粘土礦的類(lèi)型及評(píng)價(jià)課件

第十一章粘土礦的類(lèi)型及評(píng)價(jià)第一節(jié)粘土礦概述第二節(jié)粘土礦床類(lèi)型第三節(jié)國(guó)內(nèi)外粘土礦資源分布概況第一節(jié)粘土礦概述1、粘土礦物組成

粘土的主要化學(xué)成分為二氧化硅、三氧化二鋁和水。氧化鎂和氧化鐵含量有時(shí)也較高，粘土礦物主要是層狀水鋁硅酸鹽類(lèi)礦物。2、粘土的工業(yè)技術(shù)特征（1）、可塑性粘土加入適當(dāng)?shù)乃?，在外力作用下可形成各種形狀而不發(fā)生破裂，當(dāng)外力取消后也不復(fù)原的性質(zhì)，根據(jù)塑性強(qiáng)弱把粘土分為以下3種：軟質(zhì)粘土半塑性粘土硬質(zhì)粘土（2）、粘結(jié)性——攪拌粘土的懸浮液，有一種粘稠感即所謂粘性，因此，粘土礦物具有和其他物質(zhì)無(wú)相粘合的能力。（3）、膨脹性——粘土在水中因吸收水分而體積顯著膨脹的性能。蒙脫石和貝得石具最大得膨脹性能，而高嶺石粘土是不膨脹得。（4）、燒結(jié)性和耐火性——粘土經(jīng)焙燒具有變?yōu)橹旅艿男再|(zhì)為其燒結(jié)性，能使被實(shí)驗(yàn)的粘土樣品獲得最大密度，亦即獲得最小氣孔率的溫度叫燒結(jié)溫度，粘土的燒結(jié)溫度范圍是決定粘土制造陶瓷品的基本標(biāo)志之一。第一節(jié)粘土礦概述（2）膨潤(rùn)土凡是具有膨潤(rùn)土物理性質(zhì)（吸水膨脹的性質(zhì)）的粘土物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為膨潤(rùn)土。根據(jù)陽(yáng)離子交換的堿性系數(shù)、膠質(zhì)價(jià)、膨脹倍數(shù)及pH值四項(xiàng)綜合指標(biāo)，并結(jié)合X光衍射、差熱分析、電鏡鑒定等分為鈉膨潤(rùn)土和鈣膨潤(rùn)土。由于膨潤(rùn)土具有良好的物化性能，它可做粘結(jié)劑、懸浮劑、增塑劑、觸變劑、催化劑以及作為載體等的原料，可在冶金機(jī)械鑄造、石油鉆探、石油化工、輕工、農(nóng)業(yè)林牧等20多個(gè)部門(mén)廣泛應(yīng)用，被譽(yù)稱(chēng)為“萬(wàn)能礦物”。第一節(jié)粘土礦概述（3）耐火粘土指耐火度大于1580o的粘土，根據(jù)工業(yè)用途分軟質(zhì)粘土、半軟質(zhì)粘土、硬質(zhì)粘土及高鋁粘土四類(lèi)。其中軟質(zhì)粘土和半軟質(zhì)粘土工業(yè)用途做結(jié)合劑，硬質(zhì)粘土和高鋁粘土分別做粘土質(zhì)耐火材料和高鋁質(zhì)耐火材料。（4）凹凸棒粘土是一種較為少見(jiàn)的鎂質(zhì)粘土礦物。用途廣泛，主要用于海上石油和陸地高溫含鹽地層鉆探泥漿，此外在鑄造、精煉油脂、凈化污水、脫色除毒、軍工和原子能、油漆、橡膠、農(nóng)藥、醫(yī)藥、造紙等領(lǐng)域內(nèi)用作粘合劑、吸附劑、凈化漂白劑、懸浮劑、催化劑、復(fù)寫(xiě)紙的涂料等。第一節(jié)粘土礦概述1、熱液蝕變型粘土礦床2、風(fēng)化型粘土礦床3、沉積型粘土礦床第二節(jié)粘土礦床類(lèi)型第二節(jié)粘土礦床類(lèi)型

1、熱液蝕變型粘土礦床（1）熱液蝕變型高嶺土礦床[Al4[SiO10](OH)8]

本類(lèi)礦床是巖漿與火山熱液作用于圍巖而形成的高嶺土礦床。成礦圍巖一般為高嶺石粘土巖、堿性——酸、堿性的火山巖、淺層侵入巖。礦體圍巖具有明顯的蝕變現(xiàn)象，它們有時(shí)做為一種外蝕變帶而存在，或者與明礬石、葉臘石等非金屬礦床伴生。礦體呈似層狀、透鏡狀、囊狀、脈狀等，礦石質(zhì)量尚好，部分優(yōu)異。礦床規(guī)模通常為小型，但在我國(guó)可達(dá)巨型高嶺土礦床。蘇州陰山、觀山及浙江溫州仙巖高嶺土礦床皆屬此類(lèi)型。

*燕山期花崗巖的侵入使二疊系、侏羅系的地層受到接觸變質(zhì)或熱液蝕變，并形成各種蝕變帶(Ⅰ)矽卡巖帶——由石榴石或透輝石矽卡巖組成。（Ⅱ）硅化大理巖帶——由灰?guī)r重結(jié)晶而成，常見(jiàn)硅質(zhì)條帶。（Ⅲ）菱鐵礦帶（Ⅳ）高嶺土帶（Ⅴ）絹云母-硅質(zhì)巖帶——含少量明礬石、黃鐵礦。一、中低溫?zé)嵋旱V床（1）晚侏羅世火山和巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈；（2）火山噴氣與巖漿熱液沿印支期剝蝕面及其它構(gòu)造裂隙活動(dòng)，富含長(zhǎng)石質(zhì)的火山巖在熱液作用下，發(fā)生高嶺土化作用形成高嶺土礦床，后期由于溶液中逐漸聚集了堿質(zhì)，轉(zhuǎn)為弱堿性介質(zhì)條件，火山巖中則形成埃洛石、玉髓等。（3）游離的SiO2,在溫度較低的條件下使火山巖發(fā)生次生石英巖化。第二節(jié)粘土礦床類(lèi)型礦床實(shí)例——浙江余杭仇山膨潤(rùn)土礦床地理位置：礦區(qū)位于余杭鎮(zhèn)西北九公里的仇山，三墩盆地之西部邊緣；構(gòu)造：盆地受北東向臨安—德清斷裂帶和近東西構(gòu)造帶控制?；祝簽楣派貙优璧兀撼练e有上侏羅—下白堊統(tǒng)勞村組（J3I）--朝川（K1C）地層（圖3）。含礦巖系：籠統(tǒng)屬J3—K1。礦體呈層狀，似層狀。Ⅰ礦帶礦體——兩端?。?.5-2m），中間厚4.17m，中心部分尚見(jiàn)未脫玻的原巖透鏡體。礦體沿走向延伸1200m，傾向斜深200~300m。Ⅰ礦層是目前開(kāi)采對(duì)象，Ⅱ礦帶礦體——由凝灰質(zhì)粉砂巖或凝灰?guī)r分隔為上、下兩礦層，下礦層厚0~3.4m，上礦層厚0~2.5m。Ⅰ礦層礦石呈灰白色，灰綠色，油脂光澤，原巖玻屑已強(qiáng)烈蒙脫石化，蒙脫石含量達(dá)70%以上。礦石質(zhì)量較好，膠質(zhì)價(jià)在90%以上，膨脹倍數(shù)大于10，吸藍(lán)量高。陽(yáng)離子交換量為65~75mg/100g，以Ca2+為主，堿性系數(shù)低，差熱分析和X光分析表明礦石礦物以鈣蒙脫石為主。仇山礦無(wú)論在規(guī)模上還是在是質(zhì)量上都已成為浙江重要膨潤(rùn)土基地。2、風(fēng)化型粘土礦床（1）風(fēng)化殘余型粘土礦床本類(lèi)型是堆積在原生巖或礦床附近的風(fēng)化殘余礦床。——礦體呈透鏡狀、漏斗狀或槽狀產(chǎn)于潛水滯流帶上部，礦化深度數(shù)米至數(shù)十米，個(gè)別達(dá)百米；——礦化深度受風(fēng)化條件控制，向深處逐漸過(guò)渡為原巖。因而礦石質(zhì)量隨深度有顯著變化；——礦石中可見(jiàn)云母巖的殘留構(gòu)造，并雜有其中的穩(wěn)定礦物。礦石經(jīng)洗選后可獲得純凈的粘土，礦床規(guī)模可達(dá)中—大型。（1）、風(fēng)化殘余型高嶺土礦床該礦床是在熱濕的氣候條件下，一些中酸性巖漿巖、火山巖及粘土巖類(lèi)，經(jīng)地下水的作用，使原巖石中長(zhǎng)石、云母類(lèi)礦物在常溫常壓下，就地改造成為高嶺土礦床。我國(guó)這類(lèi)礦床主要分布在中南、華東沿海諸省，世界上著名的江西景德鎮(zhèn)陶瓷即由此類(lèi)型的高嶺土作為原料。2、風(fēng)化型粘土礦床礦體特征：礦體一般寬5~20m，延長(zhǎng)可達(dá)數(shù)百米，礦物組合有明顯的垂直分帶;上部：結(jié)晶良好或不良好的高嶺土，中部：由高嶺石和埃洛石混合組成，但含礦率較高；下部：向原巖逐漸過(guò)渡，呈半風(fēng)化狀態(tài)，一般石英、云母含量增加，經(jīng)常出現(xiàn)四水埃洛石和三水鋁石。第一種：是由花崗巖沿構(gòu)造帶風(fēng)化的；第二種：是偉晶巖脈和中細(xì)粒花崗巖風(fēng)化而成的砂狀高嶺土組成。***有的礦床中，礦石礦物以四水埃洛石為主，一般呈塊狀，伴生的礦物有長(zhǎng)石、云母、電氣石等。礦床成因：一般認(rèn)為礦床是有酸性巖受風(fēng)化作用而成，也有人認(rèn)為礦床與氣化熱液的蝕變作用有關(guān)。（3）風(fēng)化淋積型高嶺土礦床概述：本類(lèi)型礦床是含高嶺石類(lèi)礦物的巖石，經(jīng)風(fēng)化淋濾作用而成的一種高嶺土礦床?！V床產(chǎn)于成礦原巖（碳酸鹽巖）不整合面或假整個(gè)面間”界面型”；——礦體呈似層狀、扁豆?fàn)?；或產(chǎn)于下部灰?guī)r溶洞中（喀斯特）“巖溶型”，礦體呈囊狀、透鏡狀。典型礦床：四川敘永高嶺土礦床

2、風(fēng)化型粘土礦床礦床實(shí)例——四川敘永高嶺土礦床地質(zhì)概況：地層有二疊系茅口組灰?guī)r、龍?zhí)督M砂頁(yè)巖、粘土巖，龍?zhí)督M底部為厚約3~5m的含黃鐵礦高嶺土巖，礦區(qū)構(gòu)造處于北東向張裂隙發(fā)育區(qū)。礦體特征：由“界面型”和“巖溶型”的同時(shí)產(chǎn)生，“界面型”礦體呈扁豆?fàn)睢⑺茖訝睿V石呈直徑數(shù)厘米至數(shù)米的團(tuán)塊狀，眼球狀不均勻地嵌布于黃色粘土巖中。“巖溶型”礦體呈囊狀、槽狀、漏斗狀等，礦石質(zhì)量良好。3、沉積型粘土礦床

沉積型粘土礦床有兩種類(lèi)型：（1）沉積型粘土礦床：包括現(xiàn)代河流、湖泊、淺海沉積的粘土和耐火粘土。（2）沉積/火山-沉積型膨潤(rùn)土礦床：這類(lèi)礦床在國(guó)內(nèi)外膨潤(rùn)土礦產(chǎn)儲(chǔ)量中占有重要地位。主要包括有以下五類(lèi)：（Ⅰ）現(xiàn)代沉積粘土礦床（Ⅱ）古沉積粘土礦床（Ⅲ）海相沉積膨潤(rùn)土礦床（Ⅳ）陸相火山-沉積膨潤(rùn)土礦床（Ⅴ）陸相沉積型凹凸棒石粘土礦床第三節(jié)國(guó)內(nèi)外粘土礦資源分布概況一、粘土礦床1、世界資源在世界上，分布廣泛。（1）高嶺土礦床在蘇聯(lián)主要分布于烏克蘭地區(qū)，它是由俄羅斯地盾塊結(jié)晶巖風(fēng)化而成；美國(guó)北卡羅來(lái)納州西部產(chǎn)有偉晶花崗巖風(fēng)華形成的高嶺土；英國(guó)的康沃耳也是世界有名的高嶺土產(chǎn)地之一。（2）沉積耐火粘土礦床多形成于石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、白堊紀(jì)和第三紀(jì)，它們多為湖相沉積；在蘇聯(lián)主要分布于莫斯科盆地、頓巴斯、烏克蘭等地。2、我國(guó)粘土礦床分布廣泛，沉積耐火粘土主要分布在北方，東北和華北是它們的主要產(chǎn)地。高嶺土礦床分布很廣，差不多我國(guó)二十九個(gè)省、自治區(qū)都有分布，但質(zhì)量好、儲(chǔ)量多的礦床多集中在東南沿海各??；如：湖南、江西、浙江、江蘇、廣東等地，他們多為風(fēng)化型高嶺土礦床，我國(guó)著名的瓷器（江西瓷）即以這種高嶺土為主要原料。第三節(jié)國(guó)內(nèi)外粘土礦資源分布概況2、我國(guó)膨潤(rùn)土礦產(chǎn)資源

很豐富，經(jīng)過(guò)多年來(lái)對(duì)膨潤(rùn)土礦產(chǎn)的普查與勘探，已發(fā)現(xiàn)大小產(chǎn)地和礦點(diǎn)二、三百處，但目前已知的礦床或礦點(diǎn)分布于閩浙一帶，礦床多與侏羅-白堊紀(jì)火山巖系有關(guān)。目前，在吉林省新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)質(zhì)鈉質(zhì)膨潤(rùn)土礦床，礦點(diǎn)成群分布，構(gòu)成兩個(gè)較有遠(yuǎn)景的成礦區(qū)?？偨Y(jié)我國(guó)膨潤(rùn)土礦床的成礦時(shí)期，主要分為三個(gè)時(shí)期:成礦期（J3-K