和古元古界构成嵩山及箕山复背斜的核部,中新元古界、古生界地层构成复背斜之两翼,中新生界主要分布于断陷盆地中。各地质时代地层特征如下:
1、太古宇登封群:总厚度大于3000m。岩性为一套片岩、片麻岩,属铁铝榴石角闪岩相,局部有混合岩化和花岗岩化。
2、古元古界嵩山群:总厚2419m。岩性为一套浅变质的石英岩、绢云石英片岩、千枚岩及白云岩,属绿片岩相黑云母亚相。
3、中新元古界:总厚度1542m。岩性为砾岩、砂岩、石英砂岩及页岩,基本未变质,局部浅变质.属浅海碎屑岩相。
4、寒武系:总厚度959m。为一套浅海相碳酸盐岩、碎屑岩,底部含磷,下中部为粉细沙岩、页岩、灰岩的巨厚互层,上部全部为石灰岩。
5、中奥陶统:总厚84m。岩性主要为浅海相碳酸盐岩。
6、石炭统:总厚122m。上统太原组为一套海陆交替相含煤沉积,岩性为砂岩、页岩、煤及石灰岩,有六个明显的旋回。中统本溪组为一套滨海相沉积,岩性为含铁粘土岩、粘土矿,铝土岩及铝土矿。
7、 中新生界:主要为陆相碎屑岩及近代松散沉积。
第二节 构造
东西向构造组成本区构造骨架,主要构造形迹有嵩山复背斜、箕山复背斜及颖阳~密县复向斜等。北西向构造以断裂为主要构造形迹,有嵩山断层、五指岭断层、南峡窝~白操岗断层及龙门南~吕店断层等。北东~北北东向构造主要有大金店盆地、芝田盆地及豆村盆地等,
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控制了中新生界的沉积。嵩箕地区因东西向、北西向及北东~北北东向的复合,构造非常复杂,而陈楼矿区位于本区西北缘,恰在嵩山复背斜的西段北翼,远离嵩箕腹地,就矿区而言,构造却十分简单,表现为一向北缓倾的单斜层,且基本无断裂破坏。
第三节 岩浆岩
嵩箕地区岩浆活动较弱,地表出露面积很小,且分布零星,多集中于嵩山、箕山一带。其岩石类型为变质基性岩、辉绿岩、花岗岩、花岗斑岩、长英岩、细晶岩、伟晶岩、石英斑岩及石英脉等。时代主要为五台期及吕梁期。对铝土矿没有明显的破坏作用。
第四节 区域矿产
嵩箕地区区域广阔,已知矿产及矿化有20余种,如煤、铝土矿、耐火粘土、陶瓷粘土、水泥灰岩、熔剂灰岩、白云岩、黄铁矿、铁矿、石膏、铜、铅、锌、银、油石、水晶、钾长石、建筑石料、以及铝土矿中伴生的有益组份镓、锗、钒、钛、锆、铀等。其中以煤、铝土矿、石灰岩为本区优势资源,并多规模开采。
矿区所处位臵为新新煤矿,目前已投产的煤矿有新新、登槽等煤矿。该区分为禹县铝土矿成矿区、密县铝土矿成矿区、西白栗坪~鳖头铝土矿成矿带、巩县~龙门铝土矿成矿带共四个铝土矿成矿区带。区内铝土矿资源储量丰富,矿床及矿点密集,埋藏浅、易采,目前已达勘探程度以上的矿床有大冶、庄头及平陌,普查—详查程度的有杨台、开阳、天仙庙等。
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第三章 矿区地质
详查区位于华北地区南缘,嵩箕台隆区,属临汝鳌头~登封西白坪铝土矿带之中部,新新铝土矿区陈楼矿段。
第一节 地层及岩石
一、地层
矿区自南向北,出露地层分别为寒武系、石炭系、二叠系及三叠系,第四系主要分布于河谷坡地及低洼处。铝土矿赋存在石炭系本溪组中。地层东部走向近东西,倾向0~12°,倾角10~15°左右,西部走向为北西南东向,倾向24~37°,倾角15~20°,从新至老各时代地层岩性特征分别叙述如下:
第四系(Q):上部为褐黄、灰黄色土状亚粘土,沟谷中为冲积砂、砾石,中下部为棕、褐红色粉砂质亚粘土,底部为砾石层。总厚0~30m。
-------------不整合------------
三叠系(N):上部为浅灰绿色中—厚层砂岩,中部为黄绿色、紫红色砂岩、泥岩互层,下部为黄绿、灰黄色砾岩、厚层状砂岩等。厚度大于500m。
-------------整合------------
二叠系(P):上部为浅红色中厚层状石英砂岩、黄褐色松散状中厚层状长石石英砂岩,黄褐色、灰白色长石砂岩,间夹粉砂岩、粉砂质页岩、泥岩等;下部为黄绿、紫红色斑状泥岩,黄褐色、灰白色粗粒长石石英砂岩;底部为灰黑色炭质页岩。
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青灰、黄绿色泥岩、砂质页岩、含可采煤一到三层。总厚大于1000m。
-------------整合------------
石炭系(C): 1、上统太原组(C3)
厚14.2~93.4m,可分下述三个岩性段。
(1)上段(C33):厚2.4~15.8m,平均8.43m。含生物碎屑燧石团块灰岩,亮晶结构,中厚层构造。夹燧石条带或燧石层,含丰富的腕足类化石及海百合茎珊瑚化石。
(2)中段(C32):厚11.8~62m,平均30.8m。主要为钙质粉砂岩,含砾砂质,粉砂质页岩、炭质泥岩、炭质页岩和煤层(线)组成。
(3)下段(C31):厚4.8~15.6m,平均11.68m。生屑灰岩,灰黑色,亮晶结构,块状构造。局部含少量的燧石团块,夹薄层状粘土岩或煤1~2层,底部为炭质页岩或煤层,局部可采。
2、中统本溪组(C2)
厚3.10~26.67m,平均11.18m。主要由铝土矿(岩)、粘土岩(矿)、含黄铁粘土岩等组成。
含铝岩系地层
含铝岩系地层即为石炭系中统本溪组(C2),以富铁铝质为特征,平行不整合于下伏寒武系地层。其厚度区内最大为26.67m,最小为3.10m,平均11.53m。按岩性特征可分为上、下两段:上段以高铝高铁为特征,下段以高硅贫铁富硫为特征。
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(1)上段(C22):上部为灰色、灰白色粘土岩或铝土岩、粘土矿。 稀鲕状、碎屑状结构。泥质结构,块状,似层状构造。多见浅粉红色晕圈。主要由高岭岩、水云母和少量的水铝石组成。化学成分:Al2O3含量为30-40%左右,SiO2含量为20-40%左右;下部为灰色、灰红色铝土矿(工业矿层),矿物成分以水铝石为主,含量在46-92%间,次为赤铁矿、褐铁矿,二者含量在15-30%间,Al2O3含量40.22-77.77%,SiO2在2.40-27.0%,F2O3在0.5-36.83%,A/S在2.1-12.9间。总厚2-23m,平均4.20m。
(2)下段(C21):上部为灰色粘土岩(矿)、铝土岩(矿),组成矿物主要为粘土矿物,局部叶腊石,化学成分Al2O3在30%左右,SiO2在40%左右,Fe2O3在10%左右;下部为紫红、灰红色含铁粘土岩、粘土岩;深部多为黄铁粘土岩、黄铁矿、含磷铁矿粘土岩。黄铁矿S品位8.01-34.39%。中部常夹炭质硅质岩,岩石多呈结核状、砾状,呈透镜状产出。该段对古侵蚀面起到了填平补齐作用,厚2-15.6m,平均7.19m。
含铝岩系在地表呈狭窄长条带状,出露宽度10-15m。沿走向东薄西厚,沿倾向变化大,在凹处厚度明显加大,铝土矿层亦随之变厚,Al2O3含量也相应增高;在凸起处,含铝岩系变薄,铝土矿层也薄或无矿:即整个含铝岩层系地层上连下不连呈钟乳状。
寒武系上统(C3):白云质灰岩、白云岩,灰白色,粉晶结构,厚层状构造。风化面溶沟发育,呈刀砍状,顶部发育燧石结构核或燧石层,局部含生物化石碎屑,厚度不详。
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