河南省禹州方山矿区高钾铝土矿的地质特征.pdf

第 2 8卷第 1 期 2 0 1 3年 3月 0 9 51 O 0 地质找矿论丛 Co nt r i bu t i o ns t o Ge ol ogy a nd M i ne r a l Re s our c e s Re s e a r c h Vo 1 ． 2 8 NO ． 1 M a r ． 2 0 1 3 0 9 5 1 0 0 河 南 省 禹 州 方 山矿 区 高 钾 铝 土 矿 的 地 质 特 征 马 红 义 河南省地质矿产勘查开发局 第二 地质环境调查 院， 郑州 4 5 0 0 5 3 摘要 禹州方 山铝 土矿是河南省 已知铝土矿勘查 区中含钾量最 高的一个矿 区 。方 山高钾 铝土矿 赋存于石炭系上统本溪组 中， 硬质黏土是构成高钾 铝土 矿的主体 ， 高钾 铝土矿层 最厚 7 9 ． 4 7 I I 1 ， 最 薄 1 ． 9 8 m， 平均 1 8 ． 7 8 m； 主要含 铝矿 物为一 水硬 铝石 ， 高 钾铝 土矿 的化学 成分 与铝 土矿 基本相 同 ， 全矿 区 w K 0的平均 值为 3 ． 7 5 ， 最高 1 0 ． 1 6 ， 最低 0 ． 0 4 。矿 区很少有云母等含钾矿 物 的存在 ， 高钾铝 土矿中的 K z 0不完全来 源于含钾矿物 ， 也非矿 区 内仅存 交换 吸附阳离子能 力最低 的高岭石所致 ， 况 且方 山铝土矿周边 的寒武 系张夏组水 泥灰岩 中 K 0 1 0 时集 中在 F e O 。 ／ s i o。 8 以 上 样 品 的 丰 度 值 集 中较 明 显 叫 K 1 0 的 6个 样 品 全部 在 F e z 。 ／ S i Oz 9 和 8 的样 品 数在 F e 。 O。 ／ s i o 1 0 ％的 6 个样只出现在 w F e 。 0 3 一1 ～6 的区 间， 其中 3 个样集 中在 w F e 。 1 ～2 的 区间， 表 明 w F e 。 0 3 与 叫 K 2 O 呈不太 明显 的反 比关 系 。特别 是 w F e 0 3 较高 时对 z v K 。 0 有直接的影 响。 5 z v K。 o 与矿物成分 的关 系。差 热分析 表 明 硬质黏土热谱 曲线特 征从 3 4 0。 C缓 慢脱水 失重 ， 一 直 到 8 0 0。 C时才 渐渐终止 ， 没有急剧失重 的现 象 ， 认 为是 绢云母 、 少量一水硬铝石及三水铝石的特征 。 表 1高钾铝土矿中 K 0与 Al 0 的关系 Ta bl e 1 Re l a t i o ns hi p of K2 O t O A1 2 O3 i n h i g h po t a s s i um b au xi t e or e 测试单位 河南省冶金地质三队 ， 1 9 8 1 ； 量的单 位 WB ／ ； 样数 个 。 表 2高钾铝土矿 中 K 0与 S i O 的关 系 Ta bl e 2 Re l a t i o ns hi p of K2 O t O Si O2 i n hi g h po t as s i um ba u xi t e or e 测试单位 河南省冶金地质三队 ， 1 9 8 l ； 量的单位 WB ／ ； 样数 个 。 9 8 地质找矿论丛 2 0 1 3年 测试单位 河南省冶金地质 i队 ， 1 9 8 1 。量 的单位 K z ／ ； 样数 个。 岩 矿鉴定 和 化 学分 析 表 明 样 品 K5中黏 土 占 5 ， 水 云母 微 量 ， “C O K 一4 ． 2 5 ； 样 品 K1 5中 高 岭 石 占 1 0 ， 水 白 云 母 微 量 ， 黏 土 占 1 ， L U Kz 4 ． O 6 ； 样 品 K1和 K2中 黏 土 占 8 ～ 1 7 ， 高岭石 、 水 云 母 、 白 云母 均 未 见 ， K。 O 一 1 ． 6 1 ～1 ． 8 3 。 可见 ， 叫 K 。 的 高 低 与 云母 类 矿 物 有 密 切 关 系 。再 有 ， 样 品 K1 l中 高 岭 石 占 3 5 ～4 0 ， 含有 白云母 ， 而 K 。 O 一 6 ． 3 5 ； 样 晶 Kl O中 高 岭 石 占 2 O ～ 2 5 ， 白云 母 少 量 ， 叫 K 一4 ． 8 4 ； 样 品 K9中高 岭石 占 2 O ， 黏 土 、 白云 母 、 水 云母 等 均未 见 ， 7 - 6 K。 一2 ． 5 9 。3个 样 品说 明 ， 高岭 石等 黏 土矿 物 对 K。 的 高低 有 一 定影 响 。 4 高钾铝土矿 中 K 的来源 普遍认 为 K 。 来 源 于云母 类 矿物 ， 但在 矿 区发 现很少有 云母类 矿物 的存在 。如果按此推论 ， 矿 区矿 石 中有较 高的 w K ， 其 中的含钾 矿物应是 不难 发 现 的。从 表 4可知[ ， 若 K 完全来 源 于含钾矿 物 ， 那 么矿 区平均 K 一3 ． 7 5 ， 其含钾 矿物 的实际 占有率就应 为 3 1 ． 7 8 ～9 3 ． 7 5 。矿 区高钾 岩石 以 硬质黏土 、 黏土页岩为主 ， 若这类 岩石以绢云母 、 水 白 云母 为主要矿物 ， 则 区 内 u ， K 。 最高 为 1 ， 其 含 钾矿物 的实际 占有率应 为 9 0 ． 9 1 ～1 4 2 ． 8 6 9 ， 6 ， 但 这 与矿 区的实际情况不相 符合 ， 由此证明矿石 中的含钾 矿物并非 K 。 _ 的主要来源 。 黏 土矿 物 对 阳离 子 钾 等 有 交 换 吸 附 作 用 。已 知矿区内能交换吸附阳离子的黏土矿物为高岭石 ， 而 高岭石 是黏 土矿 物 中交换 吸 附能 力最 低 的 ， 通 常 每 1 0 0 g干样仅 能交 换 1 0 mg当量 的阳离子 。吸附 能 力较 强 的蒙 脱 石 每 1 0 0 g干 样 可 交换 8 O ～ 1 5 0 mg当量 的 阳离 子 等 尚 未 发 现 。因 此 仅 就 高 岭 石 的交换 吸附作 用对 矿石 K。 O 的影 响也是 不够 的 。 表 4高钾铝土矿 中含钾矿物 占有率 Ta b l e 4 Oc c up a nc y o f K he a r i ng mi n e r a l s i n h i g h po t a s s i um ba ux i t e r e 资料来 源 河 南省 禹县方山矿区铝土矿勘探报告 ， 1 9 8 3 。 第 2 8 卷 第 1期 马红义等 河南 省禹州方山矿 区高钾铝土矿 的地质特征 9 9 河南 省是 我 国重 要 的 铝 土矿 资 源基 地 之 一 ， 铝 土矿 主要 分 布 在豫 北 的济 源一 焦 作 一 线 、 三 门 峡一 洛 阳 郑 州 与 三 门峡 平 顶 山 一 线 的狭 长 三 角 地 带_ 4 ] 。 已知 的成矿 带 和 铝 土 矿 勘 查 区 中 ， 禹州 方 山 铝土 矿 中含 钾 最 高 表 5 。众 所 周 知 ， 铝 土 矿 的形 成与 寒武 系 、 奥 陶 系 的 灰 岩长 期 风 化 密 切 相 关 。对 方 山铝土 矿周 边 寒 武 系 张 夏 组水 泥 灰 岩 中 叫 K O Na o 的化学 分 析 可 知 ， 矿 区北 部 的禹 州 大 鸡 山 为 0 ．3 5 ～ 0 ．7 7 ， 禹 州 杨 硐 沟 为 0 ． 3 6 ～ 1 ． 5 4 ； 矿 区 南 部 的 禹 州 角 子 山 为 0 ． 3 3 6 ～ 0 ． 5 6 4 ； 矿 区 西 部 的 登 封 鞍 子 岭 为 0 ． 2 7 3 ～ 0 ． 3 2 6 ， 可见 区 域 铝 土 矿 中 “t U K。 O 均 超 过 2 ， 而方 山地 段 含 铝 岩 系 中 叫 K 。 O 超 过 1 0 的 现 象 属 于个 例 。禹州 方 山 铝 土 矿 中 的 K。 究 竟 源 于 何 处 ， 值 得进 一步 研究 。 5 结语 1 河 南省 禹 州 铝 土 矿带 方 山矿 区高 钾 铝 土 矿 赋 存 于石 炭系上 统本 溪组 中 ， 呈层 状 、 似层 状和 透 镜 状产出。硬质黏土是构成高钾铝土矿的主体。矿区 上 石炭 统 的高钾 铝 土矿最 厚 7 9 ． 4 7 m， 最 薄 1 ． 9 8 m， 平 均 1 8 ． 7 8 m。 2 高 钾铝 土矿 的矿 物成 分 主要 为一水 硬 铝石 ， 其 次 为 三 水 铝 石 、 高 岭 石 、 铁 质 矿 物 、 金 红 石 、 锐 钛 矿 、 榍石 、 绢 云母 、 水 云母 、 白云母 等 。高 钾铝 土矿 的 化学 成分 与铝 土 矿基本 相 同 。全矿 区平 均 K。 O 一3 ． 7 5 包 括 铝 土 矿 在 内 ， 最 高 1 0 ． 1 6 ， 最 低 0 ． 04 。 3 禹州 方 山铝 土 矿 是 河 南 省 已 知 的成 矿 带 和 铝土 矿勘 查 区 中含钾量 最 高 的 。但 在矿 区很 少有 云 母类 等含 钾矿 物 的存在 ， 说 明 高钾 铝 土矿 中 K 不 完全 来 源于含 钾 矿 物 ； 并 且 在 矿 区 内仅 存 交 换 吸 附 阳离 子 能力最 低 的黏 土矿 物高岭 石 。对方 山铝土 矿 周边 寒武 系 张 夏 组 水 泥 灰 岩 中 叫 K O Na O 分 析结 果表 明 ， 叫 K 。 O 均 超 过 2 ， 因而 在 方 山地 段 含铝 岩 系 中 叫 K O 超 过 1 0 的 现 象 属 于 个 例 。 方 山铝土 矿 中 的 K O究 竟 源于 何处 ， 值 得 进 一步 研 究 参考 文献 [ 1 ] 罗铭玖 ， 黎世美 ， 卢欣祥 ， 等．河南省主要矿产 的成矿作用及矿 床成矿 系列E M] ．北京 地质 出版社 ， 2 0 0 0 2 4 6 2 4 8 ． [ 2 ] 马红义．许 昌市 铝土矿资源 调查 评价报告 [ R ] ．郑 州 河南省 地质矿产勘查开发局第二地质勘查院 ， 2 0 0 4 1 52 5 ． E 3 ] 李开盛．河南省 禹县方山矿 区铝土矿勘探 报告[ R] ．郑州 河 南省冶金地质三 队， 1 9 8 l 6 26 6 ． [ 4 ] 吴 国炎 ， 姚公一 ， 吕夏 ， 等．河南铝土矿床[ M] ．北京 冶金工业 出版 社 ， 1 9 9 6 ． E s ] 河南省地矿厅 地调二 队．河 南省铝 土矿资料 汇编[ R] ．郑州 河南省地矿厅地调二 队， 1 9 9 8 4 ． 1 0 0 地质找矿论丛 2 0 1 3笠 Ge o l o g i c a l c ha r a c t e r i s t i c s o f h i g h po t a s s i u m b a u x i t e i n Fa ng s han m i ni ng a r e a， Yu z hou c ount y，He na n pr ov i nc e M A H o n g y i No ．2 I n s t i t u t e o J Ge o l o g y a n d En v i r o n me n t s u r v e y，De p a r t me n t ’ f Ge o l o g y a n d Mi n e r a l Re s o u r c e 5 o ， He n a n Pr o v i n c e ，Z h e n g z h o u 4 5 0 0 5 3，C h i n a Ab s t r a c t Fa n g s ha n b a ux i t e o r e de po s i t i s t he hi ghe s t i n p ot a s s i u m c o nt e n t i n t h e k no wn b a ux i t e or e p r o s p e c t i ng a r e a s i n H e na n p r o vi n c e ． The hi g h po t a s s i um b a ux i t e or e O c c u r s i n Be nx i f o r ma t i o n o f Upp e r S e r i e s of Ca r } 】 o ni f e r o us S ys t e m a n d i s d o m i n a t e d by ha r d c l a y．The or e l a ye r i s m a x i mum 7 9 ． 4 7 m t hi c k， mi ni m u m 1 ．9 8 m a nd a v e r a g e l y 1 8 ． 7 8 m ．Di a s po r e i s t he m a i n o r e mi ne r a 1 ．c o m p o s i t i o n o f t h e hi gh p ot a s s l u m ba u xi t e o r e i s s i mi l a r t o t h e no r ma l ba u xi t e o r e K2 O 3． 7 5 a v e r a ge，1 0 ．1 6 ma xi m u m ， 0 ． 04 ． I n t h e a r e a hi g h p ot a s s i u m m i n e r a l s，s uc h a s mi c a a r e r a r e S O K2 O o f t he h i gh po t a s s i um b au xi t e or e i s no t a b s ol ut e l y f r om t h e K b e a r i n g mi ne r al Y l or f r o m ka ol i n i t e t h a t i s l o we s t i n e x c ha n ge o f a bs or b e d c a t i o n i n t he a r e a ． An d 训 K2 o f Ca mbr i a n c e m e nt m a ki n g l i m e s t on e o f Zha ng xi a f o r m a t i on i s 2 ． The r e f or e f u r t he r s t u dy s h ou l d be c a r r i e d o ut o n t he s ou r c e o f K2 0 o f t he hi gh po s t a s i u m ba ux i t e or e ． Ke y W o r ds hi g h po t a s s i u m b a ux i t e o r e； ge ol o g i c a l c ha r a c t e r i s t i c s ；Yuz h ou m i n i ng a r e a；H e na n pr o v i nc e