山东省陶瓷土(瓷石)矿资源特征及成矿规律
焦丽香
【摘要】山东省陶瓷土(瓷石)矿区共27个,查明资源储量49316.80万t,占全国总
量的25.54%,排名第二.山东省岩浆型陶瓷土(瓷石)矿床原岩主要为燕山期浅成花岗
斑岩、石英斑岩、细晶岩及霏细岩岩脉、岩盖.火山-沉积型陶瓷土(瓷石)矿床原岩
主要为早白垩世青山群石前庄组陆相火山岩系中的酸性-中酸性流纹质玻璃质火山
碎屑岩和玻璃质熔岩.瓷石矿体与酸性花岗(斑)岩脉紧密相关,蚀变花岗(斑)岩是寻找
瓷石的直接标志.
【期刊名称】《山东国土资源》
【年(卷),期】2019(035)006
【总页数】6页(P33-38)
【关键词】陶瓷土(瓷石);资源特征;成矿规律;山东省
【作者】焦丽香
【作者单位】中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队,山东济南250100
【正文语种】中文
【中图分类】F426.1
1山东省陶瓷土(瓷石)资源概况
1.1资源现状
据2016年《全国矿产资源储量通报》[1],我国查明陶瓷土(瓷石)矿区358个,
查明资源储量(矿石,下同)189490.43万t。山东省查明陶瓷土(瓷石)矿区27个,
查明资源储量49316.80万t[2],占全国总量的25.54%,排名第2(图1)。另有未
上表矿区7个,资源量1885.49万t,合计矿产地34个(表1),资源储量
51202.29万t。经统计,山东省以岩浆岩型陶瓷土矿床为主,查明资源储量占
92.18%,而火山-沉积型矿床占4.32%,其他类型矿床(岩浆热液型/热液蚀变型、
生物化学沉积型、风化残余型)占3.5%。
图12016年各省陶瓷土(瓷石)查明资源量柱状图
山东省陶瓷土(瓷石)资源主要分布在3个成矿亚带和淄博市、沂南县、沂水县和日
照市(表2,图2)。矿石主要组分含量Al2O310.64%~46.62%,
Fe2O3+TiO20.67%~3.03%,K2O+Na2O2.04%~10.75%。总体特点为质量
变化大,含铁钛较高,大部分符合普通陶瓷(包括卫生瓷)的一般工业指标要求
(Al2O3>13%、Fe2O3+TiO2<1%、K2O+Na2O3%~6%)[8],但优质陶瓷土
(瓷石)较少,需从山西大同、安徽介休、福建、江苏、内蒙古、河南等地购入[9]。
2005—2016年,山东省陶瓷土(瓷石)矿保有储量变化平稳(图3),2007—2011
年保有资源量变化也平稳,2011年后逐年上升(矿床编号见表1)。
1.2勘查程度
山东省陶瓷土(瓷石)矿产地34处,按规模划分,大型5处,中型1处,小型28
处。按勘查程度划分,勘探1处,详查9处,普查7处,勘查程度不明的17处,
总体为普查—详查,勘查程度偏低。
表1山东省陶瓷土(瓷石)矿序号矿区名称工作时间矿种查明资源储量/万t规模勘
查程度是否上表1山东省沂南县冯家村矿区瓷石矿2011瓷土8580.8大型详查上
表2山东省沂南县大冯家楼子矿区瓷石矿2013瓷土898.2大型详查上表3山东
省临沂市李官矿区石英砂岩矿、瓷石矿[3]1983-1986瓷石22508大型详查上表4
山东省五莲县仁里矿区瓷石矿1991瓷石113.99中型普查上表5山东省莱芜市香
山矿区瓷石矿(猪石槽矿段)[4]2000瓷石141.08中型普查未上表6山东省淄博市
周村区彭阳瓷石矿[5]1992瓷石150.92中型详查未上表7山东省郯城县大埠岭矿
区瓷石矿2004陶瓷土2311.8大型普查上表8山东省莒县前沟西矿区陶瓷土矿
2006陶瓷土311.00中型普查上表9山东省栖霞市峨山庄矿区陶瓷用凝灰岩矿
2006陶瓷土323.18中型普查上表10山东省安丘市辛庄子矿区瓷石矿2008陶瓷
土162.5中型普查上表11山东省泰安市南店子矿区瓷土矿2010瓷土13.5小型
详查上表12山东省蒙阴县书堂矿区瓷石矿[6]2008瓷石38.1小型普查未上表13
山东省蒙阴县石龙矿区瓷石矿2008瓷石19.0小型详查未上表14山东省沂水县
郑家庄矿区瓷石矿2010瓷石13086.4大型详查上表15山东省诸城市孟家庄子矿
区瓷土(石)矿2012瓷石1653.2大型详查未上表16章丘市文通高岭土矿2003陶
瓷土165.9中型检测上表17淄博市陶土矿部家堰陶土井陶瓷土21.6小型不明上
表18淄博陶土矿马家庄陶土井陶瓷土42.5小型不明上表19淄博市淄川昊胜粘土
矿瓷土61.02小型上表20淄博市淄川富坤粘土矿瓷土101.6中型上表21淄博市
淄川区龙泉镇永盛铝土矿瓷土15.043小型不明上表22淄博市淄川区矾场铝土矿
瓷土75.69小型不明上表23淄博市淄川盛龙粘土矿瓷土99.217小型不明上表24
山东省淄博市大史矿区耐火粘土矿[7]2015陶土95.0小型勘探上表25淄博市博
山区耿家峪粘土矿陶瓷土46.9小型不明上表26沂南县北唐山石材加工厂瓷石矿
瓷土14.89小型不明上表27临沂金景矿业有限责任公司西官庄陶瓷土矿陶瓷土
84.61小型不明上表28沂南县鼎鑫建材有限公司依汶镇土山子东陶瓷土矿陶瓷土
99.7小型不明上表29沂南县鑫元陶瓷有限公司朱家店陶瓷土矿陶瓷土69.9小型
不明上表30沂南县福明源瓷石矿瓷土30.8小型不明上表31临沂市玫尓美陶瓷陶
土52.85小型不明上表32费县永逸高岭土矿陶瓷土22.43小型不明上表33莒南
县泰丰瓷石矿瓷土21.77小型上表34山东省海阳市垛庄矿区瓷石矿2016瓷石
80.2小型详查未上表
图2山东省陶瓷土(瓷石)矿分布图表2山东省陶瓷土(瓷石)主要分布的Ⅳ级成矿亚
带
全国划分及编号省内编号Ⅰ级成矿域Ⅱ级成矿省Ⅲ级成矿带Ⅳ级成矿亚带Ⅰ4滨太
平洋成矿域Ⅱ14华北成矿省Ⅲ65胶东(次级隆起)AuFeMo菱镁矿滑石石墨成矿带
胶莱盆地CuAuPbZn萤石重晶石膨润土成矿亚带(Ⅲ65②)Ⅲ64鲁西(断隆、含淮
北)FeCuAu铝土矿煤金刚石成矿带潍坊临沂FeAu萤石重晶石金刚石成矿亚带
(Ⅲ64①)鲁中地区煤FeAiAu建材、非金属成矿亚带(Ⅲ64②)
图3山东省陶瓷土(瓷石)矿保有资源储量变化图
1.3开发利用程度
经调查统计,山东省34个陶瓷土(瓷石)矿产地中,正在开采矿山1处,正在筹建
矿山3处,停采矿山5处,未开采矿山25处。开采矿山生产规模一般为3万~5
万t/a,年总生产规模为12万~15万t。大多采用露天开采方式,仅有山东省淄
博市大史矿区耐火粘土矿为地下开采。山东陶瓷土(瓷石)主要用于陶瓷工业,陶瓷
企业主要集中在淄博和临沂。总起来说,山东陶瓷土(瓷石)开发利用程度较低。
2陶瓷土(瓷石)矿成矿地质条件
2.1成矿原岩
岩浆型陶瓷土(瓷石)矿床成矿原岩主要为燕山期浅成花岗斑岩、石英斑岩、细晶岩
及霏细岩岩脉、岩盖,常呈群、呈带产出,脉体长数十米至数千米,宽数米至数十
米。岩脉经风化后,浅部瓷土或高岭土呈土状和粉状,其下为半风化块状瓷石。化
学组分以硅高铝低为特点。
火山-沉积型陶瓷土(瓷石)矿床原岩主要为早白垩世青山群石前庄组陆相火山岩系
中的酸性—中酸性流纹质玻璃质火山碎屑岩和玻璃质熔岩。矿床形成的主导因素
是火山喷发作用及蚀变成岩作用[10]。
2.2控矿层位及控矿条件
山东省陶瓷土(瓷石)矿主要控矿层位为中生代燕山期侵入岩和早白垩世青山群石前
庄组。
早白垩世青山期岩浆活动频繁,形成了与火山熔岩、火山碎屑岩有关的非金属矿火
山-沉积建造。
早白垩世青山群石前庄组:主要为酸性熔岩和火山碎屑岩,含有陶瓷土(瓷石)、沸
石、膨润土、珍珠岩矿层。
3陶瓷土(瓷石)矿的时空分布规律
3.1成矿时代
山东省陶瓷土(瓷石)的成矿时代有中生代侏罗纪、白垩纪,古生代寒武纪、石炭纪、
二叠纪和新太古代,以中生代为主。中生代主要为岩浆型、岩浆热液型、陆相火山
岩型矿床(火山沉积型)、风化型矿床。石炭纪、二叠纪主要为生物化学沉积型矿床。
3.2与陶瓷土(瓷石)矿有关岩浆岩的成岩时代
与山东省陶瓷土(瓷石)矿有关岩浆岩的成岩时代为中生代和新太古代。
(1)中生代燕山期岩浆岩:燕山期岩浆侵入活动频繁而强烈,分为早、晚2期。
早期:形成于早白垩世之前,呈岩基或岩株产出,以酸偏碱性岩石及基性岩石为主,
属钙碱性岩石系列,绝对年龄为180~135Ma。
晚期:形成于古近纪之前,侵入于白垩系,呈岩基、岩株产出,以中酸性-酸性岩
为主,多呈钙碱性系列。绝对年龄为140~70Ma。霏细岩脉地质年龄为118Ma,
属于燕山晚期的产物。
(2)新太古代岩浆岩[11]:吕梁期傲徕山花岗岩,侵入岩岩体条花峪单元弱片麻状
中粒含黑云二长花岗岩和松山中粒二长花岗岩。傲徕山花岗岩为上地壳物质重熔形
成的岩浆结晶分异作用,属壳源重熔型花岗岩类。其同位素年龄大多在2450~
2560Ma[12]。
3.3空间分布
山东省陶瓷土主要赋存于白垩纪苍山序列于山单元,新太古代松山单元和条花峪单
元;白垩纪青山群、大盛群和莱阳组,侏罗纪坊子组及石炭—二叠纪月门沟群。
(1)霏细岩脉中:瓷石矿体为超浅成中酸性侵入岩。地表出露的霏细岩脉为直接找
矿标志[12]。
(2)白垩纪苍山序列于山单元:斑状、少斑状二长花岗斑岩为赋矿岩体。
(3)新太古代松山单元和条花峪单元:松山单元中粒二长花岗岩和条花峪单元弱片
麻状中粒含黑云二长花岗岩为赋矿岩体。
(4)白垩纪青山群石前庄组:是一套中酸性流纹岩-凝灰岩组合,有4个岩性层:灰
白—灰红色流纹岩层、角砾凝灰岩层、凝灰岩层和角砾熔岩层,其中角砾凝灰岩
层、凝灰岩层是重点的成矿层位。
(5)白垩纪大盛群大土岭组:安山岩、安山质火山碎屑岩为主要赋矿层位。
(6)白垩纪莱阳群:上段主要为暗紫色巨砾岩、砾岩;下段为中粒长石砂岩、砂砾岩、
页岩、泥岩,是—套河湖相沉积的碎屑岩。侏罗纪莱阳组上段地层为赋矿层位。
(7)石炭-二叠纪月门沟群[13]:月门沟群本溪组:下部为紫色页岩,其上为灰白色
“G”层铝土矿,再上为砂页岩互层夹薄层灰岩,更上为深灰色含燧石结核灰岩。
顶部为炭质页岩夹薄层泥质灰岩及砂页岩与薄层煤层。月门沟群本溪组下部为主要
赋矿层位。
4矿床成矿模式及找矿方向
4.1成矿模式
4.1.1火山-沉积型陶瓷土(瓷石)矿床
典型矿床:郯城县大埠岭陶瓷土矿床特征[注]山东省第七地质矿产勘查院,山东省
郯城县大埠岭矿区陶瓷土矿普查报告,2004年。
(1)矿床分布位置及特征:大埠岭陶瓷土矿床位于郯城县偏北方向8km,大地构造
位置位于华北板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)沂沭断裂带(Ⅲ)郯城断陷(Ⅳ)郯城凹陷(Ⅴ)。
大埠岭矿床有5个矿体,分布在火山口以北,赋存标高23~60m。矿体呈似层状
产出,除②号矿体外,其他4个矿体均出露地表。产状复杂,由中心向外逐渐变
缓,北冀和东冀发育较好,南冀和西冀保存较差。矿体东西长约200~500m,南
北宽约60~380m,厚度1~39m。各矿体分属不同的喷发旋回,主要岩性为角
砾凝灰岩、凝灰岩。资源量1621.0万t,属大型矿床。
(2)矿床成矿时代:中生代白垩纪,赋矿层位为青山群角砾凝灰岩层、凝灰岩层。
(3)控矿条件:白垩纪初,沂沭断裂带强烈活动,发生左行平移,鲁西地块以伸展
作用为主,形成构造盆地,岩浆沿着张性、张扭性断裂喷出,沉积到盆地中,形成
莱阳群火山岩。随着构造活动的加强,鲁西牵引裂陷盆地强烈张开,沂沭断裂带内
拉分盆地也拉开,岩浆沿着张性断裂迅速爆发,充填盆地,形成青山群火山岩。
大埠岭陶瓷土矿床是典型的中心式火山喷发形成的产物,因喷发强度及喷出物在物
化性质上的差别,形成多韵律的结构模式。矿床控矿因素较为简单,主要为历次火
山喷发的物质成分、强度、沉积环境等。在同一个喷发旋回中,远离火山口的方向,
矿石的质量逐渐变好。
成矿模式:中酸性岩浆沿断裂构造上涌并喷溢到沉积盆地中,由喷发-沉积作用而
形成规模巨大的火山-沉积矿床。成矿物质来源于火山喷发物,成矿作用主要是在
外生沉积作用过程中发生的。陶瓷土矿床主要赋存于火山碎屑岩(以凝灰岩为主)中
(图4),部分赋存于火山岩系中的砂岩、泥质岩以及碳酸盐岩夹层中。矿床为火山
喷发沉积而成,具有多个喷发旋回。
1—流纹岩;2—英安流纹岩;3—角砾熔岩;4—砂岩;5—含砾砂岩;6—凝灰岩;
7—角砾凝灰岩;8—页岩;9—瓷石矿体图4火山-沉积型陶瓷土(瓷石)矿成矿模
式图
4.1.2岩浆型陶瓷土(瓷石)矿床
典型矿床:沂南县大冯家楼子瓷石矿特征[注]山东省地质科学实验研究院,山东省
沂南县大冯家楼子矿区瓷石矿详查报告,2013年。
(1)矿床分布位置及特征:矿床位于沂南县城南偏西约20km。大地构造位于华北
板块(Ⅰ)鲁西隆起区(Ⅱ)鲁中隆起(Ⅲ)马牧池-沂源断隆(Ⅳ)马牧池凸起(V)东南部,
圈定矿体8个。矿体为于山单元二长花岗斑岩,呈脉状、似层状,赋存标高68~
152m,走向1°~29°,倾向E或W,倾角11°~82°。矿体长82~871m,斜深
21.6~235m,厚度7.82~57.62m。矿石主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英,
含少量绢云母、方解石及磁铁矿。主要组分平均含量:Al2O314.89%、
Fe2O3+TiO21.10%。矿体与围岩寒武纪页岩、砂岩和薄层灰岩界线清晰。
(2)矿床成矿时代:为中生代燕山晚期白垩纪。
(3)成矿物质来源:成矿物质来源于燕山晚期于山单元二长花岗斑岩,其岩体中石
英、硅、钾含量增多,暗色矿物和铁、镁、钙含量减少,由细粒结构向斑状结构演
化,与围岩超动侵入,具有浅成岩特点,为岩浆局部热事件的产物。岩浆沿构造薄
弱地带侵入于地壳较高部位而被动就位。
成矿模式:酸性浅成侵入岩——二长花岗斑岩呈脉状,或顺层侵入寒武纪地层中,
形成瓷石矿床(图5)。矿体顶底板围岩主要为寒武纪页岩、砂岩和薄层灰岩,有的
底板为二长花岗斑岩。
1—寒武纪九龙群张夏组下灰岩段;2—寒武纪长清群馒头组洪河段;3—中生代白
垩纪苍山序列于山单元中细粒二长花岗斑岩;4—残坡积层;5—紫红色粉砂质页
岩;6—紫红色粉砂岩;7—灰色砂屑灰岩;8—灰色薄层鲕粒状灰岩;9—二长花
岗岩;10—地质界线及矿层界线;11—瓷石矿体;12—地幔流体;13—地幔;
14—岩浆流体图5岩浆型瓷石矿成矿模式图
4.2找矿方向
山东省地处滨西太平洋成矿域,陶瓷土(瓷石)多数是由酸性浅成火成岩或酸性火山
岩经过热液蚀变和风化作用形成[13]。陶瓷土(瓷石)找矿方向主要有以下几方面:
(1)岩浆型瓷石矿床:大都与燕山晚期酸性岩浆的浅层分异有关[14],所以燕山晚
期酸性岩浆岩是寻找瓷石矿的必要条件,也是找矿的间接标志。蚀变花岗(斑)岩石
是寻找瓷石的直接标志[15]。区域性深断裂带是瓷石矿的定位构造,已知瓷石矿床
的走向延伸方向是寻找新的瓷石矿床的有利部位。代表性矿床有蒙阴县石龙矿区瓷
石矿[16]、沂水县郑家庄矿区瓷石矿、桃花埠瓷石矿床[17]。
(2)火山-沉积型瓷石矿床:主要赋存于早白垩世青山期第Ⅲ火山活动旋回形成的含
矿火山-沉积岩系,即青山群石前庄组中,这套火山-沉积岩系分布区是寻找陶瓷土
矿的有利地区。代表性矿床有郯城县大埠岭矿区瓷石矿、莒县前沟西矿区陶瓷土矿、
诸城市孟家庄子矿区瓷土(石)矿。
(3)风化型瓷土矿床:主要为酸性凝灰岩和酸性浅色脉岩经风化作用而形成的矿床,
因此,酸性凝灰岩和酸性浅色脉岩风化带,是寻找风化型瓷石矿床的有利部位。代
表性矿床有泰安市南店子矿区瓷土矿[18]、栖霞市峨山庄矿区陶瓷用凝灰岩矿。
参考文献:
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