貴州省平塘縣石筍高嶺土礦礦床地質(zhì)特征與資源量估算

任云龍 孟勇 韋彩寧

摘要：礦區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔南臺(tái)陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)的南東部平里河向斜的東翼，整體呈一單斜構(gòu)造，礦區(qū)出露地層簡(jiǎn)單，有二疊系中統(tǒng)茅口組、二疊系上統(tǒng)吳家坪組，高嶺土（花石）礦床類型屬含煤地層中的高嶺石粘土巖亞型高嶺土（花石）礦床，產(chǎn)于二疊系上統(tǒng)吳家坪組和二疊系中統(tǒng)茅口組頂部之古風(fēng)化殼結(jié)合部位，層位和厚度較穩(wěn)定，其紫紅色、灰白色斑紋狀的特點(diǎn)以及兩側(cè)的黃褐色粘土層是直接的找礦標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：平塘縣；石筍高嶺土礦；地質(zhì)特征；找礦標(biāo)志；資源量估算

礦區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔南臺(tái)陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)的南東部平里河向斜的東翼，整體呈一單斜構(gòu)造。平里河向斜軸向近南北，核部為三疊系，翼部為二疊系—石炭系，北部?jī)梢韮A角較陡，多為60°～80°，南段略變緩，約40°～70°。向斜翼部及軸部發(fā)育以平里河斷層為首的數(shù)條走向正斷層，這些斷層之間，向斜保存了上述特征，之外則迅速過渡為相鄰的背斜。區(qū)域地層出露有石炭系下統(tǒng)上司組、石炭系上統(tǒng)黃龍組、石炭系上統(tǒng)馬平組、二疊系中統(tǒng)梁山組、二疊系中統(tǒng)棲霞組、二疊系中統(tǒng)茅口組、二疊系上統(tǒng)吳家坪組、三疊系下統(tǒng)大冶群、三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組、第三系、第四系（圖1）。

1.礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層簡(jiǎn)單，有二疊系中統(tǒng)茅口組、二疊系上統(tǒng)吳家坪組和第四系，現(xiàn)分別介紹如下：

（1）二疊系中統(tǒng)茅口組：出露于礦區(qū)東部，巖性為灰、灰白色厚層至塊狀灰?guī)r，間夾少量深灰色中層灰?guī)r，含少量燧石結(jié)核。工作區(qū)范圍出露未見底，厚度大于400m。

（2）二疊系上統(tǒng)吳家坪組：出露于礦區(qū)中西部，巖性為淺灰、深灰色中厚層至厚層灰?guī)r，含多量燧石結(jié)核，局部含泥質(zhì)，夾薄層硅質(zhì)巖及粘土頁巖。底部為一層0～3m厚度的鋁土頁巖。該鋁土頁巖即為礦區(qū)高嶺土（花石）礦含礦層。礦區(qū)出露厚度161m～540m，與下伏茅口組為假整合接觸。

（3）第四系：主要為風(fēng)化殘積、堆積和坡積物，平緩斜坡或坡腳處為褐色、紅褐色粘土、亞粘土、砂及礫石，厚度0～ 5m。與下伏地層呈角度不整合接觸。

2.礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于平里河向斜的東翼，整體呈一單斜構(gòu)造，地層傾向260°～282°，傾角60°～82°。區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬“簡(jiǎn)單”類型。

3.礦床特征

本區(qū)高嶺土（花石）礦床類型屬含煤地層中的高嶺石粘土巖亞型高嶺土（花石）礦床，產(chǎn)于二疊系上統(tǒng)吳家坪組和二疊系中統(tǒng)茅口組頂部之古風(fēng)化殼結(jié)合部位。礦床的上部都有遭受風(fēng)化的富含黃鐵礦的高嶺石粘土巖的層位存在，礦層底部灰?guī)r形成巖溶溶洞。

區(qū)內(nèi)主礦體（Ⅰ號(hào)礦體）分布于礦區(qū)北部，延展面積0.043km2，長(zhǎng)度540m，傾斜延伸50m～120m，礦層呈層狀、似層狀產(chǎn)于吳家坪組底部與茅口組頂部之古風(fēng)化殼結(jié)合部位。傾向260°～290°，傾角75°～78°，厚度0.70m～1.42m，平均厚度1.05m，Al2O3的品位為31.18%～40.09%，平均品位為35.75%。

4.礦體（層）特征

礦體直接頂?shù)装鍨闇\灰色中厚層至厚層灰?guī)r，巖石質(zhì)地堅(jiān)硬，穩(wěn)固性能好。礦體形態(tài)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)部無夾石。

4.1含礦層特征

區(qū)內(nèi)含礦巖系為吳家坪組底部鋁土頁巖。鋁土巖呈較穩(wěn)定的似層狀，質(zhì)純者呈白色或淡灰白色，一般為含鐵質(zhì)及硅質(zhì)較多的紫灰色花斑狀高嶺土，具頁片狀層理，厚度0～ 1.66m。因其有色澤鮮艷、細(xì)膩潤(rùn)滑、花紋美觀的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)厝罕娪米骷?xì)石料來雕刻、打磨制成工藝品（花石）。

4.2礦體特征

根據(jù)前期地質(zhì)工作成果，高嶺土（花石）礦主要產(chǎn)于吳家坪組底部與茅口組頂部之古風(fēng)化殼結(jié)合部位，形成含煤地層中的高嶺石粘土巖亞型高嶺土（花石）礦床，有高嶺土工業(yè)礦體3個(gè)，主要分布在礦區(qū)的北部、中部。

（1）Ⅰ號(hào)礦體

主礦體Ⅰ號(hào)位于礦區(qū)北部，分布于海拔756m～1001m標(biāo)高范圍內(nèi)，礦層呈層狀、似層狀產(chǎn)于吳家坪組底部與茅口組頂部之古風(fēng)化殼結(jié)合部位。礦體產(chǎn)狀為傾向275°，傾角74°～80°，延展面積約42871.27m2，礦體走向近南北向延伸約540m，傾斜延伸50m～120m，厚度0.70m～1.42m，平均厚度1.05m，Al2O3的品位為31.18%～40.09%，平均品位為35.75%。

礦體規(guī)模屬小型，近地表風(fēng)化后呈土狀，高嶺土頂板為深灰色薄至中層狀泥灰?guī)r，底板為亮晶灰?guī)r，局部為硅化蝕變的亮晶顆?；?guī)r。

（2）Ⅱ號(hào)礦體

Ⅱ號(hào)位于礦區(qū)中部，分布于海拔858.50m～999.30m標(biāo)高范圍內(nèi)，礦層層狀、似層狀產(chǎn)于吳家坪組底部與茅口組頂部之古風(fēng)化殼結(jié)合部位。礦體產(chǎn)狀為傾向275°，傾角74°～ 78°，延展面積約28008.25m2，礦體走向近南北向延伸約572m，傾斜延伸50m～116m，厚度約0.71m～1.37m，平均厚度1.22m，Al2O3的品位為30.81%～40.14%，平均品位為34.60%。

（3）Ⅲ號(hào)礦體

Ⅲ號(hào)位于礦區(qū)南部，分布于海拔895.70m～970.50m標(biāo)高范圍內(nèi)，礦層層狀、似層狀產(chǎn)于吳家坪組底部與茅口組頂部之古風(fēng)化殼結(jié)合部位。礦體產(chǎn)狀為傾向270°，傾角75°，延展面積約42541.09m2，礦體走向近南北向延伸約389m，傾斜延伸25m～50m，厚度約1.32m～1.44m，平均厚度1.41m，Al2O3的品位為31.26% ～37.93%，平均品位為33.37%。

5.礦石質(zhì)量

礦石為含鐵質(zhì)高嶺石，顏色有紫、紫紅、褐、白等色，少量呈白色或者灰白色，一般為紫灰色與灰白色相間，具有質(zhì)地細(xì)膩和斑紋的特點(diǎn)。原礦塊狀、葉片狀或顆粒狀，質(zhì)軟，有滑膩感。礦石具片狀構(gòu)造，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。摩氏硬度約2～ 3，密度約2.44g/cm3～2.65g/cm3。

5.1礦石物質(zhì)組成

（1）礦物成分

礦石礦物主要為高嶺石，次要礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、多水高嶺石，另含少量泥質(zhì)、炭質(zhì)、紅柱石、金紅石、石英等。

（2）礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

肉眼觀察，礦石呈紫色、雜色疏松土狀、主要為土塊狀構(gòu)造，其次還見塊狀、角礫狀構(gòu)造；鏡下觀察，具顯微鱗片-顯微纖維結(jié)構(gòu)高嶺石，以顯微纖維狀為主，少量高嶺石為蠕蟲狀，大小0.03mm～0.05mm，聚集成不規(guī)則團(tuán)塊狀，團(tuán)塊大小0.2mm～5mm不等，分布于顯微纖維狀高嶺石中。少量黃鐵礦呈細(xì)小粒狀，粒度<0.02mm，星散分布。褐鐵礦呈非晶質(zhì)粉末狀，混雜粘土分布不均勻分布。

5.2礦石化學(xué)成分

礦石化學(xué)成分為三氧化二鋁（Al2O3）、三氧化二鐵（TFe2O3）、二氧化鈦（TiO2）、二氧化硅（SiO2）等。根據(jù)取樣化驗(yàn)分析結(jié)果，礦石中主要組分含量為：Al2O330.81%～ 40.14%，TFe2O30.49%～16.25%，TiO20.04%～6.21%，SiO227.65%～43.72%。

6.礦石類型和品級(jí)

化驗(yàn)結(jié)果表明，鋁土頁巖一般含量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《鋁土礦、冶鎂菱鎂礦地質(zhì)勘查規(guī)范》鋁土礦床最低工業(yè)要求，同時(shí)礦石Fe2O3及TiO2含量較高的特點(diǎn)，礦石也不能滿足《高嶺土、膨潤(rùn)土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》中高嶺土（花石）礦一般工業(yè)指標(biāo)的要求。

根據(jù)委托方意見以及本類礦石的實(shí)際應(yīng)用情況，本礦區(qū)礦石的用途方向?yàn)榛ㄊに嚻返脑?，礦石自然類型為紫灰色隱晶質(zhì)高嶺石。另投資人認(rèn)為花石工藝品廢料可作制作地板磚原料。

7.礦床成因、控礦條件及找礦標(biāo)志

7.1礦床成因

石筍高嶺土（花石）礦礦床成因類型為煤系沉積型高嶺土（花石）礦床。成礦物質(zhì)來源于已形成的高嶺土，富鋁硅的火山灰，陸源碎屑物質(zhì)等，呈層狀、透鏡狀產(chǎn)于二疊系煤系地層中，后期在局部定向壓應(yīng)力作用下，受一定溫度影響，發(fā)生淺變質(zhì)作用。礦床一般厚度小于2m，具有厚度相對(duì)穩(wěn)定、礦石一般堅(jiān)硬無塑性、有機(jī)質(zhì)普遍存在、TiO2含量高等特點(diǎn)。

7.2控礦條件

本區(qū)高嶺土產(chǎn)于二疊系上統(tǒng)吳家坪組和二疊系中統(tǒng)茅口組灰?guī)r的巖溶侵蝕面間，受古侵蝕面的控制，是找礦標(biāo)志。

7.3找礦標(biāo)志

高嶺土（花石）礦體產(chǎn)于二疊系吳家坪組地層底部，層位和厚度較穩(wěn)定，其紫紅色、灰白色斑紋狀的特點(diǎn)以及兩側(cè)的黃褐色粘土層是直接的找礦標(biāo)志。

8.資源儲(chǔ)量估算

8.1資源∕儲(chǔ)量估算指標(biāo)、范圍、對(duì)象

本次資源/儲(chǔ)量估算各項(xiàng)工業(yè)指標(biāo)如下：（1）顏色白色-紫色，結(jié)構(gòu)細(xì)膩，油脂光澤-玻璃光澤，花紋美觀；（2）具有較好的鋸、磨、拋光、雕刻等加工技術(shù)性能；（3）Al2O3>30%；（4）最低可采厚度：0.7m（地下開采）；（5）夾石剔除厚度：0.3m（地下開采）。在礦界坐標(biāo)范圍及儲(chǔ)量估算標(biāo)高（+1001m～+756m）范圍內(nèi)，地表山地工程及鉆探工程控制的332資源量，以及由地表稀疏控制的333資源量和控制的資源量外推的333保有資源/儲(chǔ)量。本次資源量估算對(duì)象為高嶺土（花石）。

8.2礦體（層）圈定原則

嚴(yán)格按工業(yè)指標(biāo)圈定礦體，當(dāng)?shù)V體超出礦界時(shí)以礦界為限。礦體的外推原則本礦床勘查類型為Ⅱ類型，參照地質(zhì)勘查規(guī)范，其控制的勘查工程間距為100m×100m，內(nèi)圈估算控制的（332）資源量。礦體的無限外推，分別向走向和傾向上平推控制勘查工程間距的二分之一，即50m來估算推斷的（333）資源量。礦體的非無限外推，分為以下兩種情況：

（1）相鄰工程，一個(gè)見礦一個(gè)見礦不可采（即礦石品位達(dá)到工業(yè)要求，厚度不達(dá)標(biāo)），此時(shí)采用內(nèi)插法計(jì)算出最小可采厚度（0.7m）的位置作為礦體邊界。

（2）相鄰工程，一個(gè)見礦一個(gè)不見礦（即品位不達(dá)標(biāo)），此時(shí)可推工程間距的1/2作為礦體尖滅點(diǎn)，或以見礦工程外推1/4作平（即外推50m）。

（3）礦體均出露地表，地表采用自然曲線連接，剖面上礦體采用直線連接。相鄰工程間礦體厚度不得大于相鄰兩工程實(shí)際最大見礦厚度。

8.3資源儲(chǔ)量的分類和塊段劃分原則

礦區(qū)地層傾角為陡傾角，構(gòu)造程度簡(jiǎn)單，礦體厚度變化不大，礦體厚度、礦石品位較均勻，變化系數(shù)小，礦體穩(wěn)定程度屬穩(wěn)定型。根據(jù)中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高嶺土、膨潤(rùn)土、耐火粘土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》DZ/T0206-2002，進(jìn)行塊段圈定和資源量類別確定。

資源/儲(chǔ)量估算塊段劃分，原則上以達(dá)到相應(yīng)控制程度的工程見礦點(diǎn)連線以內(nèi)或在連線以外以該種基本線距及見礦點(diǎn)間距的1/4-1/2的距離所劃定的全部范圍。

塊段編號(hào)方法為按資源量級(jí)別由高至低依次編號(hào)：控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（332）-推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）。同一級(jí)別從北到南依次編號(hào)。不同資源量類別劃分為不同塊段。

8.4資源儲(chǔ)量估算結(jié)果

在貴州省平塘縣掌布鎮(zhèn)卡臘村石筍高嶺土（花石）礦區(qū)礦界內(nèi)，儲(chǔ)量估算標(biāo)高（+756m～+1001m）范圍內(nèi)，保有資源/儲(chǔ)量（332）+（333）資源量為35.23萬噸，其中（332）資源/儲(chǔ)量為4.80萬噸，（333）資源/儲(chǔ)量為30.43萬噸。

參考文獻(xiàn)：

[1]貴州省地質(zhì)調(diào)查院.中國區(qū)域地質(zhì)志（貴州志）[M].北京：地質(zhì)出版社， 2017.

[2]周玲玲，汪小勇.貴州省中部某鋁土礦地質(zhì)特征及成因淺析[J].西部資源， 2018（02）： 38-40.

[3]周高.麻江縣將軍石高嶺土礦礦床地質(zhì)特征和控礦因素分析[J].資源信息與工程， 2017， 32（04）： 46-47.

[4]陳大梅，李文瑛，姜澤春，曹秀琴.貴州省高嶺土的物質(zhì)成份和白度影響因素的研究[J].非金屬礦， 1995（03）： 10-12.

[5]彭紅，王正才，張琦昌，趙剛.貴州凱里將軍石高嶺土礦礦床成因及控礦因素分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2018（33）： 41-42.