貴州水田壩背斜鋁土礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律探討

張 華，陳正山，斯恩智，向 通，劉 嬌，陽蓮錦

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)大隊(duì)，貴州貴陽550018；2.貴州地礦工程勘察有限公司，貴州貴陽550002)

貴州水田壩背斜鋁土礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律探討

張 華*1，陳正山1，斯恩智1，向 通1，劉 嬌1，陽蓮錦2

(1.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)大隊(duì)，貴州貴陽550018；2.貴州地礦工程勘察有限公司，貴州貴陽550002)

根據(jù)貴州省貴陽市水田壩背斜鋁土礦找礦戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目所獲地質(zhì)成果資料，分析水田壩背斜鋁土礦含鋁巖系時(shí)代、含礦性特征及頂?shù)装宓貙?，并?duì)其成礦規(guī)律進(jìn)行探討；初步總結(jié)區(qū)內(nèi)含鋁巖系成礦時(shí)代、成礦條件等因素，為下一步鋁土礦找礦提供一些地質(zhì)依據(jù)。

成礦規(guī)律；地質(zhì)特征；鋁土礦；水田壩背斜

1 概況

研究區(qū)位于貴陽市北東部，距城中心平距約20km，是《貴州省貴陽市水田壩背斜鋁土礦找礦戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目》范圍的一部分。貴州省貴陽市水田壩背斜鋁土礦找礦戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目是根據(jù)貴州省國(guó)土資源廳《關(guān)于下達(dá)礦產(chǎn)資源整裝勘查找礦戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（黔國(guó)土資發(fā)【2013】63號(hào)）要求，貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局117地質(zhì)大隊(duì)于2013年12月6日在公開招標(biāo)中中標(biāo)項(xiàng)目，且按照審查通過的實(shí)施方案于2014年2月開展野外地質(zhì)工作，同年12月全面結(jié)束野外地質(zhì)工作，經(jīng)貴州省國(guó)土資源廳組織專家組對(duì)野外地質(zhì)工作驗(yàn)收合格后，轉(zhuǎn)入室內(nèi)資料綜合整理、編繪圖件及報(bào)告編寫。通過對(duì)水田壩背斜鋁土礦含鋁巖系時(shí)代、含礦性特征及對(duì)其成礦規(guī)律進(jìn)行探討，初步總結(jié)區(qū)內(nèi)鋁土礦成礦時(shí)代、成礦條件,對(duì)區(qū)域同類型鋁土礦找礦有一定的指導(dǎo)意義。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子陸塊（一級(jí)構(gòu)造單元）上揚(yáng)子陸塊（二級(jí)構(gòu)造單）內(nèi)揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶（三級(jí)構(gòu)造單元）的黔中隆起（四級(jí)構(gòu)造單元）貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)的東部水田壩復(fù)式背斜南西段，黔中鋁土礦成礦區(qū)南東部。為典型的前陸褶皺—沖斷帶，褶皺斷裂復(fù)雜交錯(cuò)。

2.1 地層

研究區(qū)地層屬華南地層大區(qū)——揚(yáng)子地層區(qū)(Ⅵ4)——上揚(yáng)子地層分區(qū)(Ⅵ34)——黔中地層小區(qū)(Ⅵ43-3)。出露地層由老至新，主要有寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、白堊系、第四系。石炭系下統(tǒng)九架爐組、祥擺組為區(qū)內(nèi)鋁土礦主要含鋁巖系。含鋁巖系下伏地層有寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)組、奧陶系下統(tǒng)湄潭組、泥盆系上統(tǒng)高坡場(chǎng)組等地層，上覆地層主要有石系擺佐組。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)以北北東向、北東向、北西向及近東西向構(gòu)造為主，主要為褶皺、斷層構(gòu)造。

2.2.1 褶皺

區(qū)內(nèi)褶皺由一系列北北東、北東向緊密褶皺組成，褶皺軸線由北西部的北北東向往南東逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|向展布，從北西往南東主要有都拉營(yíng)向斜、水田壩復(fù)式背斜及次級(jí)褶皺、大壩背斜、王背蹬背斜、獅子山寬緩背斜、周家橋倒轉(zhuǎn)向斜、雞嶺背斜、小龍谷向斜等褶皺構(gòu)造。

水田壩復(fù)式背斜：位于區(qū)內(nèi)中偏西部，總體走向北東，長(zhǎng)度大于30km，核部由寒武系地層組成，兩翼由奧陶系到中、下三疊統(tǒng)地層組成，南東翼走向40°～70°，傾向南東，傾角10°～30°；北西翼地層主體走向近南北，地層傾向西，傾角10°～30°。屬寬緩對(duì)稱背斜。由于受早期古斷層的影響和后期斷層的破壞，形態(tài)極不完整，從區(qū)域資料分析，背斜北段及中段完全被破壞，較難追索。

2.2.2 斷層

區(qū)內(nèi)斷層主要有北北東、北東、近東西及北西向4組。北北東、北東向斷層以正斷層為主，而近東西為層以平移斷層為主。部分北東向斷層對(duì)鋁土礦有破壞作用。主要有關(guān)口斷層、營(yíng)盤山斷層、李二田—貓沖斷層、水田壩斷層、李資斷層、將軍灘斷層、磨破腳斷層、三江寨斷層、養(yǎng)豬寨斷層、董農(nóng)斷層。

3 礦體特征

3.1 含鋁巖系特征

區(qū)內(nèi)鋁土礦含鋁巖系主要有九架爐組（C1jj）及祥擺組（C1x）地層。九架爐組（C1jj）出露在區(qū)內(nèi)尖山—新堡—翁找一線以南，在平面上主要沿水田壩背斜北西翼及南東翼展布，地表出露線長(zhǎng)約57.5km（其中北西翼地表出露長(zhǎng)約25km，南東翼地表出露長(zhǎng)約32.5km）；祥擺組（C1x）出露在南東部，沿雞嶺背斜北西翼及南東翼展布，地表出露線長(zhǎng)約18.5km。石炭系九架爐組（C1jj）含鋁巖系厚0～13.34m，巖性組合為含鐵鋁土質(zhì)粘土巖—鋁土粘土巖—致密鋁土巖—鋁土礦—鋁土巖—鋁土質(zhì)粘土巖—粘土巖；祥擺組（C1x）含鋁巖系厚0～11.22m，巖性組合為含高嶺石鋁土質(zhì)粘土巖—粘土巖—炭質(zhì)粘土巖—含鐵質(zhì)砂巖—炭質(zhì)粘土巖。鋁土礦主要產(chǎn)于石炭系下統(tǒng)九架爐組含鋁巖系中。鋁土礦主要分布于區(qū)內(nèi)南西部的云霧山—三江、南部的李二田等地。

研究區(qū)西部云霧山地區(qū)，含鋁巖系為石炭系下統(tǒng)九架爐組，與下伏寒武系中上統(tǒng)婁山關(guān)組地層為平行不整合接觸，與上覆地層石炭系下統(tǒng)擺佐組為整合接觸。含鋁巖系厚厚0.39～12.9m，一般7m左右。巖性組合特征如下：

上覆地層：石炭系下統(tǒng)擺佐組（C1b），灰色細(xì)晶石灰?guī)r，或白云巖。厚大于2m。

――――――――整合―――――――――――

九架爐組（C1jj） 12.90m

⑧灰色、灰綠色鋁土頁巖，偶為炭質(zhì)頁巖或無煙煤。厚0.5～2.5m左右。

⑦灰黃色頁片狀鋁土巖，厚度0～2.5m。

⑥灰色致密鋁土巖，質(zhì)脆堅(jiān)硬，常含綠色黃色臘狀，半透明體(高嶺石類)厚度0～3m,平均為2.7m。

⑤鋁土礦層，主要為土狀礦石，半土狀及致密礦石，這三種結(jié)構(gòu)不同的類型，在剖面中的產(chǎn)狀常是相互穿插，礦體上部偶見豆?fàn)罴磅b狀結(jié)構(gòu)的礦石，礦體與上下圍巖均系漸變關(guān)系，但界線仍較明顯，礦體厚度自0.3～5m，一般1.5m，其中土狀礦分布在礦區(qū)北面，平均厚1.5m，南面厚0.6m，由北而南逐漸變薄。

④灰色或灰黃色致密鋁土巖，或片狀鋁土巖。厚0～2.5m。

③灰色鋁土頁巖，常含植物化石，厚0～2m。

②紫紅色含鐵鋁土頁巖，厚0～2.6m。

①赤鐵礦：為紅色、致密膠狀赤鐵礦，呈透鏡體出現(xiàn)，厚度0至1.2m，一般均在0.5m左右，有時(shí)在赤鐵礦的下部見有一層黃色或白色粘土。

――――――――平行不整合――――――――

下伏地層：寒武系婁山關(guān)組(∈2-3ls)，巖性為粉紅色、灰白色厚層白云巖，風(fēng)化面為黑色，形成網(wǎng)格狀構(gòu)紋，其表面附粘土。厚度大于250m。

研究區(qū)南東部雞嶺背斜祥擺組（C1x）含鋁巖系巖性組合特征如下：

上覆地層：石炭系下統(tǒng)擺佐組，灰色中至厚層細(xì)晶灰?guī)r。厚大于10m。

――――――――整合―――――――――――

祥擺組（C1x） 11.22m

⑤黑色薄層含炭質(zhì)粘土巖；厚4.33m。

④黑色中厚層含鐵質(zhì)砂巖；厚0.49m。

③黑色、褐黃色、淺黃色薄層炭質(zhì)粘土巖，顯水平層理；厚2.57m。

②褐黃、淺黃色、灰色薄層粘土巖，略顯微波狀層理；厚2.46m。

①褐黃色薄層鋁土質(zhì)粘土巖，顯水平層理；厚度1.37m。

――――――――平行不整合――――――――

下伏地層：泥盆系高坡場(chǎng)組(D3g)，巖性為深灰色薄層泥質(zhì)白云巖，具水平層理；厚度大于5m。

以上剖面含鋁巖系的巖性組合厚度在橫向、縱向上變化較大。嚴(yán)格受下伏地層喀斯特侵蝕面古地貌的控制，洼地厚度大，凸地厚度薄。

3.2 礦體形態(tài)、規(guī)模及其變化特征

云霧山鋁土礦分布云霧山、高爐、三江等地區(qū)，以云霧山礦段為主。礦體賦存于石炭系下統(tǒng)九架爐組含鋁巖段中部，呈似層狀、透鏡狀分布，長(zhǎng)150～950m，寬50～400m，長(zhǎng)軸大至南北向，厚0.3～5m之間。無礦帶一般長(zhǎng)10～300m，局部達(dá)700m，與礦體軸向大致平行。含鋁巖段的上、下部為致密鋁土巖、鋁土質(zhì)粘土巖，與礦體之間無明顯界線，均系漸變過渡。礦體的分布、大小和厚度變化，受下伏寒武系婁山關(guān)白云巖的古地貌的制約。古地貌低洼，則鋁土礦體增厚；反之則變薄，以至出現(xiàn)無礦天窗（圖1）。

3.3 礦石質(zhì)量

3.3.1 礦石礦物成分

鋁土礦礦石主要礦物為一水硬鋁石，次為高嶺石、一水軟鋁石；黃鐵礦、鐵質(zhì)、銳鈦礦、鋯石、電氣石、金紅石等。

3.3.2 礦石化學(xué)成分

圖1 云霧山含鋁巖系沿走向柱狀對(duì)比圖

Al2O3在55.29%～76.01%之間，平均64.90%；SiO2在4.43%～20.35%之間，平均11.64%；Fe2O3在1.57%～2.53%之間，平均2.28%；S在0.02%～0.63%之間，平均0.045%。TiO2在2.17%～3.68%，平均3.33%。MgO在0.05%～0.84%之間，平均0.26%，CaO在0.02%～0.40%之間，平均0.135%；Mn在0.07%～0.17%之間，平均0.05%；P在0.01%～0.09%之間，平均0.03%。Ga在0.0041%～0.0091%之間，V2O5在0.02%～0.08%。

3.4 礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造較復(fù)雜，常見的有砂屑結(jié)構(gòu)、土狀結(jié)構(gòu)、礫塊結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、豆?fàn)詈王b狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造多為塊狀構(gòu)造、致密狀構(gòu)造、膠狀構(gòu)造。

4 鋁土礦成礦規(guī)律探討

4.1 大地構(gòu)造位置

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子陸塊上揚(yáng)子陸塊內(nèi)揚(yáng)子陸塊南部被動(dòng)邊緣褶沖帶的黔中隆起貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)的東部。屬濱太平洋成礦域的揚(yáng)子成礦?、?78上揚(yáng)子中東部(臺(tái)褶帶)Pb、Zn、Cu、Ag、Fe、Mn、Hg、Sb磷鋁土礦硫鐵礦成礦帶的Ⅲ-78-②湘鄂西—黔中南Hg、Sb、Au、Fe、Mn(Sn、W)磷鋁土礦硫鐵礦石墨成礦亞帶(Pt1;Nh12x;Z1d;∈1;D2-3;C12;P2;M2; Q)黔中隆起區(qū)。在加里東運(yùn)動(dòng)時(shí)期，黔中地區(qū)大面積抬升成陸，遭受長(zhǎng)時(shí)期的風(fēng)化剝蝕。在黔中古陸邊緣的低洼地帶，形成古紅土的堆積，控制了鋁鐵建造生成和分布[3]。

4.2 巖相古地理與鋁土礦的關(guān)系

區(qū)內(nèi)石炭系九架爐期位處筑織淡化瀉湖東部及黔南海灣北西部；根據(jù)巖性組合特征，筑織淡化瀉湖可分為淺湖亞相、濱湖亞相環(huán)境；黔南海灣可分為濱海潮坪亞相、淺海陸棚亞相；對(duì)形成鋁土礦較有利的巖相古地理環(huán)境為筑織淡化瀉湖淺湖亞相。淺湖亞相中含鋁巖系厚度大于5m才可能有似層狀、透鏡狀鋁土礦礦體存在。濱海潮坪亞相及淺海陸棚亞相中目前未發(fā)現(xiàn)鋁土礦。

4.3 成礦時(shí)代

據(jù)研究區(qū)內(nèi)鋁土礦含鋁巖系頂板為石炭系下統(tǒng)擺佐組；底板有寒武系婁山組、泥盆系上統(tǒng)高坡場(chǎng)組、奧陶系下統(tǒng)湄潭組及志留系高寨田組等地層。通過分析，含鋁巖系形成時(shí)代應(yīng)在晚泥盆至早石炭之間，在沉積前，部分地區(qū)（云霧山—李二田地區(qū)）從中上寒武—晚泥盆仍處于黔中隆起上，遭受過風(fēng)化剝蝕。故區(qū)內(nèi)鋁土礦含鋁巖系形成時(shí)代為早石炭世九架爐期。

區(qū)內(nèi)含鋁巖系下伏基底巖類及時(shí)代對(duì)鋁土礦的形成很關(guān)鍵，基底巖類為碳酸鹽巖的地區(qū)對(duì)成礦最為有利，因?yàn)樵诠艢夂虻乃嵝燥L(fēng)化條件下，碳酸鹽巖最容易被強(qiáng)烈的紅土化，加速古紅土的堆積。另外，由于的碳酸鹽巖，巖溶發(fā)育，孔隙率高，滲濾條件好，古紅土再堆積復(fù)蓋在這樣的巖類之上，對(duì)古紅土的反復(fù)淋濾過程進(jìn)行順利，脫硅排鐵的通道十分暢通，有利于鋁土礦的形成[3]；而基底巖類碳酸鹽巖的時(shí)代為寒武系婁山關(guān)組對(duì)成礦最有利；在區(qū)內(nèi)下伏基底巖類為泥盆系高坡場(chǎng)組、奧陶系湄潭組及志留系高寨田組的地層，目前地表未發(fā)現(xiàn)鋁土礦。

4.4 鋁土礦與含鋁巖系巖性組合、厚度的規(guī)律

區(qū)內(nèi)鋁土礦主要產(chǎn)于含鋁巖系中部，其巖性組合為含鐵鋁土質(zhì)粘土巖—鋁土粘土巖—致密鋁土巖—鋁土礦—鋁土巖—鋁土質(zhì)粘土巖—粘土巖對(duì)鋁土礦成礦最為有利；且含鋁巖系厚度大于5m才可能有似層狀、透鏡狀鋁土礦礦體存在。目前巖性組合為含高嶺石鋁土質(zhì)粘土巖—粘土巖—炭質(zhì)粘土巖—含鐵質(zhì)砂巖—炭質(zhì)粘土巖的含鋁巖系中未發(fā)現(xiàn)鋁土礦。

4.5 找礦標(biāo)志

經(jīng)過對(duì)該區(qū)鋁土礦勘查實(shí)踐和歸納總結(jié)，直接、間接的找礦標(biāo)志有地層、鋁土礦、地貌、古地理、植被、地球物理測(cè)量等標(biāo)志。

（1）地層標(biāo)志：鋁土礦產(chǎn)于九架爐組中，因此，九架爐組就是該區(qū)尋找鋁土礦最直接的找礦標(biāo)志；九架爐組的底板為婁山關(guān)組地層，說明婁山關(guān)組的白云巖，也是該區(qū)間接的找礦標(biāo)志；

（2）鋁土礦：鋁土礦的直接出露是最有效的找礦標(biāo)志；

（3）地貌：鋁土礦抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，大多數(shù)以正地貌形態(tài)出現(xiàn)；

（4）古地理：該區(qū)鋁土礦形成的最有利的古地理環(huán)境為筑織淡化瀉湖淺湖亞相區(qū)；

（5）植被：鋁土礦大面積出露區(qū)內(nèi)，其上生長(zhǎng)的植被往往以灌木叢為主。

（6）地球物理：根據(jù)含鋁巖系物性差異，采用音頻大地電磁測(cè)深（AMT）測(cè)量，對(duì)深部含鋁巖系進(jìn)行探索及找礦。

5 結(jié)語

通過對(duì)水田壩背斜鋁土礦地質(zhì)特征的研究、成礦規(guī)律的探討及以往地質(zhì)研究成果，初步得出以下認(rèn)識(shí)：①區(qū)內(nèi)鋁土礦含鋁巖系主要為石炭系九架爐組（C1jj）及祥擺組（C1x），石炭系九架爐組為鋁土礦成礦最有利的地層；②區(qū)內(nèi)鋁土礦主要分布在筑織淡化瀉湖古地理環(huán)境中，與巖相古地理關(guān)系密切，其中淺湖亞相最有利；③鋁土礦成礦時(shí)代為早石炭世九架爐期。

[1]貴州省地礦局.貴州省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1987.

[2]貴州省地質(zhì)局黔中綜合地質(zhì)大隊(duì).貴州修文鋁土礦云霧山礦區(qū)勘探評(píng)價(jià)報(bào)告[R].1962.

[3]貴州省地質(zhì)調(diào)查院.貴州省鋁土礦資源潛力評(píng)價(jià)[R].2011.

[4]貴州省地質(zhì)局.貴州省的石炭系[R].1976.

[5]高道德，盛章琪，等.貴州中部鋁土礦地質(zhì)研究[M].貴州科技出版社，1992.

[6]廖士范，梁同榮.中國(guó)鋁土礦地質(zhì)學(xué)[M].貴陽：貴州科技出版社，1991.

[7]徐志剛，等.中國(guó)成礦區(qū)帶劃分方案[M].北京：地質(zhì)出版社，2008.

[8]桑惕，王立亭，董衛(wèi)平，等.貴州巖相古地理圖集[M].1993.

[9]朱裕生.成礦預(yù)測(cè)方法[M].1992.

P619.2

A

1004-5716(2015)09-0143-04

2015-02-02

貴州省礦產(chǎn)資源整裝勘查找礦戰(zhàn)略選區(qū)項(xiàng)目。

張華（1966-），男（漢族），貴州興仁人，工程師，現(xiàn)從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查與勘查等工作。