張萬里
摘要:遵義四輪碑鋁土礦地層位于貴州、重慶南部石炭系鋁土礦成礦帶,該礦屬于沉積型鋁土礦礦床,礦石輸出特征由潛在的基底侵蝕控制,且與巖溶地貌密切相關,礦層厚度和質量的變化較大,沉積間斷的地質歷史對鋁土礦的形成起著重要作用。本文基于其成礦地質背景、礦床地質特征,分析了該礦礦石結構、礦石成因和形成機制,總結了四輪碑鋁土礦礦床的控礦因素和找礦標志。
關鍵詞:遵義四輪碑;鋁土礦;地質特征;找礦方向
1、成礦地質背景
四輪碑鋁土礦在大地構造上位于揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱鳳岡北北東向構造變形區(四級構造單元)南西邊緣,西臨畢節北東向構造變形區,南臨貴陽復雜變形區。
四輪碑鋁土礦所在的團溪――茍江鋁土礦成礦區處于NNE向的黔中――渝南石炭紀鋁土礦成礦帶中部的遵義鋁土礦帶內。黔中――渝南石炭紀鋁土礦成礦帶的含鋁巖系南起貴州清鎮、貴陽、修文,向北往息烽、遵義、正安、務川、道真,直到重慶市南部的南川、武隆等地,構成一北北東向、長達370千米的鋁土礦成礦帶。成礦帶內鋁土礦床(點)相對集中成5個片區,片區之間由4個大致呈NWW向的無礦帶或基本無礦帶所間隔。自南而北,分別為修文、息烽、遵義、正安和道真5個鋁土礦帶。其中修文、息烽、遵義三個鋁土礦帶沉積巖系的下伏地層主要為碳酸鹽地層,巖溶起伏對礦體控制作用明顯,含鋁巖系的巖石地層為九架爐組(C1j)。正安和道真地區則不同,下伏地層為黃龍馬坪灰巖地層時巖溶起伏對礦體的控制作用明顯,但若為韓家店碎屑巖時則不同。在早石炭世與晚石炭世鋁土礦含鋁巖系之間,即遵義市城區與桐梓――綏陽一線之間,有一條很窄的NWW向的長期隆起帶,未見任何時代鋁土礦含鋁巖系沉積物。
2、礦床地質特征
2.1地層特征
區域內出露地層由老至新有寒武系、奧陶系下統、石炭系下統、二疊系、三疊系和第四系。石炭系下統由南往北超覆于寒武系、奧陶系地層之上,呈假整合接觸,主要為巖溶不整合接觸。含礦巖系為石炭系下統九架爐組,與本次研究關系較大的地層有:中上寒武統婁山關群、奧陶系下統、二疊系和第四系。
2.2構造特征
褶皺構造為本區域內的主要構造,總體走向呈北東――南西向,伴隨有區域性斷裂帶,形成了區域構造骨架。背斜褶皺比較緊湊,向斜褶皺顯得寬緩,呈北東向排列。區域內主要構造有:兩路口復背斜,團溪向斜。斷裂帶自北向南依次有白楊壩斷裂帶和團溪斷裂帶及西花壩斷裂帶。兩路口復背斜:位于團溪向斜北面的白水河、兩路口、熊孔壩一帶,兩端均被走向斷裂切割,軸向為北東―南西向,核部地層為中上寒武統,兩翼均為下奧陶統和下石炭統及中二疊統地層,近軸部地層傾角平緩10~20°,北西翼傾角20°左右,南東翼自南西向北東地層傾角由45°左右變陡至80°,然后變緩至30°左右,為軸面北西傾斜的寬緩背斜。該復背斜之北西翼尚有雙槐向斜,后槽向斜及楊樹灣背斜等,大致平行展布,構成兩路口復背斜。白楊壩斷裂帶:展布于兩路口復背斜之北西翼,由2至3條相平行延展的斷裂組成,帶寬1-2公里,斷裂走向與褶皺走向平行展布,斷面方位為北東50°,傾向南東或北西,傾角60~80°,斷距一般200米左右,四輪碑鋁土礦區位于該斷裂帶內。
2.3礦體分布特征及成分
研究區鋁土礦帶位于揚子準地臺黔中早古拱斷褶束的NE隅,近EW向的黔中深大斷裂緊鄰其南側,控制了聚礦場所巖溶坑洼、漏斗的分布和發育。在地層控礦的背景下,一系列燕山期NNE向新華夏式和NE向華夏式褶皺構造切割了早石炭世大塘期形成的近EW向紅土化鐵鋁質風化殼帶,既控制了遵義鋁土礦帶各礦床(點)的分布,同時也控制了含鋁巖系的展布方向和鋁土礦賦存富集的空間位置,因此,現在查明的產于不同背向斜褶皺內的鋁土礦床(點),基本上呈EW向排列分布。研究區鋁土礦體產于石炭系下統九架爐組白云巖之上,該區鋁土礦是一個礦體厚度較大、礦石質量較佳,露采條件良好的沉積型一水硬鋁石鋁土礦床。鋁土礦賦存在下石炭統九架爐組中上部,在下部有少數礦體產出,礦體傾角平緩,產狀10~25°,略有起伏,大致和坡度角相同。礦體形態、大小、厚度及品位明顯的依附于基底古巖溶洼地的形態和大小,往往在基底巖溶低洼處礦層厚度大,呈漏斗狀或透鏡狀產出,連續性好,且礦石質量亦佳,凸起處或相對凸起區厚度變薄,成單層礦體,礦體主要呈似層狀產出,礦石品位低,或無礦。礦體內部結構較復雜,多有不穩定夾石和無礦地段。礦體厚3.46~6.67米,平均厚5.13米;含Al2O355.56~61.75%,平均57.27%;SiO27.39~10.73%,平均8.68%;A/S 5.44~8.14,平均6.89;Fe2O311.17~20.44%,平均17.75%;TS 0.011~0.398%,平均0.271%。
3、控礦條件
3.1地層條件
研究區鋁土礦的賦存層位為石炭系下統九架爐組地層中。鋁土礦屬沉積礦產,其產出受礦地層的分布面積和厚度控制,與其分布面積和厚度呈正相關系。
3.2構造運動條件
鋁土礦的形成與構造運動有著直接的聯系,尤其與相對穩定的造陸運動、沉積間斷關系密切。含礦巖系與其下伏基巖之間存在微角度不整合,有連續過渡的假象,但從地層學意義上來講屬于假整合結觸關系。表明地殼運動相對穩定,地殼是緩慢抬升的,以造陸運動為主,這樣就使含鋁巖石的紅土風化殼鋁土物質容易停積保存,不致流失,為形成原地沉積型鋁土礦提供了豐富的物質基礎。
3.3褶皺構造條件
研究區發育一系列北東、北北東向多字形褶皺構造,背斜與向斜相間發育,背斜表現為寬緩殘破,軸部出露寒武系,其北北東方向斷裂發育;向斜表現為狹窄緊閉而完整,核部多保存三疊系地層,而兩翼地層為二疊系、志留系地層,呈環形分布。兩翼地層產狀一般在20~50°之間,向斜內斷裂構造不甚發育,地勢相對高起,尤其二疊系中統棲霞及茅口組地層(P2q+m)多呈陡崖凸起。向斜構造在地質歷史時期屬于相對凹下的負地形,利于鋁土質從隆起的高地搬遷至其中沉積分異,保存固化,成為鋁土礦的賦存場所
3.4巖相古地理條件
該區在早石炭世大塘期曾一度演變為陸相河湖盆地,其不僅在原陸地已經初步富集鋁土質的基礎上再接受局部的陸相沉積,且盆地的南面仍是大面積相對隆起的物源地。至中二疊世時該區緩慢下降,海水入侵,形成一局限近海邊緣沉積環境,有利于鋁土礦的形成。
4、找礦標志
該區找礦標志可以從地貌標志、地層層位標志、向斜構造標志、含礦層位的頂底板地層巖性標志、含礦層位的厚度標志、含礦層位巖性標志、含礦層位顏色標志、轉石標志進行找礦。當含礦層的厚度較大(5米以上)時,其中往往有礦。且含礦層越厚,一般礦體也越厚,礦石質量好。當含礦層厚小于3米,一般無礦。當含礦層的顏色為灰、黃灰等淺色時,含礦層中一般有礦;當其顏色為褐紅、深灰等深色時,則一般無礦。
5、找礦方向
通過本次研究,于團溪向斜東翼和西翼的北部找到了鋁土礦礦體,這些地段具備鋁土礦成礦的各種地質條件,成礦條件優越。團溪向斜的東翼和西翼的北部的淺部礦體基本達到了探明的程度,深部找礦潛力較大。另外,在本區地質工作程度較低的團溪向斜西翼中部和南部,從成礦地質環境、成礦規律及找礦標志分析,該區域具有良好的找礦前景,找到礦體的可能性較大。
參考文獻:
[1] 貴州遵義鋁土礦地質特征及找礦方向[J].黎海濤.資源信息與工程.2016(03)
[2] 貴州遵義白巖鋁土礦地質特征及成因初探[J].任維德.冶金與材料.2018(04)
[3] 鞏義智恩鋁土礦礦床地質特征[J].胡志強,師維,馬楊,胡舉勇,張炎,張家勛,王志浩.數字化用戶.2013(09)
(作者單位:貴州省煤田地質局一五九隊)