重庆市东南部桑柘坪向斜、濯河坝向斜和铜西向斜区铝土矿分布特征及找矿方向

重庆市东南部桑柘坪向斜、濯河坝向斜和铜西向斜区铝土矿分布特征及找矿方向徐志涛;陈国荣;周尚轶;许天良;韩岭【摘要】重庆市东南部桑柘坪向斜、濯河坝向斜和铜西向斜区二叠系下统梁山组所赋铝土矿和软质B级耐火粘土矿具有明显的分布特征，矿床主要形成于二叠纪早世.从矿点分布特征入手，通过对比地质背景差异，探讨了铝土矿分布与华力西期古侵蚀面的关系，提出找矿方向与泥盆系上统地层的分布范围有重要关联.【期刊名称】《资源环境与工程》【年(卷)，期】2012(026)006【总页数】5页(P566-570)【关键词】重庆市东南部;铝土矿;华力西期;古侵蚀面;泥盆系;找矿方向【作者】徐志涛;陈国荣;周尚轶浒天良;韩岭【作者单位】湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳441002;湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳441002;湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳441002;湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳441002;湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳441002【正文语种】中文【中图分类】P618.450引言扬子地台上盖层二叠系地层广泛分布于重庆市东南部，二叠系下统梁山组赋存有能够被工业利用的铝土矿体[1](含有铁钒土矿和硬质耐火粘土矿)和软质B级耐火粘土矿体[2],通过在重庆市酉阳一彭水地区开展多幅1:5万区域地质矿产联测工作，发现联测工作区内桑柘坪向斜、濯河坝向斜和铜西向斜区铝土矿体和软质B级耐火粘土矿体的分布有一定的对应规律。通过对铝土矿区和耐火粘土矿区的地质背景进行综合对比和研究，发现铝土矿床(点)的分布特征与泥盆系上统地层的存在和分布有重要关联。基于此提出隐伏铝土矿体的可能分布范围及找矿方向。1重庆东南部区域成矿带划分依据2007年12月重庆地质矿产研究院所作的《重庆市矿产资源潜力评价总体设计书》所提供的重庆市最新成矿带划分成果资料，重庆市东南部(指七耀山基底大断裂东南部)成矿区带划分为皿级成矿区属上扬子中东部(坳褶带)铅、锌、铜、银、铁、锰、汞、锑、磷、铝土矿、硫铁矿、煤、煤成气成矿带(B-77);IV级属万盛—南川铝、煤、硫成矿带(V-6)、马武一江口铁铜铅锌铝萤石重晶石成矿带(V-7)、郁山一丁市铜铅锌铝萤石重晶石成矿带(V-8)、酉阳一秀山锰汞铜铅锌磷成矿带(V-9);V级属南川—武隆铝土矿成矿带(V-6-2)、老厂坪铁铜铅锌铝萤石重晶石成矿带(V-7-1)、普子一江口铁铜煤萤石、重晶石成矿带(V-7-以郁山一鹿角铝萤石重晶石成矿带(V-8-4)、太极一丁市铜铅锌萤石重晶石成矿带(V-8-2)、马拉一李溪铜铅锌成矿带(V-9-1)、麻旺一钟灵锰汞磷成矿带(V-9-2)、石堤铅锌成矿带(V-9-3)。本文论述范围区位于郁山一丁市铜铅锌铝萤石重晶石成矿带内①重庆市矿产资源潜力评价总体设计书，重庆地质矿产研究院，2007。。见图1。2研究区地质研究区出露有古生代一中生代地层，出露地层由老到新依次为寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、二叠系、三叠系。缺失志留系上统、顶统地层，缺失泥盆系下统和中统地层，缺失石炭系整套地层②③1:20万黔江幅区域地质矿产调查报告，四川省地质局107地质队，1975。。研究区构造以燕山期形成的北东一北北东向系列宽缓的歪斜褶皱和背斜近轴部大致与背斜轴线平行的正断层为主。区域褶皱构造及燕山期以后地壳上升使地层接受剥蚀破坏了古生界志留系、泥盆系、二叠系及中生界三叠系地层的空间连续性。3向斜区赋存铝土矿体地层层序特征④上覆：二叠系中统栖霞组(P2q)岩性：上部为灰黑色中层微晶含生物碎屑灰岩夹黑色薄层状有机质生物碎屑灰岩。中部为灰黑色中一厚层含有机质条纹灰岩或厚层微晶灰岩与黑色薄层含有机质生物屑灰岩互层。下部为深灰色厚层微晶含生物碎屑灰岩夹薄层有机质灰岩，含少量燧石团块。底部为灰黑色中厚层微晶含有机质灰岩夹黑色有机质页岩及有机质生物屑灰岩。图1重庆东南部区域成矿带划分Fig.1DivisionofmetallogenicbeltinsoutheastofChongqingcity二叠系下统梁山组(P1l)上部炭质页岩段：主要岩性为黑色炭质页岩及炭质有机质水云母页岩，局部夹黄褐色粉砂质页岩、粉砂岩，在桑柘坪向斜北东部龙嘴岩一带其底部常具0.20~0.70m劣质煤或炭质页岩(可作低热值燃料)。厚度不稳定，0.15~4.45m。中部铝质岩段：由豆鲕状铝土矿、铁矶土、铝土岩及少量铝土质页岩及粘土岩组成。其中Al2O3含量＞40%、铝硅比值＞1.8之岩石为铝土矿，Al2O3含量＞35%、Fe2O3含量＜19%的为铁矶土矿，具页片构造的为铝土质页岩。一般铝土矿和铝土岩具有相同的颜色和结构构造，互为渐变关系。本段为灰一深灰色具碎屑状、砂屑状、豆鲕状和致密状结构铝土矿和铝土岩，夹少量铝土质页岩或粘土岩。铝土岩一般位于铝土矿层下部或上部，少量夹于矿层中间;铝土质页岩一般位于顶部。厚0~4.60m。下部粘土岩段：灰色或黄色高岭土粘土岩、含赤铁矿粘土岩以及暗绿色含铁鲕绿泥石岩、含绿泥石高岭土粘土岩。局部具有豆状构造。赤铁矿一般以细粒或铁质鲕粒出现，部分粘土岩中铁质因风化流失，形成空洞或褐铁矿皮壳，粘土岩段层位稳定。局部地区底部可见一层泥质灰岩。该段厚为0~5.00m。下伏：泥盆系上统水车坪组(D3s)岩性：灰白色中层状中一粗粒石英砂岩，层位厚度较稳定。SiO2含量普遍可达95%以上，可作为一般玻璃器皿的制作原料;该层岩石含铁质，岩石地表风化后呈褐黄色。4向斜区赋存B级软质耐火粘土矿体地层层序特征上覆：二叠系中统栖霞组(P2q)二叠系下统梁山组(P1I)上部：黑色炭质页岩，厚度不稳定。中部：灰白色粘土页岩、粉砂质粘土页岩。下部：灰白色粉砂质粘土岩，粉砂质粘土页岩。下伏：志留系中统回星哨组(S2hx)岩性：紫红色、灰绿色粉砂质页岩及泥质粉砂质页岩组成。5研究区铝土矿(体)点与B级软质粘土矿(体)点的分布特征重庆东南部桑柘坪向斜、濯河坝向斜和铜西向斜区铝土矿(体)点和B级软质粘土矿(体)点分布①②③四川省黔江县水田坝铝土矿普查地质报告，四川省地质局川东南地质大队，1989—1992。见示意图2。从图中可以看出铝土矿点主要分布于桑柘镇一水市乡以北，有价值的B级软质耐火粘土矿点主要分布在桑柘镇一水市乡以南地区。二者的矿点南北对应出露，铝土矿（体）点都出露于早华力西运动形成的古侵蚀面上，耐火粘土矿（体）点出露于晚加里东运动形成的古侵蚀面上。中国著名铝土矿专家廖士范（1994）研究认为，铝土矿无一例外是风化作用形成的。根据铝土矿形成的主要条件〃一是温暖多雨的气候条件;二是有区域不整合面存在;三是接受风化的母岩富含铝硅酸盐岩;四是合适的岩相古地理（浅海相一古陆边缘的洼地）。”可以推测出形成本区矿点分布特征的本质是矿体下伏接受风化母岩的岩性条件造成的。进而可以推测华力西期沉积的富铝硅地层是铝土矿形成的矿源层，二叠纪早世（紫松期）有利的岩相古地理环境控制了铝土矿体的展布;加里东期沉积的志留系中统含粘土质碎屑岩地层及海水搬运的粘土颗粒是形成耐火粘土矿的物质条件。图2研究区铝土矿（体）点和耐火粘土矿（体）点分布Fig.2Alumclayorespotandfireclayorespotinstudyareal.寒武系;2.奥陶系;3.志留系;4.泥盆系上统水车坪组;5.二叠系;6.三叠系;7.断层;8.铝土矿（点）体;9.粘土矿（点）体;10.向斜轴线;11.乡镇所在地。6研究区铝土矿体和耐火粘土矿体地质背景对比6.1地质背景对比排除相同地质条件（相同赋矿地层，处于相同大地构造和地层单元内，同一沉积时期和同一沉积岩相古地理条件）后，对相异条件进行对比，发现已知铝土矿点和耐火粘土矿点的下伏地层是个重要的相异条件，含铝土矿体的下伏地层是（华力西运动）局部地壳下降接受沉积的泥盆系上统地层;含耐火粘土矿体的下伏地层是（加里东运动）地壳广泛下降接受沉积的志留系中统地层。表1二叠纪早世梁山组铝土矿找矿模型Table1ProspectingmodelofbauxiteinLiangshanFormationofPermianPeriod成矿要素及找矿标志类别成矿时代必要梁山组中下部重要（含矿岩系）上部炭质页岩夹煤线出露不稳定，普遍＜0.70m。中下部青灰色豆鲕状铝土岩、铝土质粘土岩，杂色豆鲕状铁质铝土质粘土岩，铁质铝土质粘土页岩，局部下部可见粘土质贫赤铁矿层。（底板）下伏有泥盆系上统水车坪组二叠纪早世（紫松期）地层赋矿地层岩性组合次要层系特征滨岸一浅海沉积环境，含铁铝质岩建造重要成矿要素沉积建造沉积相古气候古残坡积相。低纬度赤道附近，热带、亚热带，海洋潮湿多雨古气候环境重要大地构造华力西运动对铝土矿（铁钒土矿）的形成有重要生成影响。是华力西期沉积物储备了矿物源，矿源层形成后地壳上升成陆有较长期接受物理和化学风化的地质环境重要沉积环境古侵蚀面滨海氧化环境是铝土矿、铁钒土矿、硬质耐火粘土矿生成的环境重要有华力西期古侵蚀面存在。下伏地层单位时代属泥盆系，是找铝土矿、铁钒土矿、硬质耐火粘土矿的重要地区必要找矿标志露头信息碳酸盐岩与石英砂岩之间形成的负地形地貌，石灰岩陡崖下地形平缓部位为含矿层，石英砂岩一般形成次一级的陡坎重要表2二叠纪早世梁山组耐火粘土矿找矿模型Table2ProspectingmodeloffireclayofLiangshanFormationofPermianPeriod成矿要素及找矿标志类另U成矿时代必要梁山组中下部重要（含矿岩系）上部炭质页岩，普遍厚度小。中下部灰白色铝土质粘土页岩，灰白色粉砂质粘土页岩，底部粘土质粉砂页岩。局部底部含薄层无工业价值的暗红色贫赤铁矿层。（底板）下伏有志留系中统回星哨组二叠纪早世（紫松期）地层赋矿地层岩性组合次要成矿要素层系特征沉积建造构造滨岸一浅海沉积环境，铝质岩建造重要耐火粘土矿与加里东运动后期地壳上升接受剥蚀形成的微地貌有一定的联系。是中华力西运动海侵期搬运粘土物质沉积形成重要沉积环境古侵蚀面必要找矿标志滨海氧化一还原环境是粘土矿生成的环境重要有加里东晚期古风化面存在。下伏地层单位时代属志留系，是找B级软质耐火粘土矿的有利地区露头信息碳酸盐岩与碎屑岩之间形成的负地形地貌，石灰岩陡崖下地形平缓部位重要6.2古构造背景对比由相异地质条件进一步引申，再结合铝土矿形成的主要条件，可以推测出矿体下伏的不同期古侵蚀面宏观控制了矿体的空间分布特征，即加里东期的古侵蚀面控制了耐火粘土矿体的分布，华力西期的古侵蚀面控制了铝土矿体的分布。区域板块的升降运动及板块下降（海侵）接受沉积的地层是矿体形成的物质前提。也即是说华力西期局部地壳下降（海侵）接受的泥盆系一石炭系地层，为区域内铝土矿和粘土矿的形成提供了矿物源。华力西后期地壳上升（海退）及温暖多雨的古气候条件使华力西期最后沉积的地层风化分解，岩石中非成矿物质被大量流失带走，成矿物质进一步富集。中华力西运动的早期（隆林期），区域地壳整体下降（海侵），入侵的海水伴随着风浪加剧着对古侵蚀面上的岩石进行彻底的分解及搬运。铝土矿是早、中华力西运动结合造成的产物，粘土矿是中华力西运动搬运再沉积的产物。桑柘坪向斜和濯河坝向斜区北东部泥盆系上统水车坪组（石英砂岩）不是铝土矿形成的矿源层，但是可以推测它是华力西期古侵蚀面接受物理和化学风化时的〃隔挡层”，即其顶部是当时古侵蚀面地表物理和化学风化所达到的最深部位。6.3赋矿层系对比通过对比含矿层岩性组合特征，野外观察发现含有铝土矿的地层普遍含有直径1~10mm豆鲕状集合体，豆鲕呈同心圆状，豆鲕与粘土呈接触胶结和孔隙胶结。含有耐火粘土矿的地层普遍具有页理，矿物粒度极细，手捻有滑感，偶见黄铁矿颗粒。说明铝土矿的形成处于高能氧化环境，而耐火粘土矿处于相对低能的氧化一还原沉积环境。6.4对比结论通过以上条件的对比，可以得到下列引申结论：（1） 二叠系下统梁山组所赋铝土矿体受华力西后期形成的古侵蚀面控制；（2） 华力西后期沉积的泥盆系上统水车坪组之上的地层是铝土矿形成的矿源层；⑶泥盆系上统水车坪组顶部是华力西后期地表物理和化学风化所达到的最深处；（4） 铝土矿体分布在泥盆系地层展布区内，或是紧邻的边界上（有搬运时）；（5） 铝土矿是古侵蚀面上的地层经过风化分解初步富集，中华力西运动（海侵期）进一步海解加搬运沉积形成的矿产资源；（6） 耐火粘土矿是中华力西运动（海侵期）搬运再沉积形成的矿产。7建立研究区找矿模型铝土矿的形成与华力西后期沉积的泥盆系上统地层岩性和末期地壳上升形成的古侵蚀面有直接关联，华力西末期温暖潮湿且多雨的古气候条件也是必要的。本区铝土矿矿床类型属于古风化壳沉积型铝土矿矿床，亚类属于产于碳酸盐岩侵蚀面上的一水硬铝石铝土矿矿床。基于上述矿产的