江西省官山瓷土、瓷石礦地質特征及礦床成因

戴云龍，趙蘭芝

(1.南昌工程學院 水利與生態工程學院；2.中鐵水利水電規劃設計集團有限公司，江西 南昌 330029)

中國瓷土(高嶺土)礦產資源量位居世界前列，目前已探明瓷土礦約260多處，經地質探明其儲量約29.10億t。江西瓷土(高嶺土)資源儲量較為豐富，保有資源儲量約10 869萬t，位居全國第五位[1]。其中儲量1 907.9萬t，基礎儲量3 774.2萬t，資源量7 094.8萬t。但因為瓷土礦的價格因礦石質量不同而不同，價格從10元/t～200元/t不等，優質瓷土價格更高，瓷土礦成為緊缺礦種。目前景德鎮市瓷土年消耗量已由15萬t猛增到300萬t，優質瓷土資源更為緊缺，而且我國工業領域對瓷土礦物原料的需求量也在不斷增加，因此瓷土礦的開發利用有很好的前景[2]。

1 區域及礦區地質特征

1.1 區域地質概況

研究區位于下揚子地塊所屬的長江中下游坳陷帶九江坳陷區，區域上大范圍出露新元古界-震旦系淺海碳酸鹽巖-碎屑巖基底沉積，并有晚古生代-早古生代表海和中新生代陸相斷陷紅色盆地蓋層沉積[3]。基底地層由中元古界雙橋山群橫涌組組成，為一套泥砂質碎屑的濁流復理石建造，主要巖石類型有板巖類和變碎屑巖類。印支運動后期的陸相盆地沉積，由礫巖或含礫長石石英砂巖-粉砂巖-粉砂質泥(頁)巖構成基本層序，其中上部碳質高鋁泥頁巖常形成瓷土礦。而中生代晚期的中酸性巖漿活動，伴有溢流-噴發相火山沉積，區內瓷石礦床形成與中酸性巖漿活動有關[4]。

1.2 礦區地質概況

1.2.1 礦區地層。中元古界雙橋山群橫涌組：少量分布于研究區北東部，為黃綠色、青灰色薄-中厚層(局部見厚層狀)變中-細粒巖屑砂巖，變細粒巖屑石英砂巖；薄至中厚層變粉砂少夾黃綠、青灰色板巖。細(粉)砂質絹云板巖。標志特征：以厚層至巨厚層變巖屑砂巖有別于其下、上段地層。基本層序常由薄-中厚層變細砂巖、變粉砂巖、板巖互層組成。侏羅系水北組：少量分布于研究區南東部，為灰黑色砂質泥巖、長石石英砂巖和礫巖組成。白堊紀冷水塢組：分三處出露于研究區中部，面積較小。為一套紫紅色、豬肝色粉砂質泥巖，產化石。第四系進賢組：大量分布于研究區西部，南部有少量出露，為一套網紋紅土和紅土礫石層。第四系新港組：大量分布于研究區中部，為黃褐色亞黏土、亞砂土和含透鏡狀沙礫石層。

1.2.2 火山巖。礦區內東部發育有一套灰-灰白色火山噴出巖為英安巖和安山巖，巖石具有流紋構造及斑狀結構和玻璃質結構,其中斑晶多為中性斜長石，堿性斜長石較少，巖石中還含有少量石英；基質為細粒的長石、石英等。火山巖通常為玻璃質結構、交織結構或霏細結構。有的具有流紋構造。英安巖常與流紋巖、粗面巖和安山巖等共生,組成巨厚的火山巖系。中國火山巖地區均有出露,特別是我國東南沿海一帶火山巖最為發育。

1.2.3 構造。基底褶皺主要發育在變質巖地層中，可見小型同斜褶皺，褶軸北東向，軸面北西傾，從小褶皺的形態可以推斷礦區處在基底大向斜的北西翼；蓋層褶皺在本區表現不明顯，區域資料顯示礦區處于余家向斜構造北西翼，在該礦區表現為單斜構造，傾角40°～77°。

2 礦體地質

2.1 礦體特征

2.1.1 礦體的數量及礦體產出層位。根據礦區的預查結果分析瓷土(瓷石)礦在地表出露及其產出層位，將礦區內瓷土(瓷石)礦體分為2個礦體，編號為Ⅰ、Ⅱ號礦體。Ⅰ號礦體為瓷土礦(見圖1)，產于早侏羅紀水北組中下部；Ⅱ號礦體為瓷石礦(見圖2)，產于晚侏羅紀鵝湖嶺組火山巖層中下部。

圖1 瓷土礦標本

圖2 瓷石礦標本

2.1.2 礦體的分布、形態、產狀和規模。Ⅰ號礦體分布在礦區的南東部，位于船山村東350 m，出露寬度55 m，出露長度250 m，礦體賦存海拔標高+40 m～+45 m；Ⅱ號礦體分布在Ⅰ號礦體的北西面，兩礦體間距340 m，礦體出露寬度55 m，出露長度450 m，礦體賦存海拔標高+55 m～+65 m。

Ⅰ號礦體產于沉積地層中，與大多數沉積礦床類似，礦體形態較規則，水平切面上呈長矩形，空間上呈傾斜的層狀體。礦體北東向延伸，傾向北西，產狀299°∠49°～74°。礦區內礦體走向延長250 m(礦區外仍有很長延伸)，探礦工程控制礦體真厚度32.41 m，礦體傾向延深應大于10 m。

Ⅱ號礦體產于火山巖層中，礦體形態不甚規則，沿走向有膨縮現象，但總體呈似層狀產出。礦體產狀有一定的變化，總體北東向延伸，傾向北西，產狀240°～297°∠49°～77°。礦體走向延長450 m，探礦工程控制礦體真厚度29.51 m～38.53 m，礦體傾向延深應大于10 m。

2.2 礦石質量

2.2.1 礦石的物理特性及結構構造。Ⅰ號礦體為瓷土礦，Ⅱ號礦體為瓷石礦。瓷土礦中又可細分為高鐵瓷土礦和高鐵富鋁瓷土礦。

高鐵瓷土礦：礦石呈灰白色，塊狀，斷口參差不平，手搓易碎，很少粗顆粒雜質，濕礦有黏性，次生交代結構，松散狀構造。

高鐵富鋁瓷土礦：礦石呈青灰色，塊狀，斷口似貝殼狀，手摸有滑感，很少粗顆粒雜質，濕礦有較強黏性，次生交代結構，松散狀構造。

瓷石礦：質量好者為灰白色，次者為灰-深灰色，塊狀，錘擊難裂，少斑結構，基質呈顯微鑲嵌結構，流紋構造。

2.2.2 礦石礦物成分及含量。瓷土礦：主要由泥質(89%)、石英粉砂(10%)、白云母碎屑組成；泥質由水云母為主、高嶺石等黏土礦物為次組成，呈鱗片狀，片徑0.01 mm左右，具平行半平行排列；石英粉砂呈棱角-次圓狀，粒徑0.01 mm～0.06 mm，分布較均勻。

瓷石礦：主要由斑晶斜長石(8%)、基質(92%)組成，斜長石斑晶呈自形板狀，粒徑0.6 mm～1.2 mm，全部被黏土礦物高嶺石取代，基質由長英質組成，以石英為主晶，微粒狀斜長石為客晶，主晶包裹客晶顯示顯微鑲嵌結構。

2.3 礦石類型、礦體圍巖及夾石

2.3.1 礦石類型。按礦石的成礦作用及采選性不同分為沉積風化型瓷土礦礦石和火山巖型原生瓷石礦礦石兩種。其中瓷土礦石又可根據主要化學成分含量不同分為高鐵瓷土礦石和高鐵富鋁瓷土礦石。

2.3.2 礦體圍巖。礦體上下盤圍巖的巖石類型與礦體產出位置密切相關，產于沉積巖中的礦體其圍巖往往是沉積巖，產于火山巖中的礦體其圍巖往往是火山巖。Ⅰ號礦體的直接底板是含礫粗砂巖，直接頂板是高鐵粉砂質泥巖，頂底板在野外較易與礦體區分，底板可憑肉眼觀察粗細而區分，頂板往往形成正地形；Ⅱ號礦體直接底板是安山巖，直接頂板是強硅化英安巖，Ⅱ號礦體的底板與礦體不易區分，頂板是強硅化巖石。

2.3.3 礦體中夾石。Ⅱ號礦體中夾石的巖性與礦體原巖無本質差別，其礦物成分大體一致，僅Fe2O3含量過高而成為夾石。造成Fe2O3含量過高的原因是礦體內節理裂隙發育，其中充填鐵質薄膜。因此，在采礦時應剔除掉黃褐色鐵質薄膜發育區段。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

Ⅰ號礦體屬于沉積風化型瓷土礦床。早侏羅世海平面快速下降，區域內形成泥巖、粉砂巖組成的后濱相沉積，其中水北組中碳質頁巖、泥巖富含Al2O3成分，后經風化形成了沉積風化型瓷土礦[5，6]。

Ⅱ號礦體屬于火山巖型瓷石礦床。晚侏羅世火山活動急劇加強，區域內火山洼地噴溢大量巖漿，結晶后形成火山巖，鵝湖嶺組中下部巖石Al2O3、Fe2O3含量均達到瓷石礦工業指標。《礦產資源工業要求手冊》中將此類礦床歸類為礦石為石質的酸性凝灰巖蝕變型高嶺土礦床。

3.2 找礦標志

Ⅰ號礦體產于水北組地層中，因此在水北組礫巖之間出露的泥巖往往是直接找礦標志。高鐵富鋁瓷土礦經常與1 cm～3 cm厚的黑色玻璃質層伴生，地表發現黑色玻璃質層即有可能尋找到高鐵富鋁瓷土礦。區內出露的火山巖層是瓷石礦的直接找礦標志，深色安山巖的上盤往往產有瓷石礦。

4 結論

研究區印支運動后期的陸相盆地沉積由礫巖或含礫長石石英砂巖-粉砂巖-粉砂質泥(頁)巖構成基本層序，其中上部碳質高鋁泥頁巖常形成瓷土礦。而中生代晚期的中酸性巖漿活動，伴有溢流-噴發相火山沉積，因此判斷區內瓷石礦床形成與中酸性巖漿活動有關。

區內在水北組礫巖之間出露的泥巖是瓷土礦的直接找礦標志，地表發現黑色玻璃質層即有可能尋找到高鐵富鋁瓷土礦，出露的火山巖層是瓷石礦的直接找礦標志，深色安山巖的上盤往往產有瓷石礦。