黔北道真向斜西翼铝土矿地质特征及成因探讨

袁　睿，鲜绍军，金中国，宋小军

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，贵州贵阳550005）

黔北道真向斜西翼铝土矿地质特征及成因探讨

袁睿*，鲜绍军，金中国，宋小军

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，贵州贵阳550005）

道真向斜位于务正道铝土矿带的西部边缘，在其西翼现已查明4个铝土矿床，估算（332）+（333）+ （334）？铝土矿资源量约4000×104t。对含矿岩系分布、矿体产出特征、矿石类型及其底板黄龙组厚度进行系统分析，认为：由北向南矿体规模逐渐增大；含矿岩系厚度与矿体厚度呈正相关，与黄龙组厚度之间呈负相关关系；区内残存黄龙组分布特征，揭示古地理环境为地势相对低的古地貌，水体交替作用相对弱，从而脱硅富铝作用也相对弱，所以区内矿石类型大多为铝硅比不高的块状、致密块状和豆鲕状矿石。

地质特征；铝土矿；矿床成因；道真向斜；黔北

贵州务正道铝土矿区位于黔北—渝南铝土矿成矿带的南段，是2010年被列为全国首批47个整装勘查项目之一。截止2014年底，发现众多铝土矿床，提交各级别总资源量约7×108t，形成贵州新的铝工业基地。道真向斜位于务正道铝土矿带的西部边缘，在其西翼现已查明4个铝土矿床，估算（332）+（333）+（334）？铝土矿资源量约4000×104t。

1　地质背景

务正道地区大地构造位置处于扬子陆块南部被动边缘褶冲带，以北北东向褶皱发育为特点，其背斜相对平缓开阔，向斜相对较紧闭，为典型的隔槽式褶皱（见图1）。

区域内出露寒武系、奥陶系、志留系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系地层。志留系只发育中下统韩家店组，石炭系仅在局部地区出露上统黄龙组。二叠系中统梁山组为区内铝土矿的含矿岩系［1-3］，岩性主要为炭质泥岩、粘土岩、铝土质粘土岩、铁绿泥石岩及铝土矿等。区内无火成岩、变质岩出露。

2　矿床地质特征

2.1地层特征

道真向斜是务正道铝土矿成矿带中面积最大的存矿构造，存矿面积约600km2。道真向斜西翼已探明1个大型矿床、2个中型矿床和1个小型矿床。含矿岩系二叠系中统梁山组：顶部为炭质泥页岩，为矿层顶板标志层，一般厚0.3～1.3m，平均厚度0.9m；中部为铝土岩系，一般其中间颜色较浅，向上下两侧颜色变深，一般厚2.0～6.0m，平均厚度4.1m；底部为含绿泥石岩系一般厚0.5～2.0m，平均厚1.3m。整段含矿岩系常见黄铁矿和炭质化石碎条分布，其中部铝土岩系可细分为5～6个亚层，第4、5层为矿区主矿层，其特征由上至下为：

栖霞组：灰—深灰色泥晶灰岩、泥灰岩，与下伏地层整合接触，厚度大于100m。

梁山组：为含铝土矿层位，与下伏地层不整合接触，厚3.4～12.7m，可细分为：

（1）灰黑色炭质泥岩、泥页岩、劣质煤，偶含黄铁矿细粒和化石碎片，厚0.2～3.5m。

（2）深灰—黑色块状含炭质铝土质泥岩、铝土岩，含斑块状和细粒状黄铁矿及化石碎片，厚0～0.6m。

图2　道真向斜西翼矿床地质略图和勘探线地质剖面示意图及矿石类型分布图1.侏罗系下统；2.三叠系中统狮子山组；3.三叠系中统松子坎组；4.三叠系下统茅草铺组；5.三叠系下统夜郎组；6.二叠系上统吴家坪组、长兴组；7.二叠系中统栖霞组、茅口组；8.二叠系中统梁山组；9.石炭系上统黄龙组；10.志留系中下统韩家店群；11.含矿岩系露头线；12.地层界线；13.正断层；14.岩层产状；15.向斜轴；16.剖面线位置

（3）灰—浅灰色含豆鲕块状、致密状铝土岩，偶含黄铁矿细粒，厚0～1.7m。

（4）灰—浅灰色块状、致密状铝土矿，偶含豆鲕和黄铁矿细粒，厚0～1.4m。

（5）浅灰—灰白色含豆鲕碎屑状、豆状、半土状—铝土矿，偶含黄铁矿和炭质碎屑，厚0～5.6m。

（6）灰色块状含豆鲕块状铝土矿，偶含黄铁矿晶斑和黑色化石碎条，厚0～1.0m。

（7）灰—灰白色致密状、块状铝土质泥岩、铝土岩，含黄铁矿及化石碎片，厚0.3～3.5m。

（8）灰绿色、灰—深灰色块状含铝土质绿泥岩、含铝土质绿泥岩，含黄铁矿细粒和炭质碎条，偶含鲕粒，厚0.2～3.1m。

黄龙组：为灰—灰白色白云岩、白云质灰岩，与下伏地层不整合接触，厚0～9.3m。

韩家店群：为灰—灰绿色泥页岩，厚度大于200m。

2.2矿体产出特征

道真向斜西翼含矿岩系出露长度近30km，分布10余个矿体，产于中二叠统梁山组中上部，呈层状、似层状、透镜状产出，产状与围岩一致，北部矿体较平缓，倾角15°～26°；南部矿体突然变陡，倾角50°～70°，且向深部延伸还有逐渐变陡之趋势（图2）。各矿体规模大小不等，且相差较大，矿体长270～4200m，矿体倾向宽200～900m，总体来说区内由北至南矿体连续性变好，规模增大［4］。

3　矿石特征

3.1矿石类型及质量

研究区内矿石主要由一水硬铝石、软水铝石、高岭石等粘土矿物组成。矿石构造以致密状、块状构造和豆状、鲕状构造为主，其次为土状、半土状和碎屑状构造。总体来说，碎屑状、土状、半土状矿石质量最好，致密状和块状矿石次之，豆鲕状矿石略差，详见表1。

3.2矿石分布规律

表1　道真向斜西翼矿石特征简表

（1）从矿体的垂向来看，在揭露深部矿体的多数工程中只见发育1～2种矿石类型，同时发育3种矿石类型的较少见，主要为只发育致密块状矿石和同时发育豆状与致密块状矿石的矿体，约占70%；一般致密块状矿石发育在矿体的上部，其下发育豆鲕状矿石，土状—半土状和碎屑状矿石发育在矿体下部。

（2）从整个道真向斜西翼南北近30km范围内分布的深部矿体来看（图2），致密状和块状矿石全区均有分布，在南端有增加的趋势；豆鲕状矿石由北向南逐渐增加，在南端又减少；而土状、半土状和碎屑状呈星岛状在矿体局部产出。此种现象与古地貌有关，致密状矿石是在地势较低处，没有经过淋滤或弱淋滤形成的；豆鲕状矿石是暴露或接近地表过程中形成的；半土状及土状铝土矿是暴露在地表淋滤而成的［5］。本区豆鲕状和致密状矿石所含比例较大，说明本区形成的矿体大多处于近地表或水体内，鲜有暴露淋滤作用发生或淋滤作用不强。

（3）从整个研究区内矿石质量来看，南北两端的矿石质量较中部的好，Al2O3的含量和铝硅比略有增加。

4　矿系、矿体和黄龙组厚度变化特征

本区含矿岩系中二叠统梁山组厚度为3.4～12.7m，变化系数为27.3%，属于较稳定型，平均6.3m。其中见矿孔的含矿岩系厚度为3.5～12.7m，一般在4.0～8.0m，主要集中在5.0～7.0m，平均6.5m；不见矿孔含矿岩系厚度3.4～10.2m，平均5.9m；总体上见矿比不见矿孔含矿岩系厚度略大（见表2）。

区内含矿岩系底板主要为黄龙组，时代属晚石炭世，为一套被剥蚀地残缺不全的灰色、灰白色、浅紫色、肉红色中厚层状中晶—粗晶灰岩、白云岩，与上覆地层梁山组及下伏地层韩家店组均呈平行不整合接触。

研究区含矿岩系厚度与矿体厚度相关系数为0.35，呈中等正相关；黄龙组与含矿岩系和矿体厚度呈负相关（图3），相关系数分别为-0.80和-0.47。统计区内的77个钻孔中，有73个见黄龙组钻孔，见黄龙组钻孔比例为95%，黄龙组厚度0～9.3m，平均4.9m。而位于务正道矿带北部东缘的鹿池向斜内的瓦厂坪矿区，见黄龙组钻孔比例为42%，黄龙组平均厚度为2.33m；位于务正道矿带南部新模向斜的新木晏溪矿区，见黄龙组钻孔比例仅为15%，黄龙组平均厚度为0.69m［6］。本区残存黄龙组分布较稳定，厚度相对较大，说明黄龙组遭受风化剥蚀弱，揭示本区古地理环境为地势相对低的古地貌，同时也佐证了本区矿体形成大多处于近地表或水体内，鲜有暴露淋滤作用发生或淋滤作用不强的观点。

表2　含矿岩系厚度变化频率表

5　铝土矿的形成

中志留世之后，广西运动使务黔北—渝南地区逐渐隆起成陆，接受风化剥蚀。至早石炭世，长达60余万年的时间里，该区泥质页岩及夹在其中的灰岩大量风化剥蚀形成富含铝、铁元素的红土或钙红土［7］，晚石炭世早期，该区再次沉降，接受沉积，形成黄龙组灰岩。晚石炭世中晚期，该区又隆升为陆地，再次接受风化剥蚀，部分地区黄龙组灰岩剥蚀殆尽，由于该区处于热带干湿相间的气候条件下，早期的风化作用形成黄龙组风化的钙红土和韩家店组的红土，为铝土矿的形成准备了充足的物源［5］。前人研究表明：早二叠世，是铝土矿形成的关键时期，此时该区处于总体为开口向北的半封闭海湾边缘，随着大规模的海侵海退，富含铝、铁的红土及钙红土向海湾方向搬运［5］，同时发生脱硅富铝作用，当这些红土处于水体交替好、淋滤作用强的地段，那么该地段的红土脱硅富铝效果好，则形成品质较好的铝土矿，反之则不成矿或矿石品质差。而本研究区处于地势相对较低的古地貌，使得含矿岩系大多数时期处于潜流带或潜流带之下，整体水体交替作用相对弱，暴露淋滤时间短，从而脱硅富铝作用也相对弱，所以区内矿石大多为铝硅比不高的块状、致密块状和豆鲕状，而铝硅比较高的土状—半土状不多。

图3　含矿岩系、矿体与黄龙组厚度关系图

6　结论

研究区由北向南矿体规模增大，含矿岩系厚度与矿体厚度呈正相关，与黄龙组厚度呈负相关。区内具有矿石类型以铝硅比不高的致密状、块状构造和豆状、鲕状构造为主的特征和残存黄龙组相对于其他矿区分布较稳定、厚度相对较大的特征，均揭示本区处于地势相对较低的古地貌，含矿岩系大多数时期处于潜流带或潜流带之下，整体水体交替作用相对弱，暴露淋滤时间短，从而脱硅富铝作用也相对弱。

［1］武国辉，刘幼平，张应文.黔北务—正—道地区铝土矿地质特征及资源潜力分析［J］.地质与勘探，2006，42（2）：39-443.

［2］金中国，黄智龙，等.黔北务正道地区铝土矿成矿规律研究［M］.北京：地质出版社，2013.

［3］黄智龙，金中国，向贤礼，等.黔北务正道铝土矿成矿理论及预测［M］.北京：科学出版社，2014.

［4］袁睿，等.贵州省务正道地区铝土矿整装勘查道真向斜勘查报告［R］.贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，2015.

［5］杜远生，等.黔北务正道地区早二叠世铝土矿成矿模式［J］.古地理学报，2014，16（1）：1-8.

［6］赵远由，苏书灿.黔北务正道地区黄龙组地质特征及其找矿指示意义［J］.地质科技情报，2013，32（1）：23-26.

［7］李克庆，朱成林.遵义铝土矿的分布及对基底的依存关系［J］.贵州地质，2007，24（4）：278-281.

P618.45

A

1004-5716（2016）04-0107-04

2016-01-04

2016-01-05

袁睿（1983-），男（汉族），湖南汉寿人，工程师，现从事矿产勘查工作。