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
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。

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。

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。

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。

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。

煤系高岭土生产工艺流程
1.煤炭破碎：将煤炭原料经过破碎设备破碎成小颗粒，目的是方便后
续的煅烧过程。

2.煅烧：采用旋转窑或煤气窑进行煅烧，通过控制煅烧温度和时间，
将煤系燃料进行氧化煅烧，使其转化为高岭土。

3.高温冷却：煅烧后的高岭土需要通过高温冷却来降低温度，以便进
行后续的处理。

4.碎料：将高温冷却后的高岭土进行碎料处理，破碎成适当的粒度，
便于后续的水洗操作。

5.水洗：将碎料后的高岭土与水进行混合并搅拌，使其中的杂质和有
机物质与水分离，得到较纯净的高岭土。

6.分离：将水洗后的高岭土通过过滤或离心分离等方式进行固液分离，获得高岭土的固体颗粒。

7.干燥：将分离后的高岭土经过干燥设备进行干燥处理，以降低其含
水率。

8.筛选：将干燥后的高岭土通过筛选设备进行筛分，得到不同粒度的
高岭土产品。

9.包装：对筛分后的高岭土产品进行包装，使其方便储存和运输。

10.质检：对高岭土产品进行质量检验，包括颗粒度、化学成分、物
理性能等指标的测试，确保产品质量符合标准要求。

需要注意的是，煤系高岭土的生产工艺流程可能因不同厂家和产品要求而有所差异，上述流程仅作为一般参考。

另外，生产过程中应严格遵守环保法规，采取有效的治理措施，减少对环境的污染。

煤系高岭土煤系高岭土又叫煤矸石，是煤的伴生矿物，是我国特有的宝贵资源，国外虽有，但矿层薄，不具备开采价值。

煤系高岭土资源主要分布在内蒙古、陕西、山西等地，储量巨大，已探明的地质储量为28.39亿吨，预测可靠储量为151.20亿吨；我国煤矸石利用率仅达 30%～40%。

废弃的煤矸石，污染水质；自燃后生成 H2S、SO3 等有害气体，污染空气，并造成了酸雨的危害。

大量堆积的煤矸石还侵占了越来越多的耕地，构成了对生态和环境的双重破坏。

煤系煅烧高岭土加工技术出现在上世纪80年代，随着资源综合利用及循环经济鼓励政策的出台及煤矸石加工技术的日益成熟，在近几年达到了大规模的推广。

与水洗土的区别自然产出的高岭土矿石，根据其质量、可塑性和砂质(石英、长石、云母等矿物粒径>50微米)的含量，可划分为煤系高岭土、软质高岭土和砂质高岭土三种类型。

我国的水洗土资源比较紧张，主要分布在广东、广西、江西一带，而且产品的品位也较巴西、美国的高岭土差；而我国的煤系高岭土储量居世界首位，原矿的品位比较高。

水洗土相比，煤系煅烧土的纯度高，易于生产高白度产品，主要应用于各种用途的填料方面。

煤系高岭土以其较高的纯度，煅烧白度高，广泛应用于造纸、涂料中，特别是高档铜版纸和中高档涂料，产品的附加值比较高。

软质高岭土和沙质高岭土主要应用于造纸涂料和陶瓷行业方面。

煤系煅烧高岭土以其高白度和高遮盖力受到造纸和涂料市场的好评，并在市场上占据了重要的位置。

同时随着国内水洗土资源的萎缩，煤系煅烧土日渐受到客户的青睐。

应用领域公司生产的产品是一种中高档颜、填料，以其独特的性能广泛应用于造纸、涂料、塑料、橡胶等各个领域。

在造纸应用方面，作为填料或颜料使用，可替代价格昂贵的二氧化钛颜料使用。

由于煅烧高岭土的多孔膨体结构和高白度的特性，可增加涂料纸涂层空隙体积和松厚度，减少压光时的亮度和不透明度的损失，从而提高其纤维覆盖、不透明度、弹性以及轮转凹印的印刷适应性、抗起泡性；改善油墨吸收性、透印性和减少印刷斑点倾向，提高胶印中的保真度。

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15〜25C,年平均降雨量为1000〜2 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。

例析高岭土矿矿床地质特征及成因1 区域地质成矿背景1.1 区域地层区域上出露最老地层是寒武系，分布于大明山背斜的核部，属碎屑岩，局部夹碳酸盐岩。

奥陶系分布于大明山背斜的南西翼，属复理石砂、泥岩及海底火山喷发的角斑岩。

泥盆系分布于大明山背斜的两翼及北西倾伏端；早泥盆世早期为滨岸碎屑岩潮间——潮下带沉积；早泥盆世晚期为台间海槽相和台地前沿斜坡相沉积；中、晚泥盆世沉积分异明显，主要有碳酸盐台地相区的局限台地潮坪泻潮相、局限-半局限台地相、开阔台地-台地边缘相、台地前缘斜坡相及台间海槽相沉积。

石炭系、二叠系分布于大明山背斜的两翼，主要为碳酸盐台地--台地边缘相、台地前缘斜坡相及台间海槽相沉积。

三叠纪为碳酸盐台地相、浅海陆棚相、半深海盆地相沉积。

白垩纪、第三纪为陆相沉积。

第四纪为冲、洪、坡积层。

1.2 区域构造区域地质构造复杂，褶皱、断裂发育。

区域褶皱为大明山复式背斜，其北起提王，南至南寧，西起两江，东至上林，区内长46km，宽16km，轴向北西340°，为该区域规模最大的背斜，是岩浆活动和内生矿床的主要控矿构造。

大明山背斜由加里东褶皱基底和印支盖层组成。

基底包括寒武和志留系，组成背斜的核部。

其构造线特征为紧密线状褶皱，背、向斜相间，大部分褶皱相似，岩层倾角较陡，组成复式背斜；印支盖层为泥盆-石炭的砂页岩、碳酸盐岩及硅质岩，组成背斜的两翼及残留顶盖，轴向北西315°～325°，与基底为明显的角度不整合接触。

区域断裂在大明山背斜北部转折端发育，主要为北西走向的提王-古登逆断层，其走向300°往北西延伸，长18km以上，切割背斜北部倾覆端，倾向北东，倾角38°。

断层裂隙均发育，沿断层、裂隙岩石破碎，硅化强烈，石英、方解石脉充填在裂隙中。

1.3 岩浆岩区域岩浆活动频繁，岩浆岩发育。

火山岩主要有早奥陶世中性海底火山喷发岩、中三叠世流纹斑岩及凝灰熔岩；侵入岩主要有加里东晚期的花岗闪长斑岩、中三叠世花岗斑岩、石英斑岩及早白垩世黑云母花岗岩等，以位于南部昆仑关岩体规模最大，出露面积约350km2。

煤系高岭土材料产业的高值化发展2022-04-0401独具特色的煤系高岭土高岭土是一种以高岭石为主的粘土材料，因最早产自于江西景德镇的高岭村而得名。

高岭土按其成因可分为原生高岭土、次生高岭土，前者指铝硅酸盐矿物组成的中酸性岩石经长期化学风化后未经自然力搬运而与母岩残留在一起的高岭土，中国南方地区所产高岭土多属这种类型；后者是指经自然力搬运而沉积下来，同时在搬运和沉积过程中又混入各种杂质的高岭土，主要产在石炭-二叠系的煤层中，以煤层中顶底板、夹矸或单独形成矿层独立存在，当煤矸石中高岭岩含量超过80%就称为煤系高岭土矿，属于硬质高岭土，具有较高的利用价值，是中国独具特色、具有广阔利用前景的重要非金属矿产。

02煤系高岭土材料产业追求高质量发展我国煤系高岭土储量主要分布在山西、内蒙古等地。

近年来，煤系高岭土成产业“热土”。

内蒙、山西等地区的各大矿区已经引起了对煤系高岭土资源开发利用的高度重视。

2021年11月，内蒙古自治区工信厅发布《关于印发自治区新材料产业高质量发展方案(2021-2025)》的通知。

表示未来5年将重点发展建材及非金属矿物材料等新材料产业，规划到2025年，建成高端煤系高岭土160万吨以上产能规模。

并在呼和浩特、鄂尔多斯两市布局煤系高岭土材料产业建设。

加快颜料级、造纸涂布级、涂料级高岭土新型煅烧工艺、关键设备开发与产业化。

2022年3月，山西省政府办公厅印发了《关于支持煤系高岭土材料产业高质量发展的意见》，提出要实施一批重大工程和项目、打造大规模产业化基地，推进煤系高岭土由“低效、低值、分散利用”向“高效、高值、规模利用”转变，全面推动高质量发展，并提出力争二O二五年形成晋北煤系高岭土材料产业基地。

作为一种粘土矿物材料，煤系高岭土自身具备一定的比表面积和吸附性能等优点，但其自身结构、物理化学性质的局限性，并不能完全满足现代工业生产的需求，煤系高岭土材料产业若要高值化发展，离不开改性。

03煤系高岭土的改性及应用煤系高岭土改性方法根据用途的不同多种多样，常用的改性方法有煅烧，插层/剥离，包覆改性，酸碱改性等方法。

煤系地层矿产资源综合开发利用初探武生林（甘肃煤田地质局一四五队，甘肃张掖734000）摘要：从整体上来看，我国煤矿资源的种类多种多样，且质量较高。

为了使这些煤矿资源的价值得到最大化发挥，就必须注重对其进彳亍综合开发与利用。

本文针对煤系地层矿产资源综合开发利用进行了分析和研究。

关键词：煤系地层；矿产资源；综合开发利用中图分类号：F4;TD98文献编制码：A文章编号：4008-0455（2019）15-0208-01煤矿资源在我国的能源消费总量中大约占据60%的比例,它在促进我国国民经济发展中发挥着不可或缺的重要作用。

为了促进我国社会经济的可持续发展，必须注重对煤矿资源的科学合理利用。

但是从当前的现状来看，由于受到多方面因素的影响,我国煤系地层矿产资源的综合开发利用效率还比较低,尚需进一步加强对煤矿资源综合开发利用的研究，并在实践中积极总结经验。

1煤系地层矿产资源的概述煤系地层又被称为含煤地层,这是一套含有煤层且具备成因联系的沉积岩系-煤系地层矿产资源指的是含煤地层中所有在成因上有联系的矿产资源，主要涉及到煤及煤系共伴生矿产。

按照矿产资源的特点及主要用途，可把煤系矿产资源分为煤系非金属矿产、煤系金属矿产以及煤系能源矿产三类％以下是具体介绍：1.1煤系非金属矿产煤系非金属矿产通常存在于煤层的夹肝和顶底板之中，煤层夹肝之中的硫铁矿往往呈结核状，总含量高于30%,局部区域可达40%。

煤系耐火黏土、高岭土等通常在煤层夹肝之中赋存，且与铝土矿等共同伴生，煤系高岭土呈现黑色或者灰色，总厚度为0.3-O.5m,我国含煤岩系大都储存有工业价值较高的高岭岩，且大多为砂岩型高岭岩。

1.2煤系金属矿产煤系金属矿产的赋存形式可分为两类，一类是独立成矿聚集于含煤地层的下部;另一类是以矿物形式存在于围岩或者煤层之中。

煤系铁矿、铝矿、铝土矿等有的存在于含煤地层的下部，有的则直接存在于煤层之中，煤系铝土矿一般分布在煤田较浅的地带，整个矿体形态为层状。

煤系地层中高岭土矿床成因类型及其开发利用...采取土烧结的办法进行使用,采用乡镇企业生产的土焦炭,且从焦炭粉未中筛选出细小颗粒(焦丁)再充分利用}由利用高炉循环水采暖改为燃用高炉煤气采暖J最近又建成了利用高炉煤气发电的小型自备电厂等等.其综合利用项目很多,现仅就高炉煤气电站建设有关情况简介如下.该电站已于l992年元月l8日并网试发电.兴建这个电站,不仅其燃料是利用废气,而且设备也是修旧利用,处处都体现了综合利用是大有可为的.这个钢铁厂,每天富余40万米高炉煤气排放到大气中,煤气的发热量为4oooKJ/ms左右,每天的排放量相当于50多吨标煤,既浪费能源,又污染环境,还要交纳排污费.于是,化害为利,利用高炉煤气为燃料,兴建电站就被提到议事日程上来了.根据高炉排放的煤气最,电站的装机只能选用2x汰,无法订货.后来,经多方打听才从某市废品收购站购得.据说,这两台1500KW冷凝式汽轮机是五十年代的产品,在某电厂只运行了很短时间,就随着电厂的下马而被拆除,几经搬迁,最后竟被丢弃在收购站的废铁堆里.按废铁价格购回后,经过大修,质量合乎要求.两台汽轮机总共才花了十几万元.有些辅机,如低压加热器,冷凝器,油箱,弯管也是旧的或是自制的,这州台机组不仅能满负荷发电,而且还能适量超发,为企业提供了生产所必需的电力,缓介丁洪电紧张局面,节约了能源,治理了环境污染,免交了排污费,取得了良好的经济效益和社会效益,特别是该钢铁厂让这两台埋没在废铁堆里的机组重见天日,为四化建设贡献出自己的力量,更体现出开展综合利用工作的巨大作用和深远意义.只要领导重视,密切结台本单位的实际,落实上级政策,调动群众的㈣肼一蜴睥妯利萋』I,嫘永抛峻参l:亘丝,煤系地层中高岭土矿床成因t'.z类型及其开发利用问题探讨嚼.煤系地层中的高岭土,在外观上有自径,选择适当的深加工工艺.为此,笔者总色,紫色,灰色,黑色等不同颜色J在物性上绝大多数属硬质粘土,次为半硬质粘土,软质粘土少见.目前,多数学者都把它归结为沉积型高岭土矿床,但笔者认为,煤系地层中的高岭土矿床不仅有沉积型,也有风化残余型,风化淋遗型和变质型矿床.不同成因类型的矿床,在主要矿物含量,矿物粒度的分布,矿物晶体特性(包括结晶形态,结晶度,表面电荷等),矿物的共生组合及杂质组分等方面存在着相当大的差异,因此,首要的任务是结台不同矿床本身的特点来优选出它们的最佳开发利用途结了近年来国内外在粘土开发应用研究方面的一些经验和教训,井结合自己的工作,对煤系地层中高岭土的开发Ⅱ用问题提出一些粗浅看法,以求抛砖引玉.1,沉积型矗岭±矿床沉积型高岭土矿床,可分为两类:一类是煤层中高岭土夹矸,国外称Tonstein,另一类是煤层间高岭土央层(即煤层之间沉积层中的高岭土).时代较老的高岭土多为硬质粘士,时代较新的高蛉土多属于半硬质粘土或软质粘士.这类沉积型高岭土矿床规横大,矿体形状一般呈屡状或透镜状.矿物一般以结晶差的高岭石为主,在透射电镜下,其晶形呈六角板状者极少,多为长宽板状或近于菱形,边缘可见磨蚀哀迹J在扫描电镜下,离蛉石晶片平行迭积在一起或星团块状,蠕虫状高岭石极少见,在差热分析曲线上,1o0℃左右处有一个小的波浪形吸热谷,为失去吸附水所致,脱去OH一的温度偏低,一般不超过540~CJ矿物的有序度较低, 而且颗粒细小,常伴有伊利石矿物(多呈伸长片状,板条状或鳞片状).矿床的成因以机械沉积作用为主.如淮南橱集下石盒子组底部的高岭土矿床就属于此类型矿床.对这类高岭士矿床的应用研究,存在有评价与深加工工艺两部分内容.为了回避复杂的去铁问题,可以对在矿床的物质组分进行详细研究舶基础上,选择铁,钛,硫含鼍最低者进行深加工试验.精矿的获得,粒级的分造,晶体的剥片等可以分别采用旋流分选,沉降分选等方法解决.如果原矿中高岭石的粒度分布基本符合涂布级高岭土的质量要求,则可简化深加工工艺.但是,沉积跫高岭土中有机质和硫化物含量往往较高,而且所获得的高岭石精矿又往往粘度较大,需要进行提高白度(脱硫,,脱有机质),降低粘度的试验,探求其工艺途径.在不破坏高岭石晶格的范围内进行恒温焙烧,可以使有机物稻硫转化为气态氧化物而逸失.同时,焙烧也可降低高岭土的粘度.这样通过反复试验,可使牯度符合睬布的要求,并可确定有机物一次性焙烧的最佳温度.沉积型高岭土矿床除用作涂布级高岭土外,对粉砂含量较高的高岭土,可作为陶瓷原料;耐火度达到要求的高岭±(耐火度在1580—177O~C之间),可作为耐火材料,结晶度特别差的高岭土,可考虑作为橡胶填料. 2,风化臻余型和风化淋滤型高岭土矿床6产于煤系地层中的高岭石层,如果受戮风化,其残积物可进～步富集,改造成高岭土矿床即风化残积型高岭土矿床,如果风化物被淋滤,淋滤物再富集成矿即形成风化淋溶型矿床.如四川叙永的高岭土矿床就属于风化淋滤型矿床.该矿床产于二叠系上统,乐平煤系中含黄铁矿的粘土页岩与下统茅口组灰岩之间的不整合接触面上或附近溶洞中. 这二娄矿床的高岭土一般颜色较浅,多为半硬质秸土或软质粘土,普遍存在着高蛉石与埃洛石不同比例共生的特点.在透射电镫下,高岭石矿物边缘参差不齐.且常附有针状,短提状的埃洛石'在差热分析曲线上,矿物脱羟基(0H)的温度偏低,矿物有序度也较低.对这两类矿柬的开发利用问题在高蛉石含量远大于埃洛石台量的情况下,除了对原矿淘洗外,首先需要对高岭石错矿进行分离提纯即最大限度地除去埃洛石.可根据高岭石与埃洛石的不同结晶习性分别采用旋流分选,沉降分离等方法.反复试验,确定出最佳旋流速度沉降时值和最往介质条件.这样获得的精矿,若矿物粒径大于5者较多,颓经过剥处理.最有效的方法是用气流粉碎实现,当然也可用传统的砂磨法来选到目的再用类似于高岭石与埃洛石分离的工艺途径,将超细级部分从高岭石精矿中分离出来作为涂布高岭石使用,而将经过反复磨样,分离出超细部分之衙的剩余部分作为高档陶瓷级高岭石使用.若矿床中埃洛石矿物含量较高,由于埃洛石粘土具有矿物粒径细,粘度大等特性,因此,埃洛石粘土具有较高的工业利用价值.其一,矿床中高岭石矿物含量远小于埃洛石,参盎矿床不宜作涂布级的高岭土评价和利用,可以在原矿通过淘洗后,从精矿中分离出埃洛石,用于进一步加工成各种埃洛石品,而将余下的高岭石,埃洛石混合粘±作为优质陶瓷原料.其二,矿床中高岭石矿物☆量与埃洛石近于相等:在矿经过海流后,不再分离提出埃洛石,而将高岭石与埃洛石的混合精土直接作为优质陶瓷原料.3,变质型高岭土矿床煤层自燃(或高温热液蚀变),将会使原有的高岭土变质,而形成烧变岩.煤层自燃现象,在我国北方侏罗纪媒中是相当普遍的,这种由煤层自燃(或高温热液蚀变)而形成的高岭土矿床即变质型矿床该类矿床啦含大量的地开石矿物,在透射电镜下,高岭石,地开石矿物呈六角板状者居多|在扫描电镜下,地开石矿物多堆垛成宝塔状或六角拄状,差热分析表明,oH脱出温度较高,最高可达700~C.由于这类矿床的高岭石和地开石矿物结晶均较好,晶体易剥片,因而矿物深加工工艺较简单.目前,这类矿床的高盼土在造纸涂布原料方面选用地开石含量较高的块矿,通过粉碎和旋淹分选工艺来获得精矿.这种变质型高岭土～般Fe,Ti含量较低,列于地开石矿物(2径应小于z)含量达80以上者,可作为一级涂布高岭土使用;对地开石矿物(粒径小于u)含量达7以上者,可作为二级涂布高岭土使用.如果地:石粒度特别细,可用作优质刮刀涂布原料.煤系地层中高蛉土矿物结度一般较低,其应用围有一定局f艮性,{!_【日前陶瓷,橡胶,塑料,人造革,自水泥,耐火材料,化学等工业以及农业毋有广泛应用.随着对高蛉土选矿工艺的进一步提高,高岭土的应用范围将日趋广泛.煤田地质系统备单位,可以从实际情况出发,立足于煤系地层中高蛉土资源及市场需求,选择投资少,周瓤短,见效快,对发展地方经济有帮助的"盟平决项目,先易后难地开展高岭土应甩试验研究,对煤系地层中高岭土的应用范围作出最佳评价,进一搞好"一矿多副"的工作眦肥溉蜘旺螺趣躺丑1/10一种新型高岭土焙烧工艺的设想/;芒,高岭土是自然界中普遍存在的一种非金属矿,过去一般用于生产陶瓷,耐火材科以及少量掺入塑料,橡胶中怍填料.随着国民经济各领域的日益发展,人们越来越重视高蛉土的深度加工,因为这样不仅可以获取新的具有特殊性能的材料,而且还可提高经济效益.对高岭土进行深加工舳方法之一,即将巳淘洗和韧步烘干磨耪的高岭土进一步加热,焙烧,脱水,使其变成偏高岭土,用作PVC塑料电缆科的填料,以提高电缆包皮的绝缘性能,此种电缆可用于超高压电的输送和海底输电.高岭土,其分子式为:Sio:?Alt0HO,是由硅氧四面体和铝氢氧八面体缎成的六角片状和管状结构.对高岭土加热,首先开始失去附着水,550~7OO℃对失去结晶水,结构受到破坏或扭曲,比表面积增加.同时,出于羟基离子的逸出,留下许多孔隙,形成了空穴.这样,就产生了许多暖附中心,有一定的活性.在塑料加工混合过程中由于树脂中残留的杂质引起离子导电,塑料组分在加热过程中会分解产生～些导电离子,将上述煅烧的高岭土加入到塑料。

煤系地层中高岭石的形态-成因类型
张慧
【期刊名称】《矿物学报》
【年(卷),期】1992(12)1
【摘要】大量的透射电子显微镜(TEM)观察表明:煤系地层中的主要粘士矿物——
高岭石有独特的形貌特征。

这些特征反映物源、沉积环境以及成岩后生作用的特点。

本文将矿物形态与成煤各阶段的地质环境相联系,把煤系地层中高岭石划分为碎屑
状高岭石、胶凝状高岭石、玻屑状高岭石、鳞片状高岭石四种形态-成因类型。

它
们相应的成因类型为沉积成因、胶体成因、火山灰蚀变成因、成岩变质成因。

认识和研究高岭石矿物的形态与成因,在煤田地质学领域中有理论和实用意义。

【总页数】6页(P53-57)
【关键词】煤系;高岭石;形态;成因;电子显微镜
【作者】张慧
【作者单位】煤炭科学总院西安分院
【正文语种】中文
【中图分类】P618.110.4
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5.高岭石矿物缺陷结构研究──以晋北晚古生代煤系地层高岭岩为例 [J], 朱如凯因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

浅谈高岭土非金属矿成矿条件及开发利用[摘要]通过大比例尺地质填图及使用各种勘查方法和手段，基本查明地质、构造、主要矿体形态、产状、规模和矿石质量，基本确定矿体的连续性，基本查明矿床开采技术条件，对矿石加工选矿性能进行半工业试验或实验室流程试验研究，进行预可行性研究，做出是否具工业利用价值的评价。

[关键词]非金属矿砂质高岭土层开发利用1区域地质特征1.1区域地质特征（1）地层：本区所见地层有新生界第三系始新-渐新统依安组、第四系中更新统林甸组一段与二段、全新统。

（2）远景区砂质高岭土层：本区砂质高岭土赋存在林甸组一段内，从分布上看，本次施工各孔中均见有厚度不一的砂质高岭土，砂质高岭土顶板总体呈南西倾，倾角小于1°远景区北部、东部、南部等盆缘地段砂质高岭土层数多，一般两-三层，厚度较小。

向盆内层数变少，最终渐变为一层，且厚度变大。

厚度较大地段位于中部-中西部，其中最大厚度72.52米；厚度67.59米。

总体上，砂质高岭土层在盆地内沿南北方向厚度、层数变化相对较小，东西方向变化较大。

从质量上看，盆部边缘砂质高岭土含量略低，向盆内含量略有增高，但总体差别不大。

用已知矿体的标本进行肉眼对比，全区绝大部分的砂质高岭土品质均符合矿体要求。

从白度上看远景调查区中-中西部、西南角砂质高岭土白度较好。

全区砂质高岭土顶板常为含砾中细、含砾中粗砂或砾石层，可做标志层。

远景调查区砂质高岭土埋深小于20米极少。

为了寻找砂质高岭土埋深浅、质量好地段，根据初步总结出的砂质高岭土分布规律，在远景调查内及其北东角、西南角共三处砂质高岭土可能埋深较浅地段施工钻孔进行揭露。

2工作区地质特征2.1工作区地质特征（1）地层：普查区内所见地层自老至新有依安组、林甸组一段。

（2）普查区高岭土层：普查区均见有砂质高岭土。

普查区砂质高岭土层分布规律较强，全区见1-4层砂质高岭土，大部分地段为两层砂质高岭土。

第一层砂质高岭土顶板标高在200-215米之间，多数在210米左右。