某铝土矿地质特征及找矿认识

陆科地

(中国黄金集团贵州有限公司，贵州 贵阳 550002)

1 自然地理

研究区地处云贵高原东部，属峰丛、洼地、槽谷等岩溶地貌较发育，中山丘陵区，地势总体呈西高东低。矿区属亚热带湿润季风气候区，冬无严寒，夏无酷暑。气候属亚热带潮湿气候，常年多雨雾，年降雨量约1 100～1 300 mm，年均降雨量1 215 mm，日最大降雨量221.2 mm，降雨多集中在5、6、7、8四个月。

2 矿区地质情况

2.1 地层及岩性

矿区地层由老到新依次为：寒武系娄山关组地层、二叠系梁山、栖霞茅口组地层以及第三系地层。现在分述其地层岩性如下：①娄山关组(∈2-3ls)：浅灰、灰色中厚层状白云岩，含少量的燧石团块。②梁山组(P2l)：上部为石英砂岩、粉砂岩夹碳质岩及劣质煤，下部为褐红色铁质粘土岩、铝土岩及致密铝土矿。③栖霞组(P2q)：灰色至深灰色中厚层状灰岩，下部含少量片状钙质页岩。④茅口组(P2m)：为灰色厚层状灰岩，下部含白云岩团块。⑤第四系(Q)：为残积、坡积物与下覆地层为角度不整合接触。

2.2 构造

矿区构造较为简单总体呈单斜构造，倾向约为北偏东85°，倾角约16°，区域内构造不发育，仅存在一条南北向延展的正断层。

2.2.1 断层

矿区内仅发育一条近南北走向的正断层F1，位于矿区的中部至南部，长约1.5 km，倾向约90°，倾角平均64°该断层断距一般为6 m，贯穿了娄山关组至栖霞组的地层。

2.2.2 节理与裂隙

在矿区内主要发育2组节理，一组为北西走向，具有剪性结构面特征，是向斜挤压作用生成的次级构造，另一组为北北东向节理裂隙，具有压性结构面特征。区域内的溶槽、溶沟、溶洞等岩溶地貌多沿此两组节理裂隙发育而成。

3 含矿岩系特征

本矿区铝土矿主要储存于二叠系梁山组(P2l)地层当中，含矿岩系为其底部的铝土岩，厚1～3 m。含矿地层主要分为3～4个小层，各小层往往发育不完整，重纵向上看，其下部的铁质含量较低主要矿物为黄铁矿，向上硅质和碳质呈现递增趋势。第4个小层为主要的开采层，通过矿区深部钻探可以发现该层的Al2O3含量约为40 %，SiO2>30 %，而硅的含量便是该层深部是否为矿的标志。

4 矿体特征

根据矿体的自然出露条件和工程特点，将矿区内矿体从南到北划分成3个矿体。各矿体特征分述如下：

Ⅰ号矿体：位于矿北部矿权边界向南延伸至矿区中部的六角塘，呈长条状产出，走向长达1 870余米，其中矿区范围内长1 150 m，北端至TC1外推矿体边界，南端至TC8外推矿体边界。沿倾向延伸35～470 m，西端抵F1断层，东端至ZK801、ZK1001外推矿体边界。矿体厚0.83～2.55 m，平均真厚1.19 m，品位Al2O352.36～76.96 %，多数>62 %，SiO23.51～15.69，A/S3.3～38.6，平均7.72，铝硅比值一般都>6。矿质优良。厚度变化系数47.20 %，品位变化系数16.80 %。深部按70×70 m、140×140 m两种网度施工钻探，探索矿体向倾向的延伸变化情况。深部有12个钻孔控制，有6孔见矿，见矿效果一般，且矿层厚度为0.71～1.88 m。矿体品位Al2O355.89～66.96 %，SiO21.99～12.33，A/S4.7～38.7，平铝硅比值8.3。通过地表工程和深部工程结果显示，该矿体地表品位明显高于深部，在走向上岩矿体地表露头变化较小，但在倾向上矿体变化较大，越往深部，矿体的硅含量越高，在一定程度上讲，深部是否是矿主要取决于硅的含量。

Ⅱ号矿体：位于矿区中部，为一小透镜状似层状矿体，沿矿体露头线东西向延伸450 m，南北向延伸35～245 m。该矿体由9个工程控制，地表由2个探槽2个浅井控制，深部由5个钻孔控制。厚度一般0.71～1.96 m，平均真厚1.32 m。矿体地表品位Al2O355.41～73.47 %，SiO24.98～15.43，A/S3.6～14.9，平均7.1。深部矿体品位：Al2O360.86～66.22 %，SiO29.22～14.71，A/S4.1～6.9，平均5.5。通过地表工程和深部工程结果显示，该矿体地表品位明显高于深部，在走向上沿矿体地表露头变化较小，但在倾向上矿体变化较大，越往深部，矿石中硅含量越高，在一定程度上讲，深部是否是矿主要取决于硅的含量。

Ⅲ号矿体：位于矿区南部，为一条带状矿体，沿矿体露头线北东-南西县向延伸长520 m，东西向延展35～80 m。该矿体由8个工程控制，地表由1个探槽1个剥土1个浅井和2个浅钻控制，深部由3个钻孔控制。厚度一般1.14～1.50 m，平均真厚1.27 m。矿体品位Al2O366.04～70.00 %，SiO22.51～9.38，A/S 7.2～27.5，平均9.35。通过地表工程和深部工程结果显示，该矿体地表和浅部品位明显高于深部，深部两个钻孔(ZK2301、ZK2201)均未见矿，在走向上岩矿体地表露头变化较小，但在倾向上矿体变化较大，越往深部，矿体的硅含量越高，在一定程度上讲，深部是否是矿主要取决于硅的含量。

图1 矿体特征柱状图

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

5.1.1 古地貌条件

古地貌条件是矿床生成的必要条件，矿区位于贵州地区，受早古生代末期的广西运动的影响，境内古陆地得到扩展，矿区由原海域变成陆地，逐渐形成准平原的古地貌。环境的转变使得矿区内原海域的泥质岩出露，后经过风化剥蚀以及物化分异向红土型铝土矿转化，并在搬运和沉积作用下在低洼位置成矿。

5.1.2 气候条件

根据调查显示该区域石炭世古地磁测量结果反映矿区处于古磁道地带。根据结合当代赤道周边气候特性可以推测，当时的气候环境相应具备温热潮湿的气候特性，次类环境为形成根据贵州地质科研所对晚石炭世古地磁测量结果，矿区处于古赤道附近，比照现代赤道附近气候特征，说明当时已具备温热潮湿的气候环境，是形成红土型铝土矿良好的气候条件。

5.1.3 成矿母质条件

根据上文所诉，含矿地层下部为娄山关组的白云岩，受古地貌和古气候的影响，该地层收到广泛的风化侵蚀，又在温热潮湿的气候条件下逐步的经历了红土化和钙红土化作用，形成了铝土矿成矿母质。残留于高地的铝土矿成矿母质，经地表径流搬运、沉积而成。后经成岩作用和变质作用，最终成为沉积型——碳酸盐侵蚀面上的一水硬铝石铝土矿床。

5.2 找矿标志

矿区内铝土矿位于二叠系梁山组(P2l)中下部，其产出岩性明显，严格受层位控制，其找矿标志归纳为四方面：

5.2.1 地形地貌标志

从宏观上看梁山组的上覆栖霞茅口组地层在黔中地区易形成悬崖地貌，而其下伏的娄山关组白云岩经风化作用后多形成陡坡或者缓坡，所以在黔中很多高悬崖上可以发现铝土矿存储于其缓坡与陡坡的转折处，故此类地形地貌为铝土矿的一个重要找矿标志。

5.2.2 含矿层顶板地层标志

梁上组为矿体的主要储存地层，铝土矿本身为层状的铁质、铝质的黏土岩。其上覆顶板主要是炭灰页岩，耳地板为白云岩，该特点容易识别是良好的找矿标志。

5.2.3 含矿层颜色标志

当地层含矿体时，从其宏观上看矿层的颜色主要为浅灰、黄灰或灰色，而当矿层位置为深灰色或褐红色时往往代表无矿。顶板的炭质页岩主要呈黑色，底板白云岩主呈白色，是较为醒目的找矿标志。

5.2.4 转石标志

当在矿体下部的斜坡中发现有铝土矿碎石时，也是一个重要的找矿标志。

6 结 语

该区域铝土矿主要位于寒武系中上统娄山关群(∈2-3ls)白云岩侵蚀面之上的二叠系中统梁山组(P2l)底部的铝土岩。其成因主要为古地貌条件和气候条件适宜形成红黏土铝土矿，以及地质运动过后形成了铝土矿成矿母质。在铝土矿找矿过程中主要发现以下几个方面的标志：地形地貌标志、含矿层顶板地层标志、含矿层颜色标志和转石标志。