福建德化大坪山陶瓷土礦地質特征及成礦規律

郭燕玲

（福建省197 地質大隊 福建泉州 362011）

0 引言

陶瓷土作為一種天然礦產，廣泛應用于造紙、陶瓷、塑料、橡膠、化工、電子、涂料、耐火材料等領域［1-3］。近年來，隨著陶瓷工藝品、茶文化的興起，人們生活中對陶瓷用品的需求日趨增大，其最重要的原材料——由酸性巖脈風化而成的陶瓷土產量已無法滿足日益增長的陶瓷業發展需求量［4］。為了彌補原材料的緊缺，由中—酸性火山碎屑巖風化而成的陶瓷土就逐漸被廣泛利用開發［5］，陶瓷土經過現代加工工藝處理，很大程度上延續了該產業的興旺與繁榮，為發展地方經濟提供了強有力的保障。

德化大坪山礦區位于政和—大埔深大斷裂帶的中段東側，是閩中裂谷成礦帶的中心部位。區內廣泛分布早白堊世—晚侏羅世陸相噴發的中—酸性火山巖［6］，該地層部分巖性段原地風化后即成為陶瓷土，其礦產資源前景十分可觀。

1 地質背景

該區區域位于閩東火山斷拗帶中部，隸屬于壽寧—華安火山基底斷隆帶之湯頭—大銘火山基底斷隆帶，火山構造居于戴云山巨型環狀火山構造的西緣［7］。自中元古代以來，經歷了多期次的構造變動、巖漿活動，各火山在早期火山群體強烈噴發形成的環狀、放射狀斷裂結點上進一步噴發，構成現今衛星式組合的火山群體。

1.1 地層

區內地層主要為一套晚侏羅世—早白堊世酸性火山熔巖、火山碎屑巖及火山碎屑沉積巖，中侏羅世湖泊相局部河流相沉積地層，早侏羅世梨山組沉積層。自下而上可分為早侏羅世梨山組（J1l）、中侏羅世漳平組（J2z）、晚侏羅世-早白堊世南園組（J3-K1n）。

（1）早侏羅世梨山組（J1l）：巖性組合為淺灰白、淺灰黃色中—巨厚層狀細—中粗粒石英砂巖、礫質（中）粗粒石英砂巖夾復成分礫巖、粉砂質泥巖。

（2）中侏羅世漳平組（J2z）：巖性組合為淺灰綠、淺灰紅、淺灰黃等雜色中薄—中厚層（砂質）泥巖、粉砂巖，夾（含礫）細粒長石石英砂巖、復成分礫巖等。

（3）晚侏羅世—早白堊世南園組第二段（J3—K1n2）：巖性為淺灰、灰白、灰黃色（英安）流紋質（含角礫）晶屑熔結凝灰巖、流紋質含角礫晶屑凝灰巖、流紋巖、斜長流紋巖等。

（4）晚侏羅世—早白堊世南園組第三段（J3—K1n3）：巖性組合為深灰、淺灰紫色流紋英安質晶屑凝灰熔巖、流紋英安質火山角礫巖、流紋質晶屑凝灰巖、流紋英安質晶屑熔結凝灰巖、英安巖等。其中，中—酸性火山碎屑巖組合為本區成礦母巖及含礦圍巖。

1.2 巖漿巖

區內脈巖較為發育，種類繁多，自中性、酸性均有見及。其中以酸性的花崗斑巖、花崗巖脈較為發育，主要呈細脈、透鏡狀等。

脈巖空間產出形態受火山構造控制明顯，多沿火山機構中心或環狀、放射狀斷裂貫入，圍繞火山機構中心呈環狀或放射狀展布。

1.3 構造

區內火山群體多期次構造活動和巖漿侵入活動，使本區巖石產生密集、縱橫交錯網狀次級裂隙，以剪節理為主，部分張節理，經統計不同性質節理，其特征見表1。

表1 節理統計表

其中，剪節理對原巖石風化成礦極為有利（圖1）。

圖1 節理走向、傾向玫瑰花圖

2 礦床特征

區內陶瓷土礦體2 個［8］，賦存于流紋英安質火山角礫巖、流紋質晶屑凝灰巖風化殼內，直接裸露地表或殘、坡積覆蓋層之下。在平面上呈被覆狀，覆蓋于流紋英安質火山角礫巖或流紋質晶屑凝灰巖上；在剖面上呈似層狀、脈狀（圖2）。

圖2 大坪山陶瓷土礦2 線地質剖面圖

各礦體特征如表2。

表2 礦體特征一覽表

2.1 礦石結構、構造

礦石以變余他形粒狀結構為主，其次為顯微鱗片變晶結構、碎粒殘余斑狀結構。

礦石構造有土狀構造及疏松塊狀構造。

2.2 礦石礦物

礦石礦物成分較簡單，由石英（29.60%～68.6%）、長石（1.9%～56.7%）、高嶺石（11.1%～23.6%）、伊利石（2.0%～5.9%）組成。

2.3 礦石化學成分

礦石主要化學成份為SiO2、Al2O3、K2O、CaO、MgO 等造巖礦物，主要有用組份為Al2O3；有害成分為TiO2、Fe2O3。淘洗對鐵、鈦含量影響不大。

2.4 物性特征

沿著風化殼垂向方向連續取樣分析測試，其物性特征如表3。

表3 礦石物性特征表

由表3，結合樣品在風化殼分布深度，表明近地表陶瓷土原礦顆粒粗—中粒級占比稍高。越往深部，風化解離越不徹底，礦物顆粒越粗；原礦自然白度較好，自然白度的與成礦母巖有關外，還與Fe2O3的含量關系密切。一般Fe2O3含量低自然白度就高，反之自然白度就低。

3 礦床成礦規律

德化大坪山陶瓷土呈似脈狀、板狀沿寬帶狀風化殼伸展，厚度16.00 m～36.90 m。礦體一般為淺灰白色，局部含鐵質，為淺黃褐色、紫灰色。該礦床是南園組中酸性火山碎屑巖中長石類礦物在酸性介質中風化，鉀、鈉等溶水性物質大量流失后，硅、鋁等物質在原地堆積而形成。主要控礦因素有地層、構造、氣候及水文地質等。

（1）地層：流紋英安質火山角礫巖、流紋英安質晶屑凝灰巖等火山碎屑巖富含鉀長石、斜長石等鋁硅酸鹽礦物，其化學成分表現為富含Si、Al、K、Na，低Fe、Ti；

（2）構造：裂隙是風化及地表水下滲的通道；同時也是鐵質沉淀的場所，影響礦石質量。

（3）氣候及水文地質：鉀長石、斜長石風化成高嶺石是在弱酸性水質條件下進行的，4K［AlSi3O8］（鉀長石）+H2O+2CO2→Al4［Si4O10］（OH）8（高嶺石）+8SiO2+2K2CO3。

4 總結

德化大坪山陶瓷土礦位于閩東火山斷拗帶中部，火山構造居于戴云山巨型環狀火山構造的西緣，構造—巖漿活動頻繁。區內地層主要為一套晚侏羅世—早白堊世酸性火山熔巖、火山碎屑巖及火山碎屑沉積巖，其中中—酸性火山碎屑巖是成礦母巖及含礦圍巖。近地表節理發育，為風化成礦提供了地表水下滲通道。礦體沿走向傾向，礦石成分變化較穩定。礦床主要受地層、構造、氣候及水文地質條件控制。前人開采陶瓷土留下的采坑、老硐，是直接標志；流紋英安質火山角礫巖、流紋英安質晶屑凝灰巖出露地段，風化后呈灰白、淺黃褐色，與其他巖性段風化后呈深灰色、紅褐色，顏色稍有差異，可以作為間接標志。