河南汝州安沟铝土矿地质特征探讨

摘 要：汝州安沟铝土矿位于嵩箕古岛与秦岭古高地之间，其形成时有充足的成矿物质来源、发育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉积条件。成矿单元属嵩箕铝土矿成矿区，黄道一夏店铝土矿带。矿区出露自老而新依次为，寒武系、石炭系、二叠系及第四系；区内主要构造较为简单，对含矿层无影响；区内未见岩浆岩分布。本区的成矿物质主要来源于晚寒武统灰岩。矿体赋存于上石炭统本溪组的中上部，具明显的层控特点。铝土矿产于晚寒武系灰岩侵蚀面上，为沉积型铝土矿床。

关键词：沉积；铝土矿；安沟

1 概况

本区大地构造处于中朝准地台华熊台缘坳陷之秦岭一嵩山东西构造体系和秦岭一大别山北西向构造体系的交合部位，嵩淮弧形构造的西端，箕山断背斜南翼。成矿单元属于嵩箕铝土矿成矿区，黄道一夏店铝土矿带。本区沉积地层发育，煤、铝等资源丰富，是铝土矿重要远景区。河南汝州安沟铝土矿矿区位于嵩箕古岛与秦岭古高地之间，形成时有充足的成矿物质来源，发育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉积条件。地表已发现厚大的富铝土矿矿体露头，充分证明本区具有较好的铝土矿成矿地质条件。

1958年9月～12月，来自北京地质学院、中南地质学院、长春地质学院的24人组成的支援临钢生产小队在检查钢铁资源的同时，对该区进行了检查评价。此后至今，中国有色金属工业总公司河南地矿研究所、河南有色地质局第四地质大队等，在此开展过地质勘查工作，对该区的地层、构造、岩浆岩、区域成矿特征、资源储量等进行了研究，为本区铝土矿体的圈定提供了可靠的基础资料。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露及工程揭露地层自老而新依次为，寒武系（∈）、石炭系（C）、二叠系（P）及新生界盖层堆积。

寒武系（∈），分布于矿区北部边缘，形成和地层走向相一致的近东西向的中高山。为一套海相碳酸盐岩建造。区内仅分布寒武系上统崮山组（∈3g）地层。

石炭系（C），矿区内断续零星出露，下统缺失，上统本溪组平行不整合于寒武系崮山组之上。区内主要出露本溪组（C2b）和太原组（C2t）。（1）本溪组（C2b）：为区内的铝土矿含矿层位，主要岩性为铝质粘土岩、铝土矿、铁质粘土岩。倾向225°，倾角20°左右，分为C2b1、C2b2、C2b3三个岩性段。其中，中部为铝土矿层，为深灰色鲕状、致密状、砂状铝土矿和杂色铝质粘土岩组成，勘察工作己控制地段，东部存在铝土矿层，西部主要为铝质粘土岩层；上部为铝质粘土岩层。（2）太原组（C2t）：为一套海陆交替相的含煤地层。由碳酸岩、碎屑岩及薄煤层组成。倾向195～245°，倾角24～50°。岩性组合划分为下段（C2t1）燧石灰岩段、中段（C2t2）砂泥岩段、上段（C2t3）灰岩段三个岩性段。

二叠系（P），上部为不含煤的较粗碎屑岩（顶部夹有碳酸盐岩），中部为煤系地层，包括八个煤组赋存着33层煤，其中二1煤层为可采煤层。各煤组间均以特征较明显、标志较清晰的砂岩层为界。富产植物化石和少量动物化石。上与三叠系底部金斗山砂岩整合接触，下和石炭系连续沉积。总厚约900m。本区出露的二叠系地层主要有二叠系下统山西组（P1s）。

第四系（Q），区内堆积比较发育，大面积分布于矿区的南部。多为残坡积及洪冲积。

2.2 构造

区域地层表现出单斜构造，地层产状有一定的变化，产状为：175°～230°∠19°～45°。区域内构造主要表现为断层，其中妙水寺--水沟正断层从区域的南部通过，走向100°～120°，南西倾，倾角60°左右。

矿区内主要构造较为简单，仅在矿区北部寒武系地层中有较小的断层发育，一般长数十米，其它部位未见断层，对含矿层无影响。区内地层呈单斜产出，未见褶曲。

2.3 岩浆岩

根据地表及工程揭露，矿区内未见岩浆岩分布。

3 矿体（层）地质

铝土矿矿体赋存于上石炭统本溪组的中上部，具明显的层控特点。本区本溪组主要为一套铁铝质沉积建造，厚度由0.90m～19.58m不等，平均厚度8.43m。

本溪组主要岩性分为五层：（1）（C2b1）下部铁质粘土岩；（2）（C2b1）上部杂色粘土岩；（3）（C2b2）下部浅灰色铝土岩或粘土岩；（4）（C2b2）上部灰色、深灰色厚层状，为铝土矿的主要矿层（G层）；（5）（C2b3）灰一深灰色铝质粘土岩，顶部常有炭质页岩夹薄煤层。综上，本溪组的中上部分布铝土矿，矿层上下均为铝质粘土岩。

4 矿体（层）特征

矿区详查共圈出1个矿体，位于本区东南部，由17个浅坑和26个钻孔工程控制，平面形态呈不规则的哑铃状，两端较宽，中间较窄：00至24线间宽约406m，24至36线间宽约122m，36至56线间宽约386m。矿体倾向南西，倾角平缓，在10°～35°之间，一般在25°左右，沿北西—南东向在山脚出露。矿体分布于00线至56线以东，沿走向长约1458m，赋存标高+306.54～+161.18m，矿体埋深0～117m，厚度0.62～17.55m，平均厚度4.42m，厚度变化较大，变化系数为92%，其中最大厚度17.55m出现在04线以东约7m的ZK0402处，32线东约29m的CK3201处矿体厚度次之，为8.58m，最小厚度0.62 m出现在32线东约8m的ZK3204处。矿石品位：Al2O342.67～74.05%，平均62.07%，其中最高品位出现在16线东约10m的CK4801处，最低品位出现在48线西约7.5m的ZK2008处；SiO24.88～24.20%，平均12.95%；Fe2O31.41～15.36%，平均4.66%；A/S1.88～15.17，平均4.8。有三个块段Al2O3含量大于55%，一个块段Al2O3含量为53.67%，接近55%，但是A/S均未达到3.8，分别为3.7、3.1、2.7、3.6，比较接近3.8，将其作为低品位矿处理。

5 形成机制

铝土矿的成矿过程可简化为：喀斯特化一原岩，以寒武系灰岩为主，破坏、分解，K、Na、Ca、Mg等元素溶解迁出一脱硅-Al、Fe、Ti残留在原地富集成铝土矿。

自然界中40%以上的含铝矿物是铝硅酸盐，分布最广的是长石和云母，它们在地表遭受分解产生的矿物顺序简化如下：

长石、云母一水云母一高岭石一铝土矿物、蛋白石

因而铝土矿物是铝硅酸盐风化的必然产物。缺乏深刻的分解，氧化铝就丧失游离条件，也就失去了成矿依据。

从化学反应序列可以看出，如果受风化原岩中含的是粘土矿物，这种风化作用就要容易得多。

6 结束语

本区成矿单元属嵩箕铝土矿成矿区，黄道一夏店铝土矿带，该区沉积地层发育，煤、铝资源丰富，是重要铝土矿远景区。安沟铝土矿区位于嵩箕古岛与秦岭古高地之间，其形成时有充足的成矿物质来源，发育完好的古洼地及古溶斗形成了良好的沉积条件。晚寒武统灰岩是本区成矿的主要物质来源。铝土矿矿体赋存于上石炭统本溪组的中上部，具明显的层控特点。综合矿区整体地质特征，本区为沉积型铝土矿矿床，铝土矿产于晚寒武系灰岩侵蚀面上。

参考文献

[1]河南省地质矿产局.河南省区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

[2]罗铭玖，黎世美，卢欣祥，等.河南省主要矿产的成矿作用及矿床成矿系列[M].北京：出版社，2000.

[3]郭熙年，唐仲林，李万程，等.河南省晚古生代聚煤规律[M].武汉：中国地质大学出版社，1991：185-191.

[4]河南省汝州市安沟铝土矿详查报告[R].河南省地质矿产勘查开发局测绘队，2013.

作者简介：刘美华（1982-），女，河南鄢陵县人，工程师，从事地质矿产勘查、综合研究及技术管理工作。

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