贵州猫场矿高硫型铝土矿地质特征

曾文杰

(长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000)

猫场矿位于贵州省中部，行政区划属清镇市犁倭乡(部分属站街镇境内)管辖。大地构造位置位于扬子准地台黔北台隆的贵阳复杂构造变形区内北东向构造与南北向构造的交接复合部位。区域出露地层有震旦系、寒武系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系和第四系。区域矿产以沉积矿床为主，主要有铝土矿、煤、铁等十多种矿产。猫场矿0～24线范围内低、中、高硫型铝土矿空间分布复杂，其中高硫型铝土矿资源量大，硫含量高、分布范围广，约占全部铝土矿资源量的25%。2014～2016年，长沙有色冶金设计研究院有限公司对猫场矿实施了基建勘探工作， 基建勘探范围为1 140 m、1 160 m中段(标高1 150～1 170 m)。高硫型铝土矿约占基建范围内矿石量的30%，但高硫型铝土矿空间分布复杂、硫含量高，且尚不能大规模运用于氧化铝生产，给矿山生产造成了较大的难度。

1 含矿岩系地质特征

猫场矿含矿岩系直接顶、底板分别为石炭系摆佐组(C1b)白云岩和寒武系娄山关群(∈2-3ls)灰岩。含矿岩系石炭系下统大塘组(C1d)是一套以黏土岩类为主，伴有铝土矿、赤铁矿、硫铁矿等矿产的含矿岩系组合。整个含矿岩系的厚度受其下伏地层古卡斯特侵蚀程度制约，凹处厚度大，凸处厚度小。含矿岩系具明显的二分系列，上段称含铝岩系，下段称含铁岩系。

含铝岩系位于含矿岩系上部。由黏土岩、硫铁矿、铝土矿及铝士岩等组成，厚度0.30～25.09 m。

含铁岩系位于含矿岩系下部。由铁质黏土岩、绿泥石黏土岩、绿泥石赤铁矿、赤铁矿及绿泥石岩等组成，厚度0～10.75 m。

2 矿石特征

根据《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》(DZ/T 0202—2002)附录B：铝土矿石品级标准(GB 3497—83)，根据S含量将区内的铝土矿分为低硫型(S≤0.3%)、中硫型(0.3%0.8%)。

按基建勘探区矿块统计，硫含量变化在0.10%～12.43%，平均2.26%，基建勘探区铝土矿石整体属高硫型。基探区内高硫型铝土矿S：0.89%～12.43%，平均4.05%。这类矿石是暂不具备综合开采的矿石，占基探区矿石资源总量的30%。

硫主要赋存于黄铁矿中。硫在铝土矿(含低、中、高硫铝土矿)中，单样含量0.00～21.95%，平均1.51%，变化系数193.79%；硫在低硫型铝土矿矿石中单样含量0.00～0.30%，变化系数112%～408%。在高硫矿石中，变化较小，变化系数为26%。频率直方图(见图1)呈双峰状，频率变动域较大，硫含量主要集中在低硫型与高硫型品位区间，中硫型较小，说明矿石中硫含量呈两极化趋势明显，没有明显的过渡区间。硫主要偏集于矿体顶部及下部，少数工程矿体中部硫也偏高。

图1 基探区铝土矿S含量频率直方图

3 赋存条件

根据与主矿层(低硫型+中硫型)的空间相对位置，高硫型矿体可分为主矿层上层高硫型、主矿层中层高硫型、主矿层下层高硫型三种类型。局部位置全矿层均为高硫型铝土矿。

(1)覆盖在其他类型矿体的顶部的高硫型铝土矿即为主矿层上层高硫型铝土矿。在127个见矿工程中，见主矿层上层高硫型工程为53个，占见矿工程总数31%。主矿层上层高硫型铝土矿在基建勘探区整体分布普遍。平面上基探区3～5A，12A～14A勘探线范围主矿层上层高硫型矿体分布稳定连续，其余上层高硫型矿体呈不连续井盖状，覆盖在其他类型矿体之上。有少量探矿工程仅见高硫型矿体。剖面上主矿层上层高硫矿矿体主要分布于矿体顶板，覆盖在其他矿体之上。

主矿层上层高硫型铝土矿，S：0.98%～12.43%，平均4.33%。这类矿石占高硫型矿石资源储量的34%，占基探区矿石资源总量的10%。

(2)分布于其他类型矿体的中部的高硫型铝土矿即为主矿层中层高硫型铝土矿。在127个见矿工程中，见主矿层中层高硫型工程为24个，占见矿工程总数19%。主矿层高硫型铝土矿在基建勘探区整体分布普遍，但连续性较差。平面上基探区3～5A勘探线范围分布了两块规模较大的主矿层中层高硫型矿体，其余中层高硫型矿体呈不连续鸡窝状，被其他类型矿体包围。剖面上主矿层中层高硫矿矿体分布于其他类型矿体中部，被其他类型矿体包裹。

主矿层中层高硫型铝土矿，S：1.35%～6.02%，平均2.93%。这类矿石占高硫型矿石资源储量的20%，占基探区矿石资源总量的6%。

(3)分布于其他类型矿体的下部的高硫型铝土矿即为主矿层下层高硫型铝土矿。在127个见矿工程中，见主矿层中层高硫型工程为56个，占见矿工程总数44%。主矿层下层高硫型铝土矿在基建勘探区整体分布普遍，局部连续性较好，主要分为4块下层高硫型区域。平面上主基探区3～5A、9～13、14～17勘探线范围分别分布了4块规模较大的主矿层下层高硫型矿体，其余仅见少量零星下层高硫型矿体，被其他类型矿体包围。剖面上主矿层下层高硫矿矿体分布于其他类型矿体底部，被其他类型矿体所覆盖。

主矿层下层高硫型铝土矿，S：0.89%～12.09%，平均4.31%。这类矿石占高硫型矿石资源储量的46%，占基探区矿石资源总量的16%。

4 矿床成因

猫场铝土矿属沉积型铝土矿矿床，成矿物质的主要来源为寒武系的富含铝的铝硅酸盐类岩石。

猫场铝土矿床形成于早石炭世大塘期，沉积于古隆起边缘淡化泄湖盆地的泄湖洼地相中。沉积物主要为：下部暗绿色绿泥石黏土岩、铁质黏土岩夹结核状、透镜状赤铁矿；上部为黏土岩、含水白云岩黏土岩夹致密状、土状铝土矿及少量碎屑状铝土矿。黏土岩和铝土矿中均含有丰富的黄铁矿。该区域当时为较开阔平坦的水下洼地，离广海较远，水域处于安定、闭塞的弱氧化-还原环境，为黄铁矿的沉积提供有利的环境。

猫场铝土矿床成矿作用具有多阶段性，为风化—搬运沉积—次生淋滤富集型铝土矿床。

5 结论

猫场铝土矿为特大型沉积型铝土矿床，形成于早石炭世大塘期。猫场矿低硫型、中硫型铝土矿石质量优良，资源储量大，但目前尚难利用的高硫型铝土矿含硫量高，资源量大，约占全部铝土矿资源储量的1/4，并且赋存于主矿层上部、中部及下部，对主矿层的高效开采和出矿品位控制造成较大的难度。因此，建议下一步开展高硫型铝土矿的综合利用研究工作。