湘西地区二叠系高岭土(岩)矿床成因探讨

　　摘要：据成矿地质条件，湘西高岭土矿成因有：风化淋滤型和沉积型两种，并对典型矿床进行小结。

　　关键词：二叠系,高岭土(岩),湘西地区

　　前言

　　矿产资源是国民经济发展和社会的重要物质基础，为促进湘西地区非金属矿产资源开发利用和找矿，笔者据工作中的体会，对湘西(泛指)地区二叠系高岭土矿床成因进行探讨，不妥之处，恳请批评指正。

　　1 含矿岩系地质背景

　　湘西地区位于扬子准地台上的江南地轴和八面山褶皱带，自中泥盆世以来陆续隆起，直至二叠世早期，开始下沉形成湘西、湘西北浅海(盆地)沉积了栖霞组含煤段(惯称黔阳煤系)。该含煤段多由滨海沼泽相砂岩、粘土岩或页岩组成。东吴运动使湘西、湘西北下二叠统茅口灰岩短暂露出水面，遭受剥蚀，直到晚二叠世继承性下沉在湘西北形成陆缘滨海，湘西形成狭长海湾滨海环境，从而沉积了吴家坪组辰溪段含煤建造，多由灰白色粘土岩或富铝粘土岩、煤层或黑色页岩组成。

　　高岭土矿床(点)主要分布在盆地西部边缘，与砂岩、粉砂岩、粘土岩关系密切，而有机岩发育部位附近，则高岭岩发育。可见大地构造条件、岩相古地理环境对湘西地区的含煤建造沉积型高岭岩起着重要作用，也为形成风化淋积型高岭土矿提供了内部条件和母矿物质。

　　2 高岭土矿成因类型

　　高岭土矿成因类型划分以主要成矿作用为分类基础，据此可分：风化淋积型—叙永式埃洛石矿床、高岭石粘土岩型矿床。

　　2.1风化淋积—叙永式埃洛矿床

　　该类型以湘西地区辰溪县仙人湾矿区为例叙述如下：

　　2.1.1矿区地质概况

　　矿区处于溆浦—大塔坪复背斜西翼，轴向北东40°方向延伸，倾向北西，倾角10°～30°,次一级褶皱较发育。

　　矿体产于二叠统栖霞组含煤段(贯称黔阳煤系)与上石炭统船山组灰岩岩溶发育面上，其形态为似层状、不规则透镜状，出露地层剖面如下：

　　上二叠统吴家坪组灰岩段，含煤段

　　…假整合…

　　下二叠统茅口组、栖霞组灰岩段、含煤段

　　…假整合…

　　上石炭统船山灰岩

　　下二叠统含煤段(贯称黔阳煤系)为埃洛石矿体所在层位，含矿岩系由下至上为粘土岩、含黄铁矿粘土质页岩或炭质页岩。

　　2.1.2矿物组分及化学成分

　　据X衍谢、红外吸收光谱、电镜等多种方法研究，矿体主要由10A°埃洛石(照片1、2)矿物(96.65%～99.33%)组成，少量7A°埃洛石、石英、三水铝石(图1)。矿石化学成分：Al2O335.84%、SiO241.89%、Fe2O30.36%，自然白度大于80。

　　2.1.3矿石类型

　　据矿石结构构造，矿石有松散土状，疏松土状、粉末状、条带状，三种类型，块状三种自然类型。

　　松散土状矿石：矿石颜色以黄白色、白色及杂色为主，结构松散、质软。10A°埃洛石矿物占90.18%～99.38%，石英、三水铝石少量，三水铝石粒径0.002～0.005mm并沿埃洛石晶体集合体的裂隙分布。该类型矿石分布于弱风化带。

　　块状矿石：矿石颜色以白色为主，次为天蓝色,结构致密，块状构造。10A°埃洛石矿物占95.99%～98.87%，少量石英。该类型矿石分布于原生带。

　　2.1.4矿床成因

　　据区域剖面资料，黔阳煤系岩性组合以石英砂岩、含黄铁矿页岩或粘土岩、煤线(层)底部为粘土质页岩(粘土岩)与下伏船山组假整合接触。矿区见矿工程中的岩性组合以石英砂岩为主，含黄铁矿炭质页岩或煤层、粘土质页岩(粘土岩)为辅组成，且含炭质页岩多为矿层顶板。含煤段底部未见粘土岩，而是10A°埃洛石矿。究其原因是船山组上覆黔阳煤系地层中有大量黄铁矿，黄铁矿氧化产生大量含硫酸的溶液，而强酸溶液沿裂隙、孔隙向下渗透，使粘土岩中的高岭石在强酸性介质的浸蚀淋滤作用下，结构逐渐变得不稳定，开始水化解体，最终形成风化淋滤型10A°埃洛石型高岭土矿床。可见含黄铁矿粘土岩类岩石是埃洛石形成的内部条件。黄铁矿为形成酸性淋滤介质提供物质基础，而粘土类岩石中的高岭石则是10A°埃洛石形成的母矿物质。加之矿区处于低山区和较缓和的地形，地处亚热带，岩石裂隙发育，为风化淋滤提供了外部条件。

　　2.2高岭岩型矿床

　　这类矿床以往仅作为耐火粘土矿附带评价，产于下二叠统黔阳煤系中部和上二叠统辰溪煤系下部，以溆浦均平煤田高岭石粘土岩为例加以计论。

　　2.2.1矿区地质概况

　　该煤田位于湘西狭长海湾北东段，主要构造线呈北东走向，为一复式向斜。井田位于西部的次一级向斜中，向斜东翼被逆断层破坏，矿地层呈单斜产出，倾角35°～50°。出露地层有板溪群、震旦系、寒武系、石炭系中、上统、下二叠统栖霞组和茅口组。

　　下二叠统栖霞组含煤段(贯称黔阳煤系)为矿床所在层位。其含矿岩层特征：由下至上为含黄铁矿粘土岩、炭质页岩、砂岩、高岭石粘土岩、煤或煤线。高岭石粘土岩与煤层存在着十分密切依存关系，两者密切相生，层序上高岭石粘土岩富集在煤层的下部。黔阳煤系在9、10、11三个煤层，其中10号煤层为主采煤层，其底板为高岭石粘土岩。高岭石粘土岩厚2.54m，长约1200m，呈层状产出。

　　2.2.2矿物组分及化学成分

　　据X衍射、电镜资料，粘土岩中的矿物高岭石含量>95%，蒙脱石、石英、伊利石少量，高岭石呈六方片状、片径0.2-2μm。主要化学成分SiO244.25%～47.64%、Al2O333.65%～42.65%、Fe2O30.51%～1.02%。

　　2.2.3矿石类型

　　矿石呈灰色、灰紫色，致密块状、光滑，断口贝壳状，质地细腻，条带状显微鳞片结构。

　　2.2.4矿床成因

　　矿床的形成属铝硅酸盐岩风化后形成的。含矿岩系岩性特征是：自下而上为含黄铁矿粘土岩—炭质页岩、砂岩—高岭石粘土岩或富铝粘土岩—煤层或煤线，高岭石粒径细小，多在0.2-2μm。上述表明其沉积环境应属于滨海沼泽相。矿点分布于构造相对稳定地区，紧邻雪峰古陆和武陵古陆，可以这样认为：二叠系煤系地层中高岭石粘土岩的物源是古陆古老地层中的铝硅酸盐岩石，经风化，搬运到滨海沼泽中，有机质，有机酸给高岭石的形成提供了有利的生成环境，从而形成了高岭石粘土岩矿床。

　　3 结论

　　⑴.湘西地区二叠系含煤沉积建造发育，分布广。其岩石组合序列为煤层(线)—高岭粘土岩—含黄铁矿砂岩。高岭石粘土岩与煤层有密切依存关系，两者在层序上高岭石粘土岩总是富集在其下部，是煤层的直接底板。两者互为找矿标志层，据此黔阳煤系，辰溪煤系地层分布区是寻找高岭岩矿床有利地区。

　　⑵二叠系含煤建造底部与碳酸岩不整合接触面上是寻找埃洛石型高岭土矿床有利部位。

　　参考文献：湖南省地质局，湖南省区域地质志，1982.7

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