江西省金溪县中洲矿山地质特征及成因

喻军敏，王思学，万良钦

（江西有色地质勘查五队，江西 九江 332000）

中洲矿山研究区位于金溪县城正西方向直距约20Km，行政区属金溪县浒湾镇管辖。文章通过查阅中洲地质勘查工作成果资料，并试图这些资料为基础，对矿区的矿床成矿地质要素、矿石质量等进行了系统的归纳总结，并对其成矿控制因素、形成机制等进行了分析探讨，旨在为矿区下一步地质勘查提供指导。

1 区域地质特征

工作区位于扬子准地台与华南褶皱系碰撞交接部位，鹰潭-安远大断裂东侧，东乡火山岩盆地南缘，属钦杭东段南部成矿带，金溪-铅山隆起成矿亚带的组成部分，铜金等多金属及高岭土、瓷土等非金属矿产资源丰富[1，2]。

区域出露的地层主要为侏罗系白垩系地层，侏罗系包括如意亭组（J3r），白垩系包括鹅湖岭组虎岩段（K1ehy）、花草尖段（K1eh）、梧溪段（K1ew）；火把山群石溪段（K1s1）、茅店组（K2m）。

区域断裂构造发育，以近南北向为主，倾向西，延伸数公里。

区域岩浆活动频繁，大面积出露加里东期侵入岩、晚侏罗世及早白垩世火山岩，加里东期侵入岩主要分布区内东部，面积约180Km2，占据总面积40%，晚侏罗世及早白垩世火山岩分布在区内中北部，在区域上归属东乡火山盆地，晚侏罗世富钾钠长石火山岩近于地表的岩石易于受风化作用而形成瓷土、黏土，为测区瓷土矿的形成提供了丰富的原料。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层主要有侏罗系如意亭组（J3r）、白垩系鹅湖岭组梧溪段（K1ew）及茅店组（K2m），分述如下：

图1 中洲瓷土矿矿区地质图

侏罗系如意亭组（J3r）：出露面积较小分布在测区中部，岩性主要为砂砾岩、火山角砾岩、泥岩，砂砾岩中砾石成分主要为花岗岩、泥岩等，呈棱角-浑圆状，排列杂乱，砾径一般为2cm～3cm，含量50%左右。沿其追索，从砂砾岩-含砾砂岩-泥岩，相互递变，表现相变特征。地层总体倾向北西，倾角约30°～40°。

鹅湖岭组梧溪段（K1ew）：主要分布在测区中部，呈近南北向长条状展布，下与如意亭组呈喷发不整合接触，上有白垩系茅店组沉积不整合覆盖其上。该段岩性以流纹质熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩、流纹岩为主，呈层状产出，底部以紫红色流纹质沉凝灰岩为主，层理清晰，风化普遍强烈，多呈松散土状，是本区瓷土矿的主赋存层位，也是本次工作的主要对象；中上部为流纹质熔结凝灰岩和流纹岩，灰白色，斑状结构，斑晶以斜长石为主，少量为石英斑晶，局部夹黑曜岩球泡流纹岩透镜体。

茅店组（K2m）：岩性主要为含砾砂岩、杂砂岩，含砾砂岩主体为扇形前缘沉积，中下部含泥质粉砂岩，应为河漫滩沉积。砾石成分以石英、变质岩及火山岩为主，砾石含量15%左右，呈棱角-次棱角状，大小一般3mm～5mm。地层总体倾向北西，倾角约15°～20°。

第四系（Q）：主要分布于山脚下低洼处，亚砂土、粘土。

2.2 构造

受区域构造应力的影响，测区断裂构造发育，主要为近南北向大仙岭断裂，该断裂位于大仙岭西约500m处，总体走向6°～10°，倾向西，倾角45°～70°，局部倾向东。区内长约4500m，出露宽北段为40m～80m，南段为30m～40m，向南伸至图外，北段被第四系覆盖，地表表现为硅化碎粉岩，以交代和充填两种形式存在，多呈团块状，与围岩呈渐变过渡关系；硅质充填为石英脉。蚀变主要为硅化、叶腊石化、绿泥石化。

2.3 岩浆岩

测区岩浆岩发育，分布于东部，为加里东期中性岩体，主要岩性为黑云母花岗岩、中粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母花岗闪长岩。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

通过野外地质填图、浅井、槽探等工作手段的开展，初步查明测区瓷土矿赋存于白垩系鹅湖岭组梧溪段流纹质熔结凝灰岩中，岩石经地表风化作用残积形成瓷土矿，受流纹质熔结凝灰岩与围岩接触界线影响，岩相带大致呈弧形，总体南－北向延伸，同时，矿体的赋存受一定的山型控制，其地势宽缓、落差小的低山丘岭易于矿体储存，风化层相对厚。由于第四系及流纹质熔结凝灰岩基岩分割影响，矿体整体呈不规则状。

3.1.1 V1矿体

矿体呈北东－南西向延伸，似层状，平面形态略呈长条状，矿体长约1.2Km～1.5Km，宽500m～800m不等，边界线有地质点D17，D25，D28，D58，D32，D33，D36，D43，D47，D59，D64，TC4控制，并且有槽探TC1，TC2，TC3，TC4地表揭露，地表出露面积0.53Km2，矿体风化深度有浅井工程QJ1、QJ2、QJ3、QJ4、QJ5、QJ6进行了解，风化层深度约2m～5m，地势低缓处风化层相对深厚，深度达3m～6m，部份地区可达7m，沟壑山顶处相对薄，深度2m左右，局部可见坚硬基岩出露，其总体矿体风化层厚平均预计3.5m，其上部覆盖残坡积层一般0.5m～1.5m，沟壑处相对增厚，平均厚约1m。

图2 V1矿体部份浅井工程观察点

图3 V1瓷土矿体D5地质观察点

3.1.2 V2矿体

V2矿体被第四系切割成不规则状，由QJ7进行深度控制，厚度约8.1m，出露面积约0.02Km2。

图4 矿石特征

3.2 矿石特征

矿床为强－中风化流纹质熔结凝灰岩，棕红-灰白色，由高岭石、蒙脱石、伊利石、长石、石英等矿组构成。含水性较好。

各矿体矿石化学成分测试如下，见（表1）：

表1 各矿体化学分析结果表

由上表可知，2个矿体有益元素Al2O3平均含量为12.61%～24.99%，各矿体变化不大，较均匀稳定，局部少量样品含量低于14%；有害元素Fe2O3局部偏高，TiO2平均含量均小于0.6%，参照行业标准（DZ/T0206-2002）,总体大致符合砂质高岭土矿床地质勘查一般工业指标要求。

3.3 矿石类型

矿石自然类型红棕-灰白色强－中风化中流纹质熔结凝灰岩；矿石工业类型为瓷土矿。

3.4 矿体围岩和夹石

矿体围岩主要为地表覆盖的残坡积层，层厚一般0.5m～1.5m，沟壑处相对增厚，平均厚约1m。夹石主要为局部未风化的基岩块体。

4 资源量估算

4.1 资源量估算工业指标

此次矿床参照现行高岭土行业标准（DZ/T0206-2002），砂质高岭土矿地质勘查一般工业指标如下表。

（1）Al2O3（%）＞14%；

（2）Fe2O3+TiO2（%）＜2%；

（3）TiO2（%）＜0.6%；

（4）最小可采厚度2m；

（5）夹石剔除厚度2m。

4.2 资源量估算范围、对象

本次资源量估算范围为江西省国土资源厅（赣国土资核［2016］780号）文件出让坐标范围内建议出让区内，以第四系基准面以上参与计算，总体围绕瓷土矿体V1及V2圈定，具体资源量估算拐点坐标范围见（表2），面积0.99Km2。

表2 资源量估算拐点坐标范围（面积：0.99Km2）

4.3 资源量估算方法

瓷土矿体呈似层状面状分布，形态不规则，风化深度不一，山脊山坡处相对厚，而山沟处相对薄，根据其矿体形态、规模等特点。采用水平投影地质块段法估算瓷土矿资源量。矿体体积V采用矿体水平投影面积S乘以矿体平均厚度H，估算资源量采用：

矿石量Q=面积S×厚度H×比重D。

以上式中：

Q：矿石量（t）；

D：矿石比重（t/m3）；

V：块段体积（m³）；

S：矿体水平投影面积（m2）；

H：矿体风化层平均厚度（m）。

4.4 估算参数确定

风化层顶部为0.5m～1.5m为残破积浮土层，平均厚约1m，测区基本全覆盖，因此，本次资源量估算风化层厚度将剔除厚1m残坡积浮土层。本次资源量估算334级别，沟壑局部裸露未风化的基岩未以剔除。

瓷土矿矿石体重采用同工业类型经验数据D=1.5t/m³计算，矿体水平投影面积S由MapGis区面积量算。

4.5 资源量估算结果

根据上述资源量估算范围、估算方法、估算参数等技术要求，对测区瓷土矿体进行334资源量估算，具体资源量估算见(表3)：

表3 瓷土矿资源量估算表

由上表可知，测区圈定的瓷土矿体V1、V2估算资源总量（334?）约302万吨，品位：Al2O3含量介于12.61%～24.99%，Fe2O3含量介于1.6%～4.58%，TiO2平均含量0.08%～0.59%。

参照矿产资源储量规模划分标准（国土资发〔2000〕133号），高岭土（包括陶瓷土）100-500万吨矿石量定为中型规模，因此，测区瓷土矿达中型矿产资源量规模。

5 矿床成因

测区瓷土矿的成因由其内外因素相结合的结果，内在因素为成矿母岩条件，外在因素是风化条件。

5.1 成矿母岩条件

成矿原岩为流纹质熔结凝灰岩，矿石中长石为富铝硅酸盐矿物，在含CO2的溶液作用下易于发生反应生成高岭石；岩石节理裂隙发育，矿物粒径细粒，增大与酸性介质的接触面，更利于矿物发生风化水解。

5.2 风化条件

地处温和湿润的亚热带气候环境,寒暑分明,雨量充沛,植被茂密,为测区提供了酸性介质环境，促使铝硅酸盐矿体在酸性介质下不断的风化水解，其它易溶物质则随弱酸性地表水、地下径流带走，在有利的宽缓低山地形条件下原地便残积了高岭土等矿物，当有用物质的含量和规模达到工业价值时便形成了瓷土、高岭土矿床。