江西省官山瓷土、瓷石矿地质特征及矿床成因

戴云龙，赵兰芝

(1.南昌工程学院 水利与生态工程学院；2.中铁水利水电规划设计集团有限公司，江西 南昌 330029)

中国瓷土(高岭土)矿产资源量位居世界前列，目前已探明瓷土矿约260多处，经地质探明其储量约29.10亿t。江西瓷土(高岭土)资源储量较为丰富，保有资源储量约10 869万t，位居全国第五位[1]。其中储量1 907.9万t，基础储量3 774.2万t，资源量7 094.8万t。但因为瓷土矿的价格因矿石质量不同而不同，价格从10元/t～200元/t不等，优质瓷土价格更高，瓷土矿成为紧缺矿种。目前景德镇市瓷土年消耗量已由15万t猛增到300万t，优质瓷土资源更为紧缺，而且我国工业领域对瓷土矿物原料的需求量也在不断增加，因此瓷土矿的开发利用有很好的前景[2]。

1 区域及矿区地质特征

1.1 区域地质概况

研究区位于下扬子地块所属的长江中下游坳陷带九江坳陷区，区域上大范围出露新元古界-震旦系浅海碳酸盐岩-碎屑岩基底沉积，并有晚古生代-早古生代表海和中新生代陆相断陷红色盆地盖层沉积[3]。基底地层由中元古界双桥山群横涌组组成，为一套泥砂质碎屑的浊流复理石建造，主要岩石类型有板岩类和变碎屑岩类。印支运动后期的陆相盆地沉积，由砾岩或含砾长石石英砂岩-粉砂岩-粉砂质泥(页)岩构成基本层序，其中上部碳质高铝泥页岩常形成瓷土矿。而中生代晚期的中酸性岩浆活动，伴有溢流-喷发相火山沉积，区内瓷石矿床形成与中酸性岩浆活动有关[4]。

1.2 矿区地质概况

1.2.1 矿区地层。中元古界双桥山群横涌组：少量分布于研究区北东部，为黄绿色、青灰色薄-中厚层(局部见厚层状)变中-细粒岩屑砂岩，变细粒岩屑石英砂岩；薄至中厚层变粉砂少夹黄绿、青灰色板岩。细(粉)砂质绢云板岩。标志特征：以厚层至巨厚层变岩屑砂岩有别于其下、上段地层。基本层序常由薄-中厚层变细砂岩、变粉砂岩、板岩互层组成。侏罗系水北组：少量分布于研究区南东部，为灰黑色砂质泥岩、长石石英砂岩和砾岩组成。白垩纪冷水坞组：分三处出露于研究区中部，面积较小。为一套紫红色、猪肝色粉砂质泥岩，产化石。第四系进贤组：大量分布于研究区西部，南部有少量出露，为一套网纹红土和红土砾石层。第四系新港组：大量分布于研究区中部，为黄褐色亚黏土、亚砂土和含透镜状沙砾石层。

1.2.2 火山岩。矿区内东部发育有一套灰-灰白色火山喷出岩为英安岩和安山岩，岩石具有流纹构造及斑状结构和玻璃质结构,其中斑晶多为中性斜长石，碱性斜长石较少，岩石中还含有少量石英；基质为细粒的长石、石英等。火山岩通常为玻璃质结构、交织结构或霏细结构。有的具有流纹构造。英安岩常与流纹岩、粗面岩和安山岩等共生,组成巨厚的火山岩系。中国火山岩地区均有出露,特别是我国东南沿海一带火山岩最为发育。

1.2.3 构造。基底褶皱主要发育在变质岩地层中，可见小型同斜褶皱，褶轴北东向，轴面北西倾，从小褶皱的形态可以推断矿区处在基底大向斜的北西翼；盖层褶皱在本区表现不明显，区域资料显示矿区处于余家向斜构造北西翼，在该矿区表现为单斜构造，倾角40°～77°。

2 矿体地质

2.1 矿体特征

2.1.1 矿体的数量及矿体产出层位。根据矿区的预查结果分析瓷土(瓷石)矿在地表出露及其产出层位，将矿区内瓷土(瓷石)矿体分为2个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ号矿体。Ⅰ号矿体为瓷土矿(见图1)，产于早侏罗纪水北组中下部；Ⅱ号矿体为瓷石矿(见图2)，产于晚侏罗纪鹅湖岭组火山岩层中下部。

图1 瓷土矿标本

图2 瓷石矿标本

2.1.2 矿体的分布、形态、产状和规模。Ⅰ号矿体分布在矿区的南东部，位于船山村东350 m，出露宽度55 m，出露长度250 m，矿体赋存海拔标高+40 m～+45 m；Ⅱ号矿体分布在Ⅰ号矿体的北西面，两矿体间距340 m，矿体出露宽度55 m，出露长度450 m，矿体赋存海拔标高+55 m～+65 m。

Ⅰ号矿体产于沉积地层中，与大多数沉积矿床类似，矿体形态较规则，水平切面上呈长矩形，空间上呈倾斜的层状体。矿体北东向延伸，倾向北西，产状299°∠49°～74°。矿区内矿体走向延长250 m(矿区外仍有很长延伸)，探矿工程控制矿体真厚度32.41 m，矿体倾向延深应大于10 m。

Ⅱ号矿体产于火山岩层中，矿体形态不甚规则，沿走向有膨缩现象，但总体呈似层状产出。矿体产状有一定的变化，总体北东向延伸，倾向北西，产状240°～297°∠49°～77°。矿体走向延长450 m，探矿工程控制矿体真厚度29.51 m～38.53 m，矿体倾向延深应大于10 m。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿石的物理特性及结构构造。Ⅰ号矿体为瓷土矿，Ⅱ号矿体为瓷石矿。瓷土矿中又可细分为高铁瓷土矿和高铁富铝瓷土矿。

高铁瓷土矿：矿石呈灰白色，块状，断口参差不平，手搓易碎，很少粗颗粒杂质，湿矿有黏性，次生交代结构，松散状构造。

高铁富铝瓷土矿：矿石呈青灰色，块状，断口似贝壳状，手摸有滑感，很少粗颗粒杂质，湿矿有较强黏性，次生交代结构，松散状构造。

瓷石矿：质量好者为灰白色，次者为灰-深灰色，块状，锤击难裂，少斑结构，基质呈显微镶嵌结构，流纹构造。

2.2.2 矿石矿物成分及含量。瓷土矿：主要由泥质(89%)、石英粉砂(10%)、白云母碎屑组成；泥质由水云母为主、高岭石等黏土矿物为次组成，呈鳞片状，片径0.01 mm左右，具平行半平行排列；石英粉砂呈棱角-次圆状，粒径0.01 mm～0.06 mm，分布较均匀。

瓷石矿：主要由斑晶斜长石(8%)、基质(92%)组成，斜长石斑晶呈自形板状，粒径0.6 mm～1.2 mm，全部被黏土矿物高岭石取代，基质由长英质组成，以石英为主晶，微粒状斜长石为客晶，主晶包裹客晶显示显微镶嵌结构。

2.3 矿石类型、矿体围岩及夹石

2.3.1 矿石类型。按矿石的成矿作用及采选性不同分为沉积风化型瓷土矿矿石和火山岩型原生瓷石矿矿石两种。其中瓷土矿石又可根据主要化学成分含量不同分为高铁瓷土矿石和高铁富铝瓷土矿石。

2.3.2 矿体围岩。矿体上下盘围岩的岩石类型与矿体产出位置密切相关，产于沉积岩中的矿体其围岩往往是沉积岩，产于火山岩中的矿体其围岩往往是火山岩。Ⅰ号矿体的直接底板是含砾粗砂岩，直接顶板是高铁粉砂质泥岩，顶底板在野外较易与矿体区分，底板可凭肉眼观察粗细而区分，顶板往往形成正地形；Ⅱ号矿体直接底板是安山岩，直接顶板是强硅化英安岩，Ⅱ号矿体的底板与矿体不易区分，顶板是强硅化岩石。

2.3.3 矿体中夹石。Ⅱ号矿体中夹石的岩性与矿体原岩无本质差别，其矿物成分大体一致，仅Fe2O3含量过高而成为夹石。造成Fe2O3含量过高的原因是矿体内节理裂隙发育，其中充填铁质薄膜。因此，在采矿时应剔除掉黄褐色铁质薄膜发育区段。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

Ⅰ号矿体属于沉积风化型瓷土矿床。早侏罗世海平面快速下降，区域内形成泥岩、粉砂岩组成的后滨相沉积，其中水北组中碳质页岩、泥岩富含Al2O3成分，后经风化形成了沉积风化型瓷土矿[5，6]。

Ⅱ号矿体属于火山岩型瓷石矿床。晚侏罗世火山活动急剧加强，区域内火山洼地喷溢大量岩浆，结晶后形成火山岩，鹅湖岭组中下部岩石Al2O3、Fe2O3含量均达到瓷石矿工业指标。《矿产资源工业要求手册》中将此类矿床归类为矿石为石质的酸性凝灰岩蚀变型高岭土矿床。

3.2 找矿标志

Ⅰ号矿体产于水北组地层中，因此在水北组砾岩之间出露的泥岩往往是直接找矿标志。高铁富铝瓷土矿经常与1 cm～3 cm厚的黑色玻璃质层伴生，地表发现黑色玻璃质层即有可能寻找到高铁富铝瓷土矿。区内出露的火山岩层是瓷石矿的直接找矿标志，深色安山岩的上盘往往产有瓷石矿。

4 结论

研究区印支运动后期的陆相盆地沉积由砾岩或含砾长石石英砂岩-粉砂岩-粉砂质泥(页)岩构成基本层序，其中上部碳质高铝泥页岩常形成瓷土矿。而中生代晚期的中酸性岩浆活动，伴有溢流-喷发相火山沉积，因此判断区内瓷石矿床形成与中酸性岩浆活动有关。

区内在水北组砾岩之间出露的泥岩是瓷土矿的直接找矿标志，地表发现黑色玻璃质层即有可能寻找到高铁富铝瓷土矿，出露的火山岩层是瓷石矿的直接找矿标志，深色安山岩的上盘往往产有瓷石矿。