河南省陜――新鋁土礦成礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及其成礦規(guī)律

河南省陜――新鋁土礦成礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及其成礦規(guī)律河南省陜――新鋁土礦成礦區(qū)礦床地質(zhì)特征及其成礦規(guī)律

鋁土礦是一種沉積礦產(chǎn)，在很多產(chǎn)業(yè)具有用途。通過它可以提煉出Al2O3，被廣泛地應(yīng)用于機電、農(nóng)業(yè)、水利、科研等領(lǐng)域。特別是在科學(xué)技術(shù)不斷開展的今天，鋁元素的使用更加廣泛。在2022年某網(wǎng)站資料顯示“我國鋁土礦產(chǎn)資源分布不均勻，主要分布于河南、山東、山西、貴州等地，占據(jù)了全國九成的已知儲量。2022年我國鋁產(chǎn)量達1700萬t，消費量達1650t。2022年國內(nèi)氧化鋁產(chǎn)量約3K萬t，國內(nèi)消費約在3340萬t。〞數(shù)據(jù)顯示數(shù)量在逐年增加，且國內(nèi)的生產(chǎn)能力已經(jīng)無法滿足實際要求，需要從國外進口相應(yīng)數(shù)量的鋁土礦。為改變這種現(xiàn)狀，國家加大資金投入進行礦藏勘探工作。本文通過分析河南省陜――新地區(qū)鋁土礦成礦地質(zhì)特征和成礦規(guī)律的分析，總結(jié)了鋁土礦賦存的地質(zhì)條件，對企業(yè)找礦具有十分重要的借鑒意義。

1.地質(zhì)構(gòu)造特征

陜――新鋁土礦礦區(qū)位于河南省西部的洛陽至三門峽地區(qū)之間，地域面積大約3Kkm2，范圍橫跨新安縣、淹池縣和陜縣多個縣市，東起洛陽，北至黃海，南至隴海鐵路。自上世紀(jì)六七十年代，河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊在陜――新鋁土礦礦區(qū)附近先后勘探屢次，共發(fā)現(xiàn)大大小小礦床30宇處，探明儲量將近3億萬t。

該區(qū)域內(nèi)沉積巖層較為發(fā)育，屬華北地層區(qū)，除奧陶系上統(tǒng)〔O3〕、志留系〔S〕、泥盆系〔D〕及石炭系〔C〕地層缺失外，自寒武系〔∈〕至新生界地層均有出露，本區(qū)鋁土礦層賦存于石炭系上統(tǒng)本溪組〔C2b〕含鋁粘土巖系中。地層自老至新依次為奧陶系中統(tǒng)馬家溝組〔O2m〕、石炭系上統(tǒng)本溪組〔C2b〕、石炭系-二疊系太原組〔C2P1t〕、二疊系下統(tǒng)山西組〔P1s〕、二疊系石盒子組〔P1-2s^〕、古近系潭頭組〔E1t〕，地表為第四系〔Q〕。礦區(qū)鋁土礦為一水硬鋁石型沉積礦床，賦存于奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r古侵蝕面之上，含礦地層為石炭系上統(tǒng)本溪組中部，分布較為零星，礦層單一，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，一般厚0.50-68.34m，平均15m左右。礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造略圖，如圖1所示。

2.鋁土礦礦床類型

2.1古風(fēng)化殼型鋁土礦礦床〔Ⅰ型〕

〔1〕新安式，其探明鋁土礦資源儲量占本類型的百分之五。

〔2〕修文式，這種礦床形式又稱碳酸鹽巖古風(fēng)化殼異地堆積亞型鋁土礦礦床，其探明鋁土礦儲量占古風(fēng)化殼型鋁土礦礦床類型近四分之三。

〔3〕遵義式，又稱鋁硅酸鹽古風(fēng)化殼原地堆積亞型鋁土礦床與新安式類型所占的比率相當(dāng)。

〔4〕平果式，占古風(fēng)化殼型鋁土礦總儲量近六分之一。

2.2紅土型鋁土礦礦床〔Ⅱ型〕

紅土型鋁土礦礦床是第三紀(jì)到第四紀(jì)玄武巖經(jīng)過近代風(fēng)化作用剝蝕氧化后形成的鋁土礦床，其儲量很少，不到百分之二。

3.礦床成因

鋁土礦床形成于石炭紀(jì)〔C〕。河南省陜――新鋁土礦礦床是在中、晚石炭世形成的。特別成礦區(qū)往往是由基性噴出巖〔示例玄武巖〕所形成的礦床，這種成巖碳酸鹽巖或含鋁質(zhì)多也較易風(fēng)化的，往往礦石品位富，礦層厚，礦體規(guī)模大。我國很多研究學(xué)者都一致認(rèn)為廖士范的鋁土成礦原因分析更合理，經(jīng)過多年的研究，廖士范等人認(rèn)為鋁土礦礦床可以劃分為古風(fēng)化殼型鋁土礦礦床和紅土型鋁土礦礦床。其中古風(fēng)化殼型鋁土礦礦床儲量占了已探明儲量的近98%，而紅土型鋁土礦礦床僅占2%。因此，在這里我們主要分析古風(fēng)化殼型鋁土礦礦床的形成過程，其形成經(jīng)歷了三個階段。

〔1〕陸生階段

這個階段是由于巖石在大氣暴露條件下，由風(fēng)化作風(fēng)形成的鈣紅土層、紅土層等，此階段普遍認(rèn)為沉積物是大氣條件下原地殘積、堆積或異地堆積階段。

〔2〕富鋁鈣紅土層〔包括紅土層、紅土鋁土礦〕為水體〔海水、湖水〕等淹沒階段

在含鋁沉積物堆積后，受到海水的入侵，被海水〔湖水〕等水體淹沒，丟失與大氣的接觸，被逐漸深埋地下，經(jīng)過漫長時期的成巖作用演變形成的原始鋁土礦層。

〔3〕表生富集階段

此階段形成的鋁土礦床一般品位較高，其形成的原因是原始鋁土礦層在地殼變動的作用下，被抬高后收到地表水體或下水體的沖刷淋蝕，形成了富含鋁元素的離子，在地殼變動或者環(huán)境發(fā)生變化時，特別是遇到Fe2+＼Fe3+離子溶液時，膠體溶液與膠體溶液發(fā)生膠凝凝聚作用，陸源碎屑首先開始沉積，形成具有定向構(gòu)造的鐵質(zhì)粘土巖、鱺狀菱鐵礦和菱鐵粘土巖。隨著大量含鐵離子的水化物的侵入，AlO2膠體溶液繼續(xù)凝聚沉積，逐漸形成的富集鋁土礦床。

我國河南省陜一新鋁土礦成礦區(qū)礦床品味較高，普遍認(rèn)為是在經(jīng)歷了以上單個階段后，形成的富集鋁土礦礦床。

4.成礦規(guī)律

河南省陜――新鋁土礦礦床之所以能夠成為我國主要的鋁土生產(chǎn)基地之一，不僅僅因為其數(shù)量之大，另外一個原因在于鋁土品味較高。之所以可以形成如此高的品味，跟此地區(qū)成礦規(guī)律密切相關(guān)。陜――新鋁土礦礦床的成礦規(guī)律主要包含下列幾個方面。

首先，鋁土礦床成巖時與下伏基巖存在過渡，收到地殼運動變化與上覆地層有侵蝕間斷面，因此鋁土礦巖層厚度變化大；

其次，本地區(qū)被侵蝕風(fēng)化的下伏基巖是基性噴出巖容易風(fēng)化，且侵蝕間斷時間長，礦石賦存較為豐盛。

第三，如果鋁土礦礦床高低接觸面沒有天窗，不能致使水流的沖刷，也無法形成表生富集階段。因此，陜――新鋁土礦礦床形成的另外一個主要原因是接觸地層存在很多自然天窗以及水的沖刷作用。

第四，本地區(qū)受到地殼變動，出現(xiàn)多條大的斷層，也為下伏基巖形成富集鋁土礦礦床提供了良好的“處所〞。

5.結(jié)語

根據(jù)以往地質(zhì)鉆孔以及勘探資料分析，該鋁土礦具有良好的地質(zhì)條件且鋁土礦石含量極高，品位較好，規(guī)模以及范圍前所未有，是巨大的地質(zhì)標(biāo)本，因此，在開采資源的同時，要加大學(xué)習(xí)研究力度，在