黔北务正道地区铝土矿地质特征及成矿机理研究

黔北务正道地区铝土矿地质特征及成矿机理研究

【摘要】随着经济的发展，国家对矿产资源的需求越来越大，总体上讲，我国矿产资源保障程度总体不足，必须加大对各类矿产资源的勘查和寻找。黔北务正道地区铝土矿丰富，该区具有优越的成矿条件、良好的找矿远景、具有较大的经济开采价值。基于此，文章通过对黔北务正道地区铝土矿区域成矿地质矿床特征分析，总结成矿机理，旨在为黔北地区铝土矿的寻找提供一些找矿思路和方向，以供参考。【关键词】铝土矿；矿床特征；成矿要素；成矿机理；找矿前景；价值。0前言铝土矿是铝工业建设和发展的决定因素,我国铝工业是产业关联度较高的产业,铝生产量、消费水平与GDP的相关系数分别达到0.980和0.933(罗建川,2006)。铝土矿是我国较为紧缺的大宗矿产之一,近十年消耗量和进口量快速增长,目前均居世界前列。黔北务正道地区铝土矿是渝南--黔中铝土矿成矿带的重要组成部分,成矿条件优越、找矿潜力巨大。对该区铝土矿进行了系统的成矿规律和成矿预测研究,揭示了成矿规律,初步集成了找矿方法技术体系,实现了铝土矿找矿的重大突破。1区域地质概况区域内广泛出露寒武系、奥陶系、志留系中-下统、上石炭统、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系地层（图1）。寒武系分布集中产出于各背斜核部，为一套以碳酸盐岩为主的浅海相沉积；奥陶系主要分布于各大复背斜两翼,为浅海台地相碳酸盐岩和碎屑岩;志留系上统缺失，中下统韩家店组(S1-2hj)在区域广泛分布，常沿向斜翼部形成褶皱构造闭合圈,为一套浅海页岩、粉砂岩夹灰岩;石炭系仅在区内古地理环境为低凹地带断续沉积,零星出露,岩性为灰岩或白云质灰岩,古生物化石确定为上石炭统黄龙组(C2h);二叠系在区内大面积分布于向斜两翼,其中梁山组(P2l)为滨海-河湖沼泽相沉积,为铝土矿赋矿地层;三叠系分布于各向斜轴部,下统为浅海台地相碳酸盐沉积,中统为滨海-浅海相碎屑岩夹碳酸盐岩沉积;上统为滨海沼泽-陆相碎屑岩沉积;侏罗系仅分布于安场向斜与道真向斜轴部,为陆相碎屑岩沉积;第四系在区内分布广泛,主要为残坡积、冲积、洪积物。图1黔北务正道地区铝土矿地质图2铝土矿成矿规律2.1铝土矿床的空间分布规律在区域空间分布上，铝土矿受上扬子地台南部被动边缘褶冲带的NNE向风冈滑脱褶皱带内的次级褶皱（向斜）两翼或扬起端控制，矿床集中分布于黔北古陆和武隆孤岛所限区域，其展布方向与区域NNE构造线的方向一致（图2）。图2务正道地区含矿岩系分布示意2.2矿体（层）的空间分布特征典型矿床见矿工程统计结果表明，研究区矿体（层）由于受成岩成矿期后的构造作用影响，空间分布差异大（表1），产出形态变化大，主要集中产于900~1400m标高。研究区内矿体（层）平均埋深在新木--晏溪矿区最浅，其次为新民和瓦厂坪矿床。在安场向斜北段、道真向斜西翼、平木向斜区、旦坪矿床南段相对高差大，主要是断层发育，导致矿层产状变陡，空间产出变化大。研究区矿体（层）最大相对高差达1434m，而南川大佛岩矿区最大相对高差更是高达1734m，推测与该区挤压褶皱强烈隆起有关。2.3铝土矿成矿时代规律务正道地区铝土矿床分布、规模与二叠系中统梁山组产出及其沉积厚度关系密切，梁山组是研究区唯一的含矿层位，古地理环境研究是连续沉积，锆石年代学测定形成铝土矿时间在277~303Ma,综上认为，含矿岩系与铝土矿在成矿时代主要为相对稳定地台构造期的二叠纪梁山期。表1典型矿床见矿工程统计表矿区名称见矿工程（个）最高见矿标高（m）及工程号最低见矿标高（m）及工程号最大相对高差（m）集中分布标高（m）最大及平均埋深（m）瓦厂坪2131344TC110496ZK4-148481100~1350821/288新木晏溪2151388Tcu0804594ZK6-4894900~1350433/144旦坪371200（Tc26-1）-234（Zk4912）1434900~1001205安场向斜991193Tc105138Zk1064-161055900~1350736/409平木301433Tc1371767Zk16-486661000~1400652/422新民1271275TCt-17454ZKx111-10821800~1100801/229张家院491400(TC2137)651(Zk7712)749800~12001308/544大竹园227530Zk106081375845600~1100942/322大佛岩1714A23-20Zk442317341100~16002.4矿石类型空间分布规律区域上由南至北豆鲕状矿石逐渐减少，碎屑状、土状-半土状矿石类型增加，致密块状矿石全区发育。矿层从下至上矿石类型总体表现为：致密块状→碎屑状→土状-半土状→豆鲕状；平面上从矿体中心向外总体表现为：土状-半土状、碎屑状→致密块状→豆鲕状。2.5铝土矿成矿与区域构造演化规律据区域资料显示，晚志留世加里东运动（广西运动）强烈隆升作用，使早古生界地层发生强烈褶皱和遭受风化剥蚀，海西晚期的黔桂运动，加速了务正道地区的隆升，使该区长期处于剥蚀和夷平期，为铝土矿成矿提供了丰富的物源。中二叠世梁山期，该区缓慢下降，海水南侵，经风化剥蚀形成的残坡积物在重力作用、河水径流作用下向低洼的汇水盆地迁移，沉积分异、成岩成矿，在河湖环境形成含矿岩系和铝土矿矿层，之后，海侵形成中二叠统栖霞组灰岩上覆层，形成现今所见的铝土矿床。务正道地区铝土矿分布及成矿规律如图3所示。图3务正道地区铝土矿成矿规律图1-侏罗系；2-三叠系；3-石炭系；4-志留系；5-奥陶系；6-寒武系；7-省界；8-断层；9-沉积相界线；10-地质界线；11-大型铝土矿床；12-中型铝土矿床；13-小型铝土矿床或矿点；14-大型汞矿床；15-中小型汞矿床；16-钾盐矿床；17-煤矿床；18-烟煤矿床；19-萤石、重晶石矿床；20-重晶石矿床；21-冲积平原沉积相区；22-滨浅湖沉积相区3务正道地区铝土矿成矿模式务正道地区铝土矿产于中下志留统韩家店组碎屑岩或上石炭统黄龙组碳酸盐岩侵蚀面之上，矿体严格受梁山组地层控制，呈层状或似层状产于含矿岩系的中上部。沉积环境为河湖盆地环境，沉积成矿时代为中二叠世梁山期，矿床成因属古风化壳型，其描述性矿床成矿模式图4所示。图4务正道地区铝土矿区域成矿模式图研究区铝土矿的区域成矿模式总体概括为：晚志留世在广西运动的影响下，该区上升为陆；晚志留世-石炭纪为风化剥蚀期，在准平原化过程中，在气候炎热，潮湿多雨的亚热-热带环境和长期含有O2、CO2酸性地表水的化学溶蚀作用下，中下志留统韩家店组富铝碎屑岩形成较厚的古风化壳，K、Na、Ca、Mg等元素及相对易溶的组份被淋漓带走，部分SiO2也呈胶体溶液被带出，而难溶惰性的Al、Ti及部分Fe、Si等残留原地或近地富集，形成以高岭石为主的粘土矿物；晚石炭世早期的局部断块运动，伴有间歇性上升活动和间歇性海侵的影响下，在低洼的区域形成浅海台地相的黄龙组沉积；在中二叠世梁山期，经地表水作用，风化残积物源源不断地向低洼的河湖盆地搬运、迁移，在还原、弱酸-弱碱性水体中再经沉积、分异形成含矿层；之后至中三叠世，形成巨厚的海相、海陆交互相沉积岩。在成岩、成矿过程中，初始形成的铝土矿石主要为一水铝石，少量为三水铝石。后期地壳的抬升，铝土矿层再经地下水、地表水风化淋滤及氧气作用，进一步脱硅、去硫、除铁、富铝，形成目前所见的铝土矿。4铝土矿成矿预测及资源潜力评价黔北务正道铝土矿矿集区是全国第一批47个整装勘查区之一，在国家“358”和贵州省“246”地质找矿突破行动的推动下，贵州省地勘基金、中央地勘基金及矿业权人近年加大了该区的勘查力度。进一步总结成矿预测标志，优选了安场向斜北段、道真向斜西翼中段、大塘向斜南东段、浣溪向斜中南段、桃园向斜、平木山向斜、务川向斜中段等7个有利找矿靶区。通过实施大量探槽揭露和钻探验证，已发现5个大型矿床、4个中型矿床。在此基础上，依据总结的找矿模型和预测标志，应用经验类比法对全区已知矿床的深边部和空白区进行了找矿预测与资源潜力评价。研究认为在大塘向斜、道真向斜西翼、安场向斜、浣溪向斜、张家院向斜、桃园向斜及青坪向斜南段的镇江小向斜等7处有利沉积相区尚有不同程度的找矿空间，通过进一步工作，预测将新增矿石资源总量23903万吨，使务正道地区铝土矿资源储量达到11亿吨以上。参考文献[1]晚古生代冰期研究进展[J].杨兵,夏浩东,杨欣杰,韦一.地质科技情报.2016(