我国高岭土矿床类型与分布特征概述

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菊华
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1 Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2014, 4, Published Online June 2014 in Hans. Summary of Kaolin Deposit Types and Distribution in China Xiangliang Miao, Dongfeng Zou, Xi Liu Geology and Mineral Resource Exploration and Development Center of Jiangxi Province, Nanchang Received: Apr. 10 th, 2014; revised: May 11 th, 2014; accepted: May 19 th, 2014 Copyright 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). Abstract Kaolin is widely used in production of building materials and construction projects; the study of kaolin is conducive to the construction and sustainable development of the national economy. This paper summarizes the classification to the information of kaolin, and does a comprehensive overview from three aspects of the definition and classification, kaolin ore deposit and indicator for deposit. Keywords Kaolin, Kaolin Ore Deposit, Indicator for Deposit 我国高岭土矿床类型与分布特征概述缪向亮, 邹东风, 刘茜江西省地矿资源勘查开发中心, 南昌 @qq.com, @qq.com 收稿日期 :2014 年 4 月 10 日 ; 修回日期 :2014 年 5 月 11 日 ; 录用日期 :2014 年 5 月 19 日摘要高岭土广泛应用于建筑材料的生产和建筑工程中, 对高岭土矿的研究有利于国民经济建设和可持续发展 166

2 本文对高岭土相关资料进行分类总结, 从高岭土定义和分类高岭土矿床与找矿标志等 3 个方面进行综合概述关键词高岭土, 高岭土矿床, 找矿标志 1. 引言我国是世界上最早发现并在工业中利用高岭土的国家之一高岭土具有很强的可塑性黏结性烧结性及烧后洁白性, 并被广泛应用于陶瓷造纸石化医药涂料纺织橡皮工业国防尖端技术等领域我国的高岭土储量位居世界第四, 高岭土矿点有 700 多处最近 30 多年, 国内对高岭土的研究取得巨大进展, 已广泛应用于建筑材料的生产和建筑工程中, 为国民经济的建设和可持续发展起着重要的作用 [1] [2] 目前, 国内关于高岭土的研究较多, 但是课题较为分散, 缺少较为全面综合性的归纳并且, 在高岭土开发技术与设备方面, 我国都相对落后于欧美日本等国, 欧美日本等国拥有较为完善的技术与较为先进的设备例如, 我国对高岭土的选矿方法较多采用浮选, 技术也相对落后, 而目前欧美, 日本等国拥有较为完善的悬空工艺与设备, 方法也较多采用高梯度磁选和浮选高岭土行业在发展, 随着科技与经济建设的发展, 人们对高岭土的研究也有新的创新与突破, 高岭土的研究范围也越来越广本文对高岭土相关资料进行分类总结, 从高岭土定义和分类高岭土矿床与找矿标志等 3 个方面进行综合概述, 以便从整体上对当前高岭土矿床的研究有个全面的认识 2. 定义与分类高岭土是以高岭石族矿物为主组成的粘土或岩石的总称高岭石族矿物有珍珠石 ( 又称珍珠陶土 ) 地开石 ( 又称迪开石凯迪石 ) 高岭石埃洛石( 旧称多水高岭石叙永石 ) 四种, 均属层状硅酸盐矿物, 其中以高岭石和埃洛石为主高岭土的矿石类型可根据高岭石的质地可塑性和砂质的含量划分为硬质高岭土软质高岭土和砂质高岭土三种类型硬质高岭土, 质硬, 无可塑性, 粉碎细磨后具可塑性 ; 软质高岭土, 质软, 可塑性一般较强, 砂质含量小于 50%; 砂质高岭土, 质松散, 可塑性一般较弱, 除砂后较强, 砂质含量大约 50%[3] [4] 3. 高岭土矿床目前按照高岭土矿的成因, 一般划分为风化矿床 ( 风化残积矿床风化淋积矿床 ) 热液蚀变矿床和沉积矿床, 三大类四种矿床类型 ( 具体划分情况见 ( 表 1) 也有两种复合作用的产物, 如福建龙岩土属热液蚀变风化残积型高岭土矿由于地质情况复杂, 对成矿作用也多有争议特别是近年来, 对许多矿床的成因都认为是一个复杂的过程一些研究者认为, 利用氧同位素组成作为矿物岩石形成条件的地球化学指标, 对于解决复杂的暂时还有争议的高岭土矿床的成因问题是很有前途的高岭土矿床 20 世纪 80 年代曾被划分为 3 种类型 6 种亚类型, 即风化型 ( 风化残积亚型风化淋积类型 ) 热液蚀变型( 古代热液蚀变亚型近代热液蚀变亚型 ) 和沉积型 ( 古代沉积亚型近代沉积亚型 ), 现在归纳的类型有 10 种 167

3 风化矿床我国高岭土矿床类型与分布特征概述 Table 1. Causes list of kaolin deposits 表 1. 高岭土矿床成因一览表矿床类型成矿时代成矿条件矿床规模矿体形态主要工业矿物主要伴生矿物矿床实例风化残积矿床第四纪由细粒酸性脉岩花岗岩伟晶花岗岩凝灰岩等原地风化而成温湿湿热气候 ; 丘陵低山地形 ; 稳定的区域构造, 原岩中小构造发育则利于成矿一般为中小型, 少数为大型, 个别为特大型长数十米至两千米, 延深 20~40 m, 厚度 15~35 m 似层状透镜状槽状位于地表浅部, 向下过度到原岩高岭石或埃洛石石英长石云母水云母褐铁矿高岭星子砂子岭界牌飞天燕东沟永春等高岭土风化淋积矿床第四纪由含黄铁矿粘土质岩石风化淋滤而成, 原岩地板为较纯较厚碳酸盐岩矿体产于碳酸盐岩古岩溶剥蚀面上的洞穴中小型单个矿体直径几米至数十米, 厚数十厘米至 7~8 米, 沿剥蚀面断续分布, 有的矿带延长可达上百公里囊状巢状不规则状埃洛石有机质三水铝石明矾石水铝英石褐铁矿叙永庐江习水等高岭土矿热液蚀变矿床中生代由富含长石的岩石粘土质岩石经中低温热液蚀变而成构造发育, 中低温酸性水介质则利于成矿近代火山喷发期后温泉热水淋蚀作用亦可成矿一般为小型, 个别大特大型走向长数百米, 延深数十来米至百余米, 厚度数米至数十米似层状透镜状脉状不规则状高岭石迪开石珍珠陶石石英绢云母黄铁矿明矾石叶腊石蒙脱石阳东略阳上饶青田长白那大羊八井等高岭土矿沉积矿床石炭纪二叠纪侏罗纪第三纪第四纪形成方式有原生沉积和次生沉积原生沉积矿床产于含煤碎屑岩系中, 滨海相或湖沼相沉积次生沉积为碎屑建造沉积, 多分布在有风化型高岭土来源的古河漫滩古湖沼及古海湾地段大中小型走向长数百米至数千米, 宽数十米至 100~200 m, 厚度 < 10 m 层状似层状高岭石石英云母水云母蒙脱石大同唐山章邸水曲柳晋江南安清远等高岭土矿 1) 酸性脉岩 ( 石英斑岩细晶岩 ) 风化型高岭土矿床, 如安徽祁门坑口高岭土矿床福建晋江白安高岭土矿床 2) 花岗岩或混合片麻岩风化残积型高岭土矿床, 如江西景德镇高岭村江西九江星子福建龙岩台湾金门高岭土矿床 3) 长石石英砂岩风化型高岭土矿床, 如广东茂名山阁高岭土矿床 4) 中酸性火山岩单纯风化型或热液蚀变叠加风化型高岭土矿床, 单纯风化型如福建永春大丘山高岭土矿床, 热液蚀变叠加风化型如苏州阳山东北部的观山高岭土矿床 5) 花岗岩体边缘混合岩蚀变风化型高岭土矿床, 如湖南衡山界牌马迹桥高岭土矿床 6) 古喀斯特岩溶淋滤充填或填充叠加蚀变型高岭土矿床, 前者如四川叙永山西阳泉高岭土矿床, 后者如苏州阳东东段苏州阳东白鳝岭高岭土矿床 7) 酸性凝灰岩蚀变型高岭土矿床, 矿石为石质, 含地开石较多, 如江西上饶下高洲浙江青田北山高岭土矿床 ; 有的则以地开石为主, 如浙江松阳新疆伊宁白杨沟高岭土 ( 地开石 ) 矿床 8) 含硫热泉蚀变型高岭土矿床, 如云南腾冲西藏羊八井高岭土矿床 9) 煤系沉积型高岭土矿床, 如山西平朔辽宁本溪高岭土矿床 168

4 我国高岭土矿床类型与分布特征概述 10) 河湖滨海碎屑沉积型高岭土矿床如江西吉安凤凰圩河湖沉积高岭土矿床福建晋江第四纪滨江沉积高岭土矿床中国高岭土矿床种类虽多但缺乏优质的超大型矿床单个矿床的资源量一般都较少据世界矿产矿资源年评 2007 年世界高岭土查明资源量 222 亿吨大型优质高岭土矿床主要分布在美国巴西英国和中国等少数国家已发现的超大型优质高岭土矿床分布在美国佐治亚州与巴西沿太平洋沿岸都是中生代的海洋沉积高岭土矿层巨厚覆盖层薄易于采挖且其矿物成分主要为片状的高岭土中国尚未发现此类型矿床至 2008 年底中国高岭土查明基础储量 6.4 亿吨中国高岭土分布广泛遍布全国六大区 21 个省(市区) 但又相对集中广东省是探明高岭土储量最多的省其次是福建江西江苏广西湖南和陕西等省其他有高岭土储量的省区有河北山西内蒙古辽宁吉林浙江安徽山东河南湖北海南四川贵州和云南(图 1) 典型矿床特征如下 1) 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 Figure 1. Kaolin (china clay) mineral distribution diagram 图 1. 高岭土(瓷土)矿产分布示意图(来源于中国资源网) 169

5 型的典型矿床, 是中国著名的制瓷用高岭土产地之一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 2) 风化淋积亚型高岭土矿床以四川叙永埃洛石矿床为代表, 其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, 这些埃洛石可用于高压电瓷高档陶瓷和石油催化等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 :a) 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淋洗发生退色而呈灰白色 ;b) 淋滤氧化带 : 粘土岩疏松, 黄铁矿消失, 出现较多的褐铁矿, 有形成铁盘, 高岭石已部分解体 ;c) 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, 该带的埃洛石不是由高岭石转变而成, 而是通过中间的铝硅胶体凝聚而成 ;d) 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 SiO 2 在附近沉淀, 形成了次生石英和玉髓 ;e) 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了埃洛石矿体的形态和厚度 3) 古代热液蚀变亚型高岭土矿床以江苏苏州高岭土矿为代表, 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以观山高岭土矿床为例, 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 4) 近代热液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英为主云南腾冲高岭土矿床位于腾冲地热区以热泉为中心约 100 km 2 区域内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还出现有一些石膏磷钙铝石菱磷铝锶石和磷铝铈矿及沸石类矿物 5) 古代沉积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 ; 后者如广东茂名广西合浦的高岭土矿床属此类以广东茂名高岭土矿床为例, 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茂名高岭土矿物以石英和高岭石为主风化和半风化物质, 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属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, 含铁量低的片状高岭石的巨大优质涂布级高岭土矿床 6) 近代沉积亚型高岭石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 170

6 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 2000 km 2, 构造位置属云岗平鲁构造盆地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, 一般为煤层夹层, 太原组分布着九层煤, 其间夹有 11 层高岭土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 7) 复合型高岭石矿床典型例子是福建龙岩东宫下高岭土矿, 属于蚀变花岗岩风化残余型矿床高岭土矿体直接产于白云母钠长石花岗岩风化壳中并具有明显的垂直分带性, 矿石矿物主要有高岭石埃洛石水白云母石英及少量长石高岭石的结晶有序度较低, 粒度一般大于 2 μm, 埃洛石粒度多小于 2 μm 龙岩高岭土矿石具有贫铁钛和自然白度高的特征, 可选性好储量具大, 属优质大型高岭土矿矿体规模产状和矿石质量与风化壳的发育程度密切相关高岭土矿床的成矿作用除受有利于风化作用成矿的母岩构造气候地貌和水介质条件等控制以外, 还明显地受我国大陆板块东南部特定的大地构造环境下内生岩浆分异作用及岩浆期后热液蚀变作用的影响矿床的成矿过程经历了内生岩浆分异作用热液蚀变作用和表生风化成矿作用三大地质作用, 属于复合型矿床 4. 找矿标志地面露头标志 : 高岭土矿天然露头是最重要的直接找矿标志风化剥蚀面及其形态标志 : 不整合及其形态轮廓是重要的间接找矿标志岩溶构造标志 : 岩溶构造主要与构造期褶皱虚脱和断裂发育部位相关, 且紧贴古风化剥蚀面, 故应研究这些有利部位的岩溶洞穴, 将其与现代岩溶分布控制条件区别开来构造标志 : 高岭土矿受控制于构造期褶皱虚脱断裂发育部位的古岩溶体系应研究恢复构造期间构造发育特点, 沿有利构造部位找矿 [5] [6] 我国南方特别是东南沿海地区酸性岩及其火山碎屑岩分布很广, 可选择其中铁钛含量低的岩体, 如分布在粤滇黔闽赣湘浙等省, 作为找矿的远景区风化残余型高岭土矿床的找矿前提条件为 : 1) 由于内生地球化学分异作用, 在酸性侵入喷发和火山碎屑岩中铁钛含量低同期不同次侵入的岩体成分稍异, 后侵入的较先侵入的铁钛含量低这些岩石是立项的找矿对象 2) 岩浆期后的各种地质作用, 也可使母岩成分发生变化, 如钾长石化绢云母化和钠长石化等蚀变作用, 由于构造运动造成的母岩破碎等, 这些作用都对高岭土矿的成矿有利 3) 表生地球化学作用发育, 自然地理条件好, 如气温高潮湿雨量大植被多地表水属酸性介质还原环境和地势高差小等, 使易溶性元素分离, 而形成具有一定厚度和品位的高岭土矿 5. 总结本文对高岭土相关资料进行总结, 从高岭土定义和分类高岭土矿床与找矿标志等 3 个方面进行综合概述其中主要是高岭土矿床部分, 对矿床成因分类分布及典型矿床进行了重点概述本文对于熟悉我国目前的高岭土矿床研究现状, 了解我国主要高岭土矿床分布特征都非常有帮助参考文献 (References) [1] 杨光和 (2010) 北海市冯家村高岭土矿地质特征及成因. 中国高新技术企业, 25, [2] 冯怀煊 (1992) 贵州下石炭统大塘组硬质高岭土矿成矿地质特征. 建材地质, 5, [3] 常志强 (2011) 湖南辰溪高岭土矿地质特征及找矿前景分析建材非金属矿地质勘查技术研讨会论文集. 171

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National and Provincial Life Tables Derived from China’s 2000 Census Data

National and Provincial Life Tables Derived from China s 2000 Census Data Yong Cai Department of Sociology University of Utah Salt Lake City, UT 84112-0250 yong.cai@soc.utah.edu Feburay 21, 2005 Data available