新密向斜南部铝土矿带矿床地质特征及找矿潜力分析

[摘要]我国河南省中部矿产丰富，新密向斜南部有着大量的铝土矿，目前已经查明的铝土矿达到了3000万吨以上的资源量。该区的铝土矿资源具有高品位、浅埋藏、分布广的特点。该区控矿因素包含古地理环境、地层层序、岩溶作用、地质构造和气候条件。在研究该地区铝土矿成矿带的成矿规律和地质特征时，发现了许多有价值的资料，为勘查该成矿带的深部隐伏铝土矿提供了重要的指导意义。

[关键词]铝土矿带 新密向斜南部 矿床地质 找矿潜力

[中图分类号] P612 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-82-2

在我国河南省，有大量的有色金属资源。我国铝土矿资源基本处于京广线西部，修武至垣曲以南，和豫晋边界平行，长度约在150km。而从垣曲向西南经平陆、夏县、陕县长74km。铝土矿资源南界自平顶山始，往三门峡发展，有200km长度。新密向斜南的铝土矿成矿基本在颖阳、新密市一带。

1该区域的地质特征

1.1区域的地层情况

颖阳―大金店段地层主要为下古生界寒武系，上古生界石炭系、二叠系，新生界古近系、新近系、第四系。除寒武系上统崮山组上部及其以上地层、奥陶系―石炭系下统缺失及新生界分布于沟谷和低洼地带外，其余地层自老至新、由南至北依次出露；新密市-曲梁段地层主要为下元古界、寒武系（∈）、奥陶系中统马家沟组（O2m）、石炭系（C）、二叠系（P）、新近系（N）、第四系（Q）。

1.2区域的构造情况

该区域多是断层和褶皱构造，褶皱是新密复向斜与中岳庙正断层，而新密复向斜跨越部位的铝土矿资源丰富，长度约在100km。大金店―新密市的地段因为受到了中岳庙一带的断层影响，其铝土矿带划分成了两部分。

2该区域的矿床特征

2.1矿床形态

该成矿带含铝岩系是一套含铁富铝的粘土质岩性组合，厚度不大，但产出稳定，与下伏奥陶系或寒武系地层呈假整合接触。上伏地层为二叠系太原组灰岩或砂岩呈整合接触。矿体形态多呈似层状、透镜状及漏斗状，其形态受古岩溶地理沉积环境及构造变化控制。

2.2矿石的类型

该区域矿石是硬水型铝石，以块状为主。而矿石结构比较致密，有的是蜂窝状和砂状。

2.3矿石的化学成分

为了取得更加精确的分析效果，特此对该矿带内的多个铝土矿床化学成分做出统计，得出以下结果（见下表）：

从表1、2可得，新密向斜南的铝土矿东、西部化学成分区别不大，和河南省原矿元素的分析效果相比，差距并不大。由此显示出了矿床是同时期构成的。尽管是统一性的连续矿体，但后期构造破坏统一性，比如K2O含量是全省平均值的37%，有着很大的差别，显露出地区环境的差异。

3成矿时期和成矿物质来源

3.1成矿时期

该区域铝土矿成矿时代为晚石炭世。因为该区域的断裂分割，变成了阶梯状、地垒状和地堑状构造，利于淋滤和风化作用的开展。以淋滤和氧化形成的脱硅、去硫、去铁，致使矿石再次富集，形成了原生的铝土矿床。

3.2成矿物质来源

河南铝土矿床产出受到奥陶纪、寒武纪地层控制，而本区域也是如此。研究寒武纪、奥陶纪的古地理图，该地区是碳酸盐沉积区，因为华北陆块和扬子板块发生碰撞出现后继效应，该地区整体抬升，变成了剥蚀区。随后，该地区逐渐形成浅海湖滨沉积地层。石炭纪的长时间里，本地区出现了剥蚀、沉积、风化和淋漓。根据地球化学分析显示，含矿岩系剖面中底部铁质风化壳主体为基底碳酸岩盐风化剥蚀的残留；而上部铝土矿以及铝土质粘土矿层主要物质来源为周围古陆以及区内多级古岛上的铝硅酸盐岩，夹有少量寒武系和奥陶系的碳酸盐岩风化物质。故此可以判断，铝硅酸盐岩是铝土矿成矿主要物质来源。

分析铝土矿床含铝岩系剖面，岩石岩性的沉积是石灰岩、风化岩、粘土岩、铝土矿、粘土矿、粘土岩。表现出了铝土矿完整的形成过程。

4成矿规律和控矿因素

4.1成矿规律

铝土矿的品位、层数、厚度和含矿岩系厚度属于正相关。矿层品位、层数、厚度被含矿岩系的发育程度所制约。含矿岩系多是在宽厚的大地段，而这一地段也是富含铝土矿的地段，其层数也比较集中。

铝土矿层的三氧化二铁含量从上至下属于递增关系，并演变成了和山西式铁矿相仿的成矿规律。共生粘土矿在铝土矿的上端，也有一些在下端或中端部位集中的。

4.2控矿因素

在古气候控制时，沉积矿床内，铝是单单依靠氧化态形式产生，气候条件控制着铝土矿形成。在构造控制方面，铝土矿成矿区域受到了地台边缘的凹槽控制，该矿田被新密复向斜控制，而其范围被箕山背斜、嵩山背斜、尖顶寨―超化背斜所控制。在控矿空间和平面上均为带状分布。铝土矿层还受到了层位控制，其矿层严格赋存于石炭系本溪组的地层中，并在小积旋回中上部层位有很大集中。铝土矿体还受到了古地形的控制。有些铝土矿成矿源于碎屑冲刷搬运，其搬运距离较近。因为古构造盆地和古岩溶凹地的特有地段，这些高地溶斗区将是富矿最为集中的地段。地表风化作用常造成矿石的物质成分改变，主要表现为脱硫和脱硅，从而提高了浅部氧化矿石的利用价值。在钻孔中所见到的原生铝土矿一般呈灰绿、灰黑等暗颜色，有的含星点状黄铁矿和有机质，有时可见菱铁矿鲕粒，其结构较为致密。

5找矿潜力分析

河南省是铝土矿资源大省，同时也是铝土矿石消耗大省，保有可开采储量已不足2亿吨，有效保证程度已经不足10年。其铝土矿矿石品位（特指铝硅比）分布呈金字塔形态，高品位能达到现行工业生产品位的矿石仅占全省资源储量的15%左右，大部分矿石品位A/S低于5甚至更低，即将面临符合工业指标的矿石来源不足的难题。根据含铝岩系的岩性组合、沉积构造和地球化学特征，将新密向斜南部铝土矿带内上石炭统一段分为2个相和4个微相，提出铝土矿床含铝岩系形成于滨海泻湖潮坪环境，铝土矿主要赋存于豆鲕状（含砂砾屑）铝土矿微相中，为局限潮下带上部环境。认为该矿床含铝岩系经历了3期规模不断增大的突发海侵到缓慢海退的沉积旋回，可形成多达三层的铝土矿体。

新密向斜南部铝土矿带石炭系上统本溪组含矿岩系广泛分布，东西绵延近百余千米，层位稳定，虽受后期构造运动作用，该带铝土矿床被自然分割为数十个中小型铝土矿床，但是根据铝土矿床控矿因素，在新密―登封复合向斜盆地中心地带具有寻找隐伏铝土矿床的巨大潜力。