山西省兴县苏家吉铝土矿矿床成因分析及找矿标志

山西省兴县苏家吉铝土矿矿床成因分析及找矿标志

【摘要】文中对苏家吉铝土矿地质情况、矿体特征及矿床成因进行了论述，提出了地层、矿石、岩石共生组合类型等方面的找矿标志。

【关键词】苏家吉铝土矿；矿床成因；找矿标志

1、概述

矿区位于兴县县城15°方向直距18km处的高家峁～苏家吉村一带，行政隶属于兴县魏家滩镇管辖。地理坐标：东经111°08′00″～111°09′15″，纬度38°37′00″～38°38′00″。

2、矿区地质概况

矿区大部分被第四系黄土覆盖，仅在沟谷中有少量基岩出露，赋存地层有奥陶系中统，石炭系中、上统，二叠系上、下统和上第三、第四系地层。

矿区位于兴县～石楼南北向褶带的北段西侧，构造线方向与区域基本一致，总体为南北走向，向西倾斜的单斜构造，倾角5～12°，区内未见断层，总体构造简单。

3、矿床产出特征

3.1矿体赋存层位

铝土矿赋存于石炭系中统本溪组一段中下部，奥陶系中统峰峰组顶部侵蚀面之上，赋存标高为802～1076m。

3.2矿体规模、形态、产状和变化规律

矿区面积3.26km2，矿体规模为大型。矿体形态受基底灰岩侵蚀面控制，奥陶系侵蚀面凹地的发育程度决定了矿体的形态和规模，矿体空间形态呈层状、似层状，一般为一层，局部有夹层。矿体为长方形状，南北长约1840m，东西宽约1814m，矿体产状与围岩产状基本一致，分布连续。矿体厚度0.80～7.15m，平均3.22m。

3.3矿石质量

3.3.1矿石矿物成分

本区铝土矿矿石由20余种矿物组成，主要有铝矿物、硅矿物，其次为铁矿物和少量其他矿物组成。主要矿物为一水硬铝石、高岭石，次要矿物有褐铁矿、

赤铁矿、针铁矿，微量矿物有电气石、伊利石、绿泥石、方解石，重矿物有锐钛矿、金红石、锆石等。

3.3.2矿石结构构造

本区矿石的结构可分为致密状、碎屑状、半粗糙状、粗糙状。矿石的构造可分为块状和薄层状，块状的矿石质量相对较好。

3.3.3矿石化学成分

铝土矿主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2，平均含量：Al2O3：59.88%；SiO2：7.27%；Fe2O3：12.27%；TiO2：2.56%。约占矿石化学成分总量的84%。A/S值8.24。

含矿岩系主要成分在含矿层底部含量较低，向上逐渐增高，铝土矿层为最高值，再向上又逐渐降低；SiO2含量的变化一般随Al2O3的变化呈反向变化规律，Fe2O3在含矿岩系下部含量较高，多形成山西式铁矿、铁质粘土岩或局部形成高铁铝土矿。矿层结构简单，一般无夹石，极少数工程见夹石，且主要为硬质粘土层，并可以综合利用。

一般矿层中部一水硬铝石含量高，多形成粗糙状铝土矿、半粗糙状铝土矿，其上、下常为致密状铝土矿或碎屑状铝土矿。受古地理环境影响，在古风化壳低凹地带，多形成厚度较大的半粗糙状铝土矿。在水动力条件较强的地段，常见碎屑状铝土矿沉积。当水动力条件相对稳定时，多形成致密状铝土矿。矿层底部可见高铁型铝土矿，向上渐变为中铁型或低铁型铝土矿。

3.3.4矿石自然类型

本矿区矿石自然类型根据结构可分为致密状、碎屑状、半粗糙状、粗糙状四种类型，其中以致密状和碎屑状为主。

致密状铝土矿为区内主要矿石类型之一，呈褐红、灰、灰白色，致密状结构，块状构造。主要化学成分及含量Al2O3：40.88～77.67%；SiO2：0.96～19.98%；Fe2O3：1.26～31.74%；A/S值2.68～55.02，占全区的40.65%。

碎屑状铝土矿为区内主要矿石类型之一，呈灰、灰白色，碎屑状结构，块状构造。主要化学成分及含量Al2O3：42.63～77.71%；SiO2：0.74～21.98%；Fe2O3：1.10～37.59%；A/S值2.61～100.07。约占全区的35.66%。

半粗糙状铝土矿为区内次要矿石类型，呈灰白、灰、浅灰色，半粗糙状结构，块状构造。主要化学成分及含量Al2O3：41.87～75.77%；SiO2：1.73～18.07%；Fe2O3：1.45～24.39%；A/S值2.92～38.04。约占全区的19.95%。

粗糙状铝土矿为区内较少矿石类型，呈灰白色、淡黄色、浅灰色，块状构造。

主要化学成分及含量Al2O3：40.77～74.32%；SiO2：2.38～14.98%；Fe2O3：2.42～25.19%；A/S值2.72～29.99，约占全区的3.74%。

总之，整个矿床矿石工业类型属低硫中铁型铝土矿。矿石工业品级主要属于Ⅰ～Ⅱ级品。

3.3.5矿体围岩及夹石

本区矿体及其顶底板为同一沉积建造的连续沉积物，自下而上具有铁铝硅分异富集的特点。矿体直接顶板主要为粘土岩，平均化学成分：Al2O3：38.94%；SiO2：34.81%；Fe2O3：6.74%。直接底板主要为含铁质粘土岩，平均化学成分：Al2O3：36.1%；SiO2：23.73%；Fe2O3：17.65%%。极少数工程见夹石，夹石主要为粘土岩，平均化学成分：Al2O3：42.52%；SiO2：28.37%；Fe2O3：10.73%。

4、矿床成因及控矿因素

属华北中石炭统底部的“G”层铝土矿，覆于奥陶系中统峰峰组的灰岩侵蚀基准面上，其含矿岩系为一套由山西式铁矿、铁质粘土岩、铝土矿、硬质耐火粘土矿及粘土岩等组成的铁铝质建造。

本区域经过长期的风化剥蚀作用，到晚石炭世早期逐渐下降，海水入侵形成奥陶系为基底的浅海水域，当时吕梁山以古岛存在，五台古陆和中条古陆相对隆起，为铝土矿的形成产生物质来源，矿物质主要来源铝硅酸盐岩类岩石。

晚石炭世海侵之前，长期风化剥蚀作用广泛分布着风化壳及没有受到充分分解的残余物，晚石炭世海水侵入，发生水解作用，溶解了风分壳及残余堆积物中的各种元素及化合物，从而使海水富含铝质，这些富含铝质的海水在滨海、泻湖等局限性盆地中，由于物理化学条件的改变而沉淀下来，形成了属于滨海～泻湖相沉积型铝土矿矿床。铝土矿形成以后，长期的地表风化，氧化作用及地表水的淋滤作用等次生改造作用，造成铝土矿富集。另外，当时滨海地带海水不断动荡，胶体化学溶液对成矿起到一定作用。

5、找矿标志

5.1地层标志。铝土矿产于石炭系中统本溪组下部，层位稳定。含矿岩系底板为奥陶系灰岩。

5.2矿石标志。铝土矿矿石不具明显的层理、页理，多呈灰、灰白、褐红色，块状，一般比上下围岩硬度大，矿体露头一般形成陡坎。

5.3岩石共生组合类型标志。山西式铁矿、铁铝岩与铝土矿关系密切，可作为铝土矿找矿的间接标志。

5.4其他找矿标志。从山西地质特征来看，大部分区域煤矿、铝土矿共生，