安徽芜湖繁昌瑜山陶瓷土矿地质特征及矿床成因分析

胡志丹

(安徽省地质矿产勘查局312地质队，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

安徽芜湖瑜山陶瓷土矿位于长江冲积平原南缘，区内为低丘[1]。矿区最高标高193.88 m(茅山头)，位于矿区南东部；最低标高13.24 m，位于矿区南西部。高处基岩裸露，低处为农田所覆盖。自20世纪50年代起，多家地质单位在此开展了地质调查与矿产特征的综合勘查研究。对于该区域的高岭土矿的成矿规律与储量已经有了较为清晰的认识。2020年诺贝尔陶瓷有限公司与芜湖市国土资源局协商，将克里高岭土矿以南，楼屋铁矿以北地区作为陶瓷土(花岗岩)矿作为勘查区。文章从瑜山陶瓷土矿普查与详查成果入手，对该矿区的地质地貌特征进行研究，探讨陶瓷土矿的成矿规律，以期为今后该区陶瓷土矿勘查提供依据。

1 矿区(床)地质特征

1.1 地层

矿区内地层较为简单，仅出露二叠系上统龙潭组(P2l)和局部低凹区少量第四系(Q)覆盖层(图1)。

二叠系上统龙潭组(P2l)分布于查区东部，顶部为中层生物碎屑灰岩；底部为灰黑色-黑色泥质页岩，粉砂质页岩，粉—细砂夹2层煤；中部为灰黄色中薄层—中层长石石英细砂岩夹灰黑色粉砂质页岩、粉砂质细砂岩；下部为灰白、青灰色泥岩、含生物碎屑硅质页岩，地层产状345°∠50°，总厚度259～367 m。

第四系(Q)分布于矿区周围及山脊低凹处，其岩性为棕黄色黏土及含砾石黏土，厚度1.3～3.2 m。

1.2 构造

矿区位于滨江复向斜中的宣冲向斜北东端南东翼，区内东部的沉积岩为单斜构造。地层走向北东75°，倾向345°，倾角50°，矿区内无明显断层。

矿区内裂隙构造仅发育3组：一组为走向北东70°，倾向南东，倾角60°；一组为走向北西345°，倾向北东，倾角70°；另一组为走向北西280°，倾向北，倾角20°，三组构造裂隙多将矿体切成巨大块状体。区内断层不发育，尚未发现具一定规模的断层。

1.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩十分发育，但岩性单一，主要为燕山晚期第三次侵入之花岗岩，属于“滨江”岩体的一部分。该岩体中、东部出露较好，西部大部被第四系覆盖。岩体侵入的围岩在矿区东部为二叠系上统龙潭组。

岩体南侧与围岩接触面倾向南，倾角40°～70°；北侧倾向北，倾角25°～30°；东侧东倾，倾角30°。岩体呈岩株状产出，向北或北东倾伏延伸。岩体流动构造不发育，仅局部见，流线多呈东西向，与其平行的一组节理为纵节理，近南北向者为横节理，并多被后期岩脉充填。岩石呈细—中、粗粒花岗结构，块状构造。矿物成分主要为钾长石、石英、斜长石，次为黑云母、角闪石等，副矿物极少。根据岩石的结构及矿物成分之变化。岩体可分为边缘相——细粒花岗岩；过渡相——细、中粒花岗岩；中心相——中粗粒花岗岩3个岩相带。矿体位于滨江岩体东部接触带过渡相带内，受次生构造控制十分显著。本次对区内4个钻孔工程的18个花岗岩样品进行了数据归一化处理，进行了标准矿物计算。在QAP图解中，确定该区的花岗岩为二长花岗岩。在TAS图上属于亚碱性系列，在SiO2-K2O系列图解上全部投影在高钾钙碱性系列中。SiO2含量较高，均大于76%， K2O和Na2O比值大于1，K2O含量较高，为4.28～5.23，可能与混合岩化有关。

1.4 变质作用与围岩蚀变

矿区东部见燕山晚期花岗岩与二叠系上统龙潭组(P2l)砂岩、灰岩接触，接触带蚀变主要为微弱的矽卡岩化，岩体中见有高岭土化、绢云母化蚀变，未见金属矿化现象。

图1 矿区地质图

2 矿体(层)特征

2.1 矿体数量

矿区内圈定陶瓷土(花岗岩)矿体共1个，编号为Ⅰ。

2.2 矿体形态、产状和规模

Ⅰ矿体平面上呈不规则状，长轴呈南北向展布，矿体南北长1 500 m，东西宽300～750 m，最大厚度为104.43 m(ZK603)，最小厚度2.84 m，平均厚度为42.19 m，赋存标高+20～+193.88 m。

2.3 矿体厚度及变化

(1)Ⅰ矿体各线在+20 m标高以上厚度变化，矿体分布在2线～18线间，控制矿体厚度在0(ZK1003)～104.43 m(ZK603)之间，平均42.19 m，其厚度变化系数为71.29%，属不稳定型。

2线为单孔(ZK201)见矿，矿体厚度为5.78 m；4线厚度为25.09(ZK401)～65.79 m(ZK403)，平均厚40.71 m，从西往东厚度有增大趋势；6线厚度为43.14(ZK601)～102.43 m(ZK603)，平均厚65.79 m，从西往东厚度有增大趋势；8线厚度为13.75(ZK802)～90.78 m(ZK803)，平均厚52.27 m，从西往东厚度有减小趋势；10线厚度在0.00(ZK1003)～40.01 m(ZK1002)，平均厚40.01 m，从西往东厚度有减小趋势；12线厚度为10.67(ZK1202)～68.48 m(ZK1201)，平均厚39.58 m，从西往东厚度有减小趋势。

(2)从北往南，各线的平均厚度分别为5.78(2线)～40.71(4线)～65.79(6线)～52.27(8线)～40.01(10线)～39.58 m(12线)，厚度变化呈南部(12线)厚大，往北往南呈跳跃式变化。

2.4 矿体埋藏深度及顶、底赋存标高

Ⅰ矿体埋藏深度为0.00(ZK603)～102.43 m(ZK603)，顶板赋存标高为+21.56(ZK801)～+140.50 m(ZK603)之间，底板标高为+11.42(ZK402)～98.81 m(ZK802)。

3 矿石特征

3.1 矿物组成与结构构造

陶瓷土(花岗岩)矿物成分主要有钾长石(32%)、斜长石(22%)、石英(38%)，次有黑云母(1%)等。副矿物主要为锆石、磷灰石及磁铁矿、独居石等。斜长石半自形粒状、板状，双晶明显，黑云母片状，蚀变后形成不透明矿物，钾长石半自形粒状，部分具卡式双晶，石英粒状。

矿石结构：中粒状花岗结构，斑状结构。

矿石构造：松散状构造，块状构造。

3.2 矿石化学成分

陶瓷土(花岗岩)中Al2O3、K2O、Na2O 为有益化合物，Fe2O3、TiO2、CaO为有害化合物。

陶瓷土(花岗岩)+20 m标高以上Ⅰ矿体各元素变化范围为：Al2O3为7.71%(ZK005-2)～22.98%(ZK1001-4)，平均12.88%。Fe2O3为0.28%(ZK801-10)～1.70%(ZK401-2)，平均1.05%。TiO2为0.01%(ZK603-33)～0.21%(ZK401-2)，平均0.09%。K2O为0.017%(ZK1002-2)～5.12%(ZK109-5)，平均3.79%。Na2O为2.01%(ZK402-6)～9.10%(ZK1002-19)，平均3.74%。K2O+Na2O为6.02(ZK1201-20) ～9.25(ZK1002-19)，平均7.53%。CaO为0.09%(ZK105-7)～1.80%(ZK1202-11)，平均0.72%。

3.3 风(氧)化特征

通过钻孔揭露，部分钻孔中花岗岩见有岩石风化现象，主要分布在2线(ZK201)、4线(ZK402、ZK403)、6线(ZK601、ZK602、ZK603)、8线(ZK801)。花岗岩中风化形成弱绢云母、弱黏土化。风化厚度在5.10(ZK403)～48.71(ZK1001)之间，矿区中部8线风化层厚度较大，ZK801为40.78 m。

3.4 矿石类型

陶瓷土矿自然类型为花岗岩，矿石类型为陶瓷土。

3.5 矿体围岩和夹石

围岩 经钻孔揭露，区内有13个钻孔中矿体顶板见有围岩，矿体顶板围岩主要为风化的花岗岩体，控制厚度在2.72(ZK803)～42.54 m(ZK1201)之间，矿体顶板围岩中含有害成分，Fe2O3、CaO含量较高,开采之前要进行地表浮土剥离，注意避免污染矿石。

夹石 经工程揭露和采样分析，将工程中部分化合物达不到工业指标的样品圈为夹石，区内有12个钻孔中见有夹石，夹石厚度在2.06(ZK803)～44.20 m(ZK802)之间。

4 矿床成因类型分析

瑜山陶瓷土矿区大地构造位置为扬子准地台、下扬子台坳，沿江拱断褶带之安庆凹断褶束[2]。区域地层属扬子地层区、下扬子地层分区、贵池地层小区。区域褶皱构造主要为滨江复向斜，断裂构造较发育。区内岩浆活动强烈，主要岩体为燕山中晚期的滨江花岗岩体[3]。该区印支—燕山期构造活化，使地台型沉积发生褶皱隆起，断裂拗陷。形成一系列北北东向规模巨大的左行平移断层，本区正是由这种左行平移断层在基底形成了北北东向的剪切带，使盖层中原已形成的近东西向的褶皱发生了左旋扭动，并将其改造成了北东向。区内岩体受北东和北北东向的断裂控制，沿不同的褶皱核、翼部侵入地表。在印支—燕山期褶皱隆起过程中伴有东西向和南北向的基底深断层，均为本区最重要的导岩、导矿及控岩、控矿构造[4]。区内陶瓷土(花岗岩)矿属燕山晚期侵入体，属于滨江花岗岩体的一部分，来源于壳幔混熔岩浆经熔离作用形成的超酸性—酸性碱质岩浆。岩浆侵入复向斜构造中，形成花岗岩体。围岩为晚二叠世至早三叠世沉积地层，富含钙质的碳酸盐使花岗斑岩与围岩物质成分上产生了内在联系，发生矽卡岩化[6]。陶瓷土矿的形成主要分为早、中、晚三个成矿期。早期：主要为面型高岭石化，形成陶瓷土矿矿胚层；中期：在早期成矿期形成的高岭土矿矿胚层的基础上，受晚期断裂等构造的影响，叠加线型高岭石化，形成陶瓷土矿体；晚期：早、中成矿期形成的矿(化)体在地表或近地表处，受风化淋滤作用，岩石中易溶组分随水流走，三氧化二铝进一步富集，形成陶瓷土矿体[5]。花岗斑岩除高岭土化外，还具较强的绢云母化、钠长石化。

5 结论

(1)瑜山陶瓷土矿矿体分布于存在于花岗岩中，矿体连续性较好，呈单独块体分布。

(2)陶瓷土矿的主要成分为主要有钾长石、斜长石、石英等，矿石结构为中粒状花岗结构、斑状结构，矿石构造为松散状构造、块状构造。

(3)根据对成矿原因分析，认为该矿周围成矿地质条件良好，找矿潜力大。