河南省陕县铁炉沟铝土矿区矿床地质特征及找矿方向

党亚鹏

（中铝矿业有限公司 河南 郑州 450041）

陕县铁炉沟铝土矿区位于三门峡陕县—渑池—新安铝土矿[1]带上,周围先后发现了支建铝土矿区,王古洞铝土矿区、柿树沟铝土矿区等一系列大-中型铝土矿矿床，显示了巨大的找矿潜力，已成为是河南省重要的铝土矿带之一。由于本矿区铝土矿埋深较深，找矿力度不大。近期实施了危机矿山找矿专项[2]，对该矿区进行了勘查，发现本区具有优越的成矿地质条件和良好的找矿前景，因此，本文在详述矿床地质特征的基础上，系统总结其成矿规律，预测找矿方向，对本区实现找矿突破将起到积极的推动作用。

1 成矿地质背景

区域大地构造位置位于中朝准地台华熊台缘坳陷渑池—确山陷褶断束西北部的新渑拱断束。区域构造具“一穹、三向、三组”交错的扇形地垒式拱断特点。其中褶皱具“一穹、三向”的特点，即北段村穹窿、陕县断陷盆地、渑池向斜盆地，新安向斜盆地及方山背斜；“三组”指西部发育的北北东或北东向断层，东部发育的北西向断层，南部发育的东西向断层，三者呈三角形交错。由于各方向断层相互交错，将穹窿和向斜分割成以扣门山断层和龙潭沟断层为界的三大扇形断块，对区内铝、煤岩系的展布起着重要的控制作用。

区域地层以沉积岩为主，除上奥陶系至下石炭系缺失外，地层发育齐全且分布广泛，从老至新为中元古界的熊耳群、汝阳群，新元古界的洛峪群、震旦系，古生界寒武系、奥陶系下、中统、石炭系上统、二叠系，中生界三叠系、侏罗系、白垩系，新生界古近系、新近系及第四系等。

区域上岩浆岩活动微弱，除中元古界熊耳广泛分布有中性火山岩外，还有少量燕山期的石英斑岩等。

区域上洛阳—三门峡铝土矿成矿带东西绵延长达百余公里，是我省最主要的富铝矿成矿带，自西向东划分为西、中、东三个成矿带。本区矿种虽然不多，但有些矿产资源储量巨大，区内主要矿产有铝土矿、煤。此外还有耐火材料、建筑材料、玻璃原料及铁矿。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露主要出露地层为二叠系上统上石盒子组（P2s）和第四系（Q）,矿区南部出露有上石炭统太原组（C2t）、上石炭统本溪组（C2b）、中奥陶统下马家沟组（O2m）地层，东部出露有二叠系下统下石盒子组（P1x）、二叠系上统石千峰组（P2sh）等地层。

2.2 构造

矿区内工作区内地层呈单斜产出，倾向140°，倾角10－20°，局部产状也有所变化。矿区内仅有一条断层从矿区东南部通过，长约2公里，走向北东，倾向北西，倾角57－69°，垂直断距20－50米，为北西盘下降，南东盘上升的正断层。

2.3 岩浆岩

本区未见岩浆岩出露，施工钻孔中了没有见到岩浆岩，可见矿区内岩浆岩不发育。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿区铝土矿为一水硬铝石型沉积矿床，铝土矿层赋存于奥陶系中统石灰岩古侵蚀面之上，含矿地层为石炭系上统本溪组中部，分布较为零星，矿层单一，呈似层状、透镜状产出。依据铝土矿工业指标一般要求和工程控制情况，本次在矿区内共圈定2个铝土矿体，1个粘土矿。现将矿体特征描述如下：

3.1.1 铝土矿

Ⅰ号矿体：位于工作区北部，04线-07线之间，由ZK0004、ZK0008、ZK0304、ZK0308、ZK0704、ZK0000、ZK0404七个工程控制，走向长约670米，倾向宽约550米，矿体呈层状。总体倾向140°左右，平均倾角15°左右，铅直厚度1.50-5.24米,平均2.91米,厚度变化系数49%;Al2O3含量46.12-71.46%,平均64.32%,品位变化系数15%;SiO2含量5.87-21.44%,平均12.97%,品位变化系数46%;A/s品位2.3-12.2,平均5.0,品位变化系数68%;估算赋存标高在150-260米之间，埋深在440-600米左右。资源量估算面积181028平方米,估算(333)资源量149.91万吨。

3.1.2 粘土矿

①号矿体：位于04线-11线之间，由ZK0304、ZK0004、ZK0404、ZK0000、ZK0300、ZK0704、ZK1108七个钻孔控制，走向长约940米，倾向宽约320米，铅直厚度在0.88-3.83米之间，平均2.04米，埋深在440-600米之间，估算标高在80-260米之间，多为硬质粘土矿Ⅱ、Ⅲ级。估算耐火粘土矿（333）76.71万吨。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石物质组分

矿石矿物成分：依据以往成果，主要矿物成分有一水硬铝石，含量45-95%，其次有高岭石（5—25%）、水云母、叶腊（含量5—25%）、绿泥石（0—30%）、褐铁矿（5—25%），少量及微量矿物有石英、方解石、钠长石、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿、蛭石、金红石、电气石、锐钛矿、钛铁矿、磁铁矿、磷灰石、锆石、榍石、绿帘石、三水铝石、绢云母及炭质等。

铝土矿矿石化学成分平均含量：Al2O366.59%、SiO211.41%、Fe2O32.75 %、TiO22.97%、CaO+MgO1.44%、K2O+Na20.72%、Ioss12.87%、A/S4.9，属于中低品位矿石，多为Ⅳ、Ⅴ级品。

粘土矿矿石化学成分：Al2O337.63—46.02%、Fe2O30.6—3.22%、TiO21.47—2.07%、Ioss11.93—14.64%、耐火度17000—17800。矿石品级以Ⅱ品为主，少量特级品和Ⅲ级品。

3.2.2 矿石结构构造

矿石结构以豆鲕状结构、碎屑状结构、显微晶质结构为主，次有隐晶质结构、隐晶质泥状结构、凝聚结构；矿石构造以块状构造为主，次有薄层状构造、定向半定向构造。

3.2.3 矿石类型

矿石自然类型：根椐矿石中矿物成分可以划分为一水硬铝石型矿石、水云母—一水硬铝石型矿石、绿泥石—一水硬铝石型矿石、赤铁矿、褐铁矿—一水硬铝石型矿等四种类。

矿石工业类型：属低铁低硫型铝土矿石。

4 成矿规律及找矿方向

4.1 成矿规律

4.1.1 铝土矿物质来源

通过对铝土矿的空间分布，含铝岩系和基底中化学成分，主要氧化物含量，副矿物特征，微量元素及硫同位素组成等大量资料的分析论证，并通过铝量平衡计算，认为铝土矿成矿物质主要来源于基底碳酸盐岩。

4.1.2 铝土矿成矿的主要控制因素

铝土矿的形成有其特定地质环境和条件，它的形成受如下因素控制。

①长期的沉积间断和有利沉积基底

本区从中奥陶世未期陆地上升，直到晚石炭世地壳下降又接受沉积，其间大约经历了1.5亿年的沉积间断,使古岛上铝硅酸盐岩石和中奥陶世碳酸盐岩石长期经风化剥蚀,分别产生了红土化和钙红土化，为铝土矿的成矿准备了丰富的物质来源。由于长期风化剥蚀在岩溶化的基底上随着准平原化的进行，使嵩山古岛北侧龙巩盆地靠近陆地一侧边缘构成东西向延伸而向北缓倾斜的基底上，形成许多规模大小不一的岩溶漏斗和溶蚀坑，为铝土成沉积准备了有利场所。

②古地理位置及古构造环境对成矿的控制

铝土矿的分布严格受古陆和古岛边缘控制。夹沟铝土矿位于嵩山古岛北缘，矿区所处古地理位置十分有利接受古岛排泄而来的大量硅铝质物质。矿带分布与古构造线方向一致，呈东西向展布，即在嵩山复背斜北翼向北缓倾斜的龙巩盆地边缘的斜坡上，是成矿有利地带。

③适宜的古气候是成矿的前提条件

本区在早奥陶世至石炭纪早期，古气候是属于热带亚热带的温暖潮湿气候，对基岩的风化，红土的形成，硅铝的游离演化起了重要的促进作用。在这种气候条件下所繁生的地表植被提供了大量有机酸，使风化作用强度增大，同时增强了雨水和岩石间的物理化学风化作用 。适宜的气候能使微生物繁衍，在水溶液中能促使铁和铝富集。

④泻湖边缘是铝土矿成矿的有利条件

铝土矿多集中分布于泻湖环境的湖缘区，这是因为海水或地表迳流携带的成矿物质向沉积盆地汇集，在滨湖—浅湖区次级凹陷部位即停积下。因为此区处于氧化—弱还原环境，介质条件有利于铝铁质物质的富集成矿。

根据上述分析，认为本区矿床类型属于沉积型铝土矿床，亚类为产于碳酸盐岩侵蚀面上的一水硬铝石铝土矿矿床。

4.2 找矿标志

4.2.1 层位标志：铝土矿赋存于奥陶系灰岩侵蚀面之上的本溪组含铝岩系内，严格受层位控制。

4.2.2 地层组合标志：石炭上统本溪组为含铝岩系铁铝建造，太原组为砂岩、砂质页岩、煤、生物灰岩地层组合，是寻找铝土矿的地层组合标志。

4.2.3 矿石结构构造标志：优质铝土矿一般呈粗糙状位于铝土矿层的中部，表面具有粗糙感，吸水性强，粘舌。其上下为豆鲕状或碎屑状结构的矿石。

4.2.4 地形地貌标志：由中-低山区向山前平原过渡的丘陵区，是寻找铝土矿有利的地貌标志。

4.3 找矿方向

4.3.1 铁炉沟矿区铝土矿Ⅰ号矿体沿走向和倾向边界都没有控制，可继续安排工作扩大已知矿体规模，特别是在矿区西南部，大部分有利地段没有工程控制,是找矿远景区。

4.3.2 矿区铝土矿品位呈波浪状分布，00、07线品位较好，04、03、11线相对较差，因此推测15、23线将会获得较高质量铝土矿。

［1］王秀全，常成.河南省铝土矿的控矿因素探讨[J].2009.

［2］张永钱，等.河南省有色金属地质矿产局第一地质大队,河南省陕县铁炉沟铝土矿接替资源勘查：普查报告[S].2010.