新疆阿勒泰地區高嶺土礦地質特征及工業利用前景

秦 彪

(中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊，新疆 烏魯木齊 830000)

阿勒泰地區古近系始—漸新統烏倫古河組下部分布有風化殘積型高嶺土和沉積型砂質高嶺土礦，其層位較為穩定，分布面積較廣，資源量較大，對擴大陶瓷和耐火材料資源來源，有效促進阿勒泰地區陶瓷和耐火材料工業發展具有重要的現實意義。

1 資源概況及分布

從新疆各地州高嶺土礦產地分布情況看，主要集中在阿勒泰地區、塔城地區、昌吉州、伊犁市等地州，礦產地分別占全疆的32%、24%、10%、8%。探獲資源量也主要集中在阿勒泰、塔城、伊犁等地州。

阿勒泰地區高嶺土礦主要分布于哈巴河縣、布爾津縣、吉木乃縣、富蘊縣等地，礦產地和資源量相對較為集中，目前已探獲高嶺土資源量達1 171.48萬t，預測資源量達2 248.86萬t，均沿阿爾泰山南緣的額爾齊斯河兩岸分布。礦床類型為風化殘積型高嶺土和沉積型砂質高嶺土，產于古近系地層、層位較為穩定、分布面積較廣、產狀較為平緩、覆蓋淺，有利于開采。

目前，阿勒泰地區高嶺土礦正在陸續開發利用。產品范圍涉及到普通民用陶瓷、建筑陶瓷(地磚、墻磚)、衛生潔具、耐火材料等領域。

2 礦床地質特征

阿勒泰地區大地構造位于天山興蒙造山系之東—西準噶爾弧盆系。區域地層屬北疆—興安地層大區之北疆地層區之北準噶爾地層分區。區域成礦帶處于古亞洲成礦域之準噶爾成礦省之北準噶爾成礦帶。出露地層主要為震旦系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、古近系、新近系及第四系。區域上發育晚古生代中酸性花崗巖，巖漿活動強烈；發育近東西向塔爾巴哈臺南緣斷裂及次級斷裂，斷裂構造發育。其中，高嶺土礦賦存地層主要為沿額爾齊斯河兩岸呈帶狀斷續出露的古近系始—漸新統烏倫古河組地層，不整合于晚古生代基底之上。

阿勒泰地區目前已發現10處高嶺土礦產地，其中哈巴河縣3處、布爾津縣5處、吉木乃縣1處、富蘊縣1處。花崗巖—偉晶花崗巖風化殘積型礦床4處、規模較小，資源儲量也較小；碎屑巖建造沉積型礦床6處、分布規模較大，資源儲量也較大，高嶺土礦均產于古近系始—漸新統烏倫古河組(E2-3w)(表 1)。

阿克巧湖礦區高嶺土礦主要巖性為雜色及紫紅色泥巖、粉砂巖、粉砂質泥巖夾高嶺土，視厚約90m。總體構造線呈北西向，地形產狀較為平緩(圖1)。含礦地層與晚古生代侵入巖呈不整合接觸，其上覆蓋著烏倫古河組(E2-3w)和獨山子組(N2d)地層，為一套河湖相陸源碎屑沉積建造[1-2]。礦區內自下而上有風化殘積型高嶺土和沉積型砂質高嶺土，以后者為主。

圖1 阿克巧湖礦區高嶺土礦地質簡圖

2.1 風化殘積型高嶺土

阿克巧湖礦區風化殘積型高嶺土產于花崗巖體的風化殼之上，隨花崗巖體風化殼地貌起伏不定，變化較大。地表出露北東—南西向長約200m，南北寬約100m，工程控制厚度0.8～4m不等，一般厚1.5～2.5m，層位較不穩定，厚度變化較大。

2.2 沉積型砂質高嶺土

阿克巧湖礦區沉積型砂質高嶺土產于風化殘積型高嶺土或花崗巖體風化殼之上，呈似層狀近于水平產出，總體走向北東—南西，以5～10°的傾角向北緩傾斜，地表斷續出露長2 300m，厚6.00～8.60m。層位相對穩定，沿走向和傾向厚度變化不大，礦石質量較穩定。

3 礦石質量

3.1 礦石的自然類型和礦物特征

礦石自然類型按成因劃分為風化殘積型高嶺土[3-4]和沉積型砂質高嶺土兩種。以沉積型砂質高嶺土為主。

風化殘積型高嶺土：礦石干燥為灰白—純白色，具土狀或蠟狀光澤，略有滑感；潮濕為淺灰綠色，具油脂光澤，滑感較強，具油脂光澤及貝殼狀斷口、粘舌、質地細膩。具砂土狀結構，塊狀構造，層狀構造。礦物成分以高嶺石、石英組成，呈星點狀分布的石英顆粒，粒徑一般0.3～0.5mm，大者1～2mm，礦石呈固結—半固結狀態，具有吸水及分散性能。經X-射線粉晶衍射分析，礦物成分主要為高嶺石(93.7%)，其次為石英 (6.3%)。

沉積型砂質高嶺土：礦石干燥為白—灰白色，具蠟狀光澤，易污手，有滑感；潮濕為淺灰綠色，具油脂光澤，表面光滑細膩，滑感較強。砂質結構，塊狀構造，層狀構造。目估含砂量約25%。含有少量泥質。礦石質地松軟、易碎、吸水及分散性較好。經X-射線粉晶衍射分析，礦物成分為高嶺石(20.4%)、石英 (44.8%)、伊利石 (34.8%)。

3.2 礦石化學成分

通過對哈巴河縣和布爾津縣高嶺土礦樣品測試結果統計分析(表2)，Al2O3等主要化學組分含量偏低，鐵、鈦含量相對較高。

4 工業利用探討

通過與廣西合浦地區高鐵低品級高嶺土礦[5]進行對比，阿勒泰地區高嶺土礦可采用浮選法除去＞50μm的石英、云母、長石等雜質，同時用高梯度磁選法除去鐵礦物，再進行沉降分離和加溫漂白除鐵提純，最終可獲得A12O3＞35%，Fe2O3＜1.5%，白度＞80的漂白精土產品[6-9]。

表2 礦石化學組分平均含量統計

為了充分發揮“一帶一路”經濟帶建設的資源優勢，依托鋼鐵、煉油及石油化工、金屬冶煉、陶瓷等產業優勢，同時，隨著陶瓷、造紙、涂料等主要下游行業需求的增長和高嶺土應用范圍的不斷擴大，高嶺土消費領域十分廣闊[10]。阿勒泰地區高鐵低品位高嶺石粘土巖礦，礦體厚度較大，層位較為穩定，覆蓋淺剝離量小，有利于開采，通過高梯度磁選除鐵高溫漂白后可滿足不同行業質量需求[11-12]。