淶水縣洛平瓷土礦礦物類型及成因探討

丁子建

（中國建筑材料工業地質勘查中心河北總隊，河北 保定 071051）

河北保定地區瓷土礦分布較廣泛，主要集中在淶水縣、易縣、順平縣、唐縣西部山區，礦床成因主要為酸性巖漿侵入構造斷裂帶形成的石英鈉長斑巖脈風化淋濾形成，礦床類型屬于風化殘積型。淶水縣洛平一帶瓷土礦成礦地質條件明顯，礦床規模較大，現對該地區瓷土礦的礦物類型及成因進行分析與探討。

1 礦區地質特征

淶水縣洛平一帶最高處海拔345.1m，最低處海拔61.4m；屬低山丘陵區。大地構造位置位于中朝準地臺燕山臺褶帶軍都山巖漿巖帶狼牙山凹褶斷束東南緣。礦區地層有元古界長城系、薊縣系、青白口系和古生界寒武系，地層主要為碳酸鹽巖。斷層構造發育，受斷層影響地層產狀變化較大。區內有3條逆斷層和1條正斷層，對兩側地層產狀影響較大。沿北西向張性裂隙侵入的石英鈉長斑巖脈為本文的主要研究對象，礦區地質圖見圖1。

圖1 洛平瓷土礦礦區地質簡圖

礦區內有兩條石英鈉長斑巖，為方便敘述將其編號為λφ1和λφ2。

λφ1自東洛平以東至F2斷層為止，長約3000m，為本次的主要研究對象。其巖性為石英鈉長斑巖，近地表經過風化淋濾作用，長石大多已蝕變成高嶺石、蒙脫石。總體走向近東西向，傾向10°，傾角62～70°。巖脈最寬處可達5m，西部最窄僅1m左右，一般2～4m寬。巖脈在東洛平村東尖滅。

λφ2自F2斷層向東尖滅，長約510m，為本次的主要研究對象。其巖性為石英鈉長斑巖，近地表經過風化淋濾作用，長石大多已蝕變成高嶺石、蒙脫石。總體走向東西向，傾向北，傾角58～63°。巖脈寬度一般1.5～3m。

2 礦體特征

瓷土礦賦存于石英鈉長斑巖脈之中，礦體產狀與石英鈉長斑巖一致。從礦體走向及傾向厚度變化系數來看均屬中等變化程度。礦體沿走向上地表單工程蒙脫石含量最高(TC01)為33.10%，最低(TC13)為22.90%，蒙脫石含量變化系數為11%。沿傾向上鉆孔內蒙脫石含量最高(ZK1002)為27.29%，最低(ZK0803)為22.54%，蒙脫石含量變化系數為6%。從礦體走向及傾向上看，蒙脫石含量變化系數均屬極小變化程度，說明礦體的蒙脫石含量穩定。

3 礦物類型

為了確定礦區內的瓷土礦性質，進行了差熱分析、pH值測試以及水溶性測試。

差熱分析曲線見圖2。

圖2 瓷土礦差熱分析曲線

由差熱曲線可以看出，曲線Ⅰ為高嶺石—水云母—蒙脫石型膨潤土，在86℃和190℃的兩個吸熱谷主要為蒙脫石、高嶺石和水云母排除吸附水所致；在543℃的寬吸熱谷為蒙脫石、高嶺石脫羥基水及石英相變等重疊而成。

曲線Ⅱ為高嶺石—海泡石—蒙脫石型膨潤土，在90℃和170℃的兩個吸熱谷主要為蒙脫石和海泡石排除吸附水所致；在485℃的寬吸熱谷為蒙脫石、高嶺石脫羥基水及石英相變等重疊而成；在802℃的顯著吸熱谷為海泡石排除結構水。

礦石的pH值測試結果為6.8；礦石水溶性測試樣品吸水速度快，吸水量少，在水介質中表現為分散后沉淀。根據以上測試結果判斷：礦石的礦物類型為高嶺土—蒙脫石型。礦石礦物組合根據X-射線衍射分析結果進行判斷(見下表)。

X-射線衍射分析結果

由表中可以看出樣品X-1的主要礦物成分為蒙脫石,其次為石英、高嶺土、長石、水云母、方解石、白云石等，礦物組合為高嶺石—水云母—蒙脫石型。

樣品X-2的主要礦物成分為蒙脫石，其次為石英、高嶺土、長石、海泡石、方解石、白云石等，礦物組合為高嶺石—海泡石—蒙脫石型。

4 成因探討

瓷土礦床的形成過程主要與成礦原巖、構造、巖相古地理、介質條件、溫度、壓力等有關。本區內瓷土由石英鈉長斑巖脈風化，使礦物中的其他組分遷移，把蒙脫石、高嶺石組分聚集在風化殘積物中，經蒙脫石化、高嶺石化形成的。礦床類型屬于風化殘積型。

礦床的成礦原巖為石英鈉長斑巖，是由酸性巖漿巖侵入構造斷裂帶形成的巖脈。礦床的地表剝蝕作用較弱。從成礦環境來看，成礦原巖的脈巖性質為蒙脫石、高嶺石提供了一個相對封閉的成礦環境，以及低溫低壓的成礦條件。

介質條件是形成瓷土的最重要的因素之一，它不僅控制瓷土礦床的形成，也影響著瓷土礦床的變化。堿性介質條件是形成蒙脫石及高嶺石必要的條件。

瓷土礦床的形成首先是地表基巖中的長石(鋁硅酸鹽礦物)在碳酸(酸性介質)等的淋濾作用下開始解體，帶走部分Si、Ca組分，K+、Na+析出，使pH值升高至9～11，在適當的溫度和壓力(350℃、中—低壓力)條件下，SiO2堿性介質中溶解，硅酸鹽原有的結構和構造遭到破壞，首先形成一些泥層構造的礦物。若介質條件繼續保持堿性，并有足夠的Mg和少量的K存在，則形成瓷土。圍巖的白云巖和脈巖的長石成分正好為瓷土形成提供了Ca、Mg、K等元素。

由于近地表的風化淋濾作用很強，而隨著深度的增加風化淋濾作用逐漸減弱，因此礦床由上到下呈現如下分帶：地表風化帶—雜色瓷土—灰、白色瓷土—含母巖殘塊瓷土—蒙脫石化母巖。各帶之間漸變過渡，無明顯界線，礦體底部界線不規則。風化淋濾作用的深度取決于氧滲透到地下的深度，一般與潛水面相近。

綜上所述，河北省淶水縣洛平瓷土礦礦物類型為高嶺石—蒙脫石混合型。成礦母巖為酸性石英鈉長斑巖脈。礦床具有垂直分帶性，隨著深度的增加風化淋濾作用趨弱。礦床的形成是受到巖漿巖、構造、地形地貌及介質條件等條件的控制。保定地區的瓷土礦地質特征及成礦地質條件基本與洛平的瓷土礦一致，礦石的礦物類型也有很多相似之處，可對河北省瓷土礦找礦有一定的指導意義。

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