江西婺源珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦床地質(zhì)特征及成因

■黃烈董寅程旗科

（景德鎮(zhèn)市地質(zhì)隊 江西 景德鎮(zhèn)333000）

江西婺源珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦床地質(zhì)特征及成因

■黃烈1董寅2程旗科3

（景德鎮(zhèn)市地質(zhì)隊 江西 景德鎮(zhèn)333000）

婺源珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦床處于揚子準地臺南緣萍鄉(xiāng)～樂平拗陷盆地東段之鄣公山地體，樂平～婺源復(fù)向斜軸部的中段，為著名的贛東北成礦帶的有利成礦位置。礦體長約1800m，寬12.4～31.2m，呈脈狀侵入薊縣紀厲崌山組凝灰質(zhì)砂質(zhì)絹云千枚巖、粉砂質(zhì)絹云千枚巖中。礦床規(guī)模為小型，成因類型屬先內(nèi)生成巖作用，在經(jīng)外生作用原地全風化殘積型。礦石類型為灰白色松散砂土狀，礦物成分主要為粘土礦物、石英及少量云母。

珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦床 厲 崌山組成因類型地質(zhì)特征

景德鎮(zhèn)市地質(zhì)隊受江西鑫地礦業(yè)有限公司的委托，在婺源珍珠山勘查鉛多金屬礦時，在浪山段發(fā)現(xiàn)江西婺源珍珠山砂質(zhì)高嶺土，礦床位于著名的贛東北成礦帶上，礦產(chǎn)資源豐富，前景十分可觀，具有較好的開發(fā)利用價值。

1 成礦地質(zhì)背景

珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦區(qū)大地構(gòu)造位于揚子準地臺南緣萍鄉(xiāng)～樂平拗陷盆地東段之鄣公山地體，樂平～婺源復(fù)向斜軸部的中段，為著名的贛東北成礦帶的有利成礦位置，區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)了包括德興銅礦、金山金礦、塔前銅礦等在內(nèi)的多個大型礦床，優(yōu)越的成礦地質(zhì)背景為本區(qū)找尋多成因、多類型成礦提供了十分有利的條件，具有獨特的、巨大的找礦潛力（圖1）。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為中元古界長城紀景德鎮(zhèn)巖片，長城紀晚期—薊縣紀早期的壽安巖片、龍山巖片及婺源巖片。其次零星出露有石炭系—白堊系的一套含煤陸源碎屑巖建造、碳酸鹽建造及第四系河流沖（洪）積物。

區(qū)域褶皺廣泛發(fā)育于中元古代地層中，而蓋層于區(qū)內(nèi)主要是斷片狀單斜構(gòu)造，傾向北西。其可劃分為第三期：第一期為緊閉倒轉(zhuǎn)或平臥褶皺，發(fā)育于各巖片中；第二期褶皺為同斜—斜歪褶皺；第三期褶皺為剪切傾豎褶皺，僅發(fā)育于區(qū)內(nèi)南東角龍山巖片、婺源巖片中。斷裂構(gòu)造有加里東期韌性剪切帶，印支末—燕山期的推（滑）覆斷裂構(gòu)造及后期的脆性斷裂。

區(qū)域巖漿巖僅有脈巖出露，從變質(zhì)基底到蓋層均有分布。巖石種類繁多，從基性—酸性—堿性巖類均有出露，巖石類型主要有輝綠巖類、煌斑巖類、花崗斑巖類及石英長石斑巖類。

圖1 區(qū)域大地構(gòu)造背景及主要礦床分布圖

2 礦床地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

2.1 礦體地質(zhì)

砂質(zhì)高嶺土礦體產(chǎn)于含礦脈狀母巖近地表部分，即灰白色中細?；◢彴邘r脈全風化帶中。礦體兩側(cè)為燕山晚期酸性巖脈中細?；◢彴邘r風化后的的淺紅雜色松散砂土，頂部為紅土化浮土或受污染的高嶺土，底板為半風化或未風化的脈狀母巖。礦體長度約1800m，礦體最小寬度12.4m，最大寬度31.2m，平均寬度21.8m，礦體最小厚度5.2m，最大厚度26.4m，平均厚度15.3m。礦體產(chǎn)狀與脈狀母巖產(chǎn)狀一致，走向45°～60°，傾向北西，傾角40°～75°。

2.2 礦石質(zhì)量特征

2.2.1 礦石外觀特征

砂質(zhì)高嶺土呈灰白色、米黃色的松散砂土狀，俗稱“白土”，顏色與母巖風化形成的紅土存在明顯差異，白與紅分界清晰，反映了砂質(zhì)高嶺土礦體與圍巖之間的差異性界面。

2.2.2 礦石礦物組成

礦石礦物組成比較簡單，以鉀長石、斜長石風化后形成的粘土礦物（珍珠陶土、高嶺石、絹云母）為40-70%，石英25-30%，次要礦物為白云母5-7%，黑云母1-3%，褐鐵礦含量小于1%或微量，其它微量礦物為磷灰石、鋯石等。

2.2.3 礦石化學(xué)成分

原礦經(jīng)基本分析，SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2化學(xué)成份統(tǒng)計為，SiO2含量在 68.82～73.69%之間平均值 71.16%，Al2O3含量在17.70～21.58%之間平均值19.52%，F(xiàn)e2O3含量在0.43-1.11%之間平均值0.84%，TiO2含量在0.01～0.06%之間平均值0.05%。見（表2-1）。

表2-1 砂質(zhì)高嶺土原礦基本分析結(jié)果表

2.2.4 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有殘余斑狀結(jié)構(gòu)，殘余顯微粒狀結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造以松散砂土狀構(gòu)造、粉末狀構(gòu)造為主，塊狀構(gòu)造次之。

2.2.5 礦石類型及品級

（1）礦石自然類型

礦石自然類型僅風化高嶺土礦石一種，為灰白色松散砂土狀高嶺土原礦。

（2）礦石工業(yè)類型

高嶺土原礦的工業(yè)類型與其化學(xué)成分和物理性質(zhì)有關(guān)，礦石化學(xué)成分和物理性質(zhì)對比《高嶺土、膨潤土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》，Al2O3＞14%，F(xiàn)e2O3+TiO2＜2%，其中TiO2＜0.6%，質(zhì)松散、可塑性弱，砂質(zhì)質(zhì)量分數(shù)＞50%等要求，珍珠山高嶺土屬砂質(zhì)高嶺土。一般高溫高嶺土化學(xué)成份變化范圍為SiO271-78%，Al2O313-17%，F(xiàn)e2O30.5-1%，TiO20.03-0.08%，CaO 0.4-1.16%，MgO 0.1-0.6%，K2O 1-4%，Na2O 0.3-1.2%，燒失量3-4%。低溫高嶺土與高溫高嶺土成份相仿，唯CaO、K2O、Na2O含量較高，CaO可達 0.7-1.6%，Na2O1. 4-3.9%，K2O＋Na2O＞5%。珍珠山高嶺土礦石礦物成分以長石、石英和高嶺石為主，風化程度高，K2O、Na2O、CaO含量較低，K2O＋Na2O＜5%，高嶺土原礦燒成的工業(yè)類型為高溫高嶺土。

（3）礦石品級

根據(jù)礦體基本分析結(jié)果Al2O3、Fe2O3和TiO2含量，對比江西省陶瓷工業(yè)公司陶礦字【1980】001號文下達的景德鎮(zhèn)市瓷石礦床工業(yè)指標。珍珠山砂質(zhì)高嶺土Al2O3含量在17.70～21.58%之間，F(xiàn)e2O3含量在0.43-1.11%，均屬于一、二級品。

2.3 礦體圍巖情況

珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦體為中細?；◢彴邘r脈原地風化殘積所形成，其底板是成礦母巖半風化或未風化致密塊狀(中細?；◢彴邘r脈)。礦體頂板多為浮土層或為污染的砂質(zhì)高嶺土，厚度一般0.5-2m 崌

。礦體兩側(cè)圍巖主要為薊縣紀厲 山組凝灰質(zhì)砂質(zhì)絹云千枚巖、粉砂質(zhì)絹云千枚巖。

2.4 成礦規(guī)律

2.4.1 成礦物質(zhì)來源

珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦成礦物質(zhì)來源是中細?；◢彴邘r脈，為其近地表的風化殼部分，經(jīng)長期外生風化作用，即巖脈中長石類礦物發(fā)生次生高嶺土化成礦作用原地殘積成礦。

2.4.2 成礦母巖

燕山期巖漿多次活動，斷裂構(gòu)造發(fā)育，受斷裂構(gòu)造控制，巖漿沿北東向斷裂貫入就位，形成北東向展布的一個規(guī)模宏大的酸性中細?；◢彴邘r巖墻群，為珍珠山砂質(zhì)高嶺土成礦母巖。

2.4.3 成礦構(gòu)造

控制中細?；◢彴邘r脈群產(chǎn)出的北東向斷裂為脆性斷裂。斷裂帶寬＞10m，傾向355°∠40°，局部150°∠60°。

2.4.4 礦化富集規(guī)律

礦體的產(chǎn)出主要受外生風化作用控制，富集程度與風化作用是否徹底有關(guān)，地形低洼潮濕微裂隙發(fā)育的往往高嶺土含量和品質(zhì)相對要高。

3 礦床成因

礦床成礦作用分內(nèi)生和外生兩個階段，內(nèi)生階段為：根據(jù)區(qū)域資料，加里東期，古揚子板塊與古華南板塊斜向碰撞，使區(qū)內(nèi)龍山巖片與婺源巖片產(chǎn)生拼接，在區(qū)域左行走滑應(yīng)力場中，兩巖片拼接帶附近，產(chǎn)生平行邊界的北東向韌性剪切帶及近東西向韌性剪切帶。海西—印支期，區(qū)內(nèi)地殼位于不穩(wěn)定的伸—縮交替變化，動蕩頻率快但幅度小，為古揚子板塊與古華南板塊焊接統(tǒng)一成整體的前奏表現(xiàn)。到燕山期，古太平洋板塊向北西俯沖，華北板塊向南逆沖或滑覆，引起區(qū)內(nèi)大規(guī)模陸內(nèi)推覆構(gòu)造活動，并有巖漿活動。在推覆構(gòu)造活動之后，在側(cè)向擠壓應(yīng)力減弱情況下，逆沖推覆構(gòu)造活動表現(xiàn)為北東向疊瓦狀逆沖斷裂構(gòu)造。早期逆斷層，后期正斷層，切割薊縣紀地層，燕山晚期，巖漿沿北東向斷裂貫入就位，形成珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦床成礦母巖巖墻群。外生階段為：風化作用形成的風化殼是不可缺少的外生成礦作用。風化殼自上而下依次劃分為全風化帶-半風化帶-再過渡到基巖帶(脈狀母巖)，全風化帶又可細分為紅土化及污染高嶺土亞帶和高嶺土亞帶，礦體產(chǎn)在全風化帶中的高嶺土亞帶中。全風化帶的厚度與當?shù)貪駶櫟臍夂蚝臀⒌孛矖l件緊密相關(guān)，潮濕的氣候條件和地貌上的負地形利于高嶺土礦的形成。

綜合上述特征，本礦床成因類型屬先內(nèi)生成巖作用，產(chǎn)出中細?；◢彴邘r脈群，在經(jīng)外生作用原地全風化殘積型高嶺土礦床。

4 結(jié)論

江西省婺源縣珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦產(chǎn)于成礦母巖其近地表的風化殼部分，兩側(cè)圍巖為薊縣紀厲崌 山組凝灰質(zhì)砂質(zhì)絹云千枚巖、粉砂質(zhì)絹云千枚巖，屬先內(nèi)生成巖作用，在經(jīng)外生作用原地全風化殘積成因。礦區(qū)地形條件、水文地質(zhì)條件簡單，開發(fā)價值十分可觀。珍珠山砂質(zhì)高嶺土礦的發(fā)現(xiàn)將為本區(qū)域上尋找同類型礦床起到重要的借鑒和指導(dǎo)作用。

［1］江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.中華人民共和國地質(zhì)圖說明書大游山幅（1：5萬H50E017014）.江西省地質(zhì)調(diào)查院，1999年

［2］江西省婺源縣珍珠山鉛多金屬礦浪山段砂質(zhì)高嶺土礦普查地質(zhì)報告.景德鎮(zhèn)市地質(zhì)隊

［3］江西省浮梁縣鵝湖礦區(qū)高嶺土礦普查地質(zhì)報告（擬出讓區(qū)）.江西省有色地質(zhì)勘查四隊

［4］江西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.江西省區(qū)域地質(zhì)標.地質(zhì)出版社，1984

圖1 提前預(yù)注漿工藝示意圖

通常情況下，在一般工作面進行提前注漿預(yù)固結(jié)，或者在滲水嚴重、涌水量較大的工程部位進行重復(fù)高壓固結(jié)灌漿，均可以在隧洞外周形成一道灌漿承載圈。該承載圈完整性較好，具備較強的承載和抗?jié)B能力，堵水效果明顯，較高壓力的外部地下水被牢牢封堵在灌漿圈外圍，高外水壓力和地應(yīng)力就由加固后的灌漿區(qū)圍巖來承擔（見圖2）。臨時處理措施完成后，可在頂拱及邊墻布置適當排水孔，加強排水，從而有效緩解外水滲透壓力。

圖2 注漿加固圈-襯砌結(jié)構(gòu)受力分析示意圖

4 結(jié)語

綜上所述，作為引水發(fā)電工程建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，長距離、大埋深的引水隧洞施工既是水電站施工的重點，又是施工難點，在施工過程中不可避免地會遇到地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、高地應(yīng)力及巖爆、高外水壓力及涌水等特殊工程地質(zhì)問題。這些問題的存在，對施工人員的安全、工程成本及工期都造成了一定的威脅及影響，同時也增加了隧洞工程設(shè)計和施工的難度。因此相關(guān)人員在進行長距離、大埋深的引水隧洞設(shè)計和施工時，要對上述典型特殊工程地質(zhì)問題予以足夠地重視，并對其進行深入和針對性的分析，采取合理的解決對策，以保障引水隧洞的建設(shè)安全、按期完成。

參考文獻

[1]劉昭明.水電站引水隧洞特殊工程地質(zhì)問題及解決方法 [J].江西建材,2016(22).

[2]趙國斌，高玉生，屈志勇等.齊熱哈塔爾水電站引水隧洞特殊工程地質(zhì)問題 [J].資源環(huán)境與工程，2014，28(4):411-413.

[3]楊繼華，齊三紅，郭衛(wèi)新等.厄瓜多爾CCS水電站TBM法施工引水隧洞工程地質(zhì)條件及問題初步研究 [J].隧道建設(shè)，2014，34(6):513-518.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-107-2