1. 引言
该区1997年填制和出版了右水幅1/5万地质图及说明书。2017年至2018年勘查单位对该矿区进行了普–详查评价，估算了瓷土/瓷石资源量。
右水瓷土/瓷石矿床在70年代前后有过民采，由于前人对矿区矿石品质及矿床资源量等调查不够，其开发利用价值不明。本文根据矿区最新勘查成果，以矿床地质特征、矿石加工技术性能和矿床开采技术条件为基础，分析了矿床开发利用价值。
2. 矿区地质
矿区位于武夷山隆起带西坡南端，石城–寻乌北北东向深断裂、云霄–上杭北西向构造带交接复合的部位 [1] [2]。矿区地层岩性单一，构造简单，岩浆活动强烈(图1)。
2.1. 地层
由老至新主要有晚元古界寻乌岩组、晚白垩系周田组和第四系联圩组。寻乌岩组主要分布于矿区东部一带，主要岩石类型为片岩，片麻岩和变粒岩。周田组分布于矿区东南角周田红盆地内，分为三个岩相带，即以细碎屑为主的泥岩相，以中等碎屑为主的砂砾岩相和以粗碎屑为主的砾岩相。联圩组分布于矿区内各主要河流两岸和山涧溪流的两侧，呈不规则带状。
2.2. 构造
矿区构造简单，仅见少量的片理褶皱和断裂构造。片理褶皱偶见于寻乌岩组变质岩中。断裂构造见于高圳排与庙背花岗岩体接触带附近，主要为北北西向断裂，呈北西–南东斜贯全区，区内细晶岩脉主要充填于此组断裂中，这组断裂构造为矿区风化型瓷土矿物元素的富集提供了有利的构造条件。
2.3. 岩浆岩
岩浆活动频繁，出露有燕山晚期的高圳排岩体及燕山早期的庙背岩体。
高圳排岩体：广泛分布于矿区的南西部。为水头复式岩体的一部分，岩性主要为细中粒斑状黑云母花岗岩、细(微)粒斑状黑云母花岗岩，分布在水头岩体四周，矿区内的高圳排岩体实属水头岩体的北东侧部分，侵入于庙背岩体中，接触面产状外倾，倾角60˚~75˚，接触面见铁质析出物。在两个岩体的接触带附近发育了2条规模较大的北北西向断层(F1、F2)，断层中充填花岗细晶岩脉。岩体同位素年龄为124百万年(Rb-Sr)法)，时代归属早白垩世。
庙背岩体：岩性主要为中细粒含电气石二云母花岗岩。分布在水头复式岩体的北东边缘，岩体北东部明显侵入寻乌岩组的片岩中，接触界线极不规则，内部见大量片岩、变粒岩残留体和捕虏体，内接触带发育宽窄不一的冷凝边，接触面外倾，倾角40˚~50˚；南西被水头岩体侵入。岩体同位素年龄为151百万年(K-Ar法)，时代归属晚侏罗世。
2.4. 脉岩
矿区细晶岩脉较发育，主要分布于矿区的中部，总体走向北西向，倾向北东，倾角较陡。其中规模较大的有2条，走向延长达1.40千米至4.10千米，宽度约6.87米至7.26米。浅表因风化作用形成瓷土矿，新鲜的细晶岩为瓷石。
1、联圩组；2、周田组；3、寻乌岩组：变粒岩、片岩；4、寻乌岩组：片麻岩；5、高圳排岩体：细中粒斑状黑云母花岗岩、细(微)粒斑状黑云母花岗岩；6、庙背岩体：中细粒含电气石二云母花岗岩；7、矿体及编号；8、断裂；9、地质界线；10、片麻理产状；11、矿区范围；12、钻孔及编号；13、槽探及编号；14、勘探线及编号。
Figure 1. Geological sketch map of Youshui mining area
图1. 右水矿区地质简图
3. 矿床地质
3.1. 矿体特征
瓷土矿是由细晶岩风化而成，新鲜的细晶岩为瓷石矿 [3] [4] [5]。瓷土矿往深部至瓷石矿往往具瓷土–瓷石混合矿层，一般将其归入瓷石矿层。
矿区圈出2个瓷土/瓷石工业矿体，矿体产出于高圳排与庙背花岗岩体接触带附近。瓷土矿分布于细晶岩风化壳内，平面上呈脉状分布，剖面上呈似层状随地形波浪起伏产出。瓷石呈简单脉状分布于瓷土矿层之下。矿体近平行产出，间距约420米至480米，矿体走向北西-南东，倾向北东，倾角较陡，矿体沿走向、倾向略有舒缓波状变曲、膨大缩小的现象。矿体与围岩界线截然明显，局部可见断层泥充填于矿体与围岩的界面上。
V1瓷土矿体：矿体连续性好，矿体内部无夹层夹石，分布较均匀。矿体走向长度4100米，真厚度一般2.07米至15.97米，平均7.26米，变化系数45.21%；Al2O3品位在13.10%至21.06%之间，平均16.66%，变化系数10.78%。矿体浅表有浮土覆盖，表土层厚度一般0米至5.50米，平均1.54米。矿体主要分布在海拔+416米至+267 m之间，矿体底板控制垂直埋深0米至50.36米，平均埋深21.45米，沿倾斜方向控制深度一般为5.80米至55.12米，平均23.48米。
V1瓷石矿体：矿体连续性好，矿体内部夹层夹石少，分布较均匀。矿体走向长度4200米，真厚度一般1.73米至15.97米，平均7.21米，变化系数46.37%；Al2O3品位在12.26%至15.91%之间，平均13.56%，变化系数5.41%。矿体主要分布在海拔+389米至+251.33 m之间，沿倾斜方向控制深度一般为22.30米至60.63米，平均34.39米(图2)。
1、瓷土矿；2、瓷石矿；3、当地侵蚀基准面；4、露天开采底盘界线；5、勘探线及其编号。
Figure 2. Profile of V1 vein in youshui mining area
图2. 右水矿区V1瓷土/瓷石矿体纵剖面图
V2瓷土矿体：工业矿体连续性较好，内部无夹层夹石，分布较均匀。矿体走向长度1450米，真厚度一般1.25米至16.90米，平均6.87米，变化系数58.75%；Al2O3品位在15.51%至19.14%之间，平均16.72%，变化系数6.92%。矿体浅表有浮土覆盖，表土层厚度一般0米至4.50米，平均1.43米。矿体主要分布在海拔+455米至+298 m之间，矿体底板控制垂直埋深3.10米至39.54米，平均埋深16.27米，沿倾斜方向控制深度一般为3.74米至47.70米，平均19.63米。
V2瓷石矿体：工业矿体连续性好，内部夹层夹石少，分布较均匀。矿体走向长度1450米，真厚度一般2.25米至16.90米，平均6.79米，变化系数46.37%；Al2O3品位在12.26%至15.91%之间，平均14.29%，变化系数5.41%。矿体主要分布在海拔+428米至+294.51 m之间，沿倾斜方向控制深度一般为7.10米至72.30米，平均30.30米(图3)。
3.2. 矿石特征
3.2.1. 矿物成分
瓷土：淡黄~灰白色，全风化呈土状，主要由粘土矿物和非粘土矿物组成。粘土矿物主要有高岭石、云母、三水铝石和累托石等 [6]，非粘土矿物主要有石英和长石等。主要矿物成分：石英(33.02%)、高岭石(40.70%)、云母(21.08%)、长石(3.00%)，偶见三水铝石和累托石(图4)。
瓷石：灰白色，呈致密块状，自然白度73.5度~75.5度，主要由结晶矿物(60%)和长英质球粒(40%)组成。结晶矿物成分为石英(42.90%)、云母(29.90%)、长石(16.25%)、高岭石(10.90%)等(图5)。
1、瓷土矿；2、瓷石矿；3、当地侵蚀基准面；4、露天开采底盘界线；5、勘探线及其编号。
Figure 3. Profile of V2 vein in youshui mining area
图3. 右水矿区V2瓷土/瓷石矿体纵剖面图
Figure 4. Photo of highly weathered granulite
图4. 强风化细晶岩(瓷土)照片
Figure 5. Photographs of fresh granulite
图5. 新鲜细晶岩(瓷石)照片
3.2.2. 矿石化学成分
瓷土/瓷石主要有益组分为Al2O3，主要有害组分为Fe2O3和TiO2。矿区瓷土/瓷石原矿样品的化学成分结果(表1)表明，SiO2含量偏高。瓷土Al2O3含量相对于普通砂质瓷土原矿较高、瓷石Al2O3含量接近普通砂质瓷土原矿。瓷土/瓷石在碱土金属含量上，CaO + MgO含量较低；在碱金属含量上，Na2O含量较低，而K2O含量较高。瓷土原矿Fe2O3含量达到0.87%，瓷石原矿Fe2O3含量达到0.65%，同时含有少量的TiO2和MnO，这些着色氧化物(有害组分)会直接导致成瓷后白度降低 [7]。右水瓷土/瓷石原矿如采取有效的磁法除铁和漂白处理，进行选矿加工，可进一步提升其品质 [8] [9] [10] [11] [12]。
Table 1. Table of chemical composition of China clay/China stone
表1. 瓷土/瓷石矿化学成份含量表
3.2.3. 矿石物理性能
X射线衍射分析：瓷土原矿的矿物组成为石英、高岭石、白云母和非晶相。瓷石原矿的矿物组成为石英、高岭石、微斜长石、钠长石、白云母和非晶相。
形貌分析：瓷土原矿的矿物形貌以较多叠片状和少量管状混合结构为主，片的厚度相差不大，边缘形状不规则，高岭土矿物结构紧密，边缘清晰，风化裂隙明显。瓷石原矿的矿物形貌由大小不等颗粒组成，其中有较多微小片状、叠片状混合结构，但和瓷土相比较，这样的混合结构较少。
粒度分析：瓷土和瓷石原矿粒度主要分布于0.2~2 μm之间，含量占比约为73%~74%，瓷土粒度平均值为1.113 μm，瓷石粒度平均值为1.072 μm。瓷土和瓷石主要由微细粒级颗粒组成。
差热/失重分析：右水瓷土原矿在500℃~580℃温度范围内产生一个小的吸热峰，峰值温度为547.7℃，同时伴随有明显的失重现象产生，总的失重量为−1.149%；在960℃~1000℃温度范围内产生一个小的放热峰，峰值温度为989.2℃。右水瓷石原矿在400℃~600℃温度范围内产生一个小的吸热峰，峰值温度为523.8℃，同时伴随有明显的失重现象产生，总的失重量为−0.806%；在980℃~1000℃温度范围内产生一个微弱的放热峰，峰值温度为994.2℃。
右水瓷土/瓷石原矿主要物理性能数据：瓷土原矿与瓷石原矿的自然白度相近，自然白度74%。瓷土烧成白度55.3%，瓷石烧成白度58.9%。瓷土泥料的可塑指数为0.32，可塑水率为29%。瓷土泥料的干烧线收缩率为2.4%，烧成线收缩率为6.97%。瓷土泥料的抗弯强度为0.55 MPa。瓷土的始熔点为1013℃，软化点为1217℃。瓷石的始熔点为957℃，软化点为1166℃。矿区瓷土/瓷石颗粒粒度细且较均匀，未分粒径测定瓷土比重为2.44，瓷石为2.68。
上述数据表明，矿区瓷土/瓷石泥料的可塑指数低，抗弯强度也低。
3.2.4. 成瓷试验
右水瓷土/瓷石原矿可塑性一般、粘性一般、干燥强度较低、干燥收缩较低，玻化温度范围宽(大于200℃)，是适宜传统陶瓷的生产应用原料 [13]。在1310℃还原焰烧成制度下，右水瓷土/瓷石原矿可应用于高档日用陶瓷的生产，使用量以小于等于30%为宜，30%时综合性能最佳。最佳配方 [14] 下的成瓷产品的白度、光泽度、吸水率和抗热震性均达到或优于国家标准GB/T 3532-2009《日用瓷器》日用细瓷一等品的标准要求，可满足高档日用瓷的生产要求。
3.2.5. 矿石结构构造
瓷土/瓷石矿石的结构主要有：花岗细晶结构、球粒结构、交代结构、交代残留结构等。瓷土/瓷石矿石的构造主要有：土状构造、块状构造、定向构造和斑杂构造等。
3.2.6. 矿石类型和品级
矿区瓷土矿石自然类型属细晶岩脉型风化土状矿石，瓷石矿石自然类型属原生块状矿石。按照瓷土、瓷石的不同用途进行分类，瓷土、瓷石矿石工业类型属日用陶瓷用瓷土、日用陶瓷用瓷石。矿区瓷土/瓷石原矿不分品级。
3.3. 围岩蚀变
矿区瓷土/瓷石矿体的围岩主要为高圳排和庙背花岗岩。高圳排和庙背岩体中常见寻乌岩组变质岩(片岩和变粒岩为主)的残留顶盖或捕掳体，片岩和变粒岩也时常成为瓷土/瓷石矿体的围岩。
当矿体围岩为片岩和变粒岩时，未见明显的近矿围岩蚀变。当矿体围岩为花岗岩时，一般在花岗细晶脉的脉侧几厘米至几十厘米的范围内蚀变较强，瓷土/瓷石矿体本身蚀变也较强，远离瓷土/瓷石矿体，花岗岩蚀变相对更弱。主要蚀变有硅化、长石化、云母化、高岭石化、绿泥石化、黄铁矿化、电气石化。
4. 矿床成因、矿化规律及找矿标志
4.1. 矿床成因
矿区瓷土/瓷石矿床的形成经历了漫长的演变过程，大致可划分为三个阶段。一是燕山早期岩浆侵入 [15]，北西向断裂活动改造阶段：本阶段是富含钾长石的庙背花岗岩体的侵入形成时期，伴随规模较大的北西向断裂活动。二是燕山晚期岩浆侵入，细晶岩脉贯入就位阶段：本阶段是水头花岗岩体晚期携带的富含K+、Na+的成矿热液，在与庙背岩体的接触带附近，沿北西向断裂带导入就位，并发生强烈的长石化、云母化、高岭石化等蚀变。三是漫长的风化剥蚀期：寻乌岩组变粒岩、片岩、片麻岩被剥蚀，细晶岩脉出露地表经风化保留了其风化壳，形成瓷土(图6)。
1、寻乌岩组片岩、变粒岩；2、水头花岗岩体；3、庙背花岗岩体；4、瓷土/瓷石矿体及编号；5、高岭土矿体；6、花岗岩风化壳；7、破碎带；8、断层；9、地质界线；10、推测古地形。
Figure 6. Metallogenic model diagram of China clay/China stone
图6. 瓷土/瓷石成矿模式图
4.2. 矿化规律及找矿标志
4.2.1. 矿化规律
根据矿体特征、矿床成因浅析及野外实地观察，可将矿区瓷土/瓷石矿化一般规律，归纳总结如下：
1) 瓷土/瓷石矿体中主要有益组分、有害组分含量与厚度的相关系数小，组分含量与厚度关系不密切，基本无关。
2) 瓷土/瓷石矿体中Al2O3质量分数高低与高岭石含量的关系较密切，总体反映Al2O3质量分数越高，高岭石含量也越高，高岭石化越强。
3) 瓷土/瓷石矿体高岭石化的强度与矿体的形态、产状、围岩性质关系不密切。与矿体本身的矿物组成、化学组分关系密切。当围岩岩性有变化(花岗岩、片岩或变粒岩)时，瓷土/瓷石矿体的Al2O3的含量没有明显的变化。
4) 瓷土/瓷石矿体矿体的规模与容矿构造(断裂)的规模大小密切相关，成矿期断裂规模大小是决定成矿规模大小的重要因素。成矿期断裂规模越大，花岗细晶岩脉(矿体)的就位空间就越大。
5) 矿区瓷土矿是由细晶岩脉风化形成的，细晶岩脉的规模大小是决定瓷土矿床规模大小的前提条件，但同时与细晶岩脉的风化强度，风化壳的保存完好度密切相关。当风化强度越强烈，风化壳保存越完好时，瓷土矿的规模越大，Al2O3的含量越高，高岭石化也越强。当风化越弱时，瓷土矿Al2O3的含量越低，高岭石化也越弱。瓷石矿中的高岭石矿物含量的高低与细晶岩脉自蚀变强度切密相关。
4.2.2. 找矿标志
根据右水矿区、矿床地质特征，总结本区瓷土/瓷石矿找矿标志如下：
1) 细晶岩脉是本区瓷土/瓷石矿最直接的找矿标志。
2) 蚀变较强的燕山期花岗岩是瓷土/瓷土的重要矿质来源，钾长石化、高岭石化、白云化细中粒花岗岩，也是本区瓷土/瓷石矿重要的找矿标志。
3) 北西向断裂发育，为风化作用提供有利的空间条件，也是本区的瓷石导矿容矿构造，是瓷土/瓷石矿重要的找矿标志。
4) 根据成矿母岩特性，其物质来源和化学成份，具富碱贫铁镁组分。
5) 丘陵地貌或山岭低缓地区，相对高差30米~200米，基岩出露少，面型风化壳发育，是本区瓷土找矿的地貌标志。
5. 矿床开发利用价值分析
5.1. 矿床开采技术条件分析
矿区瓷土/瓷石矿体赋存于当地侵蚀基准面之上，瓷土矿风化程度高，表土层薄，瓷土/瓷石矿体厚度较小，花岗岩风化壳厚度中等，矿体和围岩的工程地质条件较好，属稳定或较稳定岩类。故矿山未来开采预计采用露天开采方式。瓷土采用机械开挖法采矿，瓷石采用炸药(药品)爆破法采矿。开拓方式采用公路运输开拓。露天开采边坡安息角小于60度，以45度至55度为宜。采矿台阶高度小于10米，以5米至8米为宜。终了底盘宽度不小于20米，以20米至25米为宜。
5.2. 社会经济效益分析
会昌县右水矿区瓷土/瓷石矿体规模大，矿区之外还有延伸，矿区外围也有较好的资源远景，勘查开发本区瓷土/瓷石矿，将较好地带动当地矿业经济可持续发展，具有良好的社会经济效益。
目前会昌县以销售瓷土原矿为主，瓷石矿使用雷蒙机粉碎成200目的瓷石粉即可出售，主要销往福建省武平县瓷厂和上杭县陶瓷厂，近三年达标的瓷土矿原矿及瓷石粉平均销售价格150元/吨左右。
右水瓷土/瓷石矿适宜露天开采，生产加工工艺简单，生产成本低，主要为运输成本和劳力成本。矿区有省道、高速公路直达福建省武平县约80~100公里，交通便利。会昌县劳力资源充沛，价格低廉。粗略估算，采矿成本约为35元/吨，运输成本约为50元/吨。另外，将资源税等成本纳入开发成本后，右水瓷土/瓷石矿还是有一定的开采盈利空间。
6. 结论
1) 本文对右水瓷土(瓷石)矿床地质特征、矿床成因、成矿规律和找矿标志等进行了研究总结，认为本矿床有较好的资源远景。
2) 该矿床开采技术条件和社会经济效益良好，预计未来矿山以露天方式开采，将有一定的开发利用价值。