广东连平岑告高岭土矿地质特征及成因分析
时间：2023-02-10 20:10:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
胡秋玲
(广东省核工业地质局 二九二大队，广东 河源 571000)
高岭土是由高岭石族矿物组成的黏土，是烧制陶瓷的重要原料。自北宋景德年间起，江西景德镇的制陶工匠便利用一种白色黏土烧制陶瓷，这种陶瓷细腻精美、四海扬名，“高岭土”一词便源于这种白色黏土的产地“高岭村”[1]。目前，高岭土用途除涵盖陶瓷、造纸、涂料、耐火材料等多个领域外，还用于建筑相变储热材料、太阳能储能材料、生物医药、吸附材料、分子筛原料，对支撑战略性新兴产业发展具有重要的作用[2]。河源市高岭土资源储量丰富，但大部分分布在东源县、紫金县、和平县等花岗岩岩体出露较多县份，且大部分以风化矿为主，形态以层状为主，而连平县岑告高岭土矿为脉状，赋存于沉积岩的断裂构造中，本文通过对其矿床成矿地质特征进行了分析，初步总结了其矿床成因，可为下一步找矿提供方向。
矿区地处华南褶皱系诸广—武夷隆起与粤东—粤中坳陷之转换部位。大东山—贵东东西向构造岩浆带与九连山复式褶皱带复合部位。
1.1 地层
岑告高岭土矿周边主要发育晚古生代—中生代地层，以海相陆源碎屑沉积岩系为主，碳酸盐岩系为次(图1)；
第四系地层不整合于基岩风化壳之上，为一套较粗的碎屑堆积层。由老至新简述如下。
图1 连平县岑告高岭土矿区地质简图Fig.1 Geological map of Cengao Kaolin Mining Area in Lianping County
(1)泥盆系(D)。泥盆系地层在本区分布较广，中统桂头组(D2g)主要分布于本区西侧，为砂岩、含砾砂岩、砂岩夹页岩、粉砂岩；
中统东岗岭组(D2d)主要分布于本区及周边，主要为砂岩，粉砂岩，砂质页岩，页岩等；
上统天子岭组(D3t)主要分布于本区东侧，为灰岩、白云质灰岩，下部夹页岩及粉砂岩。
(2)石炭系下统大塘阶(C1q)。主要分布于本区东侧，主要岩性为灰岩，局部夹砂岩、页岩等，厚约80 m，与下伏地层呈不整合接触。
(3)三叠系上统大顶组(T3d)。主要分布于本区东南侧，由碳酸盐岩与碎屑岩交替产出，主要为砂砾岩、砂岩、页岩、白云质灰岩、大理岩等。本层厚约800 m，与下伏地层平行不整合接触。
(4)白垩系上统南雄群(Kn)。零星分布于隆街镇西侧，下部由紫红色、青灰色砂岩，砂质页岩夹砂砾岩组成，厚491 m；
中部以紫、紫红色砂质泥岩、泥质砂岩为主，厚656 m；
上部以紫红色砂质泥岩为主，夹砂岩、泥灰岩，厚1 264 m。与下伏地层呈角度不整合接触。
(5)第四系(Q)。以冲积(Qal)为主，由黄色黏土、亚黏土、细砂及碎石组成，厚度2～40 m；
次为冲洪积层，分布于河川、山间盆地，底部为灰—棕黄色砂砾、砂、砂质砾土；
中部为砂质、粉砂质黏土；
上部为灰色—灰黑色黏土，淤泥；
其厚度为9～17 m。
1.2 构造
区域构造主要为北东向九连山复式褶皱以及南北向、北东向、近东西向断裂构造。总体上本区北部构造较为复杂，而矿区所在的南部构造较为简单，矿区地处九连山复式褶皱北西翼，主要为单斜构造，产状平缓。矿区东侧仅见有一条近南北向断裂F1，该断裂倾向东，倾角35°，为恩平—新丰断裂带北端的次级断裂。矿区中部内有一条近南北向构造F2，为恩平—新丰断裂带北端的次一级断裂，其倾向为西，倾角27°～57°，呈现北陡坡南缓，为高岭土矿的赋存部位。
1.3 岩浆岩
2.1 矿体形态、规模
2.2 矿石矿物组成与结构构造
风化砂质高岭土矿，分布于花岗岩地表及浅部，矿石新鲜者为白色，长时间暴露于地表后为灰白色、深灰色，砂土状，块状，主要由高岭石、水云母、石英及长石碎屑等组成，为花岗岩全风化、强风化产物。矿石为泥质结构，土状构造，细砂土状构造，矿石中的长石、石英碎屑杂乱排列，高岭石、水云母等黏土矿物充填其间，质地松散易碎，遇水手捏成团可塑。
原生瓷石矿呈脉状分布，位于风化砂质高岭土矿下部，经钻探揭露取样分析，矿区内瓷石的钾、钠含量较高，呈白色、灰白色、主要由长英质矿物、石英、钾长石、钠长石、绢云母、黏土矿物等组成。瓷石为细(中)粒花岗结构或鳞片粒柱状变晶结构，局部见有斑状结构，斑晶成分为石英、钾长石或斜长石。局部可见伟晶或块状结构，片麻状构造，条带状构造。
2.3 矿石质量
风化砂质高岭土矿石的主要有益组分及含量：Al2O3为13.44%～18.19%，平均16.63%；
有益组分变化系数5.34%；
主要有害成分及含量Fe2O3+TiO2为0.630%～1.632%，平均1.21%，有害组分变化系数13.93%。
原生瓷石的主要有益组分及含量：Al2O3为12.17%～15.46%，平均13.13%，变化系数6.13%；
K2O为0.53%～6.25%，平均4.23%，变化系数48.88%；
Na2O为0.86%～8.17%，平均3.48%，变化系数66.12%。主要有害成分及含量：Fe2O3为0.11%～0.79%，平均0.59%，变化系数31.38%；
TiO2为0.03%～0.06%，平均0.04%，变化系数22.09%。经分析风化砂质高岭土烧白度31.1%～41.1%，原生瓷石矿烧白度21.4%～49.4%。
经对比分析，出露地表和埋深较浅的砂质高岭土矿质量较好。矿区高岭土矿2号勘探线剖面如图2所示。
2.4 矿体围岩
矿体的顶板及底板主要为泥盆系中统东岗岭组(D2d)泥质页岩、砂岩，主要以软弱层为主，据多年的采掘情况，矿体比较稳定，矿体分布形态与断裂带F2一致，而且矿体内部未见夹石存在，但可见少数规模较小的晚期构造裂隙或局部破碎现象，基本不影响矿石质量。
图2 矿区高岭土矿2号勘探线剖面Fig.2 Section of No.2 exploration line of Kaolin Mine in mining area
根据高岭土的成因类型，高岭土矿床通常可分为风化型、热液蚀变型、沉积型以及煤系等多种类型[3-5]，连平县周边高岭土矿较少，河源市周边高岭土矿床多为风化型、热液蚀变型两种。岑告矿床高岭土矿分原生瓷石矿和风化砂质高岭土矿，虽然两者形态结构有差异，但两者有着密切相关的联系。
通过地质调查发现，矿区深部的原生瓷石矿与砂岩界线较明显，其围岩有褪色蚀变，上界面围岩较破碎，构造对岩石的挤压破碎现象明显。同时原生瓷石矿与正常花岗斑岩脉相比，暗色矿物减少，浅色矿物增多，钠长石化蚀变强烈。这表明本区原燕山三期补充期的花岗斑岩岩脉在沿F2断裂侵入的热液作用下，使得脉体矿物黑云母中的铁、钛被分解，暗色矿物消失，浅色铝硅酸盐矿物含量增加，岩石普遍钠长石化、高岭石化形成原生瓷石矿。
矿区地表风化砂质高岭土矿与其围岩砂岩界线明显，矿体与围岩已近乎直线相接触，矿体与围岩层理相斜交，可见矿体明显沿构造裂隙面发育。因矿体围岩泥盆系中统东岗岭组(D2d)以泥质页岩、砂岩等软弱层为主，裂隙发育，大气降水很容易顺其侵入，为地表降水向下流动提供了良好的通道。同时水介质对经后期热液交代作用下的钠长石化、高岭石化花岗斑岩脉进行充分的淋洗，从而加速长石的高岭土化。在此进程矿物中，K 等元素随着季节性土壤水垂直向下迁移到潜水面附近，在地表壳层残留下不活泼的Al、SiO2等元素富集成矿。受后期风化作用，大气降水的侵蚀，钠长石化、高岭石化花岗斑岩脉浅部出露部位便形成风化砂质高岭土矿，其越靠近浅部风化和淋滤作用越强，矿化就越好。
通过以上分析可知，本区在印支期受恩平—新丰断裂影响，发育断裂构造F2，燕山期受恩平—新丰断裂加剧并伴随强烈岩浆侵入，燕山三期补充期的花岗斑岩岩脉沿F2断裂带充填，其在后期热液的作用下发生钠长石、钾长石化等褪色蚀变，形成原生瓷石矿，同时出露浅部的钠长石、钾长石化花岗斑岩脉在地表风化和淋滤作用下形成风化砂质高岭土矿。由此可见，这2种矿体类型实际是来自同一花岗斑岩岩脉的不同矿化阶段，原生瓷石矿形成于矿化的早期，而风化砂质高岭土矿形成于矿化的晚期。
通过对已发现矿床及矿产地成果资料的对比研究，系统总结该区高岭土矿矿体特征及矿石质量，并分析了该区高岭土的重要成矿条件，得出如下结论。
(1)连平县岑告高岭土矿床属于花岗斑岩岩脉经低温热液蚀变叠加风化残余型高岭土矿床。矿石浅部为风化砂质高岭土矿，深部为原生瓷石矿，通过对比，其出露地表和埋深较浅的砂质高岭土矿比深部的原生瓷石矿质量较好。
(3)本区原生瓷石矿矿化与花岗斑岩脉钠长石化、钾长石化呈正相关，风化砂质高岭土矿与原生瓷石矿的风化淋滤程度呈正相关，所以沿花岗斑岩脉在地表的延伸方向有较好的找矿潜力。
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