黔中铝土矿接替资源选区研究
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铝在国民生产中占有重要地位，基于浅部铝土矿资源日益枯竭，寻找接替资源选区成为找矿首要任务。黔中铝土矿资源丰富，主要赋存与下石炭统九架炉组中。该文对其地质特征、成矿作用及规律进行了详细研究，一方面对寻找相似矿床具有指导意义；另一方面，以此为基础划定了5个铝土矿资源预测区，其中Ⅰ级选区2个；Ⅱ级选区2个；Ⅲ级选区1个。选区内总体矿石质量较好，是寻找铝土矿床接替资源的理想勘查区。
黔中；铝土矿；接替资源选区
1.前言
铝在国民生产中占有重要地位，是仅次于铁的第二大金属，全国15.39%的铝土矿资源来源于贵州。贵州铝土矿已有较多学者和单位进行过研究。最早由罗绳武、蒋溶、谢家荣等于1941年发现于清镇—修文地区，但仅是踏勘。随后，贵州省地质局①在清镇、修文、乌江及遵义等地发现一大批铝土矿床（点）；中国有色金属总公司②、贵州地质勘探公司又进一步在上述地区相继发现一批新的不同规模矿床，为贵州铝土矿的开发奠定了基础。
研究区位于贵阳市、清镇市、修文县所辖范围，交通便利。区内计有铝土矿床（点）39处（表1），主要分布在清镇—修文铝土矿成矿区内，含矿岩系主要为下石炭统九架炉组，多为中、小型矿床，呈层状、似层状、大透镜体状产出。铝铁矿系厚度及矿体规模明显受到矿系底板古喀斯特地貌控制，故铝土矿体规模受矿系厚度稳定性控制，表现为大中型铝土矿床分布于含矿系厚度稳定部位，中小型矿床分布于含矿系厚度不稳定部位。目前浅部找矿技术已相当成熟，但找浅、易、近、富的矿床（点）难度依然很大，找矿方向也正向深部、相对贫化矿迈进。浅部铝土矿资源开采殆尽，寻找新的接替资源选区成为铝土矿资源勘查的首要任务。
表1 黔中地区铝土矿床（点）分布统计
2.区域地质背景
黔中铝土矿区位于扬子准地台—遵义断拱—贵阳复杂构造变形区（谢俊邦等，1987），褶皱变形及断裂构造发育，呈北北东、北东和北东东向展布（图1）。该区震旦纪以来处于准地台环境，在加里东构造基底上，经历了长期风化剥蚀，形成岩溶洼陷盆地后，在早石炭世大塘期旧司时形成了岩溶面上的铝土矿。贵阳—清镇—修文地区出露有前寒武系至第四系地层，但由于受到构造运动控制，地层出露不完整，大部地区缺失奥陶系和志留系。
图1 研究区构造纲要图
（根据贵州省有色地质勘查局一总队，2002改编）
黔中铝土矿成矿时的纬度为北纬6~36埃话阄蔽?6~24埃骄蔽?1埃得髑械厍诺乩砦恢酶咏嗟馈Ｔ缡渴涝缙诤Ｋ加赡舷虮比肭郑Ｇ址段е鸾ハ虮蓖平链筇疗诰伤臼鼻信璧匾讶勘谎停谧羝诤＝段Т锏阶畲蟆＞荽筇疗诰伤臼碧量笙岛穸缺浠腿笔贫希量笙党粱钡墓诺乩砀窬治耗喜课愫１咴档墓闼痴媳诘海ㄎ蘅笙党粱辈亢臀鞅辈课新∑鸶叩兀侵湫纬梢桓霭敕獗盏男汉葱尬牡汉乔新镣量蟮闹饕粱∷?
3.含矿岩系特征
含矿岩系特征。黔中铝土矿含矿岩系分布广泛，主要为下石炭统九架炉组，主要沿北北东方向展布，与该区主要构造线方向为北北东向一致，次为北东东方向。根据黔中铝土矿含矿岩系产出特征，可划分为“五纵一横”六条出露带，依次为：Ⅰ清水塘铝土矿床—天马山铝土矿床—小山坝铝土矿床—斗篷山铝土矿床—朱官铝土矿床；Ⅱ三潮水铝土矿床—大沙溪铝土矿床—干坝铝土矿床—大豆厂铝土矿床；Ⅲ双麻窝铝土矿床—长冲铝土矿床；Ⅳ古堡铝土矿点—上洞铝土矿床—箭杆冲铝土矿床—黄土坎铝土矿床—麦西场铝土矿床—麦巷铝土矿床—麦格铝土矿床—长冲河铝土矿床；Ⅴ乌栗铝土矿床—腊稗场铝土矿床—牛奶冲铝土矿床—岩上铝土矿床—燕垅铝土矿床—林歹铝土矿床—麦坝铝土矿床。“一横”为Ⅵ黄泥田铝土矿床—黑土田铝土矿点—老黑山铝土矿床—窑上铝土矿床。黔中铝土矿含矿岩系（C1jj）发育为“楼层式”沉积序列，即下部为铁矿系，中部为铝矿系，上部为杂色铁质粘土岩系，各含矿岩系剖面特征如下：
铁矿系：下部主要为为紫红色粘土岩，常见结核状或透镜状钢灰色赤铁矿，在部分矿区紫红色粘土岩之下有一薄层含黄铁矿炭质粘土岩，或暗绿色、绿色绿泥石粘土岩；上部常发育暗绿色绿泥石粘土岩。铁矿系与其基底古岩溶面接触界线明显。镜下可见到风化碳酸盐岩有铁质混染和泥质残留，为上覆地层浸染所致。底板碳酸盐岩层常发育近于垂直或平行层理的岩溶裂隙，常充填上覆铁矿系最底部的紫红色粘土岩、炭质粘土岩或绿灰色粘土岩。
铝矿系：底部和上部由粘土岩组成，上部为灰色碎屑状铝土矿及豆、鲕状铝土矿，而豆、鲕状铝土矿通常为铝土矿层顶部的矿石；底部以灰色粘土岩为主。中下部为赋存铝土矿层，为灰色致密铝土矿；中部为灰—灰白色土状铝土矿，见纹层状或花斑状构造；碎屑状铝土矿一般由砾屑状铝土矿层和砂屑状铝土矿层构成，且后者在前者之上。
杂色铁质粘土岩系：由紫红色、杂色粘土岩组成，页理发育，未见赤铁矿结核，有时夹有劣煤层或炭质粘土岩，并含有黄铁矿，该层多见于研究区的东部。
矿石特征。黔中铝土矿石中铝矿物有一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石和拜耳石；粘土矿物为高岭石、伊利石、水白云母、蒙脱石和多水高岭石；硅氧化物为石英、蛋白石和玉髓；硅酸盐矿物为叶绿泥石、鳞绿泥石、角闪石、绢云母、电气石、锆石和长石；碳酸盐矿物包括方解石、白云石、文石和菱铁矿；铁矿物有赤铁矿、针铁矿、水针铁矿和磁铁矿；钛矿物有锐钛矿、金红石、铌金红石、钛铁矿、板钛矿、白钛矿和榍石；硫化物有黄铁矿和闪锌矿；硫酸盐矿物有硬石膏；其他矿物有锡石和磷灰石等。
按铝土矿石的结构构造，划分为土状—半土状、碎屑状、致密状三种自然类型：
土状—半土状矿石：浅灰、灰白、肉红色为主，主要由一水硬铝石组成，一般含量大于80%，次为高岭石、多水高岭石、水云母等粘土矿物及少许针铁矿、水针铁矿、锐钛矿、绿泥石等，含量小于20%。矿石中Al2O3含量一般大于70%，最高可达79.94%；SiO2含量一般小于10%，最低0.99%；Fe2O3一般在0.92~10.00%之间；A/S大部分7~10，最高可达80.7，多为I级品，少数为Ⅱ级品。
碎屑状矿石：碎屑含量一般达46%，主要由微晶一水硬铝石组成，占55~90%。次为高岭石，约占3~30%，一般碎屑含量越高，其品位亦越高。颗粒间基质往往由数量不等的一水硬铝石、高岭石、多水高岭石、水云母、针铁矿、绿泥石等混合组成。矿石中Al203含量一般60~65%，个别可达74.50%；SiO2含量5.45~18.87%；Fe2O3含量变化范围较宽，为2.01~14.52之间；A/S一般在5~7之间，个别有小于4或大于16.8，当矿石Fe2O3较高时可以大于7，多数为Ⅱ级品，少数Ⅱ—Ⅲ级品。
致密状矿石：块状或纹层状，颜色为灰黄、浅黄、灰绿、灰黑，显示土状断口。矿石中一水硬铝石和粘土矿物各占40%左右，铁矿物4~15%，个别可高达40%。矿石Al2O3含量一般为55~60%，少数小于50%；SiO28~22%；Fe2O33~33%。A/S一般小于5，个别可大于7。多为Ⅲ级品，少数为Ⅱ级品，个别为Ⅰ级品。
矿石划分为三个不同的工业类型，即一水硬铝石高铁矿石，一水硬铝石高硫矿石，一水硬铝石低铁低硫矿石：
高铁铝土矿：一般色深（称为黑矿或绿矿），以致密土状结构为主，少数为碎屑结构；以块状构造为主，部分具纹层构造和斑状构造。矿石中一水硬铝石含量40~60%，铁矿物含量20~45%，粘土矿物含量5~15%，铁矿物中，地表以针铁矿及水针铁矿为主，深部则以菱铁矿或鳞绿泥石为主。矿石中Al2O3含量一般为50%左右，很少超过53%，极端最高含量可达62.46%；SiO2含量9.92~16.92%；Fe2O316~18%，个别可达33.40%。A/S一般4~5，少数小于3。高铁铝土矿主要分布在坛罐窑、腊稗场、麦西、清水塘北部、大豆厂、朱官等矿床（点）中，略呈东西向分布，与沉积微相有关。
高硫铝土矿：以碎屑结构为主，少数为致密结构、块状构造，风化后呈球状。矿石矿物除含黄铁矿较多外，与普通碎屑状低铁低硫矿石无异。黄铁矿多呈细粒星散浸染，少数呈微细脉状，偶见团块状。各种产状之黄铁矿在矿石中的含量小于8%，一般2~3%。矿石平均含量Al2O354.79%，SiO216.18%，Fe2O35.75%，S1.354%，A/S一般小于4。高硫铝土矿主要分布于织金黄土、滥坝、龙昌场、萝卜冲、响水、尧老坝、清镇猫场以南，呈东西向分布，与沉积微相有关，属于泻湖底部沉积。
低硫低铁铝土矿：矿石品位Al2O360%以上，SiO210~15%，A/S一般4~7。分布于六广—小箐—新场—猪头山一线以南：黔西铁石—贵阳都拉营一线以北范围内，已知有小山坝、干坝、长冲、上硐、乌栗、云雾山等矿床（点）。
4.成矿作用及成矿规律
成矿作用阶段。黔中铝土矿成矿物质来源丰富，包括含矿岩系底板岩石的风化产物（主要来源）、陆源物质、海水物质加入。在后期成矿过程中主要经历了三个阶段：
红土化阶段：黔中地区自都匀运动开始隆起，直至泥盆纪末期，长期处于风化剥蚀环境，在炎热潮湿的气候条件下，以碳酸盐岩为主的早古生代地层中的各类岩石，遭受强烈的风化、剥蚀，形成一系列岩溶洼地、槽谷等准平原化喀斯特地貌。另一方面，岩石中的碱金属和碱土金属及Si等组分不断被淋滤流失，而Al、Fe、Ti等组分则相对富集，随着红土化进程的不断加深，原始贫铝的岩石上被覆盖一层富铝的面型红土化壳和局部洼型堆积（陆地径流作用）。因此，这一时期红土化不仅为铝土矿的形成准备了丰富的物源，也为尔后铝土矿的沉积构筑了有利场所。石炭纪大塘期旧司时，黔中隆起高地上的红土化仍在继续进行，这一时期该区雨量充沛，该期及之前形成的大量红土被地表水冲刷带入黔中盆地，使成矿物质进一步堆积。红土化是铝土矿形成的基础。
图2 黔中铝土矿成矿模式图
（贵州省有色地质勘查局一总队，2002）
水下成矿阶段：早石炭世大塘早期，海水从东南方向侵入形成大陆边缘泻湖，古风化壳上的成矿物质进入相对宁静而闭塞的滨岸泻湖水体中，在波浪和潮汐的作用下，松散和半固结的红土化成矿物质经破碎、分选和再搬运，在不同的物理化学环境，发生纵向和横向的沉积分异，形成有规律的铁、铝含矿系和铁、铝矿体。由于基底岩石裂隙排水和上覆岩石的静压力作用，及构造运动提供的热力作用，使其中铝矿物、粘土矿物和铁矿物实现脱水、脱硅及晶华。
后期改造阶段：燕山运动使贵州褶皱隆起为陆，已固结的铁铝矿系、铁铝矿体抬升到地表被后期改造，经风化、溶蚀作用脱硅、去铁，进一步富化，最终形成铝土矿。
成矿模式分析。依据铝土矿形成阶段性，建立如下成矿模式（图2）。模式图上，准平原化时期，反映成矿物质来源以及赋矿空间的形成，古隆起高地风化剥蚀区属型岩溶地貌，盆地内属覆盖型岩溶地貌，覆盖物包含原地的和异地的钙红土和红土。水体分异沉积时期，标明主要成矿元素的沉积环境和沉积序列，以及陆源物质的继续供给。成岩成矿时期表示出含矿岩系及其产状。
5.铝土矿勘查选区研究
此次选区工作主要是在已发现的矿床周边“探边摸底”、“攻深找盲”、“就矿找矿”。根据铝土矿成矿地质规律，一般认为，地表出露矿体连续性好，厚度及品位变化小，则其深部找矿潜力大，并据此划分为不同的级别：将周边矿体出露基本连续，找矿潜力相对较大的选区划分为Ⅰ级选区；将周边矿体出露连续性相对较差但任然具有一定找矿潜力的选区划分为Ⅱ级选区；将一侧矿体出露连续性相对较差而另一侧仅有含矿岩系出露未见矿体出露，找矿潜力一般的选区划分为Ⅲ级选区。
以沉积型矿床沿走向与倾向延伸均较远，呈层状、似层状、大透镜体状产出，厚度、品位变化总体上较小等为标准，共划出5个铝土矿勘查选区，其中Ⅰ级选区2个（王官铝土矿勘查区、长冲矿床西侧铝土矿勘查区）；Ⅱ级选区2个（郭家寨铝土矿勘查区、燕子岩铝土矿勘查区）；Ⅲ级选区1个（营盘山铝土矿勘查区）。特征分述如下：
王官铝土矿勘查区：王官铝土矿勘查区位于修文县。区内出露地层主要为二叠系梁山组、栖霞组、茅口组和龙潭组及少量三叠系夜郎组。地层倾向南东东，平均倾角18啊Ｎ鞑嘤校ㄓ杀毕蚰希笊诚镣量蟠病⒏砂勇镣量蟠埠痛蠖钩镣量蟠玻淦骄肺灰来挝狝l2O360.72%、Al2O363.51%、Al2O352.92%，平均A/S依次为3.47、5.9、4.7，平均厚度依次为1.43m、2.30m、3.29m。该区分布在低铁低硫铝土矿亚带上。
岩相古地理：位于修文淡化泻湖湖盆东部，临近古泻湖入海口，属泻湖槽谷亚相向泻湖沼泽亚相过渡区，有利于铝土矿的富集与成矿。含矿岩系大于8m则含矿性很大，大于5m一般能见矿，而该区含矿岩系在10m等厚线圈闭范围内，说明含矿性很大。
古构造：该区位于古南东东向背斜和向斜之间，而古背斜核部因张裂隙比较发育，喀斯特作用比较强烈，易于形成岩溶洼地，利于铝土矿的沉积。新构造：该区位于河口背斜东南翼，区内地层总体呈单斜构造展布，无大断层错断，构造比较简单。该区矿体为大沙溪、干坝、大豆厂三个铝土矿床在地壳深部的延伸。
综上所述，该区具有较大的找矿潜力。从“选区成果图”上可以看出，该区西侧出露矿体基本连续且具有较大的找矿潜力，划分为Ⅰ级选区。预估算该区蕴含铝土矿产资源量3343万吨。
长冲矿床西侧铝土矿勘查区：长冲矿床西侧铝土矿勘查区位于修文县。勘查区东边和南边均止于矿权，西边止于北北东向的腊腮大断层。区内出露地层主要为二叠系梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组、长兴组和大隆组及少量三叠系夜郎组。地层倾向北西，地层倾角15皛25啊８们辔こ迓镣量蟠玻骄肺晃狝l2O3 64.53%，平均A/S为5.7，平均厚度为3.75m。该区亦分布在低铁低硫铝土矿亚带上。
岩相古地理：勘查区位于修文淡化泻湖湖盆北东部，属泻湖槽谷亚相区，位于铝土矿的富集与成矿有利地带。从岩相古地理图上可以看出，该区含矿岩系亦在10m等厚线圈闭范围内，其含矿性亦很大。古构造：该区位于古南东东向背斜上，因此推测该区铝土矿沉积之前为一岩溶洼地，具有非常好的找矿潜力。新构造：该区地层总体呈单斜构造展布，无大断层错断，构造亦比较简单。该区矿体为长冲铝土矿床在地壳深部的延伸。
综上所述，该区具有较大的找矿潜力。从“选区成果图”上可以看出，该区东侧出露矿体基本连续且具有较大的找矿潜力，划分为Ⅰ级选区。预估算该区蕴含铝土矿产资源量2352万吨。
郭家寨铝土矿勘查区：郭家寨铝土矿勘查区位于修文县。勘查区内出露地层有二叠系梁山组、栖霞组、茅口组、龙潭组、长兴组、大隆组及三叠系夜郎组，地层产状总体较平缓。该区东侧有箭杆冲、黄土坎、麦西场铝土矿床，南侧有麦巷铝土矿床和坛罐窑铝土矿段，西侧有腊稗场铝土矿床，北侧有乌栗铝土矿床。箭杆冲铝土矿床平均品位为Al2O3 66.18%，平均A/S为10.19，平均厚度为2.06m；黄土坎铝土矿床平均品位为Al2O3 52.54%，平均A/S为3.2，平均厚度为1.3m；麦西场铝土矿床平均品位为Al2O3 52.31%，平均A/S为4.7，平均厚度为2.31m；麦巷铝土矿床平均品位为Al2O3 67.5%，平均A/S为7.97，平均厚度为4.51m；坛罐窑铝土矿床平均品位为Al2O3 47.46%，平均A/S为6.0，平均厚度为3.57m；腊稗场铝土矿床平均品位为Al2O3 53.35%，平均A/S为4.3，平均厚度为3.16m；乌栗铝土矿床平均品位为Al2O3 63.13%，平均A/S为5.0，平均厚度为2.57m。该区北部分布在低硫低铁铝土矿亚带上，南部分布在低硫高铁铝土矿亚带上。
岩相古地理：勘查区位于修文淡化泻湖湖盆中北部，在湖盆中心成矿区域内，属泻湖槽谷亚相区，利于铝土矿的沉积与富集。该区北部含矿岩系在10m等厚线圈闭范围内，南部含矿岩系在5~10m等厚线圈闭范围内，含矿性比较大。古构造：该区北部位于古南东东向背斜的南翼，南部位于古南东东向向斜之上，位于古背斜的地方有利于铝土矿的形成。新构造：该区为乌栗—麦巷向斜构造盆地，四周均有铝土矿床分布。这些铝土矿床在地壳深部的延伸必交汇于该向斜盆地之中。
综上所述，该区具有一定的找矿潜力。从“选区成果图”上可以看出，该区四周出露矿体连续性相对较差但仍具有一定的找矿潜力，划分为Ⅱ级选区。预估算该区蕴含铝土矿产资源量10358万吨。
燕子岩铝土矿勘查区：燕子岩铝土矿勘查区位于修文县。出露地层有二叠系龙潭组、长兴组、大隆组及三叠系夜郎组和少量茅草铺组。地层倾向西，倾角为15皛25啊Ｆ涠嘤信Ｄ坛迓镣量蟠埠脱疑下镣量蟠病ＥＤ坛迓镣量蟠财骄肺晃狝l2O3 47.46%，平均A/S为6.0，平均厚度为3.57m；岩上铝土矿床平均品位为Al2O3 69.35%，平均A/S为7.5，平均厚度为6.29m。该区北部分布在低硫低铁铝土矿亚带上，南部分布在低硫高铁铝土矿亚带上。
岩相古地理：勘查区位于黔中淡化泻湖湖盆中北部，在湖盆中心成矿区域内，属泻湖槽谷亚相区，属有利于铝土矿的沉积与富集地带。该区含矿岩系亦在10m等厚线圈闭范围内，含矿性很大。古构造：该区位于卫城—羊昌河向斜与甘沟断层相伴随形成的水下槽谷之上，非常有利于铝土矿成矿物质的富集。新构造：该区地层为一单斜构造，无大断层影响，构造比较简单，矿体为牛奶冲和岩上铝土矿床在地壳深部的延伸。
综上所述，该区具有一定的找矿潜力。从“选区成果图”上可以看出，该区东侧出露矿体连续性相对较差但仍具有一定的找矿潜力，划分为Ⅱ级选区。预估算该区蕴含铝土矿产资源量6530万吨。
营盘山铝土矿勘查区：营盘山铝土矿勘查区位于清镇市。勘查区内出露地层有二叠系栖霞组、茅口组、吴家坪组、长兴组，覆盖在四花树向斜之上，该向斜轴向为北北东，地层倾角平均约20啊Ｆ湮鞑辔こ搴勇镣量蟠玻骄肺晃狝l2O3 69.93%，平均A/S为9，平均厚度为4.45m。该区分布在中硫低铁铝土矿亚带上。
岩相古地理：勘查区位于黔中淡化泻湖湖盆南部，临近广顺障壁岛，但仍在湖盆中心成矿区域内，依然属泻湖槽谷亚相区，仍然在铝土矿有利成矿区内。含矿岩系在5~10m等厚线圈闭范围内，含矿性比较大。构造：该区为一向斜构造——四花树向斜，其东翼有含矿系矿化带出露，西翼有矿体出露。向斜核部的矿体即为长冲河铝土矿床在地壳深部的延伸。
综上所述，该区找矿潜力一般。因为该区一侧有矿体出露，但连续性相对较差；另一侧仅有含矿岩系出露未见矿体出露，找矿潜力一般，故将该区划分为Ⅲ级选区。预估算该区蕴含铝土矿产资源量2268万吨。
本文分析了黔中铝土矿地质特征、成矿环境、成矿作用、成矿规律，并选出5个铝土矿资源预测区，其中Ⅰ级选区2个；Ⅱ级选区2个；Ⅲ级选区1个。选区内总体矿石质量较好，成矿潜力巨大，是较好的铝土矿接替资源勘查区。
注释
①贵州省地质局.贵阳幅区域地质调查报告（1/20万），1976
②中国有色金属工业总公司矿产地质研究院.黔中铝土矿成矿环境、富集规律和成矿预测的研究报告，1987
[1]于 蕾，侯恩刚，高亦文.中国铝土矿勘查研究进展[J].资源与产业，2011.13
[2]廖士范等.中国铝土矿地质学[M].贵阳：贵州科技出版社，1991
[4]谢俊邦等.贵州省区域地质志[M].北京：地质出版社，1987
[5]刘克云.黔中铝土矿主要矿物的超显微特征.贵州地质，1986.03
[6]高道德.贵州中部铝土矿地质研究[M].贵阳：贵州科技出版社，1992