黔中铝土矿床矿石特征及研究意义

黔中铝土矿床矿石特征及研究意义

张彪

中国铝业股份有限公司贵州分公司551400

【摘要】黔中地区铝土矿资源储量丰富，尤其是黔中麦西地区,矿床属沉积型铝土矿床，位于寒武纪碳酸盐岩的岩溶侵蚀表面，矿石主要由一水硬铝石组成。其成矿年代属于石炭纪九架炉组。本文介绍了黔中麦西地区矿区的地质情况和铝土矿床的矿物特性，包括矿石的成分、结构和组成。不仅可以了解该地区铝土矿床的平均品位和类型，还可以为该地区乃至黔中一带的铝土矿资源勘查提供直接或间接的找矿指导。

【关键词】铝土矿；麦西矿区；矿石矿物；黔中地区

一、矿区地质概况

（一）地层

石炭系下统九架炉组（C1jj）:该地层是研究区的一系列矿石岩层，按岩性关联可分为两部分。下部为铁矿系，厚0-4.53米，主要由紫红色铁质粘土岩和一些铁质页岩组成，有赤铁矿结核或透辉石；上部为铝土矿系，主要由灰色和灰黄色粘土岩混合土和碎屑铝土组成。在一些地区，偶尔会变成紫红色和黑绿色的铁锈铝岩，其中混有富含铁的铝土矿。整个组别厚度在0至20.25米之间，与下伏地层为不整合接触关系。

寒武系上统娄山关组（ε3ls）：岩性主要以细晶白云岩为主，呈浅灰色、灰黄色和肉红色。此外，在一些地方可以观察到少量的石灰岩，其暴露的厚度超过500米。

（二）构造

矿区位于龙头山反斜面的北端。这个地区的褶皱简单，断裂较为发育。断裂带中没有火成岩的侵入。该褶皱为郭家寨向斜，方向为东北，其形成状态受向斜形状控制，完整性好。迄今为止，在矿区内和周围共发现了17条断层，其中大部分是北东-南西向断层。该地区的主要断裂是F2正断层，位于矿区北部的下端弧形基准带，倾角为65-85°，断裂位移为50-200米，走向长度为5700米。由于断层位移，北西盘为上升盘，显示出娄山关地层、含矿的九架炉地层和上覆地层，这些地层总体上向近东的娄山关组倾斜；南东盘为下降盘，二叠纪地层向东北方向倾斜。矿区的构造总体上对矿床的侵入性很强，导致该地区的构造复杂程度适中。

（三）含矿岩系特征

矿区内的铝土矿岩系为石炭系下统九架炉组（见图2）。矿岩系列的厚度和铝土矿床的质量受到古喀斯特侵蚀洼地的制约，两者成正比关系。

二、矿石矿物特征

（一）矿石结构

本区铝土矿基本为微-泥晶砂屑状结构、泥-微晶砂屑状结构和泥晶鲕豆粒结构等，其中以砂屑状结构最为常见。

（1）微-泥晶砂屑状结构：由碎屑和填隙物组成（图3）。

内部碎片的数量约占总数的64-75%，碎片的主要结构是微-泥晶结构。粒径主要是砂级碎屑，主要是粒径为0.06-2毫米的初级碎屑，而粉砂级则很少。碎屑颗粒呈角状，边缘不规则，大小不一，混合分布，没有明确的排列和分布方向。填隙物特征为：约占总颗粒的25-36%。该成分是一种颗粒大小小于0.004毫米的泥晶级基质。基质对碎屑起填隙作用（相当于基底胶结）。碎屑及填隙物矿物成分是相同的，都是由硬水铝石（亦称一水硬铝石）和黏土矿物等。

（2）泥_微晶砂屑状结构：由碎屑和填隙物组成（图4）。

填隙物特征为：约占样品总量5%。成分为粒度小于0.004mm泥晶级基质。基质对碎屑起填隙作用（相当于接触式胶结）。碎屑及填隙物矿物构成一致，同为硬水铝石（亦称一水硬铝石）和黏土矿物等。

（3）泥晶鲕豆粒结构：主要为鲕豆粒和泥晶填隙物两种成分（图5）。

大多数颗粒大小为2-22毫米的豆粒大小为0.06-2毫米的鲕粒都很罕见，这两种颗粒大小约占总数的90%。颗粒分选性差，圆度好，即近椭圆、近圆形、椭圆、圆形等。矿物成分包括粘土矿物和硬水铝石。粘土矿物为精矿，结晶颗粒大小小于0.004毫米，其他形式为半同形体，呈颗粒状。有时会观察到局部聚集，分布不均，含量可能达到总样本的58%。硬水铝石为微-泥晶级，结晶颗粒大小小于0.03毫米，呈自形-半自形-它形，粒状，分布不均匀，约占总样品的32%。

泥晶填隙物分布相当均匀，约占总样本的8%。矿物成分是由粘土矿物和硬水铝石组成。粘土矿物的结晶粒度小于0.004毫米，是一种泥晶级黏土矿物，约占总量的5%，半自形-它形，粒状。硬水铝石分布不均，局部集中，约占总样本的3％。结晶粒径小于0.03毫米，为微晶二元体、成体、半成体、其他形式、颗粒状，对鲕粒有胶结作用（相当于接触胶结）。

（二）矿石构造

矿区铝土矿的结构主要有：块状构造、层状构造、层纹-条纹-条带状、无定向构造。块状结构是该地区的主要矿石结构类型，其特点是成矿晶体、颗粒或辉绿岩和鲕粒的不规则排列，没有明显的方向性和分层。不定向构造中碎屑展布无序，排列不具方向性。

（三）矿石矿物成分

主要矿物是一水硬铝石、黏土矿物和褐铁矿：一水硬铝石主要是柱状，粒径为0.004-0.03毫米，构成了矿石的大部分，还有少量的隐晶粉末与粘土带混合。部分泥-微晶硬水铝石成不规则的圆形、椭圆形、细长带状的砾石碎片，粒度0.06mm-0.5mm不等，含量50%-90%。常见的粘土矿物是水云母和高岭土。水云母和高岭土是隐晶质粉末和片状晶体。一些高岭土是纤维状的，其含量为5-10%。褐铁矿呈非晶质胶状混杂硬水铝石或聚集为条带状分布，或具黄铁矿假象，含量为5%-40%。次要矿物中常见黄铁矿、锐钛矿和白云石等，重矿物主要为电气石、锆石等。

（四）矿石类型

该地区的铝土矿根据矿石的结构可分为三种自然类型：土质、致密和碎屑。土状铝土矿呈灰白色，断裂粗糙，类似于粗糙的石灰岩，结构为微晶。这种类型的矿石只在该地区的矿床露头处可见。密集的铝土矿呈灰色、深灰色、紫红色，结构为碎屑状和鲕状。碎屑成分主要是硬铝石，胶结物为硬铝石、高岭石等,这种矿石类型只在孤立的钻孔中可见。碎屑铝土矿是矿区的主要矿石类型，在结构上为灰色、深灰色、紫红色，碎屑和鲕状。碎石成分主要是硬铝石，胶结物为硬铝石、高岭石等。

三、研究意义

（一）通过弄清矿区的矿岩系列和矿石矿物性质，可以比较准确地总结出直接和间接的找矿标志，为该地区的隐蔽矿床勘查工作提供依据。例如，分层铝质粘土岩是矿床的直接顶层，可作为直接勘探指标。上寒武纪娄山关地层的古炭质侵蚀面和其他古炭质侵蚀面可以作为矿床的主要假整合接触层，作为间接找矿标志。

（二）矿区含有丰富的副矿物资源，主要是赤铁矿和相关的Ga、Sc、Li元素，其中大部分包含在矿石中。通过研究和分析矿石的矿物成分和化学成分，我们可以了解相关矿物的发生状态、平均数量和等级，为今后的开采和全面综合开发提供良好的基础。

（三）根据矿岩系列中的矿石矿物分析，Fe2O3首先在九架炉组中浓缩并沉积为赤铁矿，分布在下层铁质粘土岩中。然后Al2O3与SiO2形成了高岭土和其他粘土矿物，在微酸的环境中形成了化学凝胶的沉积，并伴随着机械碎片的沉积。最后，随着成因作用的进行，逐渐脱硅，形成以一水硬铝石为主的铝土矿。在矿体中观察到的最常见的矿石类型是碎屑，表明水生环境在成岩过程中是相当紊乱的。在这种沉积条件下，固结或半固结的沉积物会分解成碎屑颗粒，经过运输、磨蚀和分选，最终在化学凝胶的持续作用下重新沉积，因此，麦西的铝土矿主要是碎屑矿石类型。

参考文献：

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[3]陈庆刚,陈群,杨明坤,戴晓燕. 黔中地区铝土矿基本特征及成矿模式探讨[J]. 贵州地质,2012,29(03):163-168.

作者简介：张彪 1992.01 男贵州省织金县汉本科助理工程师中国铝业股份有限公司贵州分公司研究方向:铝土矿资源勘查及地下开采技术