河南省博爱县江岭地区耐火粘土矿地质特征与成矿机理研究.pdf
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1、-69-第3期2023年6月No.3June,2023河南省博爱县江岭地区耐火粘土矿地质特征与成矿机理研究马振兴(河南省地质矿产勘查开发局第二地质矿产调查院,河南 郑州 450000)摘 要:江岭地区耐火粘土矿大地构造位置处于华北地台山西台隆南缘太行山拱断束带西部,地层分区属华北地层区山西分区太行小区。矿区出露地层主要有古生界奥陶系、石炭系和二叠系;地层呈南东向单斜产出,构造简单,以断层为主,为北东向和近东西向高角度正断层,并形成地垒、地堑;区内无岩浆岩出露。在对矿区地层、构造、含矿岩系特征、矿层特征进行详细分析的基础上,从矿床成因和找矿标志两个方面对成矿机理进行研究,研究结果对同类矿床勘查具
2、有重要的指导作用。关键词:博爱县;江岭地区耐火粘土矿;地质特征;成矿机理作者简介:马振兴(1987),男,河南焦作人,地质工程师,本科;研究方向:地质矿产勘查与管理。1 地层矿区出露地层以奥陶系、石炭系为主,次为二叠系,第四系零星分布于沟谷和坡顶。现将地层由老至新分述如下。1.1 奥陶系矿区大面积出露奥陶系中统下马家沟组、上马家沟组和峰峰组。矿区外围西北方向丹河一带小面积出露奥陶系下统冶里组。1.1.1 奥陶系下统冶里组奥陶系下统冶里组仅出露于矿区外围北西方向丹河沟谷底部,为浅海相碳酸盐沉积,下部以条带状、竹叶状泥质白云岩为主,中上部岩石结晶程度较高,为结晶白云岩,厚度大于38.48 m。1.
3、1.2 奥陶系中统下马家沟组奥陶系中统下马家沟组出露于矿区北西部丹河沟谷一带,出露面积较小,下部为黄色薄层泥灰岩、砂岩及页岩互层夹同生角砾状灰岩(俗称贾旺层);中部为黑色厚巨厚层状灰质白云岩、灰岩互层;上部为灰黄色同生角砾状灰岩及灰黑色中厚层状灰岩,夹白云岩。该组厚约107.20 m,与下伏冶里组呈平行不整合接触。1.1.3 奥陶系中统上马家沟组奥陶系中统上马家沟组出露于矿区东西边部地区,下部由灰黑色灰绿色钙质页岩与灰黑色中厚层状含泥质白云岩组成,局部夹角砾状泥灰岩;中部灰黑色中巨厚层状灰岩夹含燧石团块灰岩、白云岩;上部由泥质灰岩、灰岩及白云岩组成。该组厚约245.00 m,与下伏地层下马家沟
4、组呈整合接触。1.1.4 奥陶系中统峰峰组奥陶系中统峰峰组小面积出露于矿区北部,下部由深灰色灰黑色生物碎屑灰岩和泥质灰岩组成,上部由灰黑色灰黄色白云岩和含泥质白云岩组成。该组厚约204.03 m,与下伏地层上马家沟组呈整合接触。1.2 石炭系石炭系在区内北部和西南部地表广泛出露,西北部第四系黄土层、二叠系山西组覆盖严重,局部可见该地层出露,平均厚度为88.83 m。受风化剥蚀作用影响,经钻孔揭露,石炭系厚度为11.6296.17 m,平行不整合于奥陶系之上。石炭系在该区出露地层主要为本溪组和太原组。1.2.1 石炭系上统本溪组本溪组为一套以粘土矿物为主的铁铝质沉积岩系,也是矿区的含矿岩系,主要
5、由粘土岩、含铁质粘土岩、铁质粘土岩和含炭质粘土岩组成,局部夹有含绿泥石粘土岩、砂岩及煤层,与下伏地层奥陶系呈平行不整合接触,平均厚度为14.59 m。矿区内本溪组为粘土岩和(含)铁质粘土岩构成的3个沉积旋回,按照岩性组合特征可分成以下3段。(1)下段。上部为灰白灰色粘土岩;下部为铁质粘土岩(山西式铁矿赋矿层位),局部夹有砂岩、含铁质砂岩等透镜体,岩石中常见黄铁矿颗粒零星分布,局部可见黄铁矿结核,与下伏地层奥陶系峰峰组呈平行不整合接触。经钻孔揭露,该段厚度变化较大,为0.7711.14 m,平均厚度为3.88 m。(2)中段。中段为区内耐火粘土矿主要含矿层位,上部为灰深灰色粘土岩,下部为褐黄褐红
6、色铁质粘土岩,局部夹有含炭质粘土岩,偶见薄煤层。经钻孔揭露,该段厚度为2.8212.49 m,平均厚度为6.88 m。(3)上段。顶部为杂色粘土岩,灰白色、灰黄色、黑色、褐红色等混杂,岩石较破碎;上部为粘土岩,常含少量炭质,局部可见煤线及薄煤层;下部为含铁质粘土岩。经钻孔揭露,该段厚度为0.449.25 m,平均厚度为3.55 m。1.2.2 石炭系上统太原组矿区内太原组为一套由灰岩、砂岩、砂质粘土岩、炭质粘土岩及煤层组成的海陆交互相地层,一般含49层灰岩,下部灰岩中常含燧石结核、燧石条带,含腕足类、蜓类动物化石碎片。粘土岩普遍含黄铁矿,且下部含量较高,平均厚度为74.32 m,与下伏地层本溪
7、组呈整合接触。根据区内太原组岩性分布特征,太原组可划分为以下3段。(1)下段。下段为灰岩段,以灰岩为主,含L1、L2灰岩,其中,L1灰岩不发育,L2灰岩较发育。L2灰岩又被称为“四丈青”,细晶结构、层状构造,岩石中普遍可见蜓类、腕足类动物化石碎片,局部含有燧石结核、燧石条带。L2灰岩是本溪组顶板,具有厚度大、层位稳定的特征,是良好的标志层。经钻孔揭露,该段地层厚度为0.9812.62 m,平均厚度为10.06 m。现代盐化工Modern Salt and Chemical Industry-70-第3期2023年6月No.3June,2023(2)中段。中段由碎屑岩、粘土岩和灰岩组成,含灰岩6
8、层(L8L3)。岩段顶部L8灰岩和底部L3灰岩层位较稳定。L8灰岩厚度为2.407.57 m,平均厚度为4.54 m;L3灰岩厚度为0.674.10 m,平均厚度为2.58 m。该段共含煤5层,平均厚度为1.17 m。经钻孔揭露,该段地层厚度为40.8249.04 m,平均厚度为43.75 m。(3)上段。上部为粘土岩段,岩性以粘土岩为主,夹有一层灰岩(L9),呈透镜状产出,底部为一层细砂岩。经钻孔揭露,该段地层厚度为13.8828.34 m,平均厚度为20.23 m。1.3 二叠系矿区内二叠系主要出露于陈洼寨豁东一带,呈北东南西向带状展布,与下伏石炭系呈整合接触,与其周边出露的奥陶系、石炭系
9、均呈断层接触。根据钻孔揭露,区内仅分布二叠系下统山西组。二叠系下统山西组为区域内主要含煤沉积岩系,属含煤碎屑岩建造。上部以过渡相深灰色灰色粉砂质粘土岩、粘土岩为主,夹薄层砂岩,含主要可采煤层二1煤,厚度为1.092.13 m,平均厚度为1.61 m;下部发育煤底砂岩“大占砂岩”为中细粒长石石英砂岩,岩性特征如下:深灰色,中细粒结构,层状构造,主要由石英(约80.0%)、长石(约16.0%)和杂基(约4.0%)组成,含少量白云母;岩层自上而下粒度逐渐变大,具正粒序特征,底部含泥质斑块,层厚为22.5728.05 m,平均厚度为25.31 m。其岩性特征明显,层厚稳定,是山西组底部良好的标志层。山
10、西组在区内出露于地表,风化剥蚀造成岩组出露不全。经钻孔揭露,该层厚度为6.1357.59 m,平均厚度为28.85 m。1.4 第四系第四系主要分布在矿区内山间沟谷,坡顶亦有零星分布,厚度变化较大,一般在数米到数十米。岩性主要为黄土、次生黄土,其次为砂砾石、粉砂土、黄土状粉砂土、粘土等,与下伏地层均为角度不整合接触。2 构造矿区内构造简单,主要构造形式为断层。较大规模的断层有5条,自北而南编号分别为F11、F12、F13、F14和F15,主要为高角度的正断层,以北东南西向断层为主。其中,F13、F15组成地堑,F11、F13组成地垒。F12断层斜切矿区北西部,F15断层斜切矿区南东边部。断层对
11、矿层起到“破坏”和“保护”双重作用1。断层特征分述如下。2.1 F11断层F11断层位于矿区西北部,西起丹河,经南洞村至焦谷堆,区内长约3.6 km。断层西段走向近东西,东段走向为北东向,总体走向65,倾向北西,倾角为65 76,是北盘下降的正断层。断层两盘岩性主要是上石炭统太原组含燧石灰岩、粉砂岩、泥岩与中奥陶统的灰岩、泥质白云岩;局部地段则为中奥陶统灰岩与上石炭统本溪组粘土岩。断层沿走向和倾向均呈舒缓波状,断层面上发育有垂直擦痕和斜擦痕。破碎带宽为5.0010.00 m,断距为10.00130.00 m,具有西部断距大而东部小的特征。断层在地貌上具有负地形特征。2.2 F12断层F12断层
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