平陆县靳家底矿区铝土矿矿体地质特征及厚度、品位变化规律初探

翟自峰

（山西省地球物理化学勘查院，山西 运城044004）

平陆县靳家底矿区铝土矿矿体地质特征及厚度、品位变化规律初探

翟自峰*

（山西省地球物理化学勘查院，山西 运城044004）

通过钻孔的系统揭露，山西省平陆县靳家底矿区铝土矿床是一个半裸露型、似层状—透镜状—漏斗状三者一体、剥蚀天窗型、断层型的一个近海沉积型铝土矿。铝土矿体赋存于石炭系本溪组铁铝岩系中，平面上有分布不规则，有无矿天窗，厚度变化大，品位在大厚度处富集等特点。

靳家底矿区；地质特征；含矿岩系；厚度与品位

山西省平陆县靳家底矿区一带，石炭系本溪组铁铝岩系广泛分布，具有形成铝土矿床的地质条件，是寻找铝土矿的有利地段。矿区位于豫皖断块北缘，济源—渑池块坳之渑池断凹的东部，受中条山南东侧山前大断裂影响，区域断裂构造较发育，断裂多为北东—南西向，倾向南东，倾角较大，均大于70°，岩浆岩活动较弱。区域矿产较为丰富，主要有煤、铝土矿、山西式铁矿、石灰岩、粘土岩，石膏等。

1　矿区地质特征

1.1地层

矿区出露地层由老到新依次为奥陶系中统马家沟组（O2m）、石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、第四系下更新统（Q1）、中更新统（Q2）及全新统（Q4）（图1）。

1.2构造

矿区内多见有断层构造。本区自下古生代以来，地壳基本固结而不再有强烈挤压褶皱，主要为垂直升降运动。地层大多呈舒缓波状单斜产出，走向北东—南西，倾向南东，倾角8°～10°，由于不均衡的差异升降所引起的断裂构造，均为正断层，垂直断距一般10～80m，对矿体有破坏作用，矿区内共发现有12条断层，主要断裂构造特征简述如下：F1断裂：位于矿区西北部，走向NEE-SWW，长约2250m。为该矿段最长的断层，将矿体自然分成NW、SE两部分，倾向NW，倾角85°～90°，断距大于80m。F2断裂：位于矿区西南部，走向NE-SW，出露长70m。将矿体露头明显断错，断距15m，倾向160°，倾角65°。F3断裂：位于矿区北东部，走向NW-SE，出露长110m。将矿体露头明显断错，断距20m，产状60°∠68°。F4断裂：位于矿区东部，出露长270m。明显断错矿体露头，断距40m，产状70°∠60°。F5断裂：位于矿区北部，地表出露长50m。明显断错矿体露头，断距30m，产状130°∠60°。F11断裂：位于矿区北部，地表出露长度约30m，露头出露层位有明显错断，断距较小，仅为2m左右，产状310°∠55°。F12断裂：位于矿区北部，地表出露长约130m，断距不明显，产状大致为130°∠30°。另据钻孔勘探线岩矿层对比看，矿段中还有5条隐伏断裂，虽地表未见出露，但岩矿层有明显被错断现象，5条断裂分别编号F6、F7、F8、F9、F10。

2　矿体特征

矿体呈似层状、透镜状、漏斗状，一般为单层，其形态严格受奥陶系古风化面的控制。因后期地形切割和风化剥蚀作用，矿体边缘露头呈港湾状、舌状等不规则状绕山脊展布。矿层厚度0.5～9.0m，平均2.53m，低凹处厚度大，连续性较好，且质量相对较好；凸起处厚度薄或无矿，形成无矿“天窗”。矿区内铝土矿由于工程控制不连续，矿体主要位于矿区西南部及中部控矿工程密集区，赋存于古生界本溪组铁铝岩系中，其中1号、2号矿体为矿区主要矿。1号矿体位于矿区的西南部，东西长约1860m，南北宽约650m，矿体面积0.796km2，顶板最高标高478.45m，底板最低标高380.33m，矿体共估算资源量649.93×104t，矿体平均厚度2.83m，矿体平均品位Al2O3为62.29、SiO2为14.61、Fe2O3为2.51、A/S为4.26。矿体比较连续，仅在钻孔ZK0305、ZK0701处出现了无矿天窗，面积含矿率为97.6%。矿体为单层矿，层状产出，倾向与地层产状一致，倾向南西，产状较平缓，倾角5°～10°。矿体露头沿东沿及南沿山沟展布，由于后期地形切割和风化剥蚀作用，呈曲折港湾状。2号矿体位于矿区的中部，东西长约1180m，南北宽约930m，矿体面积0.86km2，顶板最高标高483.30m，底板最低标高397.07m，矿体共估算资源量504.78×104t，矿体平均厚度2.03m，矿体平均品位Al2O3为66.13、SiO2为12.00、Fe2O3为2.37、A/S为5.51。矿体比较连续，仅在钻孔ZK0002处出现了无矿天窗，面积含矿率为92.5%（图2）。

图1　靳家铝土矿区地质及构造分布图

从平面上看，1号、2号矿体北部为铝土矿被剥蚀区，两都界线有从明显的剥蚀到沉积无矿，再到矿体厚度较小，再到南部矿体厚度增加，有一定的渐进的过程。

从图2的铝土矿体等厚线还可以看出，本区铝土矿矿体的另外一个显著特征，铝土矿体在平面上的连续性主要是依靠古地貌漏斗的连续分布。矿区南部矿体比较连续很大程度上是古地貌地势较低洼且有较多岩溶漏斗的功劳。

3　含矿岩系特征

加里东运动使本区上升为陆地，经长期沉积间断，基底奥陶系灰岩，遭受强烈的风化剥蚀，形成了富含铁铝物质的风化壳和凹凸不平的古地形，为中石炭世晚期本溪组下段铁铝含矿层的沉积，提供了物质基础和有利场所。由于频繁的升降运动，沉积环境动荡不定，从而出现了沉积岩性组合的变化。自下而上依次为：铁铝岩层—铝土矿层—粘土岩层。铁铝岩层：主要岩性为深灰黄色—红褐色铁质粘土岩、铁铝岩。局部见有窝子状和透镜状铁矿，以及鲕状绿泥石粘土岩。受古风化面凹凸不平影响，厚度变化较大，一般0.6～2.6m，平均厚约1.4m。该层的沉积起了填平补齐古地形的作用，使沉积的铝土矿层厚度相对稳定。铝土矿层：铝土矿由下而上结构类型依次为：粗糙状、碎屑状、豆鲕状，与之相应A/S值也由高—低—较低，矿区平均厚度2.53m。局部矿层中出现夹层，厚度一般较小。粘土岩层：主要为粘土岩及硬质耐火粘土矿。平均厚约1.30m左右。

4　矿体厚度、品位及其变化规律

图2　靳家底铝土矿区矿体特征简图

本区铝土矿因其沉积环境及成矿条件不同，矿体厚度有明显差异，表现出2个特点，一是受奥陶系古风化面凹凸不平控制厚度有明显差异。低凹处厚度大，凸起处厚度薄或无矿；二是原生沉积的铝土矿，经风化剥蚀改造，就地残积于岩溶凹地重新堆积氧化形成的堆积型铝土矿，其规模小而形态复杂，相对就地沉积型铝土矿厚度变化较大。

图3　靳家底铝土矿区矿体厚度、品位频率变化曲线图

总体上本矿段矿体厚度不稳定，由于本区矿体基本上为漏斗状、鸡窝状，厚度变化较大。本矿段115个工程中有8个剥蚀无矿，21个沉积无矿，见矿率75%。单工程见矿最厚为14.15m，最小为0.5m，平均厚2.03m，厚度变化系数83.19%。其中1号矿体厚度为0.5～14.15m，平均2.70m，厚度变化系数83.68%，属厚度不稳定范围；2号矿体厚度为0.5～5.21m，平均1.56m，厚度变化系数72.63%，属厚度较稳定范围（见图2、图3）。

本区铝土矿品位的变化主要与古沉积环境关系密切，一般在铝土矿沉积低凹部位，特别是岩溶形成的漏斗部位，矿体厚度相对较大，矿石品位较富；古沉积环境为凸起部位，则矿体厚度薄，矿石质量差，甚至变成无矿天窗。另外由于后期风化淋滤脱硅、脱硫次生富集或再堆积的影响，造成矿石品位加富，因此边缘工程品位略高于内部工程。从沉积垂向上看，矿体中部Al2O3含量高，SiO2含量低；上部和下部Al2O3含量较低，SiO2含量较高。Al2O3与SiO2含量呈明显反消长关系（见图4）。

图4　单工程主要化学成分垂直方向变化曲线图

5　结论

本矿区构造较多，矿区中部及北西部因剥蚀及沉积无矿而形成了大面积的无矿天窗。但本区的断层构造对于矿体的影响是有限的，铝土矿严格受控于含矿层位，即铝土矿体主要赋存于石炭系中统本溪组的铁铝岩系中，含矿岩系从下到上依次为铁铝岩—铝土矿—粘土岩；铝土矿体形态主要以似层状、透镜状、漏斗状为主，其中漏斗状形态的矿体是本区最显著的矿体特征，受控于古岩溶地貌，漏斗状铝土矿直接决定的本区铝土矿矿体的厚度变化大、品位随厚度富集等主要特点。

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A

1004-5716（2016）06-0147-04

2015-05-15

翟自峰（1981-），男（汉族），山东泗水人，工程师，现从事铝土矿等矿产找矿工作。