煤系地层中高岭土矿床的成因类型及成矿条件的探讨
湖南几种类型高岭土矿床的矿物学特征及成因分析
湖南几种类型高岭土矿床的矿物学特征及成因分析
湖南几种类型高岭土矿床的矿物学特征及成因分析
通过野外实地考察结合化学成分分析、光学显微镜、X-射线衍射及扫描电镜等研究手段,作者对湖南各地高岭土矿床的矿物学特征及其成因的研究表明,湖南高岭土矿床主要有风化残积型、次生淋滤胶体沉积一重结晶型及含煤建造沉积型.风化残积型一般以高岭石为主,部分与埃洛石伴生、次要矿物一般有石英,伊利云母、蒙脱石等,Al2O3含量不高约20%左右,有害成分含量过高;次生淋滤胶体沉积一重结晶矿床以10(A)埃洛石为主,部分为7(A)埃洛石,有害矿物极少,为少见的优质埃洛石型高岭土;沉积型矿床主要以高岭石为主,存在少量的绿泥石,有害物质含量过高.在扫描电镜下后两种矿床的主要高岭石类矿物上有明显的凝胶态物质,作者认为该物质与成因类型有密切关系.
作者：刘小胡张术根 Liu Xiaohu Zhang Shugen 作者单位：刘小胡,Liu Xiaohu(华东有色地质矿产勘查开发院,江苏,南京,210007) 张术根,Zhang Shugen(中南大学地学与环境工程学院,湖南,长沙,410083)
刊名：中国非金属矿工业导刊ISTIC英文刊名：CHINA NON-METALLIC MINING INDUSTRY HERALD 年，卷(期)：2008 ""(1) 分类号：P619.231 P57 关键词：高岭土矿物学成因湖南。
高岭土矿资源矿床分布及类型
一、矿床时空分布及成矿规律中国高岭土矿床类型多,其中风化淋积亚型、热泉蚀变亚型、高岭石粘土岩亚型都能形成规模大而质地优良的高岭土矿,这在世界上是比较少见的,是中国高岭土矿床的特点;各类型高岭土矿床时空分布及成矿规律如下;一风化残积亚型高岭土矿床该类型矿床与大面积中生代燕山期花岗岩及有关脉岩分布区相吻合,在中国南方广泛分布;中国南方大部分地区属于热带和亚热带气候区,年平均温度为15～25℃,年平均降雨量为1 000～2 000mm,干湿气候为母岩的风化淋滤带来良好的条件;从地形上看,风化残积矿床往往保存在丘陵、台地或山间盆地的残丘上,风化深度一般为50m左右,深者可达100m以上;热带和亚热带气候虽然是酸性、中酸性岩强烈风化的非常重要条件,但当仔细研究高岭土矿和岩体的关系时,往往会发现只在岩体边部或在断裂带发育的地区,特别是经过花岗岩自身后期的气化-热液作用下所产生的自变质,或受后期伟晶岩脉及其他脉岩穿插的部位；或发现有绢云母化、纳长石化、硅化或其他热液蚀变作用影响的地带,加上有利风化的气候、雨量、构造、地形等条件,才是寻找该类矿床最有利的地带,也就是说,先期的蚀变作用叠加了后期的风化作用才是最有利的成矿条件;二风化淋积亚型高岭土矿床在川、黔、滇交界处该类型的高岭土矿俗称“叙永石”,产于二叠系乐平统龙潭煤系和早二叠世阳新统茅口灰岩的岩溶侵蚀面间;山西阳泉高岭土矿产于上石炭统本溪组和中奥陶统马家沟灰岩的岩溶发育面之间;苏州阳东淋滤型高岭土矿产于下二叠统栖霞组大理岩化灰岩的岩溶溶洞内;就现有资料看,中国西南各省,特别是川、黔、滇交界处,二叠纪煤系发育地区有广泛分布,也是寻找该矿床的有利地带;该类矿床的上部都有遭受风化的富含黄铁矿的高岭石粘土岩的层位存在,由于地表水及地下水的淋滤活动,以及黄铁矿氧化所形成的酸性水溶液作用于铝硅酸盐矿物母岩生成硅和铝的氧化物溶胶;这些溶胶向下运移,灰岩溶洞部位形成管状的埃洛石沉淀;因此,首先必须有黄铁矿,而且必须遭受风化,矿体之上残留的蜂窝状、炉渣状多孔岩层,即黄铁矿风化后流失的证据,矿层之上有时可见有褐铁矿硬壳铁盘,而且矿层底部灰岩形成岩溶溶洞;使黄铁矿风化和灰岩发育岩溶的有利条件是地层隆起形成背斜;三热液蚀变亚型高岭土矿床该类矿床在中国东部主要与中生代中—晚期火山活动有关;大多数矿床赋存于侏罗系上统的火山岩中;该类型矿床在中国分布较广,主要沿中国东部环太平洋西带和华北地台北缘侏罗纪—白垩纪火山岩带分布;较着名的矿床有江苏苏州观山、浙江瑞安仙岩和松阳峰洞岩、福建德化金竹坑、吉林长白马鹿沟、河北宣化沙岭子等高岭土矿;该类矿床大多赋存于中生代火山岩发育地区,断裂构造和较多的岩脉穿插是有利的成矿因素;蚀变分带明显,坚硬的次生石英岩在地形上形成突起的陡崖;迪开石作为较高温度的蚀变矿物,有时出现在矿床之中；有时高岭土矿与叶蜡石矿、明矾石矿相伴生；有时作为内生金属矿床的外蚀变带存在;中国东部从粤、闽直至辽、吉,以及华北地台北缘是寻找该类矿床的有利地区;四热泉蚀变亚型高岭土矿床该类矿床多与第四纪火山活动及地热活动有关,并多沿断裂带分布,现代火山及地热活动带西起新疆、西藏边陲,沿狮泉河—雅鲁藏布江两侧展布,到日喀则以东向东北方面扩展,再沿怒江、澜沧江、金沙江转向东南;整个青藏高原及横断山区有大量水热区分布廖志杰等,1985；张知非,1985;典型矿床有云南腾冲和西藏羊八井高岭土矿;该类矿床的蚀变分带由强至弱;由热泉出露点向两侧依次为：硅化、明矾石化、高岭土化和泥化泥化即以蒙脱石、绿泥石等粘土矿物为主的蚀变带;热泉周围形成了厚层的以硅华为主的泉华;硫质喷气孔周围有较多的明矾石沉淀;以花岗质砂砾岩为母岩,在热水作用下所进行的碱质淋滤作用,要比常温下风化作用快得多;高岭土及硫、锂、铯、硼皆可为找矿标志;五沉积和沉积风化亚型高岭土矿床该类高岭土矿床多属第三纪或第四纪河、湖、海湾沉积,它们多沉积于断陷盆地、河谷洼地或邻近海湾,时代较老的如第三系吉林水曲柳矿床,沉积于松辽拗陷中部舒兰盆地;时代较新的如广东清远高岭土矿床,沉积于北江下游;福建同安、莆田等地的高岭土,沉积于现代河口、海湾地区;有的属现代沉积,有的属早、晚更新世沉积;这类矿床的物质来源,大多为沉积盆地周围的花岗岩石,遭受风化剥蚀,搬运距离不远,剖面上见水平层理或交错层理,石英颗粒磨圆度低,分选性差,矿石矿物以石英、岭石类矿物为主,它的找矿标志是花岗岩风化壳附近的沉积盆地;因此,东南沿海各省花岗岩类岩浆岩广泛分布,风化强烈,河谷海湾众多,是找矿有利地带;六含煤地层中的高岭石粘土岩亚型高岭土矿床该类矿床的分布有一定层位,常位于沉积旋回的上部,有明显的沉积韵律;中国北方石炭纪—二叠纪煤系中夹有许多层高岭石粘土岩,在山西雁北地区一般厚30～45cm,在内蒙古准格尔旗煤田中厚者可达数米;在山西大同、浑源、怀仁、山阴、朔县；内蒙古乌达、海渤湾；山东新沱；陕西铜川等地石炭纪—二叠纪煤系中都发现了可供工业利用的高岭土岩;过去它们只用作耐火材料,通过最近工艺实验研究,该类高岭土矿床是熔制光学玻璃坩埚的高级耐火材料,在熔模精铸工业中可逐步代替电熔刚玉等昂贵的壳型材料、人工合成莫来石的主要原料;这种高岭石粘土岩硬质粘土常见到的都很薄,厚仅数厘米至10cm,达数米的比较少见,大都用作含煤地层中煤层和岩层的对比体系;在中国北方,凡是石炭纪—二叠纪煤系分布的地区,都有找到高岭石粘土岩型“高岭岩”矿床的可能;据成矿条件,对侏罗纪和第三纪煤系也有必要进行地质找矿工作;二、矿床类型以高岭土矿床成因为基础,根据不同成矿作用所体现的成矿地质、地理条件、矿床规模、矿体形态和赋存特征、矿石物质组分等方面的差异,高岭土矿地质勘探规范将中国高岭土矿床划分为三种类型、六种亚类型;三、典型矿床一风化残积亚型高岭土矿床该类矿床在中国南方广泛分布,是中国目前陶瓷原料的主要来源;湖南衡阳界牌高岭土矿床是该类型的典型矿床,是中国著名的制瓷用高岭土产地之一;该矿床处在衡阳县与衡山县交界地区,由衡山县的望峰、东湖、马迹,衡阳县的界牌、国清、温家坳、坪田丘、小台岭、大力湾、大鹅山、大排岭、江柏堰等一系列矿床组成;这些矿床是沿一条大的断裂带分布,位于燕山早期白石峰二云母花岗岩与前震旦系板溪群五强组凝灰质板岩、泥质粉砂岩的接触带上,在这里见有条纹条带状钠化混合岩、绢云母斜长片麻岩、白云母片岩、石英钠长岩,并有伟晶岩脉穿插,这些遭受了蚀变的岩石,又遭受了强烈的风化,具有明显的风化壳垂直分带,形成了巨大的高岭土矿床;根据方邺森等研究资料1988,条纹条带状钠化混合岩的主要矿物成分是钠长石、钾长石、石英、白云母、并含有少量黑云母,微量副矿物有磷灰石、锆石等;石英钠长岩的主要矿物组分是石英、钠长石、白云母、黑云母,微量副矿物有磷灰石、锆石、石榴子石、电气石;高岭土主要是母岩中各种长石经风化的高岭土化的产物,部分是由白云母转化而成;矿物成分以高岭石、埃洛石、伊利石为主;矿体呈似层状产出,走向北东,倾向北西,倾角30°～40°;矿体厚度上部为25～30m,沿倾向延伸70～150m;逐渐呈楔形尖灭;底板为钠化混合岩,顶板为石英岩;矿体内常见板岩、千枚岩、片岩等残留体;根据高介伍的研究资料1987,界牌高岭土的成矿母岩应为五强溪组变质形成;后期Na、K交代将原岩中的硅质SiO2大量析离带出,Al2O3含量相应提高,给高岭土矿的形成创造了物质前提;后期热液蚀变-云英岩化、黄铁矿化、绢云母化、高岭土化普遍发育,尤其在硅化岩发育地段更为明显,因此,该区高岭土矿成因应为热液蚀变-风化双重作用的结果;二风化淋积亚型高岭土矿床四川叙永埃洛石矿床分布在四川台向斜南缘的叙永台凹内,矿体产于龙潭煤系与茅口灰岩之间的不整合面上;矿区内及其周围的构造主要以平缓的复式背斜为主;埃洛石矿主要分布在背斜轴部和翼部的抬升部位,常出现在海拔较高的山腰;单个矿体为巢状、鸡窝状、漏斗状等,形态复杂;底面受下伏茅口灰岩岩溶溶洞的影响和限制；顶面和龙潭煤系的黄灰、黄棕色含褐铁矿的风化高岭石粘土岩相接触,两者呈渐变关系,向上过渡至半风化的含黄铁矿高岭石粘土岩,单个矿体面积一般为数平方米或数10平方米,厚度变化大,一般0～3m;龙潭组含黄铁矿高岭石粘土岩是叙永式埃洛石矿的主要成矿物质来源;新鲜的含黄铁矿高岭石粘土岩为灰到深灰色,质地致密,顶部常有煤层或煤线;薄煤层下部为灰黑至深褐色的煤矸石,向下为含黄铁矿高岭石粘土岩;新鲜的黄铁矿呈星散状、树枝状、团块状等各种形态;分布在高岭土粘土岩中,分布极不均匀;常局部富集,有时含量高达30%40%;在黄铁矿周围,常含有一些淡绿色的迪开石和高岭石混合的蜡状物;同时还含有少量伊利石、蒙脱石的规则和不规则混层矿物;埃洛石主要分布在风化淋积剖面的下部,矿石在外观上呈各种颜色,主要为白色;其次为浅蓝色、黄白色、黄棕色及杂色;空间分布上,黄棕色矿石主要分布在矿体上部,白色或浅蓝色在下部,常呈似层状,矿体底部常为黑色或黑白相间;各种矿石的主要矿物成分为埃洛石,其次有三水铝石、伊利石、石膏、方解、水锆石英和石英,有时见三羟铝石;叙永式埃洛石矿床的风化淋积剖面,自上而下可划分为五个带：1弱风化淋滤带该带一般出露于地表,呈平缓残丘状;高岭石粘土岩经地表水洗发生退色而呈灰白色;黄铁矿部分氧化,粘土岩出现褐斑;高岭石矿物的结晶度降低;2淋滤氧化带粘土岩疏松,黄铁矿消失,出现较多的褐铁矿,有些形成铁盘,高岭石已部分解体;3淋滤淀积带为叙永式埃洛石的主矿体粘土岩中高岭石消失,该带的埃洛石不由高岭石转变而成,而是通过中间的铝、硅胶体凝聚而成;4淋滤脱硅带形成了三水铝石或三羟铝石,埃洛石脱硅所排出的SiO2在附近沉,形成了次生石英和玉髓;5灰岩风化溶蚀带该带位于岩溶发育面上;它是由含强酸性硫酸溶液的地下水长期对灰岩侵蚀的结果,残留的方解石碎块和粘土物质组成了这层薄的风化残积带,粘土矿物以高岭石、埃洛石、三水铝石和伊利石/蒙脱石混层矿物为特征;该带发育程度控制埃洛石矿体的形态和厚度;这种埃洛石矿体不规则,埋藏深,不便开采,但质地纯净,常为比较纯的10nm埃洛,可用于高压电瓷、高档陶瓷和石油催化等;三热液蚀变亚型高岭土矿床江苏苏州高岭土矿是中国规模最大的高岭土生产基地;主要包括阳西、阳东、观山三大矿区,其中观山高岭土矿床规模又居首位;苏州高岭土矿成矿作用复杂,从而导致提各种不同的成因观点;现以观山高岭土矿床为例,讨论热液蚀变的成矿作用;观山高岭土矿床位于扬子拗陷太湖隆起湖州—苏州断块东缘、木犊短向斜与谭东—光福—通安断裂北东延伸交界处;区内出露地层有：二叠系孤峰堰桥龙潭组砂页岩,二系长兴组—三叠系青龙群灰岩和侏罗系龙王山组火山岩和青龙群—长兴组灰岩及孤峰—龙潭组砂页岩的接触部位;矿区发育北北东、北东向和北西向成矿前断裂,其间普遍有火成岩脉穿插,矿体主要受印支期剥蚀面构造所控制,呈北西向倾斜;矿区内中生代燕山期岩浆活动强烈、频繁,晚侏罗世发育一套以次石英安粗质凝灰岩和凝灰熔岩为主的火山岩,呈岩技状的石英安粗岩在矿区发育,同时石英二长岩和二长花岗岩在矿区局部地区有侵入;侏罗纪以后,又有多期酸性、基性岩脉侵入;矿区内中、低温热液蚀变活动普遍,主要与火山活动后期热液活动有关,晚期岩脉侵入又有叠加蚀变作用;形成各种蚀变矿物组合,蚀变分带特征简述于下;1大理岩化带位于矿体下部,多为矿体的底板,在剥蚀面或破碎带附近常为硅化理岩;2菱铁矿化带呈孤立透镜体断续产于大理岩化带与高岭土化带之间,有时直接为矿体的底板,含少量黄铁矿、菱锰矿、闪锌矿、方解石和石英等;地表处常为褐铁矿;3高岭土化带呈不规则似层状、透镜状或脉状产出,厚度平均为20m;主要矿物为高岭石和埃洛石,少量绢云母、明矾石、黄铁矿、石英;下部因淋滤改造作用形成较多的埃洛石和三水铝石;高岭石有序度较高,常为完好的六方片状,大多在1μm左右,也有较大的蠕虫状叠片;在富水条件下,易生成埃洛石;4明矾石化带常呈继续似层状或透镜状,厚度变化不一,有时与高岭土化带呈互层或合并,主要矿物为明矾石,含高岭石、埃洛石、黄铁矿和石英;5绢云母、硅化带该带为矿体顶板,矿物以次生石英为主,绢云母次之,伴有少黄铁矿、明矾石;局部有少量氯黄晶;该带下部绢云母有所增多,并有少量高岭石;不同蚀变带中,主要特征蚀变矿物分布则具有明显的指带意义;明矾石在高岭土和火山岩中均大量出现,常呈自形菱形晶体,大小在15～20μm之间,以钾明矾石为主,K2O含量可达%,在高岭土中呈团块状或条带状;另一种则呈细粒状产出;四现代热泉蚀变亚型高岭土矿床本亚型矿床典型代表为云南腾冲和西藏羊八井矿;蚀变温度一般不超过200℃,矿石成分常以高岭石、埃洛石、明矾石、蛋白石、石云南腾冲高岭土矿床位于腾冲地热区以热泉为中心约100km2区域内;主要包括硫磺塘、澡塘河、黄瓜菁、襄宋热水塘等数十个泉群,区内出露的地层自下而上为：下古生界高黎贡山群绢云母千枚岩、片岩、片麻岩等变质岩;石炭系勐洪群的泥岩、板岩、含砾杂砂岩、角岩和白云岩组合;上第三系分两个组：南林组为花岗质砂砾岩,砂页岩夹少量煤层,为主要含矿层；芒棒组为灰黑色致密状玄武岩直覆于南林组之上;第四系以火山堆积和河湖相堆积为主;地热区内岩浆活动频繁,持续时间长,从燕山期至近代的整个地史时期,形成了一套由深成—中深成—浅成侵入直至喷出的岩浆旋回;尤其是新生代以来强烈的基性—中性的火山喷发,形成了宏伟壮观的火山地貌和千姿百态的地热景观;区内基底岩石由燕山期花岗岩组成;被南北断裂带切割,以硫磺塘—魁阁坡断裂和杏塘—热水塘断裂为主,近南北向分布;地热区内分布着许多低温、中温、中高温和高温热泉、沸泉、喷气孔等;大都呈东西向和南北向,与区域构造方向一致;热水区水热蚀变强烈,岩石发生硅化、高岭土化和泥化作用,出现了以高岭土矿物为主的一系列中、低温蚀变矿物;除上述表中所列的蚀变矿物外,还出现一些石膏、磷钙铝石、菱磷铝锶石和磷铝铈矿及沸石类矿物;上述蚀变矿物中能指示水热溶液化学性质的主要是pH有以下几种：氧化硅矿物、明矾石、高岭石和迪开石,2∶1型粘土矿物主要为蒙脱石和绿泥石及规则混层矿物;五沉积和沉积-风化亚型高岭土矿床该类矿床其矿石呈泥沙状块体,松软而未压实板结;矿石类型分为软质粘土和砂性高岭土,前者含砂量低,有较多无序高岭石,晶片呈破裂状,矿层透水性差,铁质不易淋滤迁移;一般含铁、钛较高,如广东清源、吉林水曲柳的高岭土矿床属此类,大部作耐火粘土使用;后者大都是含高岭土的长石、石英砂层或砂砾层;透水性好,沉积于盆地之后,又遭受进一步风化淋滤;若有腐殖质造成的酸性还原环境,则可生成结晶度好的片状高岭石,含铁、钛低,白度高,是优质造纸涂料;如广东茂名、广西合浦的高岭土矿床属此类;现以广东茂名高岭土矿床为例叙述如下;广东茂名高岭土矿位于茂名市北郊金塘、山阁、羊角一带;高岭土产于第三纪盆地内;盆地总体为不对称向斜构造,走向北西,盆地下部为下第三系油柑窝组,为一套砂砾岩、砂岩和油页岩沉积,夹褐煤和泥质薄层;厚度为26～116m;其上为上第三系中新统黄牛岭组,为一套砂砾岩、砂岩、砂质粘土夹泥岩沉积;其下部是主要的高岭土含矿层;黄牛岭组厚75～157m;再上为中新统老虎岭组,是一套砂砾岩、泥岩和粘土沉积,其下部含高岭土矿层;这组总厚为450m;高岭土矿层呈层状、似层状产出;出露面积约30km2,含矿层岩性均匀,为含砾长石石英砂岩,长石大部分已转变为高岭石;矿石结构松散、经过淘洗,高岭石很易富集;茂名高岭土矿物以石英和高岭石为主,仅含少量伊利石,不含埃洛石和蒙脱石;原矿中高岭石含量较低,占20%～40%,石英含量约占50%～80%;经过精选,得到小于2μm精土后,石英含量可降至1%以下;淘出精矿中铁、钛含量小于1%,有机质含量一般为%～%;精矿经化学漂白处理,白度可达83%～88%;高岭石粒度细小,自然解理好,叠片状和书册状集合体少见;在-320目的粗精矿中小于2μm 粒级片状高岭土含量可达54%～55%;茂名高岭土矿床的成矿物质来源是盆地周围的片麻岩、混合岩、花岗岩及酸性火山岩;它们在第三纪湿热气候条件下,遭受强烈风化;石英、微斜长石、白云母以及花岗质岩;屑的风化和半风化物质,经河流的短距离搬运,在盆地中沉积下来;这种以长石、石英为主要成分的砂砾层,透水性良好,砂砾层中常夹有煤线和含黄铁矿;砂砾层之上下皆有油页岩、褐煤层;综合来看,是一个富含有机质的酸性还原沉积环境,有机酸有利于铁质的淋滤;这些成矿作用的叠加,就形成粒度细、纯度高,含铁低的片状高岭石的巨大、优质涂布级高岭土矿床;六含煤地层中的高岭石粘土岩亚型矿床典型例子为大同含煤建造沉积型高岭土矿床,为沉积成岩所形成的硬质高岭土又称高岭岩矿床,也是我国北方瓷用和耐火材料用高岭土的重要基地;矿区与大同煤矿一致,位于山西省大同市西南,呈北东-南西向分布,横跨云岗、怀仁、浑源、山阴、平鲁、朔县等地,面积约2 000km2,构造位置属云岗—平鲁构造盆地;结晶基底为太古宇桑干群的变质岩系,上覆自古生代到新生代以来的大部分地层;含矿岩系与含煤岩系完全一致,主要是石炭系上统的太原组,其次是二叠系下统山西组;高岭石矿层与煤层紧密共生图4.22.7,一般为煤层夹矸,并有产于顶底板中者;太原组分布着九层煤,其间夹有11层高岭土;其中：4号矿层在北部的同家梁、口泉一带最为发育,矿层有时分叉和合并,单层厚度一般近1m,最大的厚度可达2m,矿石为粗晶和细晶高岭岩,层位稳定,质量好；5号矿层在煤田中部峙峰山至鹅毛口一带发育,平均厚度,矿石为深灰到黑色的胶状高岭岩,常含少量一水软铝石,故烧失量和Al2O3含量偏高,而SiO2偏低；6号矿层质量好,层位、厚度稳定,分布面积广,从山阴、马营、怀仁、峙峰山、吴家窑直至大同口泉一带均有发现,为本区主要的制瓷高岭土矿层,矿层分两层,上层为细晶高岭石岩俗称黄瓜石,下层为粗晶高岭岩俗称砂石、黑砂石,单层厚度为～；8号矿层广泛分布全区,矿石为胶状高岭石平均厚度,矿石质量好；其余矿层经济意义不大;本区矿石自然类型可分粗晶高岭岩、细晶高岭岩、隐晶质及隐晶质含一水铝石的高岭岩、碎屑状高岭岩等四种;矿石化学成分为硅低铝高型,矿石化学成分见表;其中6号矿层的矿石最接近高岭石的理论值;大同煤田中的高岭土矿,烧成白度高,热稳定性及结合性好,已被许多厂、矿用来生产日用瓷和面砖;雁北陶瓷研究所还用怀仁县峙峰山的粗晶高岭石矿配以石英、长石、滑石、软质粘土,试验生产白度为85%高白瓷;其中高岭石矿石用量坯料为40%,釉料7%～9%;。
中国高岭土矿资源矿床分布及类型.doc
中国高岭土矿资源矿床分布及类型一、矿床时空分布及成矿规律中国高岭土矿床类型多，其中风化淋积亚型、热泉蚀变亚型、高岭石粘土岩亚型都能形成规模大而质地优良的高岭土矿，这在世界上是比较少见的，是中国高岭土矿床的特点。
各类型高岭土矿床时空分布及成矿规律如下。
(一) 风化残积亚型高岭土矿床该类型矿床与大面积中生代(燕山期)花岗岩及有关脉岩分布区相吻合，在中国南方广泛分布。
中国南方大部分地区属于热带和亚热带气候区，年平均温度为15～25℃，年平均降雨量为1 000～2 000mm，干湿气候为母岩的风化淋滤带来良好的条件。
从地形上看，风化残积矿床往往保存在丘陵、台地或山间盆地的残丘上，风化深度一般为50m左右，深者可达100m以上。
热带和亚热带气候虽然是酸性、中酸性岩强烈风化的非常重要条件，但当仔细研究高岭土矿和岩体的关系时，往往会发现只在岩体边部或在断裂带发育的地区，特别是经过花岗岩自身后期的气化-热液作用下所产生的自变质，或受后期伟晶岩脉及其他脉岩穿插的部位；或发现有绢云母化、纳长石化、硅化或其他热液蚀变作用影响的地带，加上有利风化的气候、雨量、构造、地形等条件，才是寻找该类矿床最有利的地带，也就是说，先期的蚀变作用叠加了后期的风化作用才是最有利的成矿条件。
(二) 风化淋积亚型高岭土矿床在川、黔、滇交界处该类型的高岭土矿俗称“叙永石”，产于二叠系乐平统龙潭煤系和早二叠世阳新统茅口灰岩的岩溶侵蚀面间。
山西阳泉高岭土矿产于上石炭统本溪组和中奥陶统马家沟灰岩的岩溶发育面之间。
苏州阳东淋滤型高岭土矿产于下二叠统栖霞组大理岩化灰岩的岩溶溶洞内。
就现有资料看，中国西南各省，特别是川、黔、滇交界处，二叠纪煤系发育地区有广泛分布，也是寻找该矿床的有利地带。
该类矿床的上部都有遭受风化的富含黄铁矿的高岭石粘土岩的层位存在，由于地表水及地下水的淋滤活动，以及黄铁矿氧化所形成的酸性水溶液作用于铝硅酸盐矿物(母岩)生成硅和铝的氧化物溶胶。
新疆高岭土成矿特征及成矿规律简析
西 部 探矿 工程
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新疆 高岭土成矿特征及成矿规律简析
秦 彪
（中国建 筑材 料工 业地 质勘 查 中心 新疆 总 队，新疆 乌 鲁木 齐 ８３００００）
摘 要 ：新疆 高岭土矿资源丰富 ，在 新疆 高岭 土矿 成矿 区带（Ⅳ级 ）中，主要 划分 出１７个成矿远景 区。高岭土矿受沉积作 用的控制。有一定的层位 ，研究认 为中生代 的侏 罗系和新生代的古近 系地层 是 高岭 土矿 的主要 赋矿 层位 。 关 键 词 ：高岭 土矿 ；成矿 特征 ；成 矿规 律 中图分 类 号 ：Ｐ５７５ 文献标 识 码 ：Ａ 文章编 号 ：１００４—５７１６（２０１８）Ｏ８—０１２３－０３
新疆 高岭土矿地理分布 的特点一是分布较广 ，新 疆 的 ｌ４个 地 州 中 的 ９个 ，８８县市 中的 ｌ５个 有 高岭 土矿 分 布 。在 主要 山 系 的山前 地 带均 有 高岭 土 矿分 布 。二 是 矿 点 和资 源储 量 相对 集 中 。高 岭 土矿 主要 分 布 在 阿 尔泰山南缘 、西准噶尔阿拉套 山南坡 、东准噶尔卡拉麦 里 山南 坡 、北 天 山 中段 博 格 达 山北 坡 、伊 犁 盆 地 北 缘 、 北天 山南缘吐鲁番至哈密一 带 、中天 山塔什店山间盆 地 、西南天山南缘一带 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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西 部探 矿工 程
２０１８年 第 ８期
用 ，第 四纪前经受过成岩作用 。新疆主要产于古近系 和新 近 系地 层 中。为 新疆 主 要 成 因类 型 。特征 矿 物 是 无 序 的细 小 浑 圆 或 假 六 方 片状 高 岭 石 、部 分 水 云母 。 一 般用作造纸 、陶瓷 、搪瓷 、橡胶工业原料 。
海相火 山岩型矿床与岩浆侵入 、火 山喷发活动有 关 的低 温 热水 溶 液 作用 于各 种 成 矿原 岩 而形 成 的高 岭 土矿床 。该类型高岭土矿床 的形成 主要受成矿前断裂 构造 和 中酸 『生或 偏碱 性 喷发相 为 主 的岩浆 活动 控制 。 ３ 矿床 特征
内蒙古准格尔煤田煤系高岭土矿产资源评价
内蒙古准格尔煤田煤系高岭土矿产资源评价【摘要】煤系高岭土是中国特有、独具特色的广阔利用前景的重要非金属矿产资源。
煤系高岭土是一种黏土资源，主要运用于陶瓷工业；造纸工业；塑料、橡胶工业；农业、环保。
在这些领域中体现了它不同的经济价值。
本文主要从煤系高岭土成矿地层、分布特征及开发潜力分别进行了介绍。
【关键词】煤系高岭土；成矿地层；分布特征；开发潜力准格尔煤田位于内蒙古自治区鄂尔多斯市的东部，其范围北起东孔兑乡，南至榆树湾村附近，东临黄河，西至6号煤层600m界线。
长50km，宽30km，面积1500km2，已探明储量280亿吨，煤系高岭土概算储量56亿吨。
一、煤系高岭土所谓煤系高岭土是指在煤系地层中，以高岭石为主要矿物成分的高岭石黏土岩，包括块状的硬质高岭岩和软质高岭土。
以往，我国不同地区、不同行业、不同研究者对这类与煤系共伴生的岩石矿产曾使用过许多不同名称，如高岭石粘土岩、粘土质煤矸石、泥质煤矸石、泥矸子、高岭岩夹矸、黑砂石、白砂石，而位于煤层底板的泥岩称作“根土岩”。
为了评价与开发利用的需要，应对这些不同名称进行取舍与规范，给予统一命名。
把凡属于煤系地层中，以高岭石为主要矿物成分的粘土岩、泥岩或黏土都统称为煤系高岭土，这个名称的含义包括块状、坚硬的硬质（水浸泡不能成浆）高岭岩，又包括土状、松散的软质和块状具可塑性的半软质（水浸泡可成浆）高岭土，而硬质高岭岩经初加工（破碎和粉碎）而成的粉体，也称为煤系高岭土。
二、准格尔煤田地质特征（1）含煤地层。
准格尔煤田属晚古生代石炭、二迭纪煤田，同时也赋存多层高岭土矿层。
出露地层由老到新有早古生代的奥陶系、晚古生代的石炭系和二迭系，中生代的三迭系下统及侏罗～白垩系志丹群，新生代的第三系上新统及第四系。
本区含煤地层主要为二迭系下统山西组（p1s），厚约60m，上部为浅灰、灰色粉砂质泥岩、高岭土与各级砂岩互层，下部以浅黄、灰白色厚层长石、石英岩为主，夹高岭土、泥岩及煤层，含1、3、5号煤，属山前平原沉积；石炭系中统太原组（c2t），厚约60m，上部以巨厚的6号煤层为主，其底板为灰黑色粉砂岩、泥岩、高岭土，间接底板中粗砂岩，中部以深灰、灰色泥岩、粉色泥岩、粉砂岩、细砂岩为主，夹8、9号煤层，局部还夹中粗砂岩，煤田南部发育有2层灰岩，下部为灰白色石英粗砂岩，夹深色泥岩及10号煤层，为滨海平原沉积，间有海相沉积。
大同塔山煤矿煤系高岭土资源评价与利用
收稿日期： 改回日期： !""!#"!#!$ ； !""!#"%#&! 作者简介： 王泰（ ， 男， 山 西 煤 田 地 质 勘 探 ""# 队 地 质 研 究 所 工 程 师 。 研 究 方 向 ： 煤田地质及 "’((# ） 资源开发。
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国土资源管理
国土资源科技管理
第 !" 卷
定， 连续性差， 一般呈透镜状分布。
的含量低， 矿石中杂质矿物含量也低。 根据对其化学成分分析，可以看出 &’( 号煤层 中的高岭土具有高铝、 低铁、 低钛的特点， 为优质高 岭土矿层。其它层位的高岭土质量也较好， 品位已 达到工业要求。
七、 经济效益
由于高岭土赋存于煤层夹矸及煤层顶底板之 中， 和煤炭同时开采， 因此， 成本较低。同时， 在选煤 厂工艺中增加相应的高岭土选矿工艺， 不设置单独 的高岭土选矿厂， 又可节省大笔资金。 据调查，大同地区的高岭土原矿石售价为 +(A 出口收购价为 ($ 元 > 吨左右。 经过加工后 &( 元 > 吨， 的高岭土其利润丰厚， 例如： 改 性 高 岭 土 售 价 &($$ 元 > 吨 左 右 ； 煅 烧 高 岭 土 售 价 #$$A!$$$ 元 > 吨 ； 3) 分子筛售价 +3$$A+5$$ 元 > 吨等。 现今高岭土国际市场精制散装价为：涂料级
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内蒙古清水河地区高岭土矿床地质特征及成矿条件分析
16【矿产资源】内蒙古清水河地区高岭土矿床地质特征及成矿条件分析赵佳佳，张云学，刘明君，郑建勋，田 璐(中国建筑材料工业地质勘查中心内蒙古总队，内蒙古 呼和浩特 010010)【摘 要】内蒙古清水河地区分布的沉积高岭土矿赋存在上石炭统太原组地层中，矿石类型为硬质高岭土和软质高岭土，具有地区资源优势。
本文在已有地质资料和研究成果基础上结合地质找矿实践，经过对典型高岭土矿床的对比分析，进一步梳理并总结该地区高岭土资源地质特征，分析成矿条件，为今后高岭土找矿勘查工作提供参考。
【关键词】高岭土；地质特征；矿石类型；成矿条件【中图分类号】P619.232 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2022)02-0016-04【作者简介】赵佳佳(1985-)，男，工程师，主要从事资源地质勘查，E-mail：*****************。
【引文格式】赵佳佳,张云学,刘明君,等.内蒙古清水河地区高岭土矿床地质特征及成矿条件分析[J].中国非金属矿工业导刊,2022(2):16-19,48.目前，高岭土用途除涵盖陶瓷、造纸、涂料、耐火材料等多个领域外，还用于建筑相变储热材料、太阳能储能材料、生物医药、吸附材料、分子筛原料，对支撑战略性新兴产业发展具有重要的作用[1-5]。
近年来，内蒙古清水河地区的高岭土进行不同程度、不同规模的开发利用，主要生产煅烧高岭土产品，用于陶瓷、耐火材料、造纸、涂料及玻钎等工业生产[6-7]。
本文通过在该地区开展高岭土矿的地质找矿工作，全面搜集区内地质资料和研究成果，经过对典型高岭土矿床的对比研究，进一步梳理并总结地区高岭土资源地质特征，分析成矿条件，为今后高岭土找矿勘查工作提供参考。
1 成矿地质背景按板块划分，区内一级构造单元为华北陆块区(II)，二级构造单元为晋冀陆块(II-2)，三级构造单元为吕梁碳酸盐岩台地台(II-2-5)。
成矿区带位于山西(断隆)Fe-铝土矿-石膏-煤-煤层气成矿带(Ⅲ-61)[9]。
高岭土的成分、用途、分类
高岭土的成分、用途、分类高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩，因江西省景德镇高岭村而得名。
质纯的高岭土呈洁白细腻、松软土状，具有良好的可塑性和耐火性等理化性质。
其矿物成分主要由高岭石、埃洛石、水云母、伊利石、蒙脱石以及石英、长石等矿物组成。
高岭土用途十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。
01高岭土基本概况1.高岭土物化性质物化性质：多无光泽，质纯时颜白细腻，如含杂质时可带有灰、黄、褐等色。
外观依成因不同可呈松散的土块状及致密状态岩块状。
密度2.54-2.60 g/cm3，熔点约1785℃，具有可塑性，湿土能塑成各种形状而不致破碎，并能长期保持不变。
2.高岭土矿床成因类型以高岭土矿床成因为基础，根据不同成矿作用所体现的成矿地质、地理条件、矿床规模、矿体形态和赋存特征、矿石物质组分等方面的差异，《高岭土矿地质勘探规范》将中国高岭土矿床划分为三种类型、六种亚类型。
①风化型：又分为风化残积亚型和风化淋积亚型;②热液蚀变型：又分为热液蚀变亚型和现代热泉蚀变亚型;③沉积型：又分为沉积和沉积-风化亚型及含煤地层中高岭石粘土岩亚型。
3.高岭土矿石工业类型根据其质地、可塑性和砂质的质量分数分为三种类型：①硬质高岭土：质硬，无可塑性，粉碎细磨后具可塑性。
②软质高岭土：质软，可塑性较强，砂质质量分数<50%;③砂质高岭土：质松软，可塑性较弱，砂质质量分数>50%。
02我国高岭土矿资源概况我国高岭土矿产资源排名世界前列，已探明267处矿产地，探明储量29.10亿吨，其中：我国非煤建造高岭土，资源储量居世界第五位，已探明储量14.68亿吨，主要集中分布在广东、陕西、福建、江西、湖南和江苏六省，占全国总储量的84.55%；含煤建造高岭土(高岭岩)储量占世界首位, 探明储量为14.42亿吨，主要分布在山西大同、怀仁、朔州、内蒙古准格尔、乌达、安徽淮北、陕西韩城等地，其中以内蒙古准格尔煤田的资源最多。
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煤系地层中高岭土矿床的成因类型及成矿条件的探讨
我国北方制瓷粘土,主要来自煤系地层中的高岭土矿床。
这些矿床中的高岭土,在外观上有白、灰、紫、黑等不同颜色,在物性上有软质、半软质、半硬质、硬质等不同性质。
至今,多数文献把它们都划归沉积高岭土矿床或次生沉积粘土矿床。
煤系地层中的高岭土矿床,既有沉积形成的,也有风化等不同成因类型。
笔者据近几年来对不同成因高岭土矿床的观察、粘土矿物的研究及现有资料,提出煤系地层中高岭土矿床的主要成因类型及其特征。
1 沉积高岭土矿床
煤系地层中的沉积高岭土矿床,系指第四纪以前形成的矿床。
由于煤层与高岭土层在成矿条件上相类似,沉积成岩过程中的相互作用和改造,在煤系地层中,高岭土层较为发育。
国外有人把煤系地层中的高岭土层分为二种。
一是煤层内高岭石夹矸,一是煤层间高岭石夹矸。
1-1煤层内高岭石夹矸:
我国北方,高岭石夹矸,主要发育于石炭二叠纪煤层中,厚度在0.2m左右,一般为黑色,硬质粘土。
对其物质来源,有三种意见,即火山灰沉积、碎屑沉积(包括胶体)及前二者的混合沉积。
化学成分的主要特征是SiO2、A12O3克分子比值≈2,接近高岭石的理论化学组成。
Fe2O3、TiO2含量较一般沉积型耐火粘土低,二者总和
0.06mm占3-9%,<0.001mm占45-60%,加砂50%的结合力为30-40kg/cm2,干噪收缩率7-8%,灼烧收缩率8-13%。
是强可塑性软质粘土。
矿体有下述值得注意的现象。
1)矿体之上见到烧变岩。
1号矿体中心部分,有断层通过。
矿体沿走向逐渐变为含碳软质粘土,再远则变为含碳半硬质粘土,沿倾向亦过渡为含碳粘土。
可见矿体是由含碳半硬质粘土变化而来。
2)在矿层中,SiO2从上至下递增,Al2O3递减,烧失量递增。
Fe2O3、TiO2基本稳定。
其它次要组分含量较低,在断层附近的浅部,有升高现象,CaO可达0.76-2.48%。
3)黄铁矿有以细粒分散状于围岩的含炭粘土中,有以薄膜状于矿体中,特别在断层破碎带或节理发育地段。
可见软质粘土矿床,是含碳半硬质粘土原地风化淋滤的产物,属风化残余型高岭土矿床。
2.1.2内蒙老石旦高岭土矿床
老石旦地区发育石炭二叠纪煤系地层,煤层主要要賦存于太原组下段和山西组下段,可采煤层有太原组的17号、16号、12号,山西组的9号、7号。
对应煤层地表浅部,亦发育5层高岭土矿层,编号为LS1、LS2、LS3、LS4、LS5。
煤层在浅部已转变为高岭土矿层,最上为白木节,依次为紫木节、黑木节。
在黑木节到煤层之间,有一个过渡和风化煤带(煤层之上)。
SiO2和Al2O3的含量与烧失量的含量互相消长,而三者的总量保持在92.6-94.49之间。
从黑木节到白木节、高岭石的含量增加,最后SiO2/Al2O3克分子比接近2,成为很纯的高岭土。
从白木节到黑木节,碳质和水的含量增加。
Fe2O3和CaO的含量,二头大,中间小。
通过风化淋滤作用,形成的白木节中下部及紫木节粘土质量较好。
矿物成分上,高岭土中明矾石较普遍,还有铝土矿。
在黑木节中能见到埃洛石。
褐铁矿发育于黑木节到风化煤地段。
在过渡带还存在方解石、白云石、石膏等。
此类矿物的出现,都是煤层及夹矸遭受风化淋滤的证据。
在高岭土中,原煤层中的高岭石夹矸,风化较难多变为颜色较浅的半软质或半硬质粘土。
粗晶高岭石夹矸中的高岭石一地开石混凝土层依然存在。
原煤层内粗晶高岭石夹矸中,存在高岭石一地开石混层,在西北、山西一带很普遍。
由此可见木节土是由煤层及夹矸在原地风化形成的。
老石旦木节土中的高岭石,结晶指数在1以上,是结晶好、有序度高的软质粘土。
2.2叙永六拐河矿床,有三种矿石自然类型。
1)上部为杂、色团块碎屑状高岭土。
矿石受铁质污染,呈褐红、褐黄、紫红等色。
主要由变埃洛石和埃洛石组成,伴有高岭石、针铁矿、有机质、方解石、绿泥石、金红石石英等。
质量较差。
2)中部为白色致密块状高岭土。
主要由埃洛石及部分变埃洛石组成,其它杂质极少。
是主要类型。
3)下部为黑白条纹状高岭土。
主要为埃洛石和变埃洛石,伴有高岭石、有机质、三水铝石、水铝英石、明矾石、方解石等。
也是矿石类型之一。
此类高岭土矿床有以下特点。
矿床位于煤层底板含黄铁矿粘土岩之下,石灰岩之上,二者之间是个不整合面。
质量较好的高岭土矿层上部,有含褐铁矿较多的粘土出现,矿层下部含水铝英石。
明矾石、石膏等较多;高岭石族矿物主要为埃洛石和变埃洛石;高岭土为软质粘土,以中带的白色高岭土质量最好。
2.3成矿条件分析
煤系地层中的风化型高岭土矿床,不论是残余型还是淋滤型,具如下成矿条件。
1) 原始物质条件。
要具有含黄铁矿粘土岩、炭质泥岩、煤层及其富含铝硅酸起因放物的岩石。
煤在成岩作用的早期,能提供腐植酸,促进高岭石的形成;在风化过程中,也能提供腐植酸,促进高岭石的富化、纯化和稳定。
黄铁矿在风化过程中,能提供硫酸,起到类似的作用。
2) 地质构造和地形条件。
对于残余型矿床,矿体中或矿体附近断裂发育。
叙永式矿床,矿区构造为张裂隙发育地带,同时处于不整合面上。
矿层的倾角一般在30左右,有利于含矿母岩出露面大。
在地形上,矿体多处于丘陵地区,接近地表。
3) 水文地质条件。
地下水的运动和水的化学类型,是成矿重要条件。
风化型矿床,是地下水淋滤作用的产物。
构造和地形条件,促进了地下水的活动。
黄铁矿的氧化和炭质的分解,使水介质成为酸性,近地表的温度和压力,能使高岭石形成和稳定。
3变质高岭土矿床
煤系地层中的高岭土矿层,煤层自燃会发生变质,形成烧变岩(天然熟料),在我国北方是很普遍的,如山西的浑源、偏岭,陕西的宜君、神木,甘肃的窑衔,新疆的哈密等地。
它可以代替人工熟料,有一定的利用价值。