叶蜡石矿床地质

叶蜡石矿床地质勘查与评价~

一、矿床一般工业指标
化学成分：w(Al2O3)16 %,w(SiO2）<75%,w(Fe2O3）<1%。
开采技术条件：可采厚度1～2 m；夹石剔除厚度1～2m。
二、矿床勘探类型及勘探工程间距的要求
由于我国对叶蜡石矿床的地质工作程度普遍低，至今尚未编制叶蜡石矿床的地质勘探规范及规定合理的工业指标，所以，给叶蜡石矿产勘查评价工作带来一定的困难。
叶蜡石矿床的勘探类型，在没有统一划分的情况下，工程间距可根据矿区主矿体的延展、矿体的连续性、厚度变化及构造的复杂程度等地质因素，并联系矿石工业类型及品级复杂情况，综合考虑确定。
现将几个叶蜡石矿区采用的勘探工程间距列表如表8-7，供类比参考。
表8-7 部分叶蜡石矿床勘探工程间距表


从表8-7中可以看出，矿体形态及规模不同，其勘探工程间距也不一样。如上虞梁岙和青田山口两叶蜡石矿床，虽属同一成因类型，矿床地质特征也很相似，但由于矿体规模、稳定程度不同，前者采用了150m ×150m 的工程间距求C级储量，后者则以100m × 100m的网度求C级储量。
总之，勘探工程间距的确定应以多、快、好、省和不漏掉具有工业价值的矿体为原则，无论有无勘探规范，都要从实际出发，不能采用一成不变的工程间距。
三、勘探技术手段的选择与布置要求
叶蜡石矿的勘探工作，地表一般用槽探，深部用钻探，对某些适宜于坑采的矿区，可用少量的斜坑或平坑揭露或圈定矿体。因叶蜡石矿区的围岩蚀变比较发育，因此应考虑在一个矿区内有2～3条主干槽，揭穿矿体围岩蚀变带，以便研究对比。
探矿工程按勘探线形式部署，首先应在已知地段布置地表工程和较稀的勘探钻孔后取得资料，再逐步地沿走向和倾向加密勘探工程。坑探、钻探工程质量要求除分别按照《坑探规程》及《岩心钻探规范》进行外，特别是对作为陶瓷原料的叶蜡石，应严格防止铁质对矿层（体）的污染。
四、采样、样品加工及化验要求
在勘探工程中采取样品时，对不同矿石类型和不同外观特征的叶蜡石矿均应分别采取。在地表工程和露天采场中，一般均用刻槽法采取样品。刻槽规格一般是10cm ×5cm或10cm ×3cm。样长按矿层真厚0.5～1.00 m，在清除风化面上的杂质后刻槽。
钻孔矿心样用半心法，样长一般为1 m。当遇到矿石质量变化时，大于0.5m 又不满l m者应单独取样，小于0.5 m者合并采取。因矿石往往与围岩无明显界线，所以在采样前应将矿心洗净，并在矿体顶底板各采一个边界样，作为固定矿体的依据。
叶蜡石的样品加工按切乔特公式进行，K值取0.2。在加工过程中，为避免混入外来铁质，禁止使用铁质工具加工。
样品的基本分析项目一般为Al2O3,SiO2, Fe2O3等。根据矿石工业用途，可酌情增加分析项目。组合分析项目主要有K2O,Na2O,CaO,MgO等。对已做过基本分析的项目，一般不再列为组合分析项目。
一般用做耐火材料的矿石，应做耐火度的测定。用做填料的叶蜡石矿石，要做白度的测定。用做糖果填料时，还要分析砷等有毒元素的含量。总之，不同工业用途有不同要求分析测试项目就有所不同。
五、矿床地质经济技术评价要点
根据矿床地质特点，对叶蜡石矿床的地质勘查评价工作应注意以下几个方面。
1）目前已知的叶蜡石矿床是小矿多、大中型矿少，矿体形态不甚规则，增加了地质勘查工作的难度。工作时要注意矿体在剖面中的位置及矿体与围岩间的关系，要着重研究控矿构造及其对矿体形态、产状的控制情况，分析历期构造和地表剥蚀对矿体赋存状态的影响，从而找出矿体和矿石质量的纵横变化规律，并从而发现潜伏的矿体和矿体群。对于某些储量很小且分散的小矿床，宜边采边探，既能有利于指导资源开发与保护，又不致花费过多的地质勘查投资。
2）叶蜡石常与高岭石、明矾石、绢云母等矿物伴生在一起，这些伴生矿物有时可在附近单独构成矿体，因此不但要注意它们的综合计价和综合开发利用，还要注意就近找寻伴生矿体。
3）叶蜡石的用途较多，不同的工业部门对矿石要求侧重不同，因此要针对这些不同要求进行相应的实验室测定。除了严格按工业指标圈矿和计算储量外，还要根据矿床实际提出综合利用的可能途径，以期充分合理地利用资源。应注意脉状工艺雕刻用优质叶蜡石矿石的寻找和资源保护工作，充分发挥其宝玉石的资源作用，与此同时，应加强东北及西部地区叶蜡石资源的地质工作，使工业布局逐渐趋于合理。当发现脉状的工艺雕刻用的优质叶蜡石时，要加深对它的勘查工作。

⑴、矿床成因在侏罗纪末期至白垩纪晚期，浙江南部青田地区火山爆发，岩浆从地下喷出地表，形成一种含硅、铝较多的流纹岩。这种流纹岩经过漫长地质时期的多次蚀变，逐渐蚀变为叶蜡石，几我们所说的青田石。可见，浙江青田石矿床属于岩浆喷发成因类型。⑵、矿物成分青田石的矿物成分为叶蜡石。

一、成矿地质条件

叶蜡石在自然界出现广泛，它多与热液活动和变质作用有关，特别是与火山热液活动关系密切。

1. 成矿热液来源、性质及其作用

叶蜡石矿床几乎都是富硅铝岩石被热液交代形成的。与叶蜡石形成相关的热液可以来自以下几个方面: 火山活动产生的气液、侵入岩浆热液、地下水热液及变质热液。由于世界上多数叶蜡石矿床主要赋存于中酸性火山岩以及相应的火山- 沉积岩中，故火山热液与地下水热液相混合后的热液占主导地位。在围岩蚀变过程中，早期常常以火山热液为主，到中晚期则混合热液起主导作用。

气水热液的性状可以通过蚀变围岩及其带状特征反映出来。在火山气液作用下，酸性火山岩次生石英岩化矿物相一般包括刚玉、红柱石、硬水铝石、叶蜡石、石英、高岭石、明矾石、绢云母、黄铁矿等，这种组合说明火山气液 ( 含地下水热液) 温度降低时，气液发生了由强酸性卤素气液—硫酸气液—弱酸性、中性甚至弱碱性至碱性气液的变化过程，但在各矿区，很难见到这种完整的组合顺序，常出现缺失、重复现象，表明气液性质是变化的，从而形成了各种特色的叶蜡石矿床。矿石的主要矿物成分是叶蜡石、石英、高岭石、硬水铝石、绢云母等，这些矿物的生成随气液性状的改变有先后关系，但是从整体来看大致是同时的。而初期的红柱石，刚玉等矿化是高温蚀变作用的产物，其后发生的叶蜡石、硬水铝石，是主矿化作用期的产物，这时的红柱石、刚玉处于不稳定状态。上述蚀变矿化在空间的带状展布特征，显示了气液组分、温度、流动和作用方向的变化，这些变化可以是对称的、不对称的，导致了蚀变产物的有序排列或无序组合形式。

2. 成矿物质的运移

形成叶蜡石矿石的成矿物质大致可分为三种运移情况: ①由热液带来，叠加到围岩内( 围岩被热液带出相应组分) ; ②由于热液的渗透和 pH 值条件的变化，使围岩中的铝质成分迁移再集中; ③淋滤了围岩的硅质成分，使铝质残留下来。

在叶蜡石矿化过程中，围岩中的CaO，MgO，Na₂O，K₂O等减少，而SiO₂，Fe₂O₃，TiO₂，Al₂O₃等成分可分别局部富集。如在矿床上部，SiO₂富集成硅化带;在矿床底部铁富集形成赤铁矿、黄铁矿带;矿床中部铝富集形成刚玉、硬水铝石、叶蜡石、高岭石等。

3.叶蜡石形成的物化条件

在火山活动过程中，富含H₂S，CO₂，SO₂的上升气水热液与氧逸度较高的地下水，在凝灰质页岩层(或其他盖层)以下潜水面以上的地带流动，或在对流循环过程中形成强酸性热液。随着温度的升高，与破碎的及孔隙度发育的中酸性火山岩发生交代作用，淋滤出大量的碱金属，碱土金属及其他组分Fe，Ti，Mn等，H₂O，SO₂等组分进入，SiO₂，Al₂O₃基本不变，或者在条件变化时各自溶解或沉淀。

叶蜡石的形成介质条件为酸—弱酸性。据洛尔1935年通过合成实验证明:叶蜡石生成的热力学条件取决于温度、压力和Al₂O₃与SiO₂的比值。当温度为100℃，压力为(530～540)×9.869×10⁶Pa，Al₂O₃和SiO₂之比为1∶2、1∶4、1∶6时，都可以生成叶蜡石。当温度为400℃，压力为300×9.869×10⁶Pa，Al₂O₃和SiO₂之比为1∶2时，生成为叶蜡石+软水铝石+高岭石;1∶4时，生成叶蜡石;1∶6或1∶10时，则生成叶蜡石+SiO₂。交代化学反应如下:

非金属矿产地质与勘查评价

非金属矿产地质与勘查评价

在变质作用过程中，叶蜡石的形成与粘土质成分有关。叶蜡石的出现可以作为低级变质作用的标志，而在低压或中压类型的中级变质作用条件下，叶蜡石可转变成红柱石或蓝晶石。

二、主要矿床类型及地质特征

根据成矿作用特点，可将叶蜡石矿床分为火山热液型和变质型两大类型。

1. 火山热液型叶蜡石矿床

火山热液型叶蜡石矿床为火山热液交代分解围岩中的长石类矿物，包括火山玻屑，淋滤出部分硅质和钾钠钙镁铁质后，在一定的物理化学条件下使铝相对富集重新结晶而成。由于这类矿床一般都与次生石英岩化作用有关，所以，又叫次生石英岩型叶蜡石矿床，为叶蜡石的最主要矿床类型。它常与和区域断裂相联系的火山带有关。火山穹窿、火山洼地或断陷盆地等火山机构对成矿有明显的控制作用。在火山喷发旋回中，以流纹质或流纹-英安质岩石最有利于叶蜡石的形成，成矿的直接围岩多为凝灰岩和熔结凝灰岩。

矿体为似层状和透镜状，大小不一，长数十至数百米，最长者可达近千米，厚度一般仅数米至数十米，倾角一般较小，规模较大，矿体受岩层层面构造和层间破碎带控制，与围岩产状大致相似。围岩蚀变具有明显的分带现象，自上而下为次生石英岩、叶蜡石矿体或矿化带、硅化和高岭土化火山岩。次生石英岩化越强烈，矿体的规模越大，矿石的质量越好。这一类矿床规模较大，矿石类型多，是叶蜡石工业矿石的主要来源，如福建福州峨嵋，浙江上虞梁岙和青田山口等矿床均属于此种类型。

在热液型叶蜡石矿床中还有少部分热液充填叶蜡石矿脉，由岩石中熔滤出来的硅铝质溶胶体沿裂隙构造的空间沉淀结晶而成，称为热液充填型。矿体主要呈脉状、透镜状和串珠状，一般分布于断裂带的火山碎屑中。矿体与围岩界线较明显，矿体较平直，倾角较陡。矿体规模一般不大，但质量较好，优质雕刻石多属此类，如福州寿山叶蜡石矿床。

目前已发现的叶蜡石矿产地中，90%左右与火山气液作用有关，许多大型、特大型叶蜡石矿床均属此类，如青田山口、泰顺龟湖、上虞梁番、福州峨嵋、福清东仔、闽清白中和巴林哈拉哈达 ( 二阴地) 等。因此，火山气液型是我国最重要的叶蜡石矿床成因类型。

矿床实例 1: 福建峨嵋叶蜡石矿床

福建峨嵋叶蜡石矿床位于闽东沿海火山喷发带中部，寿山－峨嵋沉积盆地东南缘。该区广布中生代火山岩系，断裂构造发育，岩浆活动强烈。矿区地层主要由上侏罗统南园组第四岩性段流纹质火山碎屑岩组成。其中J^4－2₂n灰白色流纹质晶玻屑凝灰岩为主要含矿段。断裂构造发育，成矿前断裂主要有NEE、NW、EW向三组，主要倾向NW，倾角40°～57°，属压扭性质，常被矿体充填交代，是主要的控矿构造。断裂附近岩石破碎，构造角砾岩带发育，在矿体上下盘，均见被叶蜡石胶结和交代的构造角砾，成矿后断裂有NE、NW向两组。侵入岩有英安玢岩，出露零星，充填于成矿后裂隙中。

矿区常见的围岩蚀变有叶蜡石化、硅化、水铝石化、明矾石化、高岭石化及黄铁矿化，前五种与矿化关系密切。蚀变矿物生成顺序大致是:硬水铝石—叶蜡石—次生石英—黄铁矿—明矾石。蚀变在空间上的分布趋势是:水平方向，以叶蜡石矿体为中心，向两侧为硬水铝石化—叶蜡石化—硅化—弱蚀变围岩;垂直方向，自上而下为高岭石化—硅化—叶蜡石化(包括硬水铝石化)—明矾石化、绢云母化—黄铁矿化。各地段发育程度不同，出现缺失或叠加现象。

区内共有17个矿体，其中以Ⅰ号矿体规模较大，矿体赋存于流纹质晶玻屑凝灰岩中，受EW向断裂控制。矿体形态复杂，为似层状、不规则透镜状和脉状。有时矿体内含有叶蜡石化凝灰岩夹层。矿体大者长600m，出露宽度29～111m(平均67m)，向下延伸100～200余米;小者长100～200m，出露宽度7～45m不等，向下延伸一般为数十米，沿走向矿体形态、产状变化较大，分叉、合并、膨胀、收缩以及尖灭再现明显。如Ⅰ号矿体往深部可分为a，b，c，d，e五层，主要为b，c两层，它们又分叉为b₁，b₂及c₁，c₂层。在分叉层之间，有时有明矾石矿体，可供工业利用。

组成矿石的矿物主要为叶蜡石，次有石英、硬水铝石、高岭石，黄铁矿少量。另外见玉髓、金红石、水云母、蓝晶石和矽线石等矿物。根据矿石中的矿物共生组合及其含量划分为五种矿石类型，即叶蜡石、硬水铝石叶蜡石、凝灰质叶蜡石及蜡石质凝灰岩、高岭石叶蜡石、含铁叶蜡石。前三种为主要矿石类型，各类型间常呈渐变过渡关系。

矿石结构常见有细晶状、隐晶状、鳞片状、叶片状、变余状以及残余凝灰结构，分别出现在叶蜡石高岭石、硬水铝石叶蜡石、凝灰质叶蜡石各矿石类型中。矿石构造常见有块状、豹皮状、条纹状、角砾状、残余砾状、姜仁状、脉状(网脉状)、斑点状以及环斑状构造。

矿石质量决定于化学组分及其物理性质。一般Al₂O₃越高，Fe₂O₃，CaO，MgO，K₂O，Na₂O等含量越低，耐火度越高，矿石质量越好。作为耐火材料用，有益组分主要是Al₂O₃，次为TiO₂，SiO₂;有害组分主要是Fe₂O₃，次为钙、镁、钾、钠氧化物。

矿床实例2:浙江上虞梁岙叶蜡石矿床

矿床位于浙江早古生代上虞－政和深断裂带旁，产于断裂盆地的北侧，岩层倾向120°～160°，倾角15°～40°。区内纵向和横向断裂均较发育(图8－1)。含矿岩系为侏罗系上统诸几组a段(相当于磨拉石山组c段)含砾晶屑凝灰岩、火山碎屑岩－火山碎屑沉积岩、球状凝灰岩等。

矿化带赋存于蚀变角砾凝灰岩(J^2a－2₂)与紫、绿色凝灰岩(J^2a－3₃)之间，层位很稳定，沿走向延伸1450m，一般宽为10～20m，延深可至183m。矿化带大致可分为两层矿，在百米范围内可见二者分支、复合等现象。矿体形态较复杂，有似层状，透镜状等。矿石的矿物成分主要为叶蜡石，其次为高岭石、石英、绢云母等。围岩蚀变主要为次生石英岩化、叶蜡石化、高岭土化。属火山热液交代型矿床。

2.变质型叶蜡石矿床

这类矿床产于太古宇—元古宇变质岩系中，具有一定层位。矿体形态常以带状或条带状、似层状、板状、扁透镜状为特征。产状与围岩片理或片麻理一致，且界限清楚。典型实例为浙江常山叶蜡石矿床，为酸性火山熔岩、火山碎屑岩经变质作用所致。受近海陆棚、陆源海盆、风化壳等古地理环境及褶皱－断裂构造的控制。含矿层岩性为石英叶蜡石片岩、叶蜡石石英片岩。原岩为酸性火山熔岩、凝灰岩。工业矿体一般产于上部岩层中，地层层序由上至下为次生石英岩化叶蜡石岩、含砾次生石英岩、叶蜡石次生石英岩、黄铁矿化次生石英岩。

图8－1 浙江上虞梁岙叶蜡石矿区地质略图

三、矿床分布及成矿规律

我国叶蜡石矿床主要分布在浙闽沿海中生代火山岩带内。上虞－政和－大浦－海丰大断裂带控制着燕山期的火山活动。沿此断裂带分布的中生代断陷盆地及火山洼地内，发育有厚大的中生代酸性火山岩系，其中赋存有叶蜡石矿床。上虞、青山、福州、闽清等地的一系列较大的叶蜡石矿床都位于这一带内。主要赋存层位为上侏罗统—下白垩统的磨石山群(浙江)、南园组(福建)、鹅湖岭组(赣东)和中白垩统的朝川组、馆头组(浙江)、石帽山组(福建)。成矿主要围岩多为酸性—中酸性的火山碎屑沉积岩(如凝灰岩)和火山碎屑熔岩、火山熔岩(如凝灰熔岩)。主要成矿作用有热液蚀变作用和区域变质叠加热液蚀变作用，多围绕火山喷发中心、破火山口、火山通道等成群出现。在火山喷发带或火山基底断裂交会处的火山机构环状组合内集中发育，形成矿田、矿带，并沿着火山喷发带呈带状分布，呈现“成群出现、成片集中、成带分布”的特点。

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