９８ 西部探矿工程 ２０１４年第８期 山西省孝义市魏家沟矿区铝土矿 矿床地质特征及找矿意义 邓华平 （山西省第三地质工程勘察院，山西榆次０３０６２０） 摘要：通过对孝义市魏家沟矿区铝土矿地质特征、矿床特征及矿床成因进行分析研究，从矿层厚 度、矿石品位、矿体规模、开采技术条件等方面来说明本矿区铝土矿的矿床地质特征和找矿意义。 关键词：铝土矿；地质特征；找矿意义 中图分类号：Ｐ６１８．４５文献标识码：Ａ文章编号：１００４—５７１６（２（）１４）０８—００９８—０３ 魏家沟铝土矿区位于孝义市３００。方向直距１６ｋｍ 土矿、山西式铁矿、石灰岩。 处的魏家沟村一昔颉堡村一带，行政区划隶属孝义市 （１）铝土矿。为区域内的主要矿产之一，产于石炭 下堡镇管辖。矿区内发育有铝土矿矿体３个，含矿层在 部分地表有出露，矿体连续性较好。矿体顶、底板较稳 定，矿体厚度较稳定，矿石品位较好。下面对本区铝土 系中统本溪组底部。有一定工作程度的铝土矿区已有 二十余处，查明的铝土矿资源储量上亿吨，铝土矿床发 育良好。 （２）煤。区域内石炭系上统太原组地层广泛分布， 矿地质特征及找矿意义简单分析。 １区域成矿背景 １．１区域地层 该地层含多层煤，局部煤层可采，属河东煤田范围。 （３）山西式铁矿。产于铝土矿层之下，奥陶系石灰 区域出露地层由老至新为古生界奥陶系中统马家 沟、峰峰组，石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下 统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组，新生界上第 三系上新统，第四系上更新统、全新统等地层。 １．２区域构造 岩侵蚀面之上，多呈透镜状，窝子状产出，其规模较小， 连续性较差，层位较稳定，分布面积广，是地方钢铁工 业的主要矿源。 （４）石灰岩。区域内广泛分布有奥陶系中统地层， 本区在大地构造上处于吕梁山断拱与汾西台凹 的交接部位。吕梁山断拱的构造形式为复背斜，汾西 该地层中的石灰岩可用作熔剂、水泥原料，亦是建筑业 的最佳材料。 （５）硬质耐火粘土矿。产于铝土矿层之上，层位、 厚度都比较稳定，规模较大，是理想的耐火粘土材料。 ２矿区地质 ２．１地层 台凹的构造形式为复向斜。总体为一走向南西一北 东，倾向南东的单斜构造。这一单斜构造有２个构造 层。奥陶系侵蚀面以下的寒武系一奥陶系碳酸盐岩 受加里东期褶皱影响，形成轴向稳定的平缓褶曲，组 成下构造层；侵蚀面以上的石炭系一二叠系地层，由 矿区内新生界黄土、亚粘土及坡积物覆盖广泛，约 占全区面积的２／３以上，基岩地层大多分布在沟谷两侧 及沟底部，出露地层主要为奥陶系中统峰峰组、石炭系 中统本溪组、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、 新近系上更新统。 ２．２构造 于海西运动以及印支期、燕山期和喜马拉雅期的差异 性升降运动，形成众多的形态大小不一、轴向不定、轴 线起伏、两翼倾角多变的背、向斜，组成上构造层。这 一双构造层及其特征直接影响到区域矿产的分布和 矿床构造特征。 １．３区域矿产 区内构造简单，地层产状平缓，一般小于ｌ０。，岩层 走向为北东、倾向南东，与区域构造线基本吻合。区内 主要构造形式表现为ｌ２条较小的断裂和５处环状陷 区域矿产较丰富，主要有铝土矿、煤、硬质耐火粘 ｛收稿日期：２０１３—１０—０９ 作者简介：邓华平（１９８１一），男（汉族），山西榆次人，助理工程师，现从事矿产地质勘查工作。 ２０１４年第８期 西部探矿工程 ９９ 落，矿区构造属于简单型，对矿体影响不大。 ３矿体特征 ３．１铝土矿赋存层位 区内铝土矿属古风化壳沉积型铝土矿床，矿体赋 存于峰峰组灰岩侵蚀面之上，石炭系中统本溪组底部 “Ｇ”层之中。矿体的形态、产状严格受奥陶系中统峰峰 组灰岩古侵蚀面控制。 ３．２矿体规模、形态及产状 矿区内发育有３个铝土矿矿体，矿体形态多呈层 状、似层状、透镜状、窝子状产出，边界呈港湾状。铝土 矿层多呈层状、似层状赋存于含矿层中，一般为一层， 夹石多为粘土岩；矿体产状与地层产状一致，总体为一 向东南倾斜的单斜构造，地层倾角一般小于１０。，局部 地方倾角较大。 ３．３矿体厚度及变化规律 据原下堡高铝粘土矿普查资料统计，区内单工程 矿体厚度最小０．７０ｍ，最大３．５６ｍ，全区平均厚度 １．２４ｍ，厚度变化系数５１．８０％。 ３．４矿石特征 ３．４．１矿物成分 组成铝土矿的主要矿物成份为一水硬铝石（Ａｌ。ｏ。． Ｈｚｏ），次为高岭石及少量水白云母，副矿物有氧化铁 质，重矿物有电气石、锐钛矿、锆石、金红石等。 ３．４．２矿石类型 根据《山西省孝义县下堡镇高铝粘土矿地质评价 报告》，区内的铝土矿大致可分为３种主要自然类型，即 粗糙状、鲕状和致密块状。 （１）粗糙状铝土矿：一般位于矿体下部，呈浅灰、灰 黄、灰白等色，结构较致密，质地坚硬，断口粗糙不平， 有时可见到细小的风化流失小孑Ｌ洞，偶尔出现极少量 鲕粒。体重大小不一，有流失小孔洞存在时，体重值较 小，反之则大，一般介于２．５０～３．００ｔ／ｍ。之间，据镜下鉴 定，此种矿石有隐晶质和显晶质两种结构。主要组成 矿物为一水硬铝石，含量在７０％％～８０％，次为高岭石， 含量２０％￣３０％，隐晶质呈胶状、细分散状，显晶质一般 为鳞片状，粒径０．０３～Ｏ．００１５ｍｍ，水铝石与高岭石不混 生，并与有机质凝集成斑状或不规则的条带状。当铁 质、钙质含量较低时，一般形成铝土矿的特工级品，是 本区的最佳矿石类型。 （２）鲕状铝土矿：一般位于矿层中上部，大多呈灰 色、浅灰色、少数呈深灰色，鲕状结构，块状构造，鲕粒 多呈浑圆状、扁平、长轴排列方向基本一致，粒径一般 ０．０１￣２ｍｍ。据镜下鉴定，鲕粒一般为假鲕，多具同心 环状构造。鲕料与基质胶结均由一水硬铝石和高岭石 组成，含量分别为６０％￣７０％和３０％￣４０％，两矿物多呈 隐晶质、胶质。以粒状集合体或细分散状分布。此类 矿石是本区铝土矿Ⅱ级品的主要类型。 （３）致密状铝土矿：一般位于矿层的顶部，呈灰一 灰白色，致密块状，略具贝壳状断口，性脆，含少量鲕粒， 体重较小，一般在２．５Ｏ～２．８０ｔ／ｍ。，水铝石含量５０％～ ６０％，高岭石含量４０％￣５０％，此类矿石较少，一般形成 铝土矿的Ⅲ级品。 ３．５矿石品位 矿石品位（熟料）：ＡＩ Ｏ。４０％￣５８％，Ｆｅ Ｏ。０．３３％～ ３．２８％，一般０．６％ｔ０．１６％；烧失量一般１１％～１４％，耐 火度一般大于１７８０￣Ｃ。全区平均品位：Ａｌ Ｏ。５２．７６％， Ｆｅ。Ｏ。１．２８％，烧失量１２．９７％，耐火度１７９０￣Ｃ。 ４矿床成因 铝土矿成矿物质主要来源于基底岩石的古风化 壳，富含铝质的物质在海侵过程中被搬运到盆地斜坡 地段沉积成铝土矿。加里东运动使区域内早古生代 碳酸盐岩及前震旦纪古老变质岩普遍发生红土化，形 成大面积的风化壳，为铝土矿成矿提供了物质来源， 本溪期的普遍海侵为铝土矿成矿物质的搬运、沉积提 供了可能，在古岛的边缘洼地形成了下部为铁质层 （铁矿和铁质粘土岩），中部为铝土矿层，上部为硅质 较多的粘土岩（矿）的成矿沉积序列。铝土矿层的沉 积厚度受沉积期前古地貌影响较大，一般在相对低洼 处厚度较大，而在相对较高的地方厚较小，表现为铝 土矿层厚度与含矿段厚度呈正相关关系。铝土矿层沉 积后，矿体面貌并非现在所看到的那样，可以说现在的 铝土矿是原始含矿物质经沉积期后长期地质作用改造 富集的结果。 ５开采技术条件 ５．１水文地质条件 矿区内铝土矿床赋存于石炭系中统本溪组下段， 位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水，受地 形地貌影响，地下水补给条件极差；附近无地表水体发 育，仅在雨季有短暂坡面流通过，持续时间较短；采区 内积水主要来源于大气降水和地形汇水范围内地表径 流补给。综上判定，矿区水文地质条件为二类一型，即 矿区铝土矿矿床为以裂隙含水层充水为主、水文地质 条件简单的矿床。 ５．２工程地质条件 （下转第１０２页） １０２ 西部探矿工程 ２０１４年第８期 可以成矿，又可以伴生成矿。 ３矿床成因类型及找矿前景 ３．１成因类型分析 式铁铜金矿归人与晚古生代构造一岩浆作用有关的 铁、铜、镍矿床成矿系列，和华力西早期次火山一火山 岩建造有关的铁铜金矿床成矿亚系列中。在古生代成 矿作用中，乔夏哈拉铁铜金矿床成矿作用与海底火山一 喷流沉积作用和海相火山一岩浆作用关系密切。在华 力西期构造活动带的岛弧带基性火山岩系中乔夏哈拉 通过对前人关于乔夏哈拉铁铜金矿床的成因研究 分析，大致可以得出３种观点：①矽卡岩成因论，主要强 调了造山期岩浆热液活动作用；②火山成因论，主要强 调在火山作用环境下，基性火山岩为成矿建造，属于硫 化物型矿床，亚类可以归属于塞浦路斯型铜矿床；③火 山一沉积叠加改造论，这是前２种观点的结合，主要强 调多期性为该矿床成矿作用的主要特征。第一种观点 式铁铜金矿成矿更为有利。此外，位于乔夏哈拉东南 的阿克塔斯含金矿矿床，地质特征与前者矿床比较相似， 在深部也具有铜金矿的找矿潜力，并且沿乔夏哈拉一阿 克塔斯北缘向东南具有找矿的巨大潜力。 参考文献： 只观察到矿体主要围岩为绿帘石矽卡岩，并且其矿石 矿物等均显示出矽卡岩的特征，而忽略了原始成矿物 质的富集和矿床形成于基性火山岩建造；第二种观点 没有考虑后期的热液（包括岩浆热液与构造热液）改造； 第三种观点较前２种全面之处在于，强调了成矿作用的 ［１】赵英时．遥感应用分析原理与方法［ＭＩ．北京：科学出版社， ２００３：５—３５． 【２】潘东，张华，等．富蕴县乔夏哈拉铁铜金矿找矿靶区主要 特征及找矿远景［Ｊ］．科学技术与工程，２０１２，１２（５）：１—３． ２期性，即矿床是在矿体或矿源层在早期形成后，经过 热液叠加改造后期作用的结果。综上所述，本文认为 第三种观点更符合乔夏哈拉铁铜金矿床成因类型，即 有２期成矿作用，火山沉积和后期的热液叠加作用是主 导因素。 ３．２找矿前景 ［３］周济元，崔炳芳，肖惠良，陈世忠．中国库鲁克塔格一星星 峡地区金、银和铜矿地质及预测［Ｍ】．北京：地质出版社，２００８． ［４］董连慧，冯京，刘德全，等．成矿单元划分方案研究【Ｊ］．新 疆地质，２０１０ ６（２）：２—５． ［５］罗慧芬．东昆仑遥感矿化蚀变信息提取方法研究【Ｄ］．成都理 工大学硕士学位论文，２０１０：６—８． 按照古生代成矿区带划分，乔夏哈拉铁铜金矿床 ［６］王登红，陈毓川，徐志刚等．阿尔泰成矿省的成矿系列及成 矿规律【Ｍ］．北京：原子能出版社，２００２：５卜５４． 位于古亚洲成矿域的准噶尔成矿省的北准噶尔铜、镍、 钼、铁、金、膨润土、煤成矿带（汤中立等，２００５）。在现有 ［７］王福同，马天林，刘光海，等．喀拉通克铜镍成矿带地物化综 合研究及找矿靶区优选［Ｊ１．现代地质，２００５，１９（２）：１—２． 的矿床成矿体系中，还没有乔夏哈拉式铁铜金矿的确 切位置，但是该矿床的地质特征同索尔库都克式铜钼 矿床比较相似（王登红等，２００１），可以暂时将乔夏哈拉 （上接第９９页） ［８］王京彬，李博泉，张积斌，等．额尔齐斯聚矿带金铜成矿条件 及找矿预测．【Ｍ］．北京：冶金工业出版社，１９９９． 染而使水源严重短缺；露天边坡角选择不当有可能造 成崩塌、斜坡或滑坡等次生地质灾害，开采矿石的废渣 区内矿床产状平缓，矿层较稳定。全区黄土覆盖 比较广，平均厚度１４．９４ｍ，含矿层埋藏深度平均 堆放不合理会造成泥石流滑坡等次生地质灾害。总 之，矿区环境地质属第二类中等。 ６结束语 ５２．７４ｍ。矿床露天开采时，采场边坡因软弱夹层粘土 岩的存在，边坡稳定性下降，应适当降低采场边坡角。 矿区地质构造简单，矿体及围岩大部分稳固性好，不良 工程地质现象较单一，地下水静水压力较小。属工程 地质条件中等，以坚硬半坚硬岩石为主的层状沉积矿 床类型。 ５．３环境地质条件 综上所述，魏家沟矿区铝土矿矿石品位较好，属沉 积型铝土矿矿床。矿石工业品级属Ⅲ级，属低硫低铁 型铝土矿。魏家沟矿区为一大型铝土矿矿床，铝土矿 及其共伴生矿产联合开采将获得巨大的经济效益。 参考文献： ［１］ＤＺ／Ｔ０２０６—２００２高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规 范［Ｓ］． 根据国家质量技术监督局发布的ＧＢ１８３０６－２００１ 标准，本区地震动峰值加速度为０．１ｇ，地震动反应谱特 征周期为０．３５，－－０．４０ｓ，矿区地震烈度为Ⅶ度区。铝土 矿开采后，区内浅层地下水遭到破坏，当开采有上覆煤 系地层的矿层时，其矿渣堆放处，可能对下游水资源污 ［２］ＧＢ１８３０６－２００１中国地震动参数区划 ｓ】． ［３］ 山西省孝义县下堡镇高铝粘土矿地质评价报告【Ｒ］．
