兴县高家峁铝土矿矿床地质特征及找矿意义

钟庄华

山西省第三地质工程勘察院，山西 晋中 030620

兴县是一个拥有丰富矿产资源的资源大县，高家峁矿区位于兴县县城15°方向直距18km处的高家峁村一带。区内发育煤层，铝土矿埋藏较深，以往地质工作甚少，仅在地表做过少量取样工作、深部稀疏钻探控制，为本区找矿提供了重要的地质依据。

1 矿区地层和构造

1.1 地层

矿区大部分被第四系黄土覆盖，仅在沟谷中有少量基岩出露。区内赋存地层有：奥陶系中统峰峰组（O2f）；石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）含煤岩系；二叠系下统山西组（P1s）含煤岩系、下石盒子组(P1x)，上统上石盒子组（P2s）；上第三系上新统（N2）；第四系上更新统（Q3）和全新统（Q4）。

1.2 构造

矿区位于华北地台、兴县～石楼南北向褶带的北段东侧，受区域构造影响，总体为一走向南北，向西倾斜的单斜构造，倾角5°～15°，一般小于10°。区内未见断层，总体构造较为简单。

2 矿体地质特征

2.1 铝土矿赋存层位

铝土矿赋存于石炭系中统本溪组，本溪组平行不整合于奥陶系中统峰峰组之上，自下而上可分两段：

一段：俗称含矿段。底部由铁质粘土岩开始，向上依次为山西式铁矿、铁质粘土岩到中部的铝土矿，上部为硬质耐火粘土矿或粘土岩。铝土矿为灰、灰白色，碎屑状、半粗糙状和致密状结构，块状构造，矿层下界距奥陶系灰岩侵蚀面0.00～3.69m，平均0.78m。各类岩（矿）石之间呈渐变关系，界线不大明显，呈层状、似层状产出，本段厚度平均6.89m。

二段：以底部细砂岩、砂质粘土岩与一段分界，向上依次为杂色粘土岩，砂质粘土岩，石灰岩、薄层细砂岩，黑色页岩。本段厚度平均9.75m。

2.2 矿体规模

矿区含矿面积3.32km2，面含矿系数为0.99。有一沉积无矿天窗，矿体南北长约1850m，东西宽约1700m，矿体规模为大型。

2.3 矿体形态产状

受地形切割，矿体露头多沿灰岩顶部呈陡坎状绕沟谷呈带状分布，呈形态各异的不规则“港湾”状（矿区外围东部）。

区内铝土矿矿体剖面上呈层状、似层状产出，产状与围岩产状基本一致。矿体分布较连续，呈层状、似层状产出，由东向西倾斜，倾角5°～15°，一般8°左右。

矿体赋存形态受基底灰岩侵蚀面控制，其喀斯特地貌不发育，虽经铁质粘土岩、山西式铁矿等补偿填平作用，但仍影响铝土矿体形态及厚度变化。

2.4 矿体厚度、品位及变化规律

本区矿体呈层状、似层状，基本为单层，矿体厚度变化无明显规律，由于奥陶系古侵蚀面凹凸不平，因而矿体厚度在局部地段仍有较大的变化。全区无大厚度工程，在奥灰侵蚀面凹陷地段矿体变厚，在凸起部位矿体变薄，从平面上看，在矿区中部厚度变化大，矿体不连续，形成沉积无矿天窗。从钻孔岩层剖面上看，随着矿体的变薄，含矿层厚度也迅速变薄，甚至相变为粘土岩。

矿体厚度0.82m～7.15m，平均2.98m，变化系数46.55。在矿区中部形成的沉积无矿带及周边地带厚度、矿石品位变化都比较大，矿体变薄的同时矿石品位降低，质量变差。

全区铝土矿体平均品位Al2O3：63.04%，SiO2：8.45%，Fe2O3：10.56%，A/S值：7.46。

2.5 矿石质量

本区铝土矿矿石由20余种矿物组成，主要有铝矿物、硅矿物，其次为铁矿物和少量其他矿物组成。主要矿物为一水硬铝石、高岭石。

矿石主要化学成分为 Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2四项 ，一般占矿石化学成分总量的84%左右。Al2O3：40.77%～77.67%，平 均 61.25%，SiO2：0.96%～20.06%， 平 均 7.14%；Fe2O3：1.26%～37.59%，平均10.25%，TiO2：1.67%～3.89%，平均2.61%，其它化学成分含量很少。

本区矿石品位Al2O3的含量较高且较稳定，铝硅比值较高且较稳定。矿石的结构可分为致密状、半粗糙状、碎屑状和粗糙状。矿石的构造可分为块状和薄层状，块状的矿石质量相对较好，薄层状的矿石质量相对较差。

2.6 矿石类型及品级

本矿区矿石自然类型根据结构可分为半粗糙状铝土矿、粗糙状铝土矿、碎屑状铝土矿、和致密状铝土矿四种类型，其中以半粗糙状、粗糙状和碎屑状为主。矿石类型全区变化较大，呈现出在横向上纵横交错，互相穿插的特点，但仍显示出以半粗糙状、粗糙状和碎屑状铝土矿为主。一般矿层中部一水硬铝石含量高，多形成半粗糙状铝土矿，其上、下常为致密状铝土矿或碎屑状铝土矿。

整个矿床矿石工业类型属低硫中铁型铝土矿，矿石工业品级基本属于Ⅱ级品。

2.7 矿体围岩及夹石

本区矿体及其顶、底板为同一沉积建造的连续沉积物，自下而上具有铁铝硅分异富集的特点,未见夹石。矿体直接顶板主要为硬质耐火粘土矿、粘土岩、铁质粘土岩，直接底板主要为含铁质岩类。

2.8 共生矿产和伴生有益元素

矿区内与铝土矿异体共生煤层可在矿床开采中综合开采，矿石中伴生有稀有、稀散、稀土元素中在现有经济技术条件下矿床开采加工中可综合利用的只有金属镓（Ga）,其它伴生元素未知。

3 矿床开采技术条件

3.1 剥采比

全区内矿体埋深一般50m～350m之间，覆盖层厚度大，平均剥采比约60.90，属于地采矿床。

3.2 水文地质条件

矿区内地形地貌、水文、气象等条件均有利于地表水(大气降水)的排泄，不利于地下水的补给和赋存。奥灰水水位标高在870m左右，矿区西南部高出铝土矿层最低标高,为局部带压开采，矿区内奥灰水富水性中等。矿区内以及附近无大的地表水体，但在很大范围内矿体低于当地侵蚀基准面，如果管理不当沟谷中的洪水也有可能对矿床的开采形成水患，其次是矿区中部的煤矿古空区、采空区积水也会通过岩层裂隙或其它导水通道进入矿床对采矿工作造成危害。故采矿时应高度重视这些问题，防患于未然。

3.3 工程地质条件

本矿床为坑采矿床，矿体深埋区上部有山西组及太原组地层，由砂岩、泥岩、煤层组成，呈软硬相间的复合式结构，8、13号煤层为可采煤层，厚度分别为5.12m和12.74m，,煤层开采后会留下多处采空，岩层结构遭到破坏，是矿区重要的不稳定因素。

矿体下伏岩层为粘土岩、铁矿粘土岩、山西式铁矿和石灰岩，这些岩石中尽管铁质粘土岩和粘土岩属软弱岩层不稳定，但其下部有坚硬的石灰岩垫托，使得矿柱及井硐总体稳定性属较好型。

4 找矿意义

4.1 矿区找矿成果

高家峁矿区铝土矿（333）+（334）？资源量2387.49万t，属大型矿床。矿石的品位较高，全区平均品位Al2O3：63.04%，SiO2：8.45%，Fe2O3：10.56%，A/S值：7.46。

另外高家峁矿区求得8#、13#煤层（ 331）+（332）+（333）资源量：6324万t，以气煤（QM）为主，含少量1/2中粘煤（1/2ZN）。

4.2 矿区找矿意义及勘查中得到的经验教训

矿区所在位置交通运输较为便利，矿床规模为大型铝土矿矿床，矿层厚度大且较稳定，矿石品位较高、质量较好，埋深较大，属地采矿床；目前，据矿区控制勘查程度，矿床水文及工程地质条件较简单，投资利润率较高，具有明显的经济效益，煤、铝联采将取得巨大的经济效益。

矿区周边有很大的找矿远景，根据已有的勘查成果，西部矿体埋藏较深，但矿石质量和厚度较东边浅部均没有明显的改变，矿体延伸较远。只是深部开采技术条件要复杂些。

勘查中要注意矿产综合勘查及勘查技术的综合运用，特别是对煤层的控制上，减少勘查资金的重复浪费。

5 结论

综上所述，高家峁铝土矿区是兴县又一处很适合投资开发的好地方。矿区周边有很大的找矿远景，特别是深部找矿前景巨大。

[1]张文旭，等.山西省兴县苏家吉矿区铝土矿普查报告.