云南鹤庆白水塘铝土矿地质特征及成因
董旭光;杨海林
【摘 要】Baishuitang bauxite resides in the Upper Triassic Zhongwo Formation(T3z1-2) and can always be found on depression, where the structural tting is pediocratic, no-quence is long. Sedimentary facies are gulf- lagoon-swamp. Underlying formation is the Middle Triassic Beiya formation limestone. There is a certain prospec-ting ore bad on the analysis of the mineralization conditions. The structrue is simple in this area. The fossil karst depression is benefit for mineralization.%白水塘地区铝土矿赋存于上三叠统中窝组下部(T3z1-2),其分布在构造条件相对稳定的洼地,具一定时期的沉积间断.沉积相为局限海湾一泻湖一沼泽相.下伏地层为中三叠统北衙组灰岩.矿床成矿条件表明,该区具有一定的找矿前景.区内构造简单,古岩溶洼地对成矿有利.
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2011(011)036
【总页数】6页(P8955-8960)
【关键词】铝土矿;矿床成因;上三叠统中窝组;白水塘
【作 者】董旭光;杨海林
【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093;昆明理工大学国土资源工程学院,昆明650093
【正文语种】中 文
【中图分类】P578.965
1 区域地质背景
云南省鹤庆县白水塘矿区处于扬子准地台与三江褶皱带的过渡带，次级构造属丽江台缘拗褶区，鹤庆至洱海褶皱束，程海—宾川大断裂之西侧，属扬子地台铜、金、银、铅、锌、锑、锰、铝土矿、金刚石成矿区。
三叠纪开始来自西北方向的海水浸漫本区，随着海浸范围的扩大，至中三叠世堆积了碳酸盐类，发生于中三叠世末期的印支早期运动使区内一度上升，经过短期侵蚀和古喀斯特作用，原来堆积的铝硅酸盐类迅速分解、搬运，又在浅海地区沉积。以中窝一带沉积较厚，白水塘、大黑山、黄坪、鱼棚等地均沉积了铝土矿层，形成了本区铝土矿层。印支运动中期使本区上升，大面积沦为滨海沼泽，至晚期结束了本区大规模的海浸，区内全部上升为陆地［1］。
图1 鹤庆-白水塘地区区域构造位置图
区域上本区地层出露较齐全，除寒武系外，自震旦系至第四系均有分布，但因东、西部分所处大地构造置不同，以及升降运动频繁发生，致使地层的缺失和超覆现象甚为普遍。早二叠世以前各地层出露零星，二叠纪玄武岩、三叠纪海相沉积碳酸盐及侏罗—白垩纪陆相红层分别集中于区内的中部、西部和东部地区。矿区附近地层主要是三叠系北衙组、中窝组和松桂组地层。
2 矿区地质
2.1 地层
矿区出露地层为下二叠系上统玄武岩组、三叠统腊美组、三叠系中统北衙组，上统中窝组和松桂组，第四系主要为残坡积物和冲洪积物，零散分布于山坡和沟谷中。自上而下为上三叠统松桂组(T3sg)分布于矿区北部和西部;本组为一套海相为主的含煤地层，东部与西部岩相变化较大，岩性为灰绿色、灰黑色细—粉砂岩、页岩夹煤层，自下而上组成滨海相砂岩(夹煤)—浅海相页岩—滨海相砂岩的完整旋回，显示海相沉积，总厚大于200 m。
上三叠统中窝组(T3z)在矿区内广泛分布，出露面积大于15 km2。为浅灰色、灰色、灰黑色中-厚层状灰岩、泥质灰岩、生物碎屑灰岩、鲕状灰岩、微晶灰岩、含燧石条带灰岩、亮晶团粒灰岩及泥晶灰岩，下部为黄绿色砂泥岩，底部有层状、似层状铝土矿矿层。厚度(180—220)m。与下伏地层呈假整合接触。
图2 鹤庆白水塘矿区地质简图［2］
中三叠统北衙组(T2b)分布于矿区中部、南部，地层上部主要为浅灰色厚层状纯灰岩及白云岩，顶该段地层以其颜色浅、呈厚层至块状构造富含白云岩，在地貌上常作陡壁高峰及喀斯特地形而易于区分。下部岩性，以深灰色、灰黑色薄层泥质灰岩及灰岩为特征，具清楚的水平层纹，其中下部夹灰绿色粉砂岩及页岩。沿走向岩性及厚度均有变化，厚度自西向
东有变薄之势。
下三叠统统腊美组(T1l)紫红色、黄绿色、玄武质砾岩、凝灰质砂岩、粉砂质页岩，与下伏地层呈假整合接触。
二叠系上统黑泥哨组(P2h):紫红色泥岩凝灰岩、砂岩及致密块状、杏仁状玄武岩。在矿区内极少见到。
二叠系上统玄武岩组(P2β1～P2β3):灰绿色致密块状状玄武岩，灰绿、深灰色杏仁状玄武岩夹角砾状玄武岩。
2.2 构造
矿区构造简单，位于松桂向斜东翼，为一倾向北西、倾角10°—30°的单斜。断裂不发育，区内仅见一条小断层(F1)，对矿体略有错移影响。
F1:位于矿区南部，为一逆断层，矿区内出露长度1.1 km，断层呈N20°E展布，断层北西为中三叠统北衙组，南东为上三叠统中窝组。断层产状100°∠55°，对铝土矿的形态、分布、产状等影响不大。
2.3 岩浆岩
矿区内岩浆岩主要喜山期石英正长斑岩、石英二长斑岩、二长斑岩、煌斑岩;其中石英二长斑岩、二长斑岩、煌斑岩在矿区侵入到三叠系地层中。
3 矿床地质及矿体地质
3.1 矿床特征
铝土矿赋存于三叠系上统中窝组下段(T3 z1～2)与三叠系中统北衙组上段(T2b5)顶部间，即北衙组上段(T2b2)古风化剥蚀面上。
铝土矿赋存于上三叠统中窝组底部。整个铝土矿系，无论纵横方向上均有变化。在垂直方向上，自下而上:一般最下部为高岭石、蒙脱石黏土层(T3z1)即古风化壳，向上为褐铁矿、赤铁矿层(透镜体)，再向上为铝土矿层，上部为低铝高铁质泥岩，局部地区此层为褐铁矿层(透镜体)或为炭质泥岩。即含矿岩系从上到下为:
1)深灰色中厚层状弱蚀变中晶生物碎屑泥质灰岩;
2)三叠系中窝组(T3 z)深灰色—灰黑色风化后为褐黄色中厚层状泥质灰岩;局部见灰、深灰色薄—中层状泥晶灰岩(具豆粒状颗粒)灰黄、灰绿色薄—中层状泥质灰岩(具豆粒壮颗粒);
3)浅灰白色黏土岩，含褐黄色、红褐色色铁质泥岩角砾;
4)棕红色、血红色薄层含砾泥岩局部夹绿色泥岩透镜体;
5)灰白、灰黄、暗红、褐红等杂色中层鲕状铝土矿(顶部含泥岩、赤铁矿角砾);
6)黄、褐色等铁质泥岩及褐铁矿，多见赤铁矿鲕粒;
7)乳白色、紫红色黏土岩;
8)中三叠统北衙组(T2b)上段不平整风化剥蚀面之灰一灰白色中厚层状纯灰岩。
矿层受与下伏北衙组上段之间的假整合面控制，于侵蚀面凹陷处沉积最厚，凸出处变薄，矿体沿走向或倾向变化大特点。
3.2 矿体特征
矿区共圈定大小矿体共28个，其中含有达到要求的规模较大的工业矿体3个。这些矿体均分布在不整合面上，呈层状、似层状、透镜状产出。现将主要矿体分述如下:
3.2.1 V1 号矿体
是矿区规模较大的矿体之一。位于矿区东部，分布于14—20号剖面之间。矿体出露最低标高2 635 m，最高标高2 700 m，相对高差65 m。矿体为T2b5之上被剥蚀剩下的一个“小孤岛”，出露面积0.12 km2;总体走向北东，倾向北西，倾角(8—10)°，产出形态简单，从矿体本身来看，呈似层状;从面上来看，为较大的透镜体。控制矿体沿走向长约400 m，沿倾向约540 m;最大厚度1.60 m，最小厚度0.40 m，平均厚度1.04 m。平均 Al2 O3 50.00%、SiO2 18.45%、A/S 3.75。
表1 V1号矿体组合分析结果表Al2O3/%SiO2/%Fe2O3/%烧失量/%CaO/%MgO/%P2O5 S/%TiO2/%/%Ga/10-53.38 15.22 11.09 12.95 0.2 0.33 0.11 3.6 0.039 6 24 43.76 29.3 4.36 10.12 0.22 0.44 0.12 3.38 0.049 32.9
从表1可以看出，矿石中有益组分Ga平均含量为28.9×10-6，具有综合回收价值;有害组分均在允许范围之内。属高铁高硅低硫型铝土矿石。
图3 白水塘矿区典型岩性剖面图
3.2.2 V2 号矿体
是矿区规模较大的矿体之一。矿体出露最低标高2 430 m，最高标高2 490 m，相对高差60 m。矿体总体走向北东，倾向北西，倾角10°—20°，呈似层状、透镜体产出。矿控制矿体沿走向长约600 m，沿倾向约340 m;最大厚度3.0 m，最小厚度1.30 m，平均厚度1.61 m。平均 Al2O3 66.42%、SiO2 7.02%、A/S 9.46。
从表2可以看出，矿石中有益组分Ga最高含量为20.5×10-6，具有综合回收价值;有害组分均在允许范围之内。属中铁高硅低硫型铝土矿石。
表2 V2号矿体组合分析结果表Al2O3/%SiO2/%Fe2O3/%烧失量/%CaO/%MgO/%P2O5 S/%TiO2/%/%Ga/10-53.79 20.62 3.87 12.05 0.15 0.33 0.12 3.61 0.01 6 20.5 71.66 4.43 2.28 13.97 0.18 0.34 0.12 4.67 0.05 11.7
3.2.3 V3 号矿体
V3矿体为矿区较大的矿体。矿体总体走向北东，倾向北西，倾角20°，呈透镜状、漏斗状、似层状产出。该矿体厚度较大，为4.70 m，矿石质量也较好。控制矿体沿走向长约580 m，沿倾向约199 m;最大厚度4.7 m，最小厚度0.40 m，平均厚度2.55 m。平均 Al2O3 63.08%、SiO2 10.30%、A/S 6.12。
3.3 矿石特征
岩矿鉴定和22件X衍射分析及结合电子探针，本矿区铝土矿中主要由一水硬铝石、胶铝矿、锐钛矿、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿组成，占总量的70%—90%，其次为高岭石 、绿泥石、方解石、水-绢云母含少量石英、石髓等。
