黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦地質(zhì)特征及成礦機(jī)理研究

黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦地質(zhì)特征及成礦機(jī)理研究

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)礦產(chǎn)資源的需求越來(lái)越大，總體上講，我國(guó)礦產(chǎn)資源保障程度總體不足，必須加大對(duì)各類(lèi)礦產(chǎn)資源的勘查和尋找。黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦豐富，該區(qū)具有優(yōu)越的成礦條件、良好的找礦遠(yuǎn)景、具有較大的經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值。基于此，文章通過(guò)對(duì)黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦區(qū)域成礦地質(zhì)礦床特征分析，總結(jié)成礦機(jī)理，旨在為黔北地區(qū)鋁土礦的尋找提供一些找礦思路和方向，以供參考?！娟P(guān)鍵詞】鋁土礦；礦床特征；成礦要素；成礦機(jī)理；找礦前景；價(jià)值。0前言鋁土礦是鋁工業(yè)建設(shè)和發(fā)展的決定因素,我國(guó)鋁工業(yè)是產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度較高的產(chǎn)業(yè),鋁生產(chǎn)量、消費(fèi)水平與GDP的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.980和0.933(羅建川,2006)。鋁土礦是我國(guó)較為緊缺的大宗礦產(chǎn)之一,近十年消耗量和進(jìn)口量快速增長(zhǎng),目前均居世界前列。黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦是渝南--黔中鋁土礦成礦帶的重要組成部分,成礦條件優(yōu)越、找礦潛力巨大。對(duì)該區(qū)鋁土礦進(jìn)行了系統(tǒng)的成礦規(guī)律和成礦預(yù)測(cè)研究,揭示了成礦規(guī)律,初步集成了找礦方法技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了鋁土礦找礦的重大突破。1區(qū)域地質(zhì)概況區(qū)域內(nèi)廣泛出露寒武系、奧陶系、志留系中-下統(tǒng)、上石炭統(tǒng)、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系地層（圖1）。寒武系分布集中產(chǎn)出于各背斜核部，為一套以碳酸鹽巖為主的淺海相沉積；奧陶系主要分布于各大復(fù)背斜兩翼,為淺海臺(tái)地相碳酸鹽巖和碎屑巖;志留系上統(tǒng)缺失，中下統(tǒng)韓家店組(S1-2hj)在區(qū)域廣泛分布，常沿向斜翼部形成褶皺構(gòu)造閉合圈,為一套淺海頁(yè)巖、粉砂巖夾灰?guī)r;石炭系僅在區(qū)內(nèi)古地理環(huán)境為低凹地帶斷續(xù)沉積,零星出露,巖性為灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r,古生物化石確定為上石炭統(tǒng)黃龍組(C2h);二疊系在區(qū)內(nèi)大面積分布于向斜兩翼,其中梁山組(P2l)為濱海-河湖沼澤相沉積,為鋁土礦賦礦地層;三疊系分布于各向斜軸部,下統(tǒng)為淺海臺(tái)地相碳酸鹽沉積,中統(tǒng)為濱海-淺海相碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積;上統(tǒng)為濱海沼澤-陸相碎屑巖沉積;侏羅系僅分布于安場(chǎng)向斜與道真向斜軸部,為陸相碎屑巖沉積;第四系在區(qū)內(nèi)分布廣泛,主要為殘坡積、沖積、洪積物。圖1黔北務(wù)正道地區(qū)鋁土礦地質(zhì)圖2鋁土礦成礦規(guī)律2.1鋁土礦床的空間分布規(guī)律在區(qū)域空間分布上，鋁土礦受上揚(yáng)子地臺(tái)南部被動(dòng)邊緣褶沖帶的NNE向風(fēng)岡滑脫褶皺帶內(nèi)的次級(jí)褶皺（向斜）兩翼或揚(yáng)起端控制，礦床集中分布于黔北古陸和武隆孤島所限區(qū)域，其展布方向與區(qū)域NNE構(gòu)造線的方向一致（圖2）。圖2務(wù)正道地區(qū)含礦巖系分布示意2.2礦體（層）的空間分布特征典型礦床見(jiàn)礦工程統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，研究區(qū)礦體（層）由于受成巖成礦期后的構(gòu)造作用影響，空間分布差異大（表1），產(chǎn)出形態(tài)變化大，主要集中產(chǎn)于900~1400m標(biāo)高。研究區(qū)內(nèi)礦體（層）平均埋深在新木--晏溪礦區(qū)最淺，其次為新民和瓦廠坪礦床。在安場(chǎng)向斜北段、道真向斜西翼、平木向斜區(qū)、旦坪礦床南段相對(duì)高差大，主要是斷層發(fā)育，導(dǎo)致礦層產(chǎn)狀變陡，空間產(chǎn)出變化大。研究區(qū)礦體（層）最大相對(duì)高差達(dá)1434m，而南川大佛巖礦區(qū)最大相對(duì)高差更是高達(dá)1734m，推測(cè)與該區(qū)擠壓褶皺強(qiáng)烈隆起有關(guān)。2.3鋁土礦成礦時(shí)代規(guī)律務(wù)正道地區(qū)鋁土礦床分布、規(guī)模與二疊系中統(tǒng)梁山組產(chǎn)出及其沉積厚度關(guān)系密切，梁山組是研究區(qū)唯一的含礦層位，古地理環(huán)境研究是連續(xù)沉積，鋯石年代學(xué)測(cè)定形成鋁土礦時(shí)間在277~303Ma,綜上認(rèn)為，含礦巖系與鋁土礦在成礦時(shí)代主要為相對(duì)穩(wěn)定地臺(tái)構(gòu)造期的二疊紀(jì)梁山期。表1典型礦床見(jiàn)礦工程統(tǒng)計(jì)表礦區(qū)名稱見(jiàn)礦工程（個(gè)）最高見(jiàn)礦標(biāo)高（m）及工程號(hào)最低見(jiàn)礦標(biāo)高（m）及工程號(hào)最大相對(duì)高差（m）集中分布標(biāo)高（m）最大及平均埋深（m）瓦廠坪2131344TC110496ZK4-148481100~1350821/288新木晏溪2151388Tcu0804594ZK6-4894900~1350433/144旦坪371200（Tc26-1）-234（Zk4912）1434900~1001205安場(chǎng)向斜991193Tc105138Zk1064-161055900~1350736/409平木301433Tc1371767Zk16-486661000~1400652/422新民1271275TCt-17454ZKx111-10821800~1100801/229張家院491400(TC2137)651(Zk7712)749800~12001308/544大竹園227530Zk106081375845600~1100942/322大佛巖1714A23-20Zk442317341100~16002.4礦石類(lèi)型空間分布規(guī)律區(qū)域上由南至北豆鮞狀礦石逐漸減少，碎屑狀、土狀-半土狀礦石類(lèi)型增加，致密塊狀礦石全區(qū)發(fā)育。礦層從下至上礦石類(lèi)型總體表現(xiàn)為：致密塊狀→碎屑狀→土狀-半土狀→豆鮞狀；平面上從礦體中心向外總體表現(xiàn)為：土狀-半土狀、碎屑狀→致密塊狀→豆鮞狀。2.5鋁土礦成礦與區(qū)域構(gòu)造演化規(guī)律據(jù)區(qū)域資料顯示，晚志留世加里東運(yùn)動(dòng)（廣西運(yùn)動(dòng)）強(qiáng)烈隆升作用，使早古生界地層發(fā)生強(qiáng)烈褶皺和遭受風(fēng)化剝蝕，海西晚期的黔桂運(yùn)動(dòng)，加速了務(wù)正道地區(qū)的隆升，使該區(qū)長(zhǎng)期處于剝蝕和夷平期，為鋁土礦成礦提供了豐富的物源。中二疊世梁山期，該區(qū)緩慢下降，海水南侵，經(jīng)風(fēng)化剝蝕形成的殘坡積物在重力作用、河水徑流作用下向低洼的匯水盆地遷移，沉積分異、成巖成礦，在河湖環(huán)境形成含礦巖系和鋁土礦礦層，之后，海侵形成中二疊統(tǒng)棲霞組灰?guī)r上覆層，形成現(xiàn)今所見(jiàn)的鋁土礦床。務(wù)正道地區(qū)鋁土礦分布及成礦規(guī)律如圖3所示。圖3務(wù)正道地區(qū)鋁土礦成礦規(guī)律圖1-侏羅系；2-三疊系；3-石炭系；4-志留系；5-奧陶系；6-寒武系；7-省界；8-斷層；9-沉積相界線；10-地質(zhì)界線；11-大型鋁土礦床；12-中型鋁土礦床；13-小型鋁土礦床或礦點(diǎn)；14-大型汞礦床；15-中小型汞礦床；16-鉀鹽礦床；17-煤礦床；18-煙煤礦床；19-螢石、重晶石礦床；20-重晶石礦床；21-沖積平原沉積相區(qū)；22-濱淺湖沉積相區(qū)3務(wù)正道地區(qū)鋁土礦成礦模式務(wù)正道地區(qū)鋁土礦產(chǎn)于中下志留統(tǒng)韓家店組碎屑巖或上石炭統(tǒng)黃龍組碳酸鹽巖侵蝕面之上，礦體嚴(yán)格受梁山組地層控制，呈層狀或似層狀產(chǎn)于含礦巖系的中上部。沉積環(huán)境為河湖盆地環(huán)境，沉積成礦時(shí)代為中二疊世梁山期，礦床成因?qū)俟棚L(fēng)化殼型，其描述性礦床成礦模式圖4所示。圖4務(wù)正道地區(qū)鋁土礦區(qū)域成礦模式圖研究區(qū)鋁土礦的區(qū)域成礦模式總體概括為：晚志留世在廣西運(yùn)動(dòng)的影響下，該區(qū)上升為陸；晚志留世-石炭紀(jì)為風(fēng)化剝蝕期，在準(zhǔn)平原化過(guò)程中，在氣候炎熱，潮濕多雨的亞熱-熱帶環(huán)境和長(zhǎng)期含有O2、CO2酸性地表水的化學(xué)溶蝕作用下，中下志留統(tǒng)韓家店組富鋁碎屑巖形成較厚的古風(fēng)化殼，K、Na、Ca、Mg等元素及相對(duì)易溶的組份被淋漓帶走，部分SiO2也呈膠體溶液被帶出，而難溶惰性的Al、Ti及部分Fe、Si等殘留原地或近地富集，形成以高嶺石為主的粘土礦物；晚石炭世早期的局部斷塊運(yùn)動(dòng)，伴有間歇性上升活動(dòng)和間歇性海侵的影響下，在低洼的區(qū)域形成淺海臺(tái)地相的黃龍組沉積；在中二疊世梁山期，經(jīng)地表水作用，風(fēng)化殘積物源源不斷地向低洼的河湖盆地搬運(yùn)、遷移，在還原、弱酸-弱堿性水體中再經(jīng)沉積、分異形成含礦層；之后至中三疊世，形成巨厚的海相、海陸交互相沉積巖。在成巖、成礦過(guò)程中，初始形成的鋁土礦石主要為一水鋁石，少量為三水鋁石。后期地殼的抬升，鋁土礦層再經(jīng)地下水、地表水風(fēng)化淋濾及氧氣作用，進(jìn)一步脫硅、去硫、除鐵、富鋁，形成目前所見(jiàn)的鋁土礦。4鋁土礦成礦預(yù)測(cè)及資源潛力評(píng)價(jià)黔北務(wù)正道鋁土礦礦集區(qū)是全國(guó)第一批47個(gè)整裝勘查區(qū)之一，在國(guó)家“358”和貴州省“246”地質(zhì)找礦突破行動(dòng)的推動(dòng)下，貴州省地勘基金、中央地勘基金及礦業(yè)權(quán)人近年加大了該區(qū)的勘查力度。進(jìn)一步總結(jié)成礦預(yù)測(cè)標(biāo)志，優(yōu)選了安場(chǎng)向斜北段、道真向斜西翼中段、大塘向斜南東段、浣溪向斜中南段、桃園向斜、平木山向斜、務(wù)川向斜中段等7個(gè)有利找礦靶區(qū)。通過(guò)實(shí)施大量探槽揭露和鉆探驗(yàn)證，已發(fā)現(xiàn)5個(gè)大型礦床、4個(gè)中型礦床。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)總結(jié)的找礦模型和預(yù)測(cè)標(biāo)志，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法對(duì)全區(qū)已知礦床的深邊部和空白區(qū)進(jìn)行了找礦預(yù)測(cè)與資源潛力評(píng)價(jià)。研究認(rèn)為在大塘向斜、道真向斜西翼、安場(chǎng)向斜、浣溪向斜、張家院向斜、桃園向斜及青坪向斜南段的鎮(zhèn)江小向斜等7處有利沉積相區(qū)尚有不同程度的找礦空間，通過(guò)進(jìn)一步工作，預(yù)測(cè)將新增礦石資源總量23903萬(wàn)噸，使務(wù)正道地區(qū)鋁土礦資源儲(chǔ)量達(dá)到11億噸以上。參考文獻(xiàn)[1]晚古生代冰期研究進(jìn)展[J].楊兵,夏浩東,楊欣杰,韋一.地質(zhì)科技情報(bào).2016(