安徽省廬樅盆地高嶺土礦的成礦規(guī)律、找礦方向及開發(fā)應(yīng)用問(wèn)題探討

吳旭升，胡艷青（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì)， 安徽合肥 230011）

安徽省廬樅盆地高嶺土礦的成礦規(guī)律、找礦方向及開發(fā)應(yīng)用問(wèn)題探討

吳旭升，胡艷青
（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì)， 安徽合肥 230011）

廬樅盆地是以中、下侏羅統(tǒng)陸相碎屑巖建造為基底，經(jīng)燕山運(yùn)動(dòng)而發(fā)育起來(lái)的陸相繼承性火山巖盆地，是長(zhǎng)江中下游地區(qū)重要的礦產(chǎn)地之一。盆地北部高嶺土礦化普遍且強(qiáng)烈，具有很好的找礦遠(yuǎn)景。本文初步探討了廬樅盆地高嶺土成礦規(guī)律、礦床成因及找礦方向，提出了下一步開發(fā)利用的建議。

成礦規(guī)律；礦床成因；硬（軟）質(zhì)高嶺土；熱液蝕變型；風(fēng)化型

0　引言

經(jīng)過(guò)多年地質(zhì)工作，廬樅盆地發(fā)現(xiàn)了大量的鐵、硫、銅、鉛、鋅、明礬石等礦床，盡管廬樅盆地高嶺土礦點(diǎn)多，成礦地質(zhì)條件好，找礦潛力大，由于過(guò)去大家對(duì)高嶺土礦重視程度不夠，開展工作少，因此高嶺土找礦工作至今沒(méi)有取得突破。

自20世紀(jì)80年代至今，安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì)在廬江縣畢洼、牛頭山、磚橋等地區(qū)相繼開展了高嶺土礦普查工作，同期有數(shù)十家企業(yè)開發(fā)利用廬樅盆地高嶺土礦，并取得了一定的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。本文根據(jù)以往勘查工作成果，結(jié)合礦山在開采過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析研究，初步探討高嶺土礦的成礦規(guī)律、礦床成因，提出該區(qū)高嶺土礦找礦方向及開發(fā)利用建議。

1　地質(zhì)概況

廬樅盆地位于揚(yáng)子板塊西北緣，西鄰郯（城）-廬（江）斷裂帶。盆地是以中、下侏羅統(tǒng)陸相碎屑巖建造為基底，經(jīng)燕山運(yùn)動(dòng)而發(fā)育起來(lái)的陸相繼承性火山巖盆地。盆地內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，礦化作用強(qiáng)烈，礦產(chǎn)資源豐富，是長(zhǎng)江中下游地區(qū)一個(gè)重要的鐵、硫、銅、鉛、鋅、明礬石等礦產(chǎn)地之一（圖1）。

圖1　廬樅盆地區(qū)域構(gòu)造位置圖Fig.1 Regional structural site of the Lu-Zong basin

1.1地層

1.1.1基底沉積巖地層

廣泛出露于廬樅盆地邊緣一帶，為一套海相—陸相的碎屑巖建造。它包括：三疊系上統(tǒng)拉犁尖組（T3l）的含煤砂頁(yè)巖建造；侏羅系下統(tǒng)磨山組（J1m）的砂礫巖建造，侏羅系中統(tǒng)羅嶺組（J2l）的砂頁(yè)巖建造。

1.1.2火山巖蓋層

廬樅盆地火山巖地層分布廣，整個(gè)火山巖系的化學(xué)成分為粗面玄武質(zhì)—玄武粗安質(zhì)—粗安質(zhì)—粗面質(zhì)的組合。根據(jù)噴發(fā)旋回和巖石組合可分為四組，即白堊系下統(tǒng)龍門院組、磚橋組、雙廟組、浮山組。

1.2構(gòu)造

廬樅盆地由脆性火山巖構(gòu)成，因而出現(xiàn)的構(gòu)造形跡以斷裂、火山構(gòu)造為主，褶皺微弱。

1.2.1褶皺構(gòu)造

廬樅火山巖盆地褶皺構(gòu)造不發(fā)育，且為規(guī)模小、寬緩短軸的褶曲。

1.2.2斷裂構(gòu)造

廬樅火山巖盆地?cái)嗔褬?gòu)造發(fā)育，斷裂構(gòu)造分為基底斷裂和一般斷層。

基底斷裂：是廬樅火山巖盆地內(nèi)基底的主要構(gòu)造形跡。按照構(gòu)造線方向可將廬樅火山巖盆地的基底斷裂劃分為二組，即北東向（北北東向）、近東西向。其中北東向的基底斷裂是廬樅盆地的主干斷裂，其形成時(shí)間最早，活動(dòng)最強(qiáng)烈，它們控制了火山巖盆地的形成與演化和盆地內(nèi)的成礦作用。

蓋層斷裂構(gòu)造：該類斷裂極為發(fā)育，斷裂構(gòu)造主要為北東向、北西向、近南北向、近東西向斷裂及派生的次級(jí)斷裂，它對(duì)盆地內(nèi)脈狀礦體（銅、鉛、鋅、金、銀、高嶺土等）的形成起了決定性的作用。

1.2.3火山構(gòu)造

廬樅火山巖盆地火山機(jī)構(gòu)發(fā)育?；鹕綑C(jī)構(gòu)主要有巴家灘、鼓樓山-臘鵝地-會(huì)宮、黃龍水庫(kù)-雙塘埂火山洼地；竹園、牡丹尖、黃山寨、查家破院等火山口；小礬山、七家山、浮山等破火山口；鐘子山、牛頭山、大包莊等火山隆起。

1.3侵入巖

1.3.1淺成侵入巖

廬樅盆地由于燕山期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引發(fā)大規(guī)模的巖漿活動(dòng)，形成了大量的侵入巖，侵入巖多為巖株、巖枝，少數(shù)為巖墻、巖筒，其巖性基本上為兩類：一類是閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)玢巖；一類是正長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)巖。

1.3.2次火山巖

區(qū)內(nèi)次火山巖主要為閃長(zhǎng)玢巖（井邊、寨基山）、粗安玢巖（羅河、大包莊、楊山、磚橋）、粗面斑巖（柳峰山、七家山火山口中）和玄武玢巖（柳峰山）。

1.3.3脈巖

區(qū)內(nèi)脈巖屬燕山末期侵入，主要分布在西南部，種類較多，主要有正長(zhǎng)斑巖，次為閃長(zhǎng)玢巖、二長(zhǎng)斑巖、粗安斑巖和玄武玢巖等。

1.3.4巖漿巖巖石化學(xué)特征

廬樅盆地巖漿巖由噴出巖、次火山巖和侵入巖構(gòu)成完整的噴出-侵入體系，高鋁是廬樅火山巖盆地巖漿巖的巖石化學(xué)特點(diǎn)之一（表1），Al2O3一般14.88﹪～19.77﹪，平均為17.66﹪（源自1/5萬(wàn)礬山幅、將軍幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告）。

1.4礦產(chǎn)

廬樅火山巖盆地?cái)嗔褬?gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁，礦化作用強(qiáng)烈，礦產(chǎn)資源豐富，是長(zhǎng)江中下游地區(qū)一個(gè)重要的鐵、硫、銅、鉛、鋅、明礬石等礦產(chǎn)地（圖2）。

表1　巖石化學(xué)數(shù)值表Table 1Chemical values of rocks

2　高嶺土礦地質(zhì)特征

2.1礦體地質(zhì)特征

廬樅盆地高嶺土礦主要分布盆地北部（圖2），其特征為：

礦體形態(tài)平面上呈透鏡狀、條帶狀，剖面上呈板狀，陡傾，傾角75°左右（圖3、4、5）；礦石呈顯微鱗片結(jié)構(gòu)、顯微粒狀結(jié)構(gòu)、殘余斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、土（塊）狀構(gòu)造。

礦體主要賦存于下白堊統(tǒng)龍門院組、下白堊統(tǒng)磚橋組地層中的破碎帶、粗安玢巖中的破碎帶，侵入巖與圍巖的接觸帶兩側(cè)（圖3、4、5）。

圖2　廬樅盆地地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.2 Sketch showing geology and mineral resources of the Lu-Zong basin

圖3　廬江縣劉沖高嶺土礦地質(zhì)剖面示意圖Fig 3 Geological section of the Liuchong kaolin deposit in Lujiang County

圖4　廬江縣鐘山高嶺土礦地質(zhì)剖面示意圖Fig 4 Geological section of the Zhongshan kaolin deposit in Lujiang County

圖5　廬江稻籮尖高嶺土礦地質(zhì)剖面示意圖Fig 5 Geological section of the Daoluojian kaolin deposit in Lujiang County

礦石自然類型為硬質(zhì)高嶺土礦（熱液蝕變型）、軟質(zhì)高嶺土礦（風(fēng)化型）。

礦石礦物成分為高嶺石、地開石、珍珠陶土、蒙脫石、絹云母等，脈石礦物為石英、長(zhǎng)石、明礬石、黃鐵礦、褐（赤）鐵礦等；

礦石化學(xué)成分為Al2O3一般為20﹪～28﹪、Fe2O3一般為2﹪～6﹪、TiO2一般為0.7﹪～1.0﹪，CaO：0.02﹪～0.27﹪、MgO：0.02﹪～0.35﹪、K2O：0.15﹪～5﹪、Na2O：0.03﹪～0.06﹪、SO3：0.20﹪～1﹪、燒失量：5﹪～9.38﹪。白度：45﹪～65﹪。耐火度：1300～1720℃。

2.2成礦地質(zhì)條件及礦床成因類型

2.2.1成礦地質(zhì)條件

（1）廬樅盆地巖漿巖由噴出巖、次火山巖和侵入巖構(gòu)成完整的噴出—侵入體系，Al2O3一般14.88﹪～19.77﹪，平均為17.66﹪，高鋁巖漿巖為高嶺土礦的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)（表1）；

（2）盆地內(nèi)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，特別是早期火山活動(dòng)（龍門院旋回、磚橋旋回）帶來(lái)大量火山熱液，導(dǎo)致盆地北部的龍門院組、磚橋組地層發(fā)生面型高嶺石化、明礬石化、黃鐵礦化等，使原巖中Al2O3初步富集而形成高嶺土礦的礦胚層，此階段為高嶺土礦的早期成礦期。面型礦化蝕變決定了盆地內(nèi)高嶺土礦的區(qū)域分布。

（3）盆地內(nèi)斷裂構(gòu)造、火山構(gòu)造、接觸帶構(gòu)造發(fā)育，當(dāng)它們經(jīng)過(guò)高嶺土礦胚層時(shí)，晚期熱液活動(dòng)使礦胚層疊加了線型硅化、高嶺石化、明礬石化、絹云母、葉蠟石化、黃鐵礦化等，使得礦胚層中Al2O3進(jìn)一步富集而形成高嶺土礦，此階段為高嶺土礦的中期成礦期。疊加的線型礦化蝕變決定了高嶺土礦體的分布及礦體形態(tài)。

（4）盆地內(nèi)侵入巖、次火山巖、脈巖分布較廣，其巖性主要為閃長(zhǎng)玢巖、正長(zhǎng)（斑）巖、二長(zhǎng)（斑）巖、粗安玢巖等，它不僅為圍巖中高嶺土礦的形成提供成礦熱液及熱動(dòng)力條件，同時(shí)自身在斷裂構(gòu)造（包括接觸帶構(gòu)造）作用下，經(jīng)熱液蝕變、風(fēng)化淋濾作用后也可形成高嶺土礦（圖3）。

（5）風(fēng)化淋濾作用對(duì)高嶺土礦的形成也很重要，已形成的高嶺土礦（化）體在地表或近地表處，受到風(fēng)化淋濾的作用，巖石中易溶組分（S、CaO、MgO、K2O、Na2O等）被水帶走，Al2O3得到進(jìn)一步富集而形成高嶺土礦體，此階段為高嶺土礦的晚期成礦期。風(fēng)化淋濾作用決定了高嶺土礦的富集程度及高嶺土礦體的延深（高嶺土礦體多分布于潛水面之上的近地表處）。

（6）高嶺土礦的形成與高嶺石化、硅化、明礬石化、絹云母、葉蠟石化、黃鐵礦化等蝕變關(guān)系最為密切，高嶺土礦點(diǎn)周邊往往有黃鐵礦床、明礬石礦床及次生石英巖分布。由于盆地內(nèi)鐵礦、硫鐵礦床、明礬石礦床等多分布在盆地北部（廬江縣何家小嶺硫鐵礦床、何家大嶺黃鐵礦床、大包莊硫鐵礦床、大小礬山明礬石礦床、天光山明礬石礦床），因而區(qū)內(nèi)高嶺土礦也主要分布廬樅火山巖盆地北部。

2.2.2礦床成因類型

根據(jù)高嶺土礦石的礦物組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征，廬樅火山巖盆地高嶺土礦床的成因類型為熱液蝕變型和風(fēng)化型兩種類型。其中以熱液蝕變型為主，二者常共生。

3　高嶺土礦成礦規(guī)律及找礦方向

3.1成礦規(guī)律

根據(jù)工作區(qū)高嶺土礦體特征及成礦地質(zhì)條件，總結(jié)其成礦規(guī)律如下：

（1）廬樅盆地高嶺土礦主要分布盆地北部（圖2）。

（2）高嶺土礦體賦存于的白堊系下統(tǒng)龍門院組、磚橋組地層和粗安玢巖中的斷裂構(gòu)造帶中及兩側(cè)；侵入巖與圍巖的接觸帶中及兩側(cè)。礦體分布在潛水面之上（圖3、4、5）。

（3）廬樅盆地高嶺土礦的形成分早、中、晚三個(gè)成礦期。早期成礦期：為面型高嶺石化，形成高嶺土礦礦胚層；中期成礦期：在早期成礦期形成的高嶺土礦礦胚層的基礎(chǔ)上，受晚期斷裂等構(gòu)造的影響，疊加線型高嶺石化，形成高嶺土礦體；晚期成礦期：早、中成礦期形成的礦（化）體在地表或近地表處，受風(fēng)化淋濾作用，巖石中易溶組分（S、CaO、MgO、K2O、 Na2O等）被水帶走，Al2O3得到進(jìn)一步富集而形成高嶺土礦體（如前述）。

（4）高嶺土礦主要與硅化、高嶺石化、明礬石化、絹云母、葉蠟石化、黃鐵礦化等蝕變關(guān)系密切。礦體周邊常有鐵礦、硫鐵礦、明礬石礦、次生石英巖分布。

3.2找礦方向

根據(jù)高嶺土礦的成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律分析認(rèn)為：廬樅盆地北部高嶺土礦的成礦地質(zhì)條件好，高嶺土礦點(diǎn)多，找礦潛力大。結(jié)合高嶺土礦找礦標(biāo)志，在廬樅盆地共圈定了四個(gè)找礦遠(yuǎn)景區(qū)，即：鐘山—天光山遠(yuǎn)景區(qū)；稻鑼尖—汪沖遠(yuǎn)景區(qū)；畢洼—牛頭山遠(yuǎn)景區(qū)；店橋遠(yuǎn)景區(qū)（表2、圖2）。

表2　高嶺土礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)一覽表Table 2 Prospective areas for kaolin exploration

4　高嶺土礦的開發(fā)利用

4.1目前開發(fā)利用情況

廬樅盆地高嶺土礦礦石質(zhì)量穩(wěn)定，礦床遠(yuǎn)景規(guī)模一般規(guī)模都較大（表2），但質(zhì)量整體較差（Fe2O3、TiO2含量高），目前開發(fā)利用處于賣原礦和粗加工階段，涉及陶瓷、深色橡膠、涂料、耐火材料、玻纖、建材（白水泥、速凝劑、膨脹劑）、農(nóng)藥、砂輪及化妝品等行業(yè)。

自20世紀(jì)80年代至今有數(shù)十家企業(yè)開發(fā)利用廬樅地區(qū)高嶺土礦，每年開采量約2×104t，取得一定的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

4.2開發(fā)利用前景展望

4.2.1高嶺土的用途

高嶺土由于具有分散性、可塑性、燒結(jié)性、耐火性、離子交換性以及物化穩(wěn)定性等，廣泛用于造紙、陶瓷、橡膠、塑料、涂料、耐火材料、玻纖、建材、農(nóng)藥、醫(yī)藥、砂輪及化妝品等行業(yè)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展科技迅速提高陶瓷制品的種類愈來(lái)愈多，它不僅與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)，而且在國(guó)防尖端技術(shù)的應(yīng)用也很廣泛，如原子能、噴氣式飛機(jī)、火箭、人造衛(wèi)星、半導(dǎo)體、微波技術(shù)及雷達(dá)等方面都需要陶瓷制品?？梢?jiàn)高嶺土礦產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的重要地位。

4.2.2高嶺土的市場(chǎng)情況

隨著人們生活方式的變化和工業(yè)技術(shù)發(fā)展，高嶺土的使用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，無(wú)論世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)如何變化，國(guó)際市場(chǎng)高嶺土的需求量和價(jià)格總體逐年增長(zhǎng)，我國(guó)也有相同的趨勢(shì)。

據(jù)中國(guó)行業(yè)報(bào)告統(tǒng)計(jì)，我國(guó)高嶺土的需求量每年以約5%的增長(zhǎng)率遞增，其中陶瓷工業(yè)2005年高嶺土需求量120×104t，2010年需求量150×104t，占總需求量的58.9﹪；造紙業(yè)2005年高嶺土需求量65×104t（進(jìn)口20×104t），2010年需求量80×104t（進(jìn)口28×104t），占總需求量的23.5﹪；高分子材料行業(yè)高嶺土需求量5×104t（進(jìn)口1×104t），占總需求量的3.1﹪；涂料2000年高嶺土需求量7×104t，2005年需求量10×104t，占總需求量的5.5﹪；耐火材料高嶺土需求量占3.9﹪；玻纖高嶺土需求量占2.1﹪；其它行業(yè)高嶺土需求量占3﹪。

4.2.3廬樅地區(qū)高嶺土的開發(fā)利用前景展望

廬樅盆地高嶺土礦資源豐富，但礦石質(zhì)量整體較差，Al2O3：20﹪～28﹪、Fe2O3：2﹪～6﹪、TiO2：0.7﹪～1.0﹪。根據(jù)《高嶺土、膨潤(rùn)土、耐火黏土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0206-2002）中高嶺土指標(biāo)，即：Al2O3≥18﹪，F(xiàn)e2O3+TiO2＜2﹪、TiO2＜0.6﹪，區(qū)內(nèi)幾乎沒(méi)有符合上述要求的高嶺土礦，為了充分開發(fā)利用廬樅盆地高嶺土礦產(chǎn)資源，必須對(duì)高嶺土礦進(jìn)行深加工，具體措施有：

高嶺土選礦：除砂，用浮選法除去大量50μm的石英、云母，長(zhǎng)石等雜質(zhì)；除鐵，用細(xì)粒浮選法除去錳鈦鐵礦，用磁選法除去有磁性的鐵礦物，用亞硫酸鋅或亞硫酸鈉將高嶺土的三價(jià)鐵化合物還原為二價(jià)鐵化合物，以達(dá)到漂白的目的；除硫，用浮選法及選擇性微差絮凝法除去黃鐵礦、明礬石。通過(guò)選礦提高高嶺土礦含量Al2O3，降低有害組分含量（Fe2O3、TiO2、SO3），可使高嶺土產(chǎn)品的用途擴(kuò)大到淺色橡膠、特種陶瓷等行業(yè)；

高嶺土超細(xì)加工：通過(guò)機(jī)械或氣流加工，將高嶺土粉碎至1000目以上，增加高嶺土粉體的表面積、沉降體積，提高了工業(yè)性能，其產(chǎn)品可用于合成分子篩等行業(yè)；

高嶺土改性：利用硅烷等有機(jī)化合物對(duì)高嶺土粉體表面進(jìn)行活化處理，提高其工業(yè)性能，改性過(guò)的高嶺土可以替代昂貴的白炭黑、樹脂等產(chǎn)品。此外，高嶺土煅燒也是改性方法之一。

高嶺土通過(guò)以上深加工提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增加了產(chǎn)品附加值，擴(kuò)大了高嶺土的使用領(lǐng)域。由此可見(jiàn)，廬樅盆地高嶺土的開發(fā)利用前景廣闊。

[1]國(guó)家建筑材料工業(yè)局地質(zhì)公司.中國(guó)高嶺土礦床地質(zhì)學(xué)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1984.

[2]鄭直，呂達(dá)人，等.中國(guó)主要高嶺土礦床[M].北京：北京科學(xué)技術(shù)出版社，1987.

[3]徐蔡忠，等.安徽省廬江縣畢洼高嶺土礦普查報(bào)告[R].1989.

[4]安徽省地質(zhì)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì).礬山幅、將軍幅區(qū)域地質(zhì)（礦產(chǎn)）調(diào)查報(bào)告（1/5萬(wàn)）[R].1981.

[5]吳旭升，等.安徽省廬樅地區(qū)高嶺土等重點(diǎn)非金屬礦調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告[R].2015.

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on ore-forminG lAW, rAnGe of exPlorAtion And develoPment of KAolin in the luzonG bASin of Anhui ProvinCe

Wu xu-sheng,hu yan-qing
( No.327 Unit of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province, Hefei,Anhui 230011,China)

The Lu-Zong basin is a continental inherited basin, which has been developed through the Yanshanian Movement, with mid and lower Jurassic land facies clastic rock formation being the basement, and is one of important ore fields in the mid-lower Yangtze River reaches. The northern part of the basin is widely and strongly kaolinized having a good prospect for kaolin exploration. This paper made an initial discussion on the ore-forming law, origin of ore deposit and range of exploration of kaolin in the basin, and gave suggestions for further development and utilization.

ore-forming law; origin of ore deposit; hard (soft) kaolin; hydrothermal alteration; weathering type

P619.232

A

1005－6157（2016）01－05－5

2015-10-09

吳旭升（1961－），男，安徽廬江人，高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。