福建德化大坪山陶瓷土矿地质特征及成矿规律

郭燕玲

（福建省197 地质大队 福建泉州 362011）

0 引言

陶瓷土作为一种天然矿产，广泛应用于造纸、陶瓷、塑料、橡胶、化工、电子、涂料、耐火材料等领域［1-3］。近年来，随着陶瓷工艺品、茶文化的兴起，人们生活中对陶瓷用品的需求日趋增大，其最重要的原材料——由酸性岩脉风化而成的陶瓷土产量已无法满足日益增长的陶瓷业发展需求量［4］。为了弥补原材料的紧缺，由中—酸性火山碎屑岩风化而成的陶瓷土就逐渐被广泛利用开发［5］，陶瓷土经过现代加工工艺处理，很大程度上延续了该产业的兴旺与繁荣，为发展地方经济提供了强有力的保障。

德化大坪山矿区位于政和—大埔深大断裂带的中段东侧，是闽中裂谷成矿带的中心部位。区内广泛分布早白垩世—晚侏罗世陆相喷发的中—酸性火山岩［6］，该地层部分岩性段原地风化后即成为陶瓷土，其矿产资源前景十分可观。

1 地质背景

该区区域位于闽东火山断拗带中部，隶属于寿宁—华安火山基底断隆带之汤头—大铭火山基底断隆带，火山构造居于戴云山巨型环状火山构造的西缘［7］。自中元古代以来，经历了多期次的构造变动、岩浆活动，各火山在早期火山群体强烈喷发形成的环状、放射状断裂结点上进一步喷发，构成现今卫星式组合的火山群体。

1.1 地层

区内地层主要为一套晚侏罗世—早白垩世酸性火山熔岩、火山碎屑岩及火山碎屑沉积岩，中侏罗世湖泊相局部河流相沉积地层，早侏罗世梨山组沉积层。自下而上可分为早侏罗世梨山组（J1l）、中侏罗世漳平组（J2z）、晚侏罗世-早白垩世南园组（J3-K1n）。

（1）早侏罗世梨山组（J1l）：岩性组合为浅灰白、浅灰黄色中—巨厚层状细—中粗粒石英砂岩、砾质（中）粗粒石英砂岩夹复成分砾岩、粉砂质泥岩。

（2）中侏罗世漳平组（J2z）：岩性组合为浅灰绿、浅灰红、浅灰黄等杂色中薄—中厚层（砂质）泥岩、粉砂岩，夹（含砾）细粒长石石英砂岩、复成分砾岩等。

（3）晚侏罗世—早白垩世南园组第二段（J3—K1n2）：岩性为浅灰、灰白、灰黄色（英安）流纹质（含角砾）晶屑熔结凝灰岩、流纹质含角砾晶屑凝灰岩、流纹岩、斜长流纹岩等。

（4）晚侏罗世—早白垩世南园组第三段（J3—K1n3）：岩性组合为深灰、浅灰紫色流纹英安质晶屑凝灰熔岩、流纹英安质火山角砾岩、流纹质晶屑凝灰岩、流纹英安质晶屑熔结凝灰岩、英安岩等。其中，中—酸性火山碎屑岩组合为本区成矿母岩及含矿围岩。

1.2 岩浆岩

区内脉岩较为发育，种类繁多，自中性、酸性均有见及。其中以酸性的花岗斑岩、花岗岩脉较为发育，主要呈细脉、透镜状等。

脉岩空间产出形态受火山构造控制明显，多沿火山机构中心或环状、放射状断裂贯入，围绕火山机构中心呈环状或放射状展布。

1.3 构造

区内火山群体多期次构造活动和岩浆侵入活动，使本区岩石产生密集、纵横交错网状次级裂隙，以剪节理为主，部分张节理，经统计不同性质节理，其特征见表1。

表1 节理统计表

其中，剪节理对原岩石风化成矿极为有利（图1）。

图1 节理走向、倾向玫瑰花图

2 矿床特征

区内陶瓷土矿体2 个［8］，赋存于流纹英安质火山角砾岩、流纹质晶屑凝灰岩风化壳内，直接裸露地表或残、坡积覆盖层之下。在平面上呈被覆状，覆盖于流纹英安质火山角砾岩或流纹质晶屑凝灰岩上；在剖面上呈似层状、脉状（图2）。

图2 大坪山陶瓷土矿2 线地质剖面图

各矿体特征如表2。

表2 矿体特征一览表

2.1 矿石结构、构造

矿石以变余他形粒状结构为主，其次为显微鳞片变晶结构、碎粒残余斑状结构。

矿石构造有土状构造及疏松块状构造。

2.2 矿石矿物

矿石矿物成分较简单，由石英（29.60%～68.6%）、长石（1.9%～56.7%）、高岭石（11.1%～23.6%）、伊利石（2.0%～5.9%）组成。

2.3 矿石化学成分

矿石主要化学成份为SiO2、Al2O3、K2O、CaO、MgO 等造岩矿物，主要有用组份为Al2O3；有害成分为TiO2、Fe2O3。淘洗对铁、钛含量影响不大。

2.4 物性特征

沿着风化壳垂向方向连续取样分析测试，其物性特征如表3。

表3 矿石物性特征表

由表3，结合样品在风化壳分布深度，表明近地表陶瓷土原矿颗粒粗—中粒级占比稍高。越往深部，风化解离越不彻底，矿物颗粒越粗；原矿自然白度较好，自然白度的与成矿母岩有关外，还与Fe2O3的含量关系密切。一般Fe2O3含量低自然白度就高，反之自然白度就低。

3 矿床成矿规律

德化大坪山陶瓷土呈似脉状、板状沿宽带状风化壳伸展，厚度16.00 m～36.90 m。矿体一般为浅灰白色，局部含铁质，为浅黄褐色、紫灰色。该矿床是南园组中酸性火山碎屑岩中长石类矿物在酸性介质中风化，钾、钠等溶水性物质大量流失后，硅、铝等物质在原地堆积而形成。主要控矿因素有地层、构造、气候及水文地质等。

（1）地层：流纹英安质火山角砾岩、流纹英安质晶屑凝灰岩等火山碎屑岩富含钾长石、斜长石等铝硅酸盐矿物，其化学成分表现为富含Si、Al、K、Na，低Fe、Ti；

（2）构造：裂隙是风化及地表水下渗的通道；同时也是铁质沉淀的场所，影响矿石质量。

（3）气候及水文地质：钾长石、斜长石风化成高岭石是在弱酸性水质条件下进行的，4K［AlSi3O8］（钾长石）+H2O+2CO2→Al4［Si4O10］（OH）8（高岭石）+8SiO2+2K2CO3。

4 总结

德化大坪山陶瓷土矿位于闽东火山断拗带中部，火山构造居于戴云山巨型环状火山构造的西缘，构造—岩浆活动频繁。区内地层主要为一套晚侏罗世—早白垩世酸性火山熔岩、火山碎屑岩及火山碎屑沉积岩，其中中—酸性火山碎屑岩是成矿母岩及含矿围岩。近地表节理发育，为风化成矿提供了地表水下渗通道。矿体沿走向倾向，矿石成分变化较稳定。矿床主要受地层、构造、气候及水文地质条件控制。前人开采陶瓷土留下的采坑、老硐，是直接标志；流纹英安质火山角砾岩、流纹英安质晶屑凝灰岩出露地段，风化后呈灰白、浅黄褐色，与其他岩性段风化后呈深灰色、红褐色，颜色稍有差异，可以作为间接标志。