矿床成因类型介绍-鄂西煤系高岭土在药用橡胶中的应用研究

2023-11-29 理论教育版权反馈

【摘要】：§1．4矿床成因类型1．4．1成矿控制因素鄂西地区高岭土矿属沉积型矿床，其成矿与二叠纪岩相古地理和古构造环境密切相关。1．4．3找矿标志1．岩相古地理标志建松凹陷为本区一级构造控制单元。

§1．4　矿床成因类型

1．4．1　成矿控制因素

鄂西地区高岭土矿属沉积型矿床，其成矿与二叠纪岩相古地理和古构造环境密切相关。

受加里东运动的影响，鄂西地区在晚古生代基本形成了两个隆起（黄陵隆起、五峰隆起）对峙夹持一个凹陷（建松凹陷）的古构造轮廓，这一古构造格局控制了早二叠世沉积岩相古地理环境。

晚石炭世末，由于云南运动的影响，鄂西地区发生大规模海退，大部分地区变成古陆地，原海湾沉积的晚石炭世碳酸盐岩地层（黄龙组）遭受不同程度的风化剥蚀，在风化表层普遍形成了古岩溶地貌和较薄的古风化壳；早二叠世早期（梁山期）海水由西南复而向原晚石炭世时的海湾浸进，恢复了原有海湾环境和古地理外貌（图1‐12），伴随海水浸入，在古隆起或古陆边缘，大量陆源碎屑物质被带入夷平程度不一的凹陷内，沉积物直接覆盖于原海湾沉积的黄龙组之上，形成了以灰黑色碳质页岩、高岭石黏土岩、石英粉砂岩、砂岩及煤层等沉积组合为主的滨海沼泽相；早二叠世晚期（栖霞期—茅口期）随着北部基底断块的下沉，沉积环境由滨岸带转变为浅海陆棚，形成了大面积的开阔海台地相和浅海陆棚相碳酸盐岩。

由于早二叠世早期沉积直接覆盖于石炭纪黄龙灰岩侵蚀面上，因此含矿岩系（梁山组）的发育程度与黄龙灰岩的古岩溶地形有较大关系，从而影响了本区高岭土矿床的规模、形态、稳定性。一般在岩溶突起处，含矿岩系发育差，厚度变薄，高岭土矿层亦相应变薄甚至尖灭；而在岩溶凹陷部位，含矿岩系发育好，相应高岭土矿床的规模、形态亦较稳定。

图1‐12　仁和坪地区早二叠世早期（梁山期）岩相古地理图

（据邱艳生，1993，湖北省区域地质志，1990）

1.石英砂岩相；2.泥质岩相；3.粉沙泥质岩相；4.含碳质微晶灰岩相；5.生物微晶灰岩相；6.碳质页岩相；7.地层厚度等值线（m）；8.沉积环境界限；9.中基性凝灰岩分布区；10.海浸方向；11.物源方向；12.潮坪；13.泻湖；14.沼泽；15.短暂陆地；16.省界；17.县、市及乡镇

1．4．2　成因类型

鄂西煤系高岭土矿赋存于早二叠世梁山组煤系地层中，属滨海沼泽沉积环境。矿石具典型的泥质结构和粉砂泥质结构。矿石中主要矿物高岭石主要呈隐晶至微晶集合体，含量一般大于90%，含少量碎屑石英、伊利石，植物根茎化石发育。矿石的Al₂O₃/SiO₂比值为0．84～0．85，接近高岭石的理论值（0．85），水解率（［（TiO₂＋Al₂O₃＋Fe₂O₃＋FeO）/SiO₂］＝0．73～0．95）及风化指数值（CIA＝［Al₂O₃/（Al₂O₃＋CaO＋K₂O＋Na₂O）］×100＝95．92～99．76）均较高，反映源区受过比较强烈的化学风化作用。矿石具有明显的高钛特征，钛元素主要以锐钛矿的形式存在，可能反映了成矿物质中有少量基性火山灰的加入。

综合本区高岭土矿的成矿地质地球化学特征，参照刘钦甫等（2002）对煤系高岭土矿的成因分类，本区高岭土矿的成因类型属碎屑沉积型高岭土矿。

1．4．3　找矿标志

1．岩相古地理标志(www.chuimin.cn)

建松凹陷为本区一级构造控制单元。高岭土矿在区域分布上，明显受古构造控制，总体成矿带呈北西向展布，而在建松凹陷中的次一级隆起及凹陷明显控制了富矿地段。两个次级隆起之间夹持的凹陷为成矿的有利部位（图1‐13）。

图1‐13　区域古构造示意图

1．隆起轴；2．凹陷轴；3．断裂；4．二叠系露头线；5．省界

前已述及含矿岩系（梁山组）的发育程度与古岩溶地形有较大关系，表现为含矿岩系厚度与黄龙灰岩厚度互为消长，因此在黄龙灰岩厚度较薄的地段，高岭土矿层的厚度可能较大。

2．层位及岩性标志

下二叠统梁山组是本区高岭土矿的主要赋矿层位，其岩性为砂岩夹高岭石黏土岩、碳质泥岩、煤层及黄铁矿层。该含矿地层发育是高岭土矿发育的先决条件，若该组地层不发育或发育较薄，以及岩石相变或夹持较多的粉砂质岩石时，则高岭土矿层变薄，质量降低，甚至尖灭。

3．露头标志

本区高岭土矿的直接顶板为煤层或碳质页岩（伪顶），高岭土矿层与煤层紧密共生，富煤地段往往也是高岭土矿发育地段。由于下二叠统梁山组煤层（俗称马鞍煤系）是鄂西地区国营或个体煤矿采煤的主要对象，因此若在地表发现采煤的老窿或矿井，结合地层岩性标志，可以将其作为寻找高岭土矿的直接标志。

1．4．4　找矿方向

鄂西煤系硬质高岭土的含矿岩系假整合于石炭系灰岩之上，在空间上与煤共生，其分布受建松凹陷、黄陵隆起等北西向古构造控制，区域上建松凹陷是鄂西煤系硬质高岭土较为发育的地带，而其两侧的五峰和黄陵隆起区相对含矿较差。区域上次一级凹陷控制了高岭土矿的发育程度，麻沙—松宜凹陷区及建始—官店凹陷区是鄂西地区硬质高岭土矿的主要分布区（图1‐14）。鄂西煤系高岭土矿的规模、质量还与其所处的微古构造环境有密切关系，一般来说，沉积厚度大、质量好的硬质高岭土矿大多分布在古陆边缘下的斜坡地带，其沉积环境与煤的沉积环境极其相似。

图1‐14　鄂西下二叠统梁山组含矿岩系沉积期古构造略图（徐立中等，2011）

从区域成矿地质背景及已有硬质高岭土矿的分布规律来看，找矿前景较好的地区主要有五峰仁和坪地区、建始花坪地区、鹤峰太平地区、五峰湾潭‐采花地区、长阳马连地区等。

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