河南省三门峡市陕州区史家庄矿区铝土矿成矿地质特征及成因分析

河南省三门峡市陕州区史家庄矿区铝土矿成矿地质特征及成因分析

谢崇 苏丽娟 渠景琰 李晨晖

河南省有色金属地质矿产局 河南省 450000

摘要：矿区位于豫西铝土矿主要成矿带内，已探明储量超3亿吨，本次通过研究矿体的地质特征，对矿区的铝土矿成因进行分析，对本区实现找矿突破具有指导作用。

关键词：史家庄；铝土矿；地质特征

0 引言

史家庄矿区位于三门峡市东偏北80°方位，直线距离约21km，东距渑池县城28km，行政区划隶属河南省三门峡市陕州区王家后乡。本区属豫西陕（县）—新（安）铝土矿带，该带呈近东西向的带状分布于黄河南岸、陇海铁路北侧，长约100 km。该区成矿地质条件良好，具较大找矿潜力。笔者通过参与该区的实地勘查工作，并从中总结出该矿区地层、构造等地质特征，进行成因分析，为该区下步找矿提供一个有益的思路。

1 矿区地质特征

矿区位于河南省西部，大地构造位置处于中朝准地台、华熊台缘拗陷、渑池—确山陷褶断束北部、陕县断陷盆地与渑池向斜盆地之接合部位。出露地层以古生界和新生界为主，构造形迹比较复杂，岩浆岩不甚发育，矿产资源丰富，是河南省重要的煤、铝（粘）土矿基地之一。

1.1 地层

区内出露的地层为奥陶系中统、石炭系上统、二叠系、第四系地层。由老到新有：

（1）奥陶系中统马家沟组：分布于矿区北部沿黄河南岸及中部的沟谷中出露，岩性以灰黑色厚层状白云岩为主，夹薄层泥质白云岩、白云质灰岩。地层总的倾向南东，倾角10～20°。由于构造作用影响，地层产状局部变化较大，厚度大于300m，与上伏地层呈角度不整合接触。

（2）石炭系：矿区出露石炭系上统本溪组和太原组，本溪组与下伏奥陶系地层呈平行不整合接触。

1）本溪组：分布于工作区北部沿黄河南岸，中部岭北村西部有零星露头，为本区铝土矿含矿岩系。地层总体产状倾向南东，倾角5～15°。岩性为一套铁铝岩系沉积建造，主要由铝土岩、铝土矿、粘土岩、铁质粘土岩组成。该组上部与太原组整合接触，底部与奥陶系呈平行不整合接触。矿体赋存于含矿岩系的中上部，属沉积型铝土矿矿床。

2. 太原组：为一套海陆交互相沉积，岩性主要为石英砂岩、(炭质)粉砂岩、页岩、生物碎屑灰岩和煤层, 平均厚度19.32m。

（3）二叠系：矿区出露二叠系下统山西组和下石盒子组，大面积出露于中部和南东部。为一套湖泊沼泽相的泥炭质沉积和陆源碎屑沉积，总体倾向南东，倾角11～30°，受断裂和岩浆岩的影响，地层出露不连续，产状不稳定。　　

（4）第四系：主要分布于矿区北部曲里和庙后一带。底部主要为砾石、姜结仁等。上部黄土、亚粘土，褐红色。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.2 构造

矿区构造简单，褶皱不发育，地层呈单斜产出，倾向140～160°，倾角10°～20°。区内仅发现两条北东向断层。断层对地层产状变化有一定的影响，造成地层局部缺失，现分述如下：

（1）F₁正断层:即区域上的曲里正断层；位于曲里北西部，出露长度2km两端延伸出露，走向北东—南西，向西两端延伸出露，倾向115～130°，倾角80°，构造带宽5—25m,在北东段构造角砾岩为灰岩，泥灰岩。断层南东盘下降，导致二叠系、石炭系太原组地层与奥陶系地层直接接触，断距为30～80m。

（2）F₂正断层：即区域上的张上正断层；位于史家庄-南崖下一带，出露长度约2.35km,走向北东～南西，两端延伸出露，倾向305～335°，倾角80°，构造带宽1～20m,南西段构造角砾岩为灰岩、砂岩。断层北西盘下降，导致二叠系山西组地层与奥陶系地层直接接触，断距为40～90m。

1.3　岩浆岩

区内岩浆岩零星出露于矿区西北部，为燕山晚期中性浅成侵入岩，岩性为石英闪长玢岩。根据钻孔施工情况表明，石英闪长玢岩顺层侵入于二叠系山西组底部。石英闪长玢岩对煤层有一定的烘烤破坏作用，但对铝土矿影响较小。

2 矿床地质特征

本区属大型的一水硬铝石型沉积矿床。含矿岩系呈假整合上覆于奥陶系中统马家沟组灰岩古侵蚀面之上，含矿地层为石炭系上统本溪组。本区本溪组含铝岩系具典型的上铝下铁的沉积特征，以铁质泥岩为底部标志，总体形成耐火粘土、铝土矿、耐火粘土矿或铁质泥岩。矿床铝土矿主矿体赋存于含铝岩系中部，耐火粘土矿体一般赋存于含铝岩系中上部，偶尔见其下部。依据现行铝土矿床一般工业指标要求和工程控制情况，在勘查区含矿岩系内共圈定4个铝土矿体，其中Ⅰ号为主矿体，呈似层状产出，总体倾向140°左右，平均倾角12°左右。其主要矿体特征描述如下：

Ⅰ号矿体位于矿区南部前岭沟以南、瓦岔坡以西、寺头以北、樊家山以东的区域；矿体未出露地表，呈层状，平面形态呈不规则的多边形。工程控制矿体沿走向长度700～1500m，倾向斜深240～1760m，矿体埋深0.00～474.36m，赋矿标高+340.00～+620.00m。平均厚3.37m；Al

₂O₃含量49.04%～77.04%，平均65.32%；SiO₂含量2.60%～29.41%，平均13.93%；Fe₂O₃含量0.37%～19.91%，平均1.75%；S含量0.02%～3.24%,平均0.29%；A/S品位1.8～29.63，平均6.8。根据探矿工程显示矿体未见大厚度矿，沿走向与倾向均有膨大窄缩变化的特点，其厚度变化受古地形控制。矿体内部结构简单，沿走向、倾向连续，无岩脉穿插，矿体与顶底板围岩呈整合接触。

共估算工业铝土矿574.95×10⁴t，占全区工业铝土矿资源储量的99.48%。

3 矿床成因分析

（1）成矿物质来源：矿区北侧为北段村穹窿，南侧为熊耳山隆起区，两地均大面积出露熊耳群火山岩，这些铝硅酸盐岩，经历长期风化剥蚀及地表水分解，形成脱硅、脱硫、富铁、富铝的残积物，然后经海侵及地表水流的冲刷，使富铝残积物破坏解体，以机械碎屑及胶体溶液形式被搬运到海盆边缘，富铝碎屑物再经水化学分解成胶体状态的含氢氧化铝水溶液，其后以胶体化学沉淀为主，生成早期铝（粘）土矿。

（2）矿床成因类型：富铝硅酸盐岩，经过漫长的风化、剥蚀以及地表水解，形成富铝硅铁质的残积物，和部分基底岩石风化产物聚合在一起，在岩溶有利地形堆积形成铁质页岩层位。在C₂b¹铁质页岩沉积的同时，也遭受风化、剥蚀迁移的影响，起到填平补齐的作用。换言之，也就是一边剥蚀，一边沉积的特征。

4 结论

铝土矿的地质特征及成因研究不仅有助于对该矿床及同类矿床中元素赋存状态和富集机理的理解，而且对该类矿床矿石选冶性能分析和伴生金属元素综合回收利用具有重要的指导作用。因此对于该矿区的地质特征及成因的研究对于矿区下一步成矿预测及外围找矿具有巨大指导意义。

参考文献

[1]陈树泮.豫西G层铝土矿的特征及成因时代的讨论[J].河南冶金地质,1981(2).

[2]赵锡岩,翟东兴,张巧梅.豫西铝土矿成矿时代初探[J]. 地质与勘探,2002(2).

[3]翟东兴,刘国明,陈德杰.河南省陕一新铝土矿带矿床地质特征及其成矿规律[J].地质与勘探,2002(4)