马家峪陶瓷土矿床地质特征

姚立

摘要：马家峪陶瓷土矿为典型的风化淋滤残积型矿床，成矿母岩为石英钠长斑岩株。矿体产状受成矿母岩与碳酸盐岩接触带控制，矿体与成矿母岩呈快速过度关系。矿床的工业类型为建筑及普通日用陶瓷土。

关键词：陶瓷土；石英钠长斑岩；风化淋滤

1、矿区地质概

矿区位于河北省位于唐县马家峪村西北约2Km，大地构造位置处于燕山台褶带（西南）与山西断隆（东部）两个Ⅱ级大地构造单元的结合处，军都山岩浆岩带Ⅲ级大地构造单元西南部边缘，狼牙山凹褶断束Ⅳ级大地构造单元的西部边缘，灵山-紫荆关断裂带中，次级断裂发育。

区内出露地层由老至新依次为：中元古代长城系高于庄组四段，为浅海相沉积碳酸盐岩。早古生代地层主要有寒武系中、上统，奥陶系下、中统海相沉积碳酸盐岩夹泥页岩。另有第四系洪积黄土状粉土质粘土和砾石层分布。（如图1）

矿区构造：矿区位于灵山复式向斜西北翼、灵山—紫荆关深大断裂带中，这一大断裂控制着区域岩浆岩的分布。图1中三条断裂构造均为其次级构造，为高角度正断层。

矿区内燕山期岩浆活动强烈，受北东向断裂构造控制，岩体沿断裂带呈岩株状分布。区内主要岩石类型有石英钠长斑岩（λφ）、石英二长斑岩（ηоπ）、煌斑岩（χ）。

石英钠长斑岩为区内陶瓷土矿成矿母岩。石英钠长斑岩呈岩株状产出，斑状结构，块状构造，斑晶以钠长石为主，基质成分：钠长石10～15％、石英10％及少量的白云母和铁质。

岩体受成岩后断裂构造影响，岩石极为破碎。据野外观察，在岩体与地层接触部位为全风化—强风化，向岩体内逐渐过渡为中等风化带，核心部位呈弱风化，岩石较硬。

石英二长斑岩：岩体呈小岩株状产出，形成时间稍晚于石英钠长斑岩，二者呈侵入接触，岩石比较坚硬。

煌斑岩：深灰色，全晶质，具有明显的斑状结构。暗色矿物含量很高，主要为角闪石、辉石、少量黑云母，其含量在斑晶或在基质中不少于30%，且自形程度良好，呈脉状产出，岩脉形成时间晚于石英钠长斑岩，二者呈侵入接触，对矿体产生破坏作用，延伸较短。

2、矿体及矿石

2.1矿体

矿区内陶瓷土矿是由石英钠长斑岩（λφ）在多次构造活动及水的作用下，经长期风化淋滤作用形成，属风化残积型矿床，其矿体的形成与围岩的化学成分、母岩的节理裂隙发育程度和岩石风化程度及地形地貌密切相关。由岩体与围岩接触面向岩体内部方向依次为：全风化形成的残积土带（瓷土矿）—残积土为主混强风化碎块带（瓷土矿）—以中等风化碎块夹残积土带（过渡带）—中等风化石英钠长斑岩（围岩、碎块表面次生变化为薄层瓷土，而内部为新鲜的轻微蚀变或未蚀变的原岩）。

本矿区只圈定一个矿体。

瓷土矿矿体形态规则，沿石英钠长斑岩（λφ）边缘与碳酸盐岩接触带分布。矿体延伸规模较大，长2628m，厚度8.91～22.08m，平均厚12.10m，厚度变化系数为29%，矿体厚度稳定。赋存标高280～382m，产状不稳定，一般随接触面变化而变化，倾角52°～75°。矿体平均品位Al2O3含量14.15%，Fe2O3+TiO2含量0.50%，蒙脱石含量19.7—48.2%，平均35.73%。

2.2围岩

矿体围岩主要有石英钠长斑岩、石英二长斑岩而已碳酸盐岩地层。其中石英钠长斑岩为瓷土矿成矿母岩，它与矿体的化学成分其本一致，只是矿物成分不同，即蒙脱石含量不同。它与矿体呈快带过度关系。（如右图）

其它围岩与矿体界线明显。

2.3矿石类型、矿物组合、化学成分

矿石成因类型为风化淋滤残积型。是由石英钠长斑岩在长期风化淋滤作用下，将其主要组成矿物中的斜长石、正长石被蒙脱石、高岭石、伊利石代替，形成松散土状（局部呈夹杂少量硬土块），呈腊状、油脂光泽的瓷土矿。矿石自然类型为风化残积成因的蒙脱石型瓷土矿；工业类型为建筑及普通日用陶瓷土。

矿石蒙脱石含量介于19.7—48.2%，平均35.73%，变化系数为32%，矿石蒙脱石含量稳定，局部达到膨润土一般工业指标（单样蒙脱石含量大于等于40%）。Al2O3含量13.17—13.83%，平均13.41%，品位变化系数2%，品位稳定。Fe2O3+TiO2含量0.712—0.994%，平均0.794%，含量稳定，变化系数为11%。

3、矿床成因探讨

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、压力等因素有关。

本区内瓷土由石英钠长斑岩风化致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或岩株。矿床的地表剥蚀作用较弱。从成矿环境来看，成矿原岩性质为蒙脱石、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，而且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（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。围岩的白云岩和岩体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，因此矿床具备垂直分带性，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-石英钠长斑岩母岩；同时风化程度受控岩石破碎程度，离断层越近岩石越破碎，越利于风化淋滤。因此风化淋滤作用的深度取决于岩石破碎程度与氧化渗透到地下的深度，一般与潜水面相近。

参考文献：

[1]田腾飞等，《保定旭通矿业有限公司马家峪陶瓷土矿资源储量核实报告》，勘查项目

[2]袁见齐、朱上庆、翟裕生，《矿床学》武汉地质学院

[3]丁子建，《涞水县洛平瓷土矿矿物类型及成因探讨》《中国非金属矿工业导刊》，2014（3）：40-41