5)矿(化)体地质特征.doc

矿床地质特征南漳县狮子岩铝土矿区猴子岩矿段位于扬子陆块区（）一级构造单元，上扬子古陆块（2）二级构造单元，上扬子陆块褶皱带（2-2）三级构造单元，神农架-荆门台坪褶皱带（2-2-1）四级构造单元。矿区所在区域处于扬子陆块区北缘，太古代以来经历了多期构造运动的塑造与改造，其形成和演化记录了扬子地块的演化历史。在地史发展过程中，测区经历了多旋回多阶段的发展，尤其是黄陵结晶基底前寒武纪变质杂岩的时序演化，完整地记录了太古代陆核的形成、元古代从裂解到碰撞造山的全过程，是重建Rodinia超级古陆演化历史的重要见证。中生代以来的沉积和变形事件，则保留了印支燕山时期的碰撞造山运动的痕迹。印支运动后，随着断堑、断隆形成，全区成为滨太平洋构造域的组成部分。晚石炭世早期的海侵开始，转变为浅海台地相环境。晚石炭世晚期，地壳再次抬升，并露出地表。在其古风化壳上，迎来早二叠世的海侵，在滨海沼泽-泻湖盆地中沉积形成了铝土矿。至中二叠世，海侵大规模扩大，转变为浅海陆棚台地浅海盆地环境。1、含矿岩系特征南漳县狮子岩铝土矿区猴子岩矿段内出露的铝土矿含矿为早二叠纪梁山组（P1l），含矿岩系底板地层主要有中志留纪纱帽组（S2sh），顶板地层为中二叠纪栖霞组（P2q）。含矿岩系地层特征述如下：早二叠纪梁山组（P1l）梁山组为矿床内砂岩、页岩组合的含矿岩系。下部为石英质砂岩，上部为粘土质岩石夹铝土矿、赤铝土矿层。45线剖面以东铁质含量增高，以致出现多层铝土矿。该组平行整合于纱帽组之上，自下而上划分为五个岩性层，描述如下：第一岩性层（P1l1）：分布于矿床南部，岩性为石英岩，41线剖面以东含磁铁矿，变为含铁石英岩，系石英砂岩变质而来。厚48m，最大厚度13 m。本层稳定，出露明显，为一标志层。第二岩性层（P1l2）：分布于矿床南部，岩性为粉砂岩、石英砂岩。41线剖面以东，在上部多为石英砂岩中断续分布一层赤铁矿。厚113m，一般15m。第三岩性层（P1l3）：分布于矿床南部，岩性为鲕绿泥石岩、水云母页岩夹鲕状赤铁矿。本岩性段一般自下而上为赤铁矿鲕绿泥石岩、鲕绿泥石赤铁矿、含铁水云母页岩、赤铁矿鲕绿泥石页岩、或高岭石质水云母页岩、铝土矿质水云母页岩。在矿层取样中常有铝土岩、铝铁岩等名称，这是根据Fe203和Al203的含量来划分的。Al203含量不低于40%，Fe203含量很低，为铝土岩；Al203、Fe203含量相近为铝铁岩；Fe203含量大于35%，则为含铝赤铁矿。本岩性层岩性变化较大，但铁质含量高。厚度0.54.31m，一般12m。第四岩性层（P1l4）：分布于矿床南部，见矿体特征部分矿层描述。第五岩性层（P1l5）：分布于矿床西南部，岩性为炭质粘土岩，在其顶部往往含有黄铁矿团块。本层极不稳定，厚度00.94m，一般0.2m。含矿岩系底板地层中志留纪纱帽组（S2sh）自下而上划分为五个岩性段，描述如下：第一段（S2sh1）：分布于矿床北部，岩性为水云母页岩，局部夹粉砂岩、砾岩透镜体或石英脉，风化后呈碎薄片状。厚度475m。第二段（S2sh2）：分布于矿床北部，为矿段内出露面积最大地层单元，岩性为砂质页岩、粉砂岩、页岩夹石英砂岩。粉砂岩中含有水云母页岩薄层，且往往与水云母页岩呈过渡关系，石英砂岩由于动力变质作用，已向石英岩过渡。厚度90120m。第三段（S2sh3）：分布于矿床中部，岩性为石英砂岩，由于动力变质作用，已向石英岩过渡。岩石中次生石英脉发育，脉宽25cm，最宽10cm以上。厚度416m，一般510m。第四段（S2sh4）：分布于矿床中部，亦为出露面积较大的地层单元，岩性为粉砂质水云母页岩夹页岩，风化后呈土黄色薄片。厚度4050m，第五段（S2sh5）：分布于矿段中部，岩性为含铁粉砂质页岩、泥质粉砂岩，上部有一层厚1m左右黄灰色粉砂质页岩。厚度59m，45线剖面处只1m多。本岩性段层位稳定，易于辨别，为矿段的标志层。含矿岩系顶板地层中二叠纪栖霞组（P2q）本组岩性为石灰岩，划分为二个岩性段，描述如下：下段（P2q1）：分布于矿床南部，岩性为生物灰岩，岩石中以含大量生物碎屑为特征，并含较多的炭质，风化后岩石略带紫色、棕色锈斑。厚度13m左右。上段（P2q2）：分布于矿床南部，岩性为灰岩，几乎全部由方解石组成，岩石中有细粒方解石组成的脉穿插。厚度60m左右。（4）第四系（Q）位于矿床南部，另星出露，岩性为暗黄色亚粘土、亚砂、土及杂碎石块，厚度不详。2、矿区构造特征矿区构造以紧密褶皱为主，伴随的断裂居次要地位，均属为成矿后的变形构造。（1）褶皱矿床位于苦水坪倒转向斜北东翼，呈倒转单斜层，地层倾向北东倾斜，向南西倒转。41线以西，地层走向125305，倾向北东，倾角4864；41线以东，地层走向140320，倾向北东，倾角3252。（2）断层矿床内断裂发育，根据地层的展布方向可分为纵断层和横断层。纵断层：此组断层为张性断裂正断层，形成于褶皱作用晚期，以F12较为重要。F12断层：分布在35线以西，长度500m，走向129309，倾向北东，倾角地表67，深部变缓仅20，35线向东伸入纱帽组四岩性段（S2sh4）而消失，向西伸入栖霞组（P1q）。受断层影响，上盘岩层局部呈蛇曲状。断层落差22139m，水平错动52135m，在45线处断距最大。横断层：此组断层形成于纵断层之后，断层倾角较大，近于直立。角砾岩发育，以F16规模较大，位于45线，长度200m，走向25205，倾向北西西，倾角63，落差34m，水平错开55m。属于左旋平移断层的还有F15、F10、F8，属于右旋平移断层的有F9、F11。此组断层切断矿层，使之沿走向不连续。性质不明断层为F13。矿段构造属中常类型。矿床内断层产状要素、断距等资料见断层特征表（表51）表51 狮子岩铝土矿床断层特征表编号性 质产状要素垂直断距（m）水平断距（m）延伸长度（m）走向倾向倾角F8横向正断层不详不详不详1050F 9横向正断层4590440F 10横向正断层195285856F 11横向正断层50140452F 12纵向正断层30939672213952135400以上F 13不明不详不详不详不详不详不详F 15横向正断层21230247252340F 16横向正断层205295633418200矿（化）体特征1、矿（化）体产状、形态及空间分布铝土矿矿层（体）赋存于梁山组上部或顶部，为梁山组的第三、第四岩性层。下伏地层为梁山组二岩性段水云母页岩（高岭石水云母页岩或铝土质水云母页岩即铝土岩）或赤铁矿鲕绿泥石岩（即赤铁矿），上覆地层为梁山组五岩性层炭质粘土岩（按正常层位）或栖霞组生物灰岩。矿体呈单斜层状，受F12影响，上盘矿层呈蛇曲状。矿体向西部逐渐逐渐尖灭，49线以西地表矿层消失。以41线为中心，矿体沿走向和倾向变薄或相变为含铝赤铁矿。矿层（体）下部一般为为致密状矿石，上部为豆状矿石，部分地段全部是致密状或豆状矿石。41线以东一般夹一层含铝赤铁矿，局部夹铝铁岩。经100100m的网度对矿体进行深部控制，以50m间距用槽探和浅井对矿体进行地表和浅部控制，圈出了一个工业矿层（体），因F12断层破坏，分为东、西两段。（1）东段矿体：分布于矿区中东部，层状矿体，地表在4133线出露，深部在4733线分布，矿体长度780m，矿体埋深0280m，赋存标高355至-45.36m。矿体走向130310倾向北东，倾角43线以西为3965，地表25，43线以东4365。矿体厚度0.185.61m，平均厚度2.24m，变化系数为55%，属较稳定型。Al2O3含量27.4168.69%，平均含量49.63%，A/S 7.8。矿体资源储量占全矿区资源储量的88.3%。（2）西段矿体：分布于矿段中西部，层状矿体，分布于3947线间，地表矿体出露长度360m，矿体埋深0200m，赋存标高31690m。在45线由于断层F16的影响，地表矿体向南西方向位移50m。矿体走向115295，倾向北东，倾角为35左右。矿体厚度0.492.95m，平均厚度1.42m，变化系数58%，属较稳定型，Al2O3含量49.6669.31%，平均含量60.22%，A/S 6.9。矿体资源储量占全矿区资源储量）的11.7%。2、矿石的矿物成分、结构构造、化学成分及矿石类型（1）矿石矿物成分组成矿石的主要矿物有隐晶质一水硬铝石、水铝石、赤铁矿、黄铁矿、褐铁矿、绿泥石、高岭石，次要矿物为胶铝矿、白钛石、方解石、金红石、电气石、滑石、菱铁矿、黄钾铁矾、三水铝石等，将主要矿物叙述如下。一水硬铝石：为主要矿物成分，含量55%以上，绝大部分为隐晶质，形成鲕粒及豆粒，被大量氧化铁渲染呈棕褐色。水铝石：一般呈自形半自形晶的板粒状，粒度0.010.07mm，是组成鲕、豆粒的矿物之一，含量次于隐晶质一水硬铝石，是隐晶质一水硬铝石的重结晶产物。赤铁矿：含量15%左右，地表部分矿石中较为富集，呈微细粒(0.010.003mm)似尘埃分布在隐晶质一水硬铝石中，有些分布于豆粒边缘。褐铁矿：多见于地表矿石，主要分布在鲕粒和豆粒内，其他各处亦有分布，局部富集，颗粒细小，在0.0010.003mm之间，少数由黄铁矿风化而成，具黄铁矿假象，颗粒较大(0.050.1mm)。黄铁矿：在矿石中分布不均匀，颗粒大小悬殊，在0.0010.6mm之间，除分布在鲕粒和豆石中之外，部分还作为鲕粒的胶结物，矿层顶部靠近炭质粘土岩处较为富集。绿泥石：一般含量为35%,多呈鳞片状集合体不均匀地分布，另外还有呈鲕状、脉状产出的。高岭石：一般含量220%，为白色土状物，一般呈隐晶质，个别呈鳞片状，粒度小于0.01mm，多与绿泥石一起分布在豆粒的收缩裂隙中，或与胶铝矿、水铝石混在一起组成鲕粒和豆粒。在致密矿石中呈星点状分布在胶铝矿、水铝石中。（2）矿石结构构造结构隐晶质结构：主要表现为0.0010.003mm大小的一水硬铝石的大量聚集，形成致密状。隐晶质结构：致密状铝土矿石具有灰色矿物为隐晶质一水硬铝石，白色小点为绿泥石、高岭石及水云母，黑色小点为褐色铝土矿（见照片5-1）。照片5-1 隐晶质结构（单偏光510：视域直径2.6mm）鲕状结构：鲕粒大小0.10.6mm,一般0.10.2mm，一般都具有较好的同心园结构。主要由隐晶质一水硬铝石组成。中心核一般为褐铁矿，也有高岭石、绿泥石及胶铝矿。鲕粒之间胶结物主要是隐晶质一水硬铝石与方解石，另有少量黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等。鲕粒中心部分（白色）主要是水铝石，鲕粒中的同心园主要是胶铝矿、鲕粒中的黑色矿物是褐铁矿。胶结物深色的是隐晶质一水硬铝质，白色是方解石（见照片5-2）。照片5-2 鲕粒结构（单偏光510：视域直径2.6mm）豆状结构：豆粒园形和椭园形，大小在24mm之间，一般2mm左右。豆粒主要由隐晶质一水硬铝石组成，另有少许绿泥石、高岭石、叶腊、滑石、胶铝矿、赤铁矿、褐铁矿、方解石、黄铁矿、电气石等，胶结物为胶铝矿、水铝石，少量黄铁矿、高岭石、绿泥石等。豆粒中白色矿物为半自形自形晶板。柱状水铝石。灰色为胶铝矿，黑色为黄铁矿，胶结物是胶铝矿(见照片5-3)。照片5-3 豆粒结构（单偏光54：视域直径2.6mm）角砾结构：鲕状、豆状及隐晶质结构矿石破碎后重新胶结起来呈此结构，胶结物也是隐晶质一水硬铝石，还有高岭石、绿泥石、方解石、铁质等。灰色矿物为水铝石，黑色的是胶铝矿，其中混有少量的赤铁矿，黑色具有一定晶形的矿物为黄铁矿氧化成的褐铁矿，白色细条为方解石一绿泥石脉（见照片5-4）。照片5-4 角砾结构（510：视域直径2.6mm）构造块状构造：隐晶质结构矿石呈现此种构造。层状构造：鲕状、豆状结构的矿石，颗豆粒呈平行排列的特点，使矿石显示层状构造。（3）矿石化学成分根据所采样品的化学分析结果，矿石中Al2O3：27.4169.31%，一般在50%左右。SiO23.1116.22%，一般在8%左右。Fe2O33.0735.75%，一般在20%左右。TiO22.595.23%，一般在24%。S 0.0478.38%，一般13%。单工程Al2O3/ SiO2 2.915.7，一般5以上，Al2O3/ Fe2O 31.120.4，一般3左右。Al2O3：主要以隐晶质一水硬铝石、胶铝矿、水铝石形式存在。浅部41线以西，矿体中Al2O3含量小于50%，以东，矿体中Al2O3含量大于50%，41线以西深部，矿体中Al2O3含量大于50%；41线以东，矿体中Al2O3含量小于50%。S：的存在形式有三种：黄铁矿、硫酸盐、有机质，以黄铁矿为主，占80%以上，黄铁矿富集在矿体顶部。本段矿石中普遍含S较高，以39线为界，以东多在1%以下，以西多在2%以上。SiO2：以高岭石、多水高岭石、绿泥石等硅酸盐矿物形式存在，在矿体中分布无规律。V2O5：含量0.070.15%，平均0.11%，Ga含量0.00570.135%，平均含量0.009%。（4）矿石类型矿石自然类型：按铝土矿物成分划分可分为三种：隐晶质一水硬铝石铝土矿：胶铝石重结晶成隐晶状水铝石,成分以一水硬铝石为主。水铝石铝土矿：矿石矿物以半自形自形晶的板柱状水铝石为主。胶铝矿铝土矿：矿石中胶铝矿也有重结晶现象，但结晶程度不如隐晶质水硬铝石铝土矿。以上三种类型矿石以前两种为主。三种类型矿石的矿物成分如表5-2.按矿石结构、构造可划分为：鲕状铝土矿、豆状铝土矿、鲕豆状铝土矿、角砾状铝土矿、胶状隐晶质铝土矿。矿石工业类型：按杂质含量，属高铁高硫型铝土矿。表5-2 铝土矿矿石自然类型矿物成分表取样工程结构矿石类型矿物成分ZK394隐晶质结构(致密状矿石)隐晶质一水硬铝石-水铝石铝土矿隐晶质一水硬铝石63-66%水铝石绿泥石5%方解石3-5%高岭石3%水云母0.1%褐铁矿74%隐晶质一水硬铝石高岭石20%绿泥石5%黄铁矿1.0%电气石0.1%锆 石0.1%ZK453隐晶质结构(致密状矿石)水铝石-胶铝矿矿石胶铝矿73-63%水铝石20-30%绿泥石5%电气石1%锆 石0.8%褐铁矿0.3%3、矿体围岩和夹石（1）矿体围岩矿体围岩为早二叠纪梁山组内岩性层和中二叠纪栖霞组。本矿床内出露地层大多倒转，矿体底板主要为栖霞组生物灰岩，岩石呈灰黑色，中厚层状，生物碎屑结构，主要矿物为方解石，次要矿物为炭质、黄铁矿、褐铁矿等，方解石呈微细粒状，含大量生物碎屑，含较多炭质，多沿生物碎屑边缘或裂隙充填，风化后岩石略带紫色并有棕色锈斑。在矿区西部，栖霞组与矿体中间夹一层厚度0.94m的黑色炭质粘土岩，为梁山组第五岩性层，呈微薄层状，泥质结构，主要矿物水云母、高岭石，次要矿物水铝石、炭质、黄铁矿等，分布极不稳定。矿体顶板岩石自下而上为梁山组第二、第一岩性层鲕绿泥石岩、水云母页岩。鲕绿泥石岩：紫红色，中厚层状，鲕状结构、角砾状构造。主要矿物成分为鲕绿泥石、赤铁矿、方解石，次要矿物成分为黄铁矿、胶磷矿、石英、锆石、电气石，方解石呈脉状产出。局部地段由于菱铁矿交代鲕绿泥石而形成鲕绿泥菱铁矿。水云母页岩：灰白灰黄色，主要由水云母组成，常含铝质及铁质矿物。顶板岩层厚0.54.31m，该层之上岩石为粉砂岩及石英砂岩。（2）矿体夹石矿体夹石为含铝赤铁矿，主要矿物为赤铁矿、褐铁矿、胶铝矿、水铝石，次要矿物为方解石、高岭石、绿泥石等，胶状隐晶质结构，角砾状构造，角砾为赤铁矿，胶结物为胶铝矿、水铝石、