河南省宜陽地區鋁土礦地質特征及找礦意義

金 磊，方 榮，董俞雪

（1.河南省有色金屬礦產探測工程技術研究中心，河南 鄭州 450000；2.河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊，河南 鄭州 450016）

1 區域地質背景

宜陽縣鋁土礦床大地構造位于華北地臺南緣，中朝準地臺的西北端，箕嵩臺隆西側、澠池-確山陷褶斷束中北部。煤系及鋁（粘）土礦地層發育較齊全，鋁土礦成礦地質環境優越。

（1）地層。本區地層區劃歸屬華北地層區、豫西地層分區、澠池－確山小區（參照《河南省區域地層志》）。地層出露較齊全，地殼基底片麻巖系和蓋層火山巖、沉積巖系各時代地層均有出露。中元古界熊耳群和汝陽群、新元古界洛峪群和震旦系，古生界寒武系、石炭系、二疊系，中生新界三疊系和第四系。

（2）構造。本區由不同的大地構造單元組成。西南部熊耳群出露區屬華熊臺隆，是古元古以后的不斷隆起區；東北部沉積地層分布區屬澠臨臺坳，是中元古以后坳陷沉積區；而洛河以北和東南部，則為新生界以來發育的斷陷盆地。概括而言，本區是在隆起、坳陷、沉積、褶皺之后，又被不同期次，不同方向，不同規模和不同性質的斷裂體系切割、改造、疊置、拉開而復雜化了的斷塊地體，總體構造是西南部隆起，東南部降落，北部斷陷。其對鋁土礦床的展布起著重要的控制作用。

2 礦床地質特征

2.1 含礦巖系特征

含礦巖系為一套含鐵富鋁的鋁土—粘土巖組合。含礦巖系厚度變化之大，取決于基底地形的起伏變化，地形平坦，礦層厚度穩定，呈層狀、似層狀平緩產出。地形低洼處，特別是有巖溶漏斗的地段，含礦巖系的厚度達30m～50m，古地形凸起處，也會出現風化剝蝕掉的情況。

含礦巖系的底部，為蛋清色水云母粘土巖或高嶺石粘土巖。呈皮殼狀，直接貼附于碳酸鹽巖古風化面上，或充填于角礫巖間隙中。個別地段該層位滅失，底部直接與寒武系白云質灰巖不整合接觸。含礦巖系的中部為鋁土礦礦層，一般分三層，下層鐵質粘土巖，局部形成黃鐵、菱鐵礦工業礦體（山西式鐵礦），氧化后形成赤褐鐵礦，局部夾鋁土礦透鏡體；中層是鋁土礦礦體，灰、淡黃色、淡紫色、暗灰色等，軟硬不一，呈致密、豆鮞狀、碎屑狀結構，塊狀構造。

2.2 礦體特征

區內礦體分為錦屏山礦段，李溝礦段、蘭家門礦段。其中錦屏山礦段沉積不穩定，厚度變化大，局部沉積缺失。李溝礦段和蘭家門礦段沉積較為穩定，礦體較連續。礦體形態大體可分為：似層狀、透鏡（漏斗）狀，以及兩者的復合形態，局部亦出現分支復合狀。從空間上看，礦體的總體形態應是在厚度一至數米的似層狀礦體背景上，不等距地嵌布著大厚度的溶斗狀礦體的復合形態。其產狀與下伏碳酸巖古風化面明顯不一致，由四周向中心傾斜，呈獨立產出，其厚度大，礦石質量較好。

2.3 礦石物質成分及結構構造

2.3.1 礦石礦物成分

根據偏光顯微鏡鑒定，X-射線衍射分析及差熱分析，礦石中主要礦物成分如下：

（1）高嶺石：一般呈膠體分散或呈細小隱晶質及少量鱗片狀集合體，粒度細小，一般在5微米左右。

（2）一水硬鋁石：多為似鱗片狀集合體或膠態豆狀鮞狀集合體，不均勻或呈似團塊狀分布于高嶺石中。在一些硬質粘土礦中，可見灰黑色的水鋁石的粒屑和團塊。少數呈微晶及隱晶狀，可達0.1mm以上，為他形粒狀結合體。在鋁土礦中，一般含70%～80%，（高嶺石含15%～25%）。

（3）葉臘石：鏡下常呈葉片狀，有時呈放射葉片狀幾何體，期間分布著鐵、泥質。部分呈顯微鱗片狀分散于高嶺石中，可構成葉臘石型耐火粘土。

（4）伊利石：呈鱗片狀，晶形特別，常呈彎曲輪廓的片狀，并和高嶺石交織成席狀與之共生。

表1 宜陽鋁土礦礦體特征一覽表

次要礦物為綠泥石、蒙脫石、褐鐵礦、赤鐵礦、白云母、絹云母等。礦石中還常有碎屑長石及一些微量的鋯石、石英、方解石、電氣石、金紅石、榍石、磷灰石等。

2.3.2 礦石結構、構造及類型

礦石主要呈鮞粒狀、豆粒狀、礫屑狀、致密狀結構，亦見顯微晶質結構。構造類型有塊狀、蜂窩狀、層狀等。

豆鮞狀結構的豆（鮞）粒形狀不太規則，似豆莢狀，長軸直徑0.2mm～8mm，以大于2mm的豆粒為主，可見同心層，但層數不多。鮞粒的膠結物主要是粗糙狀鋁土礦和致密狀鋁土礦。

2.3.3 礦石的化學成分

（1）主要化學成分：通過基本分析樣的統計和分析，鋁土礦礦石的主要化學成分為：Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2和燒失量，共占總成分的96.63%。

（2）次要化學成分：通過對組合分析樣的統計和分析，鋁土礦礦石的次要化學成分為：S、CaO、MgO、P2O5、K2O、Na2O、V2O5。

化學成分統計結果如表2。

表2 宜陽礦區鋁土礦化學成分含量統計表

3 鋁土礦成礦富集規律

本區位于華北地臺南部，加里東運動使本區抬，整體長期處于風化、剝蝕狀態，形成紅土風化殼，為鋁土礦的成礦提供了大量物質基礎；中石炭世時期，在華力西運動的作用下，本區整體下降，接受沉積，形成了鋁土礦層和含鋁巖系；印支運動后，本區進入地洼發展階段，由于地殼強烈分異，斷塊隆起和坳陷發育，使鋁土礦和含鋁巖系在隆起、開放、氧化環境中，發生去硅、去鐵作用，粘土礦物進一步風化分解，使得鋁土礦層和含鋁巖系得到了強烈改造，進一步富集成礦。

礦床產出形態大體與古風化侵蝕面的巖溶地形有直接關系，或似層狀或透鏡狀。鋁土礦厚度、品位為與古地形之間有相依性，表現在凡是厚大礦體、高位礦石，基本產于侵蝕面為巖溶洼斗內。

地表Al2O3明顯富集。在表生富集作用下，地表水的淋蝕及地表風化作用可以使礦石中的豆鮞及硅、硫等雜質流失，在地表及淺部形成富礦。但表生富集作用對鋁土礦礦石質量的影響并不是決定性的，在深部原生礦石中也有富礦存在，如圖1。

圖1 李溝礦段含礦巖系在走向上及垂直方向上層位對比示意圖

4 找礦意義

在河南省劃分的4個鋁土礦成礦區中，宜陽地區比較特殊，其位于陜－澠－新鋁土礦成礦區、嵩箕鋁土礦成礦區和汝陽—魯山—寶豐鋁土礦成礦區之間，過去從未明確的劃入任何一個主成礦區之中。河南鋁土礦礦床在大部分地區主要賦存于奧陶系古風化侵蝕面上，宜陽地區是除南部的汝州-寶豐地區鋁土礦床之外為數不多的賦存于寒武系古古風化侵蝕面上的鋁土礦床之一。

從淺部的民采坑來看，富礦石的占比還是很高的，另外區內還有一些地層被覆蓋，這些地段很有可能找到新的鋁土礦礦體。根據本區礦體地質特征及成礦富集規律的研究，該區域的淺部和中深部有很大的找礦潛力。

綜上所述，宜陽地區鋁土礦成礦條件好，埋深淺，富礦厚，且在中深部也有厚大礦體，資源儲量達到大型鋁土礦。共伴生鐵礬土和耐火粘土儲量也很可觀，通過后期的資源合理利用開發，本區有望成為豫西又一個重要的鋁土礦資源產地，也為鋁工業的發展和振興地方經濟提供有力的支撐。