貴州貓場礦高硫型鋁土礦地質特征

曾文杰

(長沙有色冶金設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000)

貓場礦位于貴州省中部，行政區劃屬清鎮市犁倭鄉(部分屬站街鎮境內)管轄。大地構造位置位于揚子準地臺黔北臺隆的貴陽復雜構造變形區內北東向構造與南北向構造的交接復合部位。區域出露地層有震旦系、寒武系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系和第四系。區域礦產以沉積礦床為主，主要有鋁土礦、煤、鐵等十多種礦產。貓場礦0～24線范圍內低、中、高硫型鋁土礦空間分布復雜，其中高硫型鋁土礦資源量大，硫含量高、分布范圍廣，約占全部鋁土礦資源量的25%。2014～2016年，長沙有色冶金設計研究院有限公司對貓場礦實施了基建勘探工作， 基建勘探范圍為1 140 m、1 160 m中段(標高1 150～1 170 m)。高硫型鋁土礦約占基建范圍內礦石量的30%，但高硫型鋁土礦空間分布復雜、硫含量高，且尚不能大規模運用于氧化鋁生產，給礦山生產造成了較大的難度。

1 含礦巖系地質特征

貓場礦含礦巖系直接頂、底板分別為石炭系擺佐組(C1b)白云巖和寒武系婁山關群(∈2-3ls)灰巖。含礦巖系石炭系下統大塘組(C1d)是一套以黏土巖類為主，伴有鋁土礦、赤鐵礦、硫鐵礦等礦產的含礦巖系組合。整個含礦巖系的厚度受其下伏地層古卡斯特侵蝕程度制約，凹處厚度大，凸處厚度小。含礦巖系具明顯的二分系列，上段稱含鋁巖系，下段稱含鐵巖系。

含鋁巖系位于含礦巖系上部。由黏土巖、硫鐵礦、鋁土礦及鋁士巖等組成，厚度0.30～25.09 m。

含鐵巖系位于含礦巖系下部。由鐵質黏土巖、綠泥石黏土巖、綠泥石赤鐵礦、赤鐵礦及綠泥石巖等組成，厚度0～10.75 m。

2 礦石特征

根據《鋁土礦、冶鎂菱鎂礦地質勘查規范》(DZ/T 0202—2002)附錄B：鋁土礦石品級標準(GB 3497—83)，根據S含量將區內的鋁土礦分為低硫型(S≤0.3%)、中硫型(0.3%0.8%)。

按基建勘探區礦塊統計，硫含量變化在0.10%～12.43%，平均2.26%，基建勘探區鋁土礦石整體屬高硫型。基探區內高硫型鋁土礦S：0.89%～12.43%，平均4.05%。這類礦石是暫不具備綜合開采的礦石，占基探區礦石資源總量的30%。

硫主要賦存于黃鐵礦中。硫在鋁土礦(含低、中、高硫鋁土礦)中，單樣含量0.00～21.95%，平均1.51%，變化系數193.79%；硫在低硫型鋁土礦礦石中單樣含量0.00～0.30%，變化系數112%～408%。在高硫礦石中，變化較小，變化系數為26%。頻率直方圖(見圖1)呈雙峰狀，頻率變動域較大，硫含量主要集中在低硫型與高硫型品位區間，中硫型較小，說明礦石中硫含量呈兩極化趨勢明顯，沒有明顯的過渡區間。硫主要偏集于礦體頂部及下部，少數工程礦體中部硫也偏高。

圖1 基探區鋁土礦S含量頻率直方圖

3 賦存條件

根據與主礦層(低硫型+中硫型)的空間相對位置，高硫型礦體可分為主礦層上層高硫型、主礦層中層高硫型、主礦層下層高硫型三種類型。局部位置全礦層均為高硫型鋁土礦。

(1)覆蓋在其他類型礦體的頂部的高硫型鋁土礦即為主礦層上層高硫型鋁土礦。在127個見礦工程中，見主礦層上層高硫型工程為53個，占見礦工程總數31%。主礦層上層高硫型鋁土礦在基建勘探區整體分布普遍。平面上基探區3～5A，12A～14A勘探線范圍主礦層上層高硫型礦體分布穩定連續，其余上層高硫型礦體呈不連續井蓋狀，覆蓋在其他類型礦體之上。有少量探礦工程僅見高硫型礦體。剖面上主礦層上層高硫礦礦體主要分布于礦體頂板，覆蓋在其他礦體之上。

主礦層上層高硫型鋁土礦，S：0.98%～12.43%，平均4.33%。這類礦石占高硫型礦石資源儲量的34%，占基探區礦石資源總量的10%。

(2)分布于其他類型礦體的中部的高硫型鋁土礦即為主礦層中層高硫型鋁土礦。在127個見礦工程中，見主礦層中層高硫型工程為24個，占見礦工程總數19%。主礦層高硫型鋁土礦在基建勘探區整體分布普遍，但連續性較差。平面上基探區3～5A勘探線范圍分布了兩塊規模較大的主礦層中層高硫型礦體，其余中層高硫型礦體呈不連續雞窩狀，被其他類型礦體包圍。剖面上主礦層中層高硫礦礦體分布于其他類型礦體中部，被其他類型礦體包裹。

主礦層中層高硫型鋁土礦，S：1.35%～6.02%，平均2.93%。這類礦石占高硫型礦石資源儲量的20%，占基探區礦石資源總量的6%。

(3)分布于其他類型礦體的下部的高硫型鋁土礦即為主礦層下層高硫型鋁土礦。在127個見礦工程中，見主礦層中層高硫型工程為56個，占見礦工程總數44%。主礦層下層高硫型鋁土礦在基建勘探區整體分布普遍，局部連續性較好，主要分為4塊下層高硫型區域。平面上主基探區3～5A、9～13、14～17勘探線范圍分別分布了4塊規模較大的主礦層下層高硫型礦體，其余僅見少量零星下層高硫型礦體，被其他類型礦體包圍。剖面上主礦層下層高硫礦礦體分布于其他類型礦體底部，被其他類型礦體所覆蓋。

主礦層下層高硫型鋁土礦，S：0.89%～12.09%，平均4.31%。這類礦石占高硫型礦石資源儲量的46%，占基探區礦石資源總量的16%。

4 礦床成因

貓場鋁土礦屬沉積型鋁土礦礦床，成礦物質的主要來源為寒武系的富含鋁的鋁硅酸鹽類巖石。

貓場鋁土礦床形成于早石炭世大塘期，沉積于古隆起邊緣淡化泄湖盆地的泄湖洼地相中。沉積物主要為：下部暗綠色綠泥石黏土巖、鐵質黏土巖夾結核狀、透鏡狀赤鐵礦；上部為黏土巖、含水白云巖黏土巖夾致密狀、土狀鋁土礦及少量碎屑狀鋁土礦。黏土巖和鋁土礦中均含有豐富的黃鐵礦。該區域當時為較開闊平坦的水下洼地，離廣海較遠，水域處于安定、閉塞的弱氧化-還原環境，為黃鐵礦的沉積提供有利的環境。

貓場鋁土礦床成礦作用具有多階段性，為風化—搬運沉積—次生淋濾富集型鋁土礦床。

5 結論

貓場鋁土礦為特大型沉積型鋁土礦床，形成于早石炭世大塘期。貓場礦低硫型、中硫型鋁土礦石質量優良，資源儲量大，但目前尚難利用的高硫型鋁土礦含硫量高，資源量大，約占全部鋁土礦資源儲量的1/4，并且賦存于主礦層上部、中部及下部，對主礦層的高效開采和出礦品位控制造成較大的難度。因此，建議下一步開展高硫型鋁土礦的綜合利用研究工作。