江西省分宜縣湖澤—鳳陽一帶鎂質(zhì)黏土礦礦床地質(zhì)特征與找礦前景

肖軍軍

（江西省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊）

鎂質(zhì)黏土又稱滑石黏土，是指由極細(xì)微的滑石構(gòu)成的黑色黏土。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，鎂質(zhì)黏土的應(yīng)用也越來越廣泛，除可用做傳統(tǒng)的陶瓷原料外，也可用于生產(chǎn)高端鎂質(zhì)瓷、抗菌材料、吸水保水復(fù)合材料等，市場行情不斷向好［1-2］。

在江西、湖南和福建等地區(qū)二疊系小江邊組地層內(nèi)存在大量的鎂質(zhì)黏土礦［3-7］。江西省發(fā)現(xiàn)的鎂質(zhì)黏土礦主要分布在贛中、贛西地區(qū)，如贛中長田坑鎂質(zhì)黏土礦床［3］。目前對贛西地區(qū)的鎂質(zhì)黏土礦研究相對偏少，對礦床成礦地質(zhì)特征等研究程度較低。本次研究結(jié)合在贛西地區(qū)分宜縣湖澤—鳳陽一帶開展的鎂質(zhì)黏土礦地質(zhì)勘查成果，對該地區(qū)鎂質(zhì)黏土礦地質(zhì)特征進(jìn)行歸納總結(jié)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于華夏板塊與揚子板塊拼貼之欽杭結(jié)合帶江西段，萍鄉(xiāng)—樂平坳陷西段袁水復(fù)向斜南翼［8］。區(qū)域內(nèi)晚古生代—中三疊世海陸交互相—淺海碳酸鹽臺地相的沉積巖類地層不整合覆蓋于變質(zhì)基底之上，組成萍樂坳陷，并在其上再疊加晚三疊世—早侏羅世含煤礦碎屑巖和晚白堊世—古近紀(jì)紅層碎屑巖以及第四紀(jì)沉積（圖1）。區(qū)域內(nèi)沉積蓋層變形主要發(fā)生于印支、燕山期，褶皺及多層次推覆、滑脫構(gòu)造等發(fā)育，區(qū)域南東部發(fā)育有鐵坑鳳凰山花崗斑巖侵入體。區(qū)域內(nèi)有鐵、銅、金、銀、煤、石灰?guī)r及鎂質(zhì)黏土等礦產(chǎn)分布。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

研究區(qū)出露地層比較簡單，主要為二疊系中統(tǒng)淺海相碳酸鹽的小江邊組和茅口組沉積巖類，二者為整合接觸關(guān)系。小江邊組巖性主要為灰—灰黑色鈣鎂質(zhì)頁巖等，局部夾有淺黃色鈣鎂質(zhì)頁巖，地層內(nèi)多間夾有數(shù)層薄層狀灰?guī)r、透鏡狀灰?guī)r及少量燧石結(jié)核，在鈣鎂質(zhì)頁巖中富產(chǎn)腕足類等化石，屬淺海相碳酸鹽和細(xì)碎屑沉積，地層厚度為30～140 m。其中鈣鎂質(zhì)頁巖為鎂質(zhì)黏土礦的主要賦存層位［5］。茅口組巖性主要為深灰、灰色中厚層狀生屑泥晶灰?guī)r，偶夾有含燧石結(jié)核灰?guī)r，地層厚度約300 m。此外，研究區(qū)內(nèi)地勢低洼地段分布較多第四系，大部分為農(nóng)田、水塘等覆蓋，主要有黃色亞砂土及砂泥層組成，厚度多在0.5～3 m。

研究區(qū)構(gòu)造主要以白鷺塘—上山背復(fù)背斜為主，總體上背斜核部為小江邊組，核部地層巖性為鈣鎂質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)泥巖等。兩翼為茅口組地層，地層巖性為薄層狀灰?guī)r、透鏡狀灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥（頁）巖。背斜軸跡呈近東西向，南翼產(chǎn)狀為165°～190°∠37°～58°，北翼產(chǎn)狀為310°～330°∠30°～65°，局部地段見有層間褶曲現(xiàn)象。

研究區(qū)南東部發(fā)育有燕山期鐵坑鳳凰山侵入巖體，巖體以西呈不規(guī)則的橢圓狀，向東延伸為一系列的分支脈體，埋深較淺，推測巖體由西向東侵入，巖性為花崗閃長斑巖、花崗斑巖，呈小巖株產(chǎn)出，巖體的侵入使圍巖多產(chǎn)生矽卡巖化、綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化等。巖體的侵入導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)靠近巖體附近的鎂質(zhì)黏土礦發(fā)生輕微的變質(zhì)作用。

3 礦體地質(zhì)特征

研究區(qū)鎂質(zhì)黏土礦體賦存于二疊系小江邊組地層，成礦原巖為鈣鎂質(zhì)頁巖。地表風(fēng)化后呈黏土狀，顏色以淺灰、灰、灰黑色為主，礦體多富含有機(jī)碳質(zhì)，地表碳質(zhì)多被氧化呈灰白色，局部可見星點狀黃鐵礦化，地表受風(fēng)化作用影響，含黃鐵礦化的礦體常呈淺灰黃色。礦體呈弱絲絹光澤，手摸具滑感，礦體形態(tài)較簡單，多呈（似）層狀產(chǎn)出，少部分呈透鏡狀不連續(xù)分布。礦體寬度為20～150 m，一般約40 m，沿走向上變化較大，厚度為2～20 m，地表風(fēng)化程度不均，氧化帶深度一般為2～6.5 m，往深部逐漸過渡為鈣鎂質(zhì)頁巖原巖。鎂質(zhì)黏土礦體多出露于地勢相對低洼地段，近地表風(fēng)化礦體多呈土塊狀，可見淺灰色黏土狀風(fēng)化礦體覆蓋于原巖之上。

4 礦石特征

4.1 結(jié)構(gòu)構(gòu)造

鎂質(zhì)黏土礦以泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、顯微鱗片結(jié)構(gòu)為主，部分殘余生物碎屑結(jié)構(gòu)。風(fēng)化的礦石以黏土狀—土狀構(gòu)造為主；原生礦石多為薄層狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。

4.2 礦物成分

據(jù)研究區(qū)內(nèi)鎂質(zhì)黏土礦體的X射線衍射分析樣結(jié)果（圖2、圖3），鎂質(zhì)黏土主要礦物成分有滑石、石英、磷鋁礦、方解石、黑云母及綠泥石等，且從鈣鎂質(zhì)頁巖原巖→風(fēng)化的鈣鎂質(zhì)頁巖，滑石含量略具有逐漸增加的趨勢。由此可見，鎂質(zhì)黏土礦的風(fēng)化程度愈高，滑石含量愈高。

4.3 化學(xué)成分

本次在研究區(qū)內(nèi)白路塘、失寶山、上山背、桂山4個地區(qū)內(nèi)共采集了276件化學(xué)分析樣，鎂質(zhì)黏土礦SiO2含量為37.16%～68.03%，平均含量為51.25%；Fe2O3含量為0.11%～1.75%，平均含量為0.97%；CaO含量為0.12%～24.33%，平均含量為10.59%；MgO含量為18.05%～30.30%，平均含量為22.35%。1 000℃煅燒白度可達(dá)84.10。

鎂質(zhì)黏土礦的Si O2、MgO、CaO含量具有較好的相關(guān)性（表1）。Si O2與CaO呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)-0.97；SiO2與MgO呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.75；CaO與MgO呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)-0.86。

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總體而言，SiO2含量高，MgO含量亦高，CaO含量則較低；而Si O2含量低，MgO含量亦低，而CaO含量則較高。SiO2、CaO含量波動較大，CaO含量大部分大于10%，部分樣品CaO含量小于1%。

鎂質(zhì)黏土礦體CaO含量不穩(wěn)定，MgO含量變化相對較穩(wěn)定，主要為18.05%～30.30%?？傮w上地表風(fēng)化礦體MgO含量相對深部原生礦體更高，CaO含量相對原生礦體更低（表2）。

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4.4 礦石類型

礦石自然類型屬滑石型鎂質(zhì)黏土，目前鎂質(zhì)黏土礦石一般做為陶瓷用，主要用于生產(chǎn)日用陶瓷、釉面磚和衛(wèi)生瓷等［9］，工業(yè)類型為陶瓷原料用鎂質(zhì)黏土礦。

4.5 礦體圍巖與夾石

研究區(qū)內(nèi)鎂質(zhì)黏土圍巖主要為泥巖及（含生物碎屑）透鏡狀灰?guī)r，總體來看，鎂質(zhì)黏土的頂?shù)装鍨椋ê锼樾迹┩哥R狀灰?guī)r，局部地段頂?shù)装鍨槟鄮r。鎂質(zhì)黏土中偶夾有透鏡狀灰?guī)r。

5 礦床成因分析

研究區(qū)內(nèi)鎂質(zhì)黏土賦存于二疊系小江邊組，從鎂質(zhì)黏土礦的產(chǎn)出特征及礦物組合、化學(xué)成份變化規(guī)律分析，成礦過程推斷如下：富鎂質(zhì)鈣質(zhì)的黏土巖沉積后，經(jīng)埋深、承壓，原始沉積巖中的水不斷釋放出來，經(jīng)地?zé)嵩鰷?，形成熱水溶液，熱水溶液逐漸與原巖的物質(zhì)組分相互作用，形成淺海相沉積的鈣鎂質(zhì)頁巖，頁巖中局部富含有機(jī)碳質(zhì)，在成巖后生作用過程中，受地溫、壓力遞增及地殼運動等因素的影響，部分黏土礦物發(fā)生相變，形成滑石礦物［8］。后期受風(fēng)化淋濾作用，碳質(zhì)多被氧化，近地表原巖中的方解石遭分解，CaO含量明顯減少，地表鎂質(zhì)黏土礦內(nèi)滑石成分相對富集，鎂質(zhì)黏土礦體的分布、厚度主要受地形地貌和風(fēng)化剝蝕程度等控制［10］。研究區(qū)內(nèi)的鎂質(zhì)黏土礦礦床類型屬風(fēng)化殘積型。

此外，由于研究區(qū)內(nèi)部分地段地勢較平坦低洼，水流不暢，不利于風(fēng)化作用的進(jìn)行，導(dǎo)致近地表風(fēng)化淋慮作用不夠強(qiáng)，風(fēng)化后巖石中CaO含量偏高，不利于滑石（鎂質(zhì)黏土）礦富集，從而導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)鎂質(zhì)黏土礦體分布不均勻，部分地段MgO（或滑石）含量偏低。

6 找礦前景探討

贛西地區(qū)二疊系小江邊組地層分布廣泛，小江邊組鈣鎂質(zhì)頁巖為鎂質(zhì)黏土礦成礦原巖，礦體受地層控制。目前區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有多個鎂質(zhì)黏土礦礦床，礦床規(guī)模以中小型為主（表3），根據(jù)近年來研究區(qū)內(nèi)現(xiàn)有鎂質(zhì)黏土資源儲量核實情況，鎂質(zhì)黏土礦產(chǎn)資源豐富，初步預(yù)計鎂質(zhì)黏土礦資源量可達(dá)千萬噸以上。

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鎂質(zhì)黏土（滑石黏土）是傳統(tǒng)的陶瓷原料礦，品位較低的鎂質(zhì)黏土仍可作為陶瓷配料使用。以目前市場行情來看，鎂質(zhì)黏土礦價格已由15～20元/t上漲至35～47元/t，平均售價可達(dá)42元/t。2020年江西省自然資源廳國土資源交易中心在網(wǎng)上公開出讓的江西省蓮花縣院沖鎂質(zhì)黏土礦普查探礦權(quán)，MgO平均含量為23.27%，初步估算出讓區(qū)內(nèi)鎂質(zhì)黏土礦資源量為81.57萬t，該探礦權(quán)最高競拍價高達(dá)1 176萬元。

研究區(qū)內(nèi)鎂質(zhì)黏土礦均易于開采，市場應(yīng)用前景廣闊。研究區(qū)小江邊組地層延伸穩(wěn)定，已知礦點的鎂質(zhì)黏土礦體大多露出地表，地質(zhì)礦化信息較豐富，具有較好的鎂質(zhì)黏土礦成礦地質(zhì)條件，找礦前景較好，鎂質(zhì)黏土礦資源潛力較大。