三門峽伊利

1. 陝縣支建礦區

陝縣支建鋁土礦區是河南省最早發現的大型富鋁礦床之一,勘查程度達勘探。礦區位於河南省陝縣境內,屬王家後鄉管轄。礦區東起劉家山,西至廟前後窯,北到張上斷層,南抵鹿馬斷層,呈北東-南西向展布。含礦岩系為上石炭統本溪組,鋁土礦體賦存在含礦岩系的中段,分布在扣門山斷層以西、陝縣斷陷盆地北緣,受北東向的煤窯溝正斷層和扣門山正斷層控制。

礦區內地層均呈單斜產出,傾向140°,傾角10°~20°,局部產狀有所變化,尤其在斷層附近,產狀變陡。

含礦岩系的基底地層為奧陶系中統馬家溝組(O₂m),厚20~50m。馬家溝組下部為青灰色灰岩,呈厚層狀,有時夾角礫狀灰岩、薄層泥質灰岩;上部為白雲質灰岩,呈淺灰白-青灰色薄層狀產出;頂部常殘存厚約0~2m的古風化殼,呈黃褐色,凸凹不平,形態各異,對鋁土礦的形態起著重要的控製作用。

含礦岩繫上石炭統本溪組(C₂b),一般厚20~30m,最厚達60m,可分為下、中、上三個岩段,鋁土礦賦存在中段。(圖7.4)

下段(C₂b¹)鐵質頁岩:分布於含礦岩系的中下部和底部,在礦區北中部呈灰黃、紅褐色等雜色,含鐵質較高,具有頁理。有粘土質、砂質及氧化鐵質組成,個別處夾有山西式鐵礦小扁豆體或透鏡體。向南逐步相變為菱鐵頁岩和黃鐵頁岩。本層為礦層底板,厚0.25~49.36m,平均5.96m,厚度變化較大,與下伏地層假整合接觸。

中段(C₂b²)鋁土礦層:分布於含礦岩系的中上部,主要由鋁土礦和粘土礦組成。局部夾有粘土礦級外品和粘土頁岩。鋁土礦主要為灰色,局部稍帶白、黃、褐色,呈層狀或似層狀產出,厚0.5~22.8m,平均5.96m。鋁土礦和粘土礦的厚度變化互為消長關系,相變明顯。

圖7.3 陝縣王古洞礦區地質圖

圖7.4 支建鋁土礦區橫74線含礦岩系柱狀對比圖

上段(C₂b³)粘土頁岩:在含礦岩系的頂部或上部,常為灰白色、灰黃色,局部相變為碳質頁岩或煤線(層),顯頁理,性軟,易風化破碎,厚0.05~13.33m,一般1m左右,厚度變化較大。

根據構造分割和鋁土礦礦體賦存特徵,本區可分為瓦查坡、香草窪和鵓鴣堂三個礦段,其中工業礦體分布在前兩個礦段上。鵓鴣堂礦段各項工程揭露顯示,該礦段含礦岩系較薄,淺部受剝蝕,礦體基本無殘留。瓦查坡和香草窪礦體主要特徵如表7.1所示。

瓦查坡礦段礦層特點是Fe₂O₃質量分數較低,一般為1%~3%之間;而香草窪礦段礦層Fe₂O₃質量分數普遍較高,達3%~7%。

表7.1 支建礦區鋁土礦體主要特徵表

礦石礦物成分特徵:礦石主要由一水硬鋁石、高嶺石組成,次為伊利石,微量礦物有葉綠泥石、赤鐵礦、針鐵礦、銳鈦礦、金紅石、埃洛石、電氣石、鋯英石、方解石、石英等。

礦石結構、構造特徵:按礦物的結晶特徵劃分,礦石多呈他形柱狀晶粒結構、自形或半自形晶粒結構、泥晶或隱晶質結構等。按礦物顆粒形態劃分,礦石呈礫屑狀、砂(粒)狀、蜂窩狀、豆鮞狀和緻密狀結構。其中礫屑狀結構主要分布在鋁土礦層的上部和下部,其他部分少見;砂(粒)狀結構主要分布在鋁土礦層中部,尤其在礦體埋深的淺中部區域發育;蜂窩狀結構主要分布在鋁土礦層的中下部;豆鮞狀結構分布在鋁土礦層頂部和下部為主;緻密狀結構主要分布在鋁土礦層的頂部和底部。礦石主要構造類型為塊狀、半定向或定向層狀構造。

鋁土礦化學成分主要有:Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂、S、CaO、MgO、K₂O、Na₂O等,伴生組分有Ga等20種元素。其中,Al₂O₃質量分數:全區43.81%~77.72%,平均67.18%,變化系數10.8%。礦石質量分數與礦石類型、礦體厚度關系密切。礦體厚度大,Al₂O₃質量分數高,SiO₂質量分數低;反之,礦體薄,則Al₂O₃質量分數低,SiO₂質量分數高。Al₂O₃質量分數在水平方向上不論走向或傾向均呈跳躍式變化;垂向上頂、底部Al₂O₃質量分數低,而SiO₂質量分數高,中部則Al₂O₃質量分數高而SiO₂質量分數低,呈反向關系。SiO₂質量分數:全區2.11%~22.60%,平均9.70%,變化系數49.5%。在水平方向SiO₂質量分數呈跳躍式變化,在鋁土礦礦層頂、底部SiO₂質量分數高而中部低。鐵質礦物本區主要是赤鐵礦、針鐵礦,次為黃鐵礦、菱鐵礦等,分布不均勻。Fe₂O₃質量分數:全區0.50%~26.02%,平均4.00%,變化系數89.3%。瓦查坡礦段Fe₂O₃質量分數普遍較低,一般在1%~5%之間;香草窪礦段Fe₂O₃質量分數普遍較高,一般在6%~15%之間。水平方向呈跳躍式變化,在垂直方向上,一般是礦層上部含鐵低,而下部含鐵較高。TiO₂質量分數:主要產於銳鈦礦和金紅石中,部分呈類質同象分散在一水硬鋁石中,質量分數穩定為1.84%~4.92%,平均3.03%。在水平方向呈微弱跳躍式變化,在垂直方向上,變化波動不大。鋁硅比值在2.3~36.8之間變化,平均6.9;瓦查坡礦段2.2~36.8,平均6.7,變化系數67.9%;香草窪礦段2.4~22.9,平均7.4,變化系數59.4%。在走向、傾向上呈跳躍式變化。在垂直方向上,一般頂、底部礦石鋁硅比值較低,礦體中部鋁硅比值非常高。

不同類型礦石的化學成分有差異。支建鋁土礦區礫屑狀、砂(粒)狀、蜂窩狀、緻密狀和豆鮞狀等不同類型礦石的平均化學成分如表7.2所示。

從表7.2可以看出,就Al₂O₃質量分數來說,砂(粒)狀和蜂窩狀礦石>礫屑狀和豆鮞狀礦石>緻密狀礦石。據統計,砂(粒)狀和蜂窩狀礦石主要分布在礦層的中部,礫屑狀和豆鮞狀礦石主要分布在礦層的上部和下部,緻密狀礦石則主要分布在礦層的底部和頂部。但是各礦石類型並無明顯分界,一般呈過渡關系或者呈復合關系。

礦區勘查程度達勘探,資源儲量規模為大型。

表7.2 支建礦區各礦石類型主要化學成分平均含量表

2. 三門峽市湖濱區七里溝礦區

礦區位於礦帶最西端,三門峽市東偏北15km,黃河三門峽大壩南東2km。上石炭統本溪組含礦岩系呈單斜產出,總體走向40°~60°,傾向北西,傾角15°~25°。礦區東部礦體呈北西-南東向,傾向南西。含礦岩系總長4500m,寬500~700m,平均600m,含礦岩系面積約2.7km²。含礦岩系厚度一般15~28m,鋁土礦體厚度2~8m,一般4m左右。

全區礦石質量分數(品位):Al₂O₃,51.00%~70.20%,平均61.05%;SiO₂平均12.07%;鋁硅比值5.1。礦石具碎屑狀、豆鮞狀結構,層紋狀和塊狀構造。礦石主要礦物為硬水鋁石,其次為高嶺石、伊利石等粘土類礦物,微量礦物為綠泥石、赤鐵礦、針鐵礦、銳鈦礦、金紅石、電氣石、鋯石、石英等。

本礦區為20世紀勘查礦區,規模為小型。

3. 澠池縣-陝縣高橋礦區

澠池縣-陝縣高橋鋁土礦區,屬原水泉窪鋁土礦區的西礦段,位於河南省三門峽市澠池縣張村鄉、陝縣王家後鄉交界處。礦區西起陝縣王家後鄉柴窪村,東至澠池縣張村鄉高橋村,北到煤窯溝斷層,南至扣門山斷層。礦區東鄰澠池縣水泉窪鋁土礦區,礦區面積3.91km²。礦區出露地層主要為寒武系、下中奧陶統、上石炭統、二疊系、古近系和第四系。其中上石炭統本溪組是區內鋁土礦含礦岩系。礦區內地層均呈單斜產出,傾向140°,傾角10°~20°。區內的主幹斷裂為扣門山斷層和煤窯溝斷層,它們構成礦區含鋁土礦的南北邊界。其他斷裂有兩組:北東向組最為發育,北西組次之,以正斷層為主,斷層角度較陡(70°~75°)。斷距幾十米至250m不等。

區內鋁土礦體呈層狀、似層狀,走向北東50°,傾向南東140°,傾角10°~24°,一般14°。走向長3500m,傾向最大延伸1500m,厚度0.6~15.05m,平均厚度3.88m,厚度變化系數278.5%。

全區礦石化學成分平均質量分數:Al₂O₃,40.25%~75.85%,平均66.55%;SiO₂,1.68%~33.18%,平均10.77%;Fe₂O₃,0.80%~18.93%,平均3.38%;TiO₂,1.41%~4.29%,平均3.06%;鋁硅比值,在2.1~31.9之間變化,平均6.2;Ga,0.0058%~0.0116%,平均0.0083%;Li₂O,0.010%~0.254%,平均0.065%。

礦石礦物成分主要由硬水鋁石、高嶺石組成,次為伊利石,微量礦物有葉綠泥石、赤鐵礦、針鐵礦、銳鈦礦、金紅石、埃洛石、電氣石、鋯英石、方解石、石英等。

礦石結構多呈他形柱狀晶粒結構、自形或半自形晶粒結構、泥晶或隱晶質結構等。按礦物顆粒形態劃分,礦石呈礫屑狀、砂(粒)狀豆鮞狀和緻密狀結構。礦石主要構造類型為塊狀及層狀構造。

礦區勘查程度達詳查,鋁土礦礦床規模中型。礦床共、伴生有用礦種為粘土礦、熔劑灰岩、煤礦等。

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5. 陝縣柿樹溝礦區

柿樹溝鋁土礦區位於陝縣王家後鄉,礦區北鄰崖底大型鋁土礦區,西鄰澗底河鋁土礦區,西南與楊庄鋁土礦區相連,東與高橋、水泉窪鋁土礦區相接,地理坐標:東經11°131′06″~111度31′45″,北緯34°48′22″~34°49′30″,礦區面積2.05km²。

礦區內構造簡單,未見褶皺發育,地層均呈單斜產出,傾向約140°,傾角10°~16°,一般14°。礦區斷層不發育,僅有鹿馬斷層從勘查區北側通過,構成礦區北部邊界,對區內鋁土礦體基本無影響。

出露地層有奧陶系、石炭系、二疊系、古近系、第四系,總體上呈北東-南西向展布。

礦體露頭線連續性較好,受地形及剝蝕作用的影響,露頭局部呈「港灣」狀,總體呈走向北東—南西的長條狀展布,斷續分布長約2200m;傾向延伸一般500~900m,最寬約1200m。礦體傾向140°,傾角10~16°,一般14°。鋁土礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀,沿走向和傾向均有膨縮變化,主要受古地形控制(圖7.5)。

圖7.5 陝縣柿樹溝鋁土礦地質圖

通過中深部鑽探工程的系統控制,含礦岩系分布較穩定,礦體(層)連續性稍差,詳查和普查共施工67個鑽探工程,其中39個工程見礦,鑽探工程見礦率為58%。詳查共圈定4個礦體。

Ⅰ號礦體位於礦區北部,呈近東西向的「長條狀」。礦體長725m,延深寬度100m;礦體厚度2.28~4.45m,平均厚度3.22m,厚度變化系數74%;平均質量分數:Al₂O₃,59.84%;SiO₂,12.72%;鋁硅比值4.7。

Ⅱ礦體位於勘查區的北中部Ⅰ號礦體南,中間有一無礦天窗,其形狀為一中空不規則「多邊形」。礦體長度800m,延深寬度725m;礦體厚度0.85~6.37m,平均厚度3.46m,厚度變化系數58%;

Ⅲ礦體為本區最大礦體,位於勘查區的南中部,形狀為多邊角的「港灣狀」。礦體長度1250m,延深寬度800m;礦體厚度0.89~14.65m,平均厚度3.90m,厚度變化系數93%。

Ⅳ礦體為最小的礦體,位於勘查區的南西部,橫勘探線23~31與縱勘探線18交匯處。近似不規則「倒梯形」形狀。平均厚度1.97m,平均質量分數:Al₂O₃,61.12%;SiO₂,12.71%;鋁硅比值4.8。全區鋁土礦體厚度0.85~14.65m,平均厚為3.68m,厚度變化系數77%。

礦石多呈碎屑狀、豆鮞狀及緻密狀,少量砂狀。全區礦石平均質量分數:Al₂O₃,62.61%;SiO₂,12.53%;Fe₂O₃,5.03%;鋁硅比值在2.4~12.6之間變化,平均5.0,變化系數為49.7%。鋁硅比值與礦體厚度呈正相關關系,厚度越大,鋁硅比值越高。總體上,地表鋁硅比值偏高,向深部有變小的趨勢。

鋁土礦層的上部和下部分別為上層耐火粘土和下層耐火粘土。與鋁土礦相比,耐火粘土分布范圍規模較小。

礦石主要由一水硬鋁石,高嶺石組成,次為伊利石,微量礦物有葉綠泥石、赤鐵礦、針鐵礦、銳鈦礦、金紅石、埃洛石、電氣石、鋯英石、方解石、石英等。鋁土礦化學成分主要有Al₂O₃、SiO₂及Fe₂O₃、TiO₂、S、CaO、MgO、K₂O、Na₂O等,伴生組分有鎵等20種元素。Al₂O₃質量分數:44.91%~71.94%,平均62.61%,變化系數9.8%。與礦厚呈正相關,與SiO₂質量分數呈負相關。鋁硅比值:在2.4~12.6之間變化,平均5.0,變化系數為49.7%。在走向、傾向上呈跳躍式變化。在垂直方向上,一般頂、底部礦石鋁硅比值較低,礦體中部鋁硅比值非常高。Ga以類質同象混入物的形式產出,質量分數在0.001~0.011%之間,平均0.005%。Li₂O主要集中在伊利石的礦物中,質量分數低,為0.010%~0.254%,平均為0.065%。K₂O及Na₂O的質量分數很低,K₂O1.22%;Na₂O,0.12%。CaO、MgO及其他伴生元素質量分數均不高,對礦石質量無明顯影響。

按礦物的結晶特徵劃分,礦石多呈他形柱狀晶粒結構、自形或半自形晶粒結構、泥晶或隱晶質結構等;按礦物顆粒形態劃分,礦石呈礫屑狀、砂(粒)狀、蜂窩狀、豆鮞狀和緻密狀結構。礦石主要構造類型為塊狀、層狀構造。

礦區勘查程度為詳查,鋁土礦資源儲量規模達中型。另提交共生耐火粘礦資源量達中型,熔劑灰岩資源量為小型。