廣西石排沖礦區鉀長石礦地質特征及綜合利用前景

李 志

（廣東省地球物理探礦大隊）

賀州市八步區位于廣西壯族自治區東南部，湘、粵、桂三省的結合部，礦區所在區域屬中低山侵蝕剝蝕地貌，其中探明的石排沖礦區提交鉀長石資源量5 000萬t，臨近沖坪礦區提交鉀長石礦資源量達3.5億t。目前在開采的礦山有2座，各礦區每年開采量接近200萬t。該區域鉀長石礦產資源豐富，且礦產品市場前景廣闊。為進一步開發利用該區礦產資源，本研究結合已有成果，對該礦區鉀長石礦地質特征及綜合利用前景進行分析。

1 區域地質概況

勘查區處于南嶺花崗巖帶的西部，姑婆山巖體中部，巖漿巖分布面積極廣，區域巖漿巖主要為晚侏羅世花崗巖及白堊紀黑云母花崗巖，巖石類型為富鉀鈣堿性花崗巖類，巖石以花崗巖為主，各巖體特征分析如下。

（1）侏羅紀花崗巖（J3γ）。侏羅世花崗巖主要分布于賀州姑婆山地區里松鎮一帶［1-4］。根據巖體間的接觸關系及巖石、結構的變化并參考同位素年齡值劃分為晚侏羅世第一次、晚侏羅世第二次、晚侏羅世第三次。晚侏羅世第一次（J3γH1）主要巖性為中—粗粒斑狀黑云母鉀長花崗巖，巖石具有中—粗?；◢徑Y構，塊狀構造。晚侏羅世第二次（J3γH2）巖性以粗中粒斑狀黑云母二長花崗巖為主，局部為中—細粒（中粒）含角閃石黑云母鉀長花崗巖，巖石具有中粗?；◢徑Y構，斑狀結構，塊狀構造。晚侏羅世第三次（J3γH3）主要巖性為中—粗粒斑狀黑云母鉀長花崗巖和中粗粒斑狀黑云母正長花崗巖，其暗色礦物主要為黑云母，偶見普通角閃石。一般黑云母含量約5%，有的黑云母含量小于3%，即為細粒斑狀二長（或正長）花崗巖。

（2）白堊紀花崗巖（K1ηγ）。白堊紀花崗巖，為分布于官山—日綠山一帶的新路巖體，屬于富含揮發份的淺成侵入體。因此其巖石主要礦物的含量及結構特征變化都較大，主要巖性為中—細粒斑狀黑云母二長花崗巖、中—細粒斑狀黑云母鉀長花崗巖。斑晶成分主要為鉀長石（少量斜長石、石英），斑晶粒度為4～10 mm，含量為5%～20%?；|粒度由細粒向微粒過渡，巖石呈多斑狀結構或潛基連斑結構時即為花崗斑巖［2］。

2 礦區與礦體地質特征

2.1 地層

礦區屬姑婆山復式巖體中里松巖體的一部分，除地表不規則分布的第四系之外，基本無其他沉積地層出露。第四系由沖、洪積物和殘坡積層組成，沖、洪積物由砂礫石、亞砂土、亞黏土等組成；殘坡積層為紅色、棕紅色、褐紅色、棕黃色亞黏土及黏土夾角礫組成，局部有少量巖塊及碎石堆積。

2.2 巖漿巖

礦區全為巖漿巖分布，主要出露晚侏羅世斑狀黑云母鉀長花崗巖，巖石類型為富鉀長石花崗巖類，據區調資料，該期次巖體Rb-Sr同位素測年為148～164 Ma。根據巖體巖性、結構并參考同位素年齡值劃分為晚侏羅世第一次（J3γH1）。

晚侏羅世第一次斑狀黑云母鉀長花崗巖（J3γH1）分布全礦區，巖性為中—粗粒斑狀黑云母鉀長花崗巖，呈淺灰白色、淺肉紅色，具有似斑狀結構、中—粗?；◢徑Y構，塊狀構造。斑晶主要為鉀長石，大小為2～50 mm，斑晶含量為30%～40%，局部高達50%以上?；|具有顯晶質、中粗?；◢徑Y構，主要礦物為鉀長石、斜長石、石英、黑云母等。鉀長石半自形板狀，微斜條紋長石，格子狀雙晶，含量約40%。斜長石半自形板狀，聚片雙晶，含量約23%。石英他形，粒狀，連晶，含量約20%。黑云母片狀，含量約7%。礦物粒度多為1.5～30 mm，石英、黑云母多呈聚晶團粒狀。副礦物有角閃石、鋯石、白云母等。

2.3 風化殼特征

礦區花崗巖風化強烈，地表常形成厚度為0～50 m風化殼。礦區通過175個巖心鉆孔、120個剝土工程及大量的民采露頭揭露，根據巖石風化程度不同，將礦區花崗巖風化殼劃分為坡殘積層、全風化層、強風化層、中風化層和微風化層。礦區主要分布斑狀黑云母鉀長花崗巖風化殼，風化殼厚度為0～50 m，其厚度受地形起伏及風化程度影響。礦區西側地勢高地帶風化程度低，風化殼厚度相對薄，東側地勢平緩，風化殼厚度大；風化程度越強，花崗巖風化越完全則完整性越差，形成全風化層；風化程度弱則花崗巖保留越完整，則為半風化、微風化層；礦體主要分布在斑狀黑云母鉀長花崗巖強風化層，由松散斑晶組成，原巖結構清楚，巖石松散-半松散狀，礦體厚度與強風化層厚度呈正相關，多隨地形起伏呈平緩波浪狀分布。

2.4 礦體特征

礦區內斑狀黑云母鉀長花崗巖經風化作用常形成厚度不等的風化殼，厚度一般為0～50 m，局部可達60 m左右。風化層從上到下依次為坡殘積層、全風化層、強風化層、半風化層和微風化層，其特征見表1。

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礦體形態受地形起伏控制明顯，多呈波浪狀、似層狀、透鏡狀賦存于晚侏羅世斑狀黑云母鉀長花崗巖風化殼中，鉆孔中的礦體頂板為全風化層及殘坡積層，與礦體為逐漸過渡關系，界線不甚清晰，底板則較清楚，底板為中風化斑狀黑云母鉀長花崗巖，標志明顯，頂底呈板波狀起伏特征。

3 礦床成因

礦區地處亞熱帶，氣候溫熱潮濕，花崗巖體表面風化強烈，巖石中較易被風化的云母、長石類礦物部分被風化成高嶺土，石英完全析離，呈松散-半松散狀。風化層中風化殘余的鉀長石斑晶、石英砂礫在有利的地形地貌地段，剝蝕作用弱于風化作用，形成了廣泛分布的風化殼。礦區風化鉀長石礦體屬于典型的風化殘余礦床［5-6］。

4 礦石性質及綜合利用前景

4.1 礦石性質

礦區礦石類型為斑狀黑云母鉀長花崗巖風化殼型鉀長石礦物（斑晶），風化疏松塊狀構造，礦物粒徑、品位與其風化殘余程度、淋濾程度有密切關系。為掌握礦石粒度分級與礦石品位、含礦率的關系，為野外地質工作提供技術支持，對礦區7個工程中89件樣品進行了粒級篩分、對應粒級的品位測試。測試結果見表2。

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由表2數據計算可知：7個工程樣品中，鉀長石顆粒＞10 mm粒級平均占比為8.9%，5～10 mm粒級平均占比為13.7%，綜合＞5 mm粒級平均占比為22.6%，說明礦體中粒級越大占比越小，粒級越小占比越大。而當粒徑≥5 mm，其K2O+Na2O含量基本可達工業品位主要指標要求，經可行性研究，確定精礦含礦率為≥25%是經濟的，即礦體中鉀長石顆?！? mm以上粒級的應達到≥25%。

礦石為本區出露的晚侏羅世第一次斑狀黑云母鉀長花崗巖（J3γH1）風化的產物，有用礦物成分主要為鉀長石、次為斜長石，根據鉀長石成礦地質特征及礦石的結構構造特點，礦石類型為風化花崗巖型長石礦。將未經篩分的礦石進行了原礦半定量分析，結果見表3。由表3可知：礦石中鉀的含量K2O較高，Na2O稍低，表明為含鉀長石為主的黑云母鉀長花崗巖。

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對原礦進行篩分，并對篩分后同時滿足粒級≥5 mm、含礦率≥25%的凈礦進行了化學元素分析發現，原礦經篩分可獲得凈礦（+5 mm）產率為31.45%、K2O+Na2O品位為10.67%。雜質Fe2O3品位2.16%較高。

4.2 綜合利用前景

鉀長石材料廣泛用于生產陶瓷制品釉面材料、玻璃制品的添加材料以及電力瓷件，高端鉀長石材料既是高檔陶瓷制品材料，又是手機與電腦顯示屏關鍵材料，還是光伏玻璃和航空發動機制造不可或缺的關鍵性材料。鉀在農業方面更是三大肥料中的莊稼抗倒伏骨架性肥料，需求極為廣泛。我國是世界上最大的陶瓷與玻璃產品生產制造國和消費國，高品質鉀長石材料在高檔陶瓷、汽車、高鐵用擋風玻璃、光伏玻璃制造、電腦手機顯示屏等行業的應用日益廣泛［3-4］。近年來，中低端陶瓷與玻璃制品逐步萎縮，中低端鉀長石材料已經日漸過剩，中高檔產品材料成為暢銷主體，供不應求，高端材料鉀≥12%，白度＞80%以上嚴重依賴［5］。石排沖礦區通過簡單的篩分工藝能使w（K2O+Na2O）達到10.67%，后續通過開展選礦試驗，有望降低雜質含量，提高K2O+Na2O品位，完全可滿足高端陶瓷與高檔玻璃行業需求，并依托良好的地理位置優勢，市場利用前景較好。

5 結語

廣西石排沖礦區為晚侏羅世第一次斑狀黑云母鉀長花崗巖風化作用的產物，通過對該礦區鉀長石礦地質特征及綜合利用前景的分析，認為區內礦體規模較大，礦石品位相對較高，市場前景良好。