趙青友，陸益成

(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第一地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 南京 210041)

0 引言

黃龍山礦區(qū)位于江蘇宜興城南15 km丁蜀鎮(zhèn)黃龍山北部，面積約3 km2。20世紀(jì)60—80年代，黃龍山礦區(qū)及外圍曾多次開展過(guò)普查、詳查及勘探工作(馬鑫貴，1964;過(guò)林森，1983;過(guò)林森，1988;楊德淵等，1987)。20世紀(jì)80年代后，開采活動(dòng)興盛，地表及淺部礦已采掘或破壞殆盡，導(dǎo)致資源的緊缺和價(jià)格不斷上漲，開展老礦區(qū)深部及外圍地質(zhì)找礦工作已成為當(dāng)務(wù)之急。通過(guò)對(duì)江蘇宜興黃龍山陶土礦外圍普查工作，求獲甲泥、紫砂泥礦總資源量1 209．10 萬(wàn) t。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)地層屬于揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)宜興地層小區(qū)。自下而上出露地層有古生界的志留系上統(tǒng)茅山組(S3m)，泥盆系上統(tǒng)五通組(D3w)，石炭系下統(tǒng)金陵組(C1j)、高驪山組(C1g)，石炭系中統(tǒng)黃龍組(C2h)，石炭系上統(tǒng)船山組(C3c)，二疊系下統(tǒng)棲霞組(P1q)、堰橋組(P1y)，二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)和長(zhǎng)興組(P2c)。中生界的三疊系下統(tǒng)下青龍組(T1x)、上青龍組(T1s)，侏羅系上統(tǒng)西橫山組(J3x)和大王山組(J3d)(圖1)。

本區(qū)大地構(gòu)造位于下?lián)P子臺(tái)坳南緣宜興—張渚中段凸起東部。褶皺和斷裂發(fā)育，自南向北有EW向太華山—五通山背斜，NE—NEE向湖 向斜和NE向嵩山—仰峰芥背斜。因受斷層破壞，褶皺保存均不完整。斷裂構(gòu)造主要有近EW向、NE向、NW向3組。其中最重要的斷層有近EW向的南山—白泥場(chǎng)正斷層和NE向的嵩山—石龍頂逆斷層，它們常把地層切割成支離破碎的斷塊。

巖漿巖在宜興市丁蜀鎮(zhèn)黃龍山一帶很少有分布，但在丁蜀鎮(zhèn)附近NW方向，特別是川埠—張渚公路以北地區(qū)，巖漿巖較發(fā)育。主要為燕山晚期的花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖等，巖漿巖多呈脈狀或巖株?duì)町a(chǎn)出，一般為EW向展布，產(chǎn)狀較陡。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2．1 地層

礦區(qū)大部被第四系掩蓋，巖性特征主要由鉆孔揭露，有志留系上統(tǒng)茅山組上段(S3m3)、泥盆系上統(tǒng)五通組(D3w)、石炭系下統(tǒng)金陵組(C1j)、高驪山組(C1g)。

(1)志留系上統(tǒng)茅山組上段(S3m3)。為青灰色、淺灰色細(xì)粒石英砂巖，夾少量青灰色粉砂巖。

圖1 宜興丁蜀地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖

(2)泥盆系上統(tǒng)五通組(D3w)。根據(jù)巖性組合及沉積韻律變化特征，將五通組劃分為3個(gè)巖性段。灰綠色綠泥礦(粉砂質(zhì)黏土巖)，其底部常夾黏土質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖等。下部為灰色、青灰色，中厚層—簿層狀細(xì)粒石英砂巖、細(xì)砂巖、粉砂巖、黏土質(zhì)粉砂巖互層，夾I 2甲泥礦(粉砂質(zhì)黏土巖)，與下伏巖層(D3w2-1)巖性呈漸變關(guān)系。③五通組上段(D3w3)。為灰白色中厚層—厚層狀中細(xì)粒石英砂巖，局部夾黏土質(zhì)粉砂巖透鏡體，微層理發(fā)育，沿層面含泥炭質(zhì)，局部可見斜層理。

(3)石炭系下統(tǒng)金陵組(C1j)。上部為灰色、灰黑色細(xì)砂巖、粉砂巖、黏土質(zhì)粉砂巖，頂部夾簿層碳質(zhì)頁(yè)巖;下部為灰色、深灰色、黏土質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖，微層理發(fā)育。該組地層以深灰色、灰黑色、微層理發(fā)育，層面上富含泥炭質(zhì)，含黃鐵礦化，頂部常夾碳質(zhì)頁(yè)巖為特征。中下部見金陵穹房貝化石。上與高驪山組、下與五通組較易區(qū)分，可以作為該區(qū)地層劃分的標(biāo)志層，與下伏地層呈假整合接觸。

(4)石炭系下統(tǒng)高驪山組(C1g)。該組也是礦區(qū)內(nèi)重要的甲泥礦含礦層位。根據(jù)顏色特征，將其分為上、下2個(gè)巖性段:下段(C1g1)為青灰色，紫紅色粉砂巖、細(xì)砂巖、甲泥礦(局部夾紫砂泥礦)互層，底部有時(shí)為中細(xì)粒石英砂巖，局部含菱鐵礦，與下伏金陵組接觸界線較清楚，為假整合接觸。上段(C1g2)為暗紫紅色夾雜青灰色，黏土質(zhì)粉砂巖與粉砂巖互層，中上部夾紫紅色甲泥礦(粉砂質(zhì)黏土巖)。

2．2 構(gòu)造

礦區(qū)位于湖 盆地中部次一級(jí)斷塊隆起區(qū)。區(qū)內(nèi)褶皺簡(jiǎn)單，大致為向北(NNW—NNE)緩傾斜的單斜構(gòu)造，傾角12°～15°。局部有緩波狀撓曲現(xiàn)象，緩處傾角10°左右，陡處傾角達(dá)20°～30°。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要有近SN向的和近EW向2組，對(duì)礦體有一定的破壞作用(圖2)。

2．2．1 近東西向斷層 F8推測(cè)正斷層:為走向正斷層，推測(cè)走向約 285°，傾向 SSW，∠57°～65°，落差67～124 m。ZK0202孔中斷層角礫巖厚度為3．17 m，導(dǎo)致ZK0202孔所見高驪山組下段(C1g1)上部直接與五通組中段第一層(D3w2-1)下部接觸。

F6正斷層:為走向正斷層，走向約285°，傾向SSW，∠56°～63°，垂直落差60～90 m。鉆孔中局部見斷層角礫巖，裂隙破碎帶厚1．90～4．90 m，地層明顯缺失。

F7正斷層:鉆孔中局部見構(gòu)造角礫巖，斷層走向約285°，傾向 NNE，∠76°～78°。斷距由東向西逐漸變小，東部落差25 m左右，向西延出F2斷層以西即趨尖滅。

圖2 宜興黃龍山礦區(qū)外圍基巖地質(zhì)簡(jiǎn)圖

F3正斷層:為走向正斷層，位于F2斷層南段以西，延長(zhǎng)約400 m，走向約260°，傾向南，∠70°左右，落差15～20 m。

2．2．2 近南北向斷層 F2正斷層:屬橫向正斷層，走向 350°～10°，傾向西，∠58°～87°，延長(zhǎng)大于700 m，南段落差20～35 m，向北斷距逐漸變小，地表數(shù)處形成斷層陡崖，斷層角礫巖厚度很少超過(guò)0.20 m，偶達(dá)2～3 m。推測(cè)F2斷層形成較晚，錯(cuò)斷F6、F7、F8斷層。

2．3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖不發(fā)育，在深部鉆孔中零星可見，均為單工程控制，其接觸面基本平行地層產(chǎn)狀，為平緩脈狀，規(guī)模很小，為燕山晚期的花崗閃長(zhǎng)斑巖。

3 礦床地質(zhì)

3．1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)有五通組中段和高驪山組2個(gè)含礦層位。共圈出大小甲泥礦體(紫紅色、雜色陶土)9個(gè)。在五通組中段含礦層位中有甲泥礦體6個(gè)，主礦體有3個(gè)(Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4)，其中Ⅰ3礦體規(guī)模最大，厚度最穩(wěn)定，其資源量占礦區(qū)總資源量的67.17%(圖3);高驪山組中甲泥礦體有3個(gè)(Ⅱ1、Ⅱ2、Ⅱ3)。主礦體上下尚有平行小礦體，多呈透鏡狀，分布于甲泥礦主礦體間或上下邊部。

圖3 宜興黃龍山礦區(qū)外圍04線地質(zhì)剖面圖

礦體與地層產(chǎn)狀基本平行，呈層狀或似層狀，總體向NNE傾斜，產(chǎn)狀平緩，∠10°～15°，大多在13°左右。礦體走向延長(zhǎng)800 m，傾向延伸110～370 m。主礦體特征見表1。

表1 黃龍山礦區(qū)外圍主礦體特征

五通組中礦體保存較完整，底板標(biāo)高一般在－38．49～ －156．63 m。高驪山組中礦體因 F6斷層抬升等因素，大部已剝蝕殆盡，僅北部可見部分殘留礦體，底板標(biāo)高一般為－35.00～－81.69 m。

紫砂泥礦主要產(chǎn)于Ⅰ3礦體中，在Ⅰ2、Ⅰ4及Ⅱ1、Ⅱ2礦體中也有少量分布。紫砂泥礦在甲泥礦中雖獨(dú)立存在，但延伸不長(zhǎng)，較薄，連續(xù)性較差。

3．2 礦石特征

3．2．1 礦石外觀特征 五通組和高驪山組2個(gè)層位中的甲泥礦、紫砂泥礦，其特征大致相同，均為粉砂質(zhì)黏土巖。自然狀態(tài)下呈塊狀構(gòu)造，常有滑動(dòng)鏡面，硬度小于2.5，水浸泡后能緩慢解體漿化，并具有可塑性;甲泥礦的顏色變化很大，以紫紅、暗紫紅色為主，雜以黑紫色、灰綠色、灰色或暗紫－淺灰綠色花斑，但在橫向或垂向上均無(wú)明顯的變化規(guī)律。

紫砂泥礦有2種相對(duì)穩(wěn)定的外觀特征:一種呈暗紫色，斷面有灰綠色圓形斑點(diǎn)，砂感較明顯;另一種呈褐紫色，色澤均勻、斷面粗糙，含微細(xì)云母。紫砂泥礦常含有0.5～1.0 mm厚的薄層雜質(zhì)，斷面常呈油脂光澤。

顯微鏡下觀察:礦石呈粉砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要由黏土質(zhì)及石英、云母、褐鐵礦等碎屑物組成，黏土質(zhì)粒徑細(xì)小，一般均小于0.002 mm，主要為高嶺石簇礦物組成，質(zhì)量分?jǐn)?shù)55% ～90%;石英呈渾圓—次渾圓狀，少量次棱角狀，粒徑在0.05～0.15 mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)8% ～60%;云母呈鱗片狀分散在細(xì)粒石英中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% ～5%;褐鐵礦呈粉末狀，有時(shí)不均勻地充填在裂隙中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)1% ～8%。

甲泥礦和紫砂泥礦粒度分析結(jié)果見表2。

表2 粒度組成分析

3．2．2 礦石礦物成分 礦石礦物成分肉眼能辨認(rèn)的有石英和云母，另有少量綠泥石、葉蠟石等，通過(guò)巖礦鑒定、差熱、X射線衍射、紅外光譜、透射電鏡等分析測(cè)試可知，礦石的礦物成分如下。

黏土礦物:高嶺石、蒙脫石、伊利石、次有綠泥石、葉蠟石等。碎屑礦物:石英，少量云母、褐鐵礦等。甲泥礦、紫砂泥礦的幾種測(cè)試結(jié)果列于表3。

由表3可知，甲泥礦和紫砂泥礦在礦物成分上無(wú)明顯變化，導(dǎo)致礦石顏色的變化主要是礦石中含鐵礦物(如褐鐵礦、綠泥石等)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不均勻性所致。由圖4可看出，甲泥礦和紫砂泥礦的曲線形態(tài)基本相同，可以說(shuō)明這2種礦石類型在礦物成分上差異不大。

3．2．3 礦石化學(xué)成分 礦區(qū)各礦體Al2O3平均品位18．83% ～26．01%，F(xiàn)e2O3平均品位 3.45% ～7.49%，品位變化不大。主要礦體Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ4品位變化相對(duì)較穩(wěn)定，主礦體化學(xué)成分特征簡(jiǎn)述如下。

(1)Ⅰ2礦體。單工程Al2O3平均品位18.24% ～25.11%，一般在20% ～24%之間，品位變化系數(shù)12.13%;Fe2O3平均品位1.45% ～8.81%，一般在5% ～7%之間，品位變化系數(shù)37.65%。

(2)Ⅰ3礦體。單工程Al2O3平均品位19.85% ～22.72%，一般在21% ～22%之間，品位變化系數(shù)4.16%;Fe2O3平均品位6.69% ～7.64%，一般在7% ～7.5%之間，品位變化系數(shù)4.42%，該礦體的品位變化最小。

(3)Ⅰ4礦體。單工程Al2O3平均品位18.42% ～22.93%，一般在19% ～23%之間，品位變化系數(shù)9.20%;Fe2O3平均品位4.78% ～7.10%，一般在5% ～7%之間，品位變化系數(shù)13.05%。

表3 礦石礦物成分測(cè)試結(jié)果

圖4 差熱分析、X射線洐射、紅外光譜曲線圖

礦區(qū)2個(gè)含礦層位中9個(gè)礦體不論在橫向還是縱向上，主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均無(wú)明顯的變化規(guī)律。

3．3 礦床成因及紫砂泥形成要素

本礦床產(chǎn)于石炭系下統(tǒng)高驪山組和泥盆系上統(tǒng)五通組中，礦石顏色均以紫紅、暗紫色為主，雜以青灰、灰綠、灰等，反映當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境為濕熱的氧化環(huán)境。但是，在以紫紅色為基調(diào)又雜以青灰、灰綠、灰等色，說(shuō)明在總的氧化環(huán)境下，時(shí)常出現(xiàn)弱的還原環(huán)境。

巖層沿厚度方向粗細(xì)韻律變化頻繁，并不同程度地見到泥礫和植物化石碎片，在中細(xì)粒石英砂巖層面上出現(xiàn)“波痕”，這些都是典型的三角洲－濱海相特征，而其間又都夾有粒度不等的石英砂巖及粉砂巖、細(xì)砂巖?？梢娫谠摰貐^(qū)礦床形成時(shí)的沉積環(huán)境復(fù)雜多變。根據(jù)上述特征，本礦床系三角洲－濱海相沉積型黏土礦床。

紫砂泥礦主要產(chǎn)于泥盆系上統(tǒng)五通組中，石炭系下統(tǒng)高驪山組中也有少量，紫砂泥以紫紅、暗紫色為主，反映當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境為濕熱的氧化環(huán)境。礦石礦物成分中含有葉蠟石，說(shuō)明該地區(qū)礦層沉積后受到了蝕變作用。從區(qū)域地質(zhì)資料上分析，在宜興丁蜀鎮(zhèn)北西方向，特別是川埠—張渚公路以北地區(qū)，巖漿巖較發(fā)育(圖1)，為燕山晚期花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖等，證明有熱液來(lái)源。在黃龍山礦區(qū)以往鉆孔深部也見到了小巖體。

4 結(jié)論

通過(guò)上述礦床地質(zhì)特征及成因等分析，總結(jié)出下列找礦標(biāo)志。

(1)地層標(biāo)志。古生界石炭系下統(tǒng)高驪山組和泥盆系上統(tǒng)五通組中段三角洲－濱海相碎屑巖類是找礦的目標(biāo)地層，特別是泥盆系上統(tǒng)五通組中段是尋找紫砂泥礦的主要目標(biāo)地層。

(2)構(gòu)造標(biāo)志。向斜盆地四周邊部及中部次一級(jí)隆起區(qū)，斷裂構(gòu)造簡(jiǎn)單，礦體保存完整，且埋藏淺，這些部位是找礦的有利地段。

(3)巖漿活動(dòng)標(biāo)志。附近或深部要有巖漿活動(dòng)，為礦石蝕變優(yōu)化組合提供能源。

(4)蝕變標(biāo)志。葉蠟石化、圍巖輕度角巖化，特別是葉蠟石化是尋找優(yōu)質(zhì)紫砂泥礦的特征標(biāo)志。

過(guò)林森．1983．江蘇省宜興縣南山陶土礦區(qū)勘探地質(zhì)報(bào)告［R］．江蘇溧陽(yáng):江蘇省地礦局第二地質(zhì)大隊(duì)．

過(guò)林森．1988．江蘇省宜興縣黃龍村陶土礦區(qū)勘探地質(zhì)報(bào)告［R］．江蘇溧陽(yáng):江蘇省地礦局第二地質(zhì)大隊(duì)．

馬鑫貴．1964．江蘇省宜興縣白泥山、南山陶土地質(zhì)普查總結(jié)報(bào)告［R］．江蘇連云港:江蘇省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)．

任敖培．1987．江蘇省宜興縣柏山陶土(嫩泥)礦區(qū)詳查普查地質(zhì)報(bào)告［R］．江蘇無(wú)錫:江蘇省宜興陶瓷公司地質(zhì)隊(duì)．

單靜康．1984．江蘇省宜興縣平園陶土礦區(qū)地質(zhì)普查小結(jié)［R］．江蘇溧陽(yáng):江蘇省地礦局第二地質(zhì)大隊(duì)．

楊德淵，湯漢松．1987．江蘇省宜興青龍山陶土(甲泥)礦區(qū)普查地質(zhì)報(bào)告［R］．江蘇無(wú)錫:江蘇省宜興陶瓷公司地質(zhì)隊(duì)．

王彥方．1986．江蘇省宜興縣香山嫩泥礦區(qū)西礦段詳查地質(zhì)報(bào)告［R］．江蘇無(wú)錫:江蘇省宜興陶瓷公司地質(zhì)隊(duì)．

王萬(wàn)柏．1988．1∶5萬(wàn)江蘇省宜溧幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告［R］．南京:江蘇省地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)．

趙青友．2007．江蘇省宜興市黃龍山陶土礦外圍普查地質(zhì)報(bào)告［R］．南京:江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局第一地質(zhì)大隊(duì)．

HARBEN P W，ROBERT L BATES R L．1986．非金屬地質(zhì)學(xué)［M］．黃振威，譯．北京:國(guó)家建材局地質(zhì)研究所．