由 ZK2826、ZK10608 等9個工程控制,礦體呈倒扇形展布,東西長約7.7 km,南北寬約7.4 km,展布面積約21.56 km2。礦體厚1.43～2.02 m,平均厚1.76 m;w(Al2O3)為 55.70%～56.43%,平均56.12%;硅鋁比A/S為3.07～4.95,平均4.27。Ⅱ號礦體位于栗園向斜東翼高寨坨一帶,由QPTC05、QTC0605等8個工程控制,礦體順露頭線走向展布,南北長約1 143 m,東西寬約415 m,展布面積約0.36 km2。礦體厚1.02～1.96 m,平均厚1.32 m;w(Al2O3)為52.41%～58.84%,平均56.16%;A/S比值為3.21～5.17,平均4.95。

圖3 Ⅰ號礦體剖面圖

圖4 Ⅱ號礦體剖面圖

3.2 礦石特征

根據(jù)鏡下薄片和人工重砂鑒定,礦石中主要有用礦物為一水硬鋁石,約占礦物總量的60%～90%,另有少量一水軟鋁石、膠鋁石,偶見三水鋁石。其次為黏土礦物,有伊利石、蒙托石、高嶺石等,占礦物總量的1%～25%,其中以高嶺石、蒙托石為主;伊利石含量很少。再次為綠泥石、角閃石、斜長石、褐鐵礦、赤鐵礦、纖鐵礦、黃鐵礦、石英、白云石、方解石、石膏等,占礦物總量的1%～18%,其中角閃石普遍出現(xiàn),但僅占0.5%左右,而黃鐵礦、褐鐵礦含量變化最大。重礦物占礦物總量的1%～2%,以銳鈦礦為主,占比8%～11%。偶見磁鐵礦、電氣石、鋯石、金紅石。礦石結構有碎屑結構、豆鮞結構、粉晶結構和泥晶結構等,礦石構造有塊狀構造、半土狀構造和致密狀構造。礦石自然類型有半土狀鋁土礦、碎屑狀鋁土礦、致密狀鋁土礦和豆鮞狀鋁土礦。

4 含鋁巖系及礦體厚度對比分析

(1)栗園向斜揚起端EW向含鋁巖系及礦體厚度對比分析

栗園向斜揚起端EW向含鋁巖系厚度變化較大,總體來看,西部和東部相對較厚,中部則相對較薄,西部最厚可達12 m (ZK10608),中部最薄處僅0.6 m (ZK4409)。鋁土礦體主要集中于西部一帶,厚度一般為0.35～3.5 m,往東部則礦體厚度變薄直至尖滅 (圖5)。

圖5 栗園向斜揚起端EW向含鋁巖系厚度沿走向變化柱狀對比圖

(2)栗園向斜西翼含鋁巖系及礦體厚度對比分析

栗園向斜西翼含鋁巖系厚度變化較大,總體來看,含鋁巖系呈北部厚南部薄的趨勢,北部厚度最大可達12 m (ZK10608),南部最薄僅為1.5 m (QTC0703)。鋁土礦體僅集中于北部一帶,厚度一般為2～5 m,往南則礦體逐漸變薄直至尖滅 (圖6)。

圖6 栗園向斜東翼含鋁巖系厚度沿走向變化柱狀對比圖

(3)栗園向斜軸部含鋁巖系及礦體厚度對比分析

栗園向斜軸部含鋁巖系厚度變化較小,總體來看,含鋁巖系呈北部和南部厚中部薄的趨勢,北部厚度最大可達10 m (ZK1612),南部厚度最大為11 m (ZK1101),中部厚度最薄僅為2 m(ZK0807)。鋁土礦體均有分布,厚度一般為1.2～5 m,最大可達5.6 m (QTC0404)(圖7)。

圖7 栗園向斜軸部含鋁巖系厚度沿走向變化柱狀對比圖

(4)栗園向斜東翼含鋁巖系及礦體厚度對比分析

栗園向斜東翼含鋁巖系厚度變化較小,總體來看,北部相對較薄,往南則厚度逐漸變大,北部厚度一般為5～6 m,往南逐漸增厚至8～10 m,最大可達12 m(QPBT02)。鋁土礦體主要集中于北部和中部一帶,中部偶見無礦天窗出現(xiàn),厚度一般為5 m左右,往南則礦體逐漸變薄直至尖滅(圖8)。

圖8 栗園向斜東翼含鋁巖系厚度沿走向變化柱狀對比圖

5 含鋁巖系厚度分布規(guī)律

通過貴州省務川縣青坪勘查區(qū)鋁土礦普查成果資料并結合收集務川縣大竹園礦區(qū)、大竹園南礦段、涉及栗園向斜含鋁巖系控制工程31個,包括收集鉆孔12個,淺井8個,探槽9個,剝土工程2個 (表2)。分別統(tǒng)計上述探礦工程的含鋁巖系厚度、礦體厚度值數(shù)據(jù)。利用 Surfer8.0 編圖軟件,將收集的已施工見礦鉆孔、淺井、探槽、剝土工程數(shù)據(jù),將含鋁巖系厚度、礦體厚度統(tǒng)計數(shù)據(jù),自動生成數(shù)據(jù)點,利用編圖軟件等值線圖功能模塊,自動生成含鋁巖系等厚曲線圖、礦體等厚曲線圖 (圖9)。

表2 含鋁巖系厚度統(tǒng)計

圖9 青坪鋁土礦區(qū)含鋁巖系和礦體等厚曲線圖

5.1 含鋁巖系厚度分布特征

研究區(qū)含鋁巖系在平面上總體具有由地表向深部、從北往南逐漸變薄的趨勢,局部點狀變薄。在栗園向斜北揚起端(栗園—大竹園段)為含鋁巖系厚度大,且厚度相對穩(wěn)定,該帶為著名的超大型大竹園鋁土礦所在地,該帶上零星見厚度小于1 m的含鋁巖系分布區(qū)域;栗園向斜東翼漆嶺灣—正子巖一線(QPTC0404、ZK1101)、栗園向斜西翼胡家壩—冉家灣一帶 (QPBT04) 存在2個厚度較大的分布區(qū)域,可作為下一步找礦勘查的靶區(qū)。值得注意的是,栗園向斜南部青坪一帶,存在1個含鋁巖系厚度較大的分布區(qū)域 (QPTC15、QPBT02)。其他地段未見厚度凸起帶(圖9a)。

5.2 含鋁巖系厚度分布特征

研究區(qū)含鋁巖系在平面上總體具有由地表向深部、從北往南逐漸變薄的趨勢,局部點狀變薄。在栗園向斜北揚起端(栗園—大竹園段)為含鋁巖系厚度大,且厚度相對穩(wěn)定,該帶為著名的超大型大竹園鋁土礦所在地,該帶上零星見厚度小于1 m的含鋁巖系分布區(qū)域;栗園向斜東翼漆嶺灣—正子巖一線(QPTC0404、ZK1101)、栗園向斜西翼胡家壩—冉家灣一帶 (QPBT04) 存在2個厚度較大的分布區(qū)域,可作為下一步找礦勘查的靶區(qū)。值得注意的是,栗園向斜南部青坪一帶,存在1個含鋁巖系厚度較大的分布區(qū)域 (QPTC15、QPBT02)。其他地段未見厚度凸起帶(圖9a)。

5.3 礦體厚度分布特征

研究區(qū)鋁土礦體主要分布于栗園向斜北揚起端一帶,這與含鋁巖系厚度分布較大的區(qū)域相一致。說明礦體厚度與含鋁巖系厚度大致呈正相關關系,即含鋁巖系厚度大,則礦體厚度大,反之則越小。值得注意的是,栗園向斜東翼漆嶺灣—正子巖一線,存在一個鋁土礦體集中分布的區(qū)域,其鋁土礦體厚度在2 m以上,且分布范圍較大。栗園向斜西翼胡家壩—冉家灣一帶,存在一個鋁土礦體分布較好的區(qū)域,其鋁土礦體厚度在1 m以上,且分布范圍較大。栗園向斜北揚起端核部則出現(xiàn)了無礦天窗,往南則礦體厚度變薄直至尖滅(圖9b)。

6 找礦潛力分析

研究區(qū)內鋁土礦位于下二疊統(tǒng)大竹園組中上部,屬碎屑巖系侵蝕基準面(部分為碳酸鹽巖溶蝕基準面)上的古風化殼沉積型鋁土礦床[3]。本區(qū)鋁土礦的分布與區(qū)域構造線方向一致,總體呈NNE向,向斜構造分別控制礦床的空間分布和礦體的展布延伸方向,是鋁土礦的賦存區(qū)[2]。根據(jù)含鋁巖系在平面及剖面上的勘查成果顯示:含鋁巖系厚度在平面上總體具有由地表向深部、從北往南逐漸變薄的趨勢;含鋁巖系在走向上總體上呈現(xiàn)出向南逐漸變薄的趨勢;含鋁巖系厚度在傾向上呈不規(guī)則的峰狀起伏,總體上呈現(xiàn)出翼部厚,向軸部變薄的趨勢,此特征與礦體在平面和剖面上的變化完全吻合。含礦巖系厚度是鋁土礦形成的基礎, 也的是沉積體系和古地理的沉積記錄。含礦巖系厚度過小,反映沉積時處于剝露區(qū)。含礦巖系厚度較大,反映沉積時處于沉積區(qū)。杜遠生等[4]認為,務正道地區(qū)鋁土礦形成時海水由北進入成礦區(qū),半封閉海灣的開口方向應在沉積盆地的北部邊界至渝南地區(qū)的武隆、南川之間,往北即為揚子海,安場—張家院—新模—栗園向斜一線可能靠近近岸邊緣。務正道地區(qū)海水由北進入成礦區(qū),具備形成半封閉海灣或海泛湖的有利條件。栗園向斜北段鋁土礦的形成正是得益于上述有利的成礦環(huán)境條件。

綜上所述,通過本次勘查成果并結合收集栗園向斜以往勘查資料,栗園向斜正處于務正道半封閉海灣南端,栗園向斜北段成礦條件有利,結合已實施的探礦工程,見礦地段多分布在栗園向斜北段,找礦潛力較好,栗園向斜南段則遠離半封閉海灣,成礦條件較差,通過已實施的探礦工程來看,多為不見礦工程,找礦潛力較差。

7 結論

(1)青坪鋁土礦位于黔北務正道地區(qū)栗園向斜,鋁土礦體產于呈NE—SW向展布的栗園向斜北段揚起端及東翼二疊系下統(tǒng)大竹園組含礦巖系中上部,礦體呈層狀、似層狀產出,厚度變化較大,礦體產狀與巖層產狀基本一致。

(2)通過對含鋁巖系及礦體厚度對比分析認為,栗園向斜東翼含鋁巖系厚度沿走向變化較小,總體來看,北部相對較薄,中部相對較厚,往南則厚度逐漸變薄。鋁土礦體主要集中于北部和中部一帶。栗園向斜西翼含鋁巖系厚度沿走向變化較大,總體來看,含鋁巖系呈北部厚南部薄的趨勢。鋁土礦體僅集中于北部一帶,往南則礦體變薄直至尖滅。

(3)通過收集統(tǒng)計已有探礦工程的含鋁巖系厚度、礦體厚度值數(shù)據(jù)資料,生成含鋁巖系厚度、礦體厚度等厚曲線圖表明,栗園向斜東翼漆嶺灣—正子巖一線以及栗園向斜西翼胡家壩—冉家灣一帶,存在2個鋁土礦體集中分布的區(qū)域,找礦潛力較大,可作為下一步找礦勘查的靶區(qū)。

(4)栗園向斜處于務正道半封閉海灣南端,北栗園向斜北段成礦條件有利,結合已實施的探礦工程,見礦地段多分布在栗園向斜北段,找礦潛力較好,栗園向斜南段則遠離半封閉海灣,成礦條件較差,找礦潛力較差。

致謝：本文主要利用貴州省地質調查院2015年開展的貴州省務川縣青坪勘查區(qū)鋁土礦普查成果資料,為項目組的集體勞動成果結晶。在寫作過程中得到貴州省地質調查院研究員鄧克勇、李朝晉以及高級工程師吳波的細心指導,對上述單位和個人一并表示衷心地感謝。