[摘要]福建德化縣是中國(guó)重要的陶瓷土礦產(chǎn)地,具有豐富的陶瓷土礦資源。本文以“陶瓷之鄉(xiāng)”德化縣為例,對(duì)其陶瓷土礦礦床地質(zhì)特征進(jìn)行分析,根據(jù)礦床的成礦條件和成礦規(guī)律對(duì)找礦遠(yuǎn)景進(jìn)行了預(yù)測(cè)和探討,為德化縣高陶瓷礦開(kāi)發(fā)和合理利用提供依據(jù)。經(jīng)估算,德化縣潛在瓷石礦產(chǎn)資源較為豐富,提交可供進(jìn)一步工作礦產(chǎn)地5處,具有良好的找礦前景,并作為第四輪礦規(guī)的礦權(quán)設(shè)置依據(jù)。
[關(guān)鍵詞]陶瓷土;地質(zhì)特征;成礦規(guī)律;找礦遠(yuǎn)景
瓷石和瓷土是生產(chǎn)陶瓷的主要原料,在瓷胚組成中約各占40%[1]。陶瓷土礦主要分布中國(guó)福建、廣東、江西、湖南、廣西等地,以高嶺石為主要成分,具有良好的塑性、較高的耐火性和化學(xué)穩(wěn)定性等。根據(jù)中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告(2023)[2],中國(guó)已探明高嶺土69345.14×104t。陶瓷土礦作為主要的原料之一,經(jīng)過(guò)加工和處理,形成各種不同類型的陶瓷制品。
德化縣是中國(guó)著名的陶瓷之鄉(xiāng),古陶瓷文化發(fā)祥地之一[3],陶瓷土資源豐富,研究其礦床地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景對(duì)于了解德化縣陶瓷土資源分布和開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。本文以德化縣為例,選擇礦化信息和地表找礦線索開(kāi)展陶瓷土(瓷石)礦專項(xiàng)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作情況,評(píng)價(jià)陶瓷土(瓷石)礦礦產(chǎn)資源潛力。
1 調(diào)查區(qū)地質(zhì)特征
1.1 地層
調(diào)查區(qū)地層由老到新有:新元古代馬面山(巖)群大嶺(巖)組(Pt31-2dl);早石炭世林地組(C1l);早二疊世船山組(P1c)、中二疊世棲霞組(P2q)、泉上組(P2qs)、文筆山組(P2w)、童子巖組(P2t)、晚二疊世翠屏山組(P3cp);早三疊世溪口組(T1x)、晚三疊世文賓山組(T3w);早侏羅世梨山組(J1l)、中侏羅世漳平組(J2z)、晚侏羅世長(zhǎng)林組(J3c)、南園組(J3n);早白堊世小溪組(K1x)、黃坑組(K1h)、寨下組(K1z)、晚白堊世石牛山組(K2sh);第四系全新世(Qh)。
1.2 侵入巖
調(diào)查區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)具多期性、巖性雜、分布廣及規(guī)模大小不一之特點(diǎn)。侵入時(shí)代以燕山期為主,加里東期為次,印支期及喜山期均有出露,性巖以中酸性、酸性及堿性巖石為主,中性及基性為次,前者多呈巖基或巖瘤狀產(chǎn)出,后者呈巖株、巖脈及巖墻展布。區(qū)內(nèi)侵入巖出露部位總體較零散鈉長(zhǎng)石化酸性巖體是調(diào)查區(qū)內(nèi)瓷(土)石礦(含葉蠟石、陶瓷土(瓷石))的主要成礦母巖,是重點(diǎn)工作區(qū)之一。區(qū)內(nèi)的脈巖主要有花崗斑巖(γπ)、流紋斑巖(λπ)和石英斑巖(λοπ)、石英巖(q)二長(zhǎng)石英斑巖(ηοπ)、輝綠巖(β)、輝綠玢巖(βμ)、閃長(zhǎng)玢巖(δμ)、石英閃長(zhǎng)玢巖(δομ),北東向、北西向、近南北向、近東西向均有。其中花崗斑巖(γπ)、流紋斑巖(λπ)和石英斑巖(λοπ)亦是調(diào)查區(qū)內(nèi)陶瓷土(瓷石)礦成礦的主要母巖之一。
1.3 構(gòu)造
構(gòu)造與成礦具有密不可分的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系[4]。調(diào)查區(qū)內(nèi)構(gòu)造總體較復(fù)雜(圖1),以北東向構(gòu)造占主導(dǎo)地位構(gòu)成調(diào)查區(qū)的基本構(gòu)造格架,還有南北向構(gòu)造、東西向構(gòu)造、棋盤(pán)格式構(gòu)造、環(huán)狀構(gòu)造等。各種構(gòu)造體系以及它們的相互作用,對(duì)區(qū)內(nèi)的地層、火山作用、巖漿侵入活動(dòng)及礦產(chǎn)分布均起著不同程度的控制作用。
(1)褶皺構(gòu)造
①陽(yáng)山背斜:位于調(diào)查區(qū)西南部,陽(yáng)山西北側(cè)新田村附近之晚古生代地層中。受后期北東向斷裂破壞嚴(yán)重,尚殘存其輪廓,呈近東西向展布,長(zhǎng)約1.5 km,核部為船山—棲霞組,兩翼依次為文筆山組及童子巖組。背斜較對(duì)稱,兩翼傾角30°~ 40°。
②美湖向斜:出露于調(diào)查區(qū)西南部,西部受斷裂破壞,南北兩側(cè)巖體侵入及長(zhǎng)林組覆蓋,尚存其輪廓,為一向西開(kāi)闊,東部翹起之向斜,軸向近東西,軸部為溪口組上段,兩翼為溪口組下段,兩翼內(nèi)傾,傾角約30°。
(2)斷裂構(gòu)造
區(qū)內(nèi)斷裂主要為北東向斷裂,其次為北西向斷裂,南北向斷裂、東西向斷裂、環(huán)狀斷裂。
(3)火山構(gòu)造
調(diào)查區(qū)地處浙閩粵火山活動(dòng)帶(Ⅰ級(jí)火山構(gòu)造)中的閩東火山活動(dòng)亞帶(Ⅱ級(jí)火山構(gòu)造)中的福安—平和北東向火山噴發(fā)帶(Ⅲ5)。區(qū)內(nèi)有石牛山火山構(gòu)造洼地(Ⅳ級(jí))。
1.4 調(diào)查區(qū)礦產(chǎn)資源
調(diào)查區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富,已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)種類有陶瓷土(瓷石)、石灰石、葉蠟石、石英巖、金、銅、鎢、鐵、錳等礦藏40多種。其中,以陶瓷土(瓷石)礦、金礦為主。
2 工作流程及方法
主要對(duì)縣域內(nèi)上報(bào)礦點(diǎn)以及部分以往礦點(diǎn)進(jìn)行踏勘地質(zhì)調(diào)查、專項(xiàng)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、專項(xiàng)地質(zhì)測(cè)量,結(jié)合部分取樣鉆、剝土等工程采集基本分析樣及物性測(cè)試對(duì)調(diào)查區(qū)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(1)1∶5萬(wàn)專項(xiàng)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查:該階段工作主要針對(duì)綜合分析篩選出的概略檢查區(qū),了解與陶瓷土(瓷石)礦有關(guān)成礦地質(zhì)體的地質(zhì)構(gòu)造特征,發(fā)現(xiàn)新礦化線索和新礦(化)點(diǎn)。
(2)1∶1萬(wàn)專項(xiàng)地質(zhì)測(cè)量:主要針對(duì)陶瓷土(瓷石)礦重點(diǎn)檢查區(qū),追索礦體,擴(kuò)大其規(guī)模,了解成礦地質(zhì)構(gòu)造特征及成礦規(guī)律。涉及潯中龍翰、赤水后溪坑、上涌傳豪-桂林格、桂陽(yáng)彭坑、葛坑浮洋等10個(gè)重點(diǎn)檢查區(qū)。
(3)地質(zhì)編錄(剝土編錄):調(diào)查過(guò)程中利用了修建公路形成的路壁及舊采坑揭露到的陶瓷土(瓷石)礦體進(jìn)行了地質(zhì)編錄工作(如圖2所示),用以了解礦體產(chǎn)出的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀等特征及其變化情況,圈定礦體范圍,了解品位的變化。
(4)取樣鉆:主要對(duì)重點(diǎn)區(qū)陶瓷土(瓷石)礦覆蓋層、風(fēng)化層、風(fēng)化陶瓷土(瓷石)礦層控制。鉆探按《地質(zhì)巖心鉆探規(guī)程》(DZ/T 0227-2010)[5]執(zhí)行,鉆探工程質(zhì)量按六項(xiàng)指標(biāo)驗(yàn)收。
(5)地質(zhì)編錄及剝土編錄:主要針對(duì)未設(shè)礦權(quán)空白區(qū)內(nèi)民采采坑、露頭以及重點(diǎn)勘查區(qū)取樣鉆工程及勘查線剖面進(jìn)行地質(zhì)編錄。鉆探編錄時(shí),先檢查原始班報(bào)表上各項(xiàng)數(shù)據(jù)和巖礦心牌是否一致,對(duì)有礦心的回次詳細(xì)校對(duì)記錄孔深,如有差錯(cuò)或不符合地質(zhì)設(shè)計(jì)要求時(shí),通過(guò)當(dāng)班記錄員予以糾正。
(6)采樣工作:采樣的目的是主要了解陶瓷土(瓷石)礦石主要化學(xué)成分的含量,確定礦體界線、礦石類型、品級(jí)和質(zhì)量,研究各組分的相互消長(zhǎng)關(guān)系和空間變化規(guī)律等。具體礦體剖面示意圖見(jiàn)圖2。
3 成礦地質(zhì)條件及成礦成因類型
3.1 成礦地質(zhì)條件
調(diào)查區(qū)位于閩東火山斷拗帶中部,戴云山巨型環(huán)狀火山構(gòu)造北西段。屬于福安—南靖北東向、閩江口―永定北東東向、浦城―永泰嵩口南北向斷裂帶交匯復(fù)合,構(gòu)造較復(fù)雜。中生代巖漿侵入及火山噴發(fā)活動(dòng)強(qiáng)烈,形成燕山期中酸、酸性侵入巖體及晚侏羅世、早白堊世火山碎屑巖、潛火山巖[6],其中晚侏羅世南園組(J3n)和花崗巖、花崗斑巖是陶瓷土(瓷石)礦的主要母巖。
(1)氣候條件:氣候乃是巖石風(fēng)化并形成風(fēng)化型陶瓷土(瓷石)礦最重要的條件之一。德化縣年平均氣溫18.0℃,年平均降水量1789.0mm,陶瓷土(瓷石)礦形成的有利條件。陶瓷土(瓷石)礦主要由長(zhǎng)石質(zhì)巖石風(fēng)化作用而成,分布于晚侏羅世南園組第二段、第三段(J3n2、J3n3)凝灰熔巖;早白堊世、晚侏羅世正長(zhǎng)花崗巖、晶洞堿長(zhǎng)花崗巖;中二疊世二長(zhǎng)花崗巖及花崗斑巖、石英斑巖等。
(2)構(gòu)造條件:區(qū)域性斷裂帶是區(qū)內(nèi)成礦帶的重要控制因素,屬于福安-南靖北東向、閩江口―永定北東東向、浦城―永泰嵩口南北向斷裂帶交匯復(fù)合,構(gòu)造較復(fù)雜。以北東向構(gòu)造占主導(dǎo)地位構(gòu)成基本構(gòu)造格架,尚有南北向構(gòu)造、東西向構(gòu)造、棋盤(pán)格式構(gòu)造、環(huán)狀構(gòu)造等。對(duì)區(qū)內(nèi)地層、火山作用、巖漿侵入活動(dòng)及礦產(chǎn)分布均起著不同程度的控制作用。
3.2 成礦成因類型
調(diào)查區(qū)內(nèi)陶瓷土(瓷石)礦主要有火山巖風(fēng)化型,其余均為脈巖風(fēng)化型高嶺土。礦石類型上部為疏松土狀白色高嶺土礦,下部為白色淺灰色瓷石礦。高嶺土礦成分以石英礦物為主,高嶺石、白云母礦物為次;瓷石礦以石英、長(zhǎng)石為主,少量絹云母。部分礦點(diǎn)信息見(jiàn)表1。
4 成礦規(guī)律及找礦靶區(qū)圈定
4.1 成礦規(guī)律
(1)成礦時(shí)代:晚元古代時(shí)期,沉積了含火山泥質(zhì)復(fù)理石建造經(jīng)區(qū)域變質(zhì)后形成前震旦紀(jì)變質(zhì)巖,形成基底褶皺。中生代晚期主要為一套中酸性至酸性火山巖及碎屑沉積巖建造,覆蓋了測(cè)區(qū)大部分地區(qū),大規(guī)模強(qiáng)烈頻繁火山噴發(fā)及中―酸性巖漿侵入,脆性斷裂活動(dòng)發(fā)育為特征,燕山中晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制陶瓷土(瓷石)礦等。
(2)空間分布:陶瓷土(瓷石)礦床(點(diǎn))主要呈北北東向帶狀分布在德化縣蓋德鎮(zhèn)、美湖鎮(zhèn)、赤水鎮(zhèn)、上涌鎮(zhèn)、葛坑鎮(zhèn)、桂陽(yáng)鄉(xiāng)等地,總體劃分葛坑浮洋格―富地村北東向陶瓷土(瓷石)礦分布區(qū)、上涌傳豪―湖頭北東向陶瓷土(瓷石)礦分布區(qū)和桂陽(yáng)鄉(xiāng)王春村―彭坑北東向陶瓷土(瓷石)礦分布區(qū)等7個(gè)區(qū)域。
4.2 找礦靶區(qū)圈定
通過(guò)確定的劃分原則(a,成礦地質(zhì)條件良好,具有較好的含礦層位、提供成礦熱液的侵入巖體和導(dǎo)礦容礦構(gòu)造存在;b,發(fā)現(xiàn)有礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)存在,并有擴(kuò)大找礦前景的遠(yuǎn)景地區(qū)。),初步確定上涌傳豪―新寨里陶瓷土(瓷石)礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)(表2)等7個(gè)成礦遠(yuǎn)景區(qū)并進(jìn)行重要成礦遠(yuǎn)景區(qū)的初步劃分。
根據(jù)找礦靶區(qū)分類原則,測(cè)區(qū)共圈定祖厝―龍翰陶瓷土(瓷石)礦找礦靶區(qū)(A)等7個(gè)找礦靶區(qū)。其中,傳豪陶瓷土(瓷石)礦找礦靶區(qū)位于上涌傳豪―新寨里陶瓷土(瓷石)礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)。區(qū)域上閩東中生代火山巖斷坳帶之壽寧—華安斷隆帶中部,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。靶區(qū)內(nèi)地層不發(fā)育,主要為侵入巖分布,構(gòu)造以北東向?yàn)橹?。靶區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)坪洋高嶺土(瓷石)礦床點(diǎn)、桂林格高嶺土(瓷石)礦點(diǎn)(圖3),產(chǎn)在中三疊世二長(zhǎng)花崗巖中的花崗斑巖脈中,成因類型屬花崗斑巖風(fēng)化型高嶺土礦類型。成礦條件較好,具有較好的找礦前景,應(yīng)作進(jìn)一步找礦工作。
5 遠(yuǎn)景分析
1)初步了解各重點(diǎn)檢查區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖、圍巖蝕變等地質(zhì)特征及分布范圍。
2)通過(guò)1∶5萬(wàn)概略區(qū)及1∶1萬(wàn)重點(diǎn)檢查區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查,新發(fā)現(xiàn)的陶瓷土(瓷石)礦點(diǎn)若干處,劃分傳豪陶瓷土(瓷石)礦找礦靶區(qū)(A)等7個(gè)找礦靶區(qū),可作為下一步工作依據(jù)。
3)經(jīng)過(guò)概略檢查及重點(diǎn)檢查區(qū)的調(diào)查,提交可供進(jìn)一步工作的礦產(chǎn)地5處:浮洋、彭坑、龍翰、蘇嶺、祖厝。
4)經(jīng)估算,彭坑、龍翰、傳豪-下樓坑、蘇嶺、祖厝等重點(diǎn)檢查區(qū)潛在礦產(chǎn)資源較為豐富,具有良好的找礦前景。
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