山西孝义市西河底铝土矿地质特征及成矿条件分析

■李志斌 张彬 赵国全（青海省有色地质矿产勘查局七队青海西宁810007）

山西孝义市西河底铝土矿地质特征及成矿条件分析

■李志斌 张彬 赵国全
（青海省有色地质矿产勘查局七队青海西宁810007）

矿区位于孝义市西部约30公里。矿体赋存于石炭系中统本溪组下部、奥陶系中统峰峰组碳酸岩层侵蚀面之上。矿体呈层状、似层状，产状与围岩一致，倾角平缓，一般5～12矿体厚一般1～6米。铝土矿主要成分为一水硬铝石和高岭石，分类属一水硬铝石型铝土矿。成矿主要控制因素：铝土矿矿床所处的古地理位置，矿体产状，矿石的结构构造等，矿床属于石灰岩侵蚀面上的滨海洼地～泄湖湘沉积成因类型。

铝土矿 矿体地质 成因 找矿标志

1　地质背景

西河底铝土矿区区域上处于山西中隆起区沁水坳陷霍西向斜的北西部，其西侧与吕梁山断裂隆起相毗邻。总体构造形态为一南东倾斜的北北东—南南西向单斜构造。其中波浪式平缓褶曲较为发育，局部发育小断裂。地层倾角一般10—20°，局部地段受断裂、褶皱构造影响倾角较陡。

2　地层

矿区内第四系黄土、红土及残、坡积物广为分布，约占矿区总面积的80%。出露地层较为简单，主要有奥陶系中统石灰岩，石炭系中、上统的铁矿、铝土矿、耐火粘土、粘土岩、页岩、砂岩、煤和石灰岩等。

3　构造

矿区主要构造线方向与区域构造线方向基本一致，褶皱轴向呈NE～SW向展布，地层沿NE～SW方向呈舒缓波状起伏。断裂构造不发育，主要为规模较小的成矿后断裂，对矿体破坏性不大。

4　矿体地质

4.1矿床规模

矿体形态不够规整但规模较大，沿走向长3200m，沿倾向宽3300m左右，矿体平均厚2.91m。为一分布面积大，厚度中等的大型层状铝土矿矿床。

4.2矿体赋存层位

矿体赋存于石炭系中统本溪组下部、奥陶系中统峰峰组碳酸岩层侵蚀面之上，矿体直接底板多为铁质粘土岩（铁铝岩），少数为杂色粘土岩，个别为山西式铁矿，矿体与底板界限明显。矿体直接顶板一般为硬质耐火粘土、粘土岩或粘土页岩，个别地段与砂岩接触，界限清楚。含矿岩系为一套连续沉积的铁铝岩相建造。

4.3矿体产状、形态及厚度变化特征

矿体产状与围岩地层产状基本一致，倾角一般5—12°，矿体产状受奥陶系灰岩侵蚀面控制，局部地段倾角可达20°以上。灰岩侵蚀面控制着矿体的形态及厚度的变化。由于矿体在成岩前受外部挤压及自身重力作用，使之在局部地段有变厚、变薄、甚至尖灭的现象。

4.4矿石质量特征

4.4.1矿石的结构构造

区内铝土矿矿石主要有粗糙状（包括内碎屑和土状）、半粗糙状、鲕状、碎屑状结构，其次有少量豆状及豆鲕状结构，各种结构类型之间界限不明显，一般为过渡关系；矿石构造以块状为主，次为层状及空洞状构造。

4.4.2矿石矿物成分

组成铝土矿的主要矿石矿物为一水硬铝石（占55—90%，个别大于90%）；高岭石占5—40%，一般为20%左右；其次有三水硬铝石、地开石、赤铁矿、白钛矿、褐铁矿、锆石、金红石、电气石等，三水硬铝石为此生矿物。

4.4.3矿石的化学成分

矿石中TiO2 2.08—2.64%；V2O5 0.016—0.064%；CaO 0.08—5.80%；MgO 0.08—0.36%；P2O5 0.12—0.36%；K2O 0.03—0.54%；Na2O 0.001—0.082%；Ga 0.0055—0.0079%，平均0.0069%；烧失量13.34—15.94%；属高铝、高硅、含铁、低硫铝土矿石。

4.5矿石类型

（1）工业类型：据矿石化学成分平均含量，本区铝土矿矿石的工业类型应属含铁低硫型，适于提取铝氧的Ⅳ级品矿石。（2）矿石自然类型：主要根据矿石的矿物成分及结构特征，划分如下：按矿石主要矿物成分，本区矿石自然类型属一水硬铝石型铝土矿。按矿石结构，又可分为粗糙状、半粗糙装、鲕状、碎屑状四种矿石类型。①粗糙状铝土矿：灰白或杏黄色，土状结构，块状构造。矿物成分主要以一水硬铝石为主，高岭石次之。坚硬，断面粗糙，吸附性强，风化面常形成一层富含褐铁矿的薄膜。此类矿石铝硅比值高，质量好，为优质铝土矿石。杂质（主要是Fe2O3）含量少时常达特级高铝耐火粘土。②半粗糙状铝土矿：灰—灰白色，含铁高时呈浅黄色，隐晶—隐晶泥质结构，含鲕或含碎屑结构，块状构造。矿物成分以一水硬铝石和高岭石为主，付矿物有赤铁矿、褐铁矿，并含少量锐钛矿、金红石、榍石。矿石较致密，断面有粗糙感并稍具吸水性，是介于粗糙状与鲕状或碎屑状之间的类型。③碎屑状铝土矿：灰、浅灰色，铁质高时呈土黄色，碎屑状结构，块状构造。碎屑成分往往是含铝较高的一水硬铝石，是早期形成的粗糙状或鲕状矿石破碎成分，碎屑物含量约30—70%；胶结物为高岭石及一水硬铝石，含少量赤铁矿、褐铁矿，基底式或空隙式胶结，含量30—60%。④鲕状铝土矿石。灰、灰白色，鲕状结构，块状构造。鲕粒为深灰色，浑圆—椭圆状，由鲕核和2—4个环带构成，直径0.5—1.0mm，成份以一水硬铝石为主，次为高岭石及少量褐铁矿，鲕粒含量30—60%。

5　矿床成因及找矿标志

5.1矿床形成条件

据本区铝土矿矿床所处的古地理位置，岩相变化特征，矿体产状，矿石的结构构造等，认为矿床属于石灰岩侵蚀面上的滨海洼地—泄湖湘沉积成因类型。矿层底板条件对铝土矿的沉积分异也起着重要作用，碳酸盐在海水浸泡后发生分解，逐渐增高了海水的咸度，促进了铁、铝、硅的沉积分异。底板古地形严格控制着矿体的赋存状态，一般古地形较平缓，矿体则为层状、似层状，古岩溶地貌发育，则多形成透镜状、漏斗状矿体。

5.2铝土矿成矿富集特征

（1）铝土矿产于奥陶系石灰岩侵蚀面之上、本溪组含矿层中部，矿体一般距侵蚀面2—7米。含矿层的沉积剖面自下而上具有铁——铝——硅的沉积建造特征。（2）矿石的主要化学组分Al2O3、SiO2的含量彼此互为消长关系，Al2O3、TiO2呈正相关关系。矿体一般下部铁高、硅高；中部铝高、铁高、硅低；上部硅高。（3）铝土矿与下伏铁质粘土岩和上覆硬质粘土岩的接触界限明显。（4）基底古地形明显控制了矿体位置、形态、规模和产状，铝土矿多为层状、似层状。在矿区西缘，含矿岩系普遍变薄，铁、铝、硅分异不明显，沉积不成铝土矿。（5）铝土矿的厚度与含矿层的厚度一般呈正相关关系。

5.3找矿标志

含矿层位于石炭系本溪组下部，层位稳定，中奥陶统峰峰组灰岩古侵蚀面可作为间接找矿标志。

P62[文献码]B

1000～405X（2016）～4～81～1