福建德化縣九戶林陶瓷土(瓷石)成礦地質(zhì)條件及找礦方向

張小亮

(福建省閩西地質(zhì)大隊，福建 三明 郵編：365001)

九戶林陶瓷土(瓷石)礦床[1]位于歷史優(yōu)久的世界陶瓷之都-德化縣境內(nèi)，是德化縣重要的瓷石(瓷土)礦產(chǎn)區(qū)之一。通過近年來的地質(zhì)工作，發(fā)現(xiàn)該礦床賦存于晚白堊世堿長花崗巖(κργK2)體中，嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，礦床達(dá)到了中型規(guī)模，為堿長花崗巖脈型礦床。筆者通過研究該礦床的地質(zhì)特征，探討礦床成礦條件和成因類型，提出今后的找礦方向，對九戶林瓷土礦區(qū)及外圍擴(kuò)大找礦成果具有重要的現(xiàn)實意義。

1 成礦地質(zhì)背景

九戶林陶瓷土(瓷石)礦床大地構(gòu)造處在閩東中生代火山斷拗帶(Ⅱ級)西部、北東向政和-大埔及福安-南靖深大斷裂之間，戴云山-石牛山東西向構(gòu)造帶南側(cè)，尤溪東華-永春天湖山北東向褶皺帶之次級構(gòu)造帶的交匯處。區(qū)域地層由二疊系棲霞組、文筆山組、童子巖組和翠屏山組及三疊系溪口組[4]等淺海-海陸交互相碎屑巖系構(gòu)成。區(qū)域褶皺構(gòu)造為一個軸向北東的背斜構(gòu)造，受后期陽山-下洋北東向斷裂截切，背斜西段形態(tài)保留尚好，東段受斷裂及印支、燕山期巖體侵位破壞，保留殘缺不全。九戶林陶瓷土(瓷石)礦床位于該背斜構(gòu)造東段，酸性侵入巖廣布，為后期形成陶瓷土(瓷石)礦床提供了豐富的物質(zhì)條件。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)出露地層簡單，主要為中二疊系童子巖組(P2t)和上二疊系翠屏山組(P3cp)。

(1)中二疊系童子巖組(P2t)：分布在礦區(qū)西北部，呈半橢圓狀殘留在巖體上部，為一套海陸交互相含煤碎屑巖建造，巖性由砂巖、粉砂巖、泥巖組成，含泥質(zhì)、菱鐵質(zhì)結(jié)核，夾煤線。

(2)上二疊系翠屏山組(P3cp)：分布在礦區(qū)中部，呈橢圓狀殘留在巖體上部，為一套海陸交互相碎屑巖建造，巖性為灰色薄層泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，夾中厚層石英砂巖。

2.2 侵入巖

區(qū)內(nèi)廣布晚白堊世堿長花崗巖(κργK2)侵入體，屬上坂巖體中心相及東部邊緣相，為成礦的母巖(圖1)。巖性以中粒、中細(xì)粒晶洞堿長花崗巖為主，呈灰白、肉紅色，中粒、細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、晶洞構(gòu)造。主要礦物成分：鉀長石(50%)、斜長石(17-18%)、石英(30%)、黑云母(2-3%)等。

圖1 九戶林礦區(qū)區(qū)域簡略地質(zhì)圖Fig 1.Regional Geological Sketch Map of Jiuhulin Orefield

該巖體接觸面以外傾為主，局部內(nèi)傾。據(jù)1∶5萬赤水、德化幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[3]，上坂巖體侵入長林組、翠屏山組及燕山早期蓋德巖體中，同位素年齡值為104Ma，屬燕山晚期產(chǎn)物。根據(jù)巖性對比、巖漿演化規(guī)律等特征，上坂巖體歸屬于燕山晚期第三次侵入。巖體的巖石化學(xué)成分以富硅貧鈣鎂鋁為特征，副礦物的種類和組合特征與閩東沿海同期次的晶洞堿長花崗巖相似，分異指數(shù)、鈉鉀比值高、含鋁型低等特點與分異型花崗巖相當(dāng)，為分異型花崗巖。從C.I.P.W法標(biāo)準(zhǔn)礦物巖石化學(xué)計算及主要參數(shù)值(表1)可以看出巖體屬鋁過飽和類型。里特曼指數(shù)2.16，K2O>Na2O，屬里特曼堿度分類中正常太平洋型，與SiO2、堿度率落在鈣堿性區(qū)域吻合。巖石具富SiO2，而貧Al2O3、CaO、MgO之特征。Na2O的偏高，與巖漿結(jié)晶晚期的鈉長石化有關(guān)。長英指數(shù)、分異指數(shù)及酸度值明顯高于S.R.諾科斯鈣堿性花崗巖及福建同期花崗巖相應(yīng)的比值，從中西往邊緣而基度及固結(jié)指數(shù)均偏低，表明巖漿的分異和演化較徹底，酸性成都較高。含鋁性低及硅鋁比高顯示出巖漿富硅貧鋁的之特點。

表1 巖體巖石化學(xué)成分表(%)Tab 1.Chemical Analysis of Rock in Rock Body

礦區(qū)內(nèi)分布有2條堿長花崗巖脈，呈北西315°平行展布，長度400m～500m，寬度20m～35m，沿傾向最大延深200m，傾向南西，傾角55°～70°。該巖脈的巖石呈灰白色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物主要有鉀長石、斜長石、石英、絹云母，少量高嶺土、白云母；礦物粒徑0.3mm～4mm。該巖脈為含礦巖脈，全部或大部分巖石為陶瓷土(瓷石)礦石。

2.3 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)以斷裂構(gòu)造為主，發(fā)現(xiàn)了北東向(近北東向)和北西向兩組，北東向斷裂有F2、F3，北西向斷裂有F1、F4、F5、F6，均為張性陡傾角斷裂，斷裂寬度一般0.8m～60.5m，延伸長度1.2km～5.5km，傾向北西或南西，傾角72°～80°，由碎裂巖、構(gòu)造角礫巖組成。其中 F4、F5為含礦斷裂，斷裂寬度1.5m～60.5m，走向北西，傾向南西，傾角72°～75°，斷裂以張性為主，斷裂面多呈鋸齒狀。

2.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、角巖化、鉀長石化、納長石化、云英巖化等蝕變，其中，鉀長石化、納長石化、云英巖化與成礦關(guān)系密切，在結(jié)晶分異后期礦液充填時圍巖蝕變較強(qiáng)，以礦體為主心，由內(nèi)至外一般發(fā)育鉀長石化帶-納長石化帶-云英巖化帶等水平分帶，帶寬0.3m～5m不等，局部混合一起不明顯。陶瓷土(瓷石)礦產(chǎn)在該鉀長石化帶和納長石化帶內(nèi)。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)陶瓷土(瓷石)礦賦存在堿長花崗巖脈中，嚴(yán)格受北西向斷裂構(gòu)造控制，圍巖為晚白堊世堿長花崗巖體(圖2)，根據(jù)采樣測試及工業(yè)指標(biāo)要求，共圈定了3個礦體，其中I、Ⅱ號礦體相鄰平行出露在礦區(qū)北東側(cè)，Ⅲ號礦體隱伏于Ⅱ號礦體南東側(cè)200m處。I、Ⅱ號礦體總體走向北西320°，傾向南西，傾角56°～72°；Ⅲ號礦體走向北東45°，傾向南東，傾角75°。礦體走向長大于200m，傾向延深60m～170m，厚20m～58.11m。Al2O3品位14.97ω%～16.27ω%、Fe2O30.25ω%～0.33ω%、TiO20.03ω%～0.16ω%、K2O 4.83ω%～6.28ω%、Na2O 4.46ω%～4.83ω%，自然白度65.5～77。

圖2 九戶林礦區(qū)陶瓷土(瓷石)礦B線剖面圖Fig 2.B Line Section of Jiuhuling Ceramics Clay(Porcelain) Deposit1.浮土；2.晚白堊世晶洞堿長花崗巖；3.中細(xì)粒晶洞堿長花崗巖；4.細(xì)粒堿長花崗巖；5.瓷土(石)礦體及編號；6.平硐及編號；7.剝土及編號；8.樣品及編號；9.斷層及編號；10.鉀長石化；11.鈉長石化；12.云英巖化

3.2 礦石質(zhì)量

區(qū)內(nèi)礦石巖性為堿長花崗巖，呈潔白色、灰白色，結(jié)構(gòu)為中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、少量碎裂結(jié)構(gòu)。礦物主要有鉀長石、斜長石、石英、絹云母，少量高嶺土、白云母；礦石化學(xué)成分為Al2O316.27ω%～16.62ω%、Fe2O30.25ω%～0.26ω%、TiO20.03ω%-0.08ω%、K2O 4.83ω%～5.75%、Na2O 3.38ω%～4.48ω%、CaO 0.0467ω%～0.505ω%、MgO 0.07ω%～0.09ω%、P2O50.0326ω%～0.375ω%、灼減0.0361%-0.375%。礦石工業(yè)類型屬陶瓷用礦石。

4 成礦地質(zhì)條件分析

4.1 地層成礦條件

礦床區(qū)域內(nèi)出露一套碎屑巖地層，受地殼運動影響，碎屑巖類地層較易產(chǎn)生大規(guī)模的皺褶構(gòu)造、斷裂構(gòu)造，形成薄弱地帶，有利于大規(guī)模巖漿巖侵入，為后期與成礦有關(guān)的巖漿巖提供了儲存空間。

4.2 侵入巖成礦條件

區(qū)內(nèi)賦礦巖體為晚白堊世堿長花崗巖(κργK2)，該巖體的化學(xué)成分為SiO2：75.76ω%，Al2O3：12.285ω%、Fe2O3：0.81ω%、TiO2：0.09ω%、CaO：0.505ω%、MgO：0.09ω%、K2O：4.515ω%、Na2O：3.85ω%，P2O5：0.375ω%、灼減0.375%，屬高硅、富堿、貧鈣鎂鋁巖體，除Fe2O3含量比瓷土(瓷石)含量高外，其他化學(xué)成份與礦石基本一致，表明該巖體為陶瓷土(瓷石)礦的成礦母巖，可能是該巖體期后剩余的富硅富堿巖漿或熱液蝕變將巖體中的有害雜質(zhì)活化遷移，保留了富鉀富納及二氧化硅等物質(zhì)。

4.3 構(gòu)造成礦條件

礦床位于閩東中生代火山斷拗帶(Ⅱ級)西部、北東向政和-大埔及福安-南靖深大斷裂之間，戴云山-石牛山東西向構(gòu)造帶南側(cè)，構(gòu)造運動造就了特殊的構(gòu)造部位，形成了構(gòu)造薄弱地帶，為成礦母巖提供了侵入通道和儲存空間。

成礦母巖形成后，巖體受到一定規(guī)模構(gòu)造運動的影響，產(chǎn)生了構(gòu)造熱液和貯藏空間，為剩余含礦巖漿侵入或熱液將有害雜質(zhì)遷移，為成礦直接提供了熱源和貯藏空間。

4.4 礦床成因

九戶林陶瓷土(瓷石)礦床受構(gòu)造控制產(chǎn)于堿長花崗巖體(κργK2)中，受構(gòu)造區(qū)位影響，礦體與巖體、構(gòu)造組成了三位一體的成礦條件。在白堊紀(jì)晚世，大規(guī)模的酸性巖漿侵入，形成了成礦母巖，巖體形成后受到一定規(guī)模的構(gòu)造運動，在巖體中形成了斷裂構(gòu)造，并產(chǎn)生了構(gòu)造熱液，母巖的剩余巖漿攜帶含礦熱液沿斷裂構(gòu)造侵入，同時構(gòu)造熱液和巖漿侵入熱液將圍巖中的有害雜質(zhì)活化遷出，形成了瓷土(瓷石)礦，成因類型屬巖漿期后結(jié)晶分異作用形成的熱液型礦床[6]。

5 找礦方向

(1)九戶林陶瓷土(瓷石)礦產(chǎn)于堿長花崗巖體(κργK2)中，礦體的北東端和傾向方向未控邊，具有較好的找礦空間。

(2)堿長花崗巖體(κργK2)中的構(gòu)造裂隙發(fā)育地段，特別是鉀長石化、鈉長石化、云英巖化發(fā)育地段，更容易形成陶瓷土(瓷石)礦，是尋找該類瓷土(石)礦床的有利地段。

(3)區(qū)域上大規(guī)模的酸堿性侵入巖體中，特別是晚白堊世堿長花崗巖(κργK2)巖體中，是該類型瓷土(瓷石)礦成礦的有利靶區(qū)。

6 結(jié)論

九戶林陶瓷土(瓷石)礦處在閩東中生代火山斷拗帶(Ⅱ級)西部的構(gòu)造疊加部位，礦體賦存在晚白堊世上坂堿長花崗巖(κργK2)巖體中，嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，蝕變分帶明顯，礦體與巖體、構(gòu)造組成了三位一體成礦條件，為巖漿期后結(jié)晶分異作用形成的熱液型礦床。該礦床的外圍及區(qū)域上大規(guī)模的酸堿性侵入巖體中均具較好的找礦前景。