摘要
本研究基于务正道地区铝土矿含矿岩系的野外地质调查、钻孔岩心精细观察及系统地球化学分析,综合沉积学与矿床学理论,重建了研究区铝土矿沉积体系,揭示了沉积相对矿体空间分布的控制机制,进而提出“务正道式铝土矿”沉积-成矿新模式,并建立基于沉积学的找矿预测模型。研究结果表明:(1)务正道铝土矿形成于海陆交互的滨岸沉积环境,含矿岩系为三角洲、障壁海岸与无障壁海岸沉积体系产物;(2) 矿体分布受沉积相带显著控制,成矿过程可划分为四阶段演化序列:①古陆红土化(铝的初次富集)、②陆上风化改造(次生富集)、③滨岸环境二次沉积(机械搬运成矿)、④中二叠世海侵碳酸盐岩覆盖(矿体封存保存);(3)沉积相-矿体耦合关系分析显示,三角洲前缘、障壁岛-潮控三角洲及潮汐三角洲为高品位大规模矿体的优势赋存相区,而三角洲平原与潮坪相带仅发育低品位小型矿体。基于上述认识,本研究构建了沉积相控矿定量预测模型,为区域隐伏铝土矿勘探提供了理论依据与实践指导。
Abstract
Based on comprehensive field geological investigations of the bauxite-bearing rock series, detailed drill core observations, and systematic geochemical analyses in the Wuzhengdao (Wuchuan-Zheng'an-Daozhen) area, this study integrates sedimentological and metallogenic theories to reconstruct the sedimentary system of bauxite deposits. It elucidates the controlling mechanisms of sedimentary facies on the spatial distribution of orebodies and proposes a novel sedimentary-metallogenic model for the "Wuzhengdao-type bauxite". Furthermore, a sedimentology-based prospecting prediction model is established. The results indicate that: (1) The Wuzhengdao bauxites formed in a coastal depositional environment with marine-terrestrial interactions, where the ore-bearing rock series originated from deltaic, barrier coast, and non-barrier coast depositional systems; (2) Orebody distribution is significantly controlled by sedimentary facies belts, and the mineralization process comprises a four-stage evolutionary sequence: ① Paleo-continental lateritization (primary enrichment of aluminum), ② Terrestrial weathering and reworking (secondary enrichment), ③ Redeposition in coastal environments (mechanical transport and mineralization), and ④ Coverage by transgressing Middle Permian carbonate rocks (orebody sealing and preservation); (3) Analysis of the sedimentary facies-orebody coupling relationship reveals that delta fronts, barrier islandtide-dominated deltas, and tidal deltas constitute favorable facies zones hosting high-grade, large-scale orebodies, whereas delta plains and tidal flats develop only low-grade, small-scale orebodies. Building upon these findings, this study constructs a quantitative sedimentary facies-controlled prospecting prediction model, providing a theoretical foundation and practical guidance for the exploration of concealed bauxite deposits in the region.
Keywords
0 引言
铝土矿是重要的战略矿产,主要用于生产金属铝,广泛应用于航空、建筑、汽车等行业。贵州铝土矿资源量占全国总量的 17%,是全国第二大铝土矿资源基地(李艳桃等,2014),翁申富等(2019)根据含铝岩系,沉积建造、顶底板地层及岩性、矿体形态、矿石质量、伴生组分等差异将贵州铝土矿划分为龙里式、修文式、遵义式、凯里式和务正道式 5 个矿床式,其中务正道式铝土矿是贵州铝土矿最重要的组成部分,其主要分布于务川、正安、道真、桐梓一带,已发现铝土矿床(点)12个,其中超大型矿床2 个、大型矿床 5 个、中型矿床 2 个,累计查明资源储量近7亿 t。
前人针对务正道式铝土矿在成矿地质背景、物质来源、赋存位置、成矿过程和成矿规律等方面开展了大量研究(陈履安,1993;韩忠华,2008;殷科华,2009;翁申富和赵爽,2010;崔滔,2013;崔滔等, 2013a,2013b,2013c;余文超等,2013a,2013b;杜远生等,2014;金中国等,2018a,2018b;叶锦华等, 2024),取得了丰硕的成果,但仍有部分关键细节问题有待进一步研究。前人研究明确了务正道式铝土矿不是原地风化残余物质的残坡积物,而是由成矿盆地之外搬运而来的沉积物,是受沉积作用主导的(杜远生和余文超,2020),因此开展沉积相与铝土矿富集关系的研究是非常有必要的。周琦等 (2021)针对成矿过程和机制相关的一些关键细节问题提出了如下思考:(1)成矿铝土物质在水体中是如何沉积的?(2)不同矿石类型与沉积相是什么关系?(3)富矿体和贫矿体各自的空间分布与沉积相有什么关系?基于前人提出的以上思考,本文通过对研究区典型钻探资料进行整理,结合野外剖面调查开展了务正道地区含铝岩系沉积相的识别,并针对最为典型的新模铝土矿、栗园—鹿池铝土矿床沉积体系进行尝试恢复,探讨沉积相与铝土矿成矿的关系,以期细化以上认识,并依据相关认识构建了基于沉积学的铝土矿成矿模式与找矿预测模型,为下一步深部隐伏矿找矿提供基于沉积学的预测依据。
1 成矿地质背景
研究区属务正道早二叠世阿瑟尔期至亚丁斯克期铝土矿成矿亚带,所处大地构造位置为上扬子地块鄂湘渝黔前陆褶断带内(图1a),区内构造主要以隔槽式褶皱组合为主,大面积的宽缓向斜使得铝土矿含矿层位得以良好保存,提供了存矿条件。区内出露地层主要是寒武系—三叠系,缺失石炭系大部及泥盆系(图1b),含铝岩系为下二叠统大竹园组,为一套含铝碎屑岩组合,有明显的上、下分层特征。下部为泥质结构的泥岩,成分单一,局部见粉砂质条带及水平层理构造,常见重力滑塌、滑移、碎屑流、浊流现象,反映为一套浅海亚相的沉积物遭受风暴、地震等事件影响发生的事件沉积,该段铝土质矿物含量较少,沉积物以原地准原地为主,外源碎屑较少,一般不产出铝土矿。上部较为复杂,主体以外源碎屑为主,可见铝质砂岩、砾岩及泥岩交互出现,化学成分复杂,识别为海陆交互相沉积产物,铝土矿主要产出于该段。
志留纪末,加里东运动隆升作用使得黔北地区乃至贵州整体隆升为陆地,在泥盆纪与石炭纪之间的紫云运动(海西早期)、石炭纪与二叠纪之间的黔桂运动(海西晚期)的影响下,研究区整体隆起上升,自泥盆纪开始进入非造山的陆内裂陷阶段,并在早泥盆世晚期至早石炭世中期,大致以息烽—开阳—瓮安一线为界分为黔南裂陷和黔北隆起(郭娇,2016;吴波等,2020)。黔北隆起区中志留世晚期—石炭纪为长期风化剥蚀、夷平期,整个泥盆纪时期未接受沉积,直到晚石炭世黄龙期,显现为相对较低的地貌,存在一次海侵作用(刘文凯等, 1993;黄兴等,2012,2013),形成浅海台地相沉积,之后地壳又抬升隆起,海退迅速,区域再次遭受风化剥蚀。由于研究区长期的隆升背景,使得志留世早期沉积的厚度巨大的泥岩、粉砂岩及页岩,发生大面积风化剥蚀,为铝土矿形成提供了大量物源 (金中国等,2012)。研究区古地理背景是半封闭海湾(杜远生等,2013),总体背景为大规模海退,剥蚀面积持续扩大,铝土矿集中部分区域处于海陆交互环境(图1c),铝土矿就位于滨岸带。
图1研究区大地构造位置、古地理及区域地质图
a—研究区大地构造位置图;b—研究区区域地质图;c—研究区古地理图;1—三叠系;2—二叠系;3—石炭系;4—志留系;5—奥陶系;6—寒武系;7—铝土矿床;8—二级构造单元线;9—三级构造单元线;10—四级构造单元线;11—上扬子陆块;12—下扬子陆块;13—龙门山活动带; 14—四川前陆盆地;15—鄂湘渝黔前陆褶断带;16—康滇隆褶带;17—右江造山带;18—江南造山带;19—研究区
2 沉积相及其与铝土矿的关系
2.1 含铝岩系铝质岩段沉积相识别
沉积相与沉积矿产关系密切,沉积相特征往往直接控制着矿产的形成、富集及空间展布。沉积矿产的形成受控于特定的沉积环境及其物理化学条件,不同沉积相带对应差异化的物质来源、水动力条件和成岩作用。就研究区铝土矿而言,其发育于海陆过渡带的低能环境,沉积相带决定了铝土矿的物质组成和矿石结构(杜远生和余文超,2020)。沉积相恢复研究主要利用岩性特征、沉积构造、古生物化石、地球化学参数及测井曲线等多维度信息,务正道地区含铝岩系中岩石结构和构造具有明显差异,沉积构造一般不发育,偶见古生物化石,基于该现实情况。本研究主要利用岩性特征结合少量的沉积构造、古生物化石等进行尝试恢复,在沉积相识别时主要利用野外露头调查结合钻孔岩心进行分析,典型矿床分析主要利用钻孔资料。研究表明务正道式铝土矿含矿岩系根据具体特征的不同分属三角洲沉积体系、有障壁海岸沉积体系及无障壁海岸、浅海、水下重力流等沉积体系。
2.1.1 三角洲沉积体系的识别
务正道地区栗园—鹿池、大塘向斜、安场向斜区均表现出三角洲沉积体系特征,可划分出三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲 3 个亚相。三角洲平原亚相沉积物在不同微相亦有一定差异。如正安桴焉镇一带水上分流河道沉积,可见石英砂岩透镜体受后期河道改道影响侧向迁移(图2a),其下部则为水上天然堤近分流河道的砂岩和泥岩薄互层沉积(图2b),往下为远离分流河道的砂泥薄互层(图2c)。务川县镇江向斜剖面大竹园组上部见铝质含砾砂岩(图2d),砾分选较差,表现为快速事件沉积特点,则为三角洲平原决口扇沉积。正安县农场向斜剖面沉积炭质泥岩、泥岩互层,局部可见薄层砂体及保存完好的植物碎片(图2e),并含有丰富的黄铁矿自生矿物,应为三角洲平原沼泽沉积。三角洲前缘是位于三角洲平原外侧的向海方向部分,处于海平面以下,为河流和海水的剧烈交锋带,沉积作用活跃,是三角洲砂体沉积的主体相带。沉积微相的不同,沉积物差异明显,水下分流河道以铝土质细砂、粉砂为主(图2f),泥质含量极少,沉积物成分相对单一,垂向上具下粗上细的间断性正韵律,垂直流向剖面上呈透镜状,侧向变为细粒沉积物,其中砂具有一定的成熟度,分选磨圆较好,在地表露头上可明显看到其呈透镜状砂体产出,部分区域可见河道迁移形成的雁列式排列砂体透镜,此环境形成的铝土矿多为碎屑状铝土矿,Al2O3 含量多为 50%~65%。水下天然堤沉积物以极细的铝土质砂和粉砂为主(图2g),此环境形成的铝土矿多为碎屑状、致密状铝土矿,Al2O3含量 45%~60%。河口沙坝沉积物由分选好、质纯的铝土质细砂和粉砂组成 (图2h),见少量黏土,一般以铝土质砂、泥厚互层形式出现,此环境形成的铝土矿多为碎屑状、半土状,少量为致密状,Al2O3含量多为 50%~70%。远砂坝沉积物比河口沙坝细,主要为铝土质粉砂、泥(图2i),此环境形成的铝土矿多为半土状、致密状铝土矿,Al2O3含量多为 50%~65%。前缘席状砂沉积物以铝土质粉砂为主,砂成分纯净单一,分选较好(图2j),靠近前三角洲区域可能夹一定泥质,此环境形成的铝土矿多为致密状铝土矿,Al2O3 含量多为 40%~55%。分流间湾沉积以黏土为主(图2k),偶含少量粉砂,局部具水平层理,由于其水体相对滞留,常常见黄铁矿产出。此环境一般不产出矿体。前三角洲沉积物主要由暗色黏土和少量的粉砂质黏土组成(图2l),近端可含少量细砂、细碎屑,见水平纹理,局部富含有机质。三角洲前缘砂在某些因素作用下,可向前滑塌在前三角洲形成滑塌型浊积扇(赵一民,2009),即水下重力流扇,此环境一般不产出矿体,偶有低品位致密状铝土矿产出。
2.1.2 有障壁海岸相的识别
有障壁海岸相主要分布在正安县南东部的新模向斜、张家院向斜,其包含了潟湖、障壁岛、潮汐三角洲、潮汐改造三角洲 4 个亚相组成。潟湖为障壁岛内侧水体区域,沉积物主要以泥质为主(图3a),在边缘的剖面可见炭泥质沉积,由于障壁岛阻隔处于封闭环境,水体循环不畅,形成滞留环境,滞留水体附近的沉积剖面中沉积大量的黄铁矿(图3a),此沉积相一般不沉积铝土矿,局部可能会有低品位铝土矿沉积。障壁岛包含障壁砂坝和冲溢扇,障壁砂坝沉积物主要为铝土质细砂、细砾岩(图3b、 c),颗粒的分选和磨圆较好,靠潟湖一侧,处于较为封闭的环境,可见黄铁矿沉积,局部见炭屑(图3b),此环境中形成的铝土矿多为碎屑状铝土矿,Al2O3含量一般 55% 左右,但在靠海一侧铝土质含量较低,一般只有 40% 左右。冲溢扇是障壁沙坝上的沉积物受风浪及重力影响,往沙坝两侧推移,在障壁沙坝两侧形成的不规则扇体,沉积物靠海一侧为细至粉砂,靠潟湖一侧可见较粗的碎屑沉积,如砾石(图3d),且有一定的黄铁矿沉积,此环境下形成的铝土矿主要为碎屑状铝土矿,在靠海一侧形成致密状铝土矿,Al2O3含量一般为 40%~50%,总体来说靠潟湖一侧相对靠海一侧品位更佳。潮汐三角洲由潮汐通道、涨潮三角洲、退潮三角洲组合而成,沉积物主要为砂、粉砂质沉积,在靠潟湖一侧的涨潮三角洲常见黄铁矿沉积,局部见粗粒沉积物,潮汐通道通常以粗粒沉积物为主(图3e)。此环境形成的多为碎屑状铝土矿,Al2O3含量差异较大,低者在 40% 左右,高者在65%左右,一般为50%~55%,总体上,涨潮三角洲铝土矿品质高于退潮三角洲及潮汐通道。潮汐改造三角洲沉积物与前述三角洲相沉积物相似,在分流河道、三角洲前缘以砂质(图3f)、粉砂质沉积物为主,分流间湾以泥质沉积为主,在边缘可能有粉砂质沉积,此环境形成的铝土矿多为碎屑状铝土矿,在边缘为致密状铝土矿,Al2O3含量多为45%~55%。
2.1.3 无障壁海岸相识别
分布在正安—务川间的浣溪向斜南部、栗园向斜北部及正安至道真间的道真向带斜西翼一带,主要为潮坪相,沉积物以泥质为主,见少量粉砂质沉积,潮间带常发育豆鲕(图3g),顶部见暴露构造;铝土矿主要产出于潮间带沉积,正安县斑竹镇上坝村—道真县大塘一带含矿段表现为此类沉积特征,沉积物表现为含豆鲕的粉砂质、泥质沉积,Al2O3含量差异较大,低者 40% 左右,高者 65% 左右,一般 55%左右。
图2含铝岩系中三角洲相沉积特征
a—三角洲平原水上分流河道改道沉积的透镜状砂体;b—三角洲平原近端坝砂泥厚互层;c—三角洲平原远端坝砂泥薄互层;d—三角洲平原决口扇铝质砾岩;e—三角洲平原沼泽沉积及完整植物化石;f—三角洲前缘水下分流河道沉积的铝质含砾砂岩;g—三角洲前缘水下天然堤; h—三角洲前缘河口砂坝;i—三角洲前缘席状砂;j—三角洲前缘远砂坝;k—三角洲前缘分流间湾泥质沉积;l—前三角洲泥岩沉积
图3含铝岩系中有障壁、无障壁海岸相沉积特征
a—潟湖沉积的泥岩及草莓状黄铁矿;b—障壁岛沉积含炭质碎屑铝土矿;c—障壁岛沉积的碎屑铝土矿;d—冲溢扇沉积的砾状低品位铝土矿; e—潮汐水道中沉积的含砾碎屑状铝土矿;f—潮汐改造三角洲沉积的细碎屑铝土矿;g—无障壁海岸潮间带沉积的豆鲕状铝土矿
2.1.4 浅海相的识别
区内含矿岩系下部常表现为该沉积类型,其沉积物以泥为主(图4a),一般无铝土矿产出,局部可见明显的水平纹理构造,部分区域见水下重力流事件,可观察到滑移、滑塌、碎屑流、浊流等事件沉积。
2.1.5 重力流的识别
在重力作用下,沉积物在水下发生滑移(图4b)、滑塌、碎屑流、浊流等过程而形成的沉积物特征组合。区内含矿岩系底部常表现为该沉积类型,在道真县河口镇—中信镇—洛龙镇交界带含矿段表现为此类沉积特征,区内沉积物为砂岩、粉砂岩、砾岩、泥岩混杂沉积,在区内含矿岩系中常见碎屑流、浊流现象,碎屑流表现为大小不一砂块、泥块互相搅合,无定向,类似泥石流状态(图4c),浊流表现为砂屑或细碎屑混入泥中(图4d),形成细小的砂泥互层,见负载、刺穿、火焰(图4e)等沉积构造。该类沉积若发生在浅海则一般无矿体产出,浅海沉积中该沉积现象较为常见,部分发生于三角洲前端的重力流事件沉积可产出铝土矿矿体。
图4浅海沉积相沉积物及沉积现象
a—浅海相泥质沉积物;b—浅海中重力滑移现象;c—浅海相中的碎屑流现象;d—浅海相中的浊流现象;e—砂泥互层
2.2 沉积相与铝土矿的关系
2.2.1 三角洲相沉积铝土矿富集规律
以栗园—鹿池向斜区为典型矿床,通过前文所述沉积认识,以钻探工程数据作为本文沉积相恢复的基础,利用代表性单工程沉积相识别和平衡剖面分析,结合工程提取的含矿岩系等厚线图及部分化学组分等值线成果恢复沉积相,叠合矿系厚度、矿体厚度及主要化学组成等值线图(图5)进行铝土矿与沉积相的耦合关系研究。研究表明矿系厚度、矿体厚度三角洲前缘表现为高值,三角洲平原及前三角洲较薄,同沉积亚相下越靠近分流河道厚度越大,远离分流河道厚度变低,浅海和分流间湾一般无矿。Al2O3 总体表现为三角洲前缘高,一般为 45%~75%,其次是三角洲平原,一般为 45%~65%,前三角洲偶有低品位矿体产出,分流间湾和浅海一般较低,在35%以下。SiO2含量与Al2O3含量呈现为负相关关系,高值区主要在前三角洲、浅海等,普遍在 30% 以上,分流河道相较次之,一般为 20%~30%,三角洲前缘体现为低值,一般在20%以下。Fe2O3主要集中产出在三角洲前缘前端及前三角洲,其余区域均较低。
图5栗园—鹿池铝土矿沉积体系与铝土矿厚度、品质对比图
2.2.2 有障壁海岸相沉积铝土矿富集规律
有障壁滨岸沉积体系以新模向斜区为例,其沉积相图叠合矿体厚度及主要成分等值线如图6所示,在有障壁滨岸沉积体系下,矿体主要产出于障壁岛亚相的障壁沙坝、冲溢扇、潮汐三角洲、潮汐改造三角洲等,潟湖、潮汐改造三角洲分流间湾内一般无矿体产出。从Al2O3含量看,在障壁岛亚相较高一般为45%~65%,潮汐三角洲、潮汐改造三角洲次之,为45%~60%,潟湖和潮汐改造三角洲分流间湾则表现为低值,一般在 40% 以下;SiO2含量同样与 Al2O3呈现反比关系,高值主要分布在潟湖和潮汐改造三角洲分流间湾。
图6新模铝土矿沉积体系与铝土矿矿体厚度、品位对比图
上述研究表明,铝土矿的分布与沉积环境有明显的相关关系,这也侧面说明了铝土矿是多期次搬运沉积成矿的。根据以上典型矿床的分析结合野外调查实际认识,本文认为在三角洲沉积相下铝土矿主要产出于三角洲前缘、三角洲平原,前三角洲偶有矿体产出,分流间湾和浅海区域一般无矿体产出,如务川县大竹园铝土矿、大竹园南段铝土矿、岩风阡铝土矿等。在有障壁海岸沉积相下,铝土矿主要产出于障壁岛、潮汐三角洲、潮汐改造三角洲,潟湖、潮汐改造三角洲分流间湾一般不产出矿体,如旦坪铝土矿、斑竹园铝土矿等。在无障壁滨岸沉积相下,铝土矿主要产出于潮坪环境的潮间带,矿体规模较小,品质相对较差,一般以大量产出豆鲕状铝土矿为特征,如务川县青坪铝土矿、道真县隆兴铝土矿等。而在水下重力流沉积相下,铝土矿主要产生于碎屑流,以无规则定向的碎屑状铝土矿产出。
3 成矿模式
前人研究表明铝土矿形成是风化作用(红土化或钙红土化作用)、淋滤作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用共同作用的结果(翁申富等,2019;杜蔺等,2020;韦访等,2023;董化祥等,2024),基于本次沉积相与铝土矿耦合关系研究认识,结合研究区铝土矿矿石中大量见铝质碎屑物质,且局部见铝质复砾等二次改造特征的事实,铝土矿的形成应为多期成矿过程反复的结果,现在发现的铝土矿应是二次或多次成矿作用的产物,其经历了多期次的风化剥蚀、搬运沉积过程,在这一过程中淋滤作用持续改造着铝土矿的品质,在古陆到滨岸的过程中,多期次的改造使得其铝含量不断提高成矿,最后在滨岸有利沉积相内就位。
据此结合前人对区内成矿物源、成矿作用(余文超等,2023)等认识,建立了基于沉积学的铝土矿成矿模式图(图7)。务正道式铝土矿形成经历了红土化阶段、陆上改造成矿阶段、二次沉积成矿阶段、覆盖保存阶段 4 个成矿阶段。第一阶段:华南地区经由冈瓦纳古陆裂解移出,于晚古生代运移至赤道附近,晚志留世—早泥盆世时期研究区南部的黔中古陆长期处于隆升背景(Chen et al.,2012;Ling et al.,2018),缺失了奥陶纪、晚志留世和泥盆纪地层沉积,在准平原化夷平作用下基底志留系下统韩家店组长期暴露风化,加之晚古生代时期研究区 3° S~10°N(Zhu et al.,1998;Yang et al.,2004)的古纬度背景及温热气候,红土化作用大规模发生(雷志远等,2013;Yu et al.,2019;雷志远,2021),区域大厚度的下二叠统韩家店组(S1h)和上石炭统黄龙组 (C2h)被风化剥蚀淋滤形成红土化物质,由于韩家店组以富铝的硅酸盐岩为主,铝背景值较高,其风化作用产物在长期持续的淋滤作用下脱硅去铁导致了Al在此阶段发生第一次富集。第二阶段:一次富集的红土化物质,在地表片流作用下搬运堆积在一起,经过淋滤作用依次析出碱金属离子、碱土金属离子,使得这些红土化物质被改造形成铝土矿或高铝红土(陈群等,2019),在这个过程中已形成的铝土矿或高铝红土可能被再次风化剥蚀,周而复始地重复以上过程,不断改造形成高品质铝土矿。第三阶段:改造形成的铝土矿被二次风化剥蚀,经过片流作用先搬运至河流中,再经过河流作用搬运至平原湖泊滨湖和滨海地带沉积,一部分直接在河口形成的河口三角洲沉积体系沉积,从而形成栗园—鹿池模式矿体;一部分受沿岸流作用在滨岸形成障壁砂坝,在砂坝的影响下形成有障壁滨岸体系沉积,从而形成新模模式矿体。少部分沿岸在无障壁海岸沉积,形成隆兴模式矿体。另有一部分在前三角洲由于受到风暴和地震的影响,发生重力流事件沉积,形成小规模矿体。第四阶段:到中二叠纪时期,发生大规模海进,区域沉积了中二叠统栖霞组和中二叠统茅口组巨厚的浅海相碳酸盐岩,将含矿岩系保存并压实成岩,到燕山期,大规模的造山运动形成了区内隔槽式构造格局,背斜区含矿岩系被剥蚀殆尽,向斜区得以保存至今,因此现今务正道地区铝土矿均分布于各大向斜区内。
图7务正道式铝土矿沉积学成矿模式图
4 找矿预测模型
基于前述认识及建立的成矿模式,研究区基于沉积学的找矿标志概括为3个方面,一是岩性特征,不同的沉积环境产出不同的岩性,不同岩性含矿性顺序表现为铝质砂岩、铝质粉砂岩、含豆铝质砂砾岩、铝质砾岩。二是矿石结构、构造类型,表现为半土状最优,碎屑状、豆鲕状次之,致密状较差。三是沉积相特征,务正道地区含矿岩系大竹园组主要形成于半封闭海湾环境,含三角洲沉积、有障壁海岸沉积、无障壁海岸沉积、水下重力流沉积等,铝土矿主要位于三角洲沉积体系的三角洲平原亚相的水上分流河道、天然堤微相,三角洲前缘亚相的水下分流河道、天然堤、河口坝、远砂坝、前缘席状砂微相,有障壁海岸沉积体系的障壁岛、潮汐三角洲、潮汐改造三角洲亚相,无障壁海岸沉积体系潮坪亚相潮间带微相,铝质水下重力扇等,集合以上找矿标志,以成矿模式图为基础建立了基于沉积学的铝土矿找矿预测模型(图8)。笔者认为区域找矿应重点围绕含铝岩系的岩性特征,岩石结构、构造特征和沉积体系构建,通过寻找有利岩性、岩石结构、构造分带结合沉积体系构建,划定沉积相,由于各相之间并非孤立存在的,在实际找矿预测过程中通过已知区进行沉积体系构建,可以推测未知隐伏区沉积相,判断其找矿潜力,进而实现找矿预测。
图8务正道式铝土矿沉积学找矿预测模型
5 结论
(1)务正道式铝土矿含铝岩系铝质岩段主要为铝质碎屑滨岸沉积,形成于三角洲、有障壁海岸、无障壁海岸及水下重力流环境;
(2)铝土矿分布受沉积相明显控制,三角洲前缘、障壁岛-潮控三角洲及潮汐三角洲为高品位大规模矿体的优势赋存相区,而三角洲平原与潮坪相带仅发育低品位小型矿体。
(3)务正道式铝土矿找矿预测需特别注意沉积体系的恢复,通过已知区域体系构建进行未知区域找矿预测。