河南省新安縣江村鋁土礦區成礦地質特征及成礦規律初探

王劍鋒，陳昊龍，楊水旺，余智慧，吳園園

(1.河南省有色金屬地質礦產局第七地質大隊, 河南 鄭州 450016； 2.河南省有色金屬礦產探測工程技術研究中心, 河南 鄭州 450016)

0 引言

鋁土礦是目前市場熱門資源，在國內外眾多領域內擁有廣闊的市場，對經濟發展作用顯著，是我國實現工業新型化與農業現代化及城鎮化，進而全面實現建設小康社會目標的重要基礎產業資源(姚公一，2004；姬果等，2021)。但是根據《2007年河南省礦產查明資源儲量簡表》，河南省鋁土礦的保有資源儲量為61461.385萬 t，在扣除各項影響因素后，實際可供利用的可采資源儲量為19553萬 t。2008年河南省的氧化鋁產能已達880萬 t，加上其它行業對鋁土礦的需求，每年共要消耗3000萬 t鋁土礦石，因此，加快鋁土礦的找礦工作十分重要。新安縣鋁土礦成礦地質背景及成礦條件優越，處于豫西北成礦帶內的東端，為河南省鋁土礦富集分布區，該成礦帶內分布有杜家溝、黃門、曹窯、賈家洼、段村、雷溝等礦點，是進行鋁土礦找礦突破的理想地區。2013—2020年河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊、河南省地質調查院與河南省有色金屬地質礦產局第七地質大隊先后在新安地區開展了新安縣石寺—北冶地區煤下鋁土礦普查、新安縣郁山礦區鋁土礦詳查和新安縣江村鋁土礦區預查工作，發現大型鋁土礦床2處，取得良好的找礦效果。

新安縣江村地區鋁土礦區找礦潛力大，鋁土礦工作程度較低，成礦規律研究薄弱，為此，開展了新安縣江村鋁土礦區預查工作。本文通過野外地質調查、巖礦測試分析及資料綜合整理,初步闡述了新安縣江村鋁土礦區成礦地質背景，并與區域上以往發現的鋁土礦礦床進行綜合對比分析,總結了研究區鋁土礦成礦規律，為新安縣一帶鋁土礦找礦方向和進一步研究提供了支撐。

1 地質概況

1.1 地質背景

研究區位于河南省新安縣(東經112°07′24″～112°11′25″，北緯34°19′13″～34°40′59″)，行政區劃隸屬于新安縣南李村鎮管轄。大地構造位置位于華北陸塊南部(圖2)，中條山—太行山斷壟及高箕斷壟構成近東西向的澠池凹陷內(陳磊等，2018①)，區域構造具有“一穹”(北段村穹窿)、“三向”(陜州區斷陷盆地、澠池向斜盆地及新安向斜盆地)、“三組斷層(北東向、北西向及進東西向)”交錯的扇形地壘拱斷特征，為鋁土礦的成礦提供了有利條件。新安縣位于河南省主要鋁土礦成礦帶上之陜州區—澠池—新安成礦帶內(翟東興等，2002；陳全樹等，2002；李軍旗，2011；馬瑞申等，2012；劉海鵬等，2022)(圖1)，該成礦帶明顯的構造格局特點是隆起與凹陷相間。這種構造格局控制了古生界地層的發育與展布，也控制了中、新生界構造盆地和向斜的生成及后續演變，為含鋁巖系賦存的有利地帶(陳磊等，2018①)，鋁土礦和煤炭資源豐富，是河南省已查明鋁土礦資源儲量最多的地區(翟東興等，2002)。本地區鋁土礦礦體連續性好、厚度大、品位高，是河南省主要的富鋁土礦成礦帶之一。

圖1 陜州區—澠池—新安鋁土礦成礦區地質略圖：成礦帶構造圖(a)和成礦帶剖面圖(b)(據李軍旗，2011修改)1—第四系；2—古近系；3—白堊系；4—侏羅系；5—三疊系；6—二疊系；7—石炭系；8—奧陶系；9—寒武系；10—震旦系；11—大型鋁土礦礦區；12—中型鋁土礦礦區；13—小型鋁土礦礦區或礦點；14—研究區鋁土礦區編號；①—七里溝；②—曲里；③—三教地；④—王古洞；⑤—支建；⑥—洞底溝；⑦—鐵爐溝；⑧—楊莊；⑨—崖底；⑩—柿樹溝；—柏樹山；—水泉洼；—焦地；—黃門；—杜家溝；—東馬嶺；—曹窯；—賈家洼；—坻塢(雷溝)；—郁山；—張窯院；—賈溝；—石寺；—馬行溝；—九孔窯；—竹園—狂口；—孫坑；—后溝；—石寺—北冶煤下鋁土礦區

圖2 河南省大地構造分區略圖(據王劍鋒，2020②修改)Ⅰ—華北陸塊；Ⅰ1—華北陸塊南部；太行山拱斷束；鐵河山拱斷束；Ⅰ2—華雄臺緣凹陷；澠池—確山陷褶斷束；崤山—魯山拱褶斷束；盧氏—欒川陷褶斷束；Ⅰ3—嵩箕臺??；Ⅰ4—華北拗陷；湯陰斷陷；內黃凸起；東明斷陷；濟源—開封凹陷；通許凸起；周口凹陷；平輿—西平凸起；駐馬店—淮濱凹陷；Ⅱ—秦嶺造山帶；Ⅱ1—北秦嶺構造帶；西峽—南灣地向斜褶皺束；Ⅱ2—南秦嶺構造帶；陡嶺地背斜褶皺束；荊紫關—師崗向斜褶皺束；Ⅱ4—南陽—襄樊拗陷；南陽斷陷

研究區地層區劃屬華北地層區豫西地層分區，澠池—確山地層小區(圖3)。區域出露的地層有中元古界汝陽群，上元古界洛峪群，下古生界寒武系、奧陶系，上古生界石炭系、二疊系，中生界三疊系，新生界第三系和第四系(杜鳳軍等，2000)，但總體露頭較零星，大部分為新生界覆蓋，其中上石炭統本溪組為該區的含礦巖系，控制著該區鋁土礦的產出。

圖3 河南省地層區劃圖(據王劍鋒，2020②修改)Ⅰ—華北地層區：Ⅰ1—山西地層分區，Ⅰ1—1—太行山地層小區；Ⅰ2 —豫西地層分區：Ⅰ2—1 —嵩箕地區地層小區，Ⅰ2—2—澠池—確山(澠確)地層小區，Ⅰ2—3—華熊地層小區；Ⅰ3 —華北平原地層分區：Ⅰ3—1—豫西東層小區；Ⅲ—秦嶺地區地層：Ⅲ1—北秦嶺地區地層，Ⅲ1—1—南召地層小區，Ⅲ1—2—蛇尾(雙龍)地層小區；Ⅲ2 —中秦嶺地層分區：Ⅲ2—1—西峽—信陽(西信)地層小區；Ⅲ3—南秦嶺地層分區：Ⅲ3—1—淅川地層小區；Ⅲ4—南陽—襄樊地層分區：Ⅲ4—1—南陽地層小區

1.2 地球物理特征

在1∶5萬區域布格重力異常圖上(圖4)，有4個主要異常：澠池重力低值區(G1)、岱嵋寨重力高值區(G2)、新安重力高值區(G3)、新安北重力相對低值區(G4)?，F分述如下：

圖4 區域布格重力異常圖(據王劍鋒等，2020②修改)1—重力等值線；2—重力異常編號；3—研究區所在重力范圍

澠池重力低值區(G1)為區南宜洛凹陷重力低向區內的延伸部分。該區重力等值線較寬緩舒展，近南東走向，呈向北西突出的弧形展布。西部與大安重力高值區相接，北東部與岱嵋寨重力高值區相鄰，南部為峽石—觀音堂重力高值區。

岱嵋寨重力高值區(G2)異常中心位于澠池縣幅和新安縣幅交界的北部，重力等值線呈向南擴展的弧形展布，并在其南界形成一條強度不大的弧形梯級帶，然后過渡到澠池、新安北重力低值區。

新安重力高值區(G3)地理位置在新安縣城以南地帶，以北西向重力梯級帶與澠池重力低值區為界，北側以澗河為界與新安北重力低值區相鄰；南邊界外即為宜洛凹陷重力低值帶。研究區位于該區的高值部位。

新安北重力相對低值區(G4)位于研究區的東部，新安城以北、以東地區，夾于岱嵋寨背斜重力高值區和新安背斜重力高值區之間，東西向呈長條狀展布，新安縣城向西狹窄，僅數千米，向西延伸直達澠池重力低值區，在新安縣城東呈喇叭口形擴展并延出調查區。從區域重力圖上看，本相對重力低值區為東部洛陽凹陷重力低值區向西的延伸部分。

2 礦體地質特征

新安縣鋁土礦位于陜縣—澠池—新安成礦帶內(翟東興等，2002)，該區與郁山鋁土礦礦區相連，區內有張窯院、石寺北冶等大型礦床分布，礦體整體傾角較緩，傾向約200°。本次工作實施三個鉆探工程均見含鋁巖系，結合前人工作總結，新安縣江村鋁土礦含鋁巖系賦存本溪組之中，頂板圍巖主要為黏土巖，底板主要為奧陶系角礫狀灰巖，與底板灰巖呈不整合關系，含鋁巖系一般均賦存于“二1煤層(山西組最下部煤層)”下部約30～40 m，整體出露層位比較穩定。

2.1 含鋁巖系地質特征

鋁土礦賦存于石炭系本溪組(C2b)中，上石炭統本溪組又可稱含礦巖系(陳磊等，2018①；王劍鋒等，2020②；張心劍等，2011；李中明等，2011；曹高社等，2016；鮑淼等，2020；黃國有等，2021；姬果等，2021;王淼，2021)。含鋁巖系分上、中、下三段:下段為鐵質泥巖，呈灰黃、黃褐等雜色，鐵質成分含量較高，但本次鉆探工作中未見該地層；中段為鋁土礦或耐火黏土礦的含礦層，局部夾黏土巖、黃鐵礦等，本次鉆探工作中見該段地層3.79 m；上段為黏土礦、黏土巖、鋁土質泥巖等，多呈灰黑色、灰白色等，砂屑結構，紋層狀構造，黃鐵礦化較發育，植物化石較常見。一般該段上部見煤層或煤線，厚0.20～0.45 m。本次鉆探工作中見該段地層厚1.72 m。

綜上所述，通過對基于需求的酒店管理系統的建模與實現，可以看出在實際實踐期間必須做好對其各專業節點的實時把控，明確系統建模及最終實現必須是建立在顧客需求的根本上，以此使我國酒店管理水平能夠得到有效提高進步，最大限度促進我國酒店行業的綜合發展。

2.2 礦體特征

鋁土礦礦體賦存于上石炭統本溪組(含礦巖系)中段，呈似層狀、透鏡狀，礦體的頂板圍巖主要為黏土巖，底板為灰白色含角礫灰巖，礦體內部無夾石。

研究區共圈定一個鋁土礦礦體,由一個工程控制，礦體特征：長380 m，寬200 m，傾向約200°，傾角約18°，似層狀、透鏡狀產出，礦石泥質結構為主，見碎屑結構，塊狀構造，礦石主要由硬水鋁石及黏土礦物組成，品位Al2O363.93%，Fe2O31.55 %，A/S (鋁硅比)5.32，估算資源量(334)5.32萬t。

2.3 礦石特征

鋁土礦礦石呈砂屑泥質結構，鮞粒結構，薄層狀構造。主要由硬水鋁石、黏土礦物組成，褐鐵礦等少量。黏土礦物呈泥狀、顯微鱗片狀，片理定向排列。硬水鋁石呈顯微粒狀、板狀、片狀，粒徑0.003～0.035 mm，多數呈次棱角—次圓狀砂屑聚集，零散分布。褐鐵礦呈隱晶質膠狀、粉末狀，部分渲染黏土礦物，部分渲染主要由硬水鋁石組成的砂屑。黃鐵礦呈顯微粒狀，粒徑0.005～0.015 mm，不均勻聚集，零散分布。有機質呈粉末狀，散染黏土礦物。巖屑由內碎屑組成，鮞粒少量。其中內碎屑呈次圓—次棱角狀，粒徑0.05～1.60 mm，多數粒徑0.20～1.20 mm，長軸大致定向排列，零散分布。鮞粒呈次圓狀，粒徑0.20～0.80 mm，零散分布；粒屑之間主要由鐵染泥質礦物定向充填，泥微晶硬水鋁石少量，構成泥狀砂屑結構、定向構造(圖5)。

圖5 礦石泥狀砂屑結構(a)和定向構造(b)

3 控礦因素與成礦規律

3.1 控礦因素

根據前述含鋁巖系地質特征、礦體和礦石特征及新安縣一帶鋁土礦分布規律可知，該區鋁土礦控礦因素主要為地層、構造、古地理特征及成礦物質來源。

(1)地層：新安縣江村鋁土礦屬于典型的隱伏鋁土礦床，礦體賦存于鐵鋁質泥巖建造中，且含鋁巖系的厚度與本溪組地層厚度具有正相關性，這與河南省內發現的沉積型鋁土礦均賦存于本溪組相一致(席文祥，1997；李中明等，2009；焦贊超等，2014；俎新許等2019；唐華東等，2020)，因此，本溪組地層的含鋁巖系是鋁土礦的主要賦存位置，是礦體最主要的控礦因素。

(2)構造：多期構造活動控制了復雜的礦體空間分布。成礦前的構造對鋁土礦沉積基底形成不同的巖溶地貌有重要的促進作用。同生沉積階段的構造運動可引起海平面的升降變化，從而影響鋁土礦的沉積。后生成礦階段的構造運動可使已成巖的礦體產生裂隙發生黃鐵礦化、白云巖化等(李中明等，2012)。 原生鋁土礦成礦后的構造對礦體的保存和表生作用有重要的影響。本區的鋁土礦主要受背斜及斷層影響。架子溝背斜及其次級背斜使鋁土礦體主要圍繞背斜核部呈帶狀分布，不同方向的斷層則破壞了礦體的連續性。該區鋁土礦僅在原煤礦范圍內的深部，見到含鋁巖系的存在，而在煤礦范圍之外，由于受到斷層的影響，含鋁巖系埋深較深，埋深均大于500 m，鉆探未見到含鋁巖系。說明構造在鋁土礦的控礦過程中也起著重要的作用，后期的斷裂構造，則往往對鋁土礦的賦存起到破壞作用。

(3)古地理特征及成礦物質來源：新安縣江村鋁土礦成礦之前，存在約140 Ma的沉積間斷。一方面，長期的風化作用尤其是在多雨溫熱的古氣候條件下，對古陸和基底碳酸鹽巖的紅土化等起著重要的作用，以秦嶺和中條古陸為主形成了巨量的富鋁物質甚至是三水鋁土礦及吸附型稀土礦(劉海鵬等，2008；席善峰等，2019)。富鐵鋁物質主要由黏土、鮞粒、豆粒、碎屑等組成，礦物主要有高嶺石、伊利石、蒙脫石、剛玉、三水鋁石、一水軟鋁石、鋯石、磁鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、水鋁英石(鋁凝膠)等，這為其準備了成礦的物質條件；另一方面，長期的準平原化及對沉積基底的巖溶作用，尤其是因成礦前古構造等引起的差異性風化作用，在豫西地區形成了不同的巖溶地貌，包括溶斗、溶洼、溶盆和溶原等，對新安縣江村一帶鋁土礦體來說，形成了寬緩的巖溶洼地，為鋁土礦體的就位提供了成礦空間。

3.2 成礦規律

(2)含礦巖系屬鐵鋁質巖建造。礦床所賦存的本溪組從下而上分別由鐵質層、鋁土礦和鋁硅質層組成，上部基本均可見碳質泥巖、煤線、煤層等，屬穩定古陸殼區邊緣的鐵—鋁—硅沉積序列建造，分布均勻而穩定，一般厚度僅5～20 m。如此薄而均勻的厚度反映了在成礦期的升降幅度不大。垂向上含礦巖系表現出自下而上物質成分的規律性遞變，從下往上鐵質遞減、鋁質遞增，及至含礦系中上部為鋁土礦，再往上過渡為鋁硅質、碳硅質的海陸交互相沉積。該套鐵鋁質巖建造在同生沉積的作用之下就基本完成了Fe-Al-Si物質的分異過程，形成了鋁土礦礦體，此后共同經歷了成巖、后生作用，后期保存階段受構造作用的影響，大部分仍埋藏于地下保存至今，一部分出露地表被風化剝蝕殆盡，另一部分出露后都得以保存。

(3)礦體的厚度與含礦巖系厚度呈正相關關系。通過對本次見含鋁巖系的3個鉆孔及相鄰礦區的數據統計和分析，發現江村鋁土礦的厚度和含礦巖系厚度總體呈較明顯的正相關關系，即礦體的厚度越大，礦體品位一般就比較高，反過來說，礦體的厚度越小，礦體的品位就越不理想，一般來說，當含鋁巖系小于5 m時，一般就難以成為工業礦體。

4 結論

(1)江村一帶的鋁土礦主要富集在河南鋁土礦的主要成礦帶的東部，由于本次研究區工作量有限，結合礦區相鄰礦區(郁山鋁土礦)的成果，證明石炭系本溪組地層是該區鋁土礦成礦的唯一地層。

(2)該區鋁土礦的礦層頂部一般30～40 m均能見到二1煤層，且厚度相對較穩定，且江村礦區的見含鋁巖系的工程多分布在煤礦區域內，這為該區鋁土礦提示了找礦方向。

(3)由于該區基巖少見，大多為新近系及第四系覆蓋，所以適當使用物探方法對該地區的鋁土礦找礦有一定的幫助作用。

總之，通過研究江村地區鋁土礦的成礦地質背景及成礦規律，對該區鋁土礦的進一步勘查和研究，具有一定的指導意義。

注 釋

① 陳磊, 張磊, 王秀全,索勇, 李軍旗, 劉海鵬, 高鵬飛, 趙向輝, 石玉西, 徐宗姣, 王春永, 高帥, 曹芳芳, 趙彥巧，劉超，董寒杰，辛峰，朱文杰，梁山，馬麗，米長征，李清，王青，張雪偉，張盛威，高瑩，郭晶晶，王艷輝，豆靖林，白英建，王艷，鄭麗珍，李寧，賀瓊瑩，陳靜. 2018. 河南省新安縣石寺-北冶地區煤下鋁土礦普查報[R].鄭州：河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊, 1-112.

② 王劍鋒, 余智慧, 郭榮鑫, 陳昊龍, 吳園園, 包文童，王巧玲，楊薇, 王冰, 秦力, 李原, 李淑軍, 陳春景, 楊水旺，喬海霞, 王雙, 袁要偉, 彭遠紅, 楊繼兵，張素超，袁宸. 2020. 河南省新安縣江村鋁土礦預查報告[R]. 鄭州：河南省有色金屬地質礦產局第七地質大隊, 1-77.

③ 李中明,劉百順,趙建敏.2011.河南省新安縣郁山礦區鋁土礦詳查報告[R]. 鄭州：河南省地質調查院,24-105.