清流县李家边矿区红柱石矿床地质特征

2016-07-05李懋坤福建省清流县国土资源局福建清流365300

中国非金属矿工业导刊 2016年1期

关键词：千枚岩岩性变质

李懋坤（福建省清流县国土资源局，福建　清流　365300）

清流县李家边矿区红柱石矿床地质特征

李懋坤
（福建省清流县国土资源局，福建清流365300）

【摘要】本文介绍了清流县李家边矿区红柱石矿的地质背景、矿床地质特征、围岩及夹石特征、矿床成因及找矿标志。该矿区矿床地质特征在闽西北一带具有一定的代表性。

【关键词】红柱石矿；地质特征；找矿标志

1　概述

红柱石为高铝硅酸盐矿物，与蓝晶石、矽线石为在不同温度压力条件下形成的同质多象变体。矿床主要成因为区域变质和接触变质作用，是典型的中低级热变质作用的矿物。福建省的红柱石矿主要在低压区域变质作用带的高铝岩石中出现。

红柱石广泛应用于冶金、机械、化工、轻工、核工业等领域，它除了用于高级耐火材料之外，还用于生产硅铝合金和金属纤维、氧化铝、防铸件粘砂新型面料、莫来石、高级陶瓷原料。

红柱石作为高级耐火材料，在国外特别是发达国家已被广为应用，研制开发水平亦较领先。我国虽属红柱石资源大国，又是消费大国，但由于矿石粒度、纯度的差异决定了耐火材料的质量和性能，以及我国工艺技术研发工作的滞后，导致国内的总产能不足50 万t，每年需要大量进口。因此，开发利用红柱石矿具有广阔的前景。

2　区域地质特征

本区位于闽西南拗陷带北缘，南平—宁化北东东向构造—岩浆带西南部。区内断裂构造主要以北北东向、北西向脆性断裂为特征，次为滑脱构造；岩浆侵入时期主要为印支期、燕山早期。矿区地质图见右图。

2.1地层

区域内出露地层有上震旦统黄连组（Z2h），上泥盆统天瓦岽组（D3t）、桃子坑组（D3tz），下石炭统林地组（C1l），上石炭统黄龙组（C2h），下二叠统栖霞组（P1q）、文笔山组（P1w）、童子岩组（P1t），上二叠统翠屏山组（P2cp）、大隆组（P2d），下三叠统溪口组（T1x），下侏罗统梨山组（J1l），下白垩统沙县组（K1s）及第四系（Q）。

2.2构造

清流县李家边矿区红柱石矿地质略图

区域内地质构造发育，区内由北西—南东向平行排列轴向北北东的宣和背斜、灵地向斜、姑田背斜，而这些背、向斜构造又被后期的断裂构造所错切，或被推覆滑脱构造或岩体侵入所破坏。断裂构造主要发育有北北东向和北西向两组。

2.3岩浆岩

区域内岩浆岩主要出露于西北部和东南部，印支期片麻状黑云母花岗岩、碎裂花岗岩分布于北西部；燕山早期中粗粒黑云母花岗岩分布于东南部。

3　矿区地质特征

3.1地层

矿区内地层出露较为简单，分布有上泥盆统桃子坑组（D3tz）、下石炭统林地组（C1l）、中石炭统黄龙组（C2h），矿区中部低洼处分布第四系（Q）。

（1）上泥盆统桃子坑组（D3tz）。

分布于矿区北部，岩性主要为灰白色石英砂砾岩。

（2）下石炭统林地组（C1l）。

矿区内大面积出露，为一套陆源碎屑沉积岩系。岩性主要为灰白色中厚层变质石英砂岩、变质石英砂砾岩夹青灰色千枚岩、紫红色千枚状粉砂岩。与下伏地层上泥盆统桃子坑组（D3tz）呈断层接触。地层呈北北东向展布，倾向90～130°，倾角30～40°。

根据岩性组合特征，可划分为3个岩性段。其中：

第一岩性段（C1l1）：分布于矿区中西部，岩性主要为灰白色中厚层变质石英砂岩，局部夹有千枚状粉砂岩。为含矿层的底板。

第二岩性段（C1l2）：分布于矿区中部，岩性主要为青灰色千枚岩、紫红色千枚状粉砂岩，含有红柱石。为红柱石矿体的赋存层位。

第三岩性段（C1l3）：分布于矿区中东部，岩性主要为灰白色变质石英砂砾岩，局部夹有千枚状粉砂岩。为含矿层的顶板。

（3）中石炭统黄龙组（C2h）。

分布于矿区东部、南部，岩性主要为灰质白云岩。与下伏地层呈断层接触。

（4）第四系（Q）。

分布于矿区东部地势平缓或低洼处，主要为残坡积层及冲洪积层，结构松散，主要由土黄色砂质粘土、亚粘土、砂砾碎块等组成。砂砾碎块大小在1～15cm之间，厚度为1～10m。

3.2构造

矿区内地层表现为单斜构造，总体走向北北东向，倾向90～130°，倾角30～45°。

矿区内发育有3条断层，其中F1断层呈北北东向展布，倾向南东，倾角50°，为一正断层；F2断层分布于矿区北部，走向北西向，断层性质不明，为矿体北部边界；F3断层分布于矿区南部，走向北西向，断层性质不明，为矿体南部边界。

3.3岩浆岩

矿区内地表未见岩浆岩出露。

4　矿床地质

4.1矿体地质特征

根据工业指标质量要求，矿区内圈出1个红柱石矿体（编号为KT）。

KT矿体赋存于下石炭统林地组第二岩性段（C1l2）中，呈层状产出，与地层产状基本一致，倾向90～130°，倾角30～40°。矿体走向控制长度约1 000m，地表出露宽度30～60m，出露标高范围550～465m，厚度10～30m。矿体厚度沿走向上、倾向上有所变化。

矿体北部边界以F2断层为界，矿体南部边界至F3断层；西侧以下石炭统林地组第一岩性段（C1l1）为界，东侧至下石炭统林地组第三岩性段（C1l3）。

4.2矿石质量

（1）矿石结构、矿石构造。

矿石结构主要为斑状变晶（变余）结构。矿石构造为千枚状构造。

（2）矿石矿物成分。

矿石由变斑晶和基质组成，主要矿物成分有石英（20%～30%）、高岭石矿物（15%～30%）、绢云母（30%～50%）、红柱石（5%～20%）等。

变斑晶为红柱石，呈灰褐色，半自形柱状结构，矿物粒径在1～4mm之间，杂乱排列，晶体中包裹有大量陆源碎屑石英。

基质为石英、高岭石矿物、绢云母等。石英（20%～30%）分布不均匀，分选性好，粒径在0.03～0.06mm（粉砂级）之间，呈次滚圆状—次棱角状，长轴具定向排列；高岭石矿物（15%～30%）显微鳞片状，杂乱排列，聚集分布（斑点结构），集合体形态不规则，直径在0.2～3mm之间；绢云母（30%～50%）呈显微鳞片状，沿（001）面定向排列。

（3）红柱石矿物含量。

矿区内矿石自然类型为含红柱石千枚岩，矿石中红柱石矿物含量为5.00%～24.70%（平均11.50%）。红柱石矿物化学成分（%）为：SiO238.60、Al2O355.30、Fe2O33.15、CaO2.06、MgO0.52、TiO22.65、K2O0.06、Na2O0.04。

4.3矿石类型

本矿区红柱石矿体赋存于下石炭统林地组第二岩性段（C1l2）含红柱石千枚岩层位中，矿石自然类型为含红柱石千枚岩。

4.4矿体围岩及夹石层

红柱石矿体赋存于下石炭统林地组第二岩性段（C1l2）中，其底板为下石炭统林地组第一岩性段（C1l1），顶板为下石炭统林地组第三岩性段（C1l3），近地表处为第四系覆盖。其间夹石层岩性为下石炭统林地组第二岩性段（C1l2）的青灰色千枚岩、紫红色千枚状粉砂岩。