第１９卷第６期 ２０１０年６月 中 国 矿 业 ＣＨＩＮＡ ＭＩＮＩＮＧ ＭＡＧＡＺＩＮＥ Ｖ０１．１９．ＮＯ．６ Ｊｕｎ ２０１０ 湖南耒阳李家冲高岭土矿矿床地质特征及 其成矿地质条件分析 余小宁 （湖南省地质矿产勘查开发局４１７队，湖南衡阳４２１００１） 摘要：湖南耒阳李家冲片状高岭土矿产于侏罗系陆相砂岩建造中，为风化残积砂质高岭土矿；本 文研究了该矿床的地质特征，分析了矿区特殊的构造、矿源层、地形地貌及有利的风化作用，阐明了矿 床的成矿地质条件及其找矿标志。 关键词：高岭土矿床；地质特征；成矿；地质条件 中图分类号：Ｐ６１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４—４０５１（２０１０）Ｏ６—０１０５一Ｏ３ Ａｎａｌｙｓｅ ｏｎ ｄｅｐｏｓｉｔ ｇｅｏｌｏｇｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ａｎｄ ｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｆｌａｋｙ ｋａｏｌｉｎ ｄｅｐｏｓｉｔ ｉｎ Ｌｅｉｙａｎｇ Ｌｉｊｉａｃｈｏｎｇ ｏｆ Ｈｕｎａｎ ＹＵ Ｘｉａｏ ｎｉｎｇ （Ｎｏ．４ １ ７ Ｔｅａｍ ｏｆ Ｈ ｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｇｅｏｌｏｇｙ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｂｕｒｅａｕ， Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｌａｋｙ ｋａｏｌｉｎ ｄｅｐｏｓｉｔ ｉｎ Ｌｅｉｙａｎｇ Ｌｉｊｉａｃｈｏｎｇ ｏｆ Ｈｕｎａｎ ｉｓ ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓａｎｄｙ ｋａｏｌｉｎ ｍｉｎｅ， ｗｈｉｃｈ ｈｏｓｔｅｄ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｉｎ Ｊｕｒａｓｓｉｃ．Ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ；ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｍｉｎｉｎｇ，ｏｒｅ ｓｏｕｒｃｅ ｂｅｄ，ｌａｎｄｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｗｅａｔｈｅｒｉｎｇ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ；ｔｈｅ ｏｒｅ—ｆｏｒｍｉｎｇ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｗｅｒｅ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｋａｏｌｉｎ ｄｅｐｏｓｉｔ；ｇｅｏｌｏｇｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｏｒｅ—ｆｏｒｍｉｎｇ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ 湖南耒阳李家冲高岭土矿探明资源储量达到 大型规模；经轻工造纸工业科学研究所及中南工 业大学进行纸张涂布性能鉴定，该矿矿石质量达 到纸张刮刀涂布高岭土的质量要求，是国内少有 罗系为陆相砂岩建造，也是本区高岭土矿赋矿地 层；白垩系为陆相红色砂页岩建造，分布于本区 北面的衡阳盆地中。 区域构造主要为发育在上古生界地层的强烈 的大型、优质造纸刮刀涂料级片状高岭土矿床。 该矿床的形成和保存，与其特殊的地质条件紧密 相关，本文对此进行了分析。 １成矿地质背景 褶皱和断裂。区内褶皱为回龙山倒转向斜，轴向 北北东，南段仰起，北段伏于衡阳盆地红层之下； 向斜南北长超过４０ｋｍ，东西宽８～２０ｋｍ。断裂构 造以北北东向为主，主要发育于回龙山向斜东西 两翼，规模较大，走向延伸超过２０ｋｍ，多显压扭 性特征；北北西向断裂发育稍差，且规模较小 （图１）。 １．１区域地质简况 矿区位于新华夏系二级沉降带——衡阳盆地 南缘、耒阳一临武南北向构造带北部之回龙山倒转 向斜北端。 区域矿产除涂料级高岭土矿外，尚有陶瓷级 高岭土矿及煤、锰、砂锡等矿产。 １．２矿区地质特征 １．２．１ 地层 区域内主要发育为上古生界及中生界地层， 其中泥盆系、石炭系主要为浅海相碳酸盐岩建造， 二迭系主要为海陆交互相含煤砂页岩建造，出露 于区域南部及东西两侧，构成区内褶皱基底；侏 收稿日期：２０１０—０１—２７ 矿区位于衡阳盆地南缘傍伏源次级盆地中， 出露地层除第四系外，仅有侏罗系下统，其下隐 作者简介：余小宁（１９７１一），地质调查与矿产勘查助理工程师 研究方向：地质调查与勘探。 伏有石炭系中上统壶天群灰岩，二者呈不整合 接触。 １０６ 中国矿业 第１９卷 １．石炭系中上统壶天群；２．侏罗系下统；３．石炭系下 统大塘阶梓门桥段；４．石炭系下统大塘阶测水段；５．石 炭系下统大塘阶石磴子段；６．高岭土矿 图１矿区区域地质图 （１）石炭系中上统壶天群（Ｃ。＋。）：为傍伏源 盆地的基底地层，地表未出露，钻孔见及厚度大 于６０ｍ。岩性为灰色厚层状泥晶灰岩、生物碎屑泥 晶灰岩、灰岩及白云质灰岩，局部见角砾状灰岩。 与上覆侏罗系呈角度不整合接触。 （２）侏罗系下统（Ｊ ）：①下部砂砾岩段（Ｊ ａ） 厚度０￣８０ｍ。岩性为砾岩、砂砾岩、含砾砂岩。该 层局部夹２～２０ｍ厚的似层状或透镜状长石砂岩， 风化后构成高岭土矿。②上部长石砂岩、长石石英 砂岩段（Ｊ ｂ）为本区高岭土矿的主要成矿层位，厚 度为５￣１５０ｍ，局部夹泥页岩；其中长石已风化成 高岭石等粘土矿物，仅局部保留有长石假像。 １．２．２ 构造 矿区地质构造较简单，出露李家冲向、背斜， 其褶皱轴南段走向北西、北段转向北东，整个轴 向长近１０００ｍ；矿区断裂构造不发育。 李家冲向斜：核部出露下侏罗统上部砂岩， 两翼及两端出露下侏罗统下部砂砾岩。该向斜核 部宽缓，两翼地层产状在中段较缓（１５～４０。）， 南、北两段较陡（４０～７０。）；向斜轴中段沉伏，往 北、往南仰起，为成矿提供了有利条件。 李家冲背斜：位于李家冲向斜西侧，向斜轴 往南仰起、往北倾伏；南段核部出露下侏罗统下 部砂砾岩，北段出露下侏罗统上部砂岩；两翼出 露下侏罗统上部砂岩。核部地层产状较平缓，两 翼产状在南段较陡（５０～６Ｏ。）、中段及北段较平缓 （２Ｏ～３０ ）。 区内李家冲向、背斜形成于壶天群灰岩古岩 溶地貌之上，向斜与古岩溶凹地相吻合，背斜与 古溶蚀残留的脊状隆起相吻合。 ２矿床地质特征 ２．１矿体特征 高岭土矿体赋存于侏罗系下统上部（Ｊ ｂ）地 层中（图２），倾角近于水平，呈似层状、透镜状 产出，南北走向折线长９２０ｍ，东西宽８５～３２０ｍ， 平均宽２００ｍ；矿体平均厚度３８．３３ｍ，走向上呈有 规律的渐变，北段厚度多在７０ｍ以上，最厚达 １２７．９９ｍ；南段一般小于３５ｍ，最薄仅２．５２ｍ。 矿区原矿平均Ａｌ Ｏ。为１２．３５ 、Ｆｅｚ０ｓ ０．４４ 、ＴｉＯ ０．４９ ；一６００目粗精矿平均Ａ１２Ｏ。 为２６．１５ 、Ｆｅ２Ｏ３＋ＴｉＯ２ １．３７ 。 ２．２矿石及矿物特征 高岭土矿石呈风化残余砂质、砂泥质、泥质 结构，块状构造；矿物成分为：石英占４５ ～ ７Ｏ ，黏土矿物占２５ ～５５ ，残留长石占３ ～ ５ ，其次含微量电气石、绢云母、锆石、褐铁 矿、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、金红石、白钛矿、 榍石、锐钛矿。 矿石工业类型以砂质高岭土为主，极少量为 软质高岭土。 有用矿物高岭石无色，集合体呈白色，受铁质 污染后显黄、红等不同颜色；显微镜下多见显微鳞 片状、假六方片状，三斜晶系，［ｏｏ１］晶面发育， 片晶小于２ ｍ的占８５ 以上，最大者不超过１０／ｚｍ。 淘洗精矿样电镜鉴定高岭石含量在８Ｏ％～９０ 之间； ３２０目粗精矿样ｘ衍射鉴定高岭石含量在４Ｏ ～ ５５ 之间。 ２．３围岩、夹石特征 矿体直接顶板为残坡积砂质粘土或风化砂岩， 矿体直接底板多为风化砂岩，其次为风化含砾砂 岩或风化砂砾岩。矿体中的夹石为风化砂岩或高 铁高岭土，夹石与矿体的界线不清，一般呈渐变 过渡关系。 ３成矿地质条件分析 ３．１ 构造条件 （１）在晚古生代之后的印支期，区内地层发 生强烈的褶皱、断裂并被持续的抬升，为区内石 炭系地层古岩溶地貌的形成创造了条件。 （２）燕山运动早期，区内抬升转为下降，从 而形成了滂伏源盆地的基本构造格局，并导致含 长石碎屑的沉积。 第６期 余小宁：湖南耒阳李家冲高岭土矿矿床地质特征及其成矿地质条件分析 １０７ 、、 ｌ、 遭登—～～鬻 陵 霹 葫 ；一 图２矿区典型地质剖面图 （３）燕山运动晚期至喜山运动时期，该区再 度抬升，使含长石砂岩、砾岩层褶皱并形成大量 节理、裂隙，为大气降水和地表水下渗、地下水 补迳排提供了良好的条件，促进了岩石的风化。 ３．２成矿母岩条件 （１）高岭土矿的形成要有大量的长石矿物做 基础。本区侏罗系下统长石砂岩、长石石英砂岩 中长石含量达２０ ～４０ ，构成了本区高岭土矿 的主要成矿母岩，为成矿奠定了物质基础。 （２）长石石英砂岩、长石砂岩等岩石硬度较 大，在构造作用下容易产生节理裂隙，为风化作 用的进行提供了条件。 （３）矿体与围岩、夹石中的有用有害成分含 量的变化是渐变的、有规律的，含有害杂质铁、 钛高的夹石其层位一般较固定。横向上Ａｌ ０。含 量在矿体中部高，东、西两侧低，Ｆｅ。Ｏ。、ＴｉＯ 含 量在矿体东部低，西部高；纵向上南部Ａｌ ０。稍 高、Ｆｅ Ｏ。和Ｔｉ０。稍低，北部Ａ１：Ｏ。稍低、Ｆｅ：Ｏ。 和ＴｉＯ 稍高；垂向上Ａｌ ｏ。浅部高、深部低， Ｆｅ ０。、ＴｉＯ 一般在临近矿体顶、底板部位稍高， 矿体中部稍低。总体上矿体Ａ１ Ｏ。含量是南部高 于北部、中部高于边部、浅部高于深部，而 Ｆｅ Ｏ。、ＴｉＯ 含量则是北部高于南部、边部高于中 部。这些反映了成矿母岩成分的变化特点。 ３．３地形地貌条件 （１）傍伏源盆地基底地层为巾、上石炭统灰 岩，由其形成的古岩溶凹地为长石碎屑的沉积、 成岩和成岩后的保存提供了有利的场所。 （２）矿区位于舂陵水与耒水两条近南北向水 系之分水岭部位，对地下水的疏排有利；加上含 矿层之下的古岩溶地貌的存在，使区内地下水径 流强度增大，有利于成矿母岩迅速分解成矿。 （３）有利的地形地貌条件和地下水径流条件， 有效地避免了高岭土矿的次生污染，确保了矿石 质量。 ３．４风化条件 矿区处于温和湿润的亚热带气候区，寒暑分 明，雨量充沛，植被茂密，形成了弱酸性（ｐＨ值 ６．２～６．７）的地下水水介质环境，地下径流使含 长石的砂岩长期遭受弱酸性水的渗滤、淋失和水 解，促进了成矿过程中的脱硅去碱作用，有利于 母岩的解体和高岭土矿的形成。 ４矿床成因及找矿标志分析 矿区片状高岭土矿是由侏罗系长石砂岩、长石 石英砂岩风化而成，矿石基本或部分保留了原岩的 结构构造，局部还能见到少量残留长石，故矿床成 因类型属风化型风化残积亚型片状高岭土矿床。 根据矿区成矿地质条件及矿床形成的规律， 总结归纳找矿标志如下： （１）高岭土矿的自然露头、残坡积层中高岭 土矿石的出现，可作为直接找矿标志。 （２）下侏罗统上部地层的风化产物——风化 砂岩的存在、灰白色并夹有长石砂岩碎块的残坡 积物的出现、地形低缓的低洼地带、褶皱裂隙及 裂隙水发育地段均可作为间接找矿标志。 （３）按照层位，根据沉积岩分带及沉积岩相 分布划定预测区，然后用地质方法或工程揭露 验证。 ５ 结 论 矿区片状高岭土矿属风化型风化残积亚型矿 床，成矿受构造、矿源层、地形地貌及风化作用 四方面因素控制：侏罗系下统长石砂岩、长石石 英砂岩含有大量的长石，构成了区内高岭土矿的 成矿母岩；滂伏源盆地的向斜构造是成矿母岩的 形成和矿体保存的必要条件，构造活动形成的节 理裂隙有利于岩石风化成矿；有利的地形地貌及 地下水动力条件等直接控制了矿石的质量。 ｌ 参考文献 ［１］ 湖南省地质矿产局，湖南省区域地质志［Ｍ３．地质出版 社，１９８８．１２：１０２—２２８． ［２］ 潘春跃，黄可龙，唐有根，等．耒阳高岭土制备刮刀级造 纸涂料ｒＩ］．中南工、ｌ 大学学报，１９９７（２）：２０３—２０４．
