黔北还打岩铝土矿地质特征及找矿潜力

宋小军，袁 睿，巩 鑫，苏永虎，罗勇军，周文龙，郭东杭，曾凡祥，孙泽玉

黔北还打岩铝土矿地质特征及找矿潜力

宋小军，袁 睿，巩 鑫，苏永虎，罗勇军，周文龙，郭东杭，曾凡祥，孙泽玉

（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）

还打岩铝土矿位于黔北务正道地区之道真向斜西翼北段，为沉积型矿床；其含铝岩系二叠系中统梁山组（P2）产于志留系中下统韩家店组（S1-2）页岩、泥岩、砂质页岩及粉砂质泥岩或石炭系上统黄龙组（C2）碳酸盐岩侵蚀间断面之上；矿石自然类型以致密块状为主，豆鲕状、碎屑状次之，少量土状；矿石质量属于中铝、中硅、中铁型，且ω（Al2O3）与ω（SiO2）呈负相关。晚志留世—早二叠世之间多期次的地壳运动，致使韩家店组（S1-2）和黄龙组（C2）地层遭受风化剥蚀分别形成红土和钙红土，为铝土矿的形成准备了充足的物质来源；加之，中二叠世务正道地区大规模的海侵海退，促使富含铝、铁的红土和钙红土在适宜的海湾环境中重新迁移并经脱硅富铝作用后成矿。还打岩铝土矿古地貌地势较低，受大气降水影响较小；距海较近，受海水影响较大，古潜水面较高；因含矿岩系梁山组（P2）长期处于潜流带或潜流带之下，水体交替作用较弱，暴露淋滤时间较短，脱硅富铝作用较弱，从而进一步说明还打岩铝土矿具有以铝硅比低的致密块状、豆鲕状及碎屑状矿石占比大，以铝硅比高的土状矿石占比少的特点。根据务正道地区铝土矿矿床成因与成矿规律，类比分析道真向斜西翼内已探明的铝土矿床；总结还打岩铝土矿地质特征及探获深部矿体的有利条件；认为还打岩铝土矿具有一定的找矿潜力。

铝土矿；地质特征；矿产成因；找矿潜力；还打岩；务正道

黔北务川-正安-道真地区铝土矿是我国渝南-黔中铝土矿成矿带的重要组成部分，成矿地质条件优越（黄奎等，2012；潘忠华等，2014；杨时强等，2015）。通过近20年来的地质工作，相继在区域内发现了瓦厂坪、大竹园、新民、旦坪、马鬃岭、大塘、沙坝等多个大型矿床（图1）；与此同时，前人对务正道铝土矿矿物学与岩石学（崔滔等，2013；金中国等，2015；向贤礼等，2015），元素特征与地球化学（汪小妹等，2013；金中国等，2018a，2019），控矿因素与成矿物质（莫光员等，2013），成矿环境与岩相古地理（余文超等，2014），矿床成因与矿床学（莫光员等，2013 ；余文超等，2014；金中国等，2018a，2018b，2019）等进行了详尽研究，取得了丰富的地质成果。

还打岩铝土矿位于务正道地区之道真向斜西翼北段，地质工作程度较低。2008年中国地质调查局在还打岩—陈家榜部署了铝土矿远景调查，并对区内常量、微量、稀土元素等矿床地球化学特征进行了较系统的评价（曾昌兴等，2012）；2011年中央地质勘查基金投入还打岩铝土矿普查，地表含铝岩系梁山组（P2）利用探槽进行了追索，深部矿体仅在较好地段利用稀疏的钻探进行了控制（鲜绍军等，2016）。

在此基础之上，本文通过地质背景、矿区地质、矿体特征、铝土矿成因分析，总结矿体地质特征及探获深部矿体的有利条件，认为还打岩铝土矿有着一定的找矿潜力，为本区今后深部找矿与研究工作提供参考。

1 区域地质背景

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，构造线主要呈北北东向。褶皱发育，表现为背斜宽缓，向斜紧凑，为典型的隔槽式褶皱（宋小军等，2021）。断裂以冲断层为主，多沿背斜轴部和向斜两翼呈北北东向展布，次有北西向断裂发育，但规模较小（武国辉等，2006）（图1）。

志留纪末的广西运动（加里东运动），泥盆纪与早石炭世之间的紫云运动（海西运动早期），晚石炭世中期与早二叠世之间的黔桂运动（海西运动晚期）的影响使务正道地区地壳抬升，地层遭受强烈剥蚀作用，期间仅晚石炭世早期黄龙组有短暂的沉积；直至中二叠世早期的东吴运动致使该区发生大规模的海侵海退，梁山组在本次海侵初期开始沉积并由陆向海转化的过程中发生脱硅富铝，经一系列的地质作用后便形成了如今的务正道地区铝土矿格局（余文超等，2014；金中国等，2018b）。

图1 务正道地区区域构造及还打岩铝土矿地质简图

1.务正道地区区域构造简图；2.还打岩铝土矿地质简图；3.志留系中下统韩家店组；4.石炭系上统黄龙组；5.二叠系中统梁山组；6.二叠系中统栖霞组及茅口组；7.二叠系上统吴家坪组及长兴组；8.三叠系下统夜郎组；9.三叠系下统茅草铺组；10.含铝岩系露头；11.地质界线；12.断层；13.向斜轴；14.含铝岩系保存范围；15.大、中、小型铝土矿矿床；16.见矿钻孔及编号；17.落空钻孔及编号；18.见矿探槽及编号；19.地层产状；20.勘探线位置及编号；21.矿区位置

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。寒武系集中分布于背斜的核部；志留系仅有中下统韩家店组发育；缺失志留系上统、泥盆系和大部分石炭系。二叠系中统梁山组为区内铝土矿的含矿岩系，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（袁睿等，2016）。

2 矿区地质特征

2.1 地层特征

区内从西到东依次出露有志留系中下统韩家店组，石炭系上统黄龙组，二叠系中上统梁山组、栖霞组、茅口组、吴家坪组、长兴组，三叠系下统夜郎组、茅草铺组（图1）。其中，含矿岩系梁山组（P2）上覆地层为栖霞组及茅口组灰岩，大多形成悬崖陡坎；下伏地层为韩家店组泥岩、页岩，多形成缓坡台地；故含矿岩系出露于悬崖陡坎与缓坡台地转换处，该地形地貌是本区重要的找矿标志。

2.2 构造特征

还打岩铝土矿的一级褶皱为道真向斜，地层总体平缓，产状稳定；无区域性断层发育，构造简单。其中，道真向斜是一个轴向近南北向，两翼大致对称的紧闭向斜；其北部地层平缓而开阔，向南逐渐变窄变陡，平面上好似一个向南插入的楔子（鲜绍军等，2016）（图1）。

2.3 含铝岩系特征

矿区含矿岩系地层为二叠系中统梁山组（P2），该组总厚度3.29～7.92 m，根据地表探槽岩性可划分为7小层（图2），自上而下为:

⑦深灰色、黑色炭质泥岩0～1.33 m；

⑥灰、深灰色含炭质铝土质泥岩 0～0.83 m；

⑤灰、浅灰色豆鲕状或碎屑状铝土矿或铝土岩0～1.18 m；

④灰、浅灰色致密块状铝土矿或铝土岩0.40～1.73 m；

③浅灰色、浅黄色碎屑状、土状铝土矿或铝土岩0～1.64 m；

②浅灰绿色、灰白色铝土质泥岩0～1.74 m；

①灰绿色绿泥石岩或铁绿泥石岩0～1.88 m。

一般情况下，该7小层发育不完全，往往仅见到其中的3～5层。第3层、第4层、第5层为该研究区的主含矿层。中部的土状－碎屑状铝土矿或铝土岩常有缺失现象（图2）。

图2 还打岩铝土矿地表含矿岩系柱状对比图

1.二叠系中统栖霞组；2.二叠系中统梁山组；3.石炭系上统黄龙组；4.灰岩；5.泥岩；6.绿泥岩；7.含炭质泥岩；8.含铁质泥岩；9.含铝土质泥岩；10.铁质铝土质泥岩；11.块状铝土岩；12.豆鲕状铝土岩；13.致密状或块状铝土矿；14.碎屑状铝土矿；15.豆鲕状铝土矿；16.土状铝土矿；17.整合地质界线；18.不整合地质界线；19.矿体展布范围；20.取样位置及编号

3 矿体地质特征

矿体赋存于含铝岩系二叠系中统梁山组（P2）的中上部，呈层状、似层状产出；连续性较好，平面形态较规则；走向NE15°，倾向SE105°，产状平缓，平均倾角14°，与岩层产状一致（图3）。矿体直接顶板为灰、深灰色碎屑状、豆粒状铝土质泥岩或灰黑色碳质泥岩，厚1～2m；直接底板为浅灰、灰白色铝土质泥岩或含铁绿泥石岩，厚2～3m（图2）。

图3 还打岩铝土矿28号勘探线地质剖面图

1.志留系中下统韩家店组；2.石炭系上统黄龙组；3.二叠系中统梁山组；4.二叠系中统栖霞组及茅口组； 5.二叠系上统吴家坪组及长兴组；6.见矿探槽位置、编号及Al2O3｜AS/真厚；7.见矿钻孔位置、编号及Al2O3｜AS/真厚；8.整合、不整合地质界线；9.岩层产状；10.铝土矿体

矿石自然类型以致密块状铝土矿为主，豆鲕状、碎屑状铝土矿次之，少量土状铝土矿；矿石矿物以一水硬铝石、软水铝石、高岭石、黏土为主；矿石构造以致密块状、豆鲕状、碎屑状为主，其次为土状；总体来说，土状矿石质量最好，致密块状次之，豆鲕状、碎屑状较差。

矿体厚度0.80～4.95m，平均1.49m，较稳定，变化系数75%。在走向和倾向上，厚度无明显变化规律。矿体ω（Al2O3）为50.20%～70.47%，平均60.85%，矿石质量较好，变化系数11%；矿体ω（SiO2）为5.26%～24.50%，平均16.08%，变化系数45%；鉴于Al2O3与SiO2是矿石的主要成分，一般情况下ω（Al2O3）与ω（SiO2）关系呈负相关，此消彼长。铝硅比（A/S）为2.08～12.57，平均4.78，变化系数63%（表1）。

表1 还打岩铝土矿矿体品位特征表

地表矿体ω（Al2O3）为50.28%～69.05%，ω（SiO2）为5.88%～24.23%，铝硅比为2.08～11.75，地表矿体总体具有中铝、中硅、中铁的特征（图4-a）。而深部矿体ω（Al2O3）为50.20%～67.05%，ω（SiO2）为5.26%～27.70%，铝硅比为1.88～12.57，深部矿体总体具有中铝、中硅、中铁的特征（图4-b）。较之地表矿体与深部矿体，ω（Al2O3）与ω（SiO2）变化范围相近，矿体具有相对稳定性；较之矿体内的单个工程，ω（Al2O3）与ω（SiO2）关系呈负相关。

图4 还打岩铝土矿地表矿体品位与深部矿体品位变化曲线图

沿倾向105°，组成还打岩铝土矿矿体的17个工程中，矿体品位具有如下基本特征：0m处ω（Al2O3）为60.69%，400m处ω（Al2O3）为60.46%，800m处ω（Al2O3）为64.04%，变化系数3.2%；ω（SiO2）分别为15.28%、14.88%、14.88%，变化系数1.5%；铝硅比分别为4.47、5.72、4.30，变化系数16%；厚度分别为1.80m、1.20m、1.11m，变化系数27%（表2）。

表2 还打岩铝土矿沿倾向105°矿体品位特征表

4 铝土矿成因

还打岩铝土矿是黔北务正道地区铝土矿的一部分，所在区域大地构造位置特殊，地壳活动强烈，具有十分有利的成矿地质背景（武国辉等，2006；刘幼平等，2010；袁睿等，2016）。前人研究表明，务正道地区在寒武纪—中志留世长期为沉降区，沉积了分布范围广、厚度大的富铝硅酸盐岩。志留纪末的广西运动（加里东运动）使务正道地区乃至贵州整体强烈隆升为陆，遭受风化剥蚀。之后，泥盆纪与早石炭世之间的紫云运动（海西运动早期）进一步使务正道地区的隆起抬升，本区早期形成的富铝硅酸盐岩（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（陈兴龙和龚和强，2010；袁睿等，2016）。晚石炭世早期，务正道地区再次短暂沉降，接受沉积，形成黄龙组灰岩。晚石炭世中期与早二叠世之间的黔桂运动（海西运动晚期）使务正道地区再一次隆起抬升，地层遭受风化剥蚀，部分地段黄龙组灰岩剥蚀殆尽，加之本区处于热带干湿相间的气候条件下，早期的风化作用形成的韩家店组红土和黄龙组风化钙红土，为铝土矿的形成提供了充足的物质来源（陈兴龙和龚和强，2010；杜远生等，2014；袁睿等，2016）。前人研究表明：中二叠世是铝土矿形成的关键时期，此时务正道地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（杜远生等，2014；袁睿等，2016），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，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。而还打岩铝土矿位于道真向斜西翼处于地势相对较低的古地貌，距海较近，受海水影响大，受大气降水影响小，古潜水面高；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，所以还打岩铝土矿多为铝硅比不高的致密块状、豆鲕状及碎屑状矿石，而铝硅比较高的土状矿石较少（袁睿等，2016；鲜绍军等，2016）。

5 找矿潜力

根据务正道地区铝土矿矿床成因与成矿规律，类比分析道真向斜西翼内已探明的三清庙铝土矿（中型）、沙坝铝土矿（大型）、麦李树铝土矿（小型）（图1），还打岩铝土矿具有一定的找矿潜力（吴林锋等，2016；袁睿等，2016）。中二叠世含铝岩系的沉积，稳定分布，连续性好，保存完整；区域内多期次的地壳运动促使地层发生褶曲、断裂、抬升，矿源层裸露地表遭受风化剥蚀和溶蚀作用，并使铝土质迁移到较为适宜的环境富集成矿；半封闭的海湾沉积环境及滨湖、滨海、潮坪、台地、河口扇等岩相直接控制了铝土矿的形成和分布；干湿交替的热带古气候利于含铝岩系发生脱硅富铝作用，促使黄龙组风化钙红土和韩家店组红土等矿源层在适宜的环境中重新迁移并富集成矿（陈兴龙和龚和强，2010；莫光员等，2013；袁睿等，2016）。

根据现有的工程控制，还打岩铝土矿长约4km，宽约200～1000m，厚1.49m，矿体呈层状产出，平面形态较规则，连续性较好；ω（Al2O3）平均60.85%，铝硅比（A/S）平均4.78。总结矿体地质特征，还打岩铝土矿具有一定的找矿潜力。

加之，还打岩铝土矿地势一般在P2与P3界线附近最高，该界线以西至矿体露头，此段多为陡崖，或形成反坡向的陡坎，相对狭窄，探矿工作难度较大。而该界线以东，出露了大量的P3、T1地层，此段多形成顺坡向的缓坡，相对开阔，地面坡角接近于地表岩层倾角，且大于深部岩层倾角，利于开展探矿工作（图1、图2）。还打岩铝土矿有利的地势条件，较广的探索面积，是下一步探获深部矿体规模不可或缺的因数。

6 结论

1）还打岩铝土矿产于志留系中下统韩家店组（S1-2）页岩、泥岩、砂质页岩及粉砂质泥岩或石炭系上统黄龙组（C2）碳酸盐岩侵蚀间断面上的沉积型铝土矿床；矿石自然类型以致密块状为主，豆鲕状、碎屑状次之，少量土状；矿石质量属于中铝、中硅、中铁型，且ω（Al2O3）与ω（SiO2）呈负相关。

2）晚志留世-早二叠世之间多期次的地壳运动，致使韩家店组和黄龙组地层遭受风化剥蚀，为铝土矿的形成准备了充足的物质来源；中二叠世务正道地区大规模的海侵海退，富含铝、铁的红土及钙红土在适宜的海湾环境中重新迁移并富集成矿；还打岩铝土矿的古地貌相对较低，含铝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，暴露淋滤时间较短，从而脱硅富铝作用也相对弱。

3）根据务正道地区铝土矿矿床成因与成矿规律，类比分析道真向斜西翼内已探明的铝土矿床；总结还打岩铝土矿地质特征及探获深部矿体的有利条件；认为还打岩铝土矿具有一定的找矿潜力。

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Geological Features and Prospecting Potential of the Huandayan Bauxite Deposit in North Guizhou

SONG Xiao-jun YUAN Rui GONG Xin SU Yong-hu LUO Yong-jun ZHOU Wen-long GUO Dong-hang ZENG Fan-xiang SUN Ze-yu

(Geological and Mineral Exploration Institute, Guizhou Bureau of Nonferrous Metals and Uranium Geology, Guiyang 550005)

The Huandayan bauxite deposit is located in the northern section of the west wing of the Daozhen syncline in the Wuzhengdao area, north Guizhou. It is a sedimentary deposit with a length of about 4 km and a width of about 200~1000 m and average thickness of 1.49 m. The bauxite orebodies occur as stratified form with thickness of 0.8~4.95 m and average thickness of 1.49 m and ω (Al2O3) of 50.20%~70.47% and ω (SiO2)of 5.26%~24.50%. The Middle Permian Liangshan Formation (P2) as alumina-bearing rock system is underlain by in the Middle-Lower Silurian Hanjiadian Formation (S1-2) and the Upper Carboniferous Huanglong Formation (C2) which are composed of clastic rock and carbonate rock, respectively. The natural type of ore is mainly dense massive, secondly, bean oolitic, detrital and earthy. The ore belongs to medium-aluminum, medium-silicon and medium-iron type. ω (Al2O3) and ω (SiO2) are negatively correlated. The multiple crustal movement between the Late Silurian and the Early Permian resulted in weathering and denudation of the Hanjiadian Formation (S1-2) and the Huanglong Formation (C2), forming laterite and calcareous laterite as bauxite ore.The deposit has certain prospecting potential.

bauxite; geological feature; ore genesis; prospecting potential; Huandayan; Wuzhengdao

2020-05-06

中央地质勘查基金项目（编号2011520029）

宋小军（1985—），男，贵州遵义人，高级工程师，从事地质找矿及磷矿研究工作

袁睿（1983—），男，湖南汉寿人，工程硕士，高级工程师，从事地质找矿工作

P618.45

A

1006-0995（2021）02-0215-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.006