江西宁都官齐坑地区瓷土、瓷石矿地质特征与矿床成因.pdf
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1、36 2023 年第 5 期 中国非金属矿工业导刊 总第 161 期【矿产资源】江西宁都官齐坑地区瓷土、瓷石矿地质特征与矿床成因王洪荣,王凯(江西省地质调查勘查院矿产勘查所,江西 南昌430038)【摘要】本文研究了官齐坑瓷土和瓷石矿在矿体形态、矿石质量等方面的异同,指出官齐坑地区瓷土、瓷石矿原岩为正长花岗岩脉,瓷土矿的厚度相比瓷石矿变化更大;具有更低的 Na2O 含量、更高的 K2O/Na2O 比值;瓷土矿的稀土配分模式为平直型,具有明显的Eu正异常特征。烧制试验表明,瓷土、瓷石矿可以作为制作日用陶瓷的配料和建筑陶瓷原料。矿床的成因与岩浆作用、表生作用及地貌作用等有关,涉及成岩过程、风化过程
2、、元素富集过程等。【关键词】瓷土瓷石矿;地质特征;矿床成因【中图分类号】P619.231 【文献标识码】A【文章编号】1007-9386(2023)05-0036-05Geological Characteristics and Genesis of Porcelain Stone Deposits in Guanqikeng Area,Ningdu County,JiangxiWANG Hong-rong,WANG Kai(Mineral Exploration Institute of Jiangxi Provincial Geological Survey and Exploration
3、 Institute,Nanchang 430038,China)Abstract:This article studies the similarities and differences in ore morphology,ore quality,and other aspects between porcelain clay and porcelain stone ore bodies in the Guanqikeng.It is pointed out that the original rock of porcelain clay and porcelain stone ore i
4、n the Guanqikeng area is a syenite vein,and the thickness of porcelain clay ore varies more than that of porcelain stone ore;Having lower Na2O content,higher K2O/Na2O ratio;The rare earth distribution pattern of porcelain clay ore is straight,with obvious Eu positive anomaly characteristics.The gene
5、sis of mineral deposits is related to magmatism,epigenesis,and geomorphology,involving diagenesis,weathering,and element enrichment processes.Key words:porcelain stone deposits;geological characteristics;genesis of deposits瓷土和瓷石矿可作日用、卫生、电瓷、建筑陶瓷等1,是国民经济中重要的矿产资源。因工业需要,瓷土和瓷石矿的消耗逐年增加,具有较好的开发利用前景2。瓷土、瓷石矿
6、多由酸性火成岩经热液蚀变和风化作用形成,主要类型包括石英斑岩型瓷土、瓷石矿,花岗斑岩型瓷土、瓷石矿,霏细岩型瓷土、瓷石矿,次生石英岩型瓷石矿等3。随着现代选矿工艺和陶瓷工艺水平的提高,出现了新的瓷土瓷石矿类型,如江西宁都官齐坑矿区,为花岗岩脉型瓷土瓷石矿。本文以该矿区为例,探讨瓷土瓷石矿的矿产地质特征及矿产成因,旨在为今后该区域瓷土、瓷石矿勘查开发提供参考。1成矿地质背景官齐坑矿区位于江西省宁都县田埠乡官齐坑新屋一带,从瓷土瓷石矿成矿区带看,位于华夏板块武夷隆起带内,成矿区带上位于雩山九连山(隆褶带)成矿亚带以东的其他成矿亚带中4。区域地层主要有新元古界青白口系潭头群库里【作者简介】王洪荣(1
7、982-),男,高级工程师,研究领域为地质调查与矿产勘查,E-mail:。【引文格式】王洪荣,王凯.江西宁都官齐坑地区瓷土、瓷石矿地质特征与矿床成因 J.中国非金属矿工业导刊,2023(5):36-40.组地层和第四系亚粘土层。库里组分布在矿区内和矿区东部外围,为大小不一的椭圆状变质岩残留体(图1),以灰绿、灰黄厚层状变质中细屑沉凝灰岩与薄层状粉屑沉凝灰岩互层为主,局部夹变质粉砂岩。区域内断裂发育,主要为北东向断裂,集中分布于矿区北部外围,呈带状展布,带内长石多挤压成透镜状定向排列。区域岩浆岩十分发育,主要为加里东期中酸性岩浆岩,岩性为斑状黑云母二长花岗岩,其次还有少量燕山期脉岩。2矿区地质概
8、况矿区出露地层为新元古界青白口系潭头群库里组(Pt31bk),岩性为灰绿、灰黄、棕红色厚层状变质沉凝灰岩和变质砂岩,是矿区主要的成矿围岩(图2)。矿区构造不发育,仅见少量裂隙。矿区岩浆岩十分发育,主体岩性为加里东期斑状黑云母二长花岗岩,该岩体内见库里组变质岩残留体。近东西向的正长花岗岩脉侵入于变质岩残留37王洪荣等:江西宁都官齐坑地区瓷土、瓷石矿地质特征与矿床成因基岩为肉红色,中粗粒结构,块状构造。风化壳厚041.6m。该岩脉为矿区瓷土、瓷石矿体的成矿原岩。3矿体地质特征瓷土矿和瓷石矿为共生关系,其原岩均为正长花岗岩,围岩为变质岩和黑云母花岗岩。矿体与围岩的界线除了按岩性确定外,还依据江西省地
9、方标准 DB36/T 1157-2019瓷土、瓷石矿地质勘查规范。圈定瓷土矿的指标为:Al2O3 13%,Fe2O3+TiO2 3.0%,其 中 TiO2 1.3%,最 低 可采厚度 2m,夹石剔除厚度 2m。圈定瓷石矿的指标 为:Al2O3 12%,Fe2O3+TiO2 2.5%,其 中TiO2 0.8%,最低可采厚度 2m,夹石剔除厚度1m,剥采比 4。瓷土矿赋存于正长花岗岩风化残积物中,呈似层状覆盖于正长花岗岩基岩之上,局部见变质岩残留体(图 3)。瓷土矿体总体呈东西走向,可分为东西两段。东段矿体总体倾向北,倾角约10 30,地表被第四系分开;西段矿体倾向南,倾角约 5 20,矿体相对完
10、整。受地形地貌影响,矿体厚度变化较大,最大厚度 34.3m。在地形起伏较小的山脊上,矿体发育和保存较好,如矿区中部和西部(图 4);而在冲沟、陡坡等处,矿体发育和保存均较差。1 第四系联圩组亚砂亚粘土2 新元古界青白口系潭头群库里组3 南田单元粗细粒斑状黑云母二长花岗岩4 湖陂单元中粒斑状黑云母二长花岗岩5 武村单元中细粒斑状黑云母二长花岗岩6 蛇咀上单元细粒斑状黑云母二长花岗岩7 花岗斑岩脉8 花岗岩脉9 构造破碎带10 断层11 研究区图 1区域地质图体和加里东期花岗岩体中。正长花岗岩由碱性长石、石英、斜长石、白云母和极少量黑云母组成。矿区蚀变类型主要有:白云母化、黏土矿化、局部硅化。白云
11、母化和黏土矿化均有利于形成瓷土和瓷石矿,白云母化可有效降低岩石中铁质含量,黏土矿化有助于形成瓷土矿。正长花岗岩脉总体走向为近东西向,总体倾向南,倾角约 20 50,局部地段倾向北。东西长超过 1000m;南北最宽约 150m。地表岩石风化强烈,风化残积物为砂质黏土,浅肉红色白色,主要由石英颗粒和黏土类矿物组成,具滑腻感,呈土状;靠近基岩部分的风化作用较弱,斜长石风化为黏土矿物,钾长石相对完整,呈松散状;未风化的1 第四系2 青白口系潭头群库里组变质岩3 武村单元中细粒斑状黑云母二长花岗岩4 蛇咀上单元细粒斑状黑云母二长花岗岩5 正长花岗岩图 2矿区地质图1 瓷土矿2 瓷石矿3 变质岩4 钻孔编
12、号及孔深图 3矿区 08 线勘探线剖面图瓷石矿体赋存于正长花岗岩基岩中,呈脉状产出,东西走向,倾向南。瓷石矿埋深相对瓷土矿更深,厚度更大,矿体较完整。瓷石矿连续分布于矿区内,东西长约 1000m,南北宽 50 150m。瓷石矿体最大厚度为66.5m,东西两端矿体较薄,中部矿体较厚;北部较薄,南部较厚(图 5)。图 4 瓷土矿厚度等值线图 384矿石特征4.1 矿物成分特征瓷土矿石颜色为浅肉红色白色。在矿体顶部,由于风化作用形成的次生铁质淋滤污染,常形成浅黄白色铁染砂质瓷土矿,局部地段夹砂土(图 6a)。矿石矿物成分主要为黏土矿物、石英、白云母、少量黑云母及其他次生矿物。矿石多为松散结构,局部可
13、见残留花岗结构(图 6b)。含量 0.34%2.12%,平均 0.71%。Al2O3变化范围较大,而 Fe2O3+TiO2变化范围相对较小,集中分布于 0.5%1%(图 8a)。瓷 石 矿 Al2O3含 量 12.11%19.38%,平 均14%;Fe2O3含 量 0.15%2.02%,平 均 0.59%;TiO2含量 0.01%0.22%,平均 0.05%;Fe2O3+TiO2含量 0.15%2.02%,平均 0.64%,Fe2O3+TiO2集中分布于 0.2%1%(图 8c)。瓷土矿的 Na2O 含量较低,一般低于 2%,K2O/Na2O 比值较高,最高 43.36,在 Na2O-K2O/
14、Na2O 图解中,Na2O 与 K2O/Na2O 呈指数相关性(图 8b)。瓷石矿 Na2O 含量较高,一般高于 2%,K2O/Na2O 比值最高 5.42,Na2O 与 K2O/Na2O 相关性较差(图 8d)。图 5 瓷石矿厚度等值线图图 6瓷土矿野外照片ab瓷石矿石为肉红色,中粗粒结构,块状构造,主要由碱性长石、石英和少量白云母组成(图 7)。碱性长石呈板柱状和粒状,半自形至他形,粒径0.5 30mm,主要是正长石、条纹长石和微斜长石,有卡氏双晶、条纹双晶和格子状双晶;含量约占 35%。斜长石呈板柱状和粒状,半自形至他形,粒径 0.8 20mm,斜长石具模糊的聚片双晶,有泥化和绢云母化,
15、斜长石被条纹长石和微斜长石交代;含量约占 20%。石英呈白色,油脂光泽,粒径在 3mm以下;含量约占 30%。白云母呈片状,较自形,粒径0.3 2mm,解理极完全;含量约占 10%。黑云母呈片状,较自形,粒径 0.3 2mm,多色性明显,浅黄色至黄褐色,常被白云母交代;黑云母含量约占5%。图 7瓷石矿岩心及镜下照片ab4.3 稀土元素特征测试结果显示所有样品的稀土元素含量均低于稀土矿边界品位要求。瓷土矿的稀土配分型式为平直型,轻重稀土分异不明显,呈轻微富集轻稀土和重稀土的特点,Eu 呈明显的正异常(表 1、图 9)。4.4 矿石物理性能特征物理技术性能测试结果显示,地表瓷土矿受浅层铁质污染,白
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