江西省金溪縣中洲礦山地質(zhì)特征及成因

喻軍敏，王思學(xué)，萬(wàn)良?xì)J

（江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì)，江西 九江 332000）

中洲礦山研究區(qū)位于金溪縣城正西方向直距約20Km，行政區(qū)屬金溪縣滸灣鎮(zhèn)管轄。文章通過(guò)查閱中洲地質(zhì)勘查工作成果資料，并試圖這些資料為基礎(chǔ)，對(duì)礦區(qū)的礦床成礦地質(zhì)要素、礦石質(zhì)量等進(jìn)行了系統(tǒng)的歸納總結(jié)，并對(duì)其成礦控制因素、形成機(jī)制等進(jìn)行了分析探討，旨在為礦區(qū)下一步地質(zhì)勘查提供指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

工作區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與華南褶皺系碰撞交接部位，鷹潭-安遠(yuǎn)大斷裂東側(cè)，東鄉(xiāng)火山巖盆地南緣，屬欽杭東段南部成礦帶，金溪-鉛山隆起成礦亞帶的組成部分，銅金等多金屬及高嶺土、瓷土等非金屬礦產(chǎn)資源豐富[1，2]。

區(qū)域出露的地層主要為侏羅系白堊系地層，侏羅系包括如意亭組（J3r），白堊系包括鵝湖嶺組虎巖段（K1ehy）、花草尖段（K1eh）、梧溪段（K1ew）；火把山群石溪段（K1s1）、茅店組（K2m）。

區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，以近南北向?yàn)橹鳎瑑A向西，延伸數(shù)公里。

區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁，大面積出露加里東期侵入巖、晚侏羅世及早白堊世火山巖，加里東期侵入巖主要分布區(qū)內(nèi)東部，面積約180Km2，占據(jù)總面積40%，晚侏羅世及早白堊世火山巖分布在區(qū)內(nèi)中北部，在區(qū)域上歸屬東鄉(xiāng)火山盆地，晚侏羅世富鉀鈉長(zhǎng)石火山巖近于地表的巖石易于受風(fēng)化作用而形成瓷土、黏土，為測(cè)區(qū)瓷土礦的形成提供了豐富的原料。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要有侏羅系如意亭組（J3r）、白堊系鵝湖嶺組梧溪段（K1ew）及茅店組（K2m），分述如下：

圖1 中洲瓷土礦礦區(qū)地質(zhì)圖

侏羅系如意亭組（J3r）：出露面積較小分布在測(cè)區(qū)中部，巖性主要為砂礫巖、火山角礫巖、泥巖，砂礫巖中礫石成分主要為花崗巖、泥巖等，呈棱角-渾圓狀，排列雜亂，礫徑一般為2cm～3cm，含量50%左右。沿其追索，從砂礫巖-含礫砂巖-泥巖，相互遞變，表現(xiàn)相變特征。地層總體傾向北西，傾角約30°～40°。

鵝湖嶺組梧溪段（K1ew）：主要分布在測(cè)區(qū)中部，呈近南北向長(zhǎng)條狀展布，下與如意亭組呈噴發(fā)不整合接觸，上有白堊系茅店組沉積不整合覆蓋其上。該段巖性以流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、流紋巖為主，呈層狀產(chǎn)出，底部以紫紅色流紋質(zhì)沉凝灰?guī)r為主，層理清晰，風(fēng)化普遍強(qiáng)烈，多呈松散土狀，是本區(qū)瓷土礦的主賦存層位，也是本次工作的主要對(duì)象；中上部為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r和流紋巖，灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶以斜長(zhǎng)石為主，少量為石英斑晶，局部夾黑曜巖球泡流紋巖透鏡體。

茅店組（K2m）：巖性主要為含礫砂巖、雜砂巖，含礫砂巖主體為扇形前緣沉積，中下部含泥質(zhì)粉砂巖，應(yīng)為河漫灘沉積。礫石成分以石英、變質(zhì)巖及火山巖為主，礫石含量15%左右，呈棱角-次棱角狀，大小一般3mm～5mm。地層總體傾向北西，傾角約15°～20°。

第四系（Q）：主要分布于山腳下低洼處，亞砂土、粘土。

2.2 構(gòu)造

受區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的影響，測(cè)區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為近南北向大仙嶺斷裂，該斷裂位于大仙嶺西約500m處，總體走向6°～10°，傾向西，傾角45°～70°，局部?jī)A向東。區(qū)內(nèi)長(zhǎng)約4500m，出露寬北段為40m～80m，南段為30m～40m，向南伸至圖外，北段被第四系覆蓋，地表表現(xiàn)為硅化碎粉巖，以交代和充填兩種形式存在，多呈團(tuán)塊狀，與圍巖呈漸變過(guò)渡關(guān)系；硅質(zhì)充填為石英脈。蝕變主要為硅化、葉臘石化、綠泥石化。

2.3 巖漿巖

測(cè)區(qū)巖漿巖發(fā)育，分布于東部，為加里東期中性巖體，主要巖性為黑云母花崗巖、中粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、細(xì)粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

通過(guò)野外地質(zhì)填圖、淺井、槽探等工作手段的開(kāi)展，初步查明測(cè)區(qū)瓷土礦賦存于白堊系鵝湖嶺組梧溪段流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r中，巖石經(jīng)地表風(fēng)化作用殘積形成瓷土礦，受流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r與圍巖接觸界線影響，巖相帶大致呈弧形，總體南－北向延伸，同時(shí)，礦體的賦存受一定的山型控制，其地勢(shì)寬緩、落差小的低山丘嶺易于礦體儲(chǔ)存，風(fēng)化層相對(duì)厚。由于第四系及流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r基巖分割影響，礦體整體呈不規(guī)則狀。

3.1.1 V1礦體

礦體呈北東－南西向延伸，似層狀，平面形態(tài)略呈長(zhǎng)條狀，礦體長(zhǎng)約1.2Km～1.5Km，寬500m～800m不等，邊界線有地質(zhì)點(diǎn)D17，D25，D28，D58，D32，D33，D36，D43，D47，D59，D64，TC4控制，并且有槽探TC1，TC2，TC3，TC4地表揭露，地表出露面積0.53Km2，礦體風(fēng)化深度有淺井工程QJ1、QJ2、QJ3、QJ4、QJ5、QJ6進(jìn)行了解，風(fēng)化層深度約2m～5m，地勢(shì)低緩處風(fēng)化層相對(duì)深厚，深度達(dá)3m～6m，部份地區(qū)可達(dá)7m，溝壑山頂處相對(duì)薄，深度2m左右，局部可見(jiàn)堅(jiān)硬基巖出露，其總體礦體風(fēng)化層厚平均預(yù)計(jì)3.5m，其上部覆蓋殘坡積層一般0.5m～1.5m，溝壑處相對(duì)增厚，平均厚約1m。

圖2 V1礦體部份淺井工程觀察點(diǎn)

圖3 V1瓷土礦體D5地質(zhì)觀察點(diǎn)

3.1.2 V2礦體

V2礦體被第四系切割成不規(guī)則狀，由QJ7進(jìn)行深度控制，厚度約8.1m，出露面積約0.02Km2。

圖4 礦石特征

3.2 礦石特征

礦床為強(qiáng)－中風(fēng)化流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，棕紅-灰白色，由高嶺石、蒙脫石、伊利石、長(zhǎng)石、石英等礦組構(gòu)成。含水性較好。

各礦體礦石化學(xué)成分測(cè)試如下，見(jiàn)（表1）：

表1 各礦體化學(xué)分析結(jié)果表

由上表可知，2個(gè)礦體有益元素Al2O3平均含量為12.61%～24.99%，各礦體變化不大，較均勻穩(wěn)定，局部少量樣品含量低于14%；有害元素Fe2O3局部偏高，TiO2平均含量均小于0.6%，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DZ/T0206-2002）,總體大致符合砂質(zhì)高嶺土礦床地質(zhì)勘查一般工業(yè)指標(biāo)要求。

3.3 礦石類型

礦石自然類型紅棕-灰白色強(qiáng)－中風(fēng)化中流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r；礦石工業(yè)類型為瓷土礦。

3.4 礦體圍巖和夾石

礦體圍巖主要為地表覆蓋的殘坡積層，層厚一般0.5m～1.5m，溝壑處相對(duì)增厚，平均厚約1m。夾石主要為局部未風(fēng)化的基巖塊體。

4 資源量估算

4.1 資源量估算工業(yè)指標(biāo)

此次礦床參照現(xiàn)行高嶺土行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DZ/T0206-2002），砂質(zhì)高嶺土礦地質(zhì)勘查一般工業(yè)指標(biāo)如下表。

（1）Al2O3（%）＞14%；

（2）Fe2O3+TiO2（%）＜2%；

（3）TiO2（%）＜0.6%；

（4）最小可采厚度2m；

（5）夾石剔除厚度2m。

4.2 資源量估算范圍、對(duì)象

本次資源量估算范圍為江西省國(guó)土資源廳（贛國(guó)土資核［2016］780號(hào)）文件出讓坐標(biāo)范圍內(nèi)建議出讓區(qū)內(nèi)，以第四系基準(zhǔn)面以上參與計(jì)算，總體圍繞瓷土礦體V1及V2圈定，具體資源量估算拐點(diǎn)坐標(biāo)范圍見(jiàn)（表2），面積0.99Km2。

表2 資源量估算拐點(diǎn)坐標(biāo)范圍（面積：0.99Km2）

4.3 資源量估算方法

瓷土礦體呈似層狀面狀分布，形態(tài)不規(guī)則，風(fēng)化深度不一，山脊山坡處相對(duì)厚，而山溝處相對(duì)薄，根據(jù)其礦體形態(tài)、規(guī)模等特點(diǎn)。采用水平投影地質(zhì)塊段法估算瓷土礦資源量。礦體體積V采用礦體水平投影面積S乘以礦體平均厚度H，估算資源量采用：

礦石量Q=面積S×厚度H×比重D。

以上式中：

Q：礦石量（t）；

D：礦石比重（t/m3）；

V：塊段體積（m3）；

S：礦體水平投影面積（m2）；

H：礦體風(fēng)化層平均厚度（m）。

4.4 估算參數(shù)確定

風(fēng)化層頂部為0.5m～1.5m為殘破積浮土層，平均厚約1m，測(cè)區(qū)基本全覆蓋，因此，本次資源量估算風(fēng)化層厚度將剔除厚1m殘坡積浮土層。本次資源量估算334級(jí)別，溝壑局部裸露未風(fēng)化的基巖未以剔除。

瓷土礦礦石體重采用同工業(yè)類型經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)D=1.5t/m3計(jì)算，礦體水平投影面積S由MapGis區(qū)面積量算。

4.5 資源量估算結(jié)果

根據(jù)上述資源量估算范圍、估算方法、估算參數(shù)等技術(shù)要求，對(duì)測(cè)區(qū)瓷土礦體進(jìn)行334資源量估算，具體資源量估算見(jiàn)(表3)：

表3 瓷土礦資源量估算表

由上表可知，測(cè)區(qū)圈定的瓷土礦體V1、V2估算資源總量（334?）約302萬(wàn)噸，品位：Al2O3含量介于12.61%～24.99%，F(xiàn)e2O3含量介于1.6%～4.58%，TiO2平均含量0.08%～0.59%。

參照礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)土資發(fā)〔2000〕133號(hào)），高嶺土（包括陶瓷土）100-500萬(wàn)噸礦石量定為中型規(guī)模，因此，測(cè)區(qū)瓷土礦達(dá)中型礦產(chǎn)資源量規(guī)模。

5 礦床成因

測(cè)區(qū)瓷土礦的成因由其內(nèi)外因素相結(jié)合的結(jié)果，內(nèi)在因素為成礦母巖條件，外在因素是風(fēng)化條件。

5.1 成礦母巖條件

成礦原巖為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，礦石中長(zhǎng)石為富鋁硅酸鹽礦物，在含CO2的溶液作用下易于發(fā)生反應(yīng)生成高嶺石；巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，礦物粒徑細(xì)粒，增大與酸性介質(zhì)的接觸面，更利于礦物發(fā)生風(fēng)化水解。

5.2 風(fēng)化條件

地處溫和濕潤(rùn)的亞熱帶氣候環(huán)境,寒暑分明,雨量充沛,植被茂密,為測(cè)區(qū)提供了酸性介質(zhì)環(huán)境，促使鋁硅酸鹽礦體在酸性介質(zhì)下不斷的風(fēng)化水解，其它易溶物質(zhì)則隨弱酸性地表水、地下徑流帶走，在有利的寬緩低山地形條件下原地便殘積了高嶺土等礦物，當(dāng)有用物質(zhì)的含量和規(guī)模達(dá)到工業(yè)價(jià)值時(shí)便形成了瓷土、高嶺土礦床。