河南省宜阳地区铝土矿地质特征及找矿意义

金 磊，方 荣，董俞雪

（1.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心，河南 郑州 450000；2.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，河南 郑州 450016）

1 区域地质背景

宜阳县铝土矿床大地构造位于华北地台南缘，中朝准地台的西北端，箕嵩台隆西侧、渑池-确山陷褶断束中北部。煤系及铝（粘）土矿地层发育较齐全，铝土矿成矿地质环境优越。

（1）地层。本区地层区划归属华北地层区、豫西地层分区、渑池－确山小区（参照《河南省区域地层志》）。地层出露较齐全，地壳基底片麻岩系和盖层火山岩、沉积岩系各时代地层均有出露。中元古界熊耳群和汝阳群、新元古界洛峪群和震旦系，古生界寒武系、石炭系、二叠系，中生新界三叠系和第四系。

（2）构造。本区由不同的大地构造单元组成。西南部熊耳群出露区属华熊台隆，是古元古以后的不断隆起区；东北部沉积地层分布区属渑临台坳，是中元古以后坳陷沉积区；而洛河以北和东南部，则为新生界以来发育的断陷盆地。概括而言，本区是在隆起、坳陷、沉积、褶皱之后，又被不同期次，不同方向，不同规模和不同性质的断裂体系切割、改造、叠置、拉开而复杂化了的断块地体，总体构造是西南部隆起，东南部降落，北部断陷。其对铝土矿床的展布起着重要的控制作用。

2 矿床地质特征

2.1 含矿岩系特征

含矿岩系为一套含铁富铝的铝土—粘土岩组合。含矿岩系厚度变化之大，取决于基底地形的起伏变化，地形平坦，矿层厚度稳定，呈层状、似层状平缓产出。地形低洼处，特别是有岩溶漏斗的地段，含矿岩系的厚度达30m～50m，古地形凸起处，也会出现风化剥蚀掉的情况。

含矿岩系的底部，为蛋清色水云母粘土岩或高岭石粘土岩。呈皮壳状，直接贴附于碳酸盐岩古风化面上，或充填于角砾岩间隙中。个别地段该层位灭失，底部直接与寒武系白云质灰岩不整合接触。含矿岩系的中部为铝土矿矿层，一般分三层，下层铁质粘土岩，局部形成黄铁、菱铁矿工业矿体（山西式铁矿），氧化后形成赤褐铁矿，局部夹铝土矿透镜体；中层是铝土矿矿体，灰、淡黄色、淡紫色、暗灰色等，软硬不一，呈致密、豆鲕状、碎屑状结构，块状构造。

2.2 矿体特征

区内矿体分为锦屏山矿段，李沟矿段、兰家门矿段。其中锦屏山矿段沉积不稳定，厚度变化大，局部沉积缺失。李沟矿段和兰家门矿段沉积较为稳定，矿体较连续。矿体形态大体可分为：似层状、透镜（漏斗）状，以及两者的复合形态，局部亦出现分支复合状。从空间上看，矿体的总体形态应是在厚度一至数米的似层状矿体背景上，不等距地嵌布着大厚度的溶斗状矿体的复合形态。其产状与下伏碳酸岩古风化面明显不一致，由四周向中心倾斜，呈独立产出，其厚度大，矿石质量较好。

2.3 矿石物质成分及结构构造

2.3.1 矿石矿物成分

根据偏光显微镜鉴定，X-射线衍射分析及差热分析，矿石中主要矿物成分如下：

（1）高岭石：一般呈胶体分散或呈细小隐晶质及少量鳞片状集合体，粒度细小，一般在5微米左右。

（2）一水硬铝石：多为似鳞片状集合体或胶态豆状鲕状集合体，不均匀或呈似团块状分布于高岭石中。在一些硬质粘土矿中，可见灰黑色的水铝石的粒屑和团块。少数呈微晶及隐晶状，可达0.1mm以上，为他形粒状结合体。在铝土矿中，一般含70%～80%，（高岭石含15%～25%）。

（3）叶腊石：镜下常呈叶片状，有时呈放射叶片状几何体，期间分布着铁、泥质。部分呈显微鳞片状分散于高岭石中，可构成叶腊石型耐火粘土。

（4）伊利石：呈鳞片状，晶形特别，常呈弯曲轮廓的片状，并和高岭石交织成席状与之共生。

表1 宜阳铝土矿矿体特征一览表

次要矿物为绿泥石、蒙脱石、褐铁矿、赤铁矿、白云母、绢云母等。矿石中还常有碎屑长石及一些微量的锆石、石英、方解石、电气石、金红石、榍石、磷灰石等。

2.3.2 矿石结构、构造及类型

矿石主要呈鲕粒状、豆粒状、砾屑状、致密状结构，亦见显微晶质结构。构造类型有块状、蜂窝状、层状等。

豆鲕状结构的豆（鲕）粒形状不太规则，似豆荚状，长轴直径0.2mm～8mm，以大于2mm的豆粒为主，可见同心层，但层数不多。鲕粒的胶结物主要是粗糙状铝土矿和致密状铝土矿。

2.3.3 矿石的化学成分

（1）主要化学成分：通过基本分析样的统计和分析，铝土矿矿石的主要化学成分为：Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2和烧失量，共占总成分的96.63%。

（2）次要化学成分：通过对组合分析样的统计和分析，铝土矿矿石的次要化学成分为：S、CaO、MgO、P2O5、K2O、Na2O、V2O5。

化学成分统计结果如表2。

表2 宜阳矿区铝土矿化学成分含量统计表

3 铝土矿成矿富集规律

本区位于华北地台南部，加里东运动使本区抬，整体长期处于风化、剥蚀状态，形成红土风化壳，为铝土矿的成矿提供了大量物质基础；中石炭世时期，在华力西运动的作用下，本区整体下降，接受沉积，形成了铝土矿层和含铝岩系；印支运动后，本区进入地洼发展阶段，由于地壳强烈分异，断块隆起和坳陷发育，使铝土矿和含铝岩系在隆起、开放、氧化环境中，发生去硅、去铁作用，粘土矿物进一步风化分解，使得铝土矿层和含铝岩系得到了强烈改造，进一步富集成矿。

矿床产出形态大体与古风化侵蚀面的岩溶地形有直接关系，或似层状或透镜状。铝土矿厚度、品位为与古地形之间有相依性，表现在凡是厚大矿体、高位矿石，基本产于侵蚀面为岩溶洼斗内。

地表Al2O3明显富集。在表生富集作用下，地表水的淋蚀及地表风化作用可以使矿石中的豆鲕及硅、硫等杂质流失，在地表及浅部形成富矿。但表生富集作用对铝土矿矿石质量的影响并不是决定性的，在深部原生矿石中也有富矿存在，如图1。

图1 李沟矿段含矿岩系在走向上及垂直方向上层位对比示意图

4 找矿意义

在河南省划分的4个铝土矿成矿区中，宜阳地区比较特殊，其位于陕－渑－新铝土矿成矿区、嵩箕铝土矿成矿区和汝阳—鲁山—宝丰铝土矿成矿区之间，过去从未明确的划入任何一个主成矿区之中。河南铝土矿矿床在大部分地区主要赋存于奥陶系古风化侵蚀面上，宜阳地区是除南部的汝州-宝丰地区铝土矿床之外为数不多的赋存于寒武系古古风化侵蚀面上的铝土矿床之一。

从浅部的民采坑来看，富矿石的占比还是很高的，另外区内还有一些地层被覆盖，这些地段很有可能找到新的铝土矿矿体。根据本区矿体地质特征及成矿富集规律的研究，该区域的浅部和中深部有很大的找矿潜力。

综上所述，宜阳地区铝土矿成矿条件好，埋深浅，富矿厚，且在中深部也有厚大矿体，资源储量达到大型铝土矿。共伴生铁矾土和耐火粘土储量也很可观，通过后期的资源合理利用开发，本区有望成为豫西又一个重要的铝土矿资源产地，也为铝工业的发展和振兴地方经济提供有力的支撑。