江西婺源珍珠山砂质高岭土矿床地质特征及成因

■黄烈董寅程旗科

（景德镇市地质队 江西 景德镇333000）

江西婺源珍珠山砂质高岭土矿床地质特征及成因

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（景德镇市地质队 江西 景德镇333000）

婺源珍珠山砂质高岭土矿床处于扬子准地台南缘萍乡～乐平拗陷盆地东段之鄣公山地体，乐平～婺源复向斜轴部的中段，为著名的赣东北成矿带的有利成矿位置。矿体长约1800m，宽12.4～31.2m，呈脉状侵入蓟县纪厉崌山组凝灰质砂质绢云千枚岩、粉砂质绢云千枚岩中。矿床规模为小型，成因类型属先内生成岩作用，在经外生作用原地全风化残积型。矿石类型为灰白色松散砂土状，矿物成分主要为粘土矿物、石英及少量云母。

珍珠山砂质高岭土矿床 厉 崌山组成因类型地质特征

景德镇市地质队受江西鑫地矿业有限公司的委托，在婺源珍珠山勘查铅多金属矿时，在浪山段发现江西婺源珍珠山砂质高岭土，矿床位于著名的赣东北成矿带上，矿产资源丰富，前景十分可观，具有较好的开发利用价值。

1 成矿地质背景

珍珠山砂质高岭土矿区大地构造位于扬子准地台南缘萍乡～乐平拗陷盆地东段之鄣公山地体，乐平～婺源复向斜轴部的中段，为著名的赣东北成矿带的有利成矿位置，区域上已发现了包括德兴铜矿、金山金矿、塔前铜矿等在内的多个大型矿床，优越的成矿地质背景为本区找寻多成因、多类型成矿提供了十分有利的条件，具有独特的、巨大的找矿潜力（图1）。

区域内出露地层主要为中元古界长城纪景德镇岩片，长城纪晚期—蓟县纪早期的寿安岩片、龙山岩片及婺源岩片。其次零星出露有石炭系—白垩系的一套含煤陆源碎屑岩建造、碳酸盐建造及第四系河流冲（洪）积物。

区域褶皱广泛发育于中元古代地层中，而盖层于区内主要是断片状单斜构造，倾向北西。其可划分为第三期：第一期为紧闭倒转或平卧褶皱，发育于各岩片中；第二期褶皱为同斜—斜歪褶皱；第三期褶皱为剪切倾竖褶皱，仅发育于区内南东角龙山岩片、婺源岩片中。断裂构造有加里东期韧性剪切带，印支末—燕山期的推（滑）覆断裂构造及后期的脆性断裂。

区域岩浆岩仅有脉岩出露，从变质基底到盖层均有分布。岩石种类繁多，从基性—酸性—碱性岩类均有出露，岩石类型主要有辉绿岩类、煌斑岩类、花岗斑岩类及石英长石斑岩类。

图1 区域大地构造背景及主要矿床分布图

2 矿床地质特征及成矿规律

2.1 矿体地质

砂质高岭土矿体产于含矿脉状母岩近地表部分，即灰白色中细粒花岗斑岩脉全风化带中。矿体两侧为燕山晚期酸性岩脉中细粒花岗斑岩风化后的的浅红杂色松散砂土，顶部为红土化浮土或受污染的高岭土，底板为半风化或未风化的脉状母岩。矿体长度约1800m，矿体最小宽度12.4m，最大宽度31.2m，平均宽度21.8m，矿体最小厚度5.2m，最大厚度26.4m，平均厚度15.3m。矿体产状与脉状母岩产状一致，走向45°～60°，倾向北西，倾角40°～75°。

2.2 矿石质量特征

2.2.1 矿石外观特征

砂质高岭土呈灰白色、米黄色的松散砂土状，俗称“白土”，颜色与母岩风化形成的红土存在明显差异，白与红分界清晰，反映了砂质高岭土矿体与围岩之间的差异性界面。

2.2.2 矿石矿物组成

矿石矿物组成比较简单，以钾长石、斜长石风化后形成的粘土矿物（珍珠陶土、高岭石、绢云母）为40-70%，石英25-30%，次要矿物为白云母5-7%，黑云母1-3%，褐铁矿含量小于1%或微量，其它微量矿物为磷灰石、锆石等。

2.2.3 矿石化学成分

原矿经基本分析，SiO2、Al2O3、Fe2O3、TiO2化学成份统计为，SiO2含量在 68.82～73.69%之间平均值 71.16%，Al2O3含量在17.70～21.58%之间平均值19.52%，Fe2O3含量在0.43-1.11%之间平均值0.84%，TiO2含量在0.01～0.06%之间平均值0.05%。见（表2-1）。

表2-1 砂质高岭土原矿基本分析结果表

2.2.4 矿石结构构造

矿石结构主要有残余斑状结构，残余显微粒状结构；矿石构造以松散砂土状构造、粉末状构造为主，块状构造次之。

2.2.5 矿石类型及品级

（1）矿石自然类型

矿石自然类型仅风化高岭土矿石一种，为灰白色松散砂土状高岭土原矿。

（2）矿石工业类型

高岭土原矿的工业类型与其化学成分和物理性质有关，矿石化学成分和物理性质对比《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范》，Al2O3＞14%，Fe2O3+TiO2＜2%，其中TiO2＜0.6%，质松散、可塑性弱，砂质质量分数＞50%等要求，珍珠山高岭土属砂质高岭土。一般高温高岭土化学成份变化范围为SiO271-78%，Al2O313-17%，Fe2O30.5-1%，TiO20.03-0.08%，CaO 0.4-1.16%，MgO 0.1-0.6%，K2O 1-4%，Na2O 0.3-1.2%，烧失量3-4%。低温高岭土与高温高岭土成份相仿，唯CaO、K2O、Na2O含量较高，CaO可达 0.7-1.6%，Na2O1. 4-3.9%，K2O＋Na2O＞5%。珍珠山高岭土矿石矿物成分以长石、石英和高岭石为主，风化程度高，K2O、Na2O、CaO含量较低，K2O＋Na2O＜5%，高岭土原矿烧成的工业类型为高温高岭土。

（3）矿石品级

根据矿体基本分析结果Al2O3、Fe2O3和TiO2含量，对比江西省陶瓷工业公司陶矿字【1980】001号文下达的景德镇市瓷石矿床工业指标。珍珠山砂质高岭土Al2O3含量在17.70～21.58%之间，Fe2O3含量在0.43-1.11%，均属于一、二级品。

2.3 矿体围岩情况

珍珠山砂质高岭土矿体为中细粒花岗斑岩脉原地风化残积所形成，其底板是成矿母岩半风化或未风化致密块状(中细粒花岗斑岩脉)。矿体顶板多为浮土层或为污染的砂质高岭土，厚度一般0.5-2m 崌

。矿体两侧围岩主要为蓟县纪厉 山组凝灰质砂质绢云千枚岩、粉砂质绢云千枚岩。

2.4 成矿规律

2.4.1 成矿物质来源

珍珠山砂质高岭土矿成矿物质来源是中细粒花岗斑岩脉，为其近地表的风化壳部分，经长期外生风化作用，即岩脉中长石类矿物发生次生高岭土化成矿作用原地残积成矿。

2.4.2 成矿母岩

燕山期岩浆多次活动，断裂构造发育，受断裂构造控制，岩浆沿北东向断裂贯入就位，形成北东向展布的一个规模宏大的酸性中细粒花岗斑岩岩墙群，为珍珠山砂质高岭土成矿母岩。

2.4.3 成矿构造

控制中细粒花岗斑岩脉群产出的北东向断裂为脆性断裂。断裂带宽＞10m，倾向355°∠40°，局部150°∠60°。

2.4.4 矿化富集规律

矿体的产出主要受外生风化作用控制，富集程度与风化作用是否彻底有关，地形低洼潮湿微裂隙发育的往往高岭土含量和品质相对要高。

3 矿床成因

矿床成矿作用分内生和外生两个阶段，内生阶段为：根据区域资料，加里东期，古扬子板块与古华南板块斜向碰撞，使区内龙山岩片与婺源岩片产生拼接，在区域左行走滑应力场中，两岩片拼接带附近，产生平行边界的北东向韧性剪切带及近东西向韧性剪切带。海西—印支期，区内地壳位于不稳定的伸—缩交替变化，动荡频率快但幅度小，为古扬子板块与古华南板块焊接统一成整体的前奏表现。到燕山期，古太平洋板块向北西俯冲，华北板块向南逆冲或滑覆，引起区内大规模陆内推覆构造活动，并有岩浆活动。在推覆构造活动之后，在侧向挤压应力减弱情况下，逆冲推覆构造活动表现为北东向叠瓦状逆冲断裂构造。早期逆断层，后期正断层，切割蓟县纪地层，燕山晚期，岩浆沿北东向断裂贯入就位，形成珍珠山砂质高岭土矿床成矿母岩岩墙群。外生阶段为：风化作用形成的风化壳是不可缺少的外生成矿作用。风化壳自上而下依次划分为全风化带-半风化带-再过渡到基岩带(脉状母岩)，全风化带又可细分为红土化及污染高岭土亚带和高岭土亚带，矿体产在全风化带中的高岭土亚带中。全风化带的厚度与当地湿润的气候和微地貌条件紧密相关，潮湿的气候条件和地貌上的负地形利于高岭土矿的形成。

综合上述特征，本矿床成因类型属先内生成岩作用，产出中细粒花岗斑岩脉群，在经外生作用原地全风化残积型高岭土矿床。

4 结论

江西省婺源县珍珠山砂质高岭土矿产于成矿母岩其近地表的风化壳部分，两侧围岩为蓟县纪厉崌 山组凝灰质砂质绢云千枚岩、粉砂质绢云千枚岩，属先内生成岩作用，在经外生作用原地全风化残积成因。矿区地形条件、水文地质条件简单，开发价值十分可观。珍珠山砂质高岭土矿的发现将为本区域上寻找同类型矿床起到重要的借鉴和指导作用。

［1］江西省地质矿产局.中华人民共和国地质图说明书大游山幅（1：5万H50E017014）.江西省地质调查院，1999年

［2］江西省婺源县珍珠山铅多金属矿浪山段砂质高岭土矿普查地质报告.景德镇市地质队

［3］江西省浮梁县鹅湖矿区高岭土矿普查地质报告（拟出让区）.江西省有色地质勘查四队

［4］江西省地质矿产局.江西省区域地质标.地质出版社，1984

图1 提前预注浆工艺示意图

通常情况下，在一般工作面进行提前注浆预固结，或者在渗水严重、涌水量较大的工程部位进行重复高压固结灌浆，均可以在隧洞外周形成一道灌浆承载圈。该承载圈完整性较好，具备较强的承载和抗渗能力，堵水效果明显，较高压力的外部地下水被牢牢封堵在灌浆圈外围，高外水压力和地应力就由加固后的灌浆区围岩来承担（见图2）。临时处理措施完成后，可在顶拱及边墙布置适当排水孔，加强排水，从而有效缓解外水渗透压力。

图2 注浆加固圈-衬砌结构受力分析示意图

4 结语

综上所述，作为引水发电工程建设中的关键环节，长距离、大埋深的引水隧洞施工既是水电站施工的重点，又是施工难点，在施工过程中不可避免地会遇到地质构造发育、高地应力及岩爆、高外水压力及涌水等特殊工程地质问题。这些问题的存在，对施工人员的安全、工程成本及工期都造成了一定的威胁及影响，同时也增加了隧洞工程设计和施工的难度。因此相关人员在进行长距离、大埋深的引水隧洞设计和施工时，要对上述典型特殊工程地质问题予以足够地重视，并对其进行深入和针对性的分析，采取合理的解决对策，以保障引水隧洞的建设安全、按期完成。

参考文献

[1]刘昭明.水电站引水隧洞特殊工程地质问题及解决方法 [J].江西建材,2016(22).

[2]赵国斌，高玉生，屈志勇等.齐热哈塔尔水电站引水隧洞特殊工程地质问题 [J].资源环境与工程，2014，28(4):411-413.

[3]杨继华，齐三红，郭卫新等.厄瓜多尔CCS水电站TBM法施工引水隧洞工程地质条件及问题初步研究 [J].隧道建设，2014，34(6):513-518.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-107-2