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(jī)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(dá)1700萬t，消費(fèi)量達(dá)1650t。2022年國內(nèi)氧化鋁產(chǎn)量約3K萬t，國內(nèi)消費(fèi)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(shí)際要求，需要從國外進(jìn)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(jìn)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(gè)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(duì)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(gè)階段。

〔1〕陸生階段

這個(gè)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(shí)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(shí)，特別是遇到Fe2+＼Fe3+離子溶液時(shí)，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(gè)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?yàn)槠鋽?shù)量之大，另外一個(gè)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(gè)方面。

首先，鋁土礦床成巖時(shí)與下伏基巖存在過渡，收到地殼運(yùn)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(shí)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(gè)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(shí)，要加大學(xué)習(xí)研究力度，在