江西金子峰—左家里陶瓷土（含锂）矿地质特征及找矿方向

彭蜀涛，曾庆友，潘世语，鲁诗阳，刘建伟

(1.江西有色地质矿产勘查开发院，江西 南昌 330001；2.宜春市矿业有限责任公司，江西 宜春 336001)

金子峰—左家里陶瓷土(含锂)矿床位于江西省宜春市奉新县城260°方位直距45km处，通过近年开展地质勘查工作，目前矿区查明的陶瓷土矿资源量和伴生Li2O金属氧化物量均达超大型矿床规模。该矿床属岩浆晚期分异交代蚀变花岗岩型矿床，矿石自然类型有中细粒白云母花岗岩和中细粒(似斑状)白云母二长花岗岩两种，矿石工业类型均为陶瓷土(含锂)矿。本文通过归纳总结矿区陶瓷土(含锂)矿地质特征，并对其找矿标志、找矿方向进行分析研究，建立了区内陶瓷土(含锂)矿找矿标志，提出了下一步找矿方向，旨在为区内寻找同类型陶瓷土(含锂)矿床提供参考。

1 区域地质背景

金子峰—左家里陶瓷土(含锂)矿床大地构造位置地处于江南隆起带九岭逆冲隆起之南缘，钦杭结合带宜丰—德兴混杂叠覆带之萍乡—乐平坳陷的北缘，成矿区带属扬子成矿省之江南东段成矿带的九岭钨钼锡铜金多金属萤石高岭土成矿亚带，矿床定位于宜丰—奉新铌钽锂稀有金属矿田内[1-3]。

区域地层出露简单，分布有新元古界青白口系上统双桥山群安乐林组(Pt31aa1)及新生界第四系联圩组(Qh1-2l)地层；区内构造以断裂为主，NE、NNE、EW向三组断裂构造是岩浆热液活动的通道与聚集的场所，既控岩又控矿，沿三组断裂带见有陶瓷土(含锂)矿化点、矿点分布，与成矿有关的断裂构造，主要表现在不同方向的断裂交叉处，主干断裂与次级断裂产生的交叉处，断裂产状变化处；区内岩浆活动强烈，岩浆岩发育，侵入岩主要为中酸性花岗岩类，具有多期次多阶段之特点，按其地质时代划分为新元古代、晚侏罗世、早白垩世三个时期(图1)，其中早白垩世白水洞岩体为陶瓷土(含锂)矿成矿母岩，该岩体侵入于新元古代花岗岩、晚侏罗世甘坊侵入体和早白垩世古阳寨侵入体中，与甘坊侵入体侵入接触面呈齿状，接触面外倾，倾角较缓，外接触带见有白云母化，岩体普遍具钠长石化、锂云母化等自变质作用。

图1 区域地质略图

2 矿区地质特征

矿区出露地层简单，仅发育第四系(Q)，主要分布于沟谷及低洼处，由残坡积层、冲洪积层组成。矿区构造不发育，仅见有一条断裂(F1)，地表表现为一硅化破碎带,出露长约350m，宽4～8m,走向NE-NNE，倾向SE-E，倾角62°～73°，破碎带由硅质紧密胶结碎裂花岗岩、角砾岩组成。矿区岩浆岩广泛分布(图2)，出露有晚侏罗世甘坊侵入体(ηγJ31-2c)、早白垩世古阳寨侵入体(ηγK11-zx)和白水洞侵入体(ηγmK13-zx)。

图2 矿区地质略图

(1)晚侏罗世甘坊侵入体(ηγJ31-2c)：主要呈岩瘤状残块俘虏体及岩枝蛇曲状分布于矿区中部、南西部，出露面积约0.13km2，岩性主要为中粗粒似斑状二云母二长花岗岩，灰白—浅肉红色，中粗粒似斑状结构，块状构造(图3)。斑晶主要为钾长石、石英，斑晶粒径多＞10mm,较为粗大，显示出岩石经历了漫长的结晶分异过程。基质为中细粒花岗结构，矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英、黑云母、白云母等，岩石蚀变较强，主要有白云母化、绢云母化、高岭土化、绿泥石化等。

图3 中粗粒似斑状二云母二长花岗及显微镜下照片

(2)早白垩世古阳寨侵入体(ηγK11-zx)：呈岩基或岩株状分布于矿区北部，出露面积约0.19km2，岩性主要为中细粒含斑二云母二长花岗岩，灰黑色，中细粒似斑状结构，块状构造。斑晶主要成分为斜长石、钾长石和石英等(图4)。镜下特征为钾长石呈半自形粒状，粒径1.20～5.00mm，其中以细粒居多，其次为中粒。少数呈自形板状，长径可达9mm，局部显示似斑状结构。具纺锤状格子双晶及卡式双晶。石英呈他形粒状，粒径0.80～3.60mm，其中以细粒居多，其次为中粒。斜长石呈半自形粒状，粒径0.50～3.00mm，其中以细粒居多，其次为中粒，少数呈自形板状，长径可达6mm。具卡钠复合双晶。白云母交代黑云母及长石产出，片径0.10～2.50mm不等，较大者属交代黑云母残留之假象，晶体内可见少量黑云母残留。黑云母呈片状，片径0.40～1.80mm，氧化为暗褐色或发育绿泥石化，此外大多被白云母交代。

图4 中细粒(含斑)二云母二长花岗岩及显微镜下照片

(3)早白垩世白水洞侵入体(ηγmK13-zx)：主要呈岩株，局部呈岩枝状、岩瘤状侵入于晚侏罗世甘坊侵入体和早白垩世古阳寨侵入体中，接触面一般呈波状，局部呈齿状，接触面外倾，倾角较缓，一般10°～30°，局部60°～70°。出露面积约0.52km2，岩性主要为钠长石化锂云母化中中细粒白云母(二长)花岗岩，白—灰白色，中细粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分为钠长石、钾长石、石英等，其中钠长石呈他形长柱状，多交代石英、钾长石后呈叶片状、胶状；石英呈灰色、乳白色，具油脂光泽，他形粒状，粒径1～3mm；钾长石呈灰色、灰白色板状，晶体常被钠长石、锂云母交代，粒径1～3mm；次要矿物为白云母、锂云母，白云母呈白色细小鳞片状，片径0.1～1mm，锂云母，呈灰紫色鳞片状、鳞片状集合体，以后者为主，大小0.5～2mm。岩石具强—弱钠长石化(图5)，强—弱钠长无明显界线，呈渐变过渡关系。

图5 强—弱钠长石化白云母(二长)花岗岩及显微镜下照片

矿区内花岗岩蚀变作用的特点以岩浆晚期分异交代作用为主，表现为钠长石化、锂云母化、白云母化强烈且普遍，地表常见次生高岭土化，钠长石化、锂云母化与区内陶瓷土(含锂)矿成矿关系密切[4-5]，钠长石化、锂云母化越强，锂矿化越好。按蚀变强度可分为弱蚀变带→中蚀变带→强蚀变带，各蚀变带矿物组合特征(表1)，各蚀变带标志性矿物含量(表2)。

表1 不同矿化阶段矿物共生组合特征

表2 不同强度蚀变带中标志性矿物含量 (单位：%)

3 矿体特征

矿区内圈定陶瓷土(含锂)矿体1个，矿体主要产于中细粒白云母花岗岩侵入体(即白水洞岩体)前缘的中强钠长石蚀变带中。陶瓷土(含锂)矿体大部分裸露于地表，矿体走向长约1500m，宽约600m，地表出露面积约0.73km2。

(1)矿体空间位置、形态及产状。

陶瓷土(含锂)矿体分布于整个矿区，四面均延伸出矿区外。矿体最小埋深0m，最大埋深773.35m，矿体产出最高标高735.3m，最低标高384.3m。中细粒白云母花岗岩、中粗粒似斑状(二云)白云母花岗岩即为陶瓷土(含锂)矿体含矿母岩。矿区范围内矿体总体走向SE-NW，倾向SW，总体倾角5°～10°，矿体形态较简单，呈层状、似层状产出，矿化连续性极好，矿体沿走向和倾向均呈舒缓波状变化(图6)。

图6 矿体联合剖面图

(2)矿体厚度及变化规律。

陶瓷土(含锂)矿体厚度变化均匀，单工程矿体最小厚度为81.33m，最大厚度为761.20m，平均厚度395.15m，厚度变化系数24.14%，属厚度变化稳定型。沿走向北西往南东方向，陶瓷土(含锂)矿体单工程累计厚度总体表现为“薄→厚→薄”的变化趋势，在倾向南西往北东方向，陶瓷土(含锂)矿体单工程累计厚度总体表现为“厚→薄”的变化趋势(图7)。

图7 陶瓷土（含锂）矿体厚度等值线图

(3)矿体品位及变化规律。

Al2O3品位变化特征：Al2O3含量14.41%～16.76%，平均 15.30%，变化系数2.72%，品位变化均匀。走向上由北西至南东方向， Al2O3含量总体表现为“低→高”的变化趋势，倾向上由南西至北东，Al2O3含量总体表现为“低→高→低”的变化趋势。

Fe2O3品位变化特征：Fe2O3含量0.78%～1.10%，平均0.89%，变化系数5.38%，品位变化均匀。走向上由北西至南东方向， Fe2O3含量总体表现为“高→低→高”的变化趋势，倾向上由南西至北东，Fe2O3含量总体表现为“低→高”的变化趋势。

TiO2品位变化特征:TiO2含量0.018%～0.055%，平均0.033%，变化系数25.93%，品位变化均匀。走向上由北西至南东方向， TiO2含量总体表现为“高→低→高→低”的变化趋势, 倾向上由南西至北东，TiO2含量总体表现为“低→高”的变化趋势。

Li2O品位变化特征：Li2O 含量0.21%～0.41%，平均0.32%，变化系数11.44%，品位变化均匀。走向上由北西至南东方向，Li2O含量总体表现为“低→高”的变化趋势(图8)，倾向上由南西至北东，Li2O含量总体表现为“高→低”的变化趋势。

图8 陶瓷土（含锂）矿体Li2O品位等值线图

4 矿石特征

4.1 矿物组成及结构构造

矿石中矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英及浅色云母等，次要矿物为黑云母、绿泥石等(表3)。矿石结构主要有花岗结构、变余花岗结构、似斑状结构及交代残余结构，矿石构造为块状构造[6-9]。按矿物共生组合、含矿性及结构构造等特征，矿石的自然类型主要有中细粒白云母花岗岩和中细粒(似斑状)白云母二长花岗岩两类[10]。

表3 矿物组分及相对含量 (单位：%)

4.2 矿石质量

矿石中Al2O3品位16.07%、Fe2O3品位0.96%，TiO2品位0.016%(表4)，达到了江西省地方标准DB36/T 1157-2019《瓷土、瓷石矿产地质勘查规范》中瓷土、矿石一般工业指标要求，对照行业标准DZ/T 0203-2020《矿产地质勘查规范 稀有金属类》，矿石中的Li2O、Rb2O含量达到碱性长石花岗岩类矿床伴生综合回收工业指标要求。

表4 多元素分析结果 (单位：%)

矿区陶瓷土矿原矿、尾砂成瓷试验表明，坯体和釉料中用量达30%时，采用还原焰1310℃一次烧成的8寸汤盘白度为66.1、光泽度82.3、吸水率0.2%、釉面硬度6.3GPa、抗热震性为180℃至20℃热交换一次不裂，其成瓷性能达到GB/T3532-2009《日用瓷器》日用细瓷合格品(白度≥55.0、光泽度≥80.0、 吸水率≤ 0.5%、抗热震性 180℃至20℃热交换一次不裂)的标准要求，因矿石可综合回收锂云母，故矿区矿石工业类型为陶瓷土(含锂)矿[11-16]。

5 找矿标志及找矿方向

5.1 找矿标志

(1)岩浆岩标志。

区内钠长石化中细粒白(锂)云母花岗岩是矿区陶瓷土(含锂)矿床的赋矿前提，也是最直接的找矿标志。

(2)矿化蚀变标志。

区内矿化蚀变类型及强度是寻找陶瓷土(含锂)矿的重要标志。强钠长石化、锂(白)云母化、氟化及硅化是陶瓷土(含锂)矿的主要富集区段，矿体与钠长石、萤石、锂云母等特征矿物密切共生，有同步消长关系。矿石中白云母含量高，黑云母含量低，岩浆经历高度分异演化，呈二云母→白云母→锂白云母→锂云母的演化规律，此是Li2O品位由低向高逐渐富集的标志。

(3)构造标志。

区内NE、NW及EW向断裂复合部位是控制岩浆上升的通道，也是寻找面型矿体的标志之一，而其派生的裂隙在一定程度上可指示寻找矿体。

(4)地球化学异常标志。

区内水系沉积物和土壤地球化学测量所圈定的Li、Be、Nb、Ta为主要组合元素的综合异常表明，Li＞800×10-6范围内是陶瓷土(含锂)矿赋存区，也是区内寻找陶瓷土(含锂)矿重要的找矿标志。

5.2 找矿方向

(1)宜丰同安至奉新上富一带稀有金属成矿与燕山期花岗岩关系密切，含矿岩体属高钾钙碱性高分异S型强过铝质花岗岩，历经高度分异演化，燕山早期第二阶段和燕山晚期第一阶段为Li、Rb、Cs等稀有金属元素的主要成矿期，故围绕该两个时期岩体寻找陶瓷土(含锂)矿具良好前景。

(2)探矿工程大部分均控制在220m标高以上范围，仅少数钻孔进行了深部探索，勘查区内钻孔揭露最低标高为-95m，Li2O品位为0.32%，未揭穿含矿地质体，此外，矿区多数Li2O≥0.2%地段均未进行封边，故矿区深部220m标高以下及Li2O≥0.2%未封边地段具良好的找矿潜力。

(3)矿区夹持于化山、白石里、圳口里—枧下窝3个矿区之间，在金子峰—左家里矿区的北部目前未设立矿业权，矿区含矿地质体已延伸至北部的外围地段，故在矿区北部空白区开展同类型矿床找矿具良好前景。

6 结论

(1)早白垩世白水洞岩体为陶瓷土(含锂)矿成矿母岩，中细粒白云母花岗岩(或中粗粒似斑状(二云)白云母花岗岩)即为陶瓷土(含锂)矿体。

(2)矿体主要产于中细粒白云母花岗岩侵入体(即白水洞岩体)前缘的中强钠长石蚀变带中，在走向上矿体厚度呈 “薄→厚→薄”，Li2O品位呈“低→高→低”之变化趋势，在倾向上矿体厚度呈“厚→薄”，Li2O品位呈“高→低”之变化趋势。

(3)矿石中矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英及浅色云母等，次要矿物为黑云母、绿泥石，矿石的自然类型主要有中细粒白云母花岗岩和中细粒(似斑状)白云母二长花岗岩两类，矿石工业类型为陶瓷土(含锂)矿。

(4)矿区内各岩体为过铝质S型花岗岩，历经高度分异演化，燕山早期第二阶段和燕山晚期第一阶段为区内Li、Rb、Cs等稀有金属元素的主要成矿期。

(5)矿区深部220m标高以下及Li2O≥0.2%未封边地段具良好找矿潜力，矿区北部外围地段具寻找同类型矿床良好前景。