登封—新密深部鋁土礦成礦地質(zhì)條件及找礦潛力

雷德正+鄧斌+徐林

摘 要：登封-新密鋁土礦帶位于華北地臺(tái)南部，嵩箕臺(tái)隆嵩山復(fù)式背斜的南翼東部，在大冶-楊臺(tái)向斜的核部及其兩翼的中深部的含鋁巖系及鋁土礦床基本上得到完整保存。區(qū)內(nèi)淺部鋁土礦呈層狀、似層狀、透鏡狀，局部呈漏斗狀，產(chǎn)于本溪組含礦巖系的中上部，鋁土礦品位較高。由地表眾多漂礦采坑及已知煤礦勘查資料可知，深部古巖溶發(fā)育，含礦巖系發(fā)育，鋁土礦體層位穩(wěn)定，深部成礦地質(zhì)條件較好，找礦潛力大。

關(guān)鍵詞：鋁土礦 找礦潛力 登封 新密

中圖分類號(hào)：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（c）-0033-02

登封-新密鋁土礦帶是河南鋁土礦的主要成礦帶，位于華北地臺(tái)南部，嵩箕臺(tái)隆嵩山復(fù)式背斜的南翼東部，大冶-超化鋁土礦帶中部，緊鄰登封大冶、新密平陌、楊臺(tái)、楚嶺4個(gè)大中型鋁土礦（床）區(qū)的南部。在大冶-楊臺(tái)向斜的核部及其兩翼的中深部的含鋁巖系及鋁土礦床基本上得到完整保存。區(qū)內(nèi)鋁土礦呈層狀、似層狀、透鏡狀，局部呈漏斗狀，產(chǎn)于本溪組含礦巖系的中上部，由地表眾多漂礦采坑及已知勘查資料可知，礦體層位穩(wěn)定，大冶礦床、楊臺(tái)礦床為大型鋁土礦床在本區(qū)具代表性，說明該區(qū)礦床所在層位較穩(wěn)定，含鋁巖系的含礦性較好，深部含礦巖系能反映出淺部礦床同一的成礦地質(zhì)環(huán)境及條件，但是，深部礦床由于長(zhǎng)期分布于地下潛水面以下，脫離氧化條件，脫硅富鋁作用減弱，礦石中SiO2及S含量相對(duì)較高，A/S稍低。

1 成礦地質(zhì)背

礦區(qū)位于華北地臺(tái)南部，嵩箕臺(tái)隆嵩山復(fù)式背斜的南翼東部，大隗-楊臺(tái)向斜中西部（如圖1），區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，沉積礦產(chǎn)豐富，區(qū)域地質(zhì)成礦條件較好。

1.1 地層

該區(qū)屬華北地層區(qū)豫西分區(qū)嵩箕小區(qū)，區(qū)內(nèi)地層主要為太古界登封群、下元古界嵩山群、中元古界五佛山群及下古生界寒武系、奧陶系和上古生界石炭系、二疊系，其中石炭系上統(tǒng)本溪組（C2b）為鋁土礦賦礦地層（含礦巖系，習(xí)慣上稱為含鋁巖系）。以嵩山背斜軸部起，與含礦巖系關(guān)系密切的地層由北向南、由老到新依次為古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系及新生界新近系和第四系，地層走向總體展布近東西，傾向南，局部由于褶皺作用地層傾向變化較大。

1.2 構(gòu)造

該區(qū)構(gòu)造主要表現(xiàn)為褶皺和斷裂構(gòu)造，區(qū)域構(gòu)造的基本特征為：基底強(qiáng)烈褶皺、變質(zhì)，蓋層為開闊復(fù)式褶皺及斷裂。褶皺主要有嵩山、箕山兩大背斜，其間夾以古生界地層為主的新密復(fù)向斜，均呈近東西向展布，斷裂以燕山期為主，分為東西向、北西向、北東向3組。

區(qū)總體構(gòu)造為夾持于風(fēng)后嶺背斜和新密復(fù)向斜之間的次一級(jí)平陌-超化向斜。地層走向總體近東西向，并大致以西部二道嶺—中部劉溝—中東部張溝—東部超化煤礦為軸南北對(duì)傾，傾角10°～30°，南緩北陡，樞紐呈“～”形，總體走向近東西向。大的褶皺有兩個(gè)即近東西向的張溝向斜和于家莊背斜；大的斷裂有3組7條即近東西向的新莊斷層、后溝斷層、張家莊斷層和楊臺(tái)逆斷層，北西向的龜山斷層、張溝斷層和北東向的虎蹄溝斷層，發(fā)育有兩個(gè)滑動(dòng)構(gòu)造，即新莊滑動(dòng)構(gòu)造和二道嶺滑動(dòng)構(gòu)造。

2 礦床類型及成因

2.1 礦床類型

嵩箕地區(qū)（包括本區(qū)）的鋁土礦產(chǎn)于晚石炭世早期，在中朝準(zhǔn)地臺(tái)上，從奧陶世中期開始發(fā)生大規(guī)模海退，使這一地區(qū)巖石處于1.5億年之久的風(fēng)化剝蝕狀態(tài)，形成了起伏不大的準(zhǔn)平原型喀斯特地貌，其特征是地表凹凸不平，局部區(qū)域溶蝕漏斗深達(dá)80 m，亦有地下溶洞，其中充填含鐵粘土巖。在礦區(qū)經(jīng)常見到中奧陶統(tǒng)表面溶蝕地貌。

2.2 礦床成因

從古地理環(huán)境看，晚石炭世早期本區(qū)處于秦嶺古陸之東與河淮內(nèi)海之西的邊緣海與淺海海灣地帶，北部為鞏峽海灣，南部有寶臨海灣，中間為嵩箕古島。在喀斯特地貌形成的同時(shí)，巖石的泥鐵質(zhì)、粘土物質(zhì)逐漸堆積在溶蝕凹地內(nèi)，由于是在氧化狀態(tài)下進(jìn)行，有類似于熱帶紅土堆積的性質(zhì)，稱為鈣紅土，這在C2b1地層，特別是山西式鐵礦不具備明顯層理。這些鈣紅土物質(zhì)基本上或接近填滿了溶蝕凹地，并且經(jīng)長(zhǎng)期去硅富鋁及富鐵過程，局部形成C2b1鋁土礦層及山西式鐵礦層。隨著地殼緩慢下降，喀斯特作用減弱，風(fēng)化殼切割亦減緩，地臺(tái)開始接受物質(zhì)沉積。然后，該區(qū)下降至近海海濱的超淺湖泊或潮間帶狀態(tài)，這時(shí)地殼活動(dòng)性較大，形成的鋁土礦、粘土礦均具有豆鮞狀結(jié)構(gòu)和薄層理構(gòu)造。成礦物質(zhì)的沉積與地殼重新上升至水面以上進(jìn)行去硅富鋁作用頻繁交替，經(jīng)長(zhǎng)期成礦過程形成鋁土礦層，這時(shí)的溶蝕凹地已被填平補(bǔ)齊，至上石炭世開始，中朝準(zhǔn)地臺(tái)上出現(xiàn)地質(zhì)歷史上罕見的大規(guī)模原始森林，氧化環(huán)境全面轉(zhuǎn)化為還原環(huán)境，而且形成了一4煤層，這是鋁土礦避免進(jìn)一步氧化、風(fēng)化剝蝕而得以保存的良好環(huán)境，最后形成晚石炭世第一次大規(guī)模海侵，使形成的鋁土礦層淹沒在汪洋大海之下，伏于晚石炭世太原統(tǒng)、二疊紀(jì)等沉積地層之下而得以保存至今。

3 找礦潛力分析

3.1 有利的成礦地質(zhì)條件

礦區(qū)屬于登封—新密鋁土礦成礦區(qū)之大冶—楊臺(tái)鋁土礦成礦帶，區(qū)內(nèi)地層主要為下古生界寒武系、奧陶系和上古生界石炭系、二疊系，其中石炭系上統(tǒng)本溪組（C2b）為鋁土礦賦礦地層（含礦巖系，習(xí)慣上稱為含鋁巖系）。該含礦巖系厚11.62～18.16 m，平均13.74 m，為一套含鋁、含鐵粘土巖層，又稱鐵鋁層，該套地層上部巖性有粘土巖、粘土礦、鋁土礦，下部為含鐵或鐵質(zhì)粘土巖、赤鐵礦（山西式鐵礦）及黃鐵礦等。鋁土礦呈透鏡狀、似層狀賦存在含鋁巖系的中、上部，本溪組地層不整合于奧陶系中統(tǒng)馬家溝組石灰?guī)r長(zhǎng)期間斷的古風(fēng)化侵蝕面上，頂板為石炭系上統(tǒng)太原組生物碎屑灰?guī)r或炭質(zhì)粘土巖，局部為煤層（一1煤）等。

3.2 深部地質(zhì)信息驗(yàn)證成礦較好

根據(jù)收集告成煤礦勘探資料，礦區(qū)深部施工4個(gè)鉆孔，有兩個(gè)鉆孔見較好品位鋁土礦工業(yè)礦體，礦體平均厚度超過9米，一個(gè)鉆孔見粘土礦，可見深部500 m以淺有較好的找礦前景。前期該區(qū)煤礦勘查資料較多，依據(jù)已有勘查成果顯示，在該區(qū)一1煤厚度較大地區(qū)，鋁土礦層厚度較大，品位較高。是鋁土礦勘查的有力地段，加強(qiáng)對(duì)以往煤礦資料的綜合研究，對(duì)提高鋁土礦勘查成果有較好幫助。

成礦帶位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南部，嵩箕臺(tái)隆東南邊緣地帶，嵩山復(fù)式背斜的南部，區(qū)內(nèi)基巖零星分布，地層由老至新：寒武系，奧陶系，中石炭統(tǒng)本溪組，上石炭統(tǒng)太原組，新近系和第四系，近東西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，登封-新密鋁土礦成礦區(qū)具有較大的找礦前景。

4 結(jié)語(yǔ)

依據(jù)區(qū)域成礦地質(zhì)背景依據(jù)區(qū)域已發(fā)現(xiàn)礦床的研究認(rèn)為登封-新密一帶深部成礦地質(zhì)條件非常有利。以往煤礦勘查成果顯示在登封-新密一帶，有大量一1煤可采，深部鋁土礦品位較好。因此，認(rèn)為登封-新密一帶深部含礦巖系發(fā)育，鋁土礦成礦地質(zhì)條件較好，前期少量鉆孔揭露鋁土礦石質(zhì)量較佳，綜合分析認(rèn)為深部鋁土礦找礦前景較大，經(jīng)過地質(zhì)勘查工作，有望找到大型以上規(guī)模的鋁土礦床。在巖溶古地形發(fā)育的低洼地段，是鋁土礦富集形成高品位鋁土礦的有利地段，是勘查中應(yīng)該重點(diǎn)注意的地段。

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