清流縣李家邊礦區(qū)紅柱石礦床地質(zhì)特征

李懋坤（福建省清流縣國土資源局，福建　清流　365300）

?

清流縣李家邊礦區(qū)紅柱石礦床地質(zhì)特征

李懋坤
（福建省清流縣國土資源局，福建清流365300）

【摘 要】本文介紹了清流縣李家邊礦區(qū)紅柱石礦的地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、圍巖及夾石特征、礦床成因及找礦標(biāo)志。該礦區(qū)礦床地質(zhì)特征在閩西北一帶具有一定的代表性。

【關(guān)鍵詞】紅柱石礦；地質(zhì)特征；找礦標(biāo)志

1　概述

紅柱石為高鋁硅酸鹽礦物，與藍(lán)晶石、矽線石為在不同溫度壓力條件下形成的同質(zhì)多象變體。礦床主要成因為區(qū)域變質(zhì)和接觸變質(zhì)作用，是典型的中低級熱變質(zhì)作用的礦物。福建省的紅柱石礦主要在低壓區(qū)域變質(zhì)作用帶的高鋁巖石中出現(xiàn)。

紅柱石廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工、輕工、核工業(yè)等領(lǐng)域，它除了用于高級耐火材料之外，還用于生產(chǎn)硅鋁合金和金屬纖維、氧化鋁、防鑄件粘砂新型面料、莫來石、高級陶瓷原料。

紅柱石作為高級耐火材料，在國外特別是發(fā)達(dá)國家已被廣為應(yīng)用，研制開發(fā)水平亦較領(lǐng)先。我國雖屬紅柱石資源大國，又是消費(fèi)大國，但由于礦石粒度、純度的差異決定了耐火材料的質(zhì)量和性能，以及我國工藝技術(shù)研發(fā)工作的滯后，導(dǎo)致國內(nèi)的總產(chǎn)能不足50 萬t，每年需要大量進(jìn)口。因此，開發(fā)利用紅柱石礦具有廣闊的前景。

2　區(qū)域地質(zhì)特征

本區(qū)位于閩西南拗陷帶北緣，南平—寧化北東東向構(gòu)造—巖漿帶西南部。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要以北北東向、北西向脆性斷裂為特征，次為滑脫構(gòu)造；巖漿侵入時期主要為印支期、燕山早期。礦區(qū)地質(zhì)圖見右圖。

2.1地層

區(qū)域內(nèi)出露地層有上震旦統(tǒng)黃連組（Z2h），上泥盆統(tǒng)天瓦崠組（D3t）、桃子坑組（D3tz），下石炭統(tǒng)林地組（C1l），上石炭統(tǒng)黃龍組（C2h），下二疊統(tǒng)棲霞組（P1q）、文筆山組（P1w）、童子巖組（P1t），上二疊統(tǒng)翠屏山組（P2cp）、大隆組（P2d），下三疊統(tǒng)溪口組（T1x），下侏羅統(tǒng)梨山組（J1l），下白堊統(tǒng)沙縣組（K1s）及第四系（Q）。

2.2構(gòu)造

清流縣李家邊礦區(qū)紅柱石礦地質(zhì)略圖

區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，區(qū)內(nèi)由北西—南東向平行排列軸向北北東的宣和背斜、靈地向斜、姑田背斜，而這些背、向斜構(gòu)造又被后期的斷裂構(gòu)造所錯切，或被推覆滑脫構(gòu)造或巖體侵入所破壞。斷裂構(gòu)造主要發(fā)育有北北東向和北西向兩組。

2.3巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿巖主要出露于西北部和東南部，印支期片麻狀黑云母花崗巖、碎裂花崗巖分布于北西部；燕山早期中粗粒黑云母花崗巖分布于東南部。

3　礦區(qū)地質(zhì)特征

3.1地層

礦區(qū)內(nèi)地層出露較為簡單，分布有上泥盆統(tǒng)桃子坑組（D3tz）、下石炭統(tǒng)林地組（C1l）、中石炭統(tǒng)黃龍組（C2h），礦區(qū)中部低洼處分布第四系（Q）。

（1）上泥盆統(tǒng)桃子坑組（D3tz）。

分布于礦區(qū)北部，巖性主要為灰白色石英砂礫巖。

（2）下石炭統(tǒng)林地組（C1l）。

礦區(qū)內(nèi)大面積出露，為一套陸源碎屑沉積巖系。巖性主要為灰白色中厚層變質(zhì)石英砂巖、變質(zhì)石英砂礫巖夾青灰色千枚巖、紫紅色千枚狀粉砂巖。與下伏地層上泥盆統(tǒng)桃子坑組（D3tz）呈斷層接觸。地層呈北北東向展布，傾向90～130°，傾角30～40°。

根據(jù)巖性組合特征，可劃分為3個巖性段。其中：

第一巖性段（C1l1）：分布于礦區(qū)中西部，巖性主要為灰白色中厚層變質(zhì)石英砂巖，局部夾有千枚狀粉砂巖。為含礦層的底板。

第二巖性段（C1l2）：分布于礦區(qū)中部，巖性主要為青灰色千枚巖、紫紅色千枚狀粉砂巖，含有紅柱石。為紅柱石礦體的賦存層位。

第三巖性段（C1l3）：分布于礦區(qū)中東部，巖性主要為灰白色變質(zhì)石英砂礫巖，局部夾有千枚狀粉砂巖。為含礦層的頂板。

（3）中石炭統(tǒng)黃龍組（C2h）。

分布于礦區(qū)東部、南部，巖性主要為灰質(zhì)白云巖。與下伏地層呈斷層接觸。

（4）第四系（Q）。

分布于礦區(qū)東部地勢平緩或低洼處，主要為殘坡積層及沖洪積層，結(jié)構(gòu)松散，主要由土黃色砂質(zhì)粘土、亞粘土、砂礫碎塊等組成。砂礫碎塊大小在1～15cm之間，厚度為1～10m。

3.2構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)地層表現(xiàn)為單斜構(gòu)造，總體走向北北東向，傾向90～130°，傾角30～45°。

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有3條斷層，其中F1斷層呈北北東向展布，傾向南東，傾角50°，為一正斷層；F2斷層分布于礦區(qū)北部，走向北西向，斷層性質(zhì)不明，為礦體北部邊界；F3斷層分布于礦區(qū)南部，走向北西向，斷層性質(zhì)不明，為礦體南部邊界。

3.3巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)地表未見巖漿巖出露。

4　礦床地質(zhì)

4.1礦體地質(zhì)特征

根據(jù)工業(yè)指標(biāo)質(zhì)量要求，礦區(qū)內(nèi)圈出1個紅柱石礦體（編號為KT）。

KT礦體賦存于下石炭統(tǒng)林地組第二巖性段（C1l2）中，呈層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀基本一致，傾向90～130°，傾角30～40°。礦體走向控制長度約1 000m，地表出露寬度30～60m，出露標(biāo)高范圍550～465m，厚度10～30m。礦體厚度沿走向上、傾向上有所變化。

礦體北部邊界以F2斷層為界，礦體南部邊界至F3斷層；西側(cè)以下石炭統(tǒng)林地組第一巖性段（C1l1）為界，東側(cè)至下石炭統(tǒng)林地組第三巖性段（C1l3）。

4.2礦石質(zhì)量

（1）礦石結(jié)構(gòu)、礦石構(gòu)造。

礦石結(jié)構(gòu)主要為斑狀變晶（變余）結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為千枚狀構(gòu)造。

（2）礦石礦物成分。

礦石由變斑晶和基質(zhì)組成，主要礦物成分有石英（20%～30%）、高嶺石礦物（15%～30%）、絹云母（30%～50%）、紅柱石（5%～20%）等。

變斑晶為紅柱石，呈灰褐色，半自形柱狀結(jié)構(gòu)，礦物粒徑在1～4mm之間，雜亂排列，晶體中包裹有大量陸源碎屑石英。

基質(zhì)為石英、高嶺石礦物、絹云母等。石英（20%～30%）分布不均勻，分選性好，粒徑在0.03～0.06mm（粉砂級）之間，呈次滾圓狀—次棱角狀，長軸具定向排列；高嶺石礦物（15%～30%）顯微鱗片狀，雜亂排列，聚集分布（斑點(diǎn)結(jié)構(gòu)），集合體形態(tài)不規(guī)則，直徑在0.2～3mm之間；絹云母（30%～50%）呈顯微鱗片狀，沿（001）面定向排列。

（3）紅柱石礦物含量。

礦區(qū)內(nèi)礦石自然類型為含紅柱石千枚巖，礦石中紅柱石礦物含量為5.00%～24.70%（平均11.50%）。紅柱石礦物化學(xué)成分（%）為：SiO238.60、Al2O355.30、Fe2O33.15、CaO2.06、MgO0.52、TiO22.65、K2O0.06、Na2O0.04。

4.3礦石類型

本礦區(qū)紅柱石礦體賦存于下石炭統(tǒng)林地組第二巖性段（C1l2）含紅柱石千枚巖層位中，礦石自然類型為含紅柱石千枚巖。

4.4礦體圍巖及夾石層

紅柱石礦體賦存于下石炭統(tǒng)林地組第二巖性段（C1l2）中，其底板為下石炭統(tǒng)林地組第一巖性段（C1l1），頂板為下石炭統(tǒng)林地組第三巖性段（C1l3），近地表處為第四系覆蓋。其間夾石層巖性為下石炭統(tǒng)林地組第二巖性段（C1l2）的青灰色千枚巖、紫紅色千枚狀粉砂巖。

5　找礦標(biāo)志

本礦區(qū)紅柱石是典型的低級熱變質(zhì)作用的礦物，形成于區(qū)域變質(zhì)帶的泥質(zhì)巖中，區(qū)域動力變質(zhì)作用為高鋁粘土礦物變質(zhì)形成新生礦物（紅柱石、絹云母等）提供了熱源。紅柱石礦是在較高的地溫梯度、較低的壓力與溫度條件下形成的區(qū)域沉積變質(zhì)型礦床。

本礦區(qū)紅柱石礦體賦存于下石炭統(tǒng)林地組第二巖性段（C1l2）含紅柱石千枚巖層位中，礦石自然類型為含紅柱石千枚巖，故含紅柱石千枚巖為直接找礦標(biāo)志。

【中圖分類號】P619.239

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1007-9386（2016）01-0054-02

【收稿日期】2015-08-26