贵州水田坝背斜铝土矿地质特征及成矿规律探讨

张 华，陈正山，斯恩智，向 通，刘 娇，阳莲锦

(1.贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵州贵阳550018；2.贵州地矿工程勘察有限公司，贵州贵阳550002)

贵州水田坝背斜铝土矿地质特征及成矿规律探讨

张 华*1，陈正山1，斯恩智1，向 通1，刘 娇1，阳莲锦2

(1.贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队，贵州贵阳550018；2.贵州地矿工程勘察有限公司，贵州贵阳550002)

根据贵州省贵阳市水田坝背斜铝土矿找矿战略选区项目所获地质成果资料，分析水田坝背斜铝土矿含铝岩系时代、含矿性特征及顶底板地层，并对其成矿规律进行探讨；初步总结区内含铝岩系成矿时代、成矿条件等因素，为下一步铝土矿找矿提供一些地质依据。

成矿规律；地质特征；铝土矿；水田坝背斜

1 概况

研究区位于贵阳市北东部，距城中心平距约20km，是《贵州省贵阳市水田坝背斜铝土矿找矿战略选区项目》范围的一部分。贵州省贵阳市水田坝背斜铝土矿找矿战略选区项目是根据贵州省国土资源厅《关于下达矿产资源整装勘查找矿战略选区项目计划的通知》（黔国土资发【2013】63号）要求，贵州省地质矿产勘查开发局117地质大队于2013年12月6日在公开招标中中标项目，且按照审查通过的实施方案于2014年2月开展野外地质工作，同年12月全面结束野外地质工作，经贵州省国土资源厅组织专家组对野外地质工作验收合格后，转入室内资料综合整理、编绘图件及报告编写。通过对水田坝背斜铝土矿含铝岩系时代、含矿性特征及对其成矿规律进行探讨，初步总结区内铝土矿成矿时代、成矿条件,对区域同类型铝土矿找矿有一定的指导意义。

2 研究区地质特征

研究区大地构造位置位于扬子陆块（一级构造单元）上扬子陆块（二级构造单）内扬子陆块南部被动边缘褶冲带（三级构造单元）的黔中隆起（四级构造单元）贵阳复杂构造变形区的东部水田坝复式背斜南西段，黔中铝土矿成矿区南东部。为典型的前陆褶皱—冲断带，褶皱断裂复杂交错。

2.1 地层

研究区地层属华南地层大区——扬子地层区(Ⅵ4)——上扬子地层分区(Ⅵ34)——黔中地层小区(Ⅵ43-3)。出露地层由老至新，主要有寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、白垩系、第四系。石炭系下统九架炉组、祥摆组为区内铝土矿主要含铝岩系。含铝岩系下伏地层有寒武系中上统娄山关组、奥陶系下统湄潭组、泥盆系上统高坡场组等地层，上覆地层主要有石系摆佐组。

2.2 构造

区内以北北东向、北东向、北西向及近东西向构造为主，主要为褶皱、断层构造。

2.2.1 褶皱

区内褶皱由一系列北北东、北东向紧密褶皱组成，褶皱轴线由北西部的北北东向往南东逐渐转变为北东向展布，从北西往南东主要有都拉营向斜、水田坝复式背斜及次级褶皱、大坝背斜、王背蹬背斜、狮子山宽缓背斜、周家桥倒转向斜、鸡岭背斜、小龙谷向斜等褶皱构造。

水田坝复式背斜：位于区内中偏西部，总体走向北东，长度大于30km，核部由寒武系地层组成，两翼由奥陶系到中、下三叠统地层组成，南东翼走向40°～70°，倾向南东，倾角10°～30°；北西翼地层主体走向近南北，地层倾向西，倾角10°～30°。属宽缓对称背斜。由于受早期古断层的影响和后期断层的破坏，形态极不完整，从区域资料分析，背斜北段及中段完全被破坏，较难追索。

2.2.2 断层

区内断层主要有北北东、北东、近东西及北西向4组。北北东、北东向断层以正断层为主，而近东西为层以平移断层为主。部分北东向断层对铝土矿有破坏作用。主要有关口断层、营盘山断层、李二田—猫冲断层、水田坝断层、李资断层、将军滩断层、磨破脚断层、三江寨断层、养猪寨断层、董农断层。

3 矿体特征

3.1 含铝岩系特征

区内铝土矿含铝岩系主要有九架炉组（C1jj）及祥摆组（C1x）地层。九架炉组（C1jj）出露在区内尖山—新堡—翁找一线以南，在平面上主要沿水田坝背斜北西翼及南东翼展布，地表出露线长约57.5km（其中北西翼地表出露长约25km，南东翼地表出露长约32.5km）；祥摆组（C1x）出露在南东部，沿鸡岭背斜北西翼及南东翼展布，地表出露线长约18.5km。石炭系九架炉组（C1jj）含铝岩系厚0～13.34m，岩性组合为含铁铝土质粘土岩—铝土粘土岩—致密铝土岩—铝土矿—铝土岩—铝土质粘土岩—粘土岩；祥摆组（C1x）含铝岩系厚0～11.22m，岩性组合为含高岭石铝土质粘土岩—粘土岩—炭质粘土岩—含铁质砂岩—炭质粘土岩。铝土矿主要产于石炭系下统九架炉组含铝岩系中。铝土矿主要分布于区内南西部的云雾山—三江、南部的李二田等地。

研究区西部云雾山地区，含铝岩系为石炭系下统九架炉组，与下伏寒武系中上统娄山关组地层为平行不整合接触，与上覆地层石炭系下统摆佐组为整合接触。含铝岩系厚厚0.39～12.9m，一般7m左右。岩性组合特征如下：

上覆地层：石炭系下统摆佐组（C1b），灰色细晶石灰岩，或白云岩。厚大于2m。

――――――――整合―――――――――――

九架炉组（C1jj） 12.90m

⑧灰色、灰绿色铝土页岩，偶为炭质页岩或无烟煤。厚0.5～2.5m左右。

⑦灰黄色页片状铝土岩，厚度0～2.5m。

⑥灰色致密铝土岩，质脆坚硬，常含绿色黄色腊状，半透明体(高岭石类)厚度0～3m,平均为2.7m。

⑤铝土矿层，主要为土状矿石，半土状及致密矿石，这三种结构不同的类型，在剖面中的产状常是相互穿插，矿体上部偶见豆状及鲕状结构的矿石，矿体与上下围岩均系渐变关系，但界线仍较明显，矿体厚度自0.3～5m，一般1.5m，其中土状矿分布在矿区北面，平均厚1.5m，南面厚0.6m，由北而南逐渐变薄。

④灰色或灰黄色致密铝土岩，或片状铝土岩。厚0～2.5m。

③灰色铝土页岩，常含植物化石，厚0～2m。

②紫红色含铁铝土页岩，厚0～2.6m。

①赤铁矿：为红色、致密胶状赤铁矿，呈透镜体出现，厚度0至1.2m，一般均在0.5m左右，有时在赤铁矿的下部见有一层黄色或白色粘土。

――――――――平行不整合――――――――

下伏地层：寒武系娄山关组(∈2-3ls)，岩性为粉红色、灰白色厚层白云岩，风化面为黑色，形成网格状构纹，其表面附粘土。厚度大于250m。

研究区南东部鸡岭背斜祥摆组（C1x）含铝岩系岩性组合特征如下：

上覆地层：石炭系下统摆佐组，灰色中至厚层细晶灰岩。厚大于10m。

――――――――整合―――――――――――

祥摆组（C1x） 11.22m

⑤黑色薄层含炭质粘土岩；厚4.33m。

④黑色中厚层含铁质砂岩；厚0.49m。

③黑色、褐黄色、浅黄色薄层炭质粘土岩，显水平层理；厚2.57m。

②褐黄、浅黄色、灰色薄层粘土岩，略显微波状层理；厚2.46m。

①褐黄色薄层铝土质粘土岩，显水平层理；厚度1.37m。

――――――――平行不整合――――――――

下伏地层：泥盆系高坡场组(D3g)，岩性为深灰色薄层泥质白云岩，具水平层理；厚度大于5m。

以上剖面含铝岩系的岩性组合厚度在横向、纵向上变化较大。严格受下伏地层喀斯特侵蚀面古地貌的控制，洼地厚度大，凸地厚度薄。

3.2 矿体形态、规模及其变化特征

云雾山铝土矿分布云雾山、高炉、三江等地区，以云雾山矿段为主。矿体赋存于石炭系下统九架炉组含铝岩段中部，呈似层状、透镜状分布，长150～950m，宽50～400m，长轴大至南北向，厚0.3～5m之间。无矿带一般长10～300m，局部达700m，与矿体轴向大致平行。含铝岩段的上、下部为致密铝土岩、铝土质粘土岩，与矿体之间无明显界线，均系渐变过渡。矿体的分布、大小和厚度变化，受下伏寒武系娄山关白云岩的古地貌的制约。古地貌低洼，则铝土矿体增厚；反之则变薄，以至出现无矿天窗（图1）。

3.3 矿石质量

3.3.1 矿石矿物成分

铝土矿矿石主要矿物为一水硬铝石，次为高岭石、一水软铝石；黄铁矿、铁质、锐钛矿、锆石、电气石、金红石等。

3.3.2 矿石化学成分

图1 云雾山含铝岩系沿走向柱状对比图

Al2O3在55.29%～76.01%之间，平均64.90%；SiO2在4.43%～20.35%之间，平均11.64%；Fe2O3在1.57%～2.53%之间，平均2.28%；S在0.02%～0.63%之间，平均0.045%。TiO2在2.17%～3.68%，平均3.33%。MgO在0.05%～0.84%之间，平均0.26%，CaO在0.02%～0.40%之间，平均0.135%；Mn在0.07%～0.17%之间，平均0.05%；P在0.01%～0.09%之间，平均0.03%。Ga在0.0041%～0.0091%之间，V2O5在0.02%～0.08%。

3.4 矿石结构和构造

矿石结构和构造较复杂，常见的有砂屑结构、土状结构、砾块结构、胶状结构、豆状和鲕状结构。矿石构造多为块状构造、致密状构造、胶状构造。

4 铝土矿成矿规律探讨

4.1 大地构造位置

研究区大地构造位置位于扬子陆块上扬子陆块内扬子陆块南部被动边缘褶冲带的黔中隆起贵阳复杂构造变形区的东部。属滨太平洋成矿域的扬子成矿省Ⅲ-78上扬子中东部(台褶带)Pb、Zn、Cu、Ag、Fe、Mn、Hg、Sb磷铝土矿硫铁矿成矿带的Ⅲ-78-②湘鄂西—黔中南Hg、Sb、Au、Fe、Mn(Sn、W)磷铝土矿硫铁矿石墨成矿亚带(Pt1;Nh12x;Z1d;∈1;D2-3;C12;P2;M2; Q)黔中隆起区。在加里东运动时期，黔中地区大面积抬升成陆，遭受长时期的风化剥蚀。在黔中古陆边缘的低洼地带，形成古红土的堆积，控制了铝铁建造生成和分布[3]。

4.2 岩相古地理与铝土矿的关系

区内石炭系九架炉期位处筑织淡化泻湖东部及黔南海湾北西部；根据岩性组合特征，筑织淡化泻湖可分为浅湖亚相、滨湖亚相环境；黔南海湾可分为滨海潮坪亚相、浅海陆棚亚相；对形成铝土矿较有利的岩相古地理环境为筑织淡化泻湖浅湖亚相。浅湖亚相中含铝岩系厚度大于5m才可能有似层状、透镜状铝土矿矿体存在。滨海潮坪亚相及浅海陆棚亚相中目前未发现铝土矿。

4.3 成矿时代

据研究区内铝土矿含铝岩系顶板为石炭系下统摆佐组；底板有寒武系娄山组、泥盆系上统高坡场组、奥陶系下统湄潭组及志留系高寨田组等地层。通过分析，含铝岩系形成时代应在晚泥盆至早石炭之间，在沉积前，部分地区（云雾山—李二田地区）从中上寒武—晚泥盆仍处于黔中隆起上，遭受过风化剥蚀。故区内铝土矿含铝岩系形成时代为早石炭世九架炉期。

区内含铝岩系下伏基底岩类及时代对铝土矿的形成很关键，基底岩类为碳酸盐岩的地区对成矿最为有利，因为在古气候的酸性风化条件下，碳酸盐岩最容易被强烈的红土化，加速古红土的堆积。另外，由于的碳酸盐岩，岩溶发育，孔隙率高，渗滤条件好，古红土再堆积复盖在这样的岩类之上，对古红土的反复淋滤过程进行顺利，脱硅排铁的通道十分畅通，有利于铝土矿的形成[3]；而基底岩类碳酸盐岩的时代为寒武系娄山关组对成矿最有利；在区内下伏基底岩类为泥盆系高坡场组、奥陶系湄潭组及志留系高寨田组的地层，目前地表未发现铝土矿。

4.4 铝土矿与含铝岩系岩性组合、厚度的规律

区内铝土矿主要产于含铝岩系中部，其岩性组合为含铁铝土质粘土岩—铝土粘土岩—致密铝土岩—铝土矿—铝土岩—铝土质粘土岩—粘土岩对铝土矿成矿最为有利；且含铝岩系厚度大于5m才可能有似层状、透镜状铝土矿矿体存在。目前岩性组合为含高岭石铝土质粘土岩—粘土岩—炭质粘土岩—含铁质砂岩—炭质粘土岩的含铝岩系中未发现铝土矿。

4.5 找矿标志

经过对该区铝土矿勘查实践和归纳总结，直接、间接的找矿标志有地层、铝土矿、地貌、古地理、植被、地球物理测量等标志。

（1）地层标志：铝土矿产于九架炉组中，因此，九架炉组就是该区寻找铝土矿最直接的找矿标志；九架炉组的底板为娄山关组地层，说明娄山关组的白云岩，也是该区间接的找矿标志；

（2）铝土矿：铝土矿的直接出露是最有效的找矿标志；

（3）地貌：铝土矿抗风化能力较强，大多数以正地貌形态出现；

（4）古地理：该区铝土矿形成的最有利的古地理环境为筑织淡化泻湖浅湖亚相区；

（5）植被：铝土矿大面积出露区内，其上生长的植被往往以灌木丛为主。

（6）地球物理：根据含铝岩系物性差异，采用音频大地电磁测深（AMT）测量，对深部含铝岩系进行探索及找矿。

5 结语

通过对水田坝背斜铝土矿地质特征的研究、成矿规律的探讨及以往地质研究成果，初步得出以下认识：①区内铝土矿含铝岩系主要为石炭系九架炉组（C1jj）及祥摆组（C1x），石炭系九架炉组为铝土矿成矿最有利的地层；②区内铝土矿主要分布在筑织淡化泻湖古地理环境中，与岩相古地理关系密切，其中浅湖亚相最有利；③铝土矿成矿时代为早石炭世九架炉期。

[1]贵州省地矿局.贵州省区域地质志[M].北京：地质出版社，1987.

[2]贵州省地质局黔中综合地质大队.贵州修文铝土矿云雾山矿区勘探评价报告[R].1962.

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[5]高道德，盛章琪，等.贵州中部铝土矿地质研究[M].贵州科技出版社，1992.

[6]廖士范，梁同荣.中国铝土矿地质学[M].贵阳：贵州科技出版社，1991.

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[8]桑惕，王立亭，董卫平，等.贵州岩相古地理图集[M].1993.

[9]朱裕生.成矿预测方法[M].1992.

P619.2

A

1004-5716(2015)09-0143-04

2015-02-02

贵州省矿产资源整装勘查找矿战略选区项目。

张华（1966-），男（汉族），贵州兴仁人，工程师，现从事区域地质调查、地质矿产调查与勘查等工作。