安徽蕪湖繁昌瑜山陶瓷土礦地質(zhì)特征及礦床成因分析

胡志丹

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局312地質(zhì)隊，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

安徽蕪湖瑜山陶瓷土礦位于長江沖積平原南緣，區(qū)內(nèi)為低丘[1]。礦區(qū)最高標(biāo)高193.88 m(茅山頭)，位于礦區(qū)南東部；最低標(biāo)高13.24 m，位于礦區(qū)南西部。高處基巖裸露，低處為農(nóng)田所覆蓋。自20世紀(jì)50年代起，多家地質(zhì)單位在此開展了地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)特征的綜合勘查研究。對于該區(qū)域的高嶺土礦的成礦規(guī)律與儲量已經(jīng)有了較為清晰的認(rèn)識。2020年諾貝爾陶瓷有限公司與蕪湖市國土資源局協(xié)商，將克里高嶺土礦以南，樓屋鐵礦以北地區(qū)作為陶瓷土(花崗巖)礦作為勘查區(qū)。文章從瑜山陶瓷土礦普查與詳查成果入手，對該礦區(qū)的地質(zhì)地貌特征進(jìn)行研究，探討陶瓷土礦的成礦規(guī)律，以期為今后該區(qū)陶瓷土礦勘查提供依據(jù)。

1 礦區(qū)(床)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層較為簡單，僅出露二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)和局部低凹區(qū)少量第四系(Q)覆蓋層(圖1)。

二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)分布于查區(qū)東部，頂部為中層生物碎屑灰?guī)r；底部為灰黑色-黑色泥質(zhì)頁巖，粉砂質(zhì)頁巖，粉—細(xì)砂夾2層煤；中部為灰黃色中薄層—中層長石石英細(xì)砂巖夾灰黑色粉砂質(zhì)頁巖、粉砂質(zhì)細(xì)砂巖；下部為灰白、青灰色泥巖、含生物碎屑硅質(zhì)頁巖，地層產(chǎn)狀345°∠50°，總厚度259～367 m。

第四系(Q)分布于礦區(qū)周圍及山脊低凹處，其巖性為棕黃色黏土及含礫石黏土，厚度1.3～3.2 m。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于濱江復(fù)向斜中的宣沖向斜北東端南東翼，區(qū)內(nèi)東部的沉積巖為單斜構(gòu)造。地層走向北東75°，傾向345°，傾角50°，礦區(qū)內(nèi)無明顯斷層。

礦區(qū)內(nèi)裂隙構(gòu)造僅發(fā)育3組：一組為走向北東70°，傾向南東，傾角60°；一組為走向北西345°，傾向北東，傾角70°；另一組為走向北西280°，傾向北，傾角20°，三組構(gòu)造裂隙多將礦體切成巨大塊狀體。區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育，尚未發(fā)現(xiàn)具一定規(guī)模的斷層。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，但巖性單一，主要為燕山晚期第三次侵入之花崗巖，屬于“濱江”巖體的一部分。該巖體中、東部出露較好，西部大部被第四系覆蓋。巖體侵入的圍巖在礦區(qū)東部為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M。

巖體南側(cè)與圍巖接觸面傾向南，傾角40°～70°；北側(cè)傾向北，傾角25°～30°；東側(cè)東傾，傾角30°。巖體呈巖株狀產(chǎn)出，向北或北東傾伏延伸。巖體流動構(gòu)造不發(fā)育，僅局部見，流線多呈東西向，與其平行的一組節(jié)理為縱節(jié)理，近南北向者為橫節(jié)理，并多被后期巖脈充填。巖石呈細(xì)—中、粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為鉀長石、石英、斜長石，次為黑云母、角閃石等，副礦物極少。根據(jù)巖石的結(jié)構(gòu)及礦物成分之變化。巖體可分為邊緣相——細(xì)粒花崗巖；過渡相——細(xì)、中粒花崗巖；中心相——中粗粒花崗巖3個巖相帶。礦體位于濱江巖體東部接觸帶過渡相帶內(nèi)，受次生構(gòu)造控制十分顯著。本次對區(qū)內(nèi)4個鉆孔工程的18個花崗巖樣品進(jìn)行了數(shù)據(jù)歸一化處理，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)礦物計算。在QAP圖解中，確定該區(qū)的花崗巖為二長花崗巖。在TAS圖上屬于亞堿性系列，在SiO2-K2O系列圖解上全部投影在高鉀鈣堿性系列中。SiO2含量較高，均大于76%， K2O和Na2O比值大于1，K2O含量較高，為4.28～5.23，可能與混合巖化有關(guān)。

1.4 變質(zhì)作用與圍巖蝕變

礦區(qū)東部見燕山晚期花崗巖與二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)砂巖、灰?guī)r接觸，接觸帶蝕變主要為微弱的矽卡巖化，巖體中見有高嶺土化、絹云母化蝕變，未見金屬礦化現(xiàn)象。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)圖

2 礦體(層)特征

2.1 礦體數(shù)量

礦區(qū)內(nèi)圈定陶瓷土(花崗巖)礦體共1個，編號為Ⅰ。

2.2 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模

Ⅰ礦體平面上呈不規(guī)則狀，長軸呈南北向展布，礦體南北長1 500 m，東西寬300～750 m，最大厚度為104.43 m(ZK603)，最小厚度2.84 m，平均厚度為42.19 m，賦存標(biāo)高+20～+193.88 m。

2.3 礦體厚度及變化

(1)Ⅰ礦體各線在+20 m標(biāo)高以上厚度變化，礦體分布在2線～18線間，控制礦體厚度在0(ZK1003)～104.43 m(ZK603)之間，平均42.19 m，其厚度變化系數(shù)為71.29%，屬不穩(wěn)定型。

2線為單孔(ZK201)見礦，礦體厚度為5.78 m；4線厚度為25.09(ZK401)～65.79 m(ZK403)，平均厚40.71 m，從西往東厚度有增大趨勢；6線厚度為43.14(ZK601)～102.43 m(ZK603)，平均厚65.79 m，從西往東厚度有增大趨勢；8線厚度為13.75(ZK802)～90.78 m(ZK803)，平均厚52.27 m，從西往東厚度有減小趨勢；10線厚度在0.00(ZK1003)～40.01 m(ZK1002)，平均厚40.01 m，從西往東厚度有減小趨勢；12線厚度為10.67(ZK1202)～68.48 m(ZK1201)，平均厚39.58 m，從西往東厚度有減小趨勢。

(2)從北往南，各線的平均厚度分別為5.78(2線)～40.71(4線)～65.79(6線)～52.27(8線)～40.01(10線)～39.58 m(12線)，厚度變化呈南部(12線)厚大，往北往南呈跳躍式變化。

2.4 礦體埋藏深度及頂、底賦存標(biāo)高

Ⅰ礦體埋藏深度為0.00(ZK603)～102.43 m(ZK603)，頂板賦存標(biāo)高為+21.56(ZK801)～+140.50 m(ZK603)之間，底板標(biāo)高為+11.42(ZK402)～98.81 m(ZK802)。

3 礦石特征

3.1 礦物組成與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

陶瓷土(花崗巖)礦物成分主要有鉀長石(32%)、斜長石(22%)、石英(38%)，次有黑云母(1%)等。副礦物主要為鋯石、磷灰石及磁鐵礦、獨居石等。斜長石半自形粒狀、板狀，雙晶明顯，黑云母片狀，蝕變后形成不透明礦物，鉀長石半自形粒狀，部分具卡式雙晶，石英粒狀。

礦石結(jié)構(gòu)：中粒狀花崗結(jié)構(gòu)，斑狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：松散狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。

3.2 礦石化學(xué)成分

陶瓷土(花崗巖)中Al2O3、K2O、Na2O 為有益化合物，F(xiàn)e2O3、TiO2、CaO為有害化合物。

陶瓷土(花崗巖)+20 m標(biāo)高以上Ⅰ礦體各元素變化范圍為：Al2O3為7.71%(ZK005-2)～22.98%(ZK1001-4)，平均12.88%。Fe2O3為0.28%(ZK801-10)～1.70%(ZK401-2)，平均1.05%。TiO2為0.01%(ZK603-33)～0.21%(ZK401-2)，平均0.09%。K2O為0.017%(ZK1002-2)～5.12%(ZK109-5)，平均3.79%。Na2O為2.01%(ZK402-6)～9.10%(ZK1002-19)，平均3.74%。K2O+Na2O為6.02(ZK1201-20) ～9.25(ZK1002-19)，平均7.53%。CaO為0.09%(ZK105-7)～1.80%(ZK1202-11)，平均0.72%。

3.3 風(fēng)(氧)化特征

通過鉆孔揭露，部分鉆孔中花崗巖見有巖石風(fēng)化現(xiàn)象，主要分布在2線(ZK201)、4線(ZK402、ZK403)、6線(ZK601、ZK602、ZK603)、8線(ZK801)。花崗巖中風(fēng)化形成弱絹云母、弱黏土化。風(fēng)化厚度在5.10(ZK403)～48.71(ZK1001)之間，礦區(qū)中部8線風(fēng)化層厚度較大，ZK801為40.78 m。

3.4 礦石類型

陶瓷土礦自然類型為花崗巖，礦石類型為陶瓷土。

3.5 礦體圍巖和夾石

圍巖 經(jīng)鉆孔揭露，區(qū)內(nèi)有13個鉆孔中礦體頂板見有圍巖，礦體頂板圍巖主要為風(fēng)化的花崗巖體，控制厚度在2.72(ZK803)～42.54 m(ZK1201)之間，礦體頂板圍巖中含有害成分，F(xiàn)e2O3、CaO含量較高,開采之前要進(jìn)行地表浮土剝離，注意避免污染礦石。

夾石 經(jīng)工程揭露和采樣分析，將工程中部分化合物達(dá)不到工業(yè)指標(biāo)的樣品圈為夾石，區(qū)內(nèi)有12個鉆孔中見有夾石，夾石厚度在2.06(ZK803)～44.20 m(ZK802)之間。

4 礦床成因類型分析

瑜山陶瓷土礦區(qū)大地構(gòu)造位置為揚子準(zhǔn)地臺、下?lián)P子臺坳，沿江拱斷褶帶之安慶凹斷褶束[2]。區(qū)域地層屬揚子地層區(qū)、下?lián)P子地層分區(qū)、貴池地層小區(qū)。區(qū)域褶皺構(gòu)造主要為濱江復(fù)向斜，斷裂構(gòu)造較發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，主要巖體為燕山中晚期的濱江花崗巖體[3]。該區(qū)印支—燕山期構(gòu)造活化，使地臺型沉積發(fā)生褶皺隆起，斷裂拗陷。形成一系列北北東向規(guī)模巨大的左行平移斷層，本區(qū)正是由這種左行平移斷層在基底形成了北北東向的剪切帶，使蓋層中原已形成的近東西向的褶皺發(fā)生了左旋扭動，并將其改造成了北東向。區(qū)內(nèi)巖體受北東和北北東向的斷裂控制，沿不同的褶皺核、翼部侵入地表。在印支—燕山期褶皺隆起過程中伴有東西向和南北向的基底深斷層，均為本區(qū)最重要的導(dǎo)巖、導(dǎo)礦及控巖、控礦構(gòu)造[4]。區(qū)內(nèi)陶瓷土(花崗巖)礦屬燕山晚期侵入體，屬于濱江花崗巖體的一部分，來源于殼幔混熔巖漿經(jīng)熔離作用形成的超酸性—酸性堿質(zhì)巖漿。巖漿侵入復(fù)向斜構(gòu)造中，形成花崗巖體。圍巖為晚二疊世至早三疊世沉積地層，富含鈣質(zhì)的碳酸鹽使花崗斑巖與圍巖物質(zhì)成分上產(chǎn)生了內(nèi)在聯(lián)系，發(fā)生矽卡巖化[6]。陶瓷土礦的形成主要分為早、中、晚三個成礦期。早期：主要為面型高嶺石化，形成陶瓷土礦礦胚層；中期：在早期成礦期形成的高嶺土礦礦胚層的基礎(chǔ)上，受晚期斷裂等構(gòu)造的影響，疊加線型高嶺石化，形成陶瓷土礦體；晚期：早、中成礦期形成的礦(化)體在地表或近地表處，受風(fēng)化淋濾作用，巖石中易溶組分隨水流走，三氧化二鋁進(jìn)一步富集，形成陶瓷土礦體[5]。花崗斑巖除高嶺土化外，還具較強(qiáng)的絹云母化、鈉長石化。

5 結(jié)論

(1)瑜山陶瓷土礦礦體分布于存在于花崗巖中，礦體連續(xù)性較好，呈單獨塊體分布。

(2)陶瓷土礦的主要成分為主要有鉀長石、斜長石、石英等，礦石結(jié)構(gòu)為中粒狀花崗結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為松散狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。

(3)根據(jù)對成礦原因分析，認(rèn)為該礦周圍成礦地質(zhì)條件良好，找礦潛力大。