江西会昌白竹砂质高岭土矿床地质特征及找矿潜力分析

钟远生

(江西省地质局有色地质大队，江西 赣州 341000)

花岗岩风化残积型高岭土矿床是我国南方地区主要的高岭土矿床类型[1]，矿床主要成岩时代在燕山期，次为印支期和加里东期[2]，江西省该类矿床主要分布在赣东北和赣南地区[3]。会昌县是赣南花岗岩风化残积型高岭土矿床重要的分布区之一，根据收集的相关资料，鲜有专家对该类型矿床进行研究[4-6]。本文在高岭土矿详查工作基础上，分析研究白竹高岭土矿床地质特征、矿床成因，并探究矿区及周边的找矿潜力，进一步丰富本地区风化残积型高岭土矿床的研究成果，以期对矿山开发及周边找矿提供参考。

1 区域地质概况

区域上位于武夷山北北东向隆起带西南侧，与于山北东构造带的交接部位。区域经历多期次的构造运动，断裂构造发育，形成了以北北东和北西—北西西向为主的一系列规模不等、方向不一、性质不同的断裂构造。会昌城区西北侧老安背(邵武—河源)[7]北北东向深断裂呈挤压硅化破碎带产出，控制区内岩体以及白垩系红盆砂岩的分布，性质为先压后张，持续的构造活动影响区内岩体形态、蚀变，控制着区内矿床的分布。区域内发育以酸性花岗岩侵入体为主的珠兰埠复式岩体，包括主体印支期粗粒黑云母二长花岗岩和补体燕山期晚期细粒二长花岗岩[8]。其中细粒黑云二长花岗岩具高硅、富铝、钾、钠，贫钙、镁、铁、钛等特征，是矿区重要的成矿母岩。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区内地层出露简单，由少量的震旦系和第四系组成。

震旦系为灰黑色变质石英砂岩、细砂岩夹粉砂质角岩，以条带状团块残留于花岗岩内，属于围岩捕掳体，表层风化后呈黄褐色、土黄色。分布于矿区中部，对矿体连续性有局部影响。

第四系为更新统(Qp)，以河流冲积相为主，分布于河谷两岸，岩性为亚黏土、砂、砾。

2.2 构造

矿区内构造不发育，仅在矿区外南部见一近东西向断裂，以硅化破碎带形式产出。

2.3 岩浆岩

矿区地表出露燕山晚期花岗岩(图1)，分布广泛，岩性为细粒似斑状黑云二长花岗岩，是矿区赋矿围岩也是成矿母岩。

图1 白竹矿区地质简图

(1)岩石学特征。

岩石呈浅灰白色，细粒似斑状花岗结构，块状构造。岩石斑晶主要为斜长石、石英，斜长石占3%，石英占7%；斑晶粒径一般5～7mm，其中斜长石半自形板状，已去钙钠化，含较多细小萤石晶粒。石英呈他形粒状，波状消光。基质主要为：斜长石占21%，钾长石占28%，石英占18%，黑云母占5%。基质呈细粒花岗结构，基质粒径0.5～1.5mm。钾长石主要由微斜长石及条纹长石组成，具弱高岭石化。斜长石已去钙钠化，含较多萤石细小晶体。石英呈他形粒状，波状消光。黑云母呈半自形片状，微弱多色性。

(2)岩石化学特征。

本次共采集3个硅酸盐样品，经分析其化学成分含量后求取平均值与中国花岗岩、南岭二长花岗岩作对比(表1)。

表1 花岗岩岩石化学成分一览表[9] (单位：%)

矿区花岗岩SiO2含量为74.98%，属酸性岩；K2O/Na2O为1.68，属陆壳沉积物熔融形成的S型花岗岩；SiO2、K2O和K2O/Na2O比值明显高于中国花岗岩，也高于南岭二长花岗岩，而CaO、MgO、Fe2O3、FeO、TiO2低于对比岩，表明矿区花岗岩属高硅、富钾、贫钙、镁、铁、钛的超酸性S型花岗岩类。

2.4 围岩蚀变

矿体围岩主要是盖层植被土层、底板弱风化—未风化的细粒似斑状黑云母二长花岗岩、震旦系变质砂岩。

矿区内花岗岩蚀变主要是交代作用形成的面型蚀变，蚀变类型有钠长石化、钾长石化、绿泥石化、硅化、锂云母化，其中钠长石化、钾长石化与高岭土矿成矿关系最密切。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

高岭土为花岗岩风化残积形成，矿体赋存于燕山晚期细粒似斑状黑云母二长花岗岩风化层之中，沿山脊或坡面产出，风化壳发育保存程度与高岭土矿体展布形态、规模大小等特征具有一定的联系(图2)。根据工程圈定可供开发利用的工业矿体1个，矿体呈长条型、不规则浑圆形，层状或似层状产出，产状与地形坡面近于一致。山脊、山坡、较缓的山包处矿体保存较为完整，厚度较大，山顶、较陡的山坡、山沟处矿体厚度小，甚至消失。矿体盖层较薄，主要是植被土层，平均厚度1.6m；山坡、山脚处盖层较厚，一般1.0～2.0m；山包顶、山脊盖层较薄甚至直接出露，一般小于0.8m。矿体底板为弱风化—未风化的细粒似斑状黑云母二长花岗岩，可作为瓷石矿体。

图2 A-A'线地质剖面图

矿体总体呈南北向或北北西向长条状，中部受沟谷第四系分割，南北长1 050m，东西宽500m，展布面积0.315km2，厚度一般0.7～16m，平均厚度3.9m，厚度变化系数58.90%。Al2O3含量平均值16.68%。赋存标高325～425m，赋存深度0～19m。矿体结构简单，连续性好，分布均匀，无夹石或少有夹石。

3.2 矿石特征

(1)矿物成分。

根据矿区多组样品的镜下鉴定、X-射线衍射分析结果，矿石的主要有用矿物为埃洛石、伊利石、石英长石以及少量的钽铌矿、锆英石等。有害组分为含铁质矿物，铁锂云母，少量褐铁矿。矿石结构原岩为中细粒结构，风化后呈砂状松散状构造，埃洛石、伊利石主要为长石的风化产物。

(2)化学成分。

砂质高岭土矿主要有益组分为Al2O3，主要有害组分为Fe2O3和TiO2。根据矿石化学分析结果(表2)，SiO2含量偏高，Al2O3含量一般，CaO+MgO含量较低，Na2O含量较低，K2O含量较高。其他有色金属、稀土以及贵金属含量都较低，无工业利用价值。

表2 矿石化学成分分析结果表

(3)矿石类型与品级。

矿石类型属风化残积型松散状砂质高岭土矿石；矿石自然白度78.2，煅烧1 300℃，白度为79.08。原矿高岭土(精矿量)淘洗率27.57%，淘洗后SiO2含 量 49%、Al2O3含 量 34%、Fe2O3含 量 0.95%、TiO2＜0.1%；淘洗精矿(高岭土)中7A埃洛石和伊利石主要集中在-0.043mm粒级，铝含量偏底，Al2O3含量未达到35%的要求，达不到高档陶瓷产品的要求，可作为普通陶瓷料、陶瓷坯料、普通耐火材料等。

3.3 风化层特征

花岗岩风化层由细粒似斑状黑云母二长花岗岩经风化残积而形成的，其形成、保留程度与矿区地貌及第四纪风化、剥蚀作用有直接关系。砂质高岭土矿赋存于花岗岩风化层之中，其成矿与风化作用有着密切的关联。岩体风化层在空间展布上有一定的规律，平面上受地形地貌控制，剖面上具有明显的垂直分带特征[11-12]。

平面特征：风化层展布形态严格受地形地貌控制，平面上总体呈北北东、北北西向面型分布。风化层主要保留在山顶、山脊和山坡，而山脚下及溪沟多为第四系或基岩裸露。风化层产状顶部受地形控制，产状随着地形延伸，底部产状较平缓，形成山脊部位厚而向两侧逐渐变薄。

垂向特征：由浅到深，风化程度由强变弱，埃洛石由多变少，长石由少变多，矿石质量由好变差。据区内花岗岩的风化程度及其产物在风化剖面不同深度显示出的差异，具有明显的垂直分带型特征。在垂直方向由上而下可划分为全风化带、半风化带、基岩。砂质高岭土矿体赋存于全风化带中，深度一般在0～11m；半风化带深度5～20m，20m之下均为基岩，瓷石矿体赋存在半风化带和基岩中。

4 矿床成因

燕山晚期岩浆顺老安背北北东向深断裂侵入，并受断裂持续不断的活动影响下冷凝，形成细粒似斑状黑云二长花岗岩，该花岗岩具有高硅、富含钾、钠，贫钙、镁、铁、钛的特征，为矿床的形成提供了物质基础，是高岭土矿的成矿母岩。冷凝后期，浅部岩浆发生强烈的气热蚀变，钾长石被钠长石交代，形成钠长石化细粒黑云母花岗岩，该岩石位于浅部，易于风化，是形成高岭土矿的理想原岩。

矿体的矿化随风化程度强弱而变化，地形地貌、气候条件直接影响风化程度，矿区位于丘陵地带，地势平缓，高差小，且属亚热带季风气候，温暖潮湿，四季分明，雨量充沛，具有良好的风化成矿条件。钠长石化细粒黑云母花岗岩经长期的风化作用，长石被分解，碱金属、碱土金属被带走，残余难溶的Al2O3、SiO2构成含水铝硅酸盐高岭石，高岭石、埃洛石、伊利石等与未分解的石英、长石残留原地堆积形成矿区花岗岩残积型砂质高岭土矿床。

5 找矿分析

5.1 砂质高岭土矿找矿分析

老安背岩体的细粒似斑状黑云母二长花岗岩出露面积大，表土层覆盖薄，风化壳厚度大，具有形成较大砂质高岭土矿体的优厚条件。根据地表踏勘发现，矿区外围东部偏南方向地形缓慢，多为平缓的山脊、小山包。剥土深度5m(深部未揭穿矿体)均为白色风化花岗岩，取样化验，Al2O3平均品位达到16.21%，有害组分Fe2O3+TiO2＜1.10%，自然白度68～81，达到砂质高岭土矿一般工业指标要求，是良好的砂质高岭土矿体，可作为矿区后期资源接替区。

5.2 瓷石矿找矿分析

矿区内多个钻孔资料显示，矿区砂质高岭土矿赋存深度在0～20m，20m之下为瓷石矿，已揭露的瓷石矿体最大厚度75m，其Al2O3平均品位达到14.02%，有害组分Fe2O3+TiO2＜0.972%，达到瓷石一般工业指标要求，是矿区新的矿石类型，找矿潜力巨大。

矿区成矿岩体所属的老安背岩体分布在塘坊序列环状体的外环，总面积3.6km2，而矿区面积0.5km2，只占一小部分，其余3.1km2也是同一个岩体，具有相同的矿物特征、岩石化学特征以及风化特征，找矿潜力较好，具有较大的找矿空间。

5.3 铷矿找矿分析

本次工作取样10件分析Rb2O含量，平均品位为0.16%，达到综合回收伴生Rb的一般工业指标，说明在本区岩体中具有较好的Rb找矿潜力，与区域地质资料显示的岩体具有向富Rb演化特征相符。本区Rb未见独立矿物，是以离子状态分布在钾长石和铁锂云母中。根据相关研究资料，采用脱泥—浮选方法分离云母、长石和石英，所得云母精矿含铷0.567 5%、回收率为39.89%，同时得到合格的长石精矿和石英精矿，实现综合利用[13]。因此，Rb是矿区新的找矿方向，完全具有进一步研究和开发价值。

6 结论

(1)矿区砂质高岭土矿体赋存于燕山晚期细粒似斑状黑云母二长花岗岩风化层中，呈似层状产出，矿体结构简单，连续性好，分布均匀。矿石主要有用矿物有埃洛石、伊利石、石英长石，有害矿物有铁锂云母，少量褐铁矿；有益组分为Al2O3，主要有害组分为Fe2O3和TiO2；矿石可作为普通陶瓷料、陶瓷坯料、普通耐火材料等。

(2)具有高硅、富钾、贫钙、低镁、低铁、低钛等特征的细粒似斑状黑云母二长花岗岩为成矿母岩，规模较大的老安背北北东向深断裂为成矿岩体侵入提供通道和场所，丘陵、低山地貌以及亚热带季风气候组成的风化条件，构成矿区良好的成矿条件。

(3)瓷石矿、铷矿是未来矿区及周边找矿的方向，矿区外同单元岩体面积广，深部瓷石找矿空间大，分析认为矿区深部及周边具有良好的找矿潜力。