论
文
2.1.6 第四系全新统（Q4）
主要为冲洪积堆积物，主要分布于矿区内河谷中，厚度一般小于20m。
2.2 矿区构造
区内构造总体上为一走向北东—南西，向东南缓倾斜的单斜构造，地层倾角5~10°，局部受奥陶侵蚀面控制而变化较大。区内断裂构造不发育，构造为简单型。
3 矿体地质特征
3.1 铝土矿矿体赋存层位
铝土矿体赋存于奥陶系中统侵蚀面之上，石炭系中统本溪组一段中部或者下部的地层中，矿层的底板为山西式铁矿、铁质粘土岩、粘土岩，或者是直接与奥陶系中统峰峰组石灰岩接触，顶板为粘土岩，或者是硬质耐火粘土矿。
3.2 铝土矿矿体的规模和形态
据临近矿区的恒嘉铝土矿区资料：铝土矿矿体呈层状或者似层状产出，矿体南北长约2400m，东西宽约1320m。矿体平均厚度1.98m。区内单矿体面含矿率97%；剖面上矿体内部局部有透镜状夹石，夹石率12.5%,均为一层夹石。
3.3 铝土矿矿体的产状和厚度
铝土矿矿体的产状与地层产状一致，倾向为115~125°，倾角为5~10°，局部受奥陶系古侵蚀面的控制因而产状变化较大。
全区铝土矿矿层厚度0.88~6.61m，平均厚度1.98m，厚度变化系数58.6%，厚度较稳定。
4 矿石的品位
本区铝土矿矿石品位： Al2O3为58.26%~71.60%，平均65.55%；SiO2为6.37%~19.93%，平均12.62%； A/S为3.06~11.24，平均5.19。
5 矿石工业品级
全区平均品位:Al2O3为65.55%，A/S 为5.19。矿区铝土矿石品级为Ⅳ级[2]。
6 共生矿产和伴生矿产
矿区内共生矿产有位于本溪组一段上部的硬质耐火粘土矿和位于本溪组一段下部的山西式铁矿，伴生矿产有金属元素镓。
7 矿石加工技术性能
本区铝土矿与孝义市克俄矿区、西河底矿区等矿区的矿物成分、化学成分、矿石类型基本相同。本矿区的矿石可以采用烧结法和拜尔法来生产氧化铝。
8 矿区水工环地质条件
8.1 矿区水文地质
8.1.1 矿区主要含水层特征
1）奥陶系碳酸盐岩类岩溶裂隙含水岩层
该含水层主要由奥陶系上马家沟组灰岩，泥质白云岩等组成，主要分布于矿区东部，与下伏寒武系鲕状灰岩、白云岩等共同构成碳酸盐岩溶裂隙含水岩系。裂隙岩溶十分发育，浅部渗水性能强。该含水层地下水位埋藏较深，当地未开发利用。岩溶水主要接受大气降水和上覆松散岩类孔隙水的补给。
2）石炭系碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙含水层
该含水岩层由石炭系太原组的中细粒砂岩和薄层灰岩组成，由于泥岩的隔水作用多形成层间裂隙岩溶承压水，含水层间水力联系相对较差。该含水层层间水力联系较差，无
统一的地下水位。该含水层主要接受大气降水的渗透补给，主要以径流及下渗补给下伏含水层的方式排泄。
8.1.2 矿区内主要隔水层
矿区内较稳定的隔水层为本溪组地层，该段是一套以粘土岩或硬质耐火粘土矿、铝土矿、铁质粘土岩和山西式铁矿组成的一套隔水地层，平均厚度18.40m，隔水性能较好，是奥陶系灰岩顶面重要的隔水层。但铝土矿开采后，该隔水层将部分遭到破坏。
8.1.3 矿床充水因素分析
根据矿区内水文地质条件，矿区内赋存太原组碎屑岩夹碳酸盐岩类裂隙岩溶水、奥陶系上马家沟组碳酸盐岩岩溶裂隙水，矿区内铝土矿开采不存在带压开采区，无奥陶系上马家沟组岩溶裂隙水突水威胁。
8.2 矿区工程地质
8.2.1 矿体顶、底板岩石的稳固性
本区矿体埋藏较浅，全区剥采比为14.76，小于15，确定该矿区为露采矿区。
矿区内铝土矿床赋存于石炭系层状岩类之中，其直接顶板为新生界松散岩类、石炭系中统本溪组耐火粘土矿，间接顶板为石炭系中统本溪组砂岩、石灰岩；直接底板为石炭系中统本溪组铁质粘土矿，间接底板为奥陶系峰峰组石灰岩。粉质粘土、粘土等岩土体为软岩类，结构较松散，遇水后易于膨胀，在空气中暴露易于风化崩解，稳定性差，工程力学强度低；而砂岩、石灰岩则属硬岩类，岩石工程力学强度较高。
由于矿体顶、底板均发育软弱夹层，矿区露采时，软弱夹层可能发生崩滑，因此矿体顶、底板岩石的稳固性属较差型。
8.2.2 矿体顶底板及井巷围岩的工程地质特征
铝土矿矿体直接顶板为硬质耐火粘土矿，平均厚度为1.75m，层状构造，稳定性中等；间接顶板为细砂岩，平均厚度0.45m，层状构造，稳定性中等；直接底板铁质粘土岩，平均厚度1.1m，层状构造，稳定性差。
8.3 矿区环境地质
未来矿区开采方式为露采，矿体顶、底板围岩存在软弱夹层，在开挖形成的高陡顺向坡段易失稳发生崩塌、滑坡的可能性大，且露采形成大量松散堆积物，在废渣堆放不合理情况下，极易构成泥石流物源，遇暴雨条件下，易形成泥石流地质灾害，威胁对象为矿区内工作人员生命及财产设备安全。
因此，未来矿区开采时，要有专人负责崩塌、滑坡、泥石流地质灾害预防和防治，确保矿区内工作人员生命和财产安全。
9 资源前景展望
孝义市是山西省的能源大市，铝土矿是孝义市的第二大矿产资源，孝义市的铝土矿开发利用的历史悠久、开发程度较高。党的十八大以来，孝义市着力培育新的经济增长点，推进“转型发展”， 围绕建设新型煤电基地、新型化工基地及新型铝材基地等，努力打造山西中部铝工业产业集群核心区，全力争取信发2×55万吨、兴安65万吨铝型材及深加工项目落地开工，这些项目将对铝土矿资源需求与日俱增。
本区区域上具有铝土矿成矿的地质、地层条件，矿区
（下转29页）
2017年第2期 （总第77期）
27
Huabei Land and Resources
论
文
图1 三山子组基本层序类型
C型：发育于三山子组l段中上部。可划分出6个基本层序，厚度为4.2～10.1 m，平均厚度为6.8 m。基本层序间为岩性突变接触。由中薄层粉晶白云岩（a）—薄层-中厚层燧石结核、条带细晶白云岩（e）组成。基本层序中a单元向上变厚、e单元向上变薄。基本层序总体向上变薄，白云岩化程度减弱。
图2 晚寒武世以来沉积序列北东至南西对比
2 主要依据
本次调查发现区内东南部盘道一带三山子组上部一套燧石白云岩组合（l段）直接覆于厚层白云岩组合（c段）之上，y段为沉积缺失、还是沉积相变。本文认为为沉积缺失，主要依据有：
1）首先根据《山西省岩石地层》（1997）冶里组现在定义为“华北地层区东北部，炒米店组中厚层灰岩、厚层灰岩之上，以薄层灰岩、竹叶状灰岩夹页岩为组合特征的岩石地层单位。以该岩性组合的出现和消失划界”。区内该套燧石白云岩白云岩组合中缺乏冶里组特征性的“竹叶状灰岩夹页岩组合”，其无疑不属于相当冶里组层位的y段。
2）根据区域上1/20万剖面资料，山西省南部大约北纬36°30″以南即临汾、长治一线，冶里组特征性的“竹叶状灰岩夹页岩组合”均不发育。近年来的1：5万区调成果西交口测区所在的吕梁山南端普遍缺失:1：25万侯马、新乡幅区调成果在中条山区及太行山南段也普遍缺失。
3）从以往总结的早古生代海水进退规律出发，由北东至南西一系列地层剖面显示：早奥陶世序列（炒米店组或相当层位之上）在恒山区厚约200±m、五台山区180±m，云中山北段160±m，云中山中段厚130±m，到太岳山区80～120m，到吕梁山南段区厚50±m，呈明显的减薄趋势。除去亮甲山组遭受剥蚀因素，可以看出，冶里组厚度在恒山、五台山、云中山北段50～70m，云中山中段到太岳山北段30～40m，太岳山南段20～30m，到吕梁山南段尖灭。总体反映了一个逐渐减薄、尖灭的过程。
4）“怀远运动”（李四光，1939）原指早、中奥陶世之间的构造运动。现在研究（张守信，1989）认为“怀远运动”代表了晚寒武纪以来至中奥陶世的升降运动。所以在华北南缘逐步抬升过程中，华北陆表海盆地向北收缩，造成了包括区内的山西南部区域性早奥陶世冶里组沉积缺失。（上接27页）
西邻有恒嘉铝土矿区详查区，经勘查证实：铝土矿成矿条件较好。故本矿区经预查地质工作后，预计可提交铝土矿（334）?资源量1641.73万t，有望提交一中型铝土矿矿床基地。
建议对矿区尽快进行地质勘查工作，便于能更好地开发利用该区的铝土矿资源，使得良好的资源能为振兴当地经济服务。
3 结论
1）该区三山子组相当冶里组层位的y段为沉积缺失，并非原先认为的亮甲山组层位相当的l段缺失，其为“怀远运动”在区内的沉积演化体现。
2）“怀远运动”对中奥陶世以前沉积序列的影响，不仅有顶部的剥蚀作用，而且伴随有晚寒武世以来地层沉积的变薄、尖灭、缺失现象。
3）区域上由北东到南西，后生的白云岩化地层层位逐渐降低，影响最新层位为亮甲山组，最老地层为张夏组，反映白云岩化作用的时限为早奥陶世晚期-中奥陶世早期之间，为伴随膏云坪环境逐渐完成的，可能为马家沟组与三山子组不整合面穿时的体现。
参考文献:
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马幅区域地质调查报告[R].1978.
[2] 山西省地质局.中华人民共和国1∶5万乡宁测区区
域矿产调查报告[R].2012.
[3] 山西省地质局区域地质调查队.断代总结(内刊)
[S].1978-1983.
[4] 山西省地质矿产局区域地质调查队.山西省沉积地层
的岩石地层单位划分[S].1988.
[5] 刘宝珺,曾允孚.岩相古地理基础和工作方法[M].地质出版社,1985.
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社,1997.
[7] 张守信.理论地层学现代地层学概念[M].科学出版
社,1992.
参考文献：
[1] 张文旭,钟庄华,等.山西省孝义市西梁庄矿区铝土矿
预查实施方案[J].2013,7.
[2] 中华人民共和国国土资源部.DZ/T0202-2002铝土矿、
冶镁菱镁地质勘查规范[S].北京:地质出版社,2003.3.
2017年第2期 （总第77期）
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