河南登封地区矿产结构沉积环境及赋存条件研究

李红伟

（河南省资源环境调查一院，河南 郑州 450052）

1 区域地质背景

登封矿区位于华北晚古生代巨型拗陷沉积盆地南带之西南隅。根据已知的矿山地质结构构造，及其所处的地理位置，其古代的地理环境、岩性岩相及生物组合特征的差异，据1989年《河南省区域地质志》将河南省分为两个地层分区，即华北区和秦岭区，华北区分为山西分区、豫西分区、华北平原分区和鲁山分区，登封矿区地层分区属豫西分区嵩箕小区，地层出露较全[1]。

结晶基底由新太古界登封群、古元古界嵩山群组成，沉积盖层有新元古界震旦系、下古生界寒武系、奥陶系、上古生界石炭系、二叠系、中生界三叠系、新生界古近系、新近系、第四系，缺失了志留系、泥盆系、侏罗系、白垩系。呈东西向展布于嵩山、箕山之间。

新太古界登封群及古元古界嵩山群的厚度大于3000m，岩性主要为变质岩。分布在嵩山、箕山复背斜的轴部；上元古界震旦系地层的厚度大于1000m，岩性主要为浅变质岩；下古生界寒武、奥陶系岩性主要为碳酸盐岩及泥岩，厚度大于700m；上古生界二叠系地层厚度大于1000m，岩性主要为石灰岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩、矿层，分布在嵩山背斜南翼和箕山背斜北翼，构成卢店—大金店—颍阳向斜[2]。由于滑动构造及断裂构造的影响，矿产结构地层之间缺失不同层位地层。

2 含矿、铝岩系特征

人口普查区域大致拉长，东西长约52公里，南北宽约1.6公里～8.4公里。由于人口普查中登记的铝土矿矿床和矿体位于南部相邻领土，本区零星出露含矿岩系露头。区内已有以往矿区勘查的260余个钻孔揭露本溪组含铝岩系，预、普查工作竣工93孔除2孔因断层断失外其余均揭露本溪组含铝岩系，普查区含矿岩系为一套含铝粘土岩层。其厚度0m～44.45m，平均厚10.67m左右，含有规模不等的铝土矿体，所含铝土矿中Al2O3含量33.28%～79.15%，A/S 1.0～17.0，局部铝土矿品位大于一般工业指标，矿体发育较好，未达到铝土矿工业指标的多符合粘土矿的开采标准。铝土矿呈透镜状、似层状赋存在含铝岩系的中、上部。本溪组地层不整合于寒武系炒米店组石灰岩长期间断的古风化侵蚀面上，顶板为二叠系下统太原组生物碎屑灰岩或炭质粘土岩，局部为矿层等[3]。自下而上组成为。

（1）古风化壳：普查区东部告成一带为中奥陶系灰岩矿、中西部为上寒武系的灰岩矿、白云质砾石矿组成，大小不一，表面凸凹不平。黑灰色泥岩以水云母为主要成分，每隔一定间隔出现一次，其次是高岭石和蒙脱石矿石，以叶的形式在石灰石和白云石矿石之间分布不均。矿山和白云石矿山明显被铁污染，呈紫红色。

（2）铁质粘土岩矿：主要是赤铁矿泥岩，黄铁矿泥岩矿，菱铁矿泥岩等为主。局部富集了赤铁矿，菱铁矿和黄铁矿体。铝含量向上增加，并且出现铁含量高的铝土矿。地球表面被氧化，呈现出以红色为主的杂色、紫色、红色、黄色以及灰色程度不同。在深井中、紫红色、红棕色、黄色等仍然是主要色调，在某些区域会出现黑色或深灰色。本普查区主要在鳌头—老君堂一带富集构成硫铁矿体，厚度为1.00m～3.08m。

（3）铝土矿层：主要岩性为铝土矿，高铝土，硬土，铝土矿等。颜色主要为不同程度的灰色，并且出现局部颜色，例如蓝灰色、紫色、红色、黄色以及黄褐色。基本结构受到破会，就会出现切屑、豆腐岩、蜂窝状和致密形状等结构；蜂窝状结构通常出现在铝土矿厚体的中下部，品位较高。铝土矿状和碎屑铝土矿通常见于铝土矿的上部，中等至低品位。

（4）硬质粘土矿：位于铝土矿层的上部，多相变为铝土质泥岩、粘土岩，深灰～灰黑色，易碎，贝壳状断口，常含植物化石碎片。

（5）粘土质泥岩、炭质泥岩段：以高硅为特征，主要岩性有粘土矿、粘土岩、炭质粘土岩、煤等，颜色呈黑、灰、灰白等，局部出现黄褐、红褐等颜色。

本区深部的铝土矿，实为临汝鳌头到西白栗坪铝土矿成矿带深部的自然延深。

3 矿床地质特征

勘查区大致呈北东东向长条状延伸，长约52km，NNW向宽约1.41km～8.68km。

由于勘探场地边界有限，铝土矿含矿岩地层和矿体露头分布在勘探场地的南部邻区，该地区几乎没有裸露的含矿岩，勘探区的表面覆盖着新近纪时期的第四纪黄土和砾岩，因此，所有粘土粘土矿体都是隐伏的矿体，为临汝鳌头—西白栗坪铝土矿成矿带深部的自然延伸。地层呈单斜产出，倾向北西，倾角平缓，平均15°左右。根据目前工程控制程度，对比相邻钻孔标志层、矿体结构的品位、顶底板特征，区内共圈出27个铝土矿体。

从空间上看，本区铝土矿体的总体形态应是在厚度一至数米的透镜状矿体背景上，不等距地嵌布着溶斗状矿体的复合形态。矿层总体呈单斜状向北西向平缓倾斜。

矿体形态在横剖面上呈似层状、透镜（洼斗）状，以及两者的复合形态。其中透镜状矿体常处于底盘碳酸盐岩的古溶斗中，因其厚度大，矿石质量较好，在铝土矿勘查中历来受重视。

单工程矿体Al2O3最低48.22%、最高67.87%、平均55.06%，Al2O3品位变化系数9.68%。

单工程矿体SiO2最低5.82%、最高24.62%、平均17.38%，SiO2品位变化系数35.48%。单工程矿体SiO2含量分布特征。

单工程矿体S最低0.19%、最高8.23%、平均2.57%，S品位变化系数87.0%。

以矿体块段资源量加权平均Al2O352.34%、SiO212.88%、Fe2O35.67%、TiO22.38%、S 2.22%、Loss 13.13%、A/S 4.1。

4 结语

（1）通过本次普查，认为区域找矿重点应放在嵩箕古岛的边缘凹陷部位。找矿方向为本溪组地层分布区及隐伏区，重点为本溪组地层厚度大于8m区域和浅部靠近已知矿体区域，主要为老君堂矿段、白坪矿段。

（2）大致控制了铝土矿层（体）的总体产状、形态、长度、厚度，可能延伸及空间位置，大致查明了成矿控制因素，大致查明了对矿体起破坏作用的断裂破碎带性质、产状、范围等。

（3）通过本次普查，了解了本区域共生矿产主要为耐火粘土矿及伴生矿产镓，赋存于本溪组，空间变化大，分布不均匀。

登封矿区下铝土矿床是临汝鳌头—西白栗坪铝土矿成矿带深部的自然延伸。矿床赋存在上石炭统本溪组地层内，属产于碳酸盐岩古风化侵蚀面上的沉积铝土矿。矿体在剖面上呈似层状、透镜状。该区域铝土矿连续性差，一般为“鸡窝矿”，单矿体规模一般为小型。根据预、普查结果显示老君堂、小郭沟、白坪矿段勘查结果较好，有进一步寻找大型矿床规模的资源潜力。