福建南平茶洋高岭土矿床地质特征及成矿地质条件

钟和清

(福建省地质调查研究院，福州，350013)

南平茶洋高岭土矿开采历史悠久，矿区的花岗斑岩风化型高岭土从宋代便开始被用于焙烧瓷器、陶碗等，区内多处见宋代以来的古采坑和碎瓷片。2012年以来，福建省地质调查研究院在该区开展了普查等地质工作，并进行了较系统的高岭土矿成矿地质条件研究。

1 区域地质背景

南平茶洋矿区位于松溪—建西坳陷的东南端，政和—大埔深大断裂带的中段。矿区周边出露地层主要有前震旦系龙北溪组、侏罗系上统长林组。区内岩浆活动较强烈，燕山早期侵入的花岗岩呈面状展布，花岗斑岩和其它小型岩脉多呈脉状、线状、串珠状等零星分布于矿区周边。区域构造以断裂为主，主要呈北东向展布，次为北西西向。

2 矿区地质特征

矿区侵入岩十分发育，主要为燕山早期第三次侵入的中细粒花岗岩，其次为燕山早期第四次侵入的花岗斑岩。区内岩石普遍遭受强烈风化，西侧花岗斑岩经过长期的风化残积，形成土状高岭土矿(化)体，现今开采的KT1与KT2矿段是属于该类型矿体。矿区东侧及北侧的中细粒花岗岩风化残积层形成了砂质高岭土矿(化)体，通过地质踏勘和采样分析，圈定出KT3、KT4二个高岭土矿段。

矿区地质构造较简单，断裂长度一般为十数米，仅发现F1一条较大规模的断裂，断裂走向北西西向，倾向南西，倾角78°；断裂在区内出露长约800 m，往东南端延出区外；断裂带内可见粒径2～10 cm的构造角砾岩，显示断裂的压扭性特征(图1)。

3 矿体地质特征

按照中国高岭土矿床主要成因类型分类， KT1和KT2矿段属于酸性岩脉风化型高岭土矿床，该类矿床是由花岗斑岩、细晶岩、霏细岩脉等穿插在长石含量丰富的花岗岩中，经过风化残积而成矿[1]。该矿段矿体厚度较大、品位高、呈脉状产出，矿石特征矿物主要为无序的自形程度差的不规则片状或蠕虫状高岭石、埃洛石、水云母及石英斑晶等。KT3和KT4矿段属于花岗岩风化残积型高岭土矿床，矿体呈被覆状，沿山脉延伸，矿石特征矿物主要为无序的斑状高岭石与埃洛石等。这2种成因的高岭土矿床有各自不同的地质特征。

3.1 KT1、KT2矿段矿体

KT1和KT2矿段成矿母岩为燕山早期第四次侵入花岗斑岩。矿体形态受母岩控制，宏观上呈脉状产出，在矿区延伸长800 m，宽约200 m，产出标高为124～248 m，矿体厚度往往在花岗斑岩脉中呈中间厚，两侧薄。见矿地貌呈低矮的山包，矿体因风化程度和深度不一，质量存在差异性，矿体呈似层状，底部呈起伏状。矿区局部可见较好的矿体露头，矿石呈土状。高岭土品位高、自然白度高、铁质污染弱，推断其为成矿母岩成分差异及差异性风化等综合作用造成。矿石中Al2O3、Fe2O3、TiO2含量均已达一般工业指标要求。

KT1矿段：位于矿区西侧，呈层状或似层状产出。矿体走向北西300°～310°，产状随地形起伏变化而变化，矿体长约410 m，宽115～210 m，厚度10.30～31.20 m，平均厚度17.43 m。该矿体矿石呈灰白色、紫红色，松散结构，土状构造。矿石主要矿物成分为高岭石、石英、水云母，次为长石及少许铁质矿物。据数十个样品分析，矿石化学成分平均含量为Al2O316.93%、Fe2O31.10%、TiO20.22%*中国建筑材料工业地质勘查中心福建总队，福建省南平市延平区茶洋矿区高岭土矿详查地质报告，2009。。

KT2矿段：位于矿区西南侧, 呈层状或似层状产出。矿体走向北西310°～320°，产状随着地形起伏变化而变化，矿体长度约380 m，宽约230 m，厚度7.20～20.02 m，平均厚度13.53 m。高岭土矿石呈浅黄、灰白色，松散结构，土状构造。矿石矿物成分为高岭石、石英、水云母、长石及少许铁质矿物。据数十个样品分析成果，矿石化学成分平均含量为Al2O315.44%、Fe2O30.94%、TiO20.25%。

3.2 KT3、KT4矿段矿体

KT3和KT4矿段成矿母岩为燕山早期中细粒花岗岩，通过风化残积成矿，矿体呈被覆状沿山脉延伸，其长宽均达数百米，产出标高为240～285 m，局部可达367 m，地形相对较高。矿体厚度沿走向的变化主要取决于地形条件，在山沟处由于冲刷作用而使矿体厚度变薄，甚至将矿体全部剥蚀直接出露成矿母岩，矿体厚度总体具有山脊处厚、山沟处薄，南段厚、北段薄的变化趋势。该矿段矿石呈砂土状，含有较多的石英，常含未风化的钾长石、斜长石，以及水云母和褐铁矿等，需要经过淘洗才能使用。据分析成果，除个别矿体表层样品中Fe2O3含量超标，全区样品中Al2O3、Fe2O3、TiO2含量均已达一般工业指标要求。

KT3矿段：位于矿区北部, 砂质高岭土矿化带沿北东向展布，呈被覆状或似层状产出，产状随着地形起伏变化而变化，矿体长约530 m，宽100～140 m，平均宽120 m。据洛阳铲工程揭露，南侧矿体厚度较大，可达20 m，往北部厚度减小，平均15 m。该矿段矿石呈灰白色、紫红色，具松散结构，砂土状构造。矿石主要矿物成分为高岭石、石英、水云母，次为长石及少量铁质矿物。据近百个样品分析，矿石化学成分平均含量为Al2O317.27% 、Fe2O31.30%、TiO20.18%。

KT4矿段：位于矿区北部，砂质高岭土矿化带总体沿北东向展布，呈层状或似层状产出，长度约460 m，宽70～110 m，平均宽90 m，矿体厚度变化特征与KT3矿体相似。矿石呈灰白色、浅紫红色，松散结构，砂土状构造。矿石主要矿物成分为高岭石、石英、水云母，次为长石及少量铁质矿物。据近百个样品分析，矿石化学成分平均含量为Al2O317.51% 、Fe2O31.36%、TiO20.21%。

3.3 矿石矿物成分及结构构造

区内2种风化母岩形成的高岭土矿石类型均属于砂质高岭土，其矿石矿物成分以高岭石、石英、水云母为主，次为长石及少量铁质矿物。矿石中有用矿物成分高岭石含量较高，一般为40%～60%。2种高岭土矿石都局部保留有原岩结构构造特征。KT1和KT2矿段成矿母岩为花岗斑岩，岩石具花岗斑状结构，块状构造。斑晶含量10%～23%，基质含量77%～90%，斑晶主要为钾长石、斜长石和石英，次为黑云母、白云母。岩石化学成分与一般花岗岩类相似。岩石经风化淋滤形成的高岭土矿呈松散状结构，极少部分保留残余长石斑晶的形态，呈残余斑状结构，土状构造。KT3和KT4矿段成矿母岩为中细粒花岗岩，岩石具中粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分为条纹长石、更长石、石英、黑云母，岩石中局部见黄铁矿化。岩石经过风化淋滤形成的高岭土矿石结构多呈松散状结构，极少部分保留有残余长石斑晶的形态，呈残余斑状结构，高岭土矿石呈砂土状构造。

3.4 矿石化学成分分布特征

通过对矿区近百个洛阳铲工程所揭露矿体的统计发现，2种类型高岭土矿石化学成分具有相似的分布特征，矿石品位在平面上无明显的变化规律，沿垂深方向普遍具有明显的分带现象[2，3]。此次重点研究的KT3和KT4矿段详细论述。以LC1501洛阳铲工程为例，深度在0～0.4 m为灰色、灰黑色腐植层，含较多腐殖质及植物根系；深度0.4～3.4 m为砖红色、浅黄色粘土层，粘土层厚度在矿体的不同位置存在差异；深度3～5 m，粘土层之下为厚数十厘米至2 m的矿体铁质污染带深度；深度5～15.4 m为全风化的砂土状矿石带，为最理想的贮矿层位；深度15.4～23.9 m为半风化矿石带，该带在人为触动前常常仍保留有母岩的原始结构特征，触动后即成松散砂土状高岭土；深度25 m以下往往已达较坚硬的花岗岩基底，长石多呈坚硬颗粒状，高岭土品位低，为矿体的天然底板(图2)。

矿石成分在矿体垂深方向也具有一定的变化规律。花岗岩风化残积作用在表层对Fe2O3具有明显的富集作用，因此，越往深部Fe2O3含量越低，这也是证明了矿床具有风化残积型高岭土矿床中的普遍特征；往深部TiO2含量变化不明显，个别工程TiO2含量具有微弱的降低趋势；而Al2O3含量的变化规律较为复杂，从区内统计的6个洛阳铲工程数据来看，其中3个工程随深度增加而显减小的趋势，另外3个工程在浅部则呈上升趋势，在深度约5 m之后逐渐震荡下降(图3)。

4 成矿地质条件分析

花岗岩风化残积型高岭土矿成矿地质条件主要受3个因素制约，分别是成矿母岩、地形(地貌)及气候条件[4-6]。矿区内地质构造不发育，高岭土矿床的形成及演化与地质构造无明显相关性。其中，成矿母岩的化学成分、矿物组合及母岩的结构构造是风化残积型高岭土成矿的先决条件[7]。矿区内燕山早期第三次侵入的花岗岩和燕山早期第四次侵入的花岗斑岩为矿区高岭土矿床的形成提供了成矿母岩条件，二者不同的化学成分、矿物组合、结构构造特征决定了其所形成的2种不同的高岭土矿床类型。

地形平缓的地貌条件往往有利于风化残积物的保存，矿(化)体一般较发育(如KT1和KT2矿段)，而地形陡倾处往往由于风化残积层易于流失，不利于高岭土矿(化)体的保存，局部甚至直接出露花岗岩基岩，这在矿区北部尤为明显。综合矿区已有的数十个钻孔数据可知，矿区高岭土矿体标高为200～350 m，大于350 m的山体风化程度较弱，路线填图可见较多基岩出露，高岭土矿(化)体较不发育。

茶洋矿区地处中亚热带，气候温暖湿润，地形又属于低山丘陵地，其绝对标高和相对高差都不大，地表径流作用小，地下潜水渗透排泄条件较好，为高岭土矿的形成提供了良好外部条件。花岗斑岩岩体内裂隙较发肓，岩石较破碎，加速了风化作用的进行。在这些有利条件下，岩体经长期风化、淋滤作用在原地形成了风化残积型高岭土矿床。

5 找矿标志

(1)燕山早期第三次侵入中细粒花岗岩，是区内寻找花岗岩风化型高岭土矿床的直接找矿标志。

(2)燕山早期第四次侵入的花岗斑岩脉，是区内寻找酸性岩脉风化高岭土矿床的直接找矿标志。

(3)矿区周边标高200～350 m范围的低山丘陵为高岭土成矿有利地带，该标高范围内强风化状花岗(斑)岩易形成高岭土矿床。

(4)矿区周边已知的高岭土矿(化)点及古采坑都是区内直接的找矿标志。

1 国家建筑材料工业局地质公司.中国高岭土矿床地质学.上海：科学技术文献出版，1984.

2 汤慧. 介福高岭土矿床地质特征及成矿作用探讨.能源与环境，2010(5).

3 郑星辉，蓝元利，覃云峰.广西兴业县龙安高岭土矿床成矿地质特征、选矿试验及开采价值浅谈.矿业与地质，2010，24(1).

4 易发成，田煦，李虎杰，等. 苏州阳西脉岩蚀变型高岭土矿床成因探讨.矿床地质，1996,15(1).

5 吴燕荣，黄符桢，钟骏泰.江西瑞金老安背高岭土矿控矿因素分析及找矿前景.西部探矿工程，2011(1).

6 胡光英，张世涛，姬琦，等. 临沧永泉高岭土矿床地质特征及成因.四川地质学报，2009,29(3).

7 苏瑞其.浅谈闽南风化残积型高岭土矿的形成.西部探矿工程，2006(3).