江西會昌白竹砂質高嶺土礦床地質特征及找礦潛力分析

鐘遠生

(江西省地質局有色地質大隊，江西 贛州 341000)

花崗巖風化殘積型高嶺土礦床是我國南方地區主要的高嶺土礦床類型[1]，礦床主要成巖時代在燕山期，次為印支期和加里東期[2]，江西省該類礦床主要分布在贛東北和贛南地區[3]。會昌縣是贛南花崗巖風化殘積型高嶺土礦床重要的分布區之一，根據收集的相關資料，鮮有專家對該類型礦床進行研究[4-6]。本文在高嶺土礦詳查工作基礎上，分析研究白竹高嶺土礦床地質特征、礦床成因，并探究礦區及周邊的找礦潛力，進一步豐富本地區風化殘積型高嶺土礦床的研究成果，以期對礦山開發及周邊找礦提供參考。

1 區域地質概況

區域上位于武夷山北北東向隆起帶西南側，與于山北東構造帶的交接部位。區域經歷多期次的構造運動，斷裂構造發育，形成了以北北東和北西—北西西向為主的一系列規模不等、方向不一、性質不同的斷裂構造。會昌城區西北側老安背(邵武—河源)[7]北北東向深斷裂呈擠壓硅化破碎帶產出，控制區內巖體以及白堊系紅盆砂巖的分布，性質為先壓后張，持續的構造活動影響區內巖體形態、蝕變，控制著區內礦床的分布。區域內發育以酸性花崗巖侵入體為主的珠蘭埠復式巖體，包括主體印支期粗粒黑云母二長花崗巖和補體燕山期晚期細粒二長花崗巖[8]。其中細粒黑云二長花崗巖具高硅、富鋁、鉀、鈉，貧鈣、鎂、鐵、鈦等特征，是礦區重要的成礦母巖。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內地層出露簡單，由少量的震旦系和第四系組成。

震旦系為灰黑色變質石英砂巖、細砂巖夾粉砂質角巖，以條帶狀團塊殘留于花崗巖內，屬于圍巖捕擄體，表層風化后呈黃褐色、土黃色。分布于礦區中部，對礦體連續性有局部影響。

第四系為更新統(Qp)，以河流沖積相為主，分布于河谷兩岸，巖性為亞黏土、砂、礫。

2.2 構造

礦區內構造不發育，僅在礦區外南部見一近東西向斷裂，以硅化破碎帶形式產出。

2.3 巖漿巖

礦區地表出露燕山晚期花崗巖(圖1)，分布廣泛，巖性為細粒似斑狀黑云二長花崗巖，是礦區賦礦圍巖也是成礦母巖。

圖1 白竹礦區地質簡圖

(1)巖石學特征。

巖石呈淺灰白色，細粒似斑狀花崗結構，塊狀構造。巖石斑晶主要為斜長石、石英，斜長石占3%，石英占7%；斑晶粒徑一般5～7mm，其中斜長石半自形板狀，已去鈣鈉化，含較多細小螢石晶粒。石英呈他形粒狀，波狀消光。基質主要為：斜長石占21%，鉀長石占28%，石英占18%，黑云母占5%。基質呈細粒花崗結構，基質粒徑0.5～1.5mm。鉀長石主要由微斜長石及條紋長石組成，具弱高嶺石化。斜長石已去鈣鈉化，含較多螢石細小晶體。石英呈他形粒狀，波狀消光。黑云母呈半自形片狀，微弱多色性。

(2)巖石化學特征。

本次共采集3個硅酸鹽樣品，經分析其化學成分含量后求取平均值與中國花崗巖、南嶺二長花崗巖作對比(表1)。

表1 花崗巖巖石化學成分一覽表[9] (單位：%)

礦區花崗巖SiO2含量為74.98%，屬酸性巖；K2O/Na2O為1.68，屬陸殼沉積物熔融形成的S型花崗巖；SiO2、K2O和K2O/Na2O比值明顯高于中國花崗巖，也高于南嶺二長花崗巖，而CaO、MgO、Fe2O3、FeO、TiO2低于對比巖，表明礦區花崗巖屬高硅、富鉀、貧鈣、鎂、鐵、鈦的超酸性S型花崗巖類。

2.4 圍巖蝕變

礦體圍巖主要是蓋層植被土層、底板弱風化—未風化的細粒似斑狀黑云母二長花崗巖、震旦系變質砂巖。

礦區內花崗巖蝕變主要是交代作用形成的面型蝕變，蝕變類型有鈉長石化、鉀長石化、綠泥石化、硅化、鋰云母化，其中鈉長石化、鉀長石化與高嶺土礦成礦關系最密切。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

高嶺土為花崗巖風化殘積形成，礦體賦存于燕山晚期細粒似斑狀黑云母二長花崗巖風化層之中，沿山脊或坡面產出，風化殼發育保存程度與高嶺土礦體展布形態、規模大小等特征具有一定的聯系(圖2)。根據工程圈定可供開發利用的工業礦體1個，礦體呈長條型、不規則渾圓形，層狀或似層狀產出，產狀與地形坡面近于一致。山脊、山坡、較緩的山包處礦體保存較為完整，厚度較大，山頂、較陡的山坡、山溝處礦體厚度小，甚至消失。礦體蓋層較薄，主要是植被土層，平均厚度1.6m；山坡、山腳處蓋層較厚，一般1.0～2.0m；山包頂、山脊蓋層較薄甚至直接出露，一般小于0.8m。礦體底板為弱風化—未風化的細粒似斑狀黑云母二長花崗巖，可作為瓷石礦體。

圖2 A-A'線地質剖面圖

礦體總體呈南北向或北北西向長條狀，中部受溝谷第四系分割，南北長1 050m，東西寬500m，展布面積0.315km2，厚度一般0.7～16m，平均厚度3.9m，厚度變化系數58.90%。Al2O3含量平均值16.68%。賦存標高325～425m，賦存深度0～19m。礦體結構簡單，連續性好，分布均勻，無夾石或少有夾石。

3.2 礦石特征

(1)礦物成分。

根據礦區多組樣品的鏡下鑒定、X-射線衍射分析結果，礦石的主要有用礦物為埃洛石、伊利石、石英長石以及少量的鉭鈮礦、鋯英石等。有害組分為含鐵質礦物，鐵鋰云母，少量褐鐵礦。礦石結構原巖為中細粒結構，風化后呈砂狀松散狀構造，埃洛石、伊利石主要為長石的風化產物。

(2)化學成分。

砂質高嶺土礦主要有益組分為Al2O3，主要有害組分為Fe2O3和TiO2。根據礦石化學分析結果(表2)，SiO2含量偏高，Al2O3含量一般，CaO+MgO含量較低，Na2O含量較低，K2O含量較高。其他有色金屬、稀土以及貴金屬含量都較低，無工業利用價值。

表2 礦石化學成分分析結果表

(3)礦石類型與品級。

礦石類型屬風化殘積型松散狀砂質高嶺土礦石；礦石自然白度78.2，煅燒1 300℃，白度為79.08。原礦高嶺土(精礦量)淘洗率27.57%，淘洗后SiO2含 量 49%、Al2O3含 量 34%、Fe2O3含 量 0.95%、TiO2＜0.1%；淘洗精礦(高嶺土)中7A埃洛石和伊利石主要集中在-0.043mm粒級，鋁含量偏底，Al2O3含量未達到35%的要求，達不到高檔陶瓷產品的要求，可作為普通陶瓷料、陶瓷坯料、普通耐火材料等。

3.3 風化層特征

花崗巖風化層由細粒似斑狀黑云母二長花崗巖經風化殘積而形成的，其形成、保留程度與礦區地貌及第四紀風化、剝蝕作用有直接關系。砂質高嶺土礦賦存于花崗巖風化層之中，其成礦與風化作用有著密切的關聯。巖體風化層在空間展布上有一定的規律，平面上受地形地貌控制，剖面上具有明顯的垂直分帶特征[11-12]。

平面特征：風化層展布形態嚴格受地形地貌控制，平面上總體呈北北東、北北西向面型分布。風化層主要保留在山頂、山脊和山坡，而山腳下及溪溝多為第四系或基巖裸露。風化層產狀頂部受地形控制，產狀隨著地形延伸，底部產狀較平緩，形成山脊部位厚而向兩側逐漸變薄。

垂向特征：由淺到深，風化程度由強變弱，埃洛石由多變少，長石由少變多，礦石質量由好變差。據區內花崗巖的風化程度及其產物在風化剖面不同深度顯示出的差異，具有明顯的垂直分帶型特征。在垂直方向由上而下可劃分為全風化帶、半風化帶、基巖。砂質高嶺土礦體賦存于全風化帶中，深度一般在0～11m；半風化帶深度5～20m，20m之下均為基巖，瓷石礦體賦存在半風化帶和基巖中。

4 礦床成因

燕山晚期巖漿順老安背北北東向深斷裂侵入，并受斷裂持續不斷的活動影響下冷凝，形成細粒似斑狀黑云二長花崗巖，該花崗巖具有高硅、富含鉀、鈉，貧鈣、鎂、鐵、鈦的特征，為礦床的形成提供了物質基礎，是高嶺土礦的成礦母巖。冷凝后期，淺部巖漿發生強烈的氣熱蝕變，鉀長石被鈉長石交代，形成鈉長石化細粒黑云母花崗巖，該巖石位于淺部，易于風化，是形成高嶺土礦的理想原巖。

礦體的礦化隨風化程度強弱而變化，地形地貌、氣候條件直接影響風化程度，礦區位于丘陵地帶，地勢平緩，高差小，且屬亞熱帶季風氣候，溫暖潮濕，四季分明，雨量充沛，具有良好的風化成礦條件。鈉長石化細粒黑云母花崗巖經長期的風化作用，長石被分解，堿金屬、堿土金屬被帶走，殘余難溶的Al2O3、SiO2構成含水鋁硅酸鹽高嶺石，高嶺石、埃洛石、伊利石等與未分解的石英、長石殘留原地堆積形成礦區花崗巖殘積型砂質高嶺土礦床。

5 找礦分析

5.1 砂質高嶺土礦找礦分析

老安背巖體的細粒似斑狀黑云母二長花崗巖出露面積大，表土層覆蓋薄，風化殼厚度大，具有形成較大砂質高嶺土礦體的優厚條件。根據地表踏勘發現，礦區外圍東部偏南方向地形緩慢，多為平緩的山脊、小山包。剝土深度5m(深部未揭穿礦體)均為白色風化花崗巖，取樣化驗，Al2O3平均品位達到16.21%，有害組分Fe2O3+TiO2＜1.10%，自然白度68～81，達到砂質高嶺土礦一般工業指標要求，是良好的砂質高嶺土礦體，可作為礦區后期資源接替區。

5.2 瓷石礦找礦分析

礦區內多個鉆孔資料顯示，礦區砂質高嶺土礦賦存深度在0～20m，20m之下為瓷石礦，已揭露的瓷石礦體最大厚度75m，其Al2O3平均品位達到14.02%，有害組分Fe2O3+TiO2＜0.972%，達到瓷石一般工業指標要求，是礦區新的礦石類型，找礦潛力巨大。

礦區成礦巖體所屬的老安背巖體分布在塘坊序列環狀體的外環，總面積3.6km2，而礦區面積0.5km2，只占一小部分，其余3.1km2也是同一個巖體，具有相同的礦物特征、巖石化學特征以及風化特征，找礦潛力較好，具有較大的找礦空間。

5.3 銣礦找礦分析

本次工作取樣10件分析Rb2O含量，平均品位為0.16%，達到綜合回收伴生Rb的一般工業指標，說明在本區巖體中具有較好的Rb找礦潛力，與區域地質資料顯示的巖體具有向富Rb演化特征相符。本區Rb未見獨立礦物，是以離子狀態分布在鉀長石和鐵鋰云母中。根據相關研究資料，采用脫泥—浮選方法分離云母、長石和石英，所得云母精礦含銣0.567 5%、回收率為39.89%，同時得到合格的長石精礦和石英精礦，實現綜合利用[13]。因此，Rb是礦區新的找礦方向，完全具有進一步研究和開發價值。

6 結論

(1)礦區砂質高嶺土礦體賦存于燕山晚期細粒似斑狀黑云母二長花崗巖風化層中，呈似層狀產出，礦體結構簡單，連續性好，分布均勻。礦石主要有用礦物有埃洛石、伊利石、石英長石，有害礦物有鐵鋰云母，少量褐鐵礦；有益組分為Al2O3，主要有害組分為Fe2O3和TiO2；礦石可作為普通陶瓷料、陶瓷坯料、普通耐火材料等。

(2)具有高硅、富鉀、貧鈣、低鎂、低鐵、低鈦等特征的細粒似斑狀黑云母二長花崗巖為成礦母巖，規模較大的老安背北北東向深斷裂為成礦巖體侵入提供通道和場所，丘陵、低山地貌以及亞熱帶季風氣候組成的風化條件，構成礦區良好的成礦條件。

(3)瓷石礦、銣礦是未來礦區及周邊找礦的方向，礦區外同單元巖體面積廣，深部瓷石找礦空間大，分析認為礦區深部及周邊具有良好的找礦潛力。