济源下冶地区铝土矿床地质特征及成矿规律浅析

■袁雯雯

（1河南省有色金属地质勘查总院 河南郑州 450052；2河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室 河南郑州 450052）

济源下冶地区铝土矿床地质特征及成矿规律浅析

■袁雯雯1，2

（1河南省有色金属地质勘查总院 河南郑州 450052；2河南省有色金属深部找矿勘查技术研究重点实验室 河南郑州 450052）

通过对下冶地区铝土矿含矿岩系特征、矿体特征、矿石质量特征、矿石类型等综合研究，分析矿床成因，归纳控矿因素。

铝土矿矿体特征成因分析找矿标志

按矿石化学成分分：矿石属中铁低硫型铝土矿。

根据矿石品级标准，矿区矿石平均品级属Ⅴ级。

1 区域地质背景

矿区位于太行山余脉王屋山脚下，大地位置上位于华北古板块南部，华北凹陷的洛阳—济源-开封凹陷西北缘，晚石炭世中条山古陆东南侧、岱嵋寨古岛东北方向。王屋山向斜南翼。区域构造格架呈北西向、近东西向[1,2]。

2 矿区地质

矿区总体上讲为一个地垒构造，夹持于王爷庙断裂和逢石河断裂之间，两断裂近东西向展布，规模较大、延伸远，对矿区地质、地形地貌有较大影响，其中矿区南侧王爷庙断裂高差达150米，构成黄河谷地北边界，北部逢石河断裂南北两侧高差也达100m以上。矿区发育官洗沟、水洗沟、涧底河三条主要河流，切割较深，谷底出现奥陶系灰岩，将矿区含矿岩系分割为三个矿段，从西到东为坡池—南崖头矿段、原头矿段、官洗沟矿段。矿区构造以断裂构造为主，褶皱构造也不太发育，地层基本未变形。

3 矿体特征

3.1 矿体地质特征

矿区铝土矿体形态严格受奥陶系古侵蚀面的控制，矿体主要有三种形态：（1）（似）层状；（2）透镜状；（3）洼斗状。矿层的形态与古岩溶侵蚀面关系密切，在古地形为平坦、开阔的岩溶盆地、洼地时，形成（似）层状矿层，厚度稳定，品位一般较低；在奥陶系侵蚀面起伏幅度大的地段，形成洼斗状矿层，中间厚周边薄，呈明显的“萝卜状”，矿体厚大，矿石品位高，但矿体延伸有限。透镜状矿体为似层状矿体与洼斗状矿体的过渡类型。矿区高品位铝土矿矿石均赋存于洼斗中，洼斗状矿体为区内目前经济意义最大的铝土矿类型，也是本次勘查的目标矿体类型。原头矿段南部的矿体为似层状，坡池—陶山一带为洼斗状。

3.2 矿石类型

按矿石成分划分矿石类型：矿区铝土矿属一水硬铝石型。

按矿石结构构造划分矿石类型：可分为致密状、豆鲕状、土状和碎屑状四类。

致密状铝土矿：灰、青灰色，断口较光滑，致密坚硬。主要由粒状、鳞片状的一水硬铝石组成，高岭石含量相对较高，矿石质量一般较差。该类矿石多赋存于矿层的上部。

豆鲕状铝土矿：灰、黄褐色，以鲕粒为主，豆粒较少，豆鲕粒呈圆形、椭圆形，粒度1——4.5mm，成分主要为一水硬铝石，中心一般为水云母，少量为高岭石或石英碎屑。该类矿石一般赋存于矿层的中部，在铝土矿体中最为普遍，是最常见的铝土矿矿石类型。

土状铝土矿：灰、灰白色或黄褐色。表面粗糙，发育许多孔洞，结构疏松，手捻易碎，品位极高，是矿区主要矿石类型。该类矿石一般见于洼斗状矿体的中下部。

碎屑状铝土矿：灰或黄褐色，由一水硬铝石构成的铝土矿碎屑组成，大小不一，形态各异，以碎屑物为主，砾屑少见。为次要矿石类

4 矿床成因及控矿因素

4.1 矿床成因

石炭系铝土矿床形成的古地理环境为古陆与浅海之间的准平原上的湖盆，矿区铝土矿床的形成和奥陶系碳酸盐古风化侵蚀面及晚石炭的海侵作用关系密切。自上寒武系—中奥陶系以后，整个华北地台上升为陆地，当时的气候比较湿热，湿热的气候促成了植物的繁茂生长，风化作用尤其是化学风化作用强烈，古陆地上高地的铝硅酸盐地层及碳酸盐岩地层在强烈的物理、化学风化作用下，形成高岭石、蒙脱石、水云母等矿物，这些矿物进一步风化，特别是在湿热条件下经有机酸、碳酸的作用，形成高岭石及铝凝胶物质，古陆上碳酸盐岩地层在湿热环境下岩溶化发育岩溶洼地、谷地、溶斗等古地形，形成沼泽—湖泊环境，接受高地风化形成的铁、铝、粘土的沉积，这些物质发生进一步的沉积分异、物理化学变化，从而形成含铝土矿、粘土矿、铁矿的沉积物。晚石炭，矿区地壳开始小幅度、高频率的升降运动，海水反复进退，早期形成的成矿物质在岸流、波浪、潮汐的作用下形成大小不等砾屑、砂屑等，经短距离搬运或原地堆积胶结形成砾屑状、砂状、豆鲕状铝土矿[1]。二叠纪，成矿物质被二叠系沉积物覆盖压实、脱水成岩。矿区铝土矿多分布于古地形的低洼部位，而相对较高部位含矿岩系薄，矿体少见或品位较低。和铝土矿形成的古地理环境关系密切。

成矿后，受地壳构造运动的影响，矿层上升至地表浅部，在地表酸性水的作用下，铝土矿脱硅、去硫，富含高岭石的豆鲕被风化分解，矿石中的其它易溶物质进一步流失，形成蜂窝状及针孔状孔洞，部分孔洞被铝土矿充填，形成高品位铝土矿。矿层向深部延伸到潜水面以下时，淋滤作用减弱，矿石呈致密块状构造。

在二叠系地层形成后，第四系黄土沉积前，原头矿段南部相对隆起处于风化剥蚀状态，石炭系太原组灰岩由于耐风化，被暴露到地表，较好的保留了矿体，仅局部残留有砂页岩地层。第四系黄土沉积以后，区域发生差异升降运动，矿区现代地貌形成，矿体上升到较高的部位，经风化剥蚀至地表，成为今天所见地表矿体。

4.2 控矿因素

矿床受奥陶系碳酸盐古风化侵蚀面控制并和成矿期后的保存条件密切相关。铝土矿矿层赋存在寒武系、奥陶系碳酸盐岩古风化侵蚀面上的晚石炭系本溪组内，含矿建造为稳定的古陆壳区的铝土铁质建造，古岩溶盆地为铝土矿的形成、赋存场所，一般在面积较大的岩溶盆地内形成厚度稳定、品位中等的大型矿床，面积较小的溶洼和溶斗中常形成品位较富、厚度大的小型矿床，在古地形较高处很少形成铝土矿，一般仅有粘土矿沉积。含矿系厚度、矿体厚度、矿石品位在一般情况下成正相关关系，富矿体常位于含矿剖面的中下部，普通铝土矿、粘土矿主要产于矿层的上部。

[1]陈旺，陈彬武.河南省济源市下冶矿区铝土矿勘查报告2006，7-11.

[2]陈鹏，王勇争.河南省渑池雷沟矿区铝土矿勘查报告2004， 56-68.

[3]徐石头，张宗可.河南省宝丰大营铝土矿详查报告，2007，13-18.

[4]徐石头，郭甲一，陈旺等.老挝占巴色省巴松矿区铝土矿详查报告2009，39-43.

F416.1[文献码]B

1000-405X（2015）-10-39-1型。

袁雯雯（1989～），女，助理工程师，研究方向为地质勘查及研究。