山西孝義市西河底鋁土礦地質特征及成礦條件分析

■李志斌 張彬 趙國全（青海省有色地質礦產勘查局七隊青海西寧810007）

山西孝義市西河底鋁土礦地質特征及成礦條件分析

■李志斌 張彬 趙國全
（青海省有色地質礦產勘查局七隊青海西寧810007）

礦區位于孝義市西部約30公里。礦體賦存于石炭系中統本溪組下部、奧陶系中統峰峰組碳酸巖層侵蝕面之上。礦體呈層狀、似層狀，產狀與圍巖一致，傾角平緩，一般5～12礦體厚一般1～6米。鋁土礦主要成分為一水硬鋁石和高嶺石，分類屬一水硬鋁石型鋁土礦。成礦主要控制因素：鋁土礦礦床所處的古地理位置，礦體產狀，礦石的結構構造等，礦床屬于石灰巖侵蝕面上的濱海洼地～泄湖湘沉積成因類型。

鋁土礦 礦體地質 成因 找礦標志

1　地質背景

西河底鋁土礦區區域上處于山西中隆起區沁水坳陷霍西向斜的北西部，其西側與呂梁山斷裂隆起相毗鄰?？傮w構造形態為一南東傾斜的北北東—南南西向單斜構造。其中波浪式平緩褶曲較為發育，局部發育小斷裂。地層傾角一般10—20°，局部地段受斷裂、褶皺構造影響傾角較陡。

2　地層

礦區內第四系黃土、紅土及殘、坡積物廣為分布，約占礦區總面積的80%。出露地層較為簡單，主要有奧陶系中統石灰巖，石炭系中、上統的鐵礦、鋁土礦、耐火粘土、粘土巖、頁巖、砂巖、煤和石灰巖等。

3　構造

礦區主要構造線方向與區域構造線方向基本一致，褶皺軸向呈NE～SW向展布，地層沿NE～SW方向呈舒緩波狀起伏。斷裂構造不發育，主要為規模較小的成礦后斷裂，對礦體破壞性不大。

4　礦體地質

4.1礦床規模

礦體形態不夠規整但規模較大，沿走向長3200m，沿傾向寬3300m左右，礦體平均厚2.91m。為一分布面積大，厚度中等的大型層狀鋁土礦礦床。

4.2礦體賦存層位

礦體賦存于石炭系中統本溪組下部、奧陶系中統峰峰組碳酸巖層侵蝕面之上，礦體直接底板多為鐵質粘土巖（鐵鋁巖），少數為雜色粘土巖，個別為山西式鐵礦，礦體與底板界限明顯。礦體直接頂板一般為硬質耐火粘土、粘土巖或粘土頁巖，個別地段與砂巖接觸，界限清楚。含礦巖系為一套連續沉積的鐵鋁巖相建造。

4.3礦體產狀、形態及厚度變化特征

礦體產狀與圍巖地層產狀基本一致，傾角一般5—12°，礦體產狀受奧陶系灰巖侵蝕面控制，局部地段傾角可達20°以上。灰巖侵蝕面控制著礦體的形態及厚度的變化。由于礦體在成巖前受外部擠壓及自身重力作用，使之在局部地段有變厚、變薄、甚至尖滅的現象。

4.4礦石質量特征

4.4.1礦石的結構構造

區內鋁土礦礦石主要有粗糙狀（包括內碎屑和土狀）、半粗糙狀、鮞狀、碎屑狀結構，其次有少量豆狀及豆鮞狀結構，各種結構類型之間界限不明顯，一般為過渡關系；礦石構造以塊狀為主，次為層狀及空洞狀構造。

4.4.2礦石礦物成分

組成鋁土礦的主要礦石礦物為一水硬鋁石（占55—90%，個別大于90%）；高嶺石占5—40%，一般為20%左右；其次有三水硬鋁石、地開石、赤鐵礦、白鈦礦、褐鐵礦、鋯石、金紅石、電氣石等，三水硬鋁石為此生礦物。

4.4.3礦石的化學成分

礦石中TiO2 2.08—2.64%；V2O5 0.016—0.064%；CaO 0.08—5.80%；MgO 0.08—0.36%；P2O5 0.12—0.36%；K2O 0.03—0.54%；Na2O 0.001—0.082%；Ga 0.0055—0.0079%，平均0.0069%；燒失量13.34—15.94%；屬高鋁、高硅、含鐵、低硫鋁土礦石。

4.5礦石類型

（1）工業類型：據礦石化學成分平均含量，本區鋁土礦礦石的工業類型應屬含鐵低硫型，適于提取鋁氧的Ⅳ級品礦石。（2）礦石自然類型：主要根據礦石的礦物成分及結構特征，劃分如下：按礦石主要礦物成分，本區礦石自然類型屬一水硬鋁石型鋁土礦。按礦石結構，又可分為粗糙狀、半粗糙裝、鮞狀、碎屑狀四種礦石類型。①粗糙狀鋁土礦：灰白或杏黃色，土狀結構，塊狀構造。礦物成分主要以一水硬鋁石為主，高嶺石次之。堅硬，斷面粗糙，吸附性強，風化面常形成一層富含褐鐵礦的薄膜。此類礦石鋁硅比值高，質量好，為優質鋁土礦石。雜質（主要是Fe2O3）含量少時常達特級高鋁耐火粘土。②半粗糙狀鋁土礦：灰—灰白色，含鐵高時呈淺黃色，隱晶—隱晶泥質結構，含鮞或含碎屑結構，塊狀構造。礦物成分以一水硬鋁石和高嶺石為主，付礦物有赤鐵礦、褐鐵礦，并含少量銳鈦礦、金紅石、榍石。礦石較致密，斷面有粗糙感并稍具吸水性，是介于粗糙狀與鮞狀或碎屑狀之間的類型。③碎屑狀鋁土礦：灰、淺灰色，鐵質高時呈土黃色，碎屑狀結構，塊狀構造。碎屑成分往往是含鋁較高的一水硬鋁石，是早期形成的粗糙狀或鮞狀礦石破碎成分，碎屑物含量約30—70%；膠結物為高嶺石及一水硬鋁石，含少量赤鐵礦、褐鐵礦，基底式或空隙式膠結，含量30—60%。④鮞狀鋁土礦石?；摇⒒野咨?，鮞狀結構，塊狀構造。鮞粒為深灰色，渾圓—橢圓狀，由鮞核和2—4個環帶構成，直徑0.5—1.0mm，成份以一水硬鋁石為主，次為高嶺石及少量褐鐵礦，鮞粒含量30—60%。

5　礦床成因及找礦標志

5.1礦床形成條件

據本區鋁土礦礦床所處的古地理位置，巖相變化特征，礦體產狀，礦石的結構構造等，認為礦床屬于石灰巖侵蝕面上的濱海洼地—泄湖湘沉積成因類型。礦層底板條件對鋁土礦的沉積分異也起著重要作用，碳酸鹽在海水浸泡后發生分解，逐漸增高了海水的咸度，促進了鐵、鋁、硅的沉積分異。底板古地形嚴格控制著礦體的賦存狀態，一般古地形較平緩，礦體則為層狀、似層狀，古巖溶地貌發育，則多形成透鏡狀、漏斗狀礦體。

5.2鋁土礦成礦富集特征

（1）鋁土礦產于奧陶系石灰巖侵蝕面之上、本溪組含礦層中部，礦體一般距侵蝕面2—7米。含礦層的沉積剖面自下而上具有鐵——鋁——硅的沉積建造特征。（2）礦石的主要化學組分Al2O3、SiO2的含量彼此互為消長關系，Al2O3、TiO2呈正相關關系。礦體一般下部鐵高、硅高；中部鋁高、鐵高、硅低；上部硅高。（3）鋁土礦與下伏鐵質粘土巖和上覆硬質粘土巖的接觸界限明顯。（4）基底古地形明顯控制了礦體位置、形態、規模和產狀，鋁土礦多為層狀、似層狀。在礦區西緣，含礦巖系普遍變薄，鐵、鋁、硅分異不明顯，沉積不成鋁土礦。（5）鋁土礦的厚度與含礦層的厚度一般呈正相關關系。

5.3找礦標志

含礦層位于石炭系本溪組下部，層位穩定，中奧陶統峰峰組灰巖古侵蝕面可作為間接找礦標志。

P62[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～81～1