安徽省庐枞盆地高岭土矿的成矿规律、找矿方向及开发应用问题探讨

吴旭升，胡艳青（安徽省地质矿产勘查局327地质队， 安徽合肥 230011）

安徽省庐枞盆地高岭土矿的成矿规律、找矿方向及开发应用问题探讨

吴旭升，胡艳青
（安徽省地质矿产勘查局327地质队， 安徽合肥 230011）

庐枞盆地是以中、下侏罗统陆相碎屑岩建造为基底，经燕山运动而发育起来的陆相继承性火山岩盆地，是长江中下游地区重要的矿产地之一。盆地北部高岭土矿化普遍且强烈，具有很好的找矿远景。本文初步探讨了庐枞盆地高岭土成矿规律、矿床成因及找矿方向，提出了下一步开发利用的建议。

成矿规律；矿床成因；硬（软）质高岭土；热液蚀变型；风化型

0　引言

经过多年地质工作，庐枞盆地发现了大量的铁、硫、铜、铅、锌、明矾石等矿床，尽管庐枞盆地高岭土矿点多，成矿地质条件好，找矿潜力大，由于过去大家对高岭土矿重视程度不够，开展工作少，因此高岭土找矿工作至今没有取得突破。

自20世纪80年代至今，安徽省地质矿产勘查局327地质队在庐江县毕洼、牛头山、砖桥等地区相继开展了高岭土矿普查工作，同期有数十家企业开发利用庐枞盆地高岭土矿，并取得了一定的社会、经济效益。本文根据以往勘查工作成果，结合矿山在开采过程中发现的地质现象进行综合分析研究，初步探讨高岭土矿的成矿规律、矿床成因，提出该区高岭土矿找矿方向及开发利用建议。

1　地质概况

庐枞盆地位于扬子板块西北缘，西邻郯（城）-庐（江）断裂带。盆地是以中、下侏罗统陆相碎屑岩建造为基底，经燕山运动而发育起来的陆相继承性火山岩盆地。盆地内断裂构造发育，岩浆活动频繁，矿化作用强烈，矿产资源丰富，是长江中下游地区一个重要的铁、硫、铜、铅、锌、明矾石等矿产地之一（图1）。

图1　庐枞盆地区域构造位置图Fig.1 Regional structural site of the Lu-Zong basin

1.1地层

1.1.1基底沉积岩地层

广泛出露于庐枞盆地边缘一带，为一套海相—陆相的碎屑岩建造。它包括：三叠系上统拉犁尖组（T3l）的含煤砂页岩建造；侏罗系下统磨山组（J1m）的砂砾岩建造，侏罗系中统罗岭组（J2l）的砂页岩建造。

1.1.2火山岩盖层

庐枞盆地火山岩地层分布广，整个火山岩系的化学成分为粗面玄武质—玄武粗安质—粗安质—粗面质的组合。根据喷发旋回和岩石组合可分为四组，即白垩系下统龙门院组、砖桥组、双庙组、浮山组。

1.2构造

庐枞盆地由脆性火山岩构成，因而出现的构造形迹以断裂、火山构造为主，褶皱微弱。

1.2.1褶皱构造

庐枞火山岩盆地褶皱构造不发育，且为规模小、宽缓短轴的褶曲。

1.2.2断裂构造

庐枞火山岩盆地断裂构造发育，断裂构造分为基底断裂和一般断层。

基底断裂：是庐枞火山岩盆地内基底的主要构造形迹。按照构造线方向可将庐枞火山岩盆地的基底断裂划分为二组，即北东向（北北东向）、近东西向。其中北东向的基底断裂是庐枞盆地的主干断裂，其形成时间最早，活动最强烈，它们控制了火山岩盆地的形成与演化和盆地内的成矿作用。

盖层断裂构造：该类断裂极为发育，断裂构造主要为北东向、北西向、近南北向、近东西向断裂及派生的次级断裂，它对盆地内脉状矿体（铜、铅、锌、金、银、高岭土等）的形成起了决定性的作用。

1.2.3火山构造

庐枞火山岩盆地火山机构发育。火山机构主要有巴家滩、鼓楼山-腊鹅地-会宫、黄龙水库-双塘埂火山洼地；竹园、牡丹尖、黄山寨、查家破院等火山口；小矾山、七家山、浮山等破火山口；钟子山、牛头山、大包庄等火山隆起。

1.3侵入岩

1.3.1浅成侵入岩

庐枞盆地由于燕山期强烈的构造运动引发大规模的岩浆活动，形成了大量的侵入岩，侵入岩多为岩株、岩枝，少数为岩墙、岩筒，其岩性基本上为两类：一类是闪长玢岩、石英闪长玢岩；一类是正长岩、石英正长岩、二长岩。

1.3.2次火山岩

区内次火山岩主要为闪长玢岩（井边、寨基山）、粗安玢岩（罗河、大包庄、杨山、砖桥）、粗面斑岩（柳峰山、七家山火山口中）和玄武玢岩（柳峰山）。

1.3.3脉岩

区内脉岩属燕山末期侵入，主要分布在西南部，种类较多，主要有正长斑岩，次为闪长玢岩、二长斑岩、粗安斑岩和玄武玢岩等。

1.3.4岩浆岩岩石化学特征

庐枞盆地岩浆岩由喷出岩、次火山岩和侵入岩构成完整的喷出-侵入体系，高铝是庐枞火山岩盆地岩浆岩的岩石化学特点之一（表1），Al2O3一般14.88﹪～19.77﹪，平均为17.66﹪（源自1/5万矾山幅、将军幅区域地质调查报告）。

1.4矿产

庐枞火山岩盆地断裂构造发育，岩浆活动频繁，矿化作用强烈，矿产资源丰富，是长江中下游地区一个重要的铁、硫、铜、铅、锌、明矾石等矿产地（图2）。

表1　岩石化学数值表Table 1Chemical values of rocks

2　高岭土矿地质特征

2.1矿体地质特征

庐枞盆地高岭土矿主要分布盆地北部（图2），其特征为：

矿体形态平面上呈透镜状、条带状，剖面上呈板状，陡倾，倾角75°左右（图3、4、5）；矿石呈显微鳞片结构、显微粒状结构、残余斑状结构，块状构造、土（块）状构造。

矿体主要赋存于下白垩统龙门院组、下白垩统砖桥组地层中的破碎带、粗安玢岩中的破碎带，侵入岩与围岩的接触带两侧（图3、4、5）。

图2　庐枞盆地地质矿产略图Fig.2 Sketch showing geology and mineral resources of the Lu-Zong basin

图3　庐江县刘冲高岭土矿地质剖面示意图Fig 3 Geological section of the Liuchong kaolin deposit in Lujiang County

图4　庐江县钟山高岭土矿地质剖面示意图Fig 4 Geological section of the Zhongshan kaolin deposit in Lujiang County

图5　庐江稻箩尖高岭土矿地质剖面示意图Fig 5 Geological section of the Daoluojian kaolin deposit in Lujiang County

矿石自然类型为硬质高岭土矿（热液蚀变型）、软质高岭土矿（风化型）。

矿石矿物成分为高岭石、地开石、珍珠陶土、蒙脱石、绢云母等，脉石矿物为石英、长石、明矾石、黄铁矿、褐（赤）铁矿等；

矿石化学成分为Al2O3一般为20﹪～28﹪、Fe2O3一般为2﹪～6﹪、TiO2一般为0.7﹪～1.0﹪，CaO：0.02﹪～0.27﹪、MgO：0.02﹪～0.35﹪、K2O：0.15﹪～5﹪、Na2O：0.03﹪～0.06﹪、SO3：0.20﹪～1﹪、烧失量：5﹪～9.38﹪。白度：45﹪～65﹪。耐火度：1300～1720℃。

2.2成矿地质条件及矿床成因类型

2.2.1成矿地质条件

（1）庐枞盆地岩浆岩由喷出岩、次火山岩和侵入岩构成完整的喷出—侵入体系，Al2O3一般14.88﹪～19.77﹪，平均为17.66﹪，高铝岩浆岩为高岭土矿的形成提供了物质基础（表1）；

（2）盆地内火山活动强烈，特别是早期火山活动（龙门院旋回、砖桥旋回）带来大量火山热液，导致盆地北部的龙门院组、砖桥组地层发生面型高岭石化、明矾石化、黄铁矿化等，使原岩中Al2O3初步富集而形成高岭土矿的矿胚层，此阶段为高岭土矿的早期成矿期。面型矿化蚀变决定了盆地内高岭土矿的区域分布。

（3）盆地内断裂构造、火山构造、接触带构造发育，当它们经过高岭土矿胚层时，晚期热液活动使矿胚层叠加了线型硅化、高岭石化、明矾石化、绢云母、叶蜡石化、黄铁矿化等，使得矿胚层中Al2O3进一步富集而形成高岭土矿，此阶段为高岭土矿的中期成矿期。叠加的线型矿化蚀变决定了高岭土矿体的分布及矿体形态。

（4）盆地内侵入岩、次火山岩、脉岩分布较广，其岩性主要为闪长玢岩、正长（斑）岩、二长（斑）岩、粗安玢岩等，它不仅为围岩中高岭土矿的形成提供成矿热液及热动力条件，同时自身在断裂构造（包括接触带构造）作用下，经热液蚀变、风化淋滤作用后也可形成高岭土矿（图3）。

（5）风化淋滤作用对高岭土矿的形成也很重要，已形成的高岭土矿（化）体在地表或近地表处，受到风化淋滤的作用，岩石中易溶组分（S、CaO、MgO、K2O、Na2O等）被水带走，Al2O3得到进一步富集而形成高岭土矿体，此阶段为高岭土矿的晚期成矿期。风化淋滤作用决定了高岭土矿的富集程度及高岭土矿体的延深（高岭土矿体多分布于潜水面之上的近地表处）。

（6）高岭土矿的形成与高岭石化、硅化、明矾石化、绢云母、叶蜡石化、黄铁矿化等蚀变关系最为密切，高岭土矿点周边往往有黄铁矿床、明矾石矿床及次生石英岩分布。由于盆地内铁矿、硫铁矿床、明矾石矿床等多分布在盆地北部（庐江县何家小岭硫铁矿床、何家大岭黄铁矿床、大包庄硫铁矿床、大小矾山明矾石矿床、天光山明矾石矿床），因而区内高岭土矿也主要分布庐枞火山岩盆地北部。

2.2.2矿床成因类型

根据高岭土矿石的矿物组分、结构、构造等特征，庐枞火山岩盆地高岭土矿床的成因类型为热液蚀变型和风化型两种类型。其中以热液蚀变型为主，二者常共生。

3　高岭土矿成矿规律及找矿方向

3.1成矿规律

根据工作区高岭土矿体特征及成矿地质条件，总结其成矿规律如下：

（1）庐枞盆地高岭土矿主要分布盆地北部（图2）。

（2）高岭土矿体赋存于的白垩系下统龙门院组、砖桥组地层和粗安玢岩中的断裂构造带中及两侧；侵入岩与围岩的接触带中及两侧。矿体分布在潜水面之上（图3、4、5）。

（3）庐枞盆地高岭土矿的形成分早、中、晚三个成矿期。早期成矿期：为面型高岭石化，形成高岭土矿矿胚层；中期成矿期：在早期成矿期形成的高岭土矿矿胚层的基础上，受晚期断裂等构造的影响，叠加线型高岭石化，形成高岭土矿体；晚期成矿期：早、中成矿期形成的矿（化）体在地表或近地表处，受风化淋滤作用，岩石中易溶组分（S、CaO、MgO、K2O、 Na2O等）被水带走，Al2O3得到进一步富集而形成高岭土矿体（如前述）。

（4）高岭土矿主要与硅化、高岭石化、明矾石化、绢云母、叶蜡石化、黄铁矿化等蚀变关系密切。矿体周边常有铁矿、硫铁矿、明矾石矿、次生石英岩分布。

3.2找矿方向

根据高岭土矿的成矿地质条件及成矿规律分析认为：庐枞盆地北部高岭土矿的成矿地质条件好，高岭土矿点多，找矿潜力大。结合高岭土矿找矿标志，在庐枞盆地共圈定了四个找矿远景区，即：钟山—天光山远景区；稻锣尖—汪冲远景区；毕洼—牛头山远景区；店桥远景区（表2、图2）。

表2　高岭土矿找矿远景区一览表Table 2 Prospective areas for kaolin exploration

4　高岭土矿的开发利用

4.1目前开发利用情况

庐枞盆地高岭土矿矿石质量稳定，矿床远景规模一般规模都较大（表2），但质量整体较差（Fe2O3、TiO2含量高），目前开发利用处于卖原矿和粗加工阶段，涉及陶瓷、深色橡胶、涂料、耐火材料、玻纤、建材（白水泥、速凝剂、膨胀剂）、农药、砂轮及化妆品等行业。

自20世纪80年代至今有数十家企业开发利用庐枞地区高岭土矿，每年开采量约2×104t，取得一定的社会、经济效益。

4.2开发利用前景展望

4.2.1高岭土的用途

高岭土由于具有分散性、可塑性、烧结性、耐火性、离子交换性以及物化稳定性等，广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、塑料、涂料、耐火材料、玻纤、建材、农药、医药、砂轮及化妆品等行业。随着工业技术的发展科技迅速提高陶瓷制品的种类愈来愈多，它不仅与人们日常生活密切相关，而且在国防尖端技术的应用也很广泛，如原子能、喷气式飞机、火箭、人造卫星、半导体、微波技术及雷达等方面都需要陶瓷制品。可见高岭土矿产在国民经济和国防建设中的重要地位。

4.2.2高岭土的市场情况

随着人们生活方式的变化和工业技术发展，高岭土的使用领域日益扩大，无论世界经济形势如何变化，国际市场高岭土的需求量和价格总体逐年增长，我国也有相同的趋势。

据中国行业报告统计，我国高岭土的需求量每年以约5%的增长率递增，其中陶瓷工业2005年高岭土需求量120×104t，2010年需求量150×104t，占总需求量的58.9﹪；造纸业2005年高岭土需求量65×104t（进口20×104t），2010年需求量80×104t（进口28×104t），占总需求量的23.5﹪；高分子材料行业高岭土需求量5×104t（进口1×104t），占总需求量的3.1﹪；涂料2000年高岭土需求量7×104t，2005年需求量10×104t，占总需求量的5.5﹪；耐火材料高岭土需求量占3.9﹪；玻纤高岭土需求量占2.1﹪；其它行业高岭土需求量占3﹪。

4.2.3庐枞地区高岭土的开发利用前景展望

庐枞盆地高岭土矿资源丰富，但矿石质量整体较差，Al2O3：20﹪～28﹪、Fe2O3：2﹪～6﹪、TiO2：0.7﹪～1.0﹪。根据《高岭土、膨润土、耐火黏土矿产地质勘查规范》（DZ/T0206-2002）中高岭土指标，即：Al2O3≥18﹪，Fe2O3+TiO2＜2﹪、TiO2＜0.6﹪，区内几乎没有符合上述要求的高岭土矿，为了充分开发利用庐枞盆地高岭土矿产资源，必须对高岭土矿进行深加工，具体措施有：

高岭土选矿：除砂，用浮选法除去大量50μm的石英、云母，长石等杂质；除铁，用细粒浮选法除去锰钛铁矿，用磁选法除去有磁性的铁矿物，用亚硫酸锌或亚硫酸钠将高岭土的三价铁化合物还原为二价铁化合物，以达到漂白的目的；除硫，用浮选法及选择性微差絮凝法除去黄铁矿、明矾石。通过选矿提高高岭土矿含量Al2O3，降低有害组分含量（Fe2O3、TiO2、SO3），可使高岭土产品的用途扩大到浅色橡胶、特种陶瓷等行业；

高岭土超细加工：通过机械或气流加工，将高岭土粉碎至1000目以上，增加高岭土粉体的表面积、沉降体积，提高了工业性能，其产品可用于合成分子筛等行业；

高岭土改性：利用硅烷等有机化合物对高岭土粉体表面进行活化处理，提高其工业性能，改性过的高岭土可以替代昂贵的白炭黑、树脂等产品。此外，高岭土煅烧也是改性方法之一。

高岭土通过以上深加工提高了产品质量，增加了产品附加值，扩大了高岭土的使用领域。由此可见，庐枞盆地高岭土的开发利用前景广阔。

[1]国家建筑材料工业局地质公司.中国高岭土矿床地质学[M].上海：上海科学技术文献出版社，1984.

[2]郑直，吕达人，等.中国主要高岭土矿床[M].北京：北京科学技术出版社，1987.

[3]徐蔡忠，等.安徽省庐江县毕洼高岭土矿普查报告[R].1989.

[4]安徽省地质局区域地质调查队.矾山幅、将军幅区域地质（矿产）调查报告（1/5万）[R].1981.

[5]吴旭升，等.安徽省庐枞地区高岭土等重点非金属矿调查评价报告[R].2015.

[6]中华人民共和国国土资源部，高岭土、膨润土、耐火黏土矿产地质勘查规范[S].2002.

on ore-forminG lAW, rAnGe of exPlorAtion And develoPment of KAolin in the luzonG bASin of Anhui ProvinCe

Wu xu-sheng,hu yan-qing
( No.327 Unit of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province, Hefei,Anhui 230011,China)

The Lu-Zong basin is a continental inherited basin, which has been developed through the Yanshanian Movement, with mid and lower Jurassic land facies clastic rock formation being the basement, and is one of important ore fields in the mid-lower Yangtze River reaches. The northern part of the basin is widely and strongly kaolinized having a good prospect for kaolin exploration. This paper made an initial discussion on the ore-forming law, origin of ore deposit and range of exploration of kaolin in the basin, and gave suggestions for further development and utilization.

ore-forming law; origin of ore deposit; hard (soft) kaolin; hydrothermal alteration; weathering type

P619.232

A

1005－6157（2016）01－05－5

2015-10-09

吴旭升（1961－），男，安徽庐江人，高级工程师，主要从事地质矿产勘查工作。