广西平果铝土矿矿床
广西岩溶堆积型铝土矿,在中国,乃至世界都是一种新型工业类型的铝土矿床。分布在桂西的平果、靖西、德保、田阳等地,已经探明和初步探明的铝土矿资源十分丰富,远景储量达8亿多吨,居全国首位,而且潜在的资源十分巨大。
平果铝土矿位于广西平果县内,由那豆、太平、教美、新安、果化五个矿区组成,分布面积约1750km2。那豆、太平、教美D级以上地质储量达2亿多吨。在我国铝资源中占有重要地位(图7-2)。那豆矿区位于平果县城北西2km,有内银、那塘、那豆、布绒、古案、那端、布禄、雅郎、江洲等九个矿段,共45个矿体群148个矿体。主要分布于海拔120～650m之间,产于岩溶地、洼地、缓坡以及缓坡丘陵等地貌单元中,呈NW—SE方向展布,长20km,平均宽6km,面积120km2。
一、区域地质概况
矿区主要出露地层为泥盆系、石灰系、二叠系和三叠系。
本区在燕山运动时隆起为陆地，并使地层进一步发生褶皱。矿区内有一系列向斜、背斜。背斜轴部为泥盆纪灰岩，翼部为石炭、二叠纪灰岩。在向斜轴部是三叠纪灰岩及砂页岩夹泥灰岩（图7-2）原生海相沉积，铝土矿产于上二叠统底部、下二叠统茅口灰岩的风化面上，呈假整合接触
二、矿床地质特征
矿区岩溶堆积铝土矿层自上而下分为三层,矿泥塑性指标各有所别,对洗矿生产有不同影响。第一层为黄褐色砂质粘土层、夹少量岩石碎屑,含稀少铝土矿细粒,厚度一般1～3m。所含矿泥为砂质,粘性小,塑性指数一般为17。第二层为主要含矿层,呈土红色,以铝土矿、粘土矿(岩)块砾碎屑为主,掺杂有少量褐铁矿等块砾,粘土的塑性指数一般为22左右。铝土矿碎屑块度不均,矿石块度大,一般1～50cm,浑圆度差,呈棱角状,厚度一般3～5m。含矿率高,洗矿效果好。以上两层含矿率均在0.7t/m3以上,约占总量的70%。第三层为紫红色胶状粘土,主要为粘土,局部含少量3cm以下浑圆度好的铝土矿、褐铁矿等砾石,厚度一般1～5m,多沿基岩凹处不整合分布,石牙凸起部位常缺失。含矿率多低于0.6t/m3,且向下逐渐趋低,矿石块度变小,并逐渐过渡到粘土。
二）、 矿床类型
那豆矿区有原生沉积铝土矿、风化次生的残积和岩溶堆积铝土矿等三种类型。原生沉积铝土矿床分布在那豆背斜四周的二叠系合山组下部,为浅海至滨海相沉积物,呈层状—似层状产出,因含硫高,目前尚难利用。残积铝土矿分布在原生矿床附近,局限在古案矿段25N号矿体的中部北东侧,其规模小,仅占探获工业储量的2.2%,质量好,可以开采利用。岩溶堆积铝土矿是原生矿床在岩溶发育过程中,经风化、崩解、重力搬运后堆积于各种地貌单元的第四纪地层而形成的矿床,其规模大,占探明工业储量的97.8%,品位高,质量好,易选。矿床水文地质及开采技术条件简单,表土覆盖厚度小,是目前矿山主要开采的对象。
1、 矿体产出持征
(1)矿体分布 主要矿体大多分布在原生沉积铝土矿层位以下的岩溶洼地及坡地上,那豆、新安、果化矿体都在其短轴背斜范围之内,太平和教美矿体则在兴宁背斜的两翼,也受背斜控制。那豆矿区铝土矿堆积在下二叠统出露区的储量占54%,石炭系出露区的储量37%,背斜轴部泥盆系出露的储量占1%,而经过搬运再堆积在含矿层位以上的地段只占8%。矿体分布的标高相差较大。那豆矿区148个矿体分布于120～650m标高之间,其中91个矿体占74%的储量分布于300～650m标高,矿体形态呈不连续的似层状、透镜状、扁豆状产出。
(2)矿体形态矿体形态较复杂。分布于峰丛洼地的矿体一般呈平缓状产出,分布于峰林谷地的矿体呈微倾斜状产出;分布于山脊缓坡的矿体呈缓倾斜状产出。平面上呈枝状、长条状、网状;剖面上呈不连续的缓倾斜似层状、透镜状和扁豆状产出。一般为一层矿,个别地段出现二层或三层矿。产状受基底地形控制,倾向多变,灰岩底板(石牙)出露,致使矿体形态变化复杂。
(3)矿体规模矿体规模相差极为悬殊,全区148个矿体中,储量属中型的(≥100万吨)25个,占矿体总数的16.89%,小型(≤100万吨)123个,占矿体总数的83.11%,小型矿体数量虽多,但占比重不大,仅22.62%;100万吨以上的矿体虽然少却占了矿区储量的77.38%。矿体形态呈不连续的似层状、透镜状、扁豆状产出。
(4)矿体厚度矿体厚度变化较大,由0.5～10.59m不等(单个工程的见矿厚度为0.5～26.1m),平均厚度以3～7m者居多。单个矿体平均厚度小于3m的占矿体总数的41.89%占总储量的6.54%;3～7m的占矿体总数的49.32%,占总储量86.14%;大于7m的仅占矿体总数的8.79%,占总储量的7.32%。
(5)含矿率各矿体原矿的平均含矿率相差较大,最高为1.581t/m3,最低为0.247t/m3,全区平均含矿率为0.909t/m3。其中含矿率大于0.7t/m3的矿体数占总矿体个数的62.25%,累计储量占总储量的96.15%。一般来说正地形的小丘或坡地含矿率高,负地形的洼地含矿率低。含矿率的高低,与背斜轴部距离远近成正比。主矿体含矿率变化较稳定,次矿体含矿率变化较大。
(6)铝硅比矿体中矿石铝硅比变化很大,最高为33.29,最低为3.93,全区148个矿体中,铝硅比大于20的储量为814.8万吨,占总储量的9.96%;铝硅比10～20的储量为4197.3万吨,占总储量的51.27%;铝硅比3.8～10的储量为3173.4万吨,占总储量的38.77%。全区铝硅比分布特点是中部高,西北部低,南东部更低。位于矿区中部的那塘矿段最高,平均铝硅比达16.85%。
(7)矿体产状148个矿体表土层平均厚度为0.797m,其中39个裸露,占26.50%,表土≤0.4m的44个,占29.93%,表土0.4～1m和≤1m的各32个,各占21.77%。矿体形态呈不连续的似层状、透镜状、扁豆状产出,一般为单层矿,倾向多变,倾角一般≤10°,42个坡积型矿体倾角为8～20°之间。
2、 矿石特征
堆积型铝土矿床的原矿由大于1mm的胶结物组成。
(1)化学成分 矿石化学成分及含量:A12O3 60.45%,Fe2O3 17.0%,SiO225.25%。其中铁含量中部低,两头高。铝硅比值20～30以上的富矿带处于中带上,即分布在铁含量的低带。A12O3、SiO2、Fe2O3含量的总和一般为80%～83%,铝硅比铝铁比并呈明显的负相关关系,相关系数分别为:0.92和0.81。矿石的铝硅比值和矿石的块度有密切关系,块度越大,含Al2O3越高,铝硅比也越高。
(2)矿物成分铝矿物以一水硬铝石为主(占95%),其次是三水铝石(占3%),高岭土(2%),还有微量的刚玉、拜铝石等。含硅矿物主要为高岭石,含铁矿物主要为针铁矿,次为赤铁矿、水针铁矿、褐铁矿、纤铁矿等。另含有部分难于回收的稀土、稀散元素。胶结物为粒度小于1mm的粉矿和细泥。
3)矿石结构构造
铝土矿构造有致密块状、鲕状、豆状、多孔状、角砾状、似层状、假鲕状、致密鲕状、等。矿石结构以它形粒状为主,次有半自形一自形,隐形-胶体状凝聚交代结构。
(4)矿石类型 矿石类型为低硅中铝高铁型,即高铝硅比、高铁型。优质铝土矿矿石（占31.8%）、含铁铝土矿矿石（占24.9%）、铁质铝土矿矿石（17.9%），含高岭土铝土矿矿石（占3.5%）、褐铁矿矿石（7.4%），含一水硬铝石褐铁矿矿石（占5.4%），含高岭石褐铁矿矿石（占2.6%）、高岭石粘土岩（占1.6%）、铁铝质粘土岩（占4.7%）。
三、成矿作用分析
资料表明，三水铝矿与沉积型黄铁矿一水硬铝石铝土矿有着继承关系，本区二叠系茅口灰岩普遍有沉积型铝土矿产出，燕山运动后平果地区则上升为陆，并使广泛分布的碳酸盐岩产生挤压冲断裂构造带，这是喀斯特形成的内动力。因此，一水型堆积矿的形成及三水铝矿的产出，实质上是喀斯特的发育史，喀斯特景观主要形成于新生代。白垩纪末，第三纪初，二叠系沉识型铝土矿便暴露地表，此时不仅形成了一水型堆积铝土矿，也为三水铝矿的产生创造了条件；在第二喀斯特化时期，大约在第三纪中晚期，形成了中山峰林和低山洼地喀斯特景区，一水型堆积铝土矿就大量分布于这种地貌中。
由此可见，随着喀斯特地形的发育，沉积型黄铁矿一水硬铝石铝土矿不断暴露地表，黄铁矿和其它硫化物遭受剥蚀风化，并随着铁和硫的氧化而产生硫酸溶液。其反应式为： 4FeS2+15O2+10H2O→ 4FeO(OH)+8H2S04
硫酸形成后，水溶液的 pH 值显著降至4.0以下，这种强酸性介质，且在湿热气侯条件下不受溶蚀的矿物是不多的。二叠系含黄铁矿铝土矿遭受氧化后所产生的硫酸洛液，它能洛解原生铝土矿及其围岩的粘土岩。粘土矿物（主要高岭石）比一水硬铝石易溶解，此时，不仅使原生铝土矿中的黄铁矿遭受风化，把铝土矿中的有害杂质（黄铁矿）去掉，而且也溶解了高岭石，提高了矿石质量（铝硅比相对提高了）。随着强酸溶液对原岩（矿）的溶蚀过程中，这种酸性水溶液也被水冲淡而稀释。当降至弱酸性环挠时就会有三水铝石的沉淀析出，此时铁质物大都结晶形成针铁矿。因此宏观或微观都可见到三水铝石沿着针铁矿边缘生长，有的沿着针铁矿的黄铁矿假晶边部生长形成镶边构造，这也表明，三水铝石形成于弱酸性环境，在强酸性条件下它是不稳定的。因此，硫化物过多，在滞水环境下是不利成矿的。这种由硫酸成矿作用而形成的三水铝石，通常把它看作是由铝真溶液结晶而成的产物。其晶粒粗大，结品程度好，透明如镜，不含杂质，可称为“无铁元铁的三水铝石” 。这与由红土化作用，三水铝石由高岭石脱硅或由长石（辉石）直接转变而成的产物，在物化性质方面有某些明显区别
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本帖最后由 ruenye 于 2008-4-1 01:24 编辑 ]
