某清水铝土矿床地质特征及控矿因素分析

2022-02-04苟建彬

有色金属设计 2022年4期

关键词：岩系黔北铝土矿

苟建彬

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队，贵州遵义 563100)

0 引言

清水铝土矿是个小型矿床，该矿区位于遵义县城东南方向，在此之前，已有相关队伍对其进行探测，对矿区进行了普查。笔者以清水铝土矿普查工作为基础，对矿床地质特征进行阐述，并分析矿床控矿因素，以期为对后期探测周边铝土矿提供参考。

1 铝土矿所处位置区域地质背景

1.1 区域大地构造

选区大地构造位置属滨西太平洋全球巨型构造域，属一级分区羌塘-扬子-华南板块，二级分区扬子陆块，三级分区上扬子地块，四级分区黔北隆起区，五级分区凤冈南北向隔槽式褶皱变形区。凤冈南北向隔槽式褶皱变形区与贵阳复杂构造变形区毗邻。发育北北东向及北东向的褶皱及断裂构造，见图1。

图1 区域大地构造略图Fig.1 Regional geotectonic map

1.2 区域地层

该区位于遵义-南川沉积区南部，区域内无火成岩分布，出露地层均为沉积岩，志留系-泥盆系全部缺失、石炭系部分缺失外，其余地层从震旦系上统至三叠系均有分布[1]。区内地层岩性以海相石灰岩和白云岩等碳酸盐岩类为主，次为粘土岩和碎屑岩类。石炭系九架炉组为铝土矿的含矿岩系，本组与下部湄潭组接触，部分区域直接与桐梓组相接触。九架炉组地层在横向上厚度变化较大，局部区域出现尖灭，见图2。

图2 区域地质构造图Fig.2 Regional geological structure

2 矿床地质特征

矿区出露的地层有第四系(Q)；二叠系龙潭组(P3l)；二叠系栖霞组、茅口组(P2m+q)；石炭系九架炉组(C1j)；寒武系娄山关群(∈2-3ls)。矿区地层倾向125°～175°，平均155°，倾角18°～50°，平均35°。矿体产出于石炭系下统九架炉组(C1j)地层中部，矿体底界距基底岩溶侵蚀面1.56～23.77 m，平均10.63 m，层位相对稳定。九架炉组(C1j)地层厚0.30～41.57 m，平均厚17.43 m。

矿区内铝土矿体多为1层，少数地段存在2～3层铝土矿体。矿体呈透镜状产出。全区铝土矿体真厚0.70～26.60 m，平均真厚6.86 m。矿体品位：Al2O3：62.58 %～69.90 %，平均：67.39 %；SiO2：7.49 %～15.21 %，平均：9.70 %；Fe2O3：0.84 %～3.74 %，平均：2.85 %；TiO2：0.59 %～3.26 %，平均：2.81 %；S：0.033 %～0.590 %，平均：0.170 %；烧失量：9.22 %～13.80 %，平均：12.67 %；A/S：4.2 %～9.3 %；平均：6.9 %。矿体埋藏深度0～123.28 m，埋藏标高1 112.37～960.77m[2]。

矿区内部矿物以一水硬铝石为主，同时还存在少量的一水软铝石及三水铝石。水云母作为主要的脉石矿物，铝土矿是由粒屑和泥晶基质组成。

3 控矿因素分析

结合现有的研究成果分析，地层、构造、古气候和古地貌是形成铝土矿的重要因素。

3.1 地层因素

黔北地区属以前震旦系为基底的江南地块，从震旦纪到晚三叠世，当地大部分区域处于稳定状态，气候及陆表海台地的形态没有发生较大变化，仅有部分地区发生变迁，在早古生代阶段，矿区所处位置受到寒武系及奥陶系的沉积；加里东构造晚期的广西运动，在贵州形成南海北陆，黔中、黔南下降接受泥盆—早石炭世地层沉积，而黔北整体抬升隆起为陆，使中晚志留世、石炭纪为风化剥蚀期，故泥盆纪未接受沉积。而黔中地区(包括播州区)下石炭统九架炉组则在此种滨岸沼泽相环境下沉积形成。黔北地区泥盆纪-二叠纪间的紫云运动、黔北运动，加大了区域上升，一直等到晚石炭纪黄龙期，出现白云质灰岩沉积。正是由于本区发生过多次构造运动(主要是升降运动和海陆交互环境的变化)，九架炉组与娄山关组地层呈假整合接触且形成了铝土矿。侏罗纪后的燕山运动，形成了本区今日构造轮廓，并造就了黔北地区铝土矿成矿区。九架炉组铝土质泥岩、铁质泥岩与底部白云岩、顶部灰色厚层微晶灰岩接触，充分体现了地层沉积序列中的沉积间断。铝土矿产于C1j中部，成矿层位专属性异常典型，是区内最直观、最重要的成矿控制因素。

3.2 构造因素

矿区所处位置北东向存在紧密线型褶皱构造，整体呈现褶皱背斜紧密、规模小的特点，而向斜则呈现规模大、宽缓的特点，上述褶皱构成了区域构造骨架的主体，伴有规模较大的断裂构造。区域规模较大的褶皱从北西到南东有蒲场复背斜、乐安向斜等多种形式。铝土矿从分布特点来看，主要呈现在斜翼部，部分铝土矿在背斜轴部个别区域也有分布，遇到断层被分割，在下盘会有极少的矿层分布其中。铝土矿的形成条件较为独特，需要漫长的时间发展变迁。同时铝矿区域断裂构造需要发育，从铝矿分布的断裂带来看，走向与褶皱轴向近似处于平行状态，断裂带向北东方向排列，此方向断裂存在延伸长、断距大的特点，但北西向则相反，此区域断裂规模较小，在走向上切断了北东向断层、背斜及向斜轴线，结合这一特征可推断出北西向断层出现时间晚，断裂的出现会对矿体发展造成负面影响，由于断裂结构的形成导致矿层不得不由于断层存在而上升盘抬高被剥蚀或者由于下降盘而埋入更深地方。

区内铝土矿赋存于圈闭良好的向斜构造内，两翼边缘至相邻背斜核部则完全被风化剥蚀，表明向斜构造是使区内含矿岩系及铝土矿得以保留的控矿构造，较为稳定的构造环境为铝土矿形成提供支持[3]。

3.3 古气候因素

从地史发展期间的构造运动看，陆块的基底是基于雪峰运动出现的，在志留纪末和泥盆纪初广西区域发生了陆块运动，这一阶段广西的黔中—黔北—渝南广大地域隆起为陆，这一运动为铝土矿的形成提供重要保障，由于这一时期的陆地运动，陆地隆起区在石炭纪铝土矿含矿岩系沉积提供背景环境。同时晚泥盆世末—早石炭世中、晚期之间以升降运动为表现形式的紫云运动，使隆起区向南发生漂移，上述陆块运动导致其经受了不同的气候条件，结合相关研究，遵义—道真一带处于靠近赤道的湿热气候区，该区域在古时温度与当前时代的温度进行比较存在较大的差异，年均气温会相差约20～26°C，且雨季和旱季相互交错，这气候条件为区内铝土矿的形成提供了重要的成矿地球化学背景并准备了充足的成矿母质[4]。

3.4 古地貌因素

结合铝土矿的岩系组成分析，在含铝岩系底部不时可发现溶塌角砾岩，这一情况说明白云岩在沉积时，内部存在古溶蚀空洞，古溶蚀空洞形成之后，当部分抗压能力下降，在上面覆盖岩石重力压迫下出现坍塌现象，从而形成溶坑等，然后在铝土矿沉积过程中便形成了溶塌角砾岩。在雨热同季的古气候条件下，岩层遭受剥蚀，娄山关组裸露于地表。此时原基底页岩的黄铁矿发生化学反应，形成的硫酸及硫酸亚铁随着岩石的地貌形态不断渗透进地下水，在此过程中对岩石造成腐蚀，是部分区域被溶解成空洞，这些空洞在酸性水好含二氧化碳的地下水侵蚀下进一步扩大，最后便形成了古岩溶漏斗。而在岩溶漏洞形成阶段，粘土质碎屑等物质被冲刷进形成的岩溶漏斗底部，此时地下酸性水被粘土质吸附，对碳酸盐岩的溶蚀被阻断，开始进入沉积阶段。从中可知，古岩溶漏斗是遵义地区铝土矿沉积和保存的良好场所。