河南省陜縣觀音堂南謝村鋁土礦區(qū)成礦地質(zhì)特征、成因及找礦標(biāo)志淺析

張永樂 畫玉省 張雪超 高 領(lǐng)

（河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局 河南 鄭州 450016）

0 引言

南謝村鋁土礦區(qū)位于河南省陜縣觀音堂鎮(zhèn)西北部，該區(qū)是河南省重要的有色金屬成礦區(qū)。 本區(qū)屬三門峽—鞏縣晚古生代鋁土礦、鐵、硫鐵礦Ⅲ級成礦帶，區(qū)域上有利的成礦條件，造就了豐富的礦產(chǎn)資源，形成重要的沉積礦產(chǎn)地之一，主要有煤、鋁、鐵及耐火粘土礦等隨著找礦工作的不斷深入，該區(qū)已經(jīng)成為豫西地區(qū)有色金屬礦資源的重要產(chǎn)地，南謝村礦區(qū)便是其中之一。 筆者通過參與該礦區(qū)的實(shí)地勘查工作，并從中總結(jié)出該礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖等地質(zhì)特征、成因分析及找礦的標(biāo)志和方向，為該區(qū)找礦提供一個有益的思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位置， 屬中朝準(zhǔn)地臺、 華熊臺緣凹陷、澠池——確山褶斷束的西北部， 澠池向斜盆地北部的西段，屬陜縣新安鋁土礦成礦亞區(qū)的陜縣澠池鋁土礦帶之西段，是極為有利的成礦部位。 區(qū)域內(nèi)沉積地層發(fā)育，煤、鋁資源豐富。區(qū)內(nèi)地層屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)， 區(qū)內(nèi)地層以沉積巖為主，從老至新分別為中元古界熊耳群、汝陽群；上元古界洛峪群、震旦系；古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系；三疊系、侏羅系、白堊系；第三系、第四系。 主體構(gòu)造線呈北西、北東兩組方向展布，地層走向以北東向?yàn)橹鳎瑑A向以南東為主。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育、巖漿巖不發(fā)育，成礦條件十分有利。具備良好的成礦地質(zhì)條件和找礦前景。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)大面積為第四系覆蓋，二疊系、石炭系、奧陶系零星出露，由老到新主要有：

（1）奧陶系中統(tǒng)馬家溝組：出露于礦區(qū)的西部，其主要巖性為黃褐色、淺灰色、淡綠色薄層灰?guī)r夾泥質(zhì)、白云質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r（同生角礫）、結(jié)晶灰?guī)r，該層頂部發(fā)育古風(fēng)化殼礫石、石灰華及溶蝕溝槽，其中充填沉積了石炭系鐵、鋁粘土巖和鋁土礦。

（2）石炭系：主要是上石炭統(tǒng)本溪組和太原組

本溪組為鋁土礦賦存層位，自下而上可分為三部分：

下部鐵礦、鐵鋁質(zhì)粘土巖段：平行不整合于馬家溝組灰?guī)r古風(fēng)化殼之上，一般厚1.6－8.0m，巖性為灰白、灰黃、黃褐色鐵質(zhì)粘土巖，向底部鐵質(zhì)增高，過渡為黃鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦等貧鐵礦。

中部鋁土巖、鋁土礦體：厚0.75－4.84m，其與下部鐵鋁粘土巖呈漸變過渡關(guān)系。 受奧陶系古風(fēng)化殼形態(tài)影響，主要表現(xiàn)為透鏡狀、似層狀、漏斗狀，厚度變化大。

上部粘土巖段：由深灰色、灰白色硬質(zhì)粘土巖組成，局部相變?yōu)樘抠|(zhì)頁巖，或粘土頁巖，局部地段相變?yōu)樯百|(zhì)粘土巖、鐵質(zhì)粘土巖，有時見有夾鐵質(zhì)條帶，炭質(zhì)條帶。

太原組為本區(qū)主要含煤地層之一，由灰、深灰色中—厚層狀石灰?guī)r、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖和煤層組成，太原組與下伏本溪組為整合接觸。

（3）二疊系下統(tǒng)山西組

山西組下部以大占砂巖和太原組整合接觸。 巖性為灰白色粗粒長石石英砂巖。 該層底部有礫石層，礫石成分為黑色燧石，向上變?yōu)橹泻駥由皫r、黃綠色頁巖，頂部為黑色炭質(zhì)頁巖夾煤線， 該煤線局部相變?yōu)榭刹擅簩?（俗名大煤） 即二1煤。 為區(qū)內(nèi)煤的賦存層位。 僅在礦區(qū)南部少量出露。 山西組底部為海灣—潮坪沉積體系，向上演變?yōu)闉I海三角洲沉積體系。

（4）二疊系下統(tǒng)下石盒子組，區(qū)內(nèi)無出露。 其主要巖性為長石石英砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)頁巖等。

（5）第四系（Q）：礦區(qū)大面積分布，主要由灰黃、紅褐色亞粘土、亞砂土和腐植層組成，部分沖溝中由沖洪積物組成。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，褶皺、斷裂不發(fā)育，地層呈單斜產(chǎn)出，傾向105－135°，傾角12－15°。 較大斷裂構(gòu)造僅見F1，為北東向斷裂,分布于礦區(qū)西北部邊緣，對礦體影響不大，對地層產(chǎn)狀變化有一定影響。

F1 斷裂：出露礦區(qū)西北部江樹腰——丁家坡根（區(qū)外），全長2.4 千米，區(qū)內(nèi)500 米。 斷層走向北東—南西，傾向北西310－330°，傾角50－75°。 斷層形成角礫巖一般寬0.5 米左右。角礫成分以灰?guī)r為主，有少量的砂巖、泥巖、鈣質(zhì)膠結(jié)，角礫大小1－5 厘米，呈棱角狀。 斷距約30 米，為正斷層。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)未見巖漿巖。

2 礦床特征

2.1 礦體特征

本區(qū)共圈出三個鋁土礦礦體，賦存于石炭系本溪組地層中，斷續(xù)分布。 其中1 號礦體分布在礦區(qū)中部，北榭村西側(cè)500 米處。由CK6、CK7、TC6、XD1 四個工程控制。2 號礦體分布于橫00 線北側(cè)， 由CK1、CK2、CK3、SJ2 四個工程控制。 3號礦體位于閑洼村南側(cè)， 距2 號礦體720 米， 由CK4、CK5、QJ1 三個工程控制。

礦體形態(tài)為似層狀、透鏡狀，普查共求得鋁土礦資源儲量135.15 萬噸，其中（332）資源量4.88 萬噸，（333）資源量48.18 萬噸，（334）資源量82.09 萬噸。

2.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)礦石主要由豆鮞狀結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)和碎屑狀結(jié)構(gòu)三種基本粒度組合， 并在膠結(jié)這些基本粒級物質(zhì)的成巖過程中，形成更細(xì)的微晶結(jié)構(gòu)和泥晶結(jié)構(gòu)。 在這三種主要結(jié)構(gòu)中，豆鮞狀結(jié)構(gòu)代表了成礦物質(zhì)組合的基本形態(tài)，鮞粒直徑一般0.15-2.0mm，豆粒直徑2-3.5mm，個別達(dá)5mm 以上，肉眼易于識別。 實(shí)際上塊狀礦石、碎屑狀礦石也由鮞狀或豆鮞狀結(jié)構(gòu)組成，前者鮞粒太小，其長軸直徑僅0.2-1.1mm，含于泥晶結(jié)構(gòu)的膠結(jié)物中，肉眼難辯，視作塊狀結(jié)構(gòu)；后者鮞粒含于碎屑中，碎屑易識，故謂碎屑狀結(jié)構(gòu)。

3 礦床成因淺析

3.1 控礦因素

中石炭世：豫西隨華北板塊一同下沉，海水侵入，在中奧陶統(tǒng)或上寒武統(tǒng)碳酸鹽風(fēng)化剝蝕面上沉積了一套鐵—鋁—粘土巖—煤巖系， 鋁土礦分布于中石炭世本溪組中上部，具有鮮明的層控性。

構(gòu)造控礦作用： 加里東、 海西運(yùn)動對石炭紀(jì)形成鐵—鋁—煤—粘土礦床具有明顯的控制作用。 大量的勘探資料及研究成果表明，豫西地區(qū)所有的晚古生代鋁土礦（粘土礦）床無不分布在坳陷區(qū)的邊部及其隆起區(qū)的過渡地帶。 成礦區(qū)（段）、礦田、礦床在走向上與隆起和坳陷主軸方向一致，在傾向上均呈緩傾斜傾向盆地中心一側(cè)。

中碳世生成的含鋁巖和鋁土礦，主要受濱海—瀉湖—沼澤相區(qū)沉積環(huán)境控制。 鋁土礦分布在古島周圍及靠近古陸的濱海地帶，是以密度流或泥石流方式將豐富的鋁土礦碎屑顆粒搬運(yùn)到海水和淡化海水的沉積盆地快速沉積的產(chǎn)物。 粘土礦形成于遠(yuǎn)離海岸的平靜的海灣環(huán)境。

古氣候的控礦作用：古生代中—晚期鋁土礦的形成與當(dāng)時的氣候特征有著密切的關(guān)系。 據(jù)古地磁資料顯示，中石炭世西村礦區(qū)處于中低緯度，屬熱帶亞熱帶，地層中的古生物化石表明，此時的古氣候炎熱，雨量充足，有利于侵蝕區(qū)鋁土礦古風(fēng)化殼的形成及成礦物質(zhì)的搬運(yùn)。

3.2 成因初探

本區(qū)位于華北地臺南緣，華熊臺緣拗陷澠池—確山褶皺束的北部， 含砂巖系是沉積在奧陶系碳酸巖侵蝕面之上，而鋁土礦則通常在含礦巖系的中、上段發(fā)育。 礦床為形成于中石炭世淺海盆地海陸交界附近的沼澤瀉湖相等一類局限性的沉積地層中，鋁土礦賦存于石炭系中統(tǒng)本溪組中上部的一套含鐵鋁土巖建造中，呈層狀展布、局部呈透鐵狀產(chǎn)出。 層位穩(wěn)定，礦石具豆鮞狀、致密狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。 這套鐵鋁建造從下而上可分為：赤（褐）鐵礦（硫鐵礦）、鋁土礦或粘土礦、煤等礦產(chǎn)，以上特征表明鋁土礦為濱淺?！獮a湖相環(huán)境中形成的沉積礦產(chǎn)。 本礦區(qū)礦床的成因類型為沉積型一水硬鋁石礦床，礦體呈似層狀，透鐵狀。

由于礦區(qū)緊鄰預(yù)西沉積盆地的南部邊緣這樣一個特定的地質(zhì)構(gòu)造位置，奧陶系馬家溝組碳酸巖古侵蝕面的微巖溶地貌，起著控制成礦的重要作用，礦體的形態(tài)、規(guī)模及礦石質(zhì)量的好壞，都與其相關(guān)。 一般在溶洞洼地中含巖系厚度較大，工業(yè)礦層也相應(yīng)變厚，礦石質(zhì)量往往較好。 反之，沉積基底在水下凸起的地方，含砂巖系隨之變薄，礦石質(zhì)量變差，甚至缺失。 由于溶溝洼地這種地貌的控制作用是主要的而不是唯一的，在某些地段，介質(zhì)環(huán)境，水動力條件等因素，可能起著更重要的作用。

鋁土礦沉積時的短暫而比較平靜的地質(zhì)背景和古溶溝、洼塘的繼承作用，即古溶溝、洼塘對鋁土礦有比較明置的控制作用。 綜上所述，本區(qū)鋁土礦成因類型為沉積型礦床，其亞類屬產(chǎn)于碳酸鹽巖侵蝕面上的一水硬鋁石鋁土礦礦床。

4 找礦標(biāo)志及方向

4.1 找礦標(biāo)志

（1）地層標(biāo)志：鋁土礦產(chǎn)出嚴(yán)格受石炭系中統(tǒng)本溪組地層的控制，是尋找鋁土礦床的關(guān)鍵層位；

（2）巖性標(biāo)志：本溪組為一套粘土類巖石，顏色多為淺色—灰白、褐紅色等，比較特殊，特別是鋁土礦下伏的鐵礦易風(fēng)化成褐紅色， 標(biāo)志較明顯，后期風(fēng)化淋濾較強(qiáng)烈地段，是尋找優(yōu)質(zhì)鋁土礦的有利地段；

（3）構(gòu)造標(biāo)志：鋁土礦形成于古風(fēng)化面的巖溶凹地里，在壓實(shí)成巖過程中，由于脫水等作用體積收縮，在厚大礦體部位，頂板太原組地層往往會形成平緩的向斜構(gòu)造。

4.2 找礦方向

（1）礦區(qū)北部出露本溪組地層較多，且民采坑也有不少，均見礦，但是普查做的工作較少，所以下一步應(yīng)加強(qiáng)對礦區(qū)北部的工作；

（2）中淺部已控制的礦體，應(yīng)繼續(xù)加大深部的找礦工作。

［1］河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1989：1－390.

［2］汪勁草.成礦構(gòu)造的基本問題[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2008，12（08）：96－108.

［3］汪勁草，夏斌.成礦構(gòu)造及其相關(guān)問題的討論[M].地質(zhì)科學(xué)與資源環(huán)境：廣西科學(xué)技術(shù)出版社，2003：141－145.