河南铝土矿成矿地质特征及深部勘查方向

摘要：作为重要的矿石原料，铝土矿对于我国铝工业发展意义重大。为此，对河南铝土矿床地质特征、成矿规律、矿床成因、成矿预测、找矿潜力评价、开发利用等方面进行研究至关重要。为此，在全面了解铝土矿的基础上，基于地质背景，对河南铝土矿成矿地质特征及深部勘查方向进行了分析与探讨。

关键词：河南铝土矿;地质特征;深部勘查;

1 铝土矿概述

铝土矿是指工业上可利用的一种主要矿石，其主要矿物组成包括：三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石等。目前，在应用领域，铝土矿主要有两方面的应用，即金属用途和非金属用途。非金属用途主要用于耐火材料、研磨材料等，虽然非金属方面铝土矿用量占比较少，但用途极为广泛。

2 地质背景分析

在全国铝土矿查明资源储量当中，河南省铝土矿位居第二，资源丰富。自1950年在巩义小关由冯景兰等人第一次发现铝土矿之后，正式掀起了河南省铝土矿勘查工作的热潮。河南省铝土矿主要类型为沉积类，即形成于奥陶(寒武)系碳酸盐岩古风化侵蚀面上，受沉积间断面及上石炭系本溪组地层影响较大，形成因素多种多样，且较为复杂。铝土矿的形成不单单和成矿物质来源相关，古地理环境和古地貌特征等因素也会对其产生极大影响。

3 铝土矿的成矿地质特征

3.1 含矿岩系特征

当前，在河南铝土矿成矿当中，上石炭统本溪组(C2b)为矿床含矿岩系，多在河南省豫西和豫北的太行山东麓一带分布，本溪组平行不整合于下伏地层寒武系或奥陶系之上，并整合接触上覆地层太原组(C2P1t)。在本溪组内主要为富铁铝质，其厚度为0.50～68.34 m, 平均厚度15 m, 按照“从上至下”的顺序，可以分为6层，具体如表1所示。

本溪组岩性和含矿性特征主要包括以下几点。①在河南省内不同市县当中，岩石组合形式、特征方面具有相似性，总体来讲，河南省岩层可以划分为6层，除了底部第一层底砾岩为局部发育之外，其他5个岩层不同地区均较发育。②由于河南省内所处地质地貌环境等因素影响，多为古岩溶地貌，在岩层厚度方面变化较大，尤其是漏斗发育区域，在本溪组和铝土矿层就相对较厚。③在本溪组岩性组合当中，豫北、豫西地区存在极大差异性。豫北区域，主要岩层类型为铁质黏土岩、绿泥石黏土岩等，主矿产为所含黏土矿;而豫西地区主要为铝土矿，局部含有铁质黏土岩、黏土岩(矿),主矿产为所含黏土矿。

3.2 矿石特征

按照矿石的构造情况，在河南省内铝土矿石类型可以分为7类，不同类型的铝土矿的形成机理也有所不同，具体如表2所示。

目前，在河南省内已经查明的铝土矿的矿物组成高达30多种，矿石矿物以一水硬铝石为主，同时，还含有高岭石、伊利石、蒙脱石等。褐铁矿不多，深部可见黄铁矿、菱铁矿等。矿石化学成分主要为Al2O3、SiO2,同时成分内含有一定量Fe2O3、TiO2及少量CaO、MgO等，其中Al2O3、SiO2、Fe2O3三者之间此消彼长，含量较大。

铝土矿中发现的微量元素可达20多种，比如Sc、Zr、Ni、Cu、Pb、Sr、Ba等，在100多处铝土矿当中，一半以上Ga含量达到了伴生镓矿规定，其中有少数几处Li含量达到了伴生锂矿规定。总体来讲，河南省铝土矿的特点为高铝、高硅、低铁、低硫等。

4 铝土矿成矿因素分析

4.1 长期沉积间断对成矿的作用

对于矿产资源来讲，成矿需要漫长的岁月积累，可能是几百年，甚至是上千年。因此，成矿条件的好与坏与长期沉积间断关系密不可分。比如长期隆起的基底碳酸盐岩或近古陆的硅酸盐岩等，在气候等因素制约下，极易出现风化剥蚀现象，可以为铝土矿成矿创建良好的环境条件。此外，长期沉积间断作用下，将会生成古地形，有助于矿产资源富集，丰富矿产资源。

4.2 古气候对成矿的作用

古气候对铝土矿成矿影响较大。在古陆上经风化淋滤等作用，成矿母岩当中很多元素被淋失，一些元素却会富集。在铝土矿原始矿源层当中，下古生界寒武系或奥陶系含泥质(以伊利石为主)碳酸盐岩为主要成分，在温暖潮湿的古气候条件下，原始矿源层很可能生成红土型古风化壳，即铝土矿的衍生矿源层。

4.3 古构造对成矿的作用

成矿前的古构造对于成矿有着一定影响，长久的地壳运动及稳定的构造环境下，由于侵蚀风化作用的长期影响，导致下古生界的碳酸盐岩产生了古风化壳，其为铝土矿的形成奠定了良好的基础，比如提供了大量的物质来源及其地貌优势。除此之外，在南北向长时间的挤压作用下，将会产生具有一定分布规律的隆起区和坳陷现象，主要分布呈东西向，从而对含矿岩系、矿带的走向进行了有效控制。

4.4 古地理对成矿的作用

何为古地理，是指古代地理，主要包含地质地貌等方面。河南省铝土矿的成矿当中，古地理对其影响很大。在铝土矿当中，其主要搬运方式以碎屑法为主，搬运距离相对较近，而搬运较远的仅为悬浮状态下的细粒黏土物质，出现一定厚度、品位等变化，直至矿体尖灭。

4.5 成矿后期风化淋滤的富集作用

在形成铝土矿床之后，由于风化、地表水及地下水等淋滤影响，在铝土矿地表或浅部位置极易出现原生矿石中一些成分被带走，如CaO、SiO2、 Fe2O3等。这种情况下，会出现另一些成分富集或提高矿石品级的情况，常见富集成分为Al2O3等。

5 铝土矿成矿深部勘查方向分析

河南具有较为丰富的铝土矿资源，资源储量较多。随着矿产勘查和开发工作的不断推进，当前，河南省的铝土矿勘查工作也面临着诸多问题和重大挑战。传统的找矿理念已无法满足新时代发展需求，为此，在重视近地表铝土矿找矿的基础上，还须结合实际，在全面掌握含矿地层分布规律、古地理环境、物探异常信息分析等基础上，将今后的找矿方向逐步向含铝地层深覆盖区转移。

根据当前河南省煤下铝的勘查结果，针对已知矿体的地质信息情况，寻找出了一批大中型矿床，但是总体来讲，在铝土矿勘查当中，深覆盖区的古溶蚀凹坑、古地槽区仍处于勘查的初期环节，还未形成一个良好的体系。在河南磨街的漏斗状铝土矿当中，勘查到铝硅比超过了13。在深部地槽区内河南焦村铝土矿也发现了铝土矿，且属于特大型铝土矿，铝硅比超过了10。因此，可以看出铝土矿新的找矿方向已转变为了含铝地层深覆盖区，尤其是古地槽区。

6 结语

在我国矿业资源勘查与开发利用当中，铝土矿具有良好的经济价值。在全国铝土矿查明资源储量当中，河南位居第二位，拥有丰富的铝土矿资源。为此，必须结合当前实际，找出铝土矿成矿地质特征，积极探索深部勘查方向，这样才能为河南矿产资源开发与利用提供一个良好的发展平台。

参考文献

[1] 俎新许，陈倩倩，李锋，等.河南赵沟耐火黏土矿床地质特征及控矿因素[J].矿产勘查，2019(10):2630-2637.

[2] 李建军.关于大同地区矿山成矿地质特征及深部勘查方向[J].世界有色金属，2019(1):137+139.