貴州省麻江將軍石高嶺土礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

全貴龍 楊明坤

摘要：將軍石高嶺土礦床位于貴州省麻江縣城北東約10km。礦區(qū)南北平均長(zhǎng)3km，東西平均寬2km，面積6.02km2。查獲礦區(qū)高嶺土礦資源量792萬(wàn)噸，成為貴州發(fā)現(xiàn)的首個(gè)高嶺土礦大型礦床。礦區(qū)含礦巖系為石炭系下統(tǒng)九架爐組（C1jj），平行不整合于二疊系中統(tǒng)梁山組+棲霞組（P2l+q）之下，泥盆系上統(tǒng)高坡場(chǎng)組（D3gp）之上。本文通過(guò)對(duì)該礦區(qū)礦體分布、礦石化學(xué)組分分析以及礦物組成的研究，總結(jié)了礦床找礦標(biāo)志，為貴州省其余地區(qū)尋找此類高嶺土礦床提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高嶺土礦床；地質(zhì)特征；找礦標(biāo)志；麻江將軍石

1.引言

將軍石高嶺土礦床位于貴州省麻江縣城北東約10km。礦區(qū)南北平均長(zhǎng)3km，東西平均寬2km，面積6.02km2。

該礦床是由原屬貴州省2009年度省級(jí)地勘基金（周轉(zhuǎn)金）將軍石鋁土礦勘查項(xiàng)目而來(lái)，2011年開(kāi)展工作后，區(qū)內(nèi)無(wú)鋁土礦，卻發(fā)現(xiàn)有厚度較穩(wěn)定的硬質(zhì)高嶺土礦，至2016年完成礦區(qū)高嶺土的詳查地質(zhì)工作后，查獲礦區(qū)高嶺土礦資源量792萬(wàn)噸，成為貴州發(fā)現(xiàn)的首個(gè)高嶺土礦大型礦床。通過(guò)對(duì)該礦床地質(zhì)特征和找礦標(biāo)志的總結(jié)，為相鄰區(qū)域找礦工作提供借鑒。

2.地質(zhì)特征

2.1大地構(gòu)造

礦區(qū)大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子陸塊江南復(fù)合造山帶黔南坳陷都勻南北向隔槽式褶皺變形區(qū)鳳山向斜東翼、王司背斜北傾沒(méi)端。

2.2區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造以擠壓型南北向構(gòu)造為主，發(fā)育少量北東向構(gòu)造和近東西向弧型構(gòu)造。南北向構(gòu)造體系及北東向構(gòu)造體系構(gòu)成區(qū)域構(gòu)造格架，南北向構(gòu)造體系由寬緩箱狀背斜和狹窄的向斜及與之相伴生的斷裂構(gòu)成，為典型隔槽式褶皺。北東向和近東西向構(gòu)造多局限于南北向構(gòu)造體系中，由一系列北東向和近東西向褶曲及斷裂構(gòu)成。各組向斷裂不僅對(duì)地層有一定的切割作用，也錯(cuò)切了礦區(qū)含礦巖系，破壞了含礦巖系的完整性。見(jiàn)圖1。

2.3礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)出露地層從老至新為：泥盆系中統(tǒng)馬鬃嶺組（D2m）、上統(tǒng)高坡場(chǎng)組（D3gp）；石炭系下統(tǒng)九架爐組（C1jj）；二疊系中統(tǒng)梁山組（P2l）、棲霞組（P2q）、茅口組（P2m）、上統(tǒng)合山組（P3h）及第四系。

2.4礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于鳳山向斜東翼，地層呈單斜產(chǎn)出，總體傾向北西320°～340°，傾角15°～35°。斷裂構(gòu)造較發(fā)育，以南北向、北東向、近東西向?yàn)橹?，近東西向主要為小型張扭性斷層。

南北向的F1、F2為礦區(qū)東西邊界控制斷層，對(duì)礦系無(wú)破壞影響，而F1和F2之間的北東向F10、F15、F16、F17和近東西向的F6、F8、F11、F12斷層則對(duì)礦系地層有一定的破壞影響。見(jiàn)圖2。

3.礦床地質(zhì)特征

3.1含礦巖系特征

礦區(qū)含礦巖系為石炭系下統(tǒng)九架爐組（C1jj），平行不整合于二疊系中統(tǒng)梁山組+棲霞組（P2l+q）之下，泥盆系上統(tǒng)高坡場(chǎng)組（D3gp）之上。含礦巖系主要出露于礦區(qū)南部及東部。通過(guò)工程揭露，含礦巖系及其頂?shù)装鍘r性組合特征在區(qū)內(nèi)橫向上總體較為穩(wěn)定，局部地段也常存在差異。見(jiàn)圖3。總體含礦巖系剖面從上到下可分為三個(gè)部分：

上覆地層：梁山組（P2l）

（5）灰黑-黑色薄層狀含炭質(zhì)粘土巖，底部為灰黃、灰白、灰色薄-中厚層狀粉-細(xì)砂巖、石英砂巖。厚0.17m～11m。

九架爐組（C1jj）

（4）礦體產(chǎn)出部位。主要為淺灰-灰色、灰白色中厚層狀高嶺土質(zhì)粘土巖，高嶺土礦，致密塊狀。厚0.3m～5.74m。

（3）淺灰-灰白色中厚層夾薄層狀石英砂巖，粉-細(xì)砂巖夾灰綠、灰白色薄層-中厚層狀含高嶺土質(zhì)粘土巖、粘土巖，部分地段砂巖與粘土巖呈不等厚韻律互層產(chǎn)出。厚2m～8m。

（2）灰綠、紫紅色薄-中厚層狀（含）鐵質(zhì)粘土巖，地表含有深灰色、黑褐色鐵質(zhì)團(tuán)塊及結(jié)核。該巖性部分地段相變?yōu)榛揖G色、淺灰色薄層狀粘土巖，鐵質(zhì)成分少。厚1m～6m。

下伏地層：高坡場(chǎng)組第三段（D3gp3）

（1）灰綠、灰色中厚層狀泥晶灰?guī)r，鮞粒、豆粒泥晶灰?guī)r夾灰綠色薄層狀粘土巖；礦區(qū)北西部為淺灰色中厚層夾厚層狀粉-細(xì)晶白云巖，含角礫白云巖，巖石中夾灰綠色粘土巖。厚2m～5m。

3.2礦體（層）特征

根據(jù)礦體（層）分布和產(chǎn)出部位，礦區(qū)內(nèi)共圈定高嶺土礦體7個(gè)。產(chǎn)于礦系頂部（上層礦）的礦體4個(gè)，產(chǎn)于礦系中-下部（下層礦）的礦體3個(gè)。上層礦為礦區(qū)主礦體，連續(xù)性較好，但橫向上厚度較不穩(wěn)定，由南西→北東，礦體總體呈現(xiàn)厚薄相間交互變化特征，一般1.74m～3.66m，最薄0.39m，最厚5.74m，礦體品質(zhì)相對(duì)較好，Al2O3含量較為穩(wěn)定，一般35%～42%，其中Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)礦體面積、體積最大，為礦區(qū)主要工業(yè)礦體；產(chǎn)于礦系中-下部（下層礦）的礦體3個(gè)，呈零星分布，礦體規(guī)模較小，厚度0.73m～5.94m，礦體Al2O3含量30%～34%。

Ⅰ號(hào)礦體：

位于礦區(qū)南部-南西部。礦體賦存于九架爐組頂部，與上覆地層梁山組炭質(zhì)粘土巖、石英砂巖平行不整合接觸，礦體直接底板為九架爐組中部的石英砂巖、含泥質(zhì)粉-細(xì)砂巖。礦體與上下圍巖界線分明，找礦標(biāo)志清晰。

礦體規(guī)模及產(chǎn)狀：礦體長(zhǎng)約1600m，寬200m～570m，厚1.27m～5.30m，平均厚2.57m，厚度變化系數(shù)51.8%。礦體傾向310°～336°，傾角19°～30°，平均23°，埋深0～144m。

礦體形態(tài)：礦體平面形態(tài)呈不規(guī)則塊狀，剖面形態(tài)呈似層狀、透鏡狀。礦體沿走向上連續(xù)性比較好。

礦體結(jié)構(gòu)：礦體為單層礦。

礦體主要化學(xué)組分及品位：礦體主要化學(xué)組分為Al2O3、Fe2O3、TiO2。Al2O3含量34.51%～46.68%，平均39.39%；Fe2O3含量0.70%～2.71%，平均1.29%；TiO2含量1.04%～2.08%，平均1.54%（表1）。

3.3礦石特征

（1）物質(zhì)組成

礦石中主要礦物為多水高嶺石、高嶺石粘土礦物，其次為氧化礦物、重礦物、其他礦物等。

（2）主要礦物含量

多水高嶺土石、高嶺石為礦石中主要礦物，含量>85%，一般90%～95%；

褐鐵礦：是除高嶺石之外最常見(jiàn)的礦物之一，含量1%～ 7%，一般2%～3%；

黃鐵礦：與褐鐵礦作為礦石中兩種較常見(jiàn)的礦物，二者常伴生產(chǎn)出，含量1%～7%，一般1%～3%；

銳鈦礦：零星分散于高嶺石中，含量1%～2%。

（3）礦石結(jié)構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)比較單一，為隱晶-顯微纖維結(jié)構(gòu)，以隱晶纖維結(jié)構(gòu)居多。

（4）礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造比較單一，鏡下鑒定有土狀、塊狀構(gòu)造，以土狀構(gòu)造為主。手標(biāo)本觀察礦石以致密塊狀構(gòu)造為主，其礦物成分總體均勻分布、集合緊密。

（5）礦石化學(xué)組分

礦石的化學(xué)組分以Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2和H2O+為主，這五種組分含量占礦石化學(xué)組分總含量的96%～99%，其他化學(xué)組分含量總和<4%。

（6）礦石自然類型

礦石自然類型分為致密塊狀和土狀。

（7）礦石工業(yè)類型

礦石工業(yè)類型根據(jù)質(zhì)地、可塑性和砂質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為三種：礦區(qū)主要工業(yè)礦體（上層礦體）為硬質(zhì)高嶺土；次要工業(yè)礦體（下層礦體）以硬質(zhì)與砂質(zhì)高嶺土為主（含量大于60%），少量軟質(zhì)高嶺土。

（8）礦石品級(jí)

礦區(qū)各礦體Al2O3含量均大于30%，但Fe2O3+TiO2含量偏高，經(jīng)強(qiáng)磁選工藝降鐵、鈦進(jìn)行選冶后，可達(dá)Ⅰ等品以上。

4.礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1礦床成因

早古生代末的廣西運(yùn)動(dòng)使貴州全面隆起，遭受剝蝕夷平。隨著早泥盆世陸內(nèi)伸展裂陷開(kāi)始，海水由南部的廣西浸入貴州裂陷盆地內(nèi)。到早泥盆世中期，海水開(kāi)始侵入上楊子臺(tái)地。泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)時(shí)海面升降頻繁，赫章、普定、清鎮(zhèn)、黃平、丹寨一線以北、以東常由于海退而成為陸地，且成為省內(nèi)沉積區(qū)陸源碎屑的供應(yīng)地之一（中國(guó)區(qū)域地質(zhì)志·貴州志）。

本區(qū)至早泥盆世時(shí)處于碳酸鹽巖臺(tái)地中的局限臺(tái)地沉積環(huán)境，沉積形成了高坡場(chǎng)組（D3gp）白云巖—灰?guī)r沉積組合。早石炭世巖關(guān)期因海退成為陸地，接受風(fēng)化剝蝕。該時(shí)期的碳酸鹽巖由于巖溶作用發(fā)育形成峰叢洼地，兼之氣候炎熱潮濕（據(jù)古地磁測(cè)定：在石炭紀(jì)，本區(qū)位于南緯8°～4°，屬熱帶氣候），碳酸鹽巖基巖經(jīng)風(fēng)化分解，為鋁、鐵紅土化作用提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，在準(zhǔn)溶原面上發(fā)育形成具有一定厚度的紅土風(fēng)化殼。早石炭世大塘期，由于海退作用，本區(qū)逐漸演化為濱岸瀉湖（潮坪）—沼澤沉積環(huán)境。該時(shí)期的紅土風(fēng)化殼經(jīng)風(fēng)化淋濾、搬運(yùn)、沉積、成巖成礦作用和經(jīng)脫水、脫硅、去鐵后形成高嶺土礦（圖4）。至燕山期末發(fā)生強(qiáng)烈褶皺，逐漸形成今日主要的背向斜，并在喜山期接受風(fēng)化剝蝕。保存下來(lái)的高嶺土質(zhì)粘土巖在地下水、地表水及氧氣的作用下進(jìn)一步富集成高嶺土礦。

4.2找礦標(biāo)志

（1）本區(qū)從晚泥盆世至早石炭世大塘期，沉積間斷時(shí)間較短，紅土化作用不甚徹底，形成鋁土礦的條件尚不充分，大多形成鋁質(zhì)粘土、粘土巖，成巖成礦作用止于高嶺土階段，因此，高嶺土是尋找高嶺土礦的直接標(biāo)志。（2）從圖4中看出，本區(qū)九架爐組（C1jj）沉積環(huán)境處于濱岸瀉湖—沼澤與濱岸湖坪—沼澤交互的沉積環(huán)境，形成了具有鋁土巖—鐵—泥巖組合與砂巖—泥巖組合交互的沉積特征。本區(qū)九架爐組（C1jj）高嶺土—砂巖—高嶺土質(zhì)粘土巖—鐵沉積組合與黔中清鎮(zhèn)、修文等地區(qū)九架爐組（C1jj）鋁土礦—鐵—泥巖沉積組合相比較具有明顯不同，說(shuō)明本區(qū)已處于黔中鋁土礦瀉湖—沼澤沉積環(huán)境的邊緣，而在潮坪沉積環(huán)境中沉積的砂巖—泥巖組合是本區(qū)主要找礦標(biāo)志之一，其次，在找礦時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合相關(guān)線索，針對(duì)該地區(qū)高嶺土礦體露頭等重要標(biāo)志進(jìn)行分析，從而達(dá)到找礦的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅榮杰，張琦昌，趙剛，等.《貴州省麻江縣將軍石高嶺土礦詳查報(bào)告》[R].貴州省地礦局一一五地質(zhì)大隊(duì)， 2016.

[2]李廷棟，丁孝忠，肖慶輝，等.《中國(guó)區(qū)域地質(zhì)志·貴州志》[M].北京：地質(zhì)出版社， 2017.

[3]高道德，盛章琪，石善華，等.《貴州中部鋁土礦地質(zhì)研究》[M].貴州：貴州科技出版社， 1992.