登封—新密深部铝土矿成矿地质条件及找矿潜力

雷德正+邓斌+徐林

摘 要：登封-新密铝土矿带位于华北地台南部，嵩箕台隆嵩山复式背斜的南翼东部，在大冶-杨台向斜的核部及其两翼的中深部的含铝岩系及铝土矿床基本上得到完整保存。区内浅部铝土矿呈层状、似层状、透镜状，局部呈漏斗状，产于本溪组含矿岩系的中上部，铝土矿品位较高。由地表众多漂矿采坑及已知煤矿勘查资料可知，深部古岩溶发育，含矿岩系发育，铝土矿体层位稳定，深部成矿地质条件较好，找矿潜力大。

关键词：铝土矿 找矿潜力 登封 新密

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0033-02

登封-新密铝土矿带是河南铝土矿的主要成矿带，位于华北地台南部，嵩箕台隆嵩山复式背斜的南翼东部，大冶-超化铝土矿带中部，紧邻登封大冶、新密平陌、杨台、楚岭4个大中型铝土矿（床）区的南部。在大冶-杨台向斜的核部及其两翼的中深部的含铝岩系及铝土矿床基本上得到完整保存。区内铝土矿呈层状、似层状、透镜状，局部呈漏斗状，产于本溪组含矿岩系的中上部，由地表众多漂矿采坑及已知勘查资料可知，矿体层位稳定，大冶矿床、杨台矿床为大型铝土矿床在本区具代表性，说明该区矿床所在层位较稳定，含铝岩系的含矿性较好，深部含矿岩系能反映出浅部矿床同一的成矿地质环境及条件，但是，深部矿床由于长期分布于地下潜水面以下，脱离氧化条件，脱硅富铝作用减弱，矿石中SiO2及S含量相对较高，A/S稍低。

1 成矿地质背

矿区位于华北地台南部，嵩箕台隆嵩山复式背斜的南翼东部，大隗-杨台向斜中西部（如图1），区内褶皱、断裂构造发育，沉积矿产丰富，区域地质成矿条件较好。

1.1 地层

该区属华北地层区豫西分区嵩箕小区，区内地层主要为太古界登封群、下元古界嵩山群、中元古界五佛山群及下古生界寒武系、奥陶系和上古生界石炭系、二叠系，其中石炭系上统本溪组（C2b）为铝土矿赋矿地层（含矿岩系，习惯上称为含铝岩系）。以嵩山背斜轴部起，与含矿岩系关系密切的地层由北向南、由老到新依次为古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系及新生界新近系和第四系，地层走向总体展布近东西，倾向南，局部由于褶皱作用地层倾向变化较大。

1.2 构造

该区构造主要表现为褶皱和断裂构造，区域构造的基本特征为：基底强烈褶皱、变质，盖层为开阔复式褶皱及断裂。褶皱主要有嵩山、箕山两大背斜，其间夹以古生界地层为主的新密复向斜，均呈近东西向展布，断裂以燕山期为主，分为东西向、北西向、北东向3组。

区总体构造为夹持于风后岭背斜和新密复向斜之间的次一级平陌-超化向斜。地层走向总体近东西向，并大致以西部二道岭—中部刘沟—中东部张沟—东部超化煤矿为轴南北对倾，倾角10°～30°，南缓北陡，枢纽呈“～”形，总体走向近东西向。大的褶皱有两个即近东西向的张沟向斜和于家庄背斜；大的断裂有3组7条即近东西向的新庄断层、后沟断层、张家庄断层和杨台逆断层，北西向的龟山断层、张沟断层和北东向的虎蹄沟断层，发育有两个滑动构造，即新庄滑动构造和二道岭滑动构造。

2 矿床类型及成因

2.1 矿床类型

嵩箕地区（包括本区）的铝土矿产于晚石炭世早期，在中朝准地台上，从奥陶世中期开始发生大规模海退，使这一地区岩石处于1.5亿年之久的风化剥蚀状态，形成了起伏不大的准平原型喀斯特地貌，其特征是地表凹凸不平，局部区域溶蚀漏斗深达80 m，亦有地下溶洞，其中充填含铁粘土岩。在矿区经常见到中奥陶统表面溶蚀地貌。

2.2 矿床成因

从古地理环境看，晚石炭世早期本区处于秦岭古陆之东与河淮内海之西的边缘海与浅海海湾地带，北部为巩峡海湾，南部有宝临海湾，中间为嵩箕古岛。在喀斯特地貌形成的同时，岩石的泥铁质、粘土物质逐渐堆积在溶蚀凹地内，由于是在氧化状态下进行，有类似于热带红土堆积的性质，称为钙红土，这在C2b1地层，特别是山西式铁矿不具备明显层理。这些钙红土物质基本上或接近填满了溶蚀凹地，并且经长期去硅富铝及富铁过程，局部形成C2b1铝土矿层及山西式铁矿层。随着地壳缓慢下降，喀斯特作用减弱，风化壳切割亦减缓，地台开始接受物质沉积。然后，该区下降至近海海滨的超浅湖泊或潮间带状态，这时地壳活动性较大，形成的铝土矿、粘土矿均具有豆鲕状结构和薄层理构造。成矿物质的沉积与地壳重新上升至水面以上进行去硅富铝作用频繁交替，经长期成矿过程形成铝土矿层，这时的溶蚀凹地已被填平补齐，至上石炭世开始，中朝准地台上出现地质历史上罕见的大规模原始森林，氧化环境全面转化为还原环境，而且形成了一4煤层，这是铝土矿避免进一步氧化、风化剥蚀而得以保存的良好环境，最后形成晚石炭世第一次大规模海侵，使形成的铝土矿层淹没在汪洋大海之下，伏于晚石炭世太原统、二叠纪等沉积地层之下而得以保存至今。

3 找矿潜力分析

3.1 有利的成矿地质条件

矿区属于登封—新密铝土矿成矿区之大冶—杨台铝土矿成矿带，区内地层主要为下古生界寒武系、奥陶系和上古生界石炭系、二叠系，其中石炭系上统本溪组（C2b）为铝土矿赋矿地层（含矿岩系，习惯上称为含铝岩系）。该含矿岩系厚11.62～18.16 m，平均13.74 m，为一套含铝、含铁粘土岩层，又称铁铝层，该套地层上部岩性有粘土岩、粘土矿、铝土矿，下部为含铁或铁质粘土岩、赤铁矿（山西式铁矿）及黄铁矿等。铝土矿呈透镜状、似层状赋存在含铝岩系的中、上部，本溪组地层不整合于奥陶系中统马家沟组石灰岩长期间断的古风化侵蚀面上，顶板为石炭系上統太原组生物碎屑灰岩或炭质粘土岩，局部为煤层（一1煤）等。

3.2 深部地质信息验证成矿较好

根据收集告成煤矿勘探资料，矿区深部施工4个钻孔，有两个钻孔见较好品位铝土矿工业矿体，矿体平均厚度超过9米，一个钻孔见粘土矿，可见深部500 m以浅有较好的找矿前景。前期该区煤矿勘查资料较多，依据已有勘查成果显示，在该区一1煤厚度较大地区，铝土矿层厚度较大，品位较高。是铝土矿勘查的有力地段，加强对以往煤矿资料的综合研究，对提高铝土矿勘查成果有较好帮助。

成矿带位于中朝准地台南部，嵩箕台隆东南边缘地带，嵩山复式背斜的南部，区内基岩零星分布，地层由老至新：寒武系，奥陶系，中石炭统本溪组，上石炭统太原组，新近系和第四系，近东西向断裂构造发育，登封-新密铝土矿成矿区具有较大的找矿前景。

4 结语

依据区域成矿地质背景依据区域已发现矿床的研究认为登封-新密一带深部成矿地质条件非常有利。以往煤矿勘查成果显示在登封-新密一带，有大量一1煤可采，深部铝土矿品位较好。因此，认为登封-新密一带深部含矿岩系发育，铝土矿成矿地质条件较好，前期少量钻孔揭露铝土矿石质量较佳，综合分析认为深部铝土矿找矿前景较大，经过地质勘查工作，有望找到大型以上规模的铝土矿床。在岩溶古地形发育的低洼地段，是铝土矿富集形成高品位铝土矿的有利地段，是勘查中应该重点注意的地段。

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