爱玩科技网
您的当前位置:首页山西保德—兴县一带铝土矿成矿地质特征浅析

山西保德—兴县一带铝土矿成矿地质特征浅析

来源:爱玩科技网
第10期 山西焦煤科技 No.1O 2010年10月 Shanxi Coking Coal Science&Technology Oct.2010 ・试验研究・ 山西保德一兴县一带铝土矿成矿地质特征浅析 于 磊① (太原理工大学矿业工程学院、山西省地质矿产科学技术馆) 摘要 山西保德一兴县一带是指位于山西省西北部保德县的桥头以南至兴县奥家湾以北区 域,是山西近年来在铝土矿勘查工作上取得重大找矿成果的重要铝土矿成矿地带。本文从区域地质 背景、铝土矿赋存特征、古地理环境等方面对该区铝土矿的成矿地质特征等进行了分析,指出该区域 目前具有沿倾向纵深找矿可取得的铝土矿勘查重大成果前景。 关键词 山西;保德;兴县;铝土矿;成矿地质特征;勘查成果;浅析 中图分类号:TD16文献标识码:A文章编号:1672—0652(2010)10—0014—04 山西保德一兴县一带是指位于山西省西北部保 此区有丰富的煤炭资源,赋存于石炭系上统太原组及 德县的桥头以南至兴县奥家湾以北区域,是山西近年 二叠系山西组,山西组中稳定、较稳定煤层有6 、8 来在铝土矿勘查工作上取得重大找矿成果重要的铝 煤,以气煤为主。太原组中稳定、较稳定煤层有9 、 土矿成矿地带。 10 、1 1 、12 煤,以气煤为主。 1 区域地质背景 铝土矿在本区也是得天独厚,赋存于煤田浅部边 缘地带的奥陶系石灰岩风化壳不整合面之上的石炭 1)区域地层。该区区域地层主要出露有:古生 系中统本溪组的下段地层(铁铝段)中。 界奥陶系中统上马家沟组,以泥灰岩、白云质灰岩为 在近5年来,本区在铝土矿的地质找矿上,取得 主。石炭系中统本溪组,以泥页岩、铝质页岩及黏土 重大的勘查找矿成果。区内经详查以上工作的大型 岩为主;上统太原组,以岩性主要为浅色中、细粒砂岩 铝土矿床就有保德县石且河、兴县杨家沟、奥家湾、贺 为主,含煤。二叠系下统山西组,以砂岩、石英砂岩及 家圪台4处。提交铝土资源达数亿吨。与铝土矿密 薄煤层煤线组成;下石盒子组,以黄绿色砂岩、砂质页 切共生的有硬质耐火黏土、山西式铁矿等资源量也很 岩为主。二叠系上统上石盒子组,以砂质页岩、砂质 可观。 泥岩为主;石千峰组,以砂岩为主。三叠系下统刘家 2典型矿床保德县石且河铝土矿简述 沟组,以紫红色粉砂岩、长石砂岩为主;和尚沟组,以 1)矿体特征。石且河矿区出露地层与区域地层 砂质泥岩、粉砂岩为主;三叠系中统二马营组,以紫红 一致,由老到新依次为:奥陶系中统上马家沟组;石炭 色砂质泥岩为主,夹中粒长石砂岩;这些基岩地层主 系中统本溪组、上统太原组;二叠系下统山西组、下石 要出露于区内较深的冲沟中。上第三系上新统红土 盒子组,上统上石盒子组;上第三系上新统静乐组;第 和第四系中上更新统黄土覆盖于基岩地层上。 四系上更新统及全新统。基岩主要出露于矿区内张 2)区域构造。本区地处鄂尔多斯断块,兴县一 家沟、郝家塔沟、桑塔沟、扒楼沟的沟谷两侧及沟底。 石楼南北向褶皱带北东部。沉积岩系地层总体产状 松散覆盖层广布于山梁上。矿区地层属单斜构造,总 倾向西,倾角5。一15。,个别地段20。左右。 体向西倾斜,区内褶皱不发育。区内共见4条断层, 3)区域矿产。本区属河东煤田的北段部分,因 沿走向长度一般为50~200 m,最大断距不超过20 ① 作者简介:于磊女1982年出生 2009年太原理工大学在读工程硕士太原030024 2010年第10期 于 磊:山西保德一兴县一带铝土矿成矿地质特征浅析 nl,对矿体破坏不大。 42.04%,平均16.99%;TiO2 1.20%一3.51%,平均 铝土矿赋存于石炭系中统本溪组一段中上部,奥 2.20%,A/S平均为6.37。 陶系中统峰峰组灰岩侵蚀面之上。矿层下界距奥陶 粗糙状铝土矿矿物成分主要为一水硬铝石、黏土 系灰岩侵蚀面0—5 m,平均2 m。矿体南北长10.65 矿物高岭石及少量铁质矿物等组成。化学成分含量: km,东西宽0.40~2.10 km,面积13.60 km 。资源量 A1,O 40.62%~78.95%,平均63.59%;SiO20.86% 达亿吨。目前,受煤炭采矿权制约,矿体呈一南北向 ~20.30%,平均6.27%,Ire2O3 1.18%~39.35%,平 的狭长带状。矿体呈层状产出,产状平缓,倾向西,偏 均11.69%;TiO2 1.54%一4.35%,平均2.49%。 北,倾角5。~l5。。矿层与上覆围岩界线比较明显。 A/S平均为11.51。 矿体结构简单,主要为一层,矿体内偶尔可见一层夹 碎屑状铝土矿分为碎屑状和砾状2种。碎屑形 石。矿体厚度一般为1.00~6.00 in,最厚达9.43 m, 态为不规则棱角状,碎屑与其胶结物为准同生产物; 平均3.60 m,属稳定型。矿层主体埋深6.22~ 砾石成分为各种类型铝土矿和铝土、黏土岩等组成。 299.14 m,平均124.40 1TI。赋存标高810~1 175 in, 化学成分含量:A1:O 40.05%一74.09%,平均 最高点位于郝家塔村以东矿区露头边界,最低点位于 58.91%;SiO2 0.95%~22.28%,平均5.89%,Fe2O3 扒楼沟村以西矿区边界。仅矿区东部露头附近可 1.45%~42.49%,平均16.96%;TiO2 1.15%~ 露采。 5.54%,平均2.19%。A/S平均为10.00。 2)矿石自然类型。矿石自然类型铝土矿按结构 铝土矿总体上北部致密状矿石类型比例较高;中 可划分为致密状、粗糙状、碎屑状铝土矿三大类,另有 部以粗糙状、碎屑状矿石类型为主;南部以碎屑状矿 少量的鲕状铝土矿。 石类型为主。 致密状铝土矿矿物成分主要为隐晶质一水硬铝 3)矿石矿物成分。矿石矿物成分以一水硬铝石 石和黏土类矿物,次为氧化铁、氢氧化铁等矿物。另 为主,呈隐晶、微晶鳞片状、粒状,自形程度高时为板 含有少量锆石(呈自形柱状晶体)等。化学成分含 条状;其次为黏土质矿物,含1%~50%的氧化铁质 量:A12O3 40.21%~75.24%,平均55.98%;SiO2 矿物,及少量锆石、重晶石、电气石、角闪石、黄铁矿、 1.08%一20.78%,平均8.79%;Fe2O3 1.63%~ 方铅矿、锐钛矿、金红石等矿物,见表1。 表1 铝土矿人工重砂相对含量表 人工重砂及相对含量 样品编号 黄铁 电气 白钛 曲晶 黄铜 自然 锐钛 方铅 钛铁 闪锌 蓝晶 铝土矿 锆石 重晶石 金红石 矿 石 石 石 矿 铅 矿 矿 矿 矿 石 岩屑 RZ802001 ++++ ++ + + RZ8020o2 + ++++ J RZ802oo3 ++++ RZ8020o4 ++++ I l RZ8020o5 I I } l ++++ 注:++++很多、+++多、++较多、+较少、 2.60—90.34,平均为7.97。A12O3+SiO2+Fe2O3+ 一少、l很少、・极少。 TiO 一般在80.36%~88.26%左右。 据x光衍射鉴定,其矿相组成:以一水硬铝石为 铝土矿石以中铝低硅高铁为特征,A1:0 含量的 主,次为高岭石、锐钛矿,极少量金红石。 集中区域为40%~75%,其中以50%~65%最为密 4)矿石化学成分。矿石化学成分,据全区统计: 集,占全区样品总量的52%;SiO 含量一般<9%,占 A12O3 40.05%一78.95%,平均58.41%;SiO2 0.86% 到样品总量的69%;Fe O3含量一般≥6%,其中含量 ~29.44%,平均7.33%;Fe2O3 1.18%~28.56%,平 为6%~15%,占到总数的34%,含量≥15%,占到总 均15.50%;Ti02 1.15%一5.76%,平均2.27%;A/S 数的49%。A/S值一般≥10,占样品总量的51%。 山西焦煤科技 2010年第10期 全区单工程A120 含量为42.86%~76.67%,一 般为50%~65%。含量>60%的区域主要集中在三 ~17.66,平均7.97。A/S值>10以上的区域与 5)铝土矿伴生组分。伴生组分特征,矿石中伴 A1 O 含量>60%以上的区域基本吻合。 生有益组分镓和稀土元素已达到综合利用的工业品 位。镓的平均含量0.007%,稀土总量平均值为 0.079%。有害组分平均含量MgO 0.961%,CaO 1.936%,S 1.328%,P205 0.904%,TiO2 2.54%(见 个区域:郝家塔以北、桑塔村和扒楼沟村附近,以扒楼 沟村附近最高,总体上北部较高。 全区单工程Fe2O3含量为1.80%~46.07%,一 般为10%一25%。高铁区主要分布在郝家塔以北、 桑塔村中南部,其规律性不明显。 区内单工程A/S值为2.60~54.69,一般为3.72 表2、表3、表4)。 表2铝土矿组合分析结果(平均值%) 分析项目 I CaO I MgO I KzO l Na20 I S J P205 I Ga l CO2 l V2O5 l Ig JTRE205 分析结果J 1.936 1 0.961『0.259 1 0.034 l 1.328 l 0.904『0.007 J 1.537 1 0.138『12.989 1 0.124 表3铝土矿全分析结果【平均值%) 分析项目 AI2O3 SiO2 F。203 TiO2 CaO MgO S P2O5 分析结果 59.55 6.60 14.06 2.54 O.58 0.34 0.05 0.29 分析项目 K20 Na2O CO2 H2O H20 Cr205 Ig 'lYRE2O3 Ga 分析结果 0.25 0.04 0.223 12.98 0.55 0.022 12.35 O.1O5 0.0o6 2 表4稀土氧化物分析结果(平均值) 分析项目 La2O3 Ce2O3 Pr2O3 Nd2O3 Sm2O3 Eu2O3 Gd2O3 rib2O3 分析结果(10 ) 154.68 371.59 27.87 95.42 17.59 3.04 l6.09 2.44 分析项目 D2O3 Ho2O3 Er2O3 Tm2O3 Yb2O3 Lu2O3 Y2O3 rtEO(%) 分析结果(10 ) 14.08 2.71 8.11 1.18 7.8O 1.15 69.77 0.079 4 6)矿体顶底板及夹石。本区铝土矿层直接顶板 特点一样,本区铝土矿体基本保留了原始堆积时的形 类型较多,其中以黏土岩、铝土岩及硬质耐火黏土为 态特征。平面分布于吕梁古陆或古岛的的西北侧与 主,偶见黑色页岩等,在矿区东部矿层露头一线局部 煤田边缘分布范围一致。矿体形态变化不大,为似层 遭剥蚀,黄土为其直接顶板。矿层底板以铁质黏土岩 状及透镜状产出,倾角平缓10。一20。,矿体厚度一般 和铁矿为主,黏土岩、铝土岩次之,也有部分工程矿层 1.5—4 in,单矿体长度可达数千米或更多。矿体结构 直接覆盖在了奥陶系灰岩之上。 简单,以单层矿为主。 矿体内夹石一般为一层,主要分布在北中部。夹 3)矿石矿物。矿石矿物成分以一水硬铝石为 石厚度0.15~2.38 II1。其成分主要为褐铁矿、铁质 主。呈隐晶、微晶鳞片状、粒状,自形程度高时为板条 黏土岩、黏土岩及铝土岩等,一般呈不规则团块状或 状;其次为高岭石等黏土质矿物,少量铁质矿物,微量 透镜体状分布。 的锆石、重晶石、电气石、角闪石、黄铁矿、方铅矿、锐 3铝土矿矿床地质特征 钛矿、金红石等矿物。 1)矿床赋存部位。本区铝土矿赋存于石炭系中 4)矿石化学成分。铝土矿化学成分一般为 统本溪组一段中上部(含矿岩系或俗称铁铝岩段), A1 O 40%~79%,平均60%左右;SiO2 0.80%一 奥陶系中统上马家组灰岩侵蚀面之上。矿层下界距 30%,平均8%左右;Fe203 1%~29%,平均12%左 奥陶系灰岩侵蚀面一般为0—6 m。矿体多受岩溶负 右;TiO2 1.15%~5.76%,平均2%左右;A/S 2.60— 地形控制。 2)矿体基本特征。与全省其它成矿区矿床分布 9O.34,平均为8左右。以北部含铁趋势较高。 5)结构特征及矿石类型。区内矿石结构以碎屑 2010年第10期 于磊:山西保德~兴县一带铝土矿成矿地质特征浅析 结构、致密状为主,以粗糙结构质量为佳。伴生的稀 为丰富,亦使形成大型矿床有了可能。 土元素、与镓等含量可达到综合利用品位。矿石工业 5结论 类型以高铁型铝土矿为主。 1)矿床成因。晚石炭世早期,前寒武纪变质岩、 6)矿体的顶底板及夹石岩性。铝土矿层直接顶 岩浆岩经湿热多雨的氧化带条件下被强烈改造,经红 板类型较多,其中以黏土岩、铝土岩及硬质耐火黏土 土化作用形成大量红土物质和铝质红土豆、鲕及红土 为主,偶见黑色页岩等。 碎屑。在海侵(泛)作用影响下,含铝土矿物的钙红 矿层底板以铁质黏土岩和铁矿为主,黏土岩、铝 土风化壳经地表水系搬运,在浅海中或以浊流、泥石 土岩次之,也有部分工程矿层直接覆盖在了奥陶系灰 流、或风暴相等微相机械沉积,分异成碎屑状、致密状 岩之上。 鲕状铝土矿。以胶体形式搬运可形成致密状、胶状铝 矿体内夹石一般呈不规则团块状或透镜体状分 土矿。在铝土矿的沉积过程中,浅海的岩溶洼地及泻 布。主要成分为褐铁矿、铁质黏土岩、黏土岩及铝土 湖洼地是铝土矿重要的形成环境和沉积场所。之后 岩等。 经~系列的埋藏、压实、固结成岩成为原始的铝土矿 4岩相古地理成矿环境 床。后经地壳抬升重新使其处于氧化条件进一步脱 1)岩相古地理环境。石炭纪是我国北方受限陆 硅、去铁、表生风化作用的改造,形成红土一沉积形铝 表海环境,山西的中奥陶世晚期受加里东运动影响隆 土矿床。 起为陆,经历了约1.5亿年的风化剥蚀,直到中石炭 2)找矿标志。铝土矿赋存于奥陶系中统灰岩侵 世早期,才逐渐下沉,接受沉积,由于地壳运动的不均 蚀面上,石炭系中统本溪组下段中上部,层稳定,严格 衡性,造成局部地区的隆起与凹陷。在山西省受限的 受层位控制。加之上伏太原组底部中粗粒(晋祠)砂 陆表海内,本区的东南存在有吕梁古岛,本区正好是 岩,是寻找铝土矿间接的标志。另外在沟谷中也寻找 一靠近吕梁古陆西侧的泻湖洼地。在构造运动的影 原生露头或砖石,以及民采铁矿老硐等可作找矿的直 响下,频繁发生海进海退引发了含矿岩系沉积和环境 接标志。 的频繁更替,吕梁古陆的红土化物质,相应在滨海、岩 3)找矿与勘查工作前景。在保德县的桥头以北 溶洼地、泻湖洼地等古斜坡形成浊积岩产生堆积。 一带,从古地理环境分析,已不利于铝土矿成矿,以赋 2)铁铝岩段沉积环境。本区铁铝岩段的沉积 存铁钒土为主,因含铁量高的缘故,硬质黏土也已零 相,主要有深水还原相、铝土矿石相、沼泽、泥炭沼泽 散小透镜赋存。 相。本区的深水还原相主要是碳酸岩相,从岩石特征 在桥头一线以南至兴县的奥家湾一线,处于铝土 来看,铁矿层及铁质黏土呈块状或水平层理产出,岩 矿成矿这一有利沉积区域,铝土矿成地质条件较好, 石具有含屑泥状结构、流动构造。说明具有泥流及浊 是已知的重要铝土矿成矿带。在该带内仍有较好的 流性质,是早期海侵的产物。铝土矿矿石相集中体现 铝土矿找矿与地质勘查前景。但不利的因素是目前 在矿体的内部结构上,铝土矿缺少层理与水平层理, 在本溪组出露沿倾向上在500 m以浅地带的铝土矿 是水下重力流快速沉积特点,常见有浊积岩相。在铁 富集区,铝土矿的找矿与地质勘查已深受煤矿采矿权 铝岩段顶部主要为陆相环境。 的制约已无法进行正常的铝土矿的地质勘查工作,只 铁铝岩期从早到晚发生一个完整的海进海退事 能在其矿权外的浅部窄小地带内工作,极大地影响了 件。地壳运动频繁的发生,海水突发后退与前进,引 该区铝土矿地质找矿的纵深发展。 起沉积成矿的多次重复,铝土矿的成矿期正处于海退 海进的交互期,沉积盆地及附近范围内成矿物质又极 收稿日期2010—07—27 参考文献 [1] 陈平.山西铝土矿地质学研究[M].太原:山西科学技术出版社,1997:51—53. [2] 陈平.山西铝土矿岩石矿物学研究[M].太原:山西科学技术出版社,1997:39—40 (下转第36页) 山西焦煤科技 2010年第10期 统存在一定偏差,在地面与井下进行联系测量时,将 造成系统误差,影响下一步采区和工作面布置,建议 对井下基本控制导线进行必要的改算,以保证今后采 矿设计的精确性。 2)陀螺全站仪定向可以及时发现测量的粗差和 定向法,也有陀螺全站仪定向法。几何定向原理比较 简单、操作时所需设备成本较低、作业时占用井口面 积小、不需中断施工,是一种简单可行的办法,在我国 已有较长历史,至今还有很多单位在用。但该法精度 较低,随着测量技术的发展,逐渐被陀螺定向所替代, 在矿山定向测量中不断得到推广应用。本文针对陀 螺全站仪定向法,阐述了陀螺全站仪+铅垂仪联合定 向的原理,并设计了一套陀螺定向的方案,给出了陀 误差,确保井下巷道控制导线的精度,从而提高回采 质量。建议在大型综采工作面开掘前在顺槽口附近 选用一条长150 m左右的导线边做为起算边加测陀 螺方位,以确保平面联系测量的精度。 螺定向的误差分析、精度要求及注意事项,对矿山竖 3)实测发现近井点如果存在各种问题则容易引 井平面联系测量具有重要的实践意义。但该方法成 入偶然误差,为提高观测精度,建议平面联系测量前 本较高,因为陀螺定向需要一个相对平静的环境,不 在地面稳固的地方做一条陀螺基线,距离和俯仰角均 能有振动等于扰,会对施工进度造成一定的影响,所 保持适中,并保持该基线与井上系统的一致性。 以关于竖井平面联系测量的方法仍有待于做更多的 3结束语 实践和研究。 竖井平面联系测量的方法有很多,有常规的几何 收稿日期2o10—08—15 参考文献 [1]张正禄.工程测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2005:7O一71. [2]张国良.矿山测量学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2006:51—53. Shaft Surface Contact Measuring Project Yan Xing,Zhang Ming—mei Abstract At present,the shaft contact surface there are many ways measurements.This orientation method for the gyro,the first given Gyro Station+vertical CO—directional instrument approach,and then design a directional gyroscope implementation plan,given the directional gyro error analysis,precision and attention to issues mine shaft plane to improve the measurement accuracy and rich contact mine contact measurement methods have important practi- cal singiifcance.ainage and gas and SO on.Although these are based on the working practice analysis of Jincheng coal group in recent years,but must undergo the practices examination unceasingly. Key words Shaft;Plane link measurement;Design (上接第17页) Analysis of Geological Characteristics of Bauxite Ore in Baode——Xing County of Shanxi Yu Lei Abstract Baode——Xing county is located in the mine area from the south of Baode county bridge to the north of Xing county Aojiawan which is in the northwesten part of Shanxi province,this area is the key bauxite ore zone, where Shanxi bauxite exploration have achieved important results in recent years.This paper analyzed geological char- acteristics of bauxite ore in this area based on geological background,occurrence characteristics of bauxite ore and ancient geography,which indicated that the bauxite ore exploration tendency in the region could be prospected for sig- inificant results based on current availability. Key words Shanxi;Baode;Xing county;Bauxite ore;Geological characteristics;Analysis 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容