分宜縣大崗山高嶺土礦地質(zhì)特征及成因分析

簡 平，朱瑞辰

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九〇二地質(zhì)大隊，江西 新余 338000）

分宜縣大崗山高嶺土礦屬于風(fēng)化殘積亞型高嶺土礦，礦區(qū)成礦的母巖為志留系武元單元細(xì)中粒白云母花崗巖，礦石類型為砂質(zhì)高嶺土。本文通過分析大崗山高嶺土礦地質(zhì)特征、礦石加工技術(shù)性能和礦床開采技術(shù)條件，總結(jié)礦區(qū)高嶺土礦成因，為該地區(qū)進(jìn)一步開展高嶺土礦調(diào)查與評價提供參考。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

（1）地層。礦區(qū)位于揚子準(zhǔn)地臺與華南褶皺系接觸帶南緣，武功隆起中段，苑坑(神山)倒轉(zhuǎn)復(fù)式背斜的西段南翼，再次一級長江～大崗山鄉(xiāng)倒轉(zhuǎn)揚起向斜東翼。地層出露比較簡單，由老到新有震旦系上統(tǒng)老虎塘組（Z2l）、第四系全新統(tǒng)（Q4）。震旦系上統(tǒng)老虎塘組(Z2l)：為深灰色變質(zhì)砂巖、絹云母千枚巖，夾灰色綠簾石石英巖、黃綠色斑點狀板巖。

第四系全新統(tǒng)（Q4）：山坡及山間洼地，主要為殘坡積物和部分沖積物。

（2）構(gòu)造。礦區(qū)構(gòu)造相對較為簡單，為長江—大崗山鄉(xiāng)倒轉(zhuǎn)揚起向斜東翼，產(chǎn)狀為240°～260°∠30°～40°，總體走向呈北北西向，局部有變化。

（3）巖漿巖。礦區(qū)巖漿巖為志留系武元單元(SW)細(xì)中粒白云母花崗巖，是形成高嶺土礦的母巖。武元單元侵入震旦系上統(tǒng)老虎塘組中，接觸面多呈波狀、鋸齒狀、外傾，傾角約40°～60°不等，主要巖性如下：①中細(xì)粒白云母交代花崗巖：呈不規(guī)則帶狀分布，是礦區(qū)高嶺土礦的主要成礦母巖。②云英巖化細(xì)粒花崗巖：呈透鏡狀斷續(xù)分布在白云母交代花崗巖以東，顏色為淺灰白色。③弱云英巖化中細(xì)?；◢弾r：顏色為灰白色。④混合巖化花崗巖和混合巖：顏色為灰白色、礦物成份主要為鉀長石、斜長石、石英；其次為白云母、黑云母；付礦物有白鈦石、石榴子石、鋯石、銳鈦礦、褐鐵礦、黃鐵礦、軟錳礦等。組份較明顯的分為基質(zhì)和脈體兩部分[1]。

2 礦床地質(zhì)特征

（1）礦體地質(zhì)特征。井口高嶺土礦因地形和構(gòu)造的影響，呈“帽”狀產(chǎn)于武元單元細(xì)中粒白云母花崗巖及混合巖化花崗巖的半風(fēng)化或微風(fēng)化基巖之上，接觸面不平，礦體呈似層狀、透鏡狀不連續(xù)分布，大小不一，具工業(yè)價值的白色、灰白色高嶺土礦有7個，編號為I號～VII號，各礦體特征如下：I號礦體呈北東向展布，長約450m，寬約70m～230m，工程揭露礦體厚度1.43m～7.85m，面積為0.056 km2。II號礦體呈近南北向不規(guī)則帶狀展布，南北長約1270m，東西寬50m～150m，工程控制厚度0.94m～12.95m，面積約0.1km2。III號礦體呈近半圓形分布，南北長約140m，東西寬約70m，工程控制厚度3.35m，面積約0.01km2。IV號礦體呈近圓形分布，東西長約95m，南北寬約91m，工程控制厚度3.30m，面積約0.007km2，是8個礦體中最小的一個。V號礦體呈北東向展布，長約1140m，寬約130m～470m。工程揭露礦體厚度2.00m～7.50m，總面積近0.2km2。VI號礦體呈橢圓形分布，東西長約200m，南北寬約150m，工程揭露礦體厚度2.30m～5.50m，面積為0.02km2。

VII號礦體呈不規(guī)則狀形態(tài)分布，長約200m，寬約65m，工程揭露礦體厚度5.10m～6.80m，面積為0.012km2。

其中II號、V號礦體是本礦區(qū)的主要礦體，出露面積約占74.08%，資源量占75.77%。

（2）礦石質(zhì)量。①礦石特征。高嶺土原礦的顏色為白、灰白色、黃白、淺黃～棕黃色。結(jié)構(gòu)松散呈砂狀，仍保留了原來巖石的殘余結(jié)構(gòu)。原礦顏色與成礦母巖和鐵質(zhì)污染密切相關(guān)。②礦石礦物成分。礦石的礦物成份由殘留原生礦物和次生礦物組成。殘余原生礦物以白云母、石英為主，少量長石，微量軟錳礦、銳鈦礦、白鈦礦、鋯石等。次生礦物分粘土礦物和非粘土礦物：粘土礦物以高嶺石為主，次為伊利石、埃洛石、水云母，微量蒙脫石；非粘土礦物有褐鐵礦、針鐵礦。③礦石化學(xué)成分。據(jù)高嶺土原礦化學(xué)組分統(tǒng)計，SiO2含 量57.51%～78.34%，平 均71.87%；Al2O3含量15.09%～21.38%，平均17.93%，主要雜質(zhì)Fe2O3含量0.42%～1.73%，平均1.05%；TiO2含量0.06%～0.26%，平均0.17%。④礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。a）礦石結(jié)構(gòu)。礦石中長石、石英、云母礦物呈殘余斑狀結(jié)構(gòu)、殘余細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，基質(zhì)為顯微粒狀結(jié)構(gòu)。高嶺土原礦中可見顆粒相對較粗的長石、石英、云母礦物呈殘余斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶中石英呈半自形短柱狀～它形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，以粒狀集合體的形式出現(xiàn)，粒徑0.1mm～0.5mm。白云母呈片狀，多以集合體分布，片徑0.2mm～0.8mm，不均勻分布。斜長石呈半自形板狀，粒徑0.5mm～1mm，強絹云母化。b）礦石構(gòu)造。礦石構(gòu)造主要為松散砂土狀構(gòu)造、粉末狀構(gòu)造。⑤礦石質(zhì)量變化情況。礦石質(zhì)量沿水平方向的變化一般不大，但在兩種不同原巖之間及過渡帶上，其質(zhì)量變化就較大。礦石質(zhì)量在垂直方向的變化，顯示出與風(fēng)化帶剖面相應(yīng)的變化規(guī)律。風(fēng)化程度由上而下逐漸變?nèi)?，風(fēng)化剖面結(jié)構(gòu)順序為強風(fēng)化帶、風(fēng)化帶、半風(fēng)化帶、微風(fēng)化的基巖，各帶之間無明顯的界線，呈漸變接觸。

3 礦床成因

大崗山高嶺土礦屬風(fēng)化殘積亞型高嶺土礦床，主要由鋁硅酸鹽礦物組成的巖石經(jīng)長期化學(xué)風(fēng)化作用過程形成。巖體侵入后，因地處亞熱帶，氣候溫和潮濕，植被繁茂，對巖石化學(xué)風(fēng)化作用十分有利，容易形成富硅鋁風(fēng)化殼。在溫暖濕潤的氣候條件下，白云母花崗巖發(fā)生粘土化作用，富鋁的硅酸鹽巖石在H2O、CO2和生物的作用下，被分解出堿金屬和堿土金屬（去堿作用），它們以各種碳酸鹽的形式溶于水中被帶走；同時，從巖石中分解出來的SiO2、Al2O3、Fe2O3易形成帶負(fù)電荷、正電荷的膠體，正負(fù)電荷膠體相互作用而發(fā)生電性中和，引起凝聚，由于沉淀的凝膠SiO2和Al2O3的比例變動很大，于是便形成各種不同的粘土礦物，如高嶺石（Al2O3·2SiO2·2H2O）、多水高嶺石（Al2O3·2SiO2·nH2O）、微晶高嶺石、蒙脫石和水云母等[2]?；◢弾r風(fēng)化作用形成的風(fēng)化殼厚度大于遭受剝蝕的厚度，在漫長的化學(xué)風(fēng)化作用中，Al2O3與Fe2O3等成分相對富集或分散，形成了現(xiàn)今風(fēng)化殼厚度保存較好的高鋁低鐵高嶺土礦床。

4 結(jié)論

①大崗山高嶺土礦原巖為志留紀(jì)武元單元細(xì)中粒白云母花崗巖，巖石高硅富鋁、低鐵鈦的地球化學(xué)性質(zhì)，是形成高嶺土的天然條件。②受地形和構(gòu)造的影響，礦體呈“帽”狀產(chǎn)于半風(fēng)化或微風(fēng)化基巖之上，接觸面不平，呈似層狀、透鏡狀不連續(xù)分布，大小不一。③本區(qū)處于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫濕的氣候條件以及植被發(fā)育，為巖石的化學(xué)風(fēng)化作用提供了有利的條件。