貴州道真縣平模向斜鋁土礦礦床特征及成礦環境分析

賓善標

（廣西建工集團基礎建設有限公司，廣西南寧530001）

貴州道真縣平模向斜鋁土礦礦床特征及成礦環境分析

賓善標*

（廣西建工集團基礎建設有限公司，廣西南寧530001）

道真縣鋁土礦資源豐富，是20世紀70年代發現的鋁土礦礦床，通過近年在平模向斜鋁土礦區開展地質普查工作取得的成果與相關資料綜合分析，總結了平模向斜鋁土礦床地質特征，并對成礦環境進行分析。

平模向斜；鋁土礦；礦體分布；兩翼含礦層差異

1 區域地質概況

黔北地區在寒武紀—中志留世受早期加里東運動的影響,長期為一個沉降區,接受了厚度大于3000m的海相沉積,形成了分布范圍廣、沉積厚度大的鋁硅酸鹽碎屑巖,為鋁土礦的形成提供了豐富的物質基礎。晚志留世廣西運動導致該區上升為陸地,晚志留世—石炭紀為風化剝蝕期,在近億年的準平原化過程中,長期暴露于地表被風化剝蝕的奧陶、志留系富鋁硅酸鹽巖、碳酸鹽巖等富鋁質母巖,在氣候炎熱,潮濕多雨的亞熱—熱帶氣候條件下,形成較厚的古風化殼,較活潑的K、Na、Ca、Mg等元素及相對易溶的組分被淋漓帶走,而難溶惰性的Al、Fe、Si等殘留原地或近地富集,形成初始的礦源層。到早二疊世梁山期,東吳運動使該區緩慢下降,海水南侵,初步富集的鋁質風化物經水徑流作用搬運到內陸河湖沼澤環境(局部為局限海域的濱海前緣)等有利沉積環境中再次沉積分異富集,當具有大量的鋁土質的物源供給時,便形成規模大、礦層連續性好的鐵礬土床。初始成的三水鋁石在深埋壓實作用、變質作用及二疊紀晚期區域內峨眉山玄武巖噴發的熱動力作用下,脫水變為一水鋁石。道真平模鋁土礦成因屬碎屑巖系侵蝕基準面(部為碳酸鹽巖溶蝕基準面)上的沉積型鋁土礦礦床。

2 礦區地質特征

平模礦區無火成巖出露，以沉積巖為主。礦區出露的地層有志留系中下統韓家店群，石炭系中統黃龍組，二疊系中上統梁山組、棲霞組、茅口組、吳家坪組。韓家店群巖性為泥巖、頁巖，梁山組巖性為鋁土巖、鋁質泥巖，棲霞組、茅口組巖性為碳酸鹽巖，吳家坪組巖性為碳酸鹽巖、硅質巖、有機質泥頁巖。礦區的沉積型積鋁土礦床賦存于二曡系梁山組地層中。

礦區構造中未發現大斷裂，褶皺主要為平模向斜，軸向為北北東向，局部略有扭曲。向斜長28km，寬5～12km。其地層依次為韓家店群、梁山組、棲霞組與茅口組、吳家坪組。向斜基本對稱：東翼巖層傾向290°～340°，傾角5°～28°；西翼巖層傾向110°～160°，傾角4°～25°。礦區內未發現有二級褶皺（見圖1）。

3 礦床地質特征

3.1 含礦巖系特征

礦區內鋁土礦含礦巖系為二疊系中統梁山組（P2l），地層厚4～9m，自下而上可以分為粘土巖段和鋁質巖段。粘土巖段位于含礦巖系下部，主要為灰、灰綠、黃褐色粘土巖、黃鐵礦粘土巖及綠泥石粘土巖和綠泥石巖，在向斜北段偶見夾赤鐵礦或菱鐵礦透鏡體、扁豆體和結核；鋁質巖段主要為灰—灰白色半土狀鋁土礦、碎屑狀鋁土礦、灰色鮞狀鋁土礦、青灰色致密狀鋁土礦及灰色致密狀、鮞狀、豆鮞狀鋁土巖、粘土巖等。在礦區中與鋁土礦含礦巖系直接接觸的基底地層為志留系中下統韓家店群(S1-2hj)及零星分布的石炭系上統黃龍組(C2h),黃龍組灰巖在露頭線中少有出露，主要在鉆孔中可見。韓家店組地層為一套紫紅、灰綠色頁巖、泥巖、粉砂質頁巖，局部夾薄層粉砂巖及生物碎屑灰巖,厚度大于200m；黃龍組地層巖性為灰、灰白和肉紅色厚層至塊狀細至粗晶灰巖、生物碎屑灰巖，局部夾厚層至塊狀白云質灰巖,厚度0～9m。

礦巖系為二疊系中統梁山組（P2l）與下伏地層呈平行不整合接觸關系。含礦層厚度在平面上的變化：向斜東翼較厚、礦化程度比較高，向斜西翼及西翼北段則較薄（見圖2）。

圖2 貴州省道真縣平模向斜鋁土礦體露頭柱狀對比圖

3.2 礦體分布及其地質特征

3.2.1 礦體分布、規模

平模向斜鋁土礦區共發現3個鋁土礦礦體，各礦體特征列述如下：

一號礦體：位于向斜南部杜家巖一帶，地表露頭長約850m、深部延伸約200m，傾向350°～25°、傾角10°～25°，6個工程控制。礦體厚度0.80～1.60m，平均1.07m。二號礦體：位于平模向斜東翼，地表出露長度1300m、深部延伸約1200m，傾向255°～310°、傾角25°～40°，由10個工程探制。礦體厚度0.94～3.49m，平均1.96m。三號礦體：位于向斜北東翼，老鷹巖—紙草溝—大墳巖—鄭家巖一帶，地表出露長度約1300m、深部延伸約500m，傾向90°～120°、傾角15°～30°，由工程共8個工程控制。礦體厚度0.90～2.00m，平均1.36m(見圖3)。

3.2.2 礦石質量

一號礦體礦石質量：Al2O3含量72.49%～79.11%，平均76.22%，SiO2含量1.55%～4.90%，平均3.12%；Fe2O3含量1.24%～2.51%，平均1.72%；TiO2含量：0.03%～3.21%，平均2.28%；S含量：0.005%～2.40%，平均0.64%；燒失量14.16%～14.83%，平均14.51%；A/S值14.8～50.7，平均24.4。

二號礦體礦石質量：Al2O3含量51.41%～64.61%，平均58.41%；SiO2含量10.08%～16.69%，平均13.38%；Fe2O3含量2.42%～21.59%，平均9.17%；TiO2含量1.39%～2.14%，平均1.84%；S含量0.07%～5.10%，平均2.19%；燒失量12.99%～16.50%，平均14.62%；A/S值3.3～5.3，平均4.5。

三號礦體礦石質量：Al2O3含量51.85%～76.19%，平均61.62%；SiO2含量2.11%～7.55%，平均4.02%；Fe2O3含量1.95%～7.08%，平均4.28%；TiO2含量1.14%～2.33%，平均1.76%；S含量0.03%～3.45%，平均1.11%；燒失量13.60%～14.78%，平均14.19%；A/S值2.6～21.6，平均4.2。

3.2.3 礦石結構構造

在平模鋁土礦區3個礦體中，按礦石結構構造可分為土狀（半土狀）、致密狀、鮞狀鋁土礦3種類型鋁土礦石。

（1）土狀（半土狀）鋁土礦石。礦石特征：礦石呈灰白色，泥晶或隱晶質結構，土狀構造。硬水鋁石晶體細小（小于4μm），呈泥晶或隱晶質結構，泥晶硬水鋁石發育輕度脈狀鐵染。

礦石成分：礦石主要礦物成分為硬水鋁石、高嶺石，兩者皆以泥晶形式存在基質中；礦石中含少量蒙脫石，分布于基質中；礦石中含微量鐵質，呈脈狀浸染于基質中。

（2）致密狀鋁土礦石。礦石特征：礦石呈灰色、深灰色，泥質結構、粒屑結構，塊狀構造，礦石由鋁質砂屑和泥質雜基膠結物組成。砂屑特征：含量15%。呈不規則粒狀，條狀，大小0.1～0.8mm，半定向排列，磨圓度低，分選性差。粒屑成分主要為勃姆石，含少量微晶硬水鋁石。內碎屑邊緣常見中度鐵染。泥質雜基特征：含量80%。以勃姆石，硬水鋁石，高嶺石為主，含伊利石，蒙脫石，石英等，各礦物晶體細小（小于3μm），呈泥晶或隱晶質結構。雜基膠結物發育輕度鐵染，雜基發育鋁質交代，形成團粒狀、細脈浸染狀的微晶勃姆石、硬水鋁石。

礦石成分：礦石最主要礦物成分為勃姆石，分布在砂屑和雜基膠結物中；礦石主要礦物成分為硬水鋁石、高嶺石，硬水鋁石主要存在于粒屑和雜基中，高嶺石分布于雜基膠結物中；礦石中含少量蒙脫石，分布于雜基膠結物中；礦石含微量鐵質，呈浸染狀分布于膠結物中。

（3）鮞狀鋁土礦石。礦石特征：礦石呈灰—深灰色，鮞狀結構，塊狀構造，由鋁質鮞粒和雜基膠結物組成。鮞粒特征：含量20%。呈渾圓粒狀，大小1～3.5mm，磨圓度高，分選性差。鮞粒成分主要為硬水鋁石和勃姆石，多孔狀結構，空洞生長硬水鋁石柱狀晶簇，硬水鋁石晶體長度可達180μm。雜基特征：含量80%。以勃姆石，硬水鋁石，高嶺石為主，含伊利石，蒙脫石等，各礦物晶體細小（小于3μm），呈泥晶或隱晶質結構。雜基膠結物發育輕度鐵染。

礦物成分：礦石最主要礦物成分為勃姆石，分布在鮞粒和雜基膠結物中；礦石主要礦物成分為硬水鋁石，存在于鮞粒和雜基中；礦石中含少量高嶺石及石英，皆分布于雜基膠結物中；礦石中同時含少量鐵質，呈浸染狀分布于膠結物中。

4 成礦環境分析

黔北地區經歷了寒武紀—中志留世長期海浸后，于晚志留世廣西運動中上升為陸，以后經歷了泥盆—石炭紀近億年長時間的風化剝蝕，原陸地逐漸準平原化，其風化作用也由原物理風化為主逐漸趨于以化學風化為主。暴露于地表大面積的奧陶、志留系的富鋁硅酸鹽巖、碳酸鹽巖，在炎熱的氣候條件下（據古地磁測定：在石炭紀，本區位于南緯8°～14°之間，屬熱帶氣候），經長期風化分解后紅土化，鋁質初步富集，上石炭世北部又有短暫海浸，沉積了黃龍組灰巖，后又接受風化侵蝕而鈣紅土化。至二疊紀，受黔桂運動影響，該區緩慢下沉，海水由北東方向徐徐入侵，彭水、武隆、南川、道真、務川、正安、桐梓東北部一帶逐漸淪為濱海、海灣，原已初步富集了鋁質的紅土、鈣紅土，在地表水作用下，從廣大的陸地向濱海轉移，并在相對低洼地區和適宜的介質作用下集中和沉積，同時在搬運和沉積過程中鋁質又進一步分異富集，終于形成該區今天所見的濱海相區的豐富的鋁土礦資源。原沉積的鋁礦石經過成巖作用及后來沉積的巨厚上覆地層的巨大壓力下，進一步脫水、去鐵、脫硅、富化成為今天所見的一水硬鋁石。原黔北沉積區在燕山初期的三都運動中上升成陸，至燕山末期鎮寧運動發生了強烈褶皺，形成今日所見的主要的背向斜，平模向斜即是形成于此時期，并在喜山期接受風化剝蝕。原沉積的鋁土礦體在向斜中保存下來，而背斜中則被剝蝕殆盡。保存下來的鋁土礦在地下水、地表水及氧氣的作用下進一步富化成今日所見鋁土礦。

平模向斜鋁土礦區含礦巖系從下往上總體巖性為：綠泥石巖—鋁質泥巖—鋁土巖—致密狀—半土狀鋁土礦—豆鮞狀、碎屑狀鋁土巖—致密狀鋁土巖—有機質頁巖。

從水下沉積環境分析：致密狀與半土狀鋁土礦總體上可視為懸浮搬運沉積形成的粘土巖，代表低能的沉積環境；碎屑狀鋁土巖與豆鮞狀鋁土巖代表具一定水動力強度的濱岸濕地環境。豆鮞狀鋁土巖主要分布于向斜西翼，表明向斜以西為水動力相對較強的濱岸濕地環境；致密狀與半土狀鋁土礦主要分布于平模向斜東翼，表明其沉積環境屬于低能環境。總體上，務正道鋁土礦的形成受到海洋的影響,碎屑狀、豆鮞狀、致密狀鋁土礦呈環帶狀分布在研究區,結合鋁土礦的礦物組合及野外宏觀特征及古鹽度特征，鋁土礦沉積環境應為一個半封閉海灣。

從陸表風化環境分析：黃龍組灰巖殘留的多少,指示該區在石炭紀末期至早二疊世遭受風化剝蝕時間的相對長短及各自所處位置的相對高低。在平模向斜東翼黃龍組灰巖厚度普遍為2～4m，指示東翼遭受風化剝蝕的時間比較短，地勢相對較低，有利于成礦，礦石質量亦好；以黃龍組石灰巖為基底,因排水暢通,鋁土礦中雜質可隨水排除,鋁土礦礦石質量相對較好。在平模向斜西翼黃龍組灰巖厚度普遍大于4m,說明西翼為一相對隆起部位,不利于含礦陸源物質沉積，不利于成礦。

5 結論

（1）平模向斜東翼含礦巖系比西翼厚，因為：向斜西翼為一相對隆起部位，所處環境不利于陸源物質沉積；向斜東翼地勢相對較低，所處環境有利于陸源物質沉積。

（2）平模向斜東翼所處沉積環境比向斜西翼更有利于形成高品位鋁土礦礦床，因為：向斜西翼含礦巖系中主要巖性為豆鮞狀鋁土巖，表明為水動力相對較強的濱岸濕地環境；向斜東翼含礦巖系主要巖性為致密狀與半土狀鋁土礦，表明其沉積環境屬于低能環境；低能環境比高能環境更有利于形成高品位鋁土礦礦床。

（2）平模向斜東翼極有可能發現有較大價值的鋁土礦床，向斜西翼沒有勘查價值。因為：在平模向斜東翼黃龍組灰巖厚度普遍為2～4m，指示東翼遭受風化剝蝕的時間比較短，地勢相對較低，有利于成礦，礦石質量亦好；在平模向斜西翼黃龍組灰巖厚度普遍大于4m，說明西翼為一相對隆起部位,不利于成礦。

[1]賓善標.貴州省道真縣平模向斜鋁土礦普查報告[R].貴州省有色金屬和核工業地質勘查局三總隊，2014.

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P612

A

1004-5716(2015)10-0120-04

2014-10-22

2014-10-30

賓善標（1987-），男（漢族），廣西浦北人，助理工程師，現從事固體礦產勘查、地質災害評估、礦山動態監查等工作。