关键词:
贵州道真新民
铝土矿
地质特征
矿物岩石学
地球化学
摘要:
铝土矿是贵州主要矿种之一,集中分布在黔中—黔北地区。近年来实施整装勘查黔北务正道地区铝土矿找矿取得重大突破,相继探明中大型、超大型铝土矿矿床10余个,提交各类别资源储量超7亿吨。其中,道真新民铝土矿床即是近年来探明的大型矿床之一,赋矿层位为中二叠统梁山组,矿体产于中下志留统韩家店组泥岩或上石炭统灰岩侵蚀面之上,矿床成因类型属于典型的古风化壳沉积型矿床。该矿床自2007-2011年实施预查-普查-详查以来,勘查单位主要围绕矿体(层)空间分布及资源量圈定开展工作,对矿床形成的主要控矿因素、成矿规律、矿石矿物学特征、矿层(体)及顶底板岩层中元素迁移与富集规律等方面缺乏系统研究,目前公开发表的文献仅有金中国、莫光员(2013)等对新民铝土矿的成矿地质背景、地质特征做了初步分析。本论文通过大量的野外地质调查、探槽和钻孔岩芯详细观察、地表出露含矿岩系追索、系统取样测试、室内资料综合整理,以期较全面总结成矿规律和主要控矿因素,揭示常量元素、微量元素在沉积成岩过程的迁移与富集机理,建立矿床地质地球化学演化模式,为相邻区找矿研究提供示范效果。通过研究获得以下主要成果及认识:(1)研究区从寒武系中上统—侏罗系地层发育完整,其中,中二叠统梁山组是含矿层位。新民矿区含矿岩系从上到下大致可以划分为上中下三段,上段为一薄层灰黑色含炭质泥岩、页岩,厚度0.3-1m,是矿层的直接顶板;中段为铝土矿层,由浅灰色~灰色铝土矿(岩)组成,厚度0.2-2.5m,是矿体的主要赋存段,矿体呈层状、似层状、透镜状产出;下段为灰绿色、绿色绿泥石,部分地段为铝土质粘土岩夹含铁质的绿泥岩,是矿层的直接底板。(2)矿区内土状一半土状、碎屑状、鲕状—豆鲕状构造主要在地表及浅表,深部以致密状为主,在断层构造发育区有土状—半土状、碎屑状构造矿石产出。矿石结构主要是豆鲕结构、碎屑结构、微-泥晶结构等。基于矿石结构、构造特征并结合前人研究,将新民铝土矿矿石分为豆鲕状铝土矿、土状—半土状铝土矿、碎屑状铝土矿、致密块状铝土矿四种自然类型;矿石中硫含量范围0.10%~7.00%,均值一般小于0.30%,铁含量范围1.20%~26.00%,主要集中在7%~9%,工业类型属于低铁低硫型(占矿石总量的44%)、含铁低硫型(占总量35.2%)和中铁低硫型铝土矿石(占总量的13.7%),三者之和达93.4%。矿石矿物组成主要以硬水铝石、软水铝石、高岭石为主,此外有少量伊利石、绿泥石,同时还有铁矿物及少量的副矿物石英。(3)地球化学分析显示,常量元素组成以Al3O2、SiO2和Fe2O3、TiO2为主,不同矿石样品之间含量有差异。Al2O3与TiO2呈强正相关关系,Al2O3与SiO2、TiO2呈强负相关关系、强正相关关系,Al2O3与Fe2O3呈负相关。矿石样品中富集Gd、Li、Be、Sc、V、Cr、Ga等元素,元素Ba、Ni、Sr、Zn略显富集,Co为贫化元素。Li、Ge和Ga在矿体中富集程度高,富集系数分别达36.60、5.97和3.06。含矿岩系不同空间微量元素富集、贫化(亏损)变化规律明显,稀土元素在矿层底部最富集,轻重元素间分馏作用强,具轻稀土富集特征。矿石中Ce呈正异常,Eu呈负异常。(4)通过研究稳定元素比值、稀土配分模式及Cr-Ni物源指示等,认为韩家店组泥岩为新民铝土矿提供了主要物源。通过探讨铝土矿形成的沉积演化过程及其过程中地球化学元素的活动规律,建立了地质地球化学演化模式,即韩家店泥岩(母岩)→铝土岩(中间产物)→铝土矿的形成。