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河南省新安縣郁山隱伏鋁土礦成因分析

2012-02-02 10:14:32李中明燕長海劉學飛趙建敏劉百順
地質與勘探 2012年3期
關鍵詞:成礦

李中明,燕長海,劉學飛,趙建敏,劉百順

(1.河南省地質調查院,河南省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室,河南鄭州 450007; 2.中國地質大學,地質過程與礦產資源國家重點實驗室,北京 100083; 3.河南省地質礦產勘查開發局第一地質工程院,河南駐馬店 463000)

1 前言

鋁土礦是在潮濕的熱帶-亞熱帶氣候條件下地表風化作用的產物,富含Al、Fe和Ti的氫氧化物和氧化物(Bárdossy,1982;Bárdossy and Aleva,1990; Evans,1993;D'Argenio and Mindszenty,1995;Calagari and Abedini,2007;Deng et al.,2010)根據基巖類型,鋁土礦主要分為喀斯特型和紅土型兩類。產于鋁硅酸鹽巖之上的稱為紅土型,產于碳酸鹽巖古喀斯特面之上的稱為喀斯特型鋁土礦(Bárdossy,1982;D'Argenio and Mindszenty,1995)。河南鋁土礦屬于典型的喀斯特型鋁土礦;鋁土礦資源量豐富,研究歷史較長,研究成果豐碩。但是由于成礦過程復雜,對成礦控制因素、成礦物質來源等認識都存在諸多爭議。

對河南鋁土礦,前人基于穩定元素比值的方法,并結合部分地質推斷和重砂礦物分析,探索了物質來源。豫西鋁土礦的物質來源存在以下三種觀點:I-成礦物質來源于底板奧陶系馬家溝組碳酸鹽巖(范法明,1989;豐愷,1992;袁躍清,2005;賀淑琴,2007)。認為碳酸鹽巖雖然鋁含量低,但風化剝(溶)蝕的厚度大,可以提供足夠物源。Ⅱ-成礦物質來源于古陸。研究者提出在豫西地區鋁土礦帶周緣曾存在多個小型古陸,如箕山古島、嵩山古島等;該觀點認為所有鋁土礦床均圍繞古陸分布,古陸上各種鋁硅酸鹽巖的鋁含量高,可以提供足夠物源。Ⅲ-成礦物質為混合來源(范忠仁,1989;施和生,1989;劉長齡,1988,1992;王紹龍,1992;杜大年,1995;孟祥化等,1987;吳國炎,燕長海等,1988; 1996;溫同想,1996)。該觀點認為豫西鋁土礦的成礦物質來自底板碳酸鹽巖和礦集區內部古陸巖石兩個部分。20世紀80年代以來,諸多學者對河南鋁土礦控礦要素進行了探討研究,但是缺乏系統的總結和歸納(施和生,1989;馬既民,1988,1991;吳國炎,1996;溫同想,1987;葛寶勛,1992;王紹龍,1993;翟東興,2002;陳全樹,2002;賀淑琴,2007)。

河南省新安縣郁山鋁土礦床是河南近幾年新探獲的大型隱伏鋁土礦床,位于新安縣城西南約5 km,是河南鋁土礦的典型代表。本文基于系統的野外地質調研和勘探資料,結合前人研究成果,集中探討了成礦年代、成礦物質來源、控礦因素及成礦模式,對進一步研究河南省隱伏鋁土礦床有較重要參考意義。

2 礦床地質

礦床地層除缺失上奧陶統、志留系、泥盆系、下石炭統外,自太古宇至新生界均有沉積,石炭系-二疊系本溪組為鋁土礦賦存地層。區域構造形跡表現為褶皺和脆性斷裂,褶皺主要有澠池向斜和新安向斜,斷裂主要為北東、北西和近東西向三組。巖漿活動較弱。鋁土礦賦存于本溪組中,沉積基地和含礦層序自下向上包括:

(1)沉積基底:中奧陶統馬家溝組二、三段灰質白云巖和白云巖等,喀斯特作用形成了大型巖溶盆地,其底部起伏不平,有多個次級溶斗等。

(2)鐵質巖帶:灰紅色含鐵、鐵質泥巖及赤鐵礦主要為碳酸鹽巖風化殘積物,泥巖中的黃鐵礦、菱鐵礦主要為海水環境沉積。

(3)鋁土質泥巖帶:經搬運異地再沉積為主兼原地化學沉積的富鋁粘土物質。部分鮞粒為海水環境化學沉積而成。

(4)鋁土礦帶:形成主礦層(體),經海水機械分選搬運異地再沉積成礦為主,部分鋁土礦鮞粒等為海水環境化學沉積而成。可見不明顯的斜層理,偶爾可見渠模構造。

(5)含碳泥巖帶:原地沉積為主兼再在沉積的含碳或碳質粘土物質,可見植物化石碎片,偶見水平層理。

3 成礦時代與成礦環境

據巖相古地理研究研究成果①,通過對本溪組古生物群的分布與生物地層劃分,認為河南含礦巖系本溪組在不同地區的時代是不同的,具有明顯的穿時性,本溪組沉積于晚石炭世-早二疊世早期。晚石炭世,豫西地形較高,為華北南緣古陸分布區,古海岸線在滎陽市南-孟州北—濟源北一線,海水來自北東方向,至早二疊世后,往西南方向侵入豫西地區。因此,位于豫西地區的新安縣郁山鋁土礦床成礦時代為早二疊世。

中奧陶世末至早石炭世末,加里東運動使豫西總體處于上升剝蝕階段;研究表明(吳國炎,1996;溫同想,1987),晚石炭世時河南省中西部位于北緯6.9°~33.82°,長期處于屬熱帶-亞熱帶,氣候濕熱且有干旱季節;長期的準平原化的結果使豫西喀斯特地貌十分發育。

結合前人研究分析,豫西晚石炭世沉積盆地南緣為秦嶺-大別古陸,位于三門峽-宜陽-魯山-駐馬店以南,西緣為中條古陸,位于三門峽以西、呈北東-南西走向,豫西地區受兩古陸夾持呈向東撒開的喇叭狀盆地;由于差異性分化及剝蝕,并未形成典型陸表海的平緩海底地形,而是有明顯的巖溶洼地特征,受古構造的影響存在以東西向為主的不同級次的高地和洼地區帶,可見較陡的斜坡甚至陡崖。至二疊系早期,自北東的海侵使豫西地區形成了澠池、宜(陽)寶(豐)等瀉湖。新安縣郁山鋁土礦床位于澠池瀉湖的東北邊緣的潮坪-沼澤環境。

根據含鋁巖系的巖性組合、沉積構造和地球化學特征的研究,鋁土礦主要賦存于豆鮞狀(含砂礫屑)鋁土礦微相中,為局限潮下帶上部環境。該環境具有弱酸性-弱堿性的弱還原的特點,一般水動力條件中等,在風暴潮作用下,強大的風暴潮搬運大量的鋁土物質如三水鋁土礦等可在短期內形成鋁土礦沉積,因此,潮下帶上部成為鋁土礦層(體)形成為最有利的沉積環境,其次為潮下帶下部和潮間帶環境。

4 成礦物源

據郁山礦區典型的鉆孔微量元素的比值如Cr/ TiO2、Hf/TiO2、Nb/TiO2、Th/TiO2、Zr/TiO2等分析,認為本溪組沉積基底馬家溝組白云巖、之上粘土質菱鐵礦層以及鋁土礦之間沒有明顯的相關性,說明鋁土礦物質來源與基底碳酸鹽巖關系不大。通過對郁山礦區鉆孔內鋁土礦樣品中鋯石、金紅石、銳鈦礦顆粒掃描電鏡形貌的觀察分析,認為這些顆粒都經歷了一定程度的磨損和溶蝕以及破碎作用,說明鋯石經歷一定距離的搬運作用,反映鋁土礦物質來源為異地,而非原地物質。

通過對礦區兩個鋁土礦樣品中的碎屑鋯石來做U-Pb測年,鋯石U-Pb測年利用北京離子探針中心的SHRIMP-II采用標準測定程序進行,應用澳大利亞國家地質調查局標準鋯石TEM進行元素間的分餾校正,用澳大利亞國立大學地學院標準鋯石SL13(572 Ma,U=238 μg/g)標定樣品的U,Th及Pb含量,數據處理采用Isoplot軟件。通過鋁土礦鋯石年齡結構分別集中于1000Ma與450Ma,與北秦嶺元古代和古生代的兩期造山活動相對應,證實了秦嶺古陸提供了重要鋁土礦成礦物質。

5 控礦因素

(1)礦體嚴格受本溪組控制

河南省沉積型鋁土礦無一例外地嚴格賦存于本溪組中,郁山鋁土礦體厚度與本溪組厚度總體為正相關關系,反映了對成礦有明顯的控制作用。

(2)長期的沉積間斷形成了鋁土礦的就位空間和準備了豐富的成礦物質

郁山鋁土礦成礦之前,存在約1.4億年的沉積間斷。一方面,長期的風化作用尤其是在多雨溫熱的古氣候條件下對古陸和基底碳酸鹽巖的紅土化等起著重要的作用,以秦嶺和中條古陸為主形成了巨量的富鋁物質甚至是紅土型鋁土礦,準備了成礦的物質條件;另一方面,長期的準平原化及對沉積基底的巖溶作用,尤其是因成礦前古構造等引起的差異性風化作用,在豫西地區形成了不同的巖溶地貌,包括溶斗、溶洼、溶盆和溶原等,對郁山鋁土礦體來說,形成了寬緩的巖溶洼地,為鋁土礦體的就位提供了成礦空間。

(3)特定的巖相古地理特征對礦體有重要的控制作用

至早二疊世,快速的海侵在豫西形成了廣闊的瀉湖潮坪-沼澤相,主要來自秦嶺和中條古陸的富鋁物質具備了優越的成礦環境,成礦物質經過搬運和再沉積,尤其是在潮間-潮下帶經過機械分選的“去泥作用”和部分的離子、膠體的化學沉積最終就位于溶斗、溶洼、溶盆和溶原中,完成了同生沉積作用而形成最初的鋁土礦體。對于郁山鋁土礦,具有大型巖溶洼地地貌的潮間-潮下帶控制著鋁土礦的就位沉積,此外,伴隨海平面的升降沉積環境有相應的變化,可形成二至三個沉積旋回,控制郁山礦床可形成多達三層的鋁土礦體。

(4)多期構造活動控制了復雜的礦體空間分布

成礦前的構造對鋁土礦沉積基底形成不同的巖溶地貌有重要的促進作用。同生沉積階段的構造運動可引起海平面的升降變化,從而影響鋁土礦的沉積。后生成礦階段的構造運動可使已成巖的礦體產生裂隙發生黃鐵礦化、白云巖化等。原生鋁土礦成礦后的構造對礦體的保存和表生作用有重要的影響。架子溝背斜及其次級背斜使鋁土礦體主要圍繞背斜核部呈帶狀分布,不同方向的斷層破壞了礦體的連續性,將礦床切割為四個礦段等。在礦區東部,被抬升零星出露的淺表區鋁土礦體表生作用明顯。

(5)表生風化作用使局部礦石質量進一步提高。郁山礦區淺表區鋁土礦體受表生作用一般形成氧化鋁土礦體,礦石顏色變淺且普遍鐵染,其中黃鐵礦和菱鐵礦基本消失,出現蜂窩狀和多孔狀構造,品位相對提高,體重相對減小。表生作用可沿斷層和裂隙帶影響深部礦石。

6 成礦模式

郁山鋁土礦床的形成經歷了“三期五階段”:“三期”包括鋁土礦體就位、埋藏、改造保存三個成礦時期;“五階段”包括物源準備和搬運、同生、成巖、后生、風化和表生五個成礦階段。礦床的成礦模式為“古陸風化+碎屑和化學沉積”(圖1)。

6.1 鋁土礦體就位期

該成礦期包括物源準備和搬運、同生沉積兩個成礦階段。

(1)物源準備和搬運階段

晚石炭世時河南省中西部長期處于屬熱帶-亞熱帶,氣候濕熱且有干旱季節,為各類巖石的風化提供了良好的條件。

經過中奧陶世至上石炭世約1.4億年的地質史,豫西及周邊地區一般經歷著深刻的風化剝蝕。位于豫西北西的中條古陸和南西的秦嶺古陸鋁硅酸巖分布廣,在物理、化學和生物共同作用下風化形成廣闊成熟風化殼,提供了豐富的紅土等富鐵鋁物質,甚至三水鋁土礦及吸附型稀土礦,富鐵鋁物質主要由粘土、鮞粒、豆粒、碎屑等組成,礦物主要有高嶺石、伊利石、蒙脫石、剛玉、三水鋁石、一水軟鋁石,鋯石、磁鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、水鋁英石(鋁凝膠)等。豫西奧陶系碳酸鹽分布區逐漸形成鈣紅土堆積的準平原,許多地區形成了不同規模和形態的巖溶洼地,包括溶斗、溶洼、溶盆和溶原等負地貌,為富鋁物質的沉積準備了空間條件。

至早二疊世,突發性的震蕩式海侵在豫西形成了具陸表海特點的瀉湖,包括郁山鋁土礦床形成的澠池海相瀉湖,總體海水深度不大,局部達浪基面以下。一方面,周邊古陸的富鐵鋁物質在洪水、河流等作用下主要以牽引流和重力流兩種類型向澠池瀉湖搬運,另一方面,震蕩式海侵的過程中,在波浪、潮汐(包括風暴潮)的作用下,主要以牽引流類型向湖中搬運。富鐵鋁物質被搬運的形式以碎屑為主,其次,在淡水條件及由生物產生的腐植酸等的護膠作用下,鐵鋁物質存在Al(OH)3和Fe(OH)3等形式。經過長期的積累,澠池瀉湖已富集了豐富的富鐵鋁物質。

圖1 郁山鋁土礦床成礦模式圖Fig.1 Metallogenic model of the Yushan bauxite deposit1-第四系;2-三疊系;3二疊系孫家溝組;4-二疊系石盒子組;5-二疊系山西組;6-二疊系太原組;7-石炭系本溪組;8-奧陶系馬家溝組;9-寒武系;10-硅鋁酸鹽基巖;11-鋁土質泥巖帶;12-泥晶-粒泥鋁土礦;13-砂礫屑鋁土礦;14-鐵質泥巖; 15-菱鐵礦;16-灰巖、白云巖等;17-鮞粒灰巖、白云巖等;18-灰巖;19-泥巖、粉砂質泥巖、砂巖層;20-泥巖砂巖等;21-長石石英砂巖;22-泥巖、砂巖、含碳泥巖等;23-煤層;24-地質界線;25-成礦物質運移方向;26-不整合界線;27-風化及表生作用界線;28-斷層1-Quaternary;2-Triassic;3-Permian Sunjiagou Fm.;4-Permian Shihezi Fm.;5-Permian Shanxi Fm.;6-Taiyuan Fm.; 7-Carboniferous Benxi Fm.;8-Ordovician Mjiagou Fm.;9-Cambrian;10-aluminosilicate bed rock;11-bauxitic mudstone stripes; 12-micrite and grain bauxite;13-sand gravel bauxite;14-ferruginous mudstone;15-siderite;16-limestone and dolomite;17-oolitic Limestone and dolomite;18-limestone;19-mudstone,silty mudstone,sandstone formation;20-mudstone and sandstone;21-feldspar-quartz sandstone;22-mudstone,sandstone and carbon mudstone;23-coal seam;24-geological boundary;25-metallogenic material migration direction;26-unconformable boundary;27-weathering and hypergenesis boundary;28-fault

新安縣郁山地區地處瀉湖的東部潮坪區,主要包括潮間和潮下帶,一般主要在波浪和潮汐的作用下,呈碎屑形式的富鐵鋁物質,總體由陸向湖心、由粗而細逐漸機械分異,由于含鋁礦物密度小于含鐵礦物,因此,同樣的粒度,富鐵物質首先分異沉積,相對近陸分布。同時,由于海洋pH、Eh等物化條件的變化,運移而來的Al(OH)3和Fe(OH)3等膠體發生聚沉作用,常以微細的碎屑為核心形成富鋁豆鮞和菱鐵礦鮞,可形成水鋁英石。在正常海洋條件下,可在湖底暫時沉積富鐵鋁層,但較頻繁的海平面小幅度升降變化和周期性風暴潮的發生,常打碎富鐵鋁層,并混合其他富鐵鋁物質,再搬運、再機械化學分異、再沉積,形成鐵鋁碎屑含鮞、鮞中含礫、復鮞、碎鮞等再沉積物。如此,經過長期的物理、化學分異,多次沉積、搬運,為最后鋁土礦礦體的就位提供了充要條件。

(2)同生階段

在海平面相對穩定期,在風暴潮疊加作用下,由近陸向湖心、由下而上,富鐵鋁物質開始最后的沉積就位。相同粒級,按富鐵→富鋁→含硅物質機械分異沉積;同種物質,按粒級由大而小機械分異沉積;鐵鋁膠體由多變少化學分異沉積,并形成大量沉積型豆鮞;鐵、硫、碳酸根等離子由少變多化學分異沉積。沉積物受沉積基底形態影響,使最后就位形成的鋁土礦沉積物規模和厚度也不同。自潮上→潮間→潮下帶上部→潮下帶下部,風暴潮作用強度有弱→較強→強→較弱的變化,導致沉積物機械分異程度有相同的變化。因此,綜合分異、就位沉積的結果是:鋁土礦礦化平行湖岸總體出現水平分帶,同時形成垂向分帶現象。

郁山地區富鋁物質在同生階段完成了最后的富集、就位后,在海解作用下,有機質逐漸被分解,可出現少量的海綠石和黃鐵礦自生礦物,Al2O3大于40%且A/S大于1.8的固體沉積物已大規模就位沉積,并在以后的演化中未發生較大的變化,因此,標志著鋁土礦體決定性的形成。

該期發生了兩次較明顯的規模性海侵,在風暴潮的疊加作用下,局部地段沉積了多層鋁土礦體。

(3)礦床分帶

在該階段,郁山鋁土礦床的礦化出現了了水平分帶。

①剝蝕帶:秦嶺和中條古陸為主要的物源區,物理、化學、生物風化共同作用,母巖以鋁硅酸類基巖為主、次為碳酸鹽巖。

在該帶形成了巨量的風化殘積紅土,甚至三水鋁土礦,為成礦準備了豐富的最初物源。同時,風化物質富集了稀土、鎵等稀有稀土物質。

②潮上帶:常過渡為泥炭沼澤相,以含炭的粘土物質沉積為主,分異一般,沉積厚度較小且較不穩定。在溶斗中可形成小透鏡狀鋁土礦體。風暴潮作用弱。

該環境長期以暴露為主,有水期處于滯留狀態,為酸性的氧化環境。機械分異后主要沉積密度較小的細小粘土物質,偶有小型貧礦體。稀土、鎵等隨粘土礦物共同沉積。

③潮間帶:以富鋁粘土物質沉積為主,分異較好,沉積厚度較大且較不穩定。一般形成品位中等的規模性鋁土礦體(層),在溶斗中鋁土礦體明顯增厚。風暴潮改造作用明顯。

該帶水動力條件較弱,為弱酸性—弱堿性的氧化—弱還原環境,富鋁物質沉積條件較有利,密度較大的豆鮞及碎屑狀富鋁物質較易再沉積,部分粘土物質被分異繼續向海搬運。呈離子和膠體態的富鋁物質可以化學沉積形成鋁土質豆鮞等,Fe3+與分別還原可形成黃鐵礦、菱鐵礦呈星散狀分布于沉積物中。整個沉積過程常周期性受風暴潮改造,總體增大了機械分異的程度,可形成5~20cm厚的較富的豆鮞狀、碎屑狀沉積物夾層。該帶稀土、鎵等可同時沉積。

④潮下帶:以富鋁物質沉積為主,分異好,沉積厚度較大且較穩定。一般形成中高品位的規模性鋁土礦體(層),在郁山大型溶盆變深處鋁土礦體明顯增厚,可出現多層礦體。風暴潮改造作用較強。

該帶水動力條件較弱-中等,為弱酸性-弱堿性的弱還原-還原環境,富鋁物質沉積條件有利。呈離子和膠體態的富鋁物質以化學沉積形成較多的鋁土質豆鮞,分別還原可形成黃鐵礦、菱鐵礦呈星散狀分布于沉積物中。該帶受頻發的風暴潮作用較強,提供了較強的水動力條件,沉積物經較充分的機械分異,隨著風暴流的遷移,形成了較厚較富的豆鮞狀、碎屑狀沉積物層狀體,較輕、較小沉積物多被向深湖區搬運。在水動力條件較弱的潮下帶下部可形成小的黃鐵礦和菱鐵礦透鏡體。潮下帶稀土、鎵等有一定沉積。

潮間-潮下帶一般沉積基底古地形較低,郁山鋁土礦沉積期發生了較明顯的兩次海侵,均影響到該區帶,相應形成了兩個沉積旋回,因此,可出現多層規模性鋁土礦礦體。

6.2 鋁土礦體埋藏期

該成礦期包括成巖和后生兩個成礦階段。

(1)成巖階段

由于沉積環境和物源的較大變化,富鐵鋁物質結束沉積,郁山地區開始了太原組灰巖和長石石英砂巖等沉積,含鋁巖系逐漸被埋藏。隨著山西組-三疊系地層的沉積,其上覆沉積厚度大于4000m,鋁土礦體和含鋁巖系一起在壓實作用下不斷失水,物質成分基本保持不變,密度不斷增加,逐漸被固結石化,作用時間可達百萬年。

該階段被埋藏的含鋁巖系與底層海水隔絕,主要在厭氧細菌的作用下,分解有機質和孔隙水中的(被囚捕的海水),釋放出H2S,使Eh值降低形成還原條件,而pH值急劇加大,可達9以上。在這種堿性還原孔隙水的作用下,鋁土礦體及整個含鋁巖系中在同生階段的(Fe3+)氧化物可被還原產生黃鐵礦、菱鐵礦和鱗綠泥石等。

該階段一些礦物發生了轉化:三水鋁石可轉化為一水軟鋁石,可進一步出現一水硬鋁石;高嶺石在孔隙水富K+時逐漸轉變為伊利石,在富Mg2+時則向綠泥石轉化;蒙脫石在富含Fe2+和Mg2的孔隙水中,逐漸轉變成綠泥石/蒙脫石混層粘土礦物,并向綠泥石轉化,而在富含K+孔隙水中,會通過伊利石/蒙脫石粘土的中間狀態逐漸轉變為伊利石等。因此該階段伊利石、一水軟鋁石明顯增多,綠泥石不斷增加,并出現新的一水硬鋁石。

鋁土礦體內出現縫合線構造,半固結的豆鮞出現平行層面的壓扁現象,形成平行定向構造。由于水的流動,攜帶了更細小的富鋁顆粒,在局部重新沉積不斷堆疊,形成滲流構造。該階段總體對鋁土礦體形成有利,使礦石基本具備了最終的各種物理化學特征。

(2)后生階段

隨著上覆地層的加厚,鋁土礦體承受的靜壓不斷增大,尤其是在構造運動的作用下,如板塊由南向北的不斷運動產生的巨大構造力,固結的鋁土礦體及賦存的含鋁巖系會發生破裂,出現大量裂隙,有利于沉積水的流動,發生劇烈的后生變化,甚至變質作用。

由郁山礦區該階段含鋁巖系頂部發育的煤層分析,其變質程度不斷升高,已轉化為焦煤,顯示鋁土礦層埋深可達4000 m以上,環境溫度曾達到135~180℃。一般沉積水為弱堿性-弱還原,其作用時間可達億年以上。沉積水有來自沉積基地奧陶系碳酸鹽巖的偏堿性水,也可有來自上覆煤系地層的偏酸性水,其流動區域和混合程度均對后生作用有直接影響。

在上述圍巖條件和沉積水的長期作用下,鋁土礦體及賦存的含鋁巖系進一步發生復雜變化:三水鋁石和一水軟鋁石消失,均轉化為一水硬鋁石,部分透明、自形程度高、顆粒較大的硬水鋁石可能為富鋁真溶液直接析出形成;蒙脫石消失,均轉化為伊利石和硬綠泥石;部分高嶺石轉化為伊利石,得以保存者有序度不斷提高;微細的黃鐵礦和菱鐵礦重結晶,顆粒不斷增大;硬水鋁石可被溶蝕,可被交代形成伊利石和高嶺石;出現斜穿層的方解石、白云石、黃鐵礦細脈等。該階段郁山鋁土礦礦體經歷了富集和貧化等復雜的作用過程。

6.3 鋁土礦體改造保存期

該期郁山鋁土礦體經歷了風化和表生作用被改造保存。埋藏期后,郁山地區經歷了北東擠壓、北西擠壓和南北向伸展三期構造運動,形成了北西、北東和近南北向斷層疊加的架子溝背斜,核部含鋁巖系被風化剝蝕殆盡,現今的郁山鋁土礦體在翼部得以保存,圍繞背斜核部呈帶狀分布。

抬升至淺表區和中深部裂隙帶的鋁土礦體(層)在風化和表生作用下,黃鐵礦和菱鐵礦可逐步被氧化淋瀝掉形成空洞,也可形成赤鐵礦和針鐵礦,同時,由于天水的淋濾,在強酸條件下,部分硅以離子形式被帶走,可發生“脫硫去硅”作用,礦體進一步富集,品位得以進一步提高,礦石顏色被鐵染或變淺,密度則有所減小。偶爾可見的氯化鈉也為表生作用產物。郁山礦區地下水水位變動帶及斷裂帶下界面為風化和表生作用下限,一般埋深大于150m,沿斷裂帶可深達500m。該階段總體有利于礦體形成。

7 結論

河南省郁山鋁土礦床成礦時代為早二疊世,成礦物源主要為豫西秦嶺和中條古陸鋁硅酸巖風化物,少量為豫西中奧陶統馬家溝組碳酸鹽巖分化產物。在澠池瀉湖東北邊緣的潮坪-沼澤環境成礦。控礦因素為含礦巖系本溪組、長期的沉積間斷、特定的巖相古地理特征、構造和表生作用等。郁山鋁土礦首先主要為同生沉積成礦,然后經過成巖、后生和表生作用最終成礦。郁山鋁土礦礦床為“古陸風化+碎屑和化學沉積成礦”,經歷了“三期五階段”,潮間—潮下帶為最有利的成礦環境,機械和化學分異為主要成礦機制,沉積類型以碎屑沉積為主兼有化學沉積。

[注釋]

① 河南省地質調查院.2009.《河南省華北板塊中元古代—古生代主要成礦期巖相古地理和構造古地理研究》

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