贵州省麻江将军石高岭土矿床地质特征及找矿标志

全贵龙 杨明坤

摘要：将军石高岭土矿床位于贵州省麻江县城北东约10km。矿区南北平均长3km，东西平均宽2km，面积6.02km2。查获矿区高岭土矿资源量792万吨，成为贵州发现的首个高岭土矿大型矿床。矿区含矿岩系为石炭系下统九架炉组（C1jj），平行不整合于二叠系中统梁山组+栖霞组（P2l+q）之下，泥盆系上统高坡场组（D3gp）之上。本文通过对该矿区矿体分布、矿石化学组分分析以及矿物组成的研究，总结了矿床找矿标志，为贵州省其余地区寻找此类高岭土矿床提供了依据。

关键词：高岭土矿床；地质特征；找矿标志；麻江将军石

1.引言

将军石高岭土矿床位于贵州省麻江县城北东约10km。矿区南北平均长3km，东西平均宽2km，面积6.02km2。

该矿床是由原属贵州省2009年度省级地勘基金（周转金）将军石铝土矿勘查项目而来，2011年开展工作后，区内无铝土矿，却发现有厚度较稳定的硬质高岭土矿，至2016年完成矿区高岭土的详查地质工作后，查获矿区高岭土矿资源量792万吨，成为贵州发现的首个高岭土矿大型矿床。通过对该矿床地质特征和找矿标志的总结，为相邻区域找矿工作提供借鉴。

2.地质特征

2.1大地构造

矿区大地构造位置位于扬子陆块江南复合造山带黔南坳陷都匀南北向隔槽式褶皱变形区凤山向斜东翼、王司背斜北倾没端。

2.2区域构造

區域构造以挤压型南北向构造为主，发育少量北东向构造和近东西向弧型构造。南北向构造体系及北东向构造体系构成区域构造格架，南北向构造体系由宽缓箱状背斜和狭窄的向斜及与之相伴生的断裂构成，为典型隔槽式褶皱。北东向和近东西向构造多局限于南北向构造体系中，由一系列北东向和近东西向褶曲及断裂构成。各组向断裂不仅对地层有一定的切割作用，也错切了矿区含矿岩系，破坏了含矿岩系的完整性。见图1。

2.3矿区地层

区内出露地层从老至新为：泥盆系中统马鬃岭组（D2m）、上统高坡场组（D3gp）；石炭系下统九架炉组（C1jj）；二叠系中统梁山组（P2l）、栖霞组（P2q）、茅口组（P2m）、上统合山组（P3h）及第四系。

2.4矿区构造

矿区位于凤山向斜东翼，地层呈单斜产出，总体倾向北西320°～340°，倾角15°～35°。断裂构造较发育，以南北向、北东向、近东西向为主，近东西向主要为小型张扭性断层。

南北向的F1、F2为矿区东西边界控制断层，对矿系无破坏影响，而F1和F2之间的北东向F10、F15、F16、F17和近东西向的F6、F8、F11、F12断层则对矿系地层有一定的破坏影响。见图2。

3.矿床地质特征

3.1含矿岩系特征

矿区含矿岩系为石炭系下统九架炉组（C1jj），平行不整合于二叠系中统梁山组+栖霞组（P2l+q）之下，泥盆系上统高坡场组（D3gp）之上。含矿岩系主要出露于矿区南部及东部。通过工程揭露，含矿岩系及其顶底板岩性组合特征在区内横向上总体较为稳定，局部地段也常存在差异。见图3。总体含矿岩系剖面从上到下可分为三个部分：

上覆地层：梁山组（P2l）

（5）灰黑-黑色薄层状含炭质粘土岩，底部为灰黄、灰白、灰色薄-中厚层状粉-细砂岩、石英砂岩。厚0.17m～11m。

九架炉组（C1jj）

（4）矿体产出部位。主要为浅灰-灰色、灰白色中厚层状高岭土质粘土岩，高岭土矿，致密块状。厚0.3m～5.74m。

（3）浅灰-灰白色中厚层夹薄层状石英砂岩，粉-细砂岩夹灰绿、灰白色薄层-中厚层状含高岭土质粘土岩、粘土岩，部分地段砂岩与粘土岩呈不等厚韵律互层产出。厚2m～8m。

（2）灰绿、紫红色薄-中厚层状（含）铁质粘土岩，地表含有深灰色、黑褐色铁质团块及结核。该岩性部分地段相变为灰绿色、浅灰色薄层状粘土岩，铁质成分少。厚1m～6m。

下伏地层：高坡场组第三段（D3gp3）

（1）灰绿、灰色中厚层状泥晶灰岩，鲕粒、豆粒泥晶灰岩夹灰绿色薄层状粘土岩；矿区北西部为浅灰色中厚层夹厚层状粉-细晶白云岩，含角砾白云岩，岩石中夹灰绿色粘土岩。厚2m～5m。

3.2矿体（层）特征

根据矿体（层）分布和产出部位，矿区内共圈定高岭土矿体7个。产于矿系顶部（上层矿）的矿体4个，产于矿系中-下部（下层矿）的矿体3个。上层矿为矿区主矿体，连续性较好，但横向上厚度较不稳定，由南西→北东，矿体总体呈现厚薄相间交互变化特征，一般1.74m～3.66m，最薄0.39m，最厚5.74m，矿体品质相对较好，Al2O3含量较为稳定，一般35%～42%，其中Ⅰ号、Ⅱ号矿体面积、体积最大，为矿区主要工业矿体；产于矿系中-下部（下层矿）的矿体3个，呈零星分布，矿体规模较小，厚度0.73m～5.94m，矿体Al2O3含量30%～34%。

Ⅰ号矿体：

位于矿区南部-南西部。矿体赋存于九架炉组顶部，与上覆地层梁山组炭质粘土岩、石英砂岩平行不整合接触，矿体直接底板为九架炉组中部的石英砂岩、含泥质粉-细砂岩。矿体与上下围岩界线分明，找矿标志清晰。

矿体规模及产状：矿体长约1600m，宽200m～570m，厚1.27m～5.30m，平均厚2.57m，厚度变化系数51.8%。矿体倾向310°～336°，倾角19°～30°，平均23°，埋深0～144m。

矿体形态：矿体平面形态呈不规则块状，剖面形态呈似层状、透镜状。矿体沿走向上连续性比较好。

矿体结构：矿体为单层矿。

矿体主要化学组分及品位：矿体主要化学组分为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矿石特征

（1）物质组成

矿石中主要矿物为多水高岭石、高岭石粘土矿物，其次为氧化矿物、重矿物、其他矿物等。

（2）主要矿物含量

多水高岭土石、高岭石为矿石中主要矿物，含量>85%，一般90%～95%；

褐铁矿：是除高岭石之外最常见的矿物之一，含量1%～ 7%，一般2%～3%；

黄铁矿：与褐铁矿作为矿石中两种较常见的矿物，二者常伴生产出，含量1%～7%，一般1%～3%；

锐钛矿：零星分散于高岭石中，含量1%～2%。

（3）矿石结构

矿石结构比较单一，为隐晶-显微纤维结构，以隐晶纤维结构居多。

（4）矿石构造

矿石构造比较单一，镜下鉴定有土状、块状构造，以土状构造为主。手标本观察矿石以致密块状构造为主，其矿物成分总体均匀分布、集合紧密。

（5）矿石化学组分

矿石的化学组分以Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2和H2O+为主，这五种组分含量占矿石化学组分总含量的96%～99%，其他化学组分含量总和<4%。

（6）矿石自然类型

矿石自然类型分为致密块状和土状。

（7）矿石工业类型

矿石工业类型根据质地、可塑性和砂质的质量分数分为三种：矿区主要工业矿体（上层矿体）为硬质高岭土；次要工业矿体（下层矿体）以硬质与砂质高岭土为主（含量大于60%），少量软质高岭土。

（8）矿石品级

矿区各矿体Al2O3含量均大于30%，但Fe2O3+TiO2含量偏高，经强磁选工艺降铁、钛进行选冶后，可达Ⅰ等品以上。

4.矿床成因及找矿标志

4.1矿床成因

早古生代末的广西运动使贵州全面隆起，遭受剥蚀夷平。随着早泥盆世陆内伸展裂陷开始，海水由南部的广西浸入贵州裂陷盆地内。到早泥盆世中期，海水开始侵入上杨子台地。泥盆纪和石炭纪时海面升降频繁，赫章、普定、清镇、黄平、丹寨一线以北、以东常由于海退而成为陆地，且成为省内沉积区陆源碎屑的供应地之一（中国区域地质志·贵州志）。

本区至早泥盆世时处于碳酸盐岩台地中的局限台地沉积环境，沉积形成了高坡场组（D3gp）白云岩—灰岩沉积组合。早石炭世岩关期因海退成为陆地，接受风化剥蚀。该时期的碳酸盐岩由于岩溶作用发育形成峰丛洼地，兼之气候炎热潮湿（据古地磁测定：在石炭纪，本区位于南纬8°～4°，属热带气候），碳酸盐岩基岩经风化分解，为铝、铁红土化作用提供了物质基础，在准溶原面上发育形成具有一定厚度的红土风化壳。早石炭世大塘期，由于海退作用，本区逐渐演化为滨岸瀉湖（潮坪）—沼泽沉积环境。该时期的红土风化壳经风化淋滤、搬运、沉积、成岩成矿作用和经脱水、脱硅、去铁后形成高岭土矿（图4）。至燕山期末发生强烈褶皱，逐渐形成今日主要的背向斜，并在喜山期接受风化剥蚀。保存下来的高岭土质粘土岩在地下水、地表水及氧气的作用下进一步富集成高岭土矿。

4.2找矿标志

（1）本区从晚泥盆世至早石炭世大塘期，沉积间断时间较短，红土化作用不甚彻底，形成铝土矿的条件尚不充分，大多形成铝质粘土、粘土岩，成岩成矿作用止于高岭土阶段，因此，高岭土是寻找高岭土矿的直接標志。（2）从图4中看出，本区九架炉组（C1jj）沉积环境处于滨岸瀉湖—沼泽与滨岸湖坪—沼泽交互的沉积环境，形成了具有铝土岩—铁—泥岩组合与砂岩—泥岩组合交互的沉积特征。本区九架炉组（C1jj）高岭土—砂岩—高岭土质粘土岩—铁沉积组合与黔中清镇、修文等地区九架炉组（C1jj）铝土矿—铁—泥岩沉积组合相比较具有明显不同，说明本区已处于黔中铝土矿瀉湖—沼泽沉积环境的边缘，而在潮坪沉积环境中沉积的砂岩—泥岩组合是本区主要找矿标志之一，其次，在找矿时应当结合相关线索，针对该地区高岭土矿体露头等重要标志进行分析，从而达到找矿的目的。

参考文献：

[1]罗荣杰，张琦昌，赵刚，等.《贵州省麻江县将军石高岭土矿详查报告》[R].贵州省地矿局一一五地质大队， 2016.

[2]李廷栋，丁孝忠，肖庆辉，等.《中国区域地质志·贵州志》[M].北京：地质出版社， 2017.

[3]高道德，盛章琪，石善华，等.《贵州中部铝土矿地质研究》[M].贵州：贵州科技出版社， 1992.