浅谈内蒙古阿拉善左旗额里斯矿区粘土岩矿成矿环境及矿体特征研究

鲜红兵

（甘肃煤田地质局一四五队，甘肃 张掖 734000）

1 矿区概括

矿区位于内蒙古自治区阿拉善左旗旗府所在地巴彦浩特镇，行政区划隶属内蒙古自治区阿拉善左旗嘉尔嘎勒赛汉镇(孪井滩)管辖。区内矿产分布众多，主要矿种有铜、金、粘土、油页岩等。近年当地政府积极引资勘察开发当地矿产资源，随着地质勘察工作的展开陆续发现了许多矿种表明该区域上具有很好的找矿前景。

2 含矿地层及沉积环境

（1）区域地层。区域内地层出露较全，分布的地层有：泥盆系中统沙流水组（D3s）、石炭系下统前黑山组（C1q）、石炭系下统臭牛沟组（C1c）、石炭系上统土坡组（C2t）、白垩系下统庙山湖组（K1ms）、古近系清水营组（E3q）、新近系红柳沟组（N1h)及第四系（Q）。

泥盆系上统中宁组（D3z）：岩性主要为浅紫灰、紫灰色粉砂岩，浅灰、浅灰绿、浅棕黄色细粒砂岩与粉砂岩，中厚～薄层状粉砂岩及细粒石英砂岩，泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等。石炭系下统前黑山组（C1q）：岩性主要为细砾岩、细～粗粒石英砂岩、钙质粉砂岩、页岩、灰岩及白云质灰岩；局部夹劣质无烟煤或石膏。石炭系下统臭牛沟组（C1c）：岩性主要为细砾岩、细～粗粒石英砂岩、钙质粉砂岩、页岩、灰岩及白云质灰岩；局部夹劣质无烟煤或石膏。石炭系上统土坡组（C2t）：岩性主要为厚～中厚层中～细粒、粗粒石英砂岩、粉砂岩、页岩、炭质页岩、粘土岩，底部为砂砾岩。白垩系下统庙山湖组（K1ms）：岩性主要为泥岩、含砂泥岩、含钙质结核粉砂质泥岩，底部为砾岩。古近系渐新统清水营组（E3q）：岩性为棕褐色砾岩，棕黄色、浅棕黄色粘土岩及含砂泥岩，含钙质结核粉砂质泥岩。新近系红柳沟组（N1h）：岩性主要为浅红色砾岩、粗～中粒砂岩、粉砂质泥岩等。第四系更新统及全新统（Q）：岩性主要为冲洪积的砾石、砂、砂质粘土，风积沙和黄土。

（2）含矿地层。矿区粘土岩赋存于白垩系庙山湖组，钻探资料得知该地层厚为204.49m，岩性主要为红棕色(倾向15°，倾角5°～15°)与上覆第四系地层呈不整合接触。本组分上、中、下三个岩段，由上到下叙述如下。

上岩段（K1ms3）：红棕色，岩性为局部砖红色、灰绿色、紫红色粘土岩、泥质砂岩、细砂岩等，地层走向近东西，南翼倾泥质砂岩，厚度最小2.60m、最大15.40m、平均10.19m。该岩段是陶粒用粘土矿层的直接顶板。中岩段（K1ms2）：红棕色粘土岩，厚度最小12.0m、最大42.0m、平均31.27m。该岩段是陶粒用粘土矿层，是研究工作的目标矿层。下岩段（K1ms1）：红棕色～深棕色，岩性为细砂岩，钻探揭露厚度33.50m，未揭穿该段地层。

（3）含矿地层沉积环境。由于受燕山运动影响白垩系早期发生沉降活动，较为普遍的接受了沉积。白垩系早期没有继承中晚期侏罗系热带湿润气候，而为热带干旱气候，由于气候和环境的改变，一些繁盛于侏罗系的生物群没能延续下来，形成与晚侏罗明显差别的“热河生物群”与其相近的生物群，沉积相由深--浅湖泊相转变为河流相。盆地边缘地区伴有冲积扇型粗碎屑岩沉积，随着白垩系中晚期由于气候干热转为温湿，随着气候的变化和沉降运动的缓和盆地中心由河流相向湖泊相过渡沉积，湖泊沉积作用占据了重要的地位。综合沉积环境湖泊的沉积为粘土岩储存了物质基础。

3 矿体特征及化学、物理性能

（1）矿体特征。矿物成分为铝硅酸盐类岩石长期风化而成的次生粘土。为了进一步了解粘土岩主要粘土矿物组成(蒙脱石、伊利石、高岭石)，通过样品X-射线衍射分析和扫描电子显微镜分析。得出如下结论。

蒙脱石含量约15.6%～20.6%，平均18.1%，颗粒细小，约0.2μm～1μm，呈现蜂窝状、丝絮状等，具胶体分散特性，通常都呈块状或土状集合体产出，在电子显微镜下可见到片状的晶体，颜色为白灰。伊利石含量占46.5～56.6，平均51.2%。呈白色，因杂质而染成黄、绿、褐等色；底面解理完全，硬度1～2；呈极细小的鳞片状晶体，透射电子显微镜下呈不规则的或带棱角的薄片状，呈土状集合体产出。高岭石含量占7.3%～9.7%，平均8.41%。具极完全解理，硬度2.0～3.5。呈书页状、蠕虫状，多以孔隙充填的形式存在于粒间孔隙。其晶间结构比较松，集合体光泽暗淡或呈蜡状。

分析结果显示，粘土矿物除蒙脱石、伊利石、高岭石之外，还包括绿泥石、水云母、伊蒙混石、埃洛石、海泡石等，因其含量极小，未进行特征分析。

（2）化学成分分析。经检测采集样品分析：SiO2含 量52.77%～57.23%，平 均54.13%；Al2O3含 量15.68%～18.74%，平均17.31%；Fe2O3含量5.49%～5.91%，平均5.64%；CaO+MgO含量2.96%～5.22%，平均4.15%；K2O+Na2O含量3.55%～4.88%，平均4.26%；有机质含量1.05～1.77，平均1.40%；烧失量5.29%～8.41%，平均6.72%综合各项数据，化验成果较稳定。

（3）物理性能分析。通过对采集矿层对其颗粒度、膨胀性能、可塑性、耐火度、膨胀率、熔融温度等均介于规范要求之内，符合后期开采要求。

4 产品用途及市场需求

陶粒粘土岩是一种制陶的人造颗粒，以粘土、亚粘土等为主要原料，经加工制粒，烧胀而成，粒径在5mm以上的轻粗集料称为陶粒粘土岩。

陶粒粘土岩其本质具有经济实用、节能环保，具有轻质、强度高、吸水率低、隔热保温、抗冻耐腐蚀等特点，大量运用于配置高层建筑结构砼、屋面找坡、保温隔热、污水处理、园林绿化、无土栽培等领域。

陶粒粘土岩在日常生活建筑中广泛用非承重墙体的隔音导热。陶粒粘土把流行并成熟的陶粒层状蓄水型排水系统广泛应用于地下车库顶板绿化。由于陶粒粘土岩由表及里有许多微孔，具有一定的机械强度，吸水、透气、持肥能力强。小颗粒堆砌在一起形成许多空穴，透气利水，不会板结。干燥状态下没有粉尘，饱水后不会解体，不产生泥水，这种基质远优越于大自然中的泥土。

5 结语

陶粒粘土岩其本质经济实用，节能环保，具有轻质、高强度、吸水率低、隔热保温、抗冻耐腐蚀等特点，随着我国经济的发展会进一步广泛用于工业生产中，带来社会经济效益。但因其经济价值相对于其他矿床相比低，在以后的开发中更要注重环保问题，使得资源利用和环境发展协调共同进步。