福建德化大坪山陶瓷土礦地質特征及成礦規(guī)律

郭燕玲

（福建省197 地質大隊 福建泉州 362011）

0 引言

陶瓷土作為一種天然礦產，廣泛應用于造紙、陶瓷、塑料、橡膠、化工、電子、涂料、耐火材料等領域［1-3］。近年來，隨著陶瓷工藝品、茶文化的興起，人們生活中對陶瓷用品的需求日趨增大，其最重要的原材料——由酸性巖脈風化而成的陶瓷土產量已無法滿足日益增長的陶瓷業(yè)發(fā)展需求量［4］。為了彌補原材料的緊缺，由中—酸性火山碎屑巖風化而成的陶瓷土就逐漸被廣泛利用開發(fā)［5］，陶瓷土經過現(xiàn)代加工工藝處理，很大程度上延續(xù)了該產業(yè)的興旺與繁榮，為發(fā)展地方經濟提供了強有力的保障。

德化大坪山礦區(qū)位于政和—大埔深大斷裂帶的中段東側，是閩中裂谷成礦帶的中心部位。區(qū)內廣泛分布早白堊世—晚侏羅世陸相噴發(fā)的中—酸性火山巖［6］，該地層部分巖性段原地風化后即成為陶瓷土，其礦產資源前景十分可觀。

1 地質背景

該區(qū)區(qū)域位于閩東火山斷拗帶中部，隸屬于壽寧—華安火山基底斷隆帶之湯頭—大銘火山基底斷隆帶，火山構造居于戴云山巨型環(huán)狀火山構造的西緣［7］。自中元古代以來，經歷了多期次的構造變動、巖漿活動，各火山在早期火山群體強烈噴發(fā)形成的環(huán)狀、放射狀斷裂結點上進一步噴發(fā)，構成現(xiàn)今衛(wèi)星式組合的火山群體。

1.1 地層

區(qū)內地層主要為一套晚侏羅世—早白堊世酸性火山熔巖、火山碎屑巖及火山碎屑沉積巖，中侏羅世湖泊相局部河流相沉積地層，早侏羅世梨山組沉積層。自下而上可分為早侏羅世梨山組（J1l）、中侏羅世漳平組（J2z）、晚侏羅世-早白堊世南園組（J3-K1n）。

（1）早侏羅世梨山組（J1l）：巖性組合為淺灰白、淺灰黃色中—巨厚層狀細—中粗粒石英砂巖、礫質（中）粗粒石英砂巖夾復成分礫巖、粉砂質泥巖。

（2）中侏羅世漳平組（J2z）：巖性組合為淺灰綠、淺灰紅、淺灰黃等雜色中薄—中厚層（砂質）泥巖、粉砂巖，夾（含礫）細粒長石石英砂巖、復成分礫巖等。

（3）晚侏羅世—早白堊世南園組第二段（J3—K1n2）：巖性為淺灰、灰白、灰黃色（英安）流紋質（含角礫）晶屑熔結凝灰?guī)r、流紋質含角礫晶屑凝灰?guī)r、流紋巖、斜長流紋巖等。

（4）晚侏羅世—早白堊世南園組第三段（J3—K1n3）：巖性組合為深灰、淺灰紫色流紋英安質晶屑凝灰熔巖、流紋英安質火山角礫巖、流紋質晶屑凝灰?guī)r、流紋英安質晶屑熔結凝灰?guī)r、英安巖等。其中，中—酸性火山碎屑巖組合為本區(qū)成礦母巖及含礦圍巖。

1.2 巖漿巖

區(qū)內脈巖較為發(fā)育，種類繁多，自中性、酸性均有見及。其中以酸性的花崗斑巖、花崗巖脈較為發(fā)育，主要呈細脈、透鏡狀等。

脈巖空間產出形態(tài)受火山構造控制明顯，多沿火山機構中心或環(huán)狀、放射狀斷裂貫入，圍繞火山機構中心呈環(huán)狀或放射狀展布。

1.3 構造

區(qū)內火山群體多期次構造活動和巖漿侵入活動，使本區(qū)巖石產生密集、縱橫交錯網(wǎng)狀次級裂隙，以剪節(jié)理為主，部分張節(jié)理，經統(tǒng)計不同性質節(jié)理，其特征見表1。

表1 節(jié)理統(tǒng)計表

其中，剪節(jié)理對原巖石風化成礦極為有利（圖1）。

圖1 節(jié)理走向、傾向玫瑰花圖

2 礦床特征

區(qū)內陶瓷土礦體2 個［8］，賦存于流紋英安質火山角礫巖、流紋質晶屑凝灰?guī)r風化殼內，直接裸露地表或殘、坡積覆蓋層之下。在平面上呈被覆狀，覆蓋于流紋英安質火山角礫巖或流紋質晶屑凝灰?guī)r上；在剖面上呈似層狀、脈狀（圖2）。

圖2 大坪山陶瓷土礦2 線地質剖面圖

各礦體特征如表2。

表2 礦體特征一覽表

2.1 礦石結構、構造

礦石以變余他形粒狀結構為主，其次為顯微鱗片變晶結構、碎粒殘余斑狀結構。

礦石構造有土狀構造及疏松塊狀構造。

2.2 礦石礦物

礦石礦物成分較簡單，由石英（29.60%～68.6%）、長石（1.9%～56.7%）、高嶺石（11.1%～23.6%）、伊利石（2.0%～5.9%）組成。

2.3 礦石化學成分

礦石主要化學成份為SiO2、Al2O3、K2O、CaO、MgO 等造巖礦物，主要有用組份為Al2O3；有害成分為TiO2、Fe2O3。淘洗對鐵、鈦含量影響不大。

2.4 物性特征

沿著風化殼垂向方向連續(xù)取樣分析測試，其物性特征如表3。

表3 礦石物性特征表

由表3，結合樣品在風化殼分布深度，表明近地表陶瓷土原礦顆粒粗—中粒級占比稍高。越往深部，風化解離越不徹底，礦物顆粒越粗；原礦自然白度較好，自然白度的與成礦母巖有關外，還與Fe2O3的含量關系密切。一般Fe2O3含量低自然白度就高，反之自然白度就低。

3 礦床成礦規(guī)律

德化大坪山陶瓷土呈似脈狀、板狀沿寬帶狀風化殼伸展，厚度16.00 m～36.90 m。礦體一般為淺灰白色，局部含鐵質，為淺黃褐色、紫灰色。該礦床是南園組中酸性火山碎屑巖中長石類礦物在酸性介質中風化，鉀、鈉等溶水性物質大量流失后，硅、鋁等物質在原地堆積而形成。主要控礦因素有地層、構造、氣候及水文地質等。

（1）地層：流紋英安質火山角礫巖、流紋英安質晶屑凝灰?guī)r等火山碎屑巖富含鉀長石、斜長石等鋁硅酸鹽礦物，其化學成分表現(xiàn)為富含Si、Al、K、Na，低Fe、Ti；

（2）構造：裂隙是風化及地表水下滲的通道；同時也是鐵質沉淀的場所，影響礦石質量。

（3）氣候及水文地質：鉀長石、斜長石風化成高嶺石是在弱酸性水質條件下進行的，4K［AlSi3O8］（鉀長石）+H2O+2CO2→Al4［Si4O10］（OH）8（高嶺石）+8SiO2+2K2CO3。

4 總結

德化大坪山陶瓷土礦位于閩東火山斷拗帶中部，火山構造居于戴云山巨型環(huán)狀火山構造的西緣，構造—巖漿活動頻繁。區(qū)內地層主要為一套晚侏羅世—早白堊世酸性火山熔巖、火山碎屑巖及火山碎屑沉積巖，其中中—酸性火山碎屑巖是成礦母巖及含礦圍巖。近地表節(jié)理發(fā)育，為風化成礦提供了地表水下滲通道。礦體沿走向傾向，礦石成分變化較穩(wěn)定。礦床主要受地層、構造、氣候及水文地質條件控制。前人開采陶瓷土留下的采坑、老硐，是直接標志；流紋英安質火山角礫巖、流紋英安質晶屑凝灰?guī)r出露地段，風化后呈灰白、淺黃褐色，與其他巖性段風化后呈深灰色、紅褐色，顏色稍有差異，可以作為間接標志。