山西省孝义市后头沟矿区铝土矿矿床地质特征研究.pdf
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1、045总第116期052023年 张迎波:山西省孝义市后头沟矿区铝土矿矿床地质特征研究044华北自然资源地质勘探2023.5摘要:文章从地质背景、矿区地质、矿体特征、矿石特征4方面对后头沟矿区矿床地质特征进行研究,研究表明:后头沟矿区为一小型铝土矿床,矿石品位较高,矿体埋藏浅,可与周边矿山整合开发。关键词:铝土矿;矿床地质特征;后头沟中图分类号:P621 文 献标识码:A文章编号:2096-7519(2023)05-44-4张迎波(山西省第三地质勘察院有限公司,山西 晋中 030620)作者简介:张迎波(1980),男,工程师,本科,毕业于太原理工大学,主要从事地质矿产工作。山西省孝义市后头沟
2、矿区铝土矿矿床地质特征研究1 地质背景区域大地构造位于吕梁山块隆阳泉曲汾西盆状复向斜北部,该向斜总体展布为北北东向,长约2140 km,宽约45 km,面积达6300 km。向斜两侧分布中奥陶系石灰岩,中部广泛发育石炭、二叠系含煤地层,产状平缓,倾角一般1015。盆状复向斜中次级构造总体呈北东向,但也受到北西向构造的干扰、叠加,使盆状复向斜形态更为复杂,该盆状复向斜对预测煤、铝土矿、山西式铁矿、硫铁1矿有重要意义。山西省最大的铝土矿集中区孝义矿集区位于该区域内,矿区周边已开发的矿山包括相王、克俄、西河底、柴场、长安等。后头沟矿区东南部紧邻柴场矿区。2 矿区地质矿区地表大部被新近系、第四系松散层
3、覆盖,沟谷两侧零星出露石炭系上统太原组、中统本溪组和奥陶系中统峰峰组地层;区内赋存的地层主要有第四系中上更新统、新近系上新统、石炭系太原组、石炭系中统本溪组、奥陶系中统峰峰组。铝土矿赋矿于石炭系中统本溪组(C b),该组2以硬质黏土矿上部的砂岩或石灰岩为界(以砂岩为主)划分为上下两段。一段为铝土矿含矿段,该段地层厚0.1032.83 m,平均8.35 m。岩性自上而下一般为黏土岩、硬质黏土矿、铝土矿、铁质黏土岩、山西式铁矿。二段岩性主要为灰色、土黄色泥岩和杂色黏土岩、砂质泥岩互层,局部夹有中细粒砂岩,底部为一层厚12 m的深灰色石灰岩或浅灰色中细粒砂岩,多见紫红色、黄色铁质浸染。该段地层厚0.
4、4528.63 m,平均10.63 m。矿区地层总体为一向东南倾斜的单斜构造,倾角514,有一定程度的起伏。矿区内未见断层,未见岩浆岩出露。3 矿体特征矿区铝土矿赋存于石炭系中统本溪组一段12(C b)中下部、奥陶系中统峰峰组二段(O f)灰22岩侵蚀面之上,铝土矿底板至奥陶系侵蚀面厚度09.95 m,平均2.89 m。矿体与其顶底板之间多呈过渡关系,从底板、矿层到顶板为一套连续沉积的铁铝岩相建造;含矿岩系剖面序列以“山西式铁矿铁质黏土岩(黏土岩)铝土矿硬质黏土矿黏土岩”为主,在含矿岩系序列中可见沉积韵律、沉积粒序和层纹状构造。铝土矿矿体呈层状或似层状,一般为1层,个别地段有2层;受成矿条件影
5、响,矿体边界多呈不规则状,区内共发现铝土矿矿体6个,其中号矿体为主要矿体,矿体特征叙述如下:1)号矿体位于矿区中南部,在平面上呈带状,矿体边界多被剥蚀成港湾状,边界模数为0.63;矿体北西南东长约1500 m,宽约350 m,矿体面积20.44 km;2)矿石类型主要为碎屑状,其次为半粗糙状、致密状,碎屑状铝土矿分布于矿体大部,半粗糙状和致密状铝土矿仅见于矿体南部个别钻孔;3)矿体厚度0.55.9 m,平均厚度2.18 m,厚度变异系数59.25%,厚度变化规律为南部厚于北部、中部厚于边部,南部ZK36-25孔为全区最厚部位;4)矿体由42个见矿工程控制,其中含夹石工程有16个,夹石均12层,
6、厚度0.291.53 m,平均0.71 m,16个工程的夹石均为单工程控制;据铝土矿单样统计,矿体内铝土矿Al O 43.04%78.59%,23平均66.20%,SiO 1.53%22.24%,平均10.02%;2Fe O 0.55%31.86%,平均4.92%;TiO 1.38%2323.60%,平均2.72%;A/S 2.6049.66,平均6.61。各矿体情况见表1。4 矿石特征4.1 矿石矿物成分矿石矿物的主要成分为一水硬铝石、黏土矿物(如高岭石、伊利石、磷锶铝石)、赤铁矿、针铁矿、锐钛矿、石英和长石,并含有少量有机质等矿物颗粒。基质的主要成分为黏土矿物、硬水铝石、赤铁矿和针铁矿,其
7、中黏土矿物、赤铁矿和针铁矿多呈隐晶质结构,一水硬铝石多呈隐晶-微晶结构(见图1a)。从岩相学观察,铝土矿层位的岩石结构类型主要为碎屑结构、隐晶-微晶结构和鲕状结构(见图1b),其中,最显著的结构类型是碎屑结构(见图1c-1d)。4.2 矿石品位矿石主要化学成分为Al O、SiO、Fe O、TiO 2322324项,根据区内铝土矿单样分析结果:Al O 40.90%2379.43%,平均65.91%;SiO 1.53%22.24%,平2均9.48%;Fe O 0.026%36.56%,平均5.44%;23TiO 0.109%3.6%,平均2.60%。其他化学成分含2量很少。详查工作对矿石单样Al
8、 O 含量分段统计求得对23应的SiO、Fe O、TiO 含量以及A/S的算术平均值,2232可得到Al O 品位与SiO、Fe O、TiO 含量以及A/S相232232关关系图,见图2。由图2可以看出,铝土矿矿石中Al O 与SiO 在232Al O 56%时呈正相关关系,在低品位矿石中,23矿体编号矿体形态长/m宽/m面积/m2平均厚度/m平均品位Al2O3/%A/S似圆形4503001245762.0064.977.55条带状24070265781.9467.387.33似圆形12090131480.7654.924.62条带状73070505762.2864.378.03条带状1903
9、5110362.1565.7410.07条带状15003504393952.1866.206.61表1 铝土矿各矿体特征一览表045总第116期052023年 张迎波:山西省孝义市后头沟矿区铝土矿矿床地质特征研究044华北自然资源地质勘探2023.5摘要:文章从地质背景、矿区地质、矿体特征、矿石特征4方面对后头沟矿区矿床地质特征进行研究,研究表明:后头沟矿区为一小型铝土矿床,矿石品位较高,矿体埋藏浅,可与周边矿山整合开发。关键词:铝土矿;矿床地质特征;后头沟中图分类号:P621 文 献标识码:A文章编号:2096-7519(2023)05-44-4张迎波(山西省第三地质勘察院有限公司,山西 晋
10、中 030620)作者简介:张迎波(1980),男,工程师,本科,毕业于太原理工大学,主要从事地质矿产工作。山西省孝义市后头沟矿区铝土矿矿床地质特征研究1 地质背景区域大地构造位于吕梁山块隆阳泉曲汾西盆状复向斜北部,该向斜总体展布为北北东向,长约2140 km,宽约45 km,面积达6300 km。向斜两侧分布中奥陶系石灰岩,中部广泛发育石炭、二叠系含煤地层,产状平缓,倾角一般1015。盆状复向斜中次级构造总体呈北东向,但也受到北西向构造的干扰、叠加,使盆状复向斜形态更为复杂,该盆状复向斜对预测煤、铝土矿、山西式铁矿、硫铁1矿有重要意义。山西省最大的铝土矿集中区孝义矿集区位于该区域内,矿区周边
11、已开发的矿山包括相王、克俄、西河底、柴场、长安等。后头沟矿区东南部紧邻柴场矿区。2 矿区地质矿区地表大部被新近系、第四系松散层覆盖,沟谷两侧零星出露石炭系上统太原组、中统本溪组和奥陶系中统峰峰组地层;区内赋存的地层主要有第四系中上更新统、新近系上新统、石炭系太原组、石炭系中统本溪组、奥陶系中统峰峰组。铝土矿赋矿于石炭系中统本溪组(C b),该组2以硬质黏土矿上部的砂岩或石灰岩为界(以砂岩为主)划分为上下两段。一段为铝土矿含矿段,该段地层厚0.1032.83 m,平均8.35 m。岩性自上而下一般为黏土岩、硬质黏土矿、铝土矿、铁质黏土岩、山西式铁矿。二段岩性主要为灰色、土黄色泥岩和杂色黏土岩、砂
12、质泥岩互层,局部夹有中细粒砂岩,底部为一层厚12 m的深灰色石灰岩或浅灰色中细粒砂岩,多见紫红色、黄色铁质浸染。该段地层厚0.4528.63 m,平均10.63 m。矿区地层总体为一向东南倾斜的单斜构造,倾角514,有一定程度的起伏。矿区内未见断层,未见岩浆岩出露。3 矿体特征矿区铝土矿赋存于石炭系中统本溪组一段12(C b)中下部、奥陶系中统峰峰组二段(O f)灰22岩侵蚀面之上,铝土矿底板至奥陶系侵蚀面厚度09.95 m,平均2.89 m。矿体与其顶底板之间多呈过渡关系,从底板、矿层到顶板为一套连续沉积的铁铝岩相建造;含矿岩系剖面序列以“山西式铁矿铁质黏土岩(黏土岩)铝土矿硬质黏土矿黏土岩
13、”为主,在含矿岩系序列中可见沉积韵律、沉积粒序和层纹状构造。铝土矿矿体呈层状或似层状,一般为1层,个别地段有2层;受成矿条件影响,矿体边界多呈不规则状,区内共发现铝土矿矿体6个,其中号矿体为主要矿体,矿体特征叙述如下:1)号矿体位于矿区中南部,在平面上呈带状,矿体边界多被剥蚀成港湾状,边界模数为0.63;矿体北西南东长约1500 m,宽约350 m,矿体面积20.44 km;2)矿石类型主要为碎屑状,其次为半粗糙状、致密状,碎屑状铝土矿分布于矿体大部,半粗糙状和致密状铝土矿仅见于矿体南部个别钻孔;3)矿体厚度0.55.9 m,平均厚度2.18 m,厚度变异系数59.25%,厚度变化规律为南部厚
14、于北部、中部厚于边部,南部ZK36-25孔为全区最厚部位;4)矿体由42个见矿工程控制,其中含夹石工程有16个,夹石均12层,厚度0.291.53 m,平均0.71 m,16个工程的夹石均为单工程控制;据铝土矿单样统计,矿体内铝土矿Al O 43.04%78.59%,23平均66.20%,SiO 1.53%22.24%,平均10.02%;2Fe O 0.55%31.86%,平均4.92%;TiO 1.38%2323.60%,平均2.72%;A/S 2.6049.66,平均6.61。各矿体情况见表1。4 矿石特征4.1 矿石矿物成分矿石矿物的主要成分为一水硬铝石、黏土矿物(如高岭石、伊利石、磷锶
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