湖南城步縣沙洲田高嶺土礦成礦地質(zhì)特征

杜成江 熊輝 夏臘生

摘 要：湖南省城步縣沙洲田高嶺土礦賦存于加里東期蘭蓉巖體中粒斑狀黑云母花崗巖（γ13）風(fēng)化殼內(nèi)，為風(fēng)化殘積型高嶺土礦，本文研究了該礦床的地質(zhì)特征，分析了礦區(qū)的構(gòu)造、成礦母巖、地形地貌、氣候條件，闡明了礦床成礦地質(zhì)條件。

關(guān)鍵詞：高嶺土礦床；地質(zhì)特征；成礦地質(zhì)條件

沙洲田高嶺土礦位于城步苗族自治縣縣城120°方位，距縣城直距約15km的蘭蓉鄉(xiāng)尖頭田村與新寨村一帶，具有礦體形態(tài)簡(jiǎn)單、礦體厚度穩(wěn)定、礦石結(jié)構(gòu)單一、產(chǎn)狀穩(wěn)定等特征，該礦床具有良好的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。

1 地質(zhì)概況

1.1區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)位于湘中—贛中元古宙、古生代、中生代、新生代鐵鎢錫銻鉛鋅稀有成礦區(qū)湘中銻金鉛鋅成礦區(qū)與東西向南嶺成礦帶西段相交部位。北東向桃江—城步深斷裂、寧鄉(xiāng)—新寧深斷裂與北西向懷化—道縣深斷裂交匯部位的西北部。大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)南緣江南臺(tái)隆湘中褶皺區(qū)。

區(qū)域地層：出露地層有元古界板溪群上亞群、震旦系，古生界寒武系、奧陶系、泥盆系，新生界第四系。

區(qū)域構(gòu)造：褶皺主要有大坳頭—貓兒界背斜、干溪頭—團(tuán)尾子向斜；斷裂構(gòu)造主要為北北東向，斷裂性質(zhì)為壓性斷裂，斷裂沿線巖石硅化破碎，片理發(fā)育，糜棱巖、構(gòu)造透鏡體、巖層撓曲、揉皺等現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育，多分布在中部及東部，主要為加里東期酸性巖漿侵入產(chǎn)物，其次為燕山早期細(xì)?；◢弾r侵入體。

區(qū)域礦產(chǎn)：區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)種類(lèi)較多，計(jì)有鎢、錫、銅、鉛鋅、煤、鐵、磷、砷、水晶、螢石、鉀長(zhǎng)石、高嶺土、重晶石、石英、石棉、錳、釩、金、以及稀有、放射性元素等20余種。外生礦產(chǎn)以煤為主，分布于文坪—溫頭一帶；以鎢為最重要的內(nèi)生礦產(chǎn)，主要密集地沿越城嶺復(fù)式巖體東側(cè)內(nèi)外接觸帶分布。已發(fā)現(xiàn)礦（床）點(diǎn)、礦化點(diǎn)159處，包括小型礦床5處。

1.2礦區(qū)地質(zhì)概況

1.2.1地層

沙洲田高嶺土礦區(qū)地層以元古界板溪群上亞群加榜組（Ptbn2j1）為主，其次為第四系。

板溪群上亞群加榜組（Ptbn2j1）：為一套淺海相鈣質(zhì)、砂、泥質(zhì)沉積。巖石普遍經(jīng)受區(qū)域變質(zhì)作用，產(chǎn)生淺變質(zhì)。在巖體附近因接觸變質(zhì)作用，使巖石變質(zhì)較深而為片巖、千枚巖，并產(chǎn)生角巖化、硅化及大理巖化等蝕變現(xiàn)象。分布在礦區(qū)西部和東南角。

第四系（Qh）：多為殘坡積物及沖洪積物。殘坡積物主要出露于山頂、緩坡地帶，結(jié)構(gòu)松散，無(wú)分選性及層理，具棱角，未固結(jié)成巖，以含石英碎屑亞砂土、粘土、亞粘土為主。沖洪積物主要出露在在山麓、山谷出口、溪溝及巫水河兩岸，以礫石、亞粘土為主。厚度0～43m。

1.2.2構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有F1斷裂構(gòu)造，分布于礦區(qū)東部。它屬于長(zhǎng)溪水—楠溪斷裂的一部分，走向北北東15～20°，微呈“S”形狀，在圖區(qū)范圍內(nèi)出露，從南至北長(zhǎng)均1.9km。斷裂性質(zhì)為壓性斷裂，斷裂沿線巖石硅化破碎，片理發(fā)育，糜棱巖、構(gòu)造透鏡體、巖層撓曲、揉皺等現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。斷裂面傾向北西，傾角50°，斷裂沿線可見(jiàn)2～5m的石英脈充填于伴生的北西西向張性裂隙中。該斷裂切割蘭蓉花崗巖體（見(jiàn)圖1）。

1.2.3巖漿巖

礦區(qū)出露的巖漿巖主要為，屬蘭蓉巖體的一部分。長(zhǎng)軸方向近南北向，呈巖株產(chǎn)出。巖體與板溪群加榜組呈侵入接觸，接觸面一般傾向圍巖，傾角為35°～40°，內(nèi)蝕變帶不發(fā)育，外蝕變帶具角巖化和大理巖化。巖性主要為中粒斑狀黑云母花崗巖，局部地段的巖體邊緣為中粒花崗巖，總體巖性變化不大。主要礦物成分有鉀長(zhǎng)石20～35%、斜長(zhǎng)石30～15%、石英40～50%、黑云母4%、白云母1%，副礦物有磷釔礦、鋯石、磁鐵礦、綠簾石、電氣石等。巖石受構(gòu)造應(yīng)力作用具碎裂結(jié)構(gòu)，礦物呈定向排列。

2 礦體特征

2.1礦體形態(tài)和規(guī)模

沙洲田高嶺土礦賦存于加里東期蘭蓉巖體中粒斑狀黑云母花崗巖（γ13）風(fēng)化殼內(nèi)，礦體呈弧形，多成脈狀、似層狀產(chǎn)出，覆蓋于花崗巖之上。礦體出露于白楊林—沙洲田—螺絲咒—大段田一帶，長(zhǎng)約2.5km，礦體走向20°～29°，平均走向25°；傾角60°～80°，最大可達(dá)85°；傾向北西，平均寬8m，延伸面積為0.02km2，延展規(guī)模為小型，礦體淺部為風(fēng)化型的砂質(zhì)高嶺土礦，深部則為原生的硬質(zhì)高嶺土礦。高嶺土礦化深度達(dá)80m左右。

2.2礦石質(zhì)量

礦石礦物成分：砂質(zhì)高嶺土礦的礦物成分主要為石英、高嶺石、云母、長(zhǎng)石等。礦石中石英含量25%～60%，粒徑0.1～5mm不等，以1～4mm為主；高嶺土含量為15%～30%，有少部分高嶺土以長(zhǎng)石假晶形存在；白云母呈細(xì)鱗片狀，含量在5%-10%左右，含有少許沸石、鐵質(zhì)。

礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)以泥質(zhì)不等粒砂狀結(jié)構(gòu)為主，中粗粒狀，少部分保留半自形結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以砂土狀構(gòu)造為主，局部見(jiàn)塊狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造、纖維狀構(gòu)造（見(jiàn)圖2-5）。

礦石類(lèi)型：本礦區(qū)礦石可分白-灰白色高嶺土和雜色高嶺土兩種，白-灰白色高嶺土礦石質(zhì)量好，白度較高，TFe2O3平均含量1.19%，TiO2平均含量0.26%，Al2O3平均含量18.23%；雜色（灰白雜部分褐黃色）高嶺土礦石質(zhì)量較差，白度低，TFe2O3含量平均1.54%，TiO2平均含量0.29，Al2O3平均含量16.30%。

3 礦床成因

高嶺土礦床成因類(lèi)型一般劃分為風(fēng)化型、熱液蝕變型和沉積型。分析認(rèn)為，沙洲田高嶺土礦床成因類(lèi)型為花崗巖風(fēng)化殘余型，礦床成礦母巖為加里東期蘭蓉巖體中粒斑狀黑云母花崗巖。

（1）成礦母巖條件：高嶺土礦形成有大量的長(zhǎng)石礦物做基礎(chǔ)，本區(qū)高嶺土礦主要是由中粒斑狀黑云母花崗巖中各種長(zhǎng)石經(jīng)高嶺土化的產(chǎn)物，部分是由白云母轉(zhuǎn)化而成?；◢弾r巖石硬度較大，在構(gòu)造作用下易產(chǎn)生節(jié)理裂隙，為風(fēng)化作用的進(jìn)行提供了條件。

（2）構(gòu)造條件：礦區(qū)處于長(zhǎng)溪水—楠溪斷裂帶上，受多期次斷裂活動(dòng)影響，導(dǎo)致巖石變形強(qiáng)烈，碎裂化、糜棱巖化發(fā)育，并伴隨鉀化、云英巖化、絹云母化及早期的混合巖化等熱液蝕變變質(zhì)作用，對(duì)巖石及其礦物成分起到碎裂和破壞作用。

（3）地形地貌條件：礦體位于丘陵、山間盆地的殘丘上，有利于礦體的保存。

（4）氣候條件：蘭蓉巖體所在區(qū)域?qū)僦衼啛釒降貧夂?，四季分明，雨量充沛，該地的年平均氣溫?6.1℃，年均降雨量1236.4mm。有利的地下水條件（pH值為6.1～6.6），為形成和保留礦區(qū)厚大的風(fēng)化殼提供了有利的次生成礦條件。特別是蘭榮花崗巖體的韌性變形構(gòu)造發(fā)育，有利于水介質(zhì)下滲、流動(dòng)循環(huán)，加速巖石的風(fēng)化分解，為風(fēng)化成礦創(chuàng)造有利條件。

綜上所述，礦床形成過(guò)程大致為：蘭蓉巖體中粒斑狀黑云母花崗巖侵位→斷裂構(gòu)造活動(dòng)使巖石碎裂、蝕變和糜棱巖化→風(fēng)化作用使長(zhǎng)石等礦物分解粘土化→K2O、Na2O、FeO流失→高嶺石等粘土礦物相對(duì)殘余殘積成礦。

4 結(jié)束語(yǔ)

本礦區(qū)高嶺土礦床屬于風(fēng)化型風(fēng)化殘積亞型礦床，成礦受構(gòu)造、成礦母巖、地形地貌、氣候四方面因素控制。蘭蓉巖體花崗巖中有大量的長(zhǎng)石礦物，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)高嶺土礦的成礦母巖；丘陵、山間盆地的殘丘是礦體保存的必要條件；構(gòu)造活動(dòng)形成的節(jié)理裂隙有利于巖石風(fēng)化；氣候條件為風(fēng)化成礦創(chuàng)造有利條件。

礦區(qū)所處地理位置較優(yōu)越，交通十分方便，找礦潛力較大，無(wú)論對(duì)企業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，還是對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的效益都是可觀的。應(yīng)綜合利用好該類(lèi)型高嶺土礦，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)刭Y源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 湖南省核工業(yè)地質(zhì)局302大隊(duì)城步縣沙洲田高嶺土礦詳查報(bào)告，2015.

作者簡(jiǎn)介：

杜成江，男，1990年，漢族，四川廣安，大學(xué)本科，助理工程師，地質(zhì)學(xué)