河南宝雨山矿区共生高岭土资源评价

李俊志

摘 要：文章阐述了河南宝雨山矿区煤系高岭土的地质特征和赋存条件，指出了该区域高品质高岭土矿层分布规律，并通过对该区高岭土的宏观特征描述、化学成分分析、扫描电镜等各种测试结果的分析指出，二叠系下石盒子组底部大紫泥岩中的高岭土比较稳定且品位较优。宝雨山矿区煤系高岭土资源储量丰富、品质优良，有极大的开发价值。

关键词：煤系高岭土；资源评价

中图分类号： X37 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）06-74-2

1 概述

在伊川何庄煤矿和宝雨山煤矿进行了煤田补充勘探中，发现矿区下石盒子组底部大紫泥岩中具一层伴生的煤系高岭土矿层，对钻孔内勘探到的煤系伴生矿物进行了记录与分析。在第一期补充勘探中现场采取了5个代表性的高岭土矿样进行化学分析，对全井田的高岭土资源情况有了初步了解。

2 自然地理概况与区域地质背景

2.1 自然地理情况

宝雨山煤矿位于半坡乡，距伊川县城36千米，该乡北连江左乡，西接白沙乡，东与登封毗邻，南与临汝接壤，号称伊川“东大门”，全乡总面积47.3平方千米。马铃山、黑龙山横卧乡境，将全乡分为南北两半。土地瘠薄，但矿产资源丰富。

2.2 地形、地貌

宝雨山矿区位于箕山西端。地势南北高，中部低。主要山脉呈近东西向展布。地面标高一般为400～700米，本区基本属于低山丘陵区。南部由寒武系底层组成一级分水岭，地面标高500～675米。北部由二叠系砂岩和三叠系金斗山砂岩组成二级分水岭，地面标高470～785米。分水岭的展布山脉走向基本一致。沟谷一般呈“V”字型切割。山脉具南坡较陡，北部较缓的地貌特征。在中部低洼区，由暂时性流水形成堆地貌，地面高差相对较小。本区内地形切割剧烈，沟壑发育，地面坡度较大，有利于大气降水的排泄。

3 地质概况

石炭系（C）下统缺失，中统平行不整合于寒武系之上。

中统—本溪组（C2b）下部为浅灰色，间或夹浅黄、浅紫色铝土质泥岩，偶夹古占煤。上部为深灰色鲕粒状铝土岩。

上统——太原组（C2t）为一套海陆交替相的含煤地层。由碳酸岩、碎屑岩及薄煤层组成。

二叠系（P）上部为较粗碎屑岩（顶部夹有碳酸岩），为距海不远的河湖相沉积。中下部为煤系地层。

下统：①山西组（P1S）主要为灰至深灰色泥岩、砂质泥岩，中细粒石英砂岩夹粉砂岩及煤层。②下石盒子组（P1x）下部为紫斑发育且具鲕粒的灰绿～紫红色泥岩，俗称大紫泥岩。与下伏山西组整合接触。中上部为浅灰、灰黄及浅紫色相间的泥岩夹粉砂岩。

上统：①上石盒子组（P2s）系四底砂岩（Ss）到平顶山砂岩（Sp）底界间的一套煤系地层。主要由灰、深灰色砂质泥岩、泥岩、灰至灰白色砂岩及煤层或煤线组成。②石千峰组（P2sh） 依据岩性及其组合特征分为两段：平顶山砂岩段、土门段。与下伏平顶山砂岩呈整合接触。

三叠系（T）区内仅发育下统刘家沟组（T1l）。主要为紫红、暗紫色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及厚层状中细粒砂岩互层。其中，下部金斗山砂岩，中细粒结构，岩性单一，并含较均一的豆状铁质斑点，交错层理发育，局部可见对称状波痕。

上第三系（N）洛阳组（NL），为浅灰及乳白色的泥灰岩。顶部含菱铁质结核。大营组（Nd）地表裸露极其零星，为基性火山岩夹火山碎屑岩及正常沉积岩。其顶部为一层较厚的灰色钙质玄武岩质砾岩。

第四系（Q）井田内第四系堆积比较发育，按成因类型划分，主要為残坡积及冲洪积；按时代则隶属于Q3-4。一般层序是：顶部为腐植层及耕植土，其下为粘土、亚粘土层及残坡积层，底部乃是时代较早的冲洪积砾石层。所有第四系均以角度不整合伏于其前地层之上。

3.2 构造

宝雨山煤矿位于箕山背斜之北翼，属昆仑～秦岭纬向构造带的北支系。东、西分别以大郭沟断层、纸坊断层为界。总体为一走向北东，倾向北西，倾角一般17～22°的单斜构造。区域内主要构造形迹为燕山运动的产物。断裂为主，褶曲较少，且为主要为断裂的派生构造。本区域中断层颇多，有正断层、逆断层、继承复活断层及隐伏于地下的伴生小断层等。

4 高岭土资源评估

4.1 矿床地质背景

该区域内煤系高岭土矿区处于华北地台南缘嵩箕台隆中箕山隆褶区和大金店凹陷之间。区域地层属华北地层区、豫西分区之渑确小区。区内新太古代登封群和古元古代嵩山群组成结晶基底，缺失中元古界熊耳群火山岩系，中元古界汝阳群直接不整合于结晶基底之上，其上依次为厚度不大、层序完整的新元古界洛峪群、震旦系，古生界寒武系、石炭—二叠系和中生界三叠系。石炭—二叠系煤系地层平行不整合于寒武系之上，缺失奥陶系地层。受南北向地应力的作用，区域上形成东西向的北部嵩山、南部箕山两大背斜和中部的大金店向斜。含矿地层位于箕山背斜的北翼，地层产状平缓，倾向北，倾角10～20°，主要断裂有NNE、NNW两组，但位移不大，地层出露基本完整。

4.2 矿床地质特征

4.2.1 赋矿地层特征

宝雨山矿区高岭土矿赋矿地层层位为二叠系下石盒子组底部，自下而上的岩性特征为：①砂锅窑砂岩：上部为青灰色细粒长石石英砂岩，下部为灰白色厚层状粗粒石英砂岩，底部含砾，具大型楔状交错层理，厚9.57m。②紫红色、灰白色泥岩，砂质泥岩过渡层，夹薄层粉砂岩，局部相变为高岭土矿透镜体。平面上距矿层底板8～10m，厚2～3m。③高岭土矿层：一般厚2～3m，最大厚度达7m，平均3.2m。据钻孔统计数据，高岭土矿层下部为灰绿色、蛋青色高岭石粘土岩，上部为灰黑色高岭石粘土岩，局部地区高岭土矿层含有菱铁质鲕粒，据现场钻孔岩性统计，矿层由西南向东北铁质鲕粒含量增高。矿石中高岭石含量通常在95%以上。④大紫泥岩：紫红色，灰绿、杏黄、杂色泥岩，夹粉砂岩，局部为黄褐色泥质粉砂岩，具铁质斑点状豆鲕结构，厚18～20m。

4.2.2 矿体形态及规模

矿体呈层状产出，层位较稳定，走向近东西，倾向北，倾角12°～18°。三维地震勘探解译资料及矿区地质资料显示：该区域内断层褶皱构造复杂，断层多达20条；区内正断层、逆断层交错分布，且断距较大，大郭沟逆断层断距达170m。井田内有大寺沟断层和宝雨山断层规模较大，延伸距离较长。另有十多条断层稀疏的分布在井田中，落差都在30米左右，延伸距离不等。通过收集采坑揭露该区域高岭土矿层资料并结合以施工钻孔数据，矿层产出多有断层落差。总体概述，矿层东西延长约4.5km左右，厚度一般3.2m左右，局部最厚达7m，矿层总体自东南向西北变薄，且矿石品质渐差。初步确定该矿床规模已达中型矿床（>200万吨）。

4.3 矿石特征

①矿石结构、构造及矿物成分。伊川宝雨山矿区煤系高岭土一般为浅灰色、褐灰色，具滑腻感，贝壳状断口，土状光泽，具可塑性。矿石多具粉砂泥质结构，部分为泥质结构或粉砂—细砂结构。构造多呈块状构造及土状构造，部分矿石由于含有机碳而呈现模糊的水平层理。矿石主要矿物成分为高岭石（多水高岭石），高岭石含量90%以上，少量蒙脱石、伊利石、石英和长石等。②矿石化学成分。通过对矿区代表样品取样化验，得出高岭岩化学成分如下数据（表4-1）。

综上分析，化学成分接近高岭石的理论值，高岭石的含量一般大于90%，确定该矿区高岭土矿床为优质高岭土矿床。

5 开发利用建议

宝雨山矿区煤系高岭土储量丰富、品质优良、层位稳定，具有极大的开发价值。由于煤系高岭岩深加工产品的工艺技术具有依赖性、共存性和连续性。所以在开采煤炭资源的同时，开发这一共生的有益的矿产并结合产品的性质、用途、市场和生产技术等因素，设计一个煤系高岭岩深加工的综合工厂，从总体上把握投资效益，是煤矿企业综合开发副产品的方向。煤系高岭岩深加工系列项目中建议优先选择煤系高岭岩生产煅烧高岭土项目。其次，随着本区经济技术的发展，可考虑沸石分子筛项目和高岭深加工项目，开发利用前景非常广阔。

参 考 文 献

[1] 宝雨山井田精查地质报告[K].河南省煤田地质勘探公司地质二队，1982.5.