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[摘要]通过对汝州鳌头铝土矿矿床地质特征及成矿规律研究，总结矿床成因，明确找矿标志，为今后的勘查和开发提供依据。
[关键词]铝土矿 地质特征 矿床成因 汝州鳌头
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-81-2
1区域地质概况
本区大地构造位置处于华北地台西南部。华熊台缘坳陷的北缘和嵩箕隆起南缘之间的渑池—确山陷褶断束构造区。地层分区属于华北地层区豫西分区渑池—确山小区。本区构造以各时代的高角度近东西向正断层为主，配以宽缓的褶皱。主要有临汝向斜和郭沟正断层。
2矿区地质特征
2.1地层
矿区内基岩出露广泛，由老到新出露的地层有寒武系、石炭系、二叠系及第四系。
2.1.1寒武系（∈）
在矿区南部分丘陵山区广泛出露，区内分布有崮山组（∈3g）。崮山组主要为一套浅灰～深灰色厚层状细晶白云质石灰岩。与下伏张夏组为连续沉积。
2.1.2石炭系上统本溪组（C2b）
本溪组下部为浅灰色或浅黄、浅紫色铝土质泥岩。局部含有植物根部化石碎片。上部为深灰色鲕状铝土岩。至矿区西端则相变为绿灰色铝土质泥岩。
该层因受古基底的控制而厚薄不一，自1.74～26.95m，平均9.21m左右。底部时有鸡窝状赤铁矿（部分为褐铁矿，深部则是黄铁矿）及透镜状铁质砾岩。为古风化壳的有力证据，是本区工作重要研究对象，与上覆太原组呈整合接触。
下段（C2b1）：厚0.35m～18.68m，为矿体的底板，岩性以粘土岩为主，铁质粘土岩，黄铁矿为主。局部夹有“山西式”小透镜状铁矿。
中段（C2b2）：即铝（粘）土矿层：厚0.70～3.40m，是本次勘查的主要对象。岩性以铝土矿为主，多为豆鲕状结构、碎屑结构、少量蜂窝状结构。次为耐火粘土矿，泥质结构，微具页理构造。
上段（C2b3）：厚度为0.47～20.63m，为矿体的顶板，岩性以粘土岩炭质泥岩为主，偶见砂岩，碳质泥岩常含植物化石，黑色、灰黑色。粘土岩呈灰白色、灰色，局部偶因铁质侵染而呈土黄色、紫红等杂色，泥质结构，层理构造。
2.1.3石炭系上统太原组（C2t）
太原组为一套海陆交替相的含煤地层。由碳酸岩、碎屑岩及薄煤层组成。厚度1.00～41.71m，平均15.22m。依其岩性组合划分为上、中、下三段。
下部灰岩段：指本溪组顶界至L4灰岩顶界间的一段地层。主要为一套灰至深灰色厚层状石灰岩夹泥岩及薄煤层。
中部砂泥岩段：L4之顶界至一6煤底界。岩性主要为灰至浅灰色泥岩夹煤层、中细粒砂岩、透镜状石灰岩（L5）及不稳定且不可采的煤层。
上部灰岩段：自一6煤底界到老君堂砂岩（SL）底界。其主体为岩性、厚度稳定且中夹燧石团块、黑灰色燧石条带的细晶石灰岩（L7）及较稳定的灰色石灰岩L6。
2.1.4二叠系下统山西组（P1s）
山西组（P1s）：以老君堂砂岩（SL）之底为下界，砂锅窑砂岩之底为上界，全为整合关系。区内主要岩性为灰至深灰色泥岩，砂质泥岩、中细粒石英砂岩夹粉砂岩。中含菱铁质及黄铁矿结核。顶部之泥岩中含不均一的小鲕粒及小紫斑，俗称小紫层。厚度为1.30～21.67m，平均7.39m。
2.1.5第四系（Q）
区内第四系堆积比较发育，广布全区。多为残坡积及洪冲积。所有第四系均以不整合覆于下部地层之上，厚度一般为3.60～32.84m，平均18.39m。
2.2构造
区内主要构造以断裂为主，褶曲较少，为主要断裂的派生构造。褶曲为纸坊背斜，位于矿区西侧，轴向近东西，向西倾伏；断裂构造主要有纸坊断层和妙水寺断层等。
2.3岩浆岩
根据地表及工程揭露，区内未见岩浆岩分布。
3矿体地质特征
通过浅部探槽及中深部钻探工程的系统控制，全区自西向东共查明11个矿体。矿体呈似层状、透镜状、溶斗状，平面形态比较规整。矿体厚度0.80～31.00m，平均矿厚4.12m，矿体埋深3.60～69.83m。下面介绍I号、II号和VIII号三个主要矿体：
Ⅰ号矿体：矿体形态呈似层状、透镜状；矿体沿走向长420m，沿倾向宽120m，厚度0.8～6.00m，平均2.47m。平均品位：Al2O361.29%、SiO218.01%、铝硅比A/S（Al2O3/ SiO2）3.4，矿体倾向西北向，倾角：5～20°，矿体埋深3.60～60.33m。
Ⅱ号矿体：矿体形态呈似层状、溶斗状；矿体沿走向长336m，沿倾向宽116m，矿厚0.90～10.33m，平均4.23m，平均品位：Al2O362.82%、SiO214.47%、A/S 4.3；矿体倾向北北西，倾角：12～25°。矿体埋深19.96～69.83m。
Ⅷ号矿体：矿体呈板状；处地表出露，该矿体局部已被采空，矿体沿走向长490m，沿倾向宽60m，矿厚：1.8～14.95m，平均6.58m，矿体面积34795m2，矿石量69.65万吨；平均品位：Al2O365.86%，SiO212.61%，A/S 5.2；矿体总体向东北倾斜，矿层有出露，矿体埋深0～56.5m。
区内耐火粘土矿多位于铝土矿顶底板、铝土矿夹石或铝土矿的相当层位。分布较零星。
4矿石特征
4.1矿物成分及特征
主要为一水硬铝石，含量45～95%；其次为水云母、叶腊石、高岭石、蒙脱石、绿泥石、褐铁矿等；有时有石英、方解石、赤铁矿、黄铁矿等；微量矿物有金红石、电气石、锐钛矿、板钛矿、白钛矿、磁铁矿、磷灰石、锆石、榍石、绿帘石及炭质等。 4.2矿物成分及特征
矿石的化学成分主要是Al2O3，其次SiO2、Fe2O3、TiO2等，本矿区为中～高铝、高硅、中铁、中低品位矿石。Al2O3的平均含量为62.00%；SiO2含量平均14.85%；A/S平均为4.2。
4.3矿石结构及构造特征
（1）自然类型：主要有豆鲕状铝土矿、致密块状铝土矿及蜂窝状铝土矿，还有少量碎屑状铝土矿。
豆鲕状铝土矿：灰、灰白、灰黑色，具有明显的豆鲕状结构，块状构造。豆鲕含量一般在50～60%，豆鲕主要由一水硬铝石组成，含有少量高岭石、水云母、叶腊石等。豆粒直径2～4mm，呈浑圆状或不规则状，鲕粒直径0.3～2mm，呈圆形、扁圆形，豆粒和鲕粒多混杂堆积，常混有少量铝土矿碎屑。胶结物40～50%，主要为一水硬铝石、高岭石和水云母，含少量绿泥石、氢氧化铁等，与豆鲕界线清楚。
致密块状铝土矿：灰、深灰色，泥质—微粒结构，块状构造，致密坚硬，断口贝壳状。主要成分为一水硬铝石和水云母，其次为高岭石、褐铁矿、绿泥石等。个别含星点状、团块状分布的方解石晶体。
蜂窝状铝土矿：灰白、灰黄色，鲕粒、豆鲕状结构，蜂窝状构造，断口粗糙，具蜂窝状小孔，孔径1～5mm，形态不规则，其璧多为铁质，孔内一般无充填物，部分见有板钛矿、高岭石、氢氧化铁残留物和金红石晶族。主要成分为一水硬铝石，含少量高岭石、褐铁矿。
（2）工业类型：按矿物组成及化学成分等特征，属于中铁、低硫一水硬铝石型铝土矿。
4.4矿石品级
本区铝土矿Al2O3的平均含量为62.00%，A/S平均为4.2。矿石品级属IV—V级。
5矿床成因及找矿标志
5.1矿床成因
本区铝土矿属古风化壳沉积型矿床。晚寒武世—中奥陶世开始整个华北地台上升本区古风化壳上的铝硅酸盐地层及少量碳酸盐岩地层在湿热的气候条件下经强烈的物理、化学风化作用形成高岭石、蒙脱石和水云母等矿物，这些矿物进一步形成高岭石及铝凝胶物质最终形成含铝土矿、粘土矿、铁矿的沉积物。成矿物质经短距离搬运或原地堆积胶结形成砾屑状、砂状、豆鲕状铝土矿。经二叠系覆盖压实、脱水形成铝土岩（矿）。
5.2找矿标志
找矿标志即控制铝土矿因素很多，但就其主要的有：地层、古地理、含矿岩系标志等。
（1）地层：本区铝土矿赋存于上寒武系石灰岩风化面之上的上石炭系中，这种地层对形成铝土矿很有利，首先寒武系石灰岩，经过长达1亿年的风化形成了大量含铝铁的风化物质，这为形成铝土矿奠定了物质基础，其次在成矿物质充足，地形有利的条件下发生海侵，使矿质能充分从风化堆积物中溶解于海水中；并在有利条件下沉积下来集聚成矿，所以沉积型铝土矿主要形成于沉积间断和古侵蚀面之上的遭受海侵不久形成的地层中。
（2）古地理：铝土矿均赋存于浅海地带或古陆边缘海湾，因为这些古地理位置水荡弱，有利于成矿物质的沉积和充分分异，是形成富矿的良好场所。
（3）含矿岩系标志：铝土矿、粘土矿为同层矿床。其含矿岩系分为上、中、下三个岩性段；上段（C2b1）为粘土岩、炭质页岩夹煤线（薄煤层），是铝（粘）土矿体（层）的直接顶板（也称伪顶）；中段（C2b2）为，一般呈单层产出，其矿体（层）上、下或中间夹层多为层状、似层状或透镜状的粘土矿；下段（C2b3）是铝土矿、粘土矿的底板铁质粘土矿（深部为菱铁矿或黄铁页岩），局部夹山西式铁矿小扁豆体或小透镜体，有时偶尔夹有薄层状的铝土矿或粘土矿透镜体。
参考文献
[1] 吴国炎，姚公一，吕夏，等. 河南铝土矿床[M]. 北京：冶金出版社，1996.
[2] 吴国炎. 华北铝土矿的物质来源及成矿模式探讨[J]. 河南地矿，1997（3）：161-166.
[关键词]铝土矿 地质特征 矿床成因 汝州鳌头
[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-4-81-2
1区域地质概况
本区大地构造位置处于华北地台西南部。华熊台缘坳陷的北缘和嵩箕隆起南缘之间的渑池—确山陷褶断束构造区。地层分区属于华北地层区豫西分区渑池—确山小区。本区构造以各时代的高角度近东西向正断层为主，配以宽缓的褶皱。主要有临汝向斜和郭沟正断层。
2矿区地质特征
2.1地层
矿区内基岩出露广泛，由老到新出露的地层有寒武系、石炭系、二叠系及第四系。
2.1.1寒武系（∈）
在矿区南部分丘陵山区广泛出露，区内分布有崮山组（∈3g）。崮山组主要为一套浅灰～深灰色厚层状细晶白云质石灰岩。与下伏张夏组为连续沉积。
2.1.2石炭系上统本溪组（C2b）
本溪组下部为浅灰色或浅黄、浅紫色铝土质泥岩。局部含有植物根部化石碎片。上部为深灰色鲕状铝土岩。至矿区西端则相变为绿灰色铝土质泥岩。
该层因受古基底的控制而厚薄不一，自1.74～26.95m，平均9.21m左右。底部时有鸡窝状赤铁矿（部分为褐铁矿，深部则是黄铁矿）及透镜状铁质砾岩。为古风化壳的有力证据，是本区工作重要研究对象，与上覆太原组呈整合接触。
下段（C2b1）：厚0.35m～18.68m，为矿体的底板，岩性以粘土岩为主，铁质粘土岩，黄铁矿为主。局部夹有“山西式”小透镜状铁矿。
中段（C2b2）：即铝（粘）土矿层：厚0.70～3.40m，是本次勘查的主要对象。岩性以铝土矿为主，多为豆鲕状结构、碎屑结构、少量蜂窝状结构。次为耐火粘土矿，泥质结构，微具页理构造。
上段（C2b3）：厚度为0.47～20.63m，为矿体的顶板，岩性以粘土岩炭质泥岩为主，偶见砂岩，碳质泥岩常含植物化石，黑色、灰黑色。粘土岩呈灰白色、灰色，局部偶因铁质侵染而呈土黄色、紫红等杂色，泥质结构，层理构造。
2.1.3石炭系上统太原组（C2t）
太原组为一套海陆交替相的含煤地层。由碳酸岩、碎屑岩及薄煤层组成。厚度1.00～41.71m，平均15.22m。依其岩性组合划分为上、中、下三段。
下部灰岩段：指本溪组顶界至L4灰岩顶界间的一段地层。主要为一套灰至深灰色厚层状石灰岩夹泥岩及薄煤层。
中部砂泥岩段：L4之顶界至一6煤底界。岩性主要为灰至浅灰色泥岩夹煤层、中细粒砂岩、透镜状石灰岩（L5）及不稳定且不可采的煤层。
上部灰岩段：自一6煤底界到老君堂砂岩（SL）底界。其主体为岩性、厚度稳定且中夹燧石团块、黑灰色燧石条带的细晶石灰岩（L7）及较稳定的灰色石灰岩L6。
2.1.4二叠系下统山西组（P1s）
山西组（P1s）：以老君堂砂岩（SL）之底为下界，砂锅窑砂岩之底为上界，全为整合关系。区内主要岩性为灰至深灰色泥岩，砂质泥岩、中细粒石英砂岩夹粉砂岩。中含菱铁质及黄铁矿结核。顶部之泥岩中含不均一的小鲕粒及小紫斑，俗称小紫层。厚度为1.30～21.67m，平均7.39m。
2.1.5第四系（Q）
区内第四系堆积比较发育，广布全区。多为残坡积及洪冲积。所有第四系均以不整合覆于下部地层之上，厚度一般为3.60～32.84m，平均18.39m。
2.2构造
区内主要构造以断裂为主，褶曲较少，为主要断裂的派生构造。褶曲为纸坊背斜，位于矿区西侧，轴向近东西，向西倾伏；断裂构造主要有纸坊断层和妙水寺断层等。
2.3岩浆岩
根据地表及工程揭露，区内未见岩浆岩分布。
3矿体地质特征
通过浅部探槽及中深部钻探工程的系统控制，全区自西向东共查明11个矿体。矿体呈似层状、透镜状、溶斗状，平面形态比较规整。矿体厚度0.80～31.00m，平均矿厚4.12m，矿体埋深3.60～69.83m。下面介绍I号、II号和VIII号三个主要矿体：
Ⅰ号矿体：矿体形态呈似层状、透镜状；矿体沿走向长420m，沿倾向宽120m，厚度0.8～6.00m，平均2.47m。平均品位：Al2O361.29%、SiO218.01%、铝硅比A/S（Al2O3/ SiO2）3.4，矿体倾向西北向，倾角：5～20°，矿体埋深3.60～60.33m。
Ⅱ号矿体：矿体形态呈似层状、溶斗状；矿体沿走向长336m，沿倾向宽116m，矿厚0.90～10.33m，平均4.23m，平均品位：Al2O362.82%、SiO214.47%、A/S 4.3；矿体倾向北北西，倾角：12～25°。矿体埋深19.96～69.83m。
Ⅷ号矿体：矿体呈板状；处地表出露，该矿体局部已被采空，矿体沿走向长490m，沿倾向宽60m，矿厚：1.8～14.95m，平均6.58m，矿体面积34795m2，矿石量69.65万吨；平均品位：Al2O365.86%，SiO212.61%，A/S 5.2；矿体总体向东北倾斜，矿层有出露，矿体埋深0～56.5m。
区内耐火粘土矿多位于铝土矿顶底板、铝土矿夹石或铝土矿的相当层位。分布较零星。
4矿石特征
4.1矿物成分及特征
主要为一水硬铝石，含量45～95%；其次为水云母、叶腊石、高岭石、蒙脱石、绿泥石、褐铁矿等；有时有石英、方解石、赤铁矿、黄铁矿等；微量矿物有金红石、电气石、锐钛矿、板钛矿、白钛矿、磁铁矿、磷灰石、锆石、榍石、绿帘石及炭质等。 4.2矿物成分及特征
矿石的化学成分主要是Al2O3，其次SiO2、Fe2O3、TiO2等，本矿区为中～高铝、高硅、中铁、中低品位矿石。Al2O3的平均含量为62.00%；SiO2含量平均14.85%；A/S平均为4.2。
4.3矿石结构及构造特征
（1）自然类型：主要有豆鲕状铝土矿、致密块状铝土矿及蜂窝状铝土矿，还有少量碎屑状铝土矿。
豆鲕状铝土矿：灰、灰白、灰黑色，具有明显的豆鲕状结构，块状构造。豆鲕含量一般在50～60%，豆鲕主要由一水硬铝石组成，含有少量高岭石、水云母、叶腊石等。豆粒直径2～4mm，呈浑圆状或不规则状，鲕粒直径0.3～2mm，呈圆形、扁圆形，豆粒和鲕粒多混杂堆积，常混有少量铝土矿碎屑。胶结物40～50%，主要为一水硬铝石、高岭石和水云母，含少量绿泥石、氢氧化铁等，与豆鲕界线清楚。
致密块状铝土矿：灰、深灰色，泥质—微粒结构，块状构造，致密坚硬，断口贝壳状。主要成分为一水硬铝石和水云母，其次为高岭石、褐铁矿、绿泥石等。个别含星点状、团块状分布的方解石晶体。
蜂窝状铝土矿：灰白、灰黄色，鲕粒、豆鲕状结构，蜂窝状构造，断口粗糙，具蜂窝状小孔，孔径1～5mm，形态不规则，其璧多为铁质，孔内一般无充填物，部分见有板钛矿、高岭石、氢氧化铁残留物和金红石晶族。主要成分为一水硬铝石，含少量高岭石、褐铁矿。
（2）工业类型：按矿物组成及化学成分等特征，属于中铁、低硫一水硬铝石型铝土矿。
4.4矿石品级
本区铝土矿Al2O3的平均含量为62.00%，A/S平均为4.2。矿石品级属IV—V级。
5矿床成因及找矿标志
5.1矿床成因
本区铝土矿属古风化壳沉积型矿床。晚寒武世—中奥陶世开始整个华北地台上升本区古风化壳上的铝硅酸盐地层及少量碳酸盐岩地层在湿热的气候条件下经强烈的物理、化学风化作用形成高岭石、蒙脱石和水云母等矿物，这些矿物进一步形成高岭石及铝凝胶物质最终形成含铝土矿、粘土矿、铁矿的沉积物。成矿物质经短距离搬运或原地堆积胶结形成砾屑状、砂状、豆鲕状铝土矿。经二叠系覆盖压实、脱水形成铝土岩（矿）。
5.2找矿标志
找矿标志即控制铝土矿因素很多，但就其主要的有：地层、古地理、含矿岩系标志等。
（1）地层：本区铝土矿赋存于上寒武系石灰岩风化面之上的上石炭系中，这种地层对形成铝土矿很有利，首先寒武系石灰岩，经过长达1亿年的风化形成了大量含铝铁的风化物质，这为形成铝土矿奠定了物质基础，其次在成矿物质充足，地形有利的条件下发生海侵，使矿质能充分从风化堆积物中溶解于海水中；并在有利条件下沉积下来集聚成矿，所以沉积型铝土矿主要形成于沉积间断和古侵蚀面之上的遭受海侵不久形成的地层中。
（2）古地理：铝土矿均赋存于浅海地带或古陆边缘海湾，因为这些古地理位置水荡弱，有利于成矿物质的沉积和充分分异，是形成富矿的良好场所。
（3）含矿岩系标志：铝土矿、粘土矿为同层矿床。其含矿岩系分为上、中、下三个岩性段；上段（C2b1）为粘土岩、炭质页岩夹煤线（薄煤层），是铝（粘）土矿体（层）的直接顶板（也称伪顶）；中段（C2b2）为，一般呈单层产出，其矿体（层）上、下或中间夹层多为层状、似层状或透镜状的粘土矿；下段（C2b3）是铝土矿、粘土矿的底板铁质粘土矿（深部为菱铁矿或黄铁页岩），局部夹山西式铁矿小扁豆体或小透镜体，有时偶尔夹有薄层状的铝土矿或粘土矿透镜体。
参考文献
[1] 吴国炎，姚公一，吕夏，等. 河南铝土矿床[M]. 北京：冶金出版社，1996.
[2] 吴国炎. 华北铝土矿的物质来源及成矿模式探讨[J]. 河南地矿，1997（3）：161-166.