贵州省平塘县石笋高岭土矿矿床地质特征与资源量估算

2020-02-04任云龙孟勇韦彩宁

西部资源 2020年2期

任云龙孟勇韦彩宁

摘要：矿区大地构造位于扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区的南东部平里河向斜的东翼，整体呈一单斜构造，矿区出露地层简单，有二叠系中统茅口组、二叠系上统吴家坪组，高岭土（花石）矿床类型属含煤地层中的高岭石粘土岩亚型高岭土（花石）矿床，产于二叠系上统吴家坪组和二叠系中统茅口组顶部之古风化壳结合部位，层位和厚度较稳定，其紫红色、灰白色斑纹状的特点以及两侧的黄褐色粘土层是直接的找矿标志。

关键词：平塘县；石笋高岭土矿；地质特征；找矿标志；资源量估算

矿区大地构造位于扬子准地台黔南台陷贵定南北向构造变形区的南东部平里河向斜的东翼，整体呈一单斜构造。平里河向斜轴向近南北，核部为三叠系，翼部为二叠系—石炭系，北部两翼倾角较陡，多为60°～80°，南段略变缓，约40°～70°。向斜翼部及轴部发育以平里河断层为首的数条走向正断层，这些断层之间，向斜保存了上述特征，之外则迅速过渡为相邻的背斜。区域地层出露有石炭系下统上司组、石炭系上统黄龙组、石炭系上统马平组、二叠系中统梁山组、二叠系中统栖霞组、二叠系中统茅口组、二叠系上统吴家坪组、三叠系下统大冶群、三叠系中统关岭组、第三系、第四系（图1）。

1.矿区地层

矿区出露地层简单，有二叠系中统茅口组、二叠系上统吴家坪组和第四系，现分别介绍如下：

（1）二叠系中统茅口组：出露于矿区东部，岩性为灰、灰白色厚层至块状灰岩，间夹少量深灰色中层灰岩，含少量燧石结核。工作区范围出露未见底，厚度大于400m。

（2）二叠系上统吴家坪组：出露于矿区中西部，岩性为浅灰、深灰色中厚层至厚层灰岩，含多量燧石结核，局部含泥质，夹薄层硅质岩及粘土页岩。底部为一层0～3m厚度的铝土页岩。该铝土页岩即为矿区高岭土（花石）矿含矿层。矿区出露厚度161m～540m，与下伏茅口组为假整合接触。

（3）第四系：主要为风化残积、堆积和坡积物，平缓斜坡或坡脚处为褐色、红褐色粘土、亚粘土、砂及砾石，厚度0～ 5m。与下伏地层呈角度不整合接触。

2.矿区构造

矿区位于平里河向斜的东翼，整体呈一单斜构造，地层倾向260°～282°，倾角60°～82°。区内未发现断层，矿区地质构造复杂程度属“简单”类型。

3.矿床特征

本区高岭土（花石）矿床类型属含煤地层中的高岭石粘土岩亚型高岭土（花石）矿床，产于二叠系上统吴家坪组和二叠系中统茅口组顶部之古风化壳结合部位。矿床的上部都有遭受风化的富含黄铁矿的高岭石粘土岩的层位存在，矿层底部灰岩形成岩溶溶洞。

区内主矿体（Ⅰ号矿体）分布于矿区北部，延展面积0.043km2，长度540m，倾斜延伸50m～120m，矿层呈层状、似层状产于吴家坪组底部与茅口组顶部之古风化壳结合部位。倾向260°～290°，倾角75°～78°，厚度0.70m～1.42m，平均厚度1.05m，Al2O3的品位为31.18%～40.09%，平均品位为35.75%。

4.矿体（层）特征

矿体直接顶底板为淺灰色中厚层至厚层灰岩，岩石质地坚硬，稳固性能好。矿体形态及内部结构简单，内部无夹石。

4.1含矿层特征

区内含矿岩系为吴家坪组底部铝土页岩。铝土岩呈较稳定的似层状，质纯者呈白色或淡灰白色，一般为含铁质及硅质较多的紫灰色花斑状高岭土，具页片状层理，厚度0～ 1.66m。因其有色泽鲜艳、细腻润滑、花纹美观的特点，当地群众用作细石料来雕刻、打磨制成工艺品（花石）。

4.2矿体特征

根据前期地质工作成果，高岭土（花石）矿主要产于吴家坪组底部与茅口组顶部之古风化壳结合部位，形成含煤地层中的高岭石粘土岩亚型高岭土（花石）矿床，有高岭土工业矿体3个，主要分布在矿区的北部、中部。

（1）Ⅰ号矿体

主矿体Ⅰ号位于矿区北部，分布于海拔756m～1001m标高范围内，矿层呈层状、似层状产于吴家坪组底部与茅口组顶部之古风化壳结合部位。矿体产状为倾向275°，倾角74°～80°，延展面积约42871.27m2，矿体走向近南北向延伸约540m，倾斜延伸50m～120m，厚度0.70m～1.42m，平均厚度1.05m，Al2O3的品位为31.18%～40.09%，平均品位为35.75%。

矿体规模属小型，近地表风化后呈土状，高岭土顶板为深灰色薄至中层状泥灰岩，底板为亮晶灰岩，局部为硅化蚀变的亮晶颗粒灰岩。

（2）Ⅱ号矿体

Ⅱ号位于矿区中部，分布于海拔858.50m～999.30m标高范围内，矿层层状、似层状产于吴家坪组底部与茅口组顶部之古风化壳结合部位。矿体产状为倾向275°，倾角74°～ 78°，延展面积约28008.25m2，矿体走向近南北向延伸约572m，倾斜延伸50m～116m，厚度约0.71m～1.37m，平均厚度1.22m，Al2O3的品位为30.81%～40.14%，平均品位为34.60%。

（3）Ⅲ号矿体

Ⅲ号位于矿区南部，分布于海拔895.70m～970.50m标高范围内，矿层层状、似层状产于吴家坪组底部与茅口组顶部之古风化壳结合部位。矿体产状为倾向270°，倾角75°，延展面积约42541.09m2，矿体走向近南北向延伸约389m，倾斜延伸25m～50m，厚度约1.32m～1.44m，平均厚度1.41m，Al2O3的品位为31.26% ～37.93%，平均品位为33.37%。

5.矿石质量

矿石为含铁质高岭石，颜色有紫、紫红、褐、白等色，少量呈白色或者灰白色，一般为紫灰色与灰白色相间，具有质地细腻和斑纹的特点。原矿块状、叶片状或颗粒状，质软，有滑腻感。矿石具片状构造，隐晶质结构。摩氏硬度约2～ 3，密度约2.44g/cm3～2.65g/cm3。

5.1矿石物质组成

（1）矿物成分

矿石矿物主要为高岭石，次要矿物有褐铁矿、赤铁矿、多水高岭石，另含少量泥质、炭质、红柱石、金红石、石英等。

（2）矿石结构构造

肉眼观察，矿石呈紫色、杂色疏松土状、主要为土块状构造，其次还见块状、角砾状构造；镜下观察，具显微鳞片-显微纤维结构高岭石，以显微纤维状为主，少量高岭石为蠕虫状，大小0.03mm～0.05mm，聚集成不规则团块状，团块大小0.2mm～5mm不等，分布于显微纤维状高岭石中。少量黄铁矿呈细小粒状，粒度<0.02mm，星散分布。褐铁矿呈非晶质粉末状，混杂粘土分布不均匀分布。

5.2矿石化学成分

矿石化学成分为三氧化二铝（Al2O3）、三氧化二铁（TFe2O3）、二氧化钛（TiO2）、二氧化硅（SiO2）等。根据取样化验分析结果，矿石中主要组分含量为：Al2O330.81%～ 40.14%，TFe2O30.49%～16.25%，TiO20.04%～6.21%，SiO227.65%～43.72%。

6.矿石类型和品级

化验结果表明，铝土页岩一般含量Al2O330.81%～ 40.14%，TFe2O3含量0.49%～16.25%，TiO2含量0.04%～ 6.21%，SiO2含量27.65%～43.72%。不符合《铝土矿、冶镁菱镁矿地质勘查规范》铝土矿床最低工业要求，同时矿石Fe2O3及TiO2含量较高的特点，矿石也不能满足《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范》中高岭土（花石）矿一般工业指标的要求。

根据委托方意见以及本类矿石的实际应用情况，本矿区矿石的用途方向为花石工艺品的原料，矿石自然类型为紫灰色隐晶质高岭石。另投资人认为花石工艺品废料可作制作地板砖原料。

7.矿床成因、控矿条件及找矿标志

7.1矿床成因

石笋高岭土（花石）矿矿床成因类型为煤系沉积型高岭土（花石）矿床。成矿物质来源于已形成的高岭土，富铝硅的火山灰，陆源碎屑物质等，呈层状、透镜状产于二叠系煤系地层中，后期在局部定向压应力作用下，受一定温度影响，发生浅变质作用。矿床一般厚度小于2m，具有厚度相对稳定、矿石一般坚硬无塑性、有机质普遍存在、TiO2含量高等特点。

7.2控矿条件

本区高岭土产于二叠系上统吴家坪组和二叠系中统茅口组灰岩的岩溶侵蚀面间，受古侵蚀面的控制，是找矿标志。

7.3找矿标志

高岭土（花石）矿体产于二叠系吴家坪组地层底部，层位和厚度较稳定，其紫红色、灰白色斑纹状的特点以及两侧的黄褐色粘土层是直接的找矿标志。

8.资源储量估算

8.1资源∕储量估算指标、范围、对象

本次资源/储量估算各项工业指标如下：（1）颜色白色-紫色，结构细腻，油脂光泽-玻璃光泽，花纹美观；（2）具有较好的锯、磨、抛光、雕刻等加工技术性能；（3）Al2O3>30%；（4）最低可采厚度：0.7m（地下开采）；（5）夹石剔除厚度：0.3m（地下开采）。在矿界坐标范围及储量估算标高（+1001m～+756m）范围内，地表山地工程及钻探工程控制的332资源量，以及由地表稀疏控制的333资源量和控制的资源量外推的333保有资源/储量。本次资源量估算对象为高岭土（花石）。

8.2矿体（层）圈定原则

严格按工业指标圈定矿体，当矿体超出矿界时以矿界为限。矿体的外推原则本矿床勘查类型为Ⅱ类型，参照地质勘查规范，其控制的勘查工程间距为100m×100m，内圈估算控制的（332）资源量。矿体的无限外推，分别向走向和倾向上平推控制勘查工程间距的二分之一，即50m来估算推断的（333）资源量。矿体的非无限外推，分为以下两种情况：

（1）相邻工程，一个见矿一个见矿不可采（即矿石品位达到工业要求，厚度不达标），此时采用内插法计算出最小可采厚度（0.7m）的位置作为矿体边界。

（2）相邻工程，一个见矿一个不见矿（即品位不达标），此时可推工程间距的1/2作为矿体尖灭点，或以见矿工程外推1/4作平（即外推50m）。

（3）矿体均出露地表，地表采用自然曲线连接，剖面上矿体采用直线连接。相邻工程间矿体厚度不得大于相邻两工程实际最大见矿厚度。

8.3资源储量的分类和块段划分原则

礦区地层倾角为陡倾角，构造程度简单，矿体厚度变化不大，矿体厚度、矿石品位较均匀，变化系数小，矿体稳定程度属稳定型。根据中华人民共和国地质矿产行业标准《高岭土、膨润土、耐火粘土矿产地质勘查规范》DZ/T0206-2002，进行块段圈定和资源量类别确定。

资源/储量估算块段划分，原则上以达到相应控制程度的工程见矿点连线以内或在连线以外以该种基本线距及见矿点间距的1/4-1/2的距离所划定的全部范围。

块段编号方法为按资源量级别由高至低依次编号：控制的内蕴经济资源量（332）-推断的内蕴经济资源量（333）。同一级别从北到南依次编号。不同资源量类别划分为不同块段。

8.4资源储量估算结果

在贵州省平塘县掌布镇卡腊村石笋高岭土（花石）矿区矿界内，储量估算标高（+756m～+1001m）范围内，保有资源/储量（332）+（333）资源量为35.23万吨，其中（332）资源/储量为4.80万吨，（333）资源/储量为30.43万吨。

参考文献：

[1]贵州省地质调查院.中国区域地质志（贵州志）[M].北京：地质出版社， 2017.

[2]周玲玲，汪小勇.贵州省中部某铝土矿地质特征及成因浅析[J].西部资源， 2018（02）： 38-40.