江西金子峰—左家里陶瓷土（含鋰）礦地質(zhì)特征及找礦方向

彭蜀濤，曾慶友，潘世語，魯詩陽，劉建偉

(1.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西 南昌 330001；2.宜春市礦業(yè)有限責(zé)任公司，江西 宜春 336001)

金子峰—左家里陶瓷土(含鋰)礦床位于江西省宜春市奉新縣城260°方位直距45km處，通過近年開展地質(zhì)勘查工作，目前礦區(qū)查明的陶瓷土礦資源量和伴生Li2O金屬氧化物量均達(dá)超大型礦床規(guī)模。該礦床屬巖漿晚期分異交代蝕變花崗巖型礦床，礦石自然類型有中細(xì)粒白云母花崗巖和中細(xì)粒(似斑狀)白云母二長(zhǎng)花崗巖兩種，礦石工業(yè)類型均為陶瓷土(含鋰)礦。本文通過歸納總結(jié)礦區(qū)陶瓷土(含鋰)礦地質(zhì)特征，并對(duì)其找礦標(biāo)志、找礦方向進(jìn)行分析研究，建立了區(qū)內(nèi)陶瓷土(含鋰)礦找礦標(biāo)志，提出了下一步找礦方向，旨在為區(qū)內(nèi)尋找同類型陶瓷土(含鋰)礦床提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

金子峰—左家里陶瓷土(含鋰)礦床大地構(gòu)造位置地處于江南隆起帶九嶺逆沖隆起之南緣，欽杭結(jié)合帶宜豐—德興混雜疊覆帶之萍鄉(xiāng)—樂平坳陷的北緣，成礦區(qū)帶屬揚(yáng)子成礦省之江南東段成礦帶的九嶺鎢鉬錫銅金多金屬螢石高嶺土成礦亞帶，礦床定位于宜豐—奉新鈮鉭鋰稀有金屬礦田內(nèi)[1-3]。

區(qū)域地層出露簡(jiǎn)單，分布有新元古界青白口系上統(tǒng)雙橋山群安樂林組(Pt31aa1)及新生界第四系聯(lián)圩組(Qh1-2l)地層；區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，NE、NNE、EW向三組斷裂構(gòu)造是巖漿熱液活動(dòng)的通道與聚集的場(chǎng)所，既控巖又控礦，沿三組斷裂帶見有陶瓷土(含鋰)礦化點(diǎn)、礦點(diǎn)分布，與成礦有關(guān)的斷裂構(gòu)造，主要表現(xiàn)在不同方向的斷裂交叉處，主干斷裂與次級(jí)斷裂產(chǎn)生的交叉處，斷裂產(chǎn)狀變化處；區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖發(fā)育，侵入巖主要為中酸性花崗巖類，具有多期次多階段之特點(diǎn)，按其地質(zhì)時(shí)代劃分為新元古代、晚侏羅世、早白堊世三個(gè)時(shí)期(圖1)，其中早白堊世白水洞巖體為陶瓷土(含鋰)礦成礦母巖，該巖體侵入于新元古代花崗巖、晚侏羅世甘坊侵入體和早白堊世古陽寨侵入體中，與甘坊侵入體侵入接觸面呈齒狀，接觸面外傾，傾角較緩，外接觸帶見有白云母化，巖體普遍具鈉長(zhǎng)石化、鋰云母化等自變質(zhì)作用。

圖1 區(qū)域地質(zhì)略圖

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層簡(jiǎn)單，僅發(fā)育第四系(Q)，主要分布于溝谷及低洼處，由殘坡積層、沖洪積層組成。礦區(qū)構(gòu)造不發(fā)育，僅見有一條斷裂(F1)，地表表現(xiàn)為一硅化破碎帶,出露長(zhǎng)約350m，寬4～8m,走向NE-NNE，傾向SE-E，傾角62°～73°，破碎帶由硅質(zhì)緊密膠結(jié)碎裂花崗巖、角礫巖組成。礦區(qū)巖漿巖廣泛分布(圖2)，出露有晚侏羅世甘坊侵入體(ηγJ31-2c)、早白堊世古陽寨侵入體(ηγK11-zx)和白水洞侵入體(ηγmK13-zx)。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)略圖

(1)晚侏羅世甘坊侵入體(ηγJ31-2c)：主要呈巖瘤狀殘塊俘虜體及巖枝蛇曲狀分布于礦區(qū)中部、南西部，出露面積約0.13km2，巖性主要為中粗粒似斑狀二云母二長(zhǎng)花崗巖，灰白—淺肉紅色，中粗粒似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖3)。斑晶主要為鉀長(zhǎng)石、石英，斑晶粒徑多＞10mm,較為粗大，顯示出巖石經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的結(jié)晶分異過程。基質(zhì)為中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母、白云母等，巖石蝕變較強(qiáng)，主要有白云母化、絹云母化、高嶺土化、綠泥石化等。

圖3 中粗粒似斑狀二云母二長(zhǎng)花崗及顯微鏡下照片

(2)早白堊世古陽寨侵入體(ηγK11-zx)：呈巖基或巖株?duì)罘植加诘V區(qū)北部，出露面積約0.19km2，巖性主要為中細(xì)粒含斑二云母二長(zhǎng)花崗巖，灰黑色，中細(xì)粒似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要成分為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石和石英等(圖4)。鏡下特征為鉀長(zhǎng)石呈半自形粒狀，粒徑1.20～5.00mm，其中以細(xì)粒居多，其次為中粒。少數(shù)呈自形板狀，長(zhǎng)徑可達(dá)9mm，局部顯示似斑狀結(jié)構(gòu)。具紡錘狀格子雙晶及卡式雙晶。石英呈他形粒狀，粒徑0.80～3.60mm，其中以細(xì)粒居多，其次為中粒。斜長(zhǎng)石呈半自形粒狀，粒徑0.50～3.00mm，其中以細(xì)粒居多，其次為中粒，少數(shù)呈自形板狀，長(zhǎng)徑可達(dá)6mm。具卡鈉復(fù)合雙晶。白云母交代黑云母及長(zhǎng)石產(chǎn)出，片徑0.10～2.50mm不等，較大者屬交代黑云母殘留之假象，晶體內(nèi)可見少量黑云母殘留。黑云母呈片狀，片徑0.40～1.80mm，氧化為暗褐色或發(fā)育綠泥石化，此外大多被白云母交代。

圖4 中細(xì)粒(含斑)二云母二長(zhǎng)花崗巖及顯微鏡下照片

(3)早白堊世白水洞侵入體(ηγmK13-zx)：主要呈巖株，局部呈巖枝狀、巖瘤狀侵入于晚侏羅世甘坊侵入體和早白堊世古陽寨侵入體中，接觸面一般呈波狀，局部呈齒狀，接觸面外傾，傾角較緩，一般10°～30°，局部60°～70°。出露面積約0.52km2，巖性主要為鈉長(zhǎng)石化鋰云母化中中細(xì)粒白云母(二長(zhǎng))花崗巖，白—灰白色，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英等，其中鈉長(zhǎng)石呈他形長(zhǎng)柱狀，多交代石英、鉀長(zhǎng)石后呈葉片狀、膠狀；石英呈灰色、乳白色，具油脂光澤，他形粒狀，粒徑1～3mm；鉀長(zhǎng)石呈灰色、灰白色板狀，晶體常被鈉長(zhǎng)石、鋰云母交代，粒徑1～3mm；次要礦物為白云母、鋰云母，白云母呈白色細(xì)小鱗片狀，片徑0.1～1mm，鋰云母，呈灰紫色鱗片狀、鱗片狀集合體，以后者為主，大小0.5～2mm。巖石具強(qiáng)—弱鈉長(zhǎng)石化(圖5)，強(qiáng)—弱鈉長(zhǎng)無明顯界線，呈漸變過渡關(guān)系。

圖5 強(qiáng)—弱鈉長(zhǎng)石化白云母(二長(zhǎng))花崗巖及顯微鏡下照片

礦區(qū)內(nèi)花崗巖蝕變作用的特點(diǎn)以巖漿晚期分異交代作用為主，表現(xiàn)為鈉長(zhǎng)石化、鋰云母化、白云母化強(qiáng)烈且普遍，地表常見次生高嶺土化，鈉長(zhǎng)石化、鋰云母化與區(qū)內(nèi)陶瓷土(含鋰)礦成礦關(guān)系密切[4-5]，鈉長(zhǎng)石化、鋰云母化越強(qiáng)，鋰礦化越好。按蝕變強(qiáng)度可分為弱蝕變帶→中蝕變帶→強(qiáng)蝕變帶，各蝕變帶礦物組合特征(表1)，各蝕變帶標(biāo)志性礦物含量(表2)。

表1 不同礦化階段礦物共生組合特征

表2 不同強(qiáng)度蝕變帶中標(biāo)志性礦物含量 (單位：%)

3 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)圈定陶瓷土(含鋰)礦體1個(gè)，礦體主要產(chǎn)于中細(xì)粒白云母花崗巖侵入體(即白水洞巖體)前緣的中強(qiáng)鈉長(zhǎng)石蝕變帶中。陶瓷土(含鋰)礦體大部分裸露于地表，礦體走向長(zhǎng)約1500m，寬約600m，地表出露面積約0.73km2。

(1)礦體空間位置、形態(tài)及產(chǎn)狀。

陶瓷土(含鋰)礦體分布于整個(gè)礦區(qū)，四面均延伸出礦區(qū)外。礦體最小埋深0m，最大埋深773.35m，礦體產(chǎn)出最高標(biāo)高735.3m，最低標(biāo)高384.3m。中細(xì)粒白云母花崗巖、中粗粒似斑狀(二云)白云母花崗巖即為陶瓷土(含鋰)礦體含礦母巖。礦區(qū)范圍內(nèi)礦體總體走向SE-NW，傾向SW，總體傾角5°～10°，礦體形態(tài)較簡(jiǎn)單，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦化連續(xù)性極好，礦體沿走向和傾向均呈舒緩波狀變化(圖6)。

圖6 礦體聯(lián)合剖面圖

(2)礦體厚度及變化規(guī)律。

陶瓷土(含鋰)礦體厚度變化均勻，單工程礦體最小厚度為81.33m，最大厚度為761.20m，平均厚度395.15m，厚度變化系數(shù)24.14%，屬厚度變化穩(wěn)定型。沿走向北西往南東方向，陶瓷土(含鋰)礦體單工程累計(jì)厚度總體表現(xiàn)為“薄→厚→薄”的變化趨勢(shì)，在傾向南西往北東方向，陶瓷土(含鋰)礦體單工程累計(jì)厚度總體表現(xiàn)為“厚→薄”的變化趨勢(shì)(圖7)。

圖7 陶瓷土（含鋰）礦體厚度等值線圖

(3)礦體品位及變化規(guī)律。

Al2O3品位變化特征：Al2O3含量14.41%～16.76%，平均 15.30%，變化系數(shù)2.72%，品位變化均勻。走向上由北西至南東方向， Al2O3含量總體表現(xiàn)為“低→高”的變化趨勢(shì)，傾向上由南西至北東，Al2O3含量總體表現(xiàn)為“低→高→低”的變化趨勢(shì)。

Fe2O3品位變化特征：Fe2O3含量0.78%～1.10%，平均0.89%，變化系數(shù)5.38%，品位變化均勻。走向上由北西至南東方向， Fe2O3含量總體表現(xiàn)為“高→低→高”的變化趨勢(shì)，傾向上由南西至北東，F(xiàn)e2O3含量總體表現(xiàn)為“低→高”的變化趨勢(shì)。

TiO2品位變化特征:TiO2含量0.018%～0.055%，平均0.033%，變化系數(shù)25.93%，品位變化均勻。走向上由北西至南東方向， TiO2含量總體表現(xiàn)為“高→低→高→低”的變化趨勢(shì), 傾向上由南西至北東，TiO2含量總體表現(xiàn)為“低→高”的變化趨勢(shì)。

Li2O品位變化特征：Li2O 含量0.21%～0.41%，平均0.32%，變化系數(shù)11.44%，品位變化均勻。走向上由北西至南東方向，Li2O含量總體表現(xiàn)為“低→高”的變化趨勢(shì)(圖8)，傾向上由南西至北東，Li2O含量總體表現(xiàn)為“高→低”的變化趨勢(shì)。

圖8 陶瓷土（含鋰）礦體Li2O品位等值線圖

4 礦石特征

4.1 礦物組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石中礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及淺色云母等，次要礦物為黑云母、綠泥石等(表3)。礦石結(jié)構(gòu)主要有花崗結(jié)構(gòu)、變余花崗結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)及交代殘余結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造[6-9]。按礦物共生組合、含礦性及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，礦石的自然類型主要有中細(xì)粒白云母花崗巖和中細(xì)粒(似斑狀)白云母二長(zhǎng)花崗巖兩類[10]。

表3 礦物組分及相對(duì)含量 (單位：%)

4.2 礦石質(zhì)量

礦石中Al2O3品位16.07%、Fe2O3品位0.96%，TiO2品位0.016%(表4)，達(dá)到了江西省地方標(biāo)準(zhǔn)DB36/T 1157-2019《瓷土、瓷石礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》中瓷土、礦石一般工業(yè)指標(biāo)要求，對(duì)照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T 0203-2020《礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范 稀有金屬類》，礦石中的Li2O、Rb2O含量達(dá)到堿性長(zhǎng)石花崗巖類礦床伴生綜合回收工業(yè)指標(biāo)要求。

表4 多元素分析結(jié)果 (單位：%)

礦區(qū)陶瓷土礦原礦、尾砂成瓷試驗(yàn)表明，坯體和釉料中用量達(dá)30%時(shí)，采用還原焰1310℃一次燒成的8寸湯盤白度為66.1、光澤度82.3、吸水率0.2%、釉面硬度6.3GPa、抗熱震性為180℃至20℃熱交換一次不裂，其成瓷性能達(dá)到GB/T3532-2009《日用瓷器》日用細(xì)瓷合格品(白度≥55.0、光澤度≥80.0、 吸水率≤ 0.5%、抗熱震性 180℃至20℃熱交換一次不裂)的標(biāo)準(zhǔn)要求，因礦石可綜合回收鋰云母，故礦區(qū)礦石工業(yè)類型為陶瓷土(含鋰)礦[11-16]。

5 找礦標(biāo)志及找礦方向

5.1 找礦標(biāo)志

(1)巖漿巖標(biāo)志。

區(qū)內(nèi)鈉長(zhǎng)石化中細(xì)粒白(鋰)云母花崗巖是礦區(qū)陶瓷土(含鋰)礦床的賦礦前提，也是最直接的找礦標(biāo)志。

(2)礦化蝕變標(biāo)志。

區(qū)內(nèi)礦化蝕變類型及強(qiáng)度是尋找陶瓷土(含鋰)礦的重要標(biāo)志。強(qiáng)鈉長(zhǎng)石化、鋰(白)云母化、氟化及硅化是陶瓷土(含鋰)礦的主要富集區(qū)段，礦體與鈉長(zhǎng)石、螢石、鋰云母等特征礦物密切共生，有同步消長(zhǎng)關(guān)系。礦石中白云母含量高，黑云母含量低，巖漿經(jīng)歷高度分異演化，呈二云母→白云母→鋰白云母→鋰云母的演化規(guī)律，此是Li2O品位由低向高逐漸富集的標(biāo)志。

(3)構(gòu)造標(biāo)志。

區(qū)內(nèi)NE、NW及EW向斷裂復(fù)合部位是控制巖漿上升的通道，也是尋找面型礦體的標(biāo)志之一，而其派生的裂隙在一定程度上可指示尋找礦體。

(4)地球化學(xué)異常標(biāo)志。

區(qū)內(nèi)水系沉積物和土壤地球化學(xué)測(cè)量所圈定的Li、Be、Nb、Ta為主要組合元素的綜合異常表明，Li＞800×10-6范圍內(nèi)是陶瓷土(含鋰)礦賦存區(qū)，也是區(qū)內(nèi)尋找陶瓷土(含鋰)礦重要的找礦標(biāo)志。

5.2 找礦方向

(1)宜豐同安至奉新上富一帶稀有金屬成礦與燕山期花崗巖關(guān)系密切，含礦巖體屬高鉀鈣堿性高分異S型強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖，歷經(jīng)高度分異演化，燕山早期第二階段和燕山晚期第一階段為L(zhǎng)i、Rb、Cs等稀有金屬元素的主要成礦期，故圍繞該兩個(gè)時(shí)期巖體尋找陶瓷土(含鋰)礦具良好前景。

(2)探礦工程大部分均控制在220m標(biāo)高以上范圍，僅少數(shù)鉆孔進(jìn)行了深部探索，勘查區(qū)內(nèi)鉆孔揭露最低標(biāo)高為-95m，Li2O品位為0.32%，未揭穿含礦地質(zhì)體，此外，礦區(qū)多數(shù)Li2O≥0.2%地段均未進(jìn)行封邊，故礦區(qū)深部220m標(biāo)高以下及Li2O≥0.2%未封邊地段具良好的找礦潛力。

(3)礦區(qū)夾持于化山、白石里、圳口里—枧下窩3個(gè)礦區(qū)之間，在金子峰—左家里礦區(qū)的北部目前未設(shè)立礦業(yè)權(quán)，礦區(qū)含礦地質(zhì)體已延伸至北部的外圍地段，故在礦區(qū)北部空白區(qū)開展同類型礦床找礦具良好前景。

6 結(jié)論

(1)早白堊世白水洞巖體為陶瓷土(含鋰)礦成礦母巖，中細(xì)粒白云母花崗巖(或中粗粒似斑狀(二云)白云母花崗巖)即為陶瓷土(含鋰)礦體。

(2)礦體主要產(chǎn)于中細(xì)粒白云母花崗巖侵入體(即白水洞巖體)前緣的中強(qiáng)鈉長(zhǎng)石蝕變帶中，在走向上礦體厚度呈 “薄→厚→薄”，Li2O品位呈“低→高→低”之變化趨勢(shì)，在傾向上礦體厚度呈“厚→薄”，Li2O品位呈“高→低”之變化趨勢(shì)。

(3)礦石中礦物成分主要為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英及淺色云母等，次要礦物為黑云母、綠泥石，礦石的自然類型主要有中細(xì)粒白云母花崗巖和中細(xì)粒(似斑狀)白云母二長(zhǎng)花崗巖兩類，礦石工業(yè)類型為陶瓷土(含鋰)礦。

(4)礦區(qū)內(nèi)各巖體為過鋁質(zhì)S型花崗巖，歷經(jīng)高度分異演化，燕山早期第二階段和燕山晚期第一階段為區(qū)內(nèi)Li、Rb、Cs等稀有金屬元素的主要成礦期。

(5)礦區(qū)深部220m標(biāo)高以下及Li2O≥0.2%未封邊地段具良好找礦潛力，礦區(qū)北部外圍地段具尋找同類型礦床良好前景。