涞水县洛平瓷土矿矿物类型及成因探讨

丁子建

（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定 071051）

河北保定地区瓷土矿分布较广泛，主要集中在涞水县、易县、顺平县、唐县西部山区，矿床成因主要为酸性岩浆侵入构造断裂带形成的石英钠长斑岩脉风化淋滤形成，矿床类型属于风化残积型。涞水县洛平一带瓷土矿成矿地质条件明显，矿床规模较大，现对该地区瓷土矿的矿物类型及成因进行分析与探讨。

1 矿区地质特征

涞水县洛平一带最高处海拔345.1m，最低处海拔61.4m；属低山丘陵区。大地构造位置位于中朝准地台燕山台褶带军都山岩浆岩带狼牙山凹褶断束东南缘。矿区地层有元古界长城系、蓟县系、青白口系和古生界寒武系，地层主要为碳酸盐岩。断层构造发育，受断层影响地层产状变化较大。区内有3条逆断层和1条正断层，对两侧地层产状影响较大。沿北西向张性裂隙侵入的石英钠长斑岩脉为本文的主要研究对象，矿区地质图见图1。

图1 洛平瓷土矿矿区地质简图

矿区内有两条石英钠长斑岩，为方便叙述将其编号为λφ1和λφ2。

λφ1自东洛平以东至F2断层为止，长约3000m，为本次的主要研究对象。其岩性为石英钠长斑岩，近地表经过风化淋滤作用，长石大多已蚀变成高岭石、蒙脱石。总体走向近东西向，倾向10°，倾角62～70°。岩脉最宽处可达5m，西部最窄仅1m左右，一般2～4m宽。岩脉在东洛平村东尖灭。

λφ2自F2断层向东尖灭，长约510m，为本次的主要研究对象。其岩性为石英钠长斑岩，近地表经过风化淋滤作用，长石大多已蚀变成高岭石、蒙脱石。总体走向东西向，倾向北，倾角58～63°。岩脉宽度一般1.5～3m。

2 矿体特征

瓷土矿赋存于石英钠长斑岩脉之中，矿体产状与石英钠长斑岩一致。从矿体走向及倾向厚度变化系数来看均属中等变化程度。矿体沿走向上地表单工程蒙脱石含量最高(TC01)为33.10%，最低(TC13)为22.90%，蒙脱石含量变化系数为11%。沿倾向上钻孔内蒙脱石含量最高(ZK1002)为27.29%，最低(ZK0803)为22.54%，蒙脱石含量变化系数为6%。从矿体走向及倾向上看，蒙脱石含量变化系数均属极小变化程度，说明矿体的蒙脱石含量稳定。

3 矿物类型

为了确定矿区内的瓷土矿性质，进行了差热分析、pH值测试以及水溶性测试。

差热分析曲线见图2。

图2 瓷土矿差热分析曲线

由差热曲线可以看出，曲线Ⅰ为高岭石—水云母—蒙脱石型膨润土，在86℃和190℃的两个吸热谷主要为蒙脱石、高岭石和水云母排除吸附水所致；在543℃的宽吸热谷为蒙脱石、高岭石脱羟基水及石英相变等重叠而成。

曲线Ⅱ为高岭石—海泡石—蒙脱石型膨润土，在90℃和170℃的两个吸热谷主要为蒙脱石和海泡石排除吸附水所致；在485℃的宽吸热谷为蒙脱石、高岭石脱羟基水及石英相变等重叠而成；在802℃的显著吸热谷为海泡石排除结构水。

矿石的pH值测试结果为6.8；矿石水溶性测试样品吸水速度快，吸水量少，在水介质中表现为分散后沉淀。根据以上测试结果判断：矿石的矿物类型为高岭土—蒙脱石型。矿石矿物组合根据X-射线衍射分析结果进行判断(见下表)。

X-射线衍射分析结果

由表中可以看出样品X-1的主要矿物成分为蒙脱石,其次为石英、高岭土、长石、水云母、方解石、白云石等，矿物组合为高岭石—水云母—蒙脱石型。

样品X-2的主要矿物成分为蒙脱石，其次为石英、高岭土、长石、海泡石、方解石、白云石等，矿物组合为高岭石—海泡石—蒙脱石型。

4 成因探讨

瓷土矿床的形成过程主要与成矿原岩、构造、岩相古地理、介质条件、温度、压力等有关。本区内瓷土由石英钠长斑岩脉风化，使矿物中的其他组分迁移，把蒙脱石、高岭石组分聚集在风化残积物中，经蒙脱石化、高岭石化形成的。矿床类型属于风化残积型。

矿床的成矿原岩为石英钠长斑岩，是由酸性岩浆岩侵入构造断裂带形成的岩脉。矿床的地表剥蚀作用较弱。从成矿环境来看，成矿原岩的脉岩性质为蒙脱石、高岭石提供了一个相对封闭的成矿环境，以及低温低压的成矿条件。

介质条件是形成瓷土的最重要的因素之一，它不仅控制瓷土矿床的形成，也影响着瓷土矿床的变化。碱性介质条件是形成蒙脱石及高岭石必要的条件。

瓷土矿床的形成首先是地表基岩中的长石(铝硅酸盐矿物)在碳酸(酸性介质)等的淋滤作用下开始解体，带走部分Si、Ca组分，K+、Na+析出，使pH值升高至9～11，在适当的温度和压力(350℃、中—低压力)条件下，SiO2碱性介质中溶解，硅酸盐原有的结构和构造遭到破坏，首先形成一些泥层构造的矿物。若介质条件继续保持碱性，并有足够的Mg和少量的K存在，则形成瓷土。围岩的白云岩和脉岩的长石成分正好为瓷土形成提供了Ca、Mg、K等元素。

由于近地表的风化淋滤作用很强，而随着深度的增加风化淋滤作用逐渐减弱，因此矿床由上到下呈现如下分带：地表风化带—杂色瓷土—灰、白色瓷土—含母岩残块瓷土—蒙脱石化母岩。各带之间渐变过渡，无明显界线，矿体底部界线不规则。风化淋滤作用的深度取决于氧渗透到地下的深度，一般与潜水面相近。

综上所述，河北省涞水县洛平瓷土矿矿物类型为高岭石—蒙脱石混合型。成矿母岩为酸性石英钠长斑岩脉。矿床具有垂直分带性，随着深度的增加风化淋滤作用趋弱。矿床的形成是受到岩浆岩、构造、地形地貌及介质条件等条件的控制。保定地区的瓷土矿地质特征及成矿地质条件基本与洛平的瓷土矿一致，矿石的矿物类型也有很多相似之处，可对河北省瓷土矿找矿有一定的指导意义。

[1]田熙,周开灿,文化川.非金属矿床地质学[M].武汉:武汉工业大学出版社,1989.

[2]李斌山,高月梅,丁子建.易县上铺—邢家庄瓷土矿地质特征及成矿地质条件[J].中国非金属矿工业导刊,2011(S1):12-13.