广东省五华县潭下镇洋村矿区陶瓷土矿成矿地质条件

2022-09-11

陶瓷土 (陶瓷原料) 是国民经济生产的重要陶瓷工业材料, 随着我国国民经济持续稳定快速增长, 国内对其需求量大幅度增加, 尤其是近年来我国陶瓷产业的蓬勃发展, 对陶瓷土的需求日益增大。开发利用好瓷土 (陶瓷原料) 资源, 规范和完善矿产开发市场, 对发展五华县的陶瓷产业有极其重要的意义。

1 区域地质

矿区位于粤中印支坳陷构造带的中部, 紫金大断裂的上盘, 北西侧, 区域构造位置为潭下向斜北西部之北西翼[1]。

1.1 地层

区内出露地层为一套海陆交互相碎屑沉积岩与陆相喷发的流纹质-英安质建造的酸性及中酸性火山碎屑岩、熔岩等, 两者呈不整合接触。其岩性自下而上主要有:

震旦系横坑群 (Z) :分布于图幅西北角竹高顶岩体外接触带上, 小范围分布。岩性为片岩、片理化细砂岩、片麻岩及混合岩等。

下二叠统孤峰组 (P1) :出露于图幅西北角震旦系岩层北边, 呈狭条状半圆形小范围分布。岩性底部有碎石层上部为含磷的灰黑色页岩、少量砂页岩。

上二叠统乐平群 (P2) :出露于图幅西北角震旦系岩层北边, 呈狭条状半圆形小范围分布。岩性为长石石英砂岩、粉砂岩、泥质炭质页岩夹无烟煤。

下侏罗统金鸡组下亚组 (J1ja) :呈北东-南西向展布, 中部被芸坑口断层错断, 为河流、三角洲相粗碎屑岩建造。岩性为砾岩、长石石英砂岩、炭质页岩有时夹煤层。

下侏罗统金鸡组中亚组 (J1jb) :呈北东向展布, 为河流、三角洲相碎屑岩建造。岩性为细粒云母长石石英砂岩与粉砂质页岩和砂岩互层。

下侏罗统金鸡组上亚组 (J1jc) :呈北东向展布, 为河流、三角洲相碎屑岩建造。岩性为紫红色页岩、杂色砂岩。

中侏罗统吉岭湾组 (J2jl) :呈近东西向长条状分布, 为一套陆相红色粗碎屑岩建造。以中基性火山岩为主, 岩性为:安山玢岩、凝灰岩、玄武岩, 夹少量酸性火山岩与凝灰质砂岩。

第四系 (Q) 河流冲积层:主要为砂土, 砂及砂砾层, 分布于畦树塘等山间盆地。

1.2 构造

1) 褶皱构造

区内褶皱构造主要为潭下向斜, 向斜轴走向北东, 轴部附近由下侏罗统上段地层组成, 两翼为下侏罗统中段地层, 倾角15~20°。

2) 断裂构造

北区出露断裂主要为紫金断裂, 属继承复活断裂, 延长超过10km, 位于大輋里岩体北西侧, 与沉积岩接触, 走向北东50~60°, 倾向北西或南东, 倾角75~85°, 在其破碎带内可见透镜状角砾及糜棱岩较为发育, 显挤压性质。其旁侧尚可见与其平行延伸的小断裂。

1.3 岩浆岩

区域内岩浆岩主要为燕山二期的中粗粒黑云母花岗岩及燕山三期中细粒黑云母花岗岩。

1) 中粗粒黑云母花岗岩 (γ52 (2) ) :主要有大輋里岩体, 呈岩基状分布于本区的东南部。岩石呈灰色, 中-粗粒似斑状结构。成分以斜长石、钾长石和石英为主, 次为黑云母, 少量白云母及微量金属矿物。

2) 黑云母花岗岩、二长花岗岩 (γ52 (3) ) :主要有竹高顶岩体, 呈岩基状分布于本区北北西部。岩石主要呈灰白色, 中-细粒似斑状结构。成分以斜长石、钾长石和石英为主, 次为黑云母, 少量白云母及微量金属矿物。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区内出露地层简单, 仅出露下侏罗统金鸡组上亚组:

1) 下侏罗统金鸡组上亚组 (J1jc) :分布于矿区的北西部, 为浅海-滨海相碎屑岩建造。岩性为紫红色页岩及杂色砂岩。产状115~136°∠28~60°, 厚度200~400m。

2) 第四系 (Q)

分布于山沟及山脚的平坦处, 属冲积洪积层及残坡积层。主要由砂砾、粘土及残坡积土组成。

2.2 构造

矿区主要构造为断层。断裂构造以北东向为主, 北西向次之。

F1:总体走向为北东, 倾向北西, 倾角65~72°, 分布于矿区Ⅱ区段北西面, 长度大于700m, 宽度3~4m, 在北端沿伸至矿区外围, 断裂带中岩石挤压破碎较强烈。

F2:走向北西, 倾向南西, 倾角40~60°, 分布于矿区Ⅱ区段北面, 延长大于500m, 宽度2~5m。断裂带中岩石挤压破碎较强烈, 岩石破碎呈角砾状, 角砾大小3~10cm, 断层东段将地层下侏罗统金鸡组上亚组 (J1jc) 错断。

F3:总体走向为北西西, 倾向南西, 倾角50~70°, 分布于矿区Ⅲ区段中部, 长度大于600m, 宽度3~4m, 在东端沿伸至矿区外围, 断裂带中岩石挤压破碎较强烈, 带中岩石破碎呈角砾状, 角砾成分为黑云母花岗岩, 胶结物为硅质。

F4:分布于矿区Ⅳ区段北东部, 长大于600m, 走向北东, 倾向北西, 倾角60~75°, 宽度2~5m。带中岩石破碎呈角砾状, 角砾成分为细砂岩、石英块, 角砾大小3~10cm, 胶结物为泥质、硅质, 带中裂隙发育。

F5:分布于矿区Ⅳ区段北西部, 断裂带长大约200m, 走向北西, 倾向南西, 倾角60~72°, 宽度2~5m, 将F4错断, 为后期断裂, 带中岩石挤压破碎呈角砾状。

F6:总体走向为北西, 倾向南西, 倾角55~62°, 分布于矿区Ⅳ区段南部, 长度大于300m, 宽度3~4m, 在东端沿伸至矿区外围, 断裂带中岩石挤压破碎较强烈。

断裂带两侧岩石普遍可见三组节理裂隙, 产状分别为: (1) 230°∠48°, (2) 326°∠55°和 (3) 58°∠75°。

2.3 岩浆岩

矿区大面积出露燕山三期 (γ52 (3) ) 中粗粒斑状黑云母花岗岩, 二长花岗岩呈岩脉、岩墙、岩珠产出于中粗粒斑状黑云母花岗岩中。

3 矿体地质特征简述

矿区内二长花岗岩可分为两个带, Ⅰ号带呈串珠状产出, 走向整体呈NNE向, 延长约2960m, 宽度65~225m, 与黑云母花岗岩接触面产状305~325°∠60~71°。Ⅱ号带呈岩株产出, 整体呈NNW向, 长轴延伸长度约670m, 宽度约65~325m, 与黑云母花岗岩接触面产状260~265°∠59~70°。

陶瓷土矿体呈似层状赋存于二长花岗岩风化带中, 厚度5.05~19.85m, 其厚度取决于岩石的风化程度, 矿体内节理裂隙较发育, 但稀疏分布, 主要有三组 (1) 产状230°∠48°; (2) 产状15°∠55°; (3) 产状20°∠75°。节理裂隙的规模短小, 大多数充填泥质及少量铁锰质。

矿体顶部被0~5.80m厚的表土层覆盖, 局部矿体直接裸露地表。表土层主要为褐黄、红色砂质粘土 (坡积土) , 以及少量腐植质组成, 粘性差。植被根系沿裂缝延伸至矿体顶部。

矿体底部与二长花岗岩及瓷石矿体呈过渡接触关系, 矿体的下部中常有不规则状不完全风化的原岩团块, 开采时可视矿石质量作为夹石剔除或作为矿石利用。

4 成矿地质条件

4.1 岩性条件

区内成矿原岩主要为二长花岗岩, 二长花岗岩是酸性岩浆侵入形成的潜火成岩。较高的长石含量为矿床的形成提供了良好的成矿条件。其物理性质有利于构造裂隙的形成和发展, 其具有较好的亲水性。

4.2 构造条件

矿区内构造的多次活动, 一方面断层为酸性杂岩体的侵入提供了通道, 为矿体的形成提供了物质基础, 另一方面裂隙构造带对原有地层起破坏性作用, 在构造错动、挤压作用下, 矿区地层较为破碎, 利于地表水及裂隙水的贯通及渗透, 加快岩体的风化, 对矿床的形成起到一定的促进作用。

4.3 气候条件

M·卡兹瓦尔特等人认为, 常年温度变化在16—18℃之间, 年降雨量约1000mm, 是形成瓷土矿最合适的气候条件[3]。矿区地处亚热带海洋性气候, 1月份平均气温13.3℃, 7月份平均气温28.3℃, 年平均气温21.2℃;雨量充沛, 年降雨量1500~1600mm, 多集中于5~9月, 为广东省暴雨中心之一, 是风化型高岭土矿床形成的有利气候环境。

4.4 水介质条件

水是铝硅酸盐类矿物风化水解成粘土矿的必要介质, 在酸性介质条件下有利于长石、云母矿物水解风化成高岭石[2]。

矿区内及周边无大的地表水体, 由于植被发育、地形切割较深, 区内溪流沟系较发育, 间歇性小溪流较多。同时, 由于区内植被发育, 有机酸作用强烈, 地下水富含有机酸, PH值较低, 能促使铝硅酸盐类矿物水解变为高岭土类矿物, 有利于矿床的形成。

4.5 地形地貌条件

矿区属于小起伏低山地貌, 地势南高北低, 呈一近北东向长条带展布, 矿区地表标高273.6~553.5m, 最大相对高差329.6m。钻孔揭露残坡积层覆盖厚度1~5m, 地面坡度5~20°。沟系发育, 地形切割较深, 植被茂密。残坡积层覆盖厚度大。当地侵蚀基准面标高+200.0m。从地形地貌上有利于化学风化作用和机械剥蚀作用, 有利于地表水和地下水的赋存以及淋滤作用的进行, 有利于矿床的形成。

综上所述, 五华县栢洋陶瓷土矿属于风化残积型陶瓷土矿床, 矿床的形成受岩浆岩、构造、气候、水介质以及地形地貌条件等的控制。

目前, 矿区所开采的瓷土矿多为地表浅部的砂质高岭土矿体, 以下的矿体均为瓷石, 估计面积范围广, 向深部延伸, 还具有较大的资源储量, 本区瓷石具有强的亲水性, 易风化特征, 可为该矿区瓷土矿的进一步开发提供资源保障。

矿石质量据开采资料和陶瓷研究所资料与潮州飞天燕瓷土矿区相类似, 此地也将是另一个陶瓷原料基地, 本矿区瓷土矿地质特征及成矿条件对粤东地区乃至全国范围内寻找相似矿山起到重要的推动作用。

摘要：广东省五华县栢洋陶瓷土矿为二长花岗岩风化残积型陶瓷土矿, 其主要成矿地质条件有岩性条件、构造条件、气候条件、水介质条件以及地形地貌条件。

关键词：残积型陶瓷土矿,成矿地质条件