唐县马家峪瓷土矿地质特征及成因浅析

田腾飞（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定　071051）

唐县马家峪瓷土矿地质特征及成因浅析

田腾飞
（中国建筑材料工业地质勘查中心河北总队，河北 保定071051）

河北唐县马家峪瓷土矿区域地质成矿条件良好，赋存层位为碳酸盐系地层、次级断裂发育的控矿构造、矿体规模较大及矿体产状随接触带变化而变化的矿体地质特征；从一般瓷土矿与瓷土配料不同矿石品级及工业类型详细阐述了该矿床地质特征；该矿床属于风化残积型矿床，简析了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，该矿床研究价值前景广阔。

瓷土矿；地质特征；风化残积型矿床；河北唐县

1　区域地质概况

矿区位于河北省唐县马家峪，区域内出露地层主要为长城系高于庄组、中上寒武统、中下奥陶统、第四系(见图1)。位于燕山台褶带(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，区内主要岩浆岩有石英钠长斑岩、石英二长斑岩及煌斑岩。

图1　唐县马家峪瓷土矿地质简图

2　矿床地质特征

瓷土矿主要赋存于岩体与碳酸盐层接触带附近，主要出露地层为长城系高于庄组、下奥陶统亮甲山组、中奥陶统马家沟组、第四系上更新统、第四系全新统。瓷土矿位于灵山—紫荆关断裂带及次级断裂中。主要岩浆岩有石英钠长斑岩、石英二长斑岩及煌斑岩。石英钠长斑岩为成矿母岩。

2.1地层

长城系高于庄组：岩性为中厚层含燧石条带白云岩。

下奥陶统亮甲山组：巨厚层白云质泥灰岩、灰岩、白云岩、页岩。与下部高于庄组呈断层接触。

中奥陶统马家沟组：灰—灰黑色中厚层灰岩、白云质灰岩、薄层钙质白云岩，泥质灰岩。与下部亮甲山组假整合接触，普遍存在起伏不平的波状侵蚀面。

2.2构造

矿体位于灵山—紫荆关深大断裂带中，三条断裂(F1、F2、F3)通过。地层及接触带产状关系杂乱，岩石破碎。

F1断裂：为灵山—紫荆关深断裂的一部分，总体走向50°，倾向140°，倾角75～80°，为正断层性质，次级断裂发育为主要控岩控矿构造。

F2断裂：为灵山—紫荆关深大断裂带的次级断裂，走向北东东，倾向南南东，倾角约80°, 为逆断层性质，该断裂对矿体没有影响。

F3断裂：为灵山—紫荆关深大断裂带的次级断裂，走向北东，倾向330°，倾角70°，性质为正断层。与F1共同控制着瓷土矿的形成。

2.3岩浆岩

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、石英二长斑岩、煌斑岩。

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：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。

3　矿体地质特征

3.1矿体特征

矿区内陶瓷土矿是由石英钠长斑岩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(品级极好瓷土矿，可塑性极强)—残积土为主混强风化碎块带(一般瓷土矿，可塑性强)—以中等风化碎块夹残积土带(瓷土配料，可塑性差)—中等风化石英钠长斑岩(围岩、碎块表面次生变化为极薄层硬质土，而内部为新鲜的轻微变色或未变色的原岩)。

该区进行了指标论证，瓷土矿介于一般工业瓷土矿与膨润土之间，属于混合型瓷土矿，在论证指标及化学分析的基础上，根据蒙脱石含量共圈定一条矿体，包括一般瓷土矿(蒙脱石含量≥17%)和瓷土配料(蒙脱石含量≤17%)。

一般瓷土矿矿体形态规则，沿石英钠长斑岩边缘与碳酸盐岩接触带分布，矿体由1～13号勘查线和10个采坑控制。矿体延伸规模较大，长2 628m，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°。

瓷土配料矿体风化程度较瓷土矿较弱，新鲜面大部分呈团块状，可塑性较差。矿体介于瓷土矿与原岩之间，分布于石英钠长斑岩岩株边缘。矿体长约2 350m，出露宽度20～100m，厚度不稳定。矿体产状随接触面风化程度不同而不同，变化很大。瓷土配料与瓷土矿矿石中的Al2O3、Fe2O3、TiO2含量基本一致，矿物组分相对比较稳定，但蒙脱石含量相差较大。3.2 矿石品级及矿石质量

本区瓷土矿为蒙脱石型瓷土矿，蒙脱石含量的多少决定矿石的品级。详见图2瓷土矿品位变化折线。

图2　瓷土矿品位变化折线

(1) 一般瓷土矿。

蒙脱石含量19.7%～48.2%，平均35.73%，变化系数为32%，矿石蒙脱石含量不稳定，矿体内部结构复杂。风化淋滤作用很强，达到膨润土一般工业指标的边界品位(单样蒙脱石含量≥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%，品位变化系数为11%，品位稳定。

一般瓷土矿矿石呈乳白—灰白色，呈蜡状、油脂光泽、松散土状或硬块状，具土状结构，块状构造，具参差状或贝壳状断口，有滑腻感及粘性。矿物组合主要为蒙脱石(17%～67%)、水云母(2%～5%)、长石(10%～30%)、石英(10%～30%)及少量高岭石、伊利石等。矿石有用组分Al2O3含量13.17%～15.77%，平均14.05%，品位变化系数4%；有害组分Fe2O3含量0.26%～0.91%，平均0.45%，品位变化系数38%，矿石相对稳定；TiO2含量0.033%～0.084%，平均0.049%，品位变化系数24%。由此可见矿石除蒙脱石外，其他组分稳定。

(2) 瓷土配料。

蒙脱石含量12.9%～16.7%，平均14.59%，变化系数为10%，矿石蒙脱石含量很稳定，矿石内部结构简单；Al2O3含量13.00%～13.33%，平均13.22%，品位变化系数0.7%，品位稳定。Fe2O3+ TiO2含量0.617%～0.781%，平均0.679%，品位变化系数为9%，品位稳定。瓷土配料各项指标变化系数都很小，岩石内部结构、矿石品位都很稳定。

瓷土配料呈白—灰白色，块状，其仍保有原岩结构、构造特征。矿物除蒙脱石含量与瓷土矿蒙脱石不同外，其余矿物成分基本一致(除个别样品Fe2O3含量略微＞1%)，变化均较稳定。但蒙脱石含量决定着矿石质量。瓷土配料矿石可塑性差，硬度大，生产成本高，在当前市场形势下，暂时不具备单独开发的价值。

综上所述，蒙脱石含量是区分矿石品级(可塑性、硬度、风化淋滤强弱)重要依据，蒙脱石含量指标可区分矿石品级边界，瓷土矿与瓷土配料之间呈现快速渐变的接触关系。

3.3矿石类型

矿石自然类型为风化残积成因的蒙脱石型一般瓷土矿及瓷土配料；工业类型为建筑及普通日用陶瓷土。该瓷土矿矿石介于一般工业瓷土矿与膨润土之间、介于非矿与一般工业瓷土矿之间的瓷土配料，属于混合型瓷土矿类型。

3.4矿体围岩和夹石

矿体围岩为高于庄组燧石条带白云岩和亮甲山组白云质泥灰岩、灰岩、白云岩、页岩、中等风化碎块夹残积土带及石英钠长斑岩原岩、石英二长斑岩。矿体中无夹石，围岩中无有害组分，对开采无影响。

4　矿床成因及找矿标志

4.1矿床成因

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。本矿床是典型的风化淋滤残积型矿床。

瓷土矿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，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元素存在，则形成瓷土。围岩的白云岩和岩体的长石成分正好为瓷土的形成提供了Ca、Mg、K等元素。

4.2找矿标志

(1) 与区域大断裂有关的次生构造、裂隙，为含矿岩浆贯入和后期热液运移提供了构造通道和容矿空间。

(2) 矿床成矿母岩为酸性浅成岩或超浅成火成岩体或岩脉，如石英钠长斑岩。

(3) 碳酸盐地层为成矿提供了碱性介质条件。该矿床特征比较典型，根据该特征已经寻找到多处瓷土矿，该矿床研究价值前景广阔。

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P619.232

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