江西省黎川县花石陶瓷土矿成矿地质特征分析_叶紫竹.pdf

LOW CARBON WORLD 2022/11江西省黎川县花石陶瓷土矿成矿地质特征分析叶紫竹（江西省地质局第十地质大队，江西 鹰潭 335000）【摘要】为提高矿产勘探水平，做好地质地矿勘探工作，结合江西省黎川县花石陶瓷土矿，分别对其区域地质特征、矿区地质特征、矿床地质特进行分析，并阐述相关的地质特征，并为此类工程提供一定的参考借鉴。【关键词】陶瓷土；高岭土；花岗岩；风化；矿床；成矿地质特征【中图分类号】P618【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2022）11-0118-030引言根据花石陶瓷土矿床特点，江西省黎川县花石陶瓷土矿的矿床成矿母岩为会仙峰岩体，岩性主要为黑云斜长花岗岩、黑云钾长花岗岩及黑云二长花岗岩，岩石具有高铝、高钾、高钠、低钙、低镁等特征，为陶瓷土矿床的形成提供了良好的物质条件。近地表的花岗岩受大气降水及热液影响，发生低温蚀变钠长石化现象，且长石及黑云母有高岭土化现象。本文就黎川县花石陶瓷土矿勘探工作进行分析，分析其成矿地质特征1。1区域地质特征花石陶瓷土矿大地构造位置处于华夏板块东南造山带武夷隆起带。区域上新元古界周潭岩组构成褶皱基底，褶皱强烈，为北东向线型紧密褶皱，岩性较复杂，主要为矽线片岩、瘤状片岩、千枚状片岩、黑云片岩、斜长二云石英片岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩及混合岩等。区域北东、北北东向大断裂极为发育，规模大，岩浆活动强烈，以加里东和燕山期为主。矿区及矿区外围南部主要发育会仙峰岩体，为侏罗纪黑云钾长花岗岩（J3），普遍发育钠长石化；矿区外围北西主要发育黎川岩体，岩性为奥陶纪晚期黑云斜长花岗岩（O3）。区内燕山期构造、岩浆的强烈活动，为该区成矿作用的发生提供了极为有利的条件2。区域内矿产以铅锌、萤石为主，其次有长石矿、石英矿和高岭土矿等。图 1 为花石陶瓷土矿区域地质。2矿区地质特征2.1地层范围内缓坡、坡脊、坡麓及山间洼地等处广泛分布第四系残坡积层（Q），属冲残坡积成因。主要为红黄色含角砾亚砂土、亚黏土，厚度一般较薄，为0.21.0 m。在第四系残坡积层（Q）下面分布一层花岗岩风化壳，呈松散砂土状，厚度一般 26 m，最厚处达到14 m，形成风化残积成因型陶瓷土矿。2.2构造矿区内构造简单，主要表现为岩石节理发育，部1第四系砂、砾、亚砂土、亚黏土；2新元古界周潭岩组片岩、片麻岩、混合岩；3侏罗纪黑云钾长花岗岩；4奥陶纪晚期黑云斜长花岗岩；5闪长玢岩脉；6花岗伟晶岩脉；7破碎带；8石英脉；9地质界线；10实测/推测断层；11岩层产状/片理产状；12黄铜矿化；13黄铁矿化；14硅化；15金矿化；16黄铁矿化；17高岭土矿化；18花石陶瓷土矿区范围。图1花石陶瓷土矿区域地质长丰源东山曾家山殿口O3冷水坑中兴坊东海能源管理118DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.11.017LOW CARBON WORLD 2022/11分被后期长英质细脉充填。在钻孔中深部揭露到一条构造破碎带，厚度 210 m，预示矿区内存在一条隐伏断裂。在该断裂带内可见萤石矿化，萤石矿脉呈条带状，宽 0.020.20 m。2.3岩浆岩矿区内为侏罗纪早期花岗岩，属会仙峰岩体一部分，分布于整个矿区，地表露头较差，主要为第四系残坡积层覆盖，覆盖层较薄，一般 0.21.0 m，仅在陡坡、山沟处由于流水侵蚀而出露地表，呈岩基状产出，岩性以黑云斜长花岗岩、黑云钾长花岗岩为主。黑云斜长花岗岩：浅灰白色，中细粒花岗结构，块状构造，主要矿物有石英（30%40%），斜长石（45%50%），钾长石（5%10%），黑云母（5%）；黑云钾长花岗岩：浅肉红色，中至粗粒结构，块状构造，主要矿物有石英（30%40%），钾长石（50%60%），斜长石（约5%），黑云母（5%10%），有时可见微量的角闪石，副矿物由锆石、磁铁矿、磷灰石、钛铁矿、榍石等组成。岩石常见钠长石化、硅化、高岭土化、绿泥石化、萤石化，偶见方铅矿化等3。2.4围岩蚀变与风化成矿作用2.4.1围岩蚀变矿区围岩蚀变广泛发育，蚀变种类较多，主要有钠长石化、硅化、高岭土化、绿泥石化、叶蜡石化、萤石化及方铅矿化等。（1）钠长石化。在矿区花岗岩内广泛发育，钠长石呈微粒状和细粒状，较自形的板柱状，粒径 0.051.00 mm，钠长石交代碱性长石、斜长石和石英。（2）硅化。矿区的硅化主要产生于岩浆岩的岩石裂隙、节理中，主要以石英脉产出，以细脉、网脉、不规则团块状为主，石英大脉较少见，多数以 0.55.0 cm石英脉为主。（3）高岭土化。在矿区内大面积分布，主要为侏罗纪早期花岗岩在风化作用下产生强烈的高岭土化，在地表形成残坡积型砂质陶瓷土矿体，呈松软砂土状，其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成。在往深部到微风化的花岗岩中，可见钾长石、斜长石矿物发生高岭土化，呈灰白色黏土化现象。（4）绿泥石化。其主要分布于花岗岩的裂隙、节理发育地段，尤以构造破碎带中最发育，绿泥石化主要选择交代钾长石及黑云母，绿泥石主要呈灰绿色、黄绿色，呈显微鳞片状结晶，常与硅化、叶蜡石化相伴生。（5）萤石矿化。主要在矿区东侧钻孔中黑云钾长花岗岩中的构造破碎带中发现有萤石矿化，矿化厚度较大，共有 36 m。萤石充填于岩石裂隙、节理中，呈条带状，约 1 条/13 m，与裂隙产状一致，其产状较陡，倾角一般为 80，视厚度 270 cm 不等，真厚度112 cm。萤石颜色主要为浅绿色、绿色、墨绿色、紫色、紫黑色，呈细小条带相间排列，每一颜色细小条带宽 25 mm，萤石条带较厚者，其萤石条带颜色较复杂，可发育多种颜色；萤石条带较窄者，其萤石条带以紫黑色与绿色为主，且颜色由边部深色到中部浅色对称分布。萤石中可见垂直裂隙壁的纵纹，并且在萤石矿脉的晶洞及部分断面可见萤石结晶体，透明，玻璃光泽，呈立方四面体，大小约为 5 mm，如图 2所示。2.4.2风化成矿作用黑云母花岗岩的风化成矿主要由于地表流水的作用，使岩石中长石族、云母族等矿物产生风化水化作用：长石-伊利石-蒙脱石-高岭石；云母-水云母-伊利石-蒙脱石-高岭石。在此过程脱去矿物中钾、钠、钙、镁、铁、锰等金属阳离子，而使铝富集。其风化的程度与原岩成分、风化环境以及风化阶段相关，其中以高岭石最富铝，脱离其他金属阳离子最彻底；而水云母、伊利石、蒙脱石，不同程度地含以上金属阳离子，而前者比后者高。原岩蚀变较强、裂隙节理发育、地形变化较慢、坡度较缓，有利于风化作用持续进行，且形成的黏土矿物易于在原地保存，使其风化程度较彻底，有利于形成优质高岭土矿物4。若原岩蚀变较弱、裂隙节理不甚发育，岩石风化程度较弱时，岩石中造岩矿物仅各自解体，长石类矿物表面生长高岭石系列黏土矿物，其矿物成分中除了黏土矿物高岭石、蒙脱石、伊利石等外，还含有较多石英及未风化的长石颗粒。本矿区陶瓷土矿大多为此类矿物成分，若在地形变化很大、坡度较陡及沟谷等地，风化形成的黏土矿物在重力及流水侵蚀作用下易被冲刷带走，不利于在原地保存，厚度变薄甚至裸露出基岩。3矿床地质特征花石陶瓷土矿体共分为两种类型：由黑云母图2萤石矿化能源管理119LOW CARBON WORLD 2022/113.1矿石结构构造全风化型陶瓷土矿石：近地表处呈浅褐黄色，主体呈灰白色，结构松散，砂状结构或残余花岗结构，呈砂土块状构造，主要由残余石英、长石碎屑颗粒及高岭石、伊利石等黏土矿物组成。微-半风化型陶瓷土矿石：灰白色、浅肉红色，中细粒、中粗粒花岗结构，块状构造，主要由长石、石英、黑云母等矿物组成，局部岩石裂隙较发育，长石颗粒表面具有高岭土化现象。3.2矿石矿物成分全风化型陶瓷土矿体产于地表及近地表处，矿石主要成分为残留石英（25%40%）、长石（20%25%）碎屑颗粒及高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母等黏土矿物（30%50%）。微-半风化型陶瓷土矿体主要为较新鲜的黑云母斜长花岗岩、黑云钾长花岗岩及黑云二长花岗岩，矿物成分主要为石英、钾长石、斜长石及黑云母等。矿石矿物成分如表 2 所示。花岗岩全风化作用而形成的风化壳型残积成因型陶瓷土矿体。在全风化型高岭土矿体底部以下为微-半风化为主较新鲜的黑云母斜长花岗岩、黑云钾长花岗岩及黑云二长花岗岩。矿体特征如表 1 所示。矿石类型矿体编号分布范围走向长/m倾向长/m展布面积/m2平均铅直厚度/mFe2O3TiO2全风化陶瓷土26 号勘探线12030010012025 4057.0521.801.620.0402 号勘探线1601905013015 4033.0820.481.080.3402 号勘探线16030605 3603.9018.921.180.04微-半风化陶瓷土06 号勘探线3578024560 2624.2215.820.710.01平均品位/%Al2O3表1矿体特征3.3矿石化学成分矿区化验了 7 个组合化学样，主要选取钻孔及探槽中的基本化学样，根据陶瓷土两种矿石类型分别组合而成。并且为了增加样品代表性，详细了解矿石化学成分，对少部分钻孔中样品做了较全面的分析5。矿石的主要化学组成为 SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O及 Na2O，TiO2、CaO、MgO 及 SO3的含量均较低。其中，全风化型陶瓷土矿石中 SiO2含量 50.16%71.48%，平均含量 62.68%；Al2O3含量 14.22%30.73%，平均含量 21.30%；Fe2O3含量 0.26%5.20%，平均含量1.48%。微-半风化型陶瓷土矿石中 SiO2含量 53.20%74.96%，平均含量 68.33%；Al2O3含 量 14.01%27.34%，平均含量 15.82%；Fe2O3含量 0.35%1.35%，平均含量 0.71%。两种矿石对比结果显示，全风化型陶瓷土中Al2O3、Fe2O3、TiO2含量较高，SiO2、K2O、Na2O 含量较低，CaO、MgO 含量略为接近。从侧面反映出全风化型陶瓷土矿主要为下部微-半风化型陶瓷土矿风化形成，风化作用使 Al、Fe 淋滤富集，K、Na、Si 等流失。陶瓷土矿顶部围岩主要为部分第四系残坡积层，底部围岩主要为未达到最低工业品位的各类花岗岩基岩，其夹石与矿体岩性相同，为各类花岗岩。4结语综上所述，花石陶瓷土矿床成矿母岩为会仙峰岩体，其以黑云母二长花岗岩为主。岩石具有高铝、高钾、高钠、低钙、低镁等特征，地表花岗岩经风化作用而形成全风化陶瓷土，其底部以下为微-半风化型陶瓷土矿，该矿床主要为风化型矿床。参考文献1 周胜科.张家庄陶瓷土矿勘查技术探究J.科学与财富，2019（15）：240.2 周庭安.江西省主要矿产预测类型及其地质特征J.数字化用户，2018，24（37）：237.3 林丹，陶挺攀，李浙.贵州省绥阳县黄土坡坝矿区陶瓷土矿地质特征浅析J.世界有色金属，2018（9）：271-273.4 梁健.粤西某陶瓷土矿区工程地质条件J.才智，2011（4）：49.5 焦丽香.山东省陶瓷土（瓷石）矿资源特征及成矿规律J.山东国土资源，2019，35（6）：33-38.作者简介：叶紫竹（1992），女，汉族，江西赣县人，本科，助理工程师，主要从事地质矿产工作。矿石类型矿物成分及含量全风化型陶瓷土残留石英（25%40%）、长石（20%25%）碎屑颗粒及高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母等黏土矿物（30%50%）微-半风化型陶瓷土黑云斜长花岗岩石英（35%40%）、斜长石（50%）、钾长石（5%）及黑云母（5%10%）黑云钾长花岗岩石英（35%40%）、钾长石（50%）、斜长石（5%）及黑云母（5%10%）黑云二长花岗岩石英（30%40%）、斜长石（30%）、钾长石（35%）及黑云母（5%10%）表2矿石矿物成分能源管理120