中国膨润土矿物资源概况docx.docx
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膨润土矿物资源概述膨润土的广泛定义为“主要由蒙脱石类矿物组成的岩石，不考虑成因和产地”。
与蒙脱石经常伴生的粘土矿物有伊利石、高岭石、埃洛石、绿泥石、水铝英石以及一些间层粘土矿物。
伴生的非粘土矿物有石英、长石、沸石、石膏、方解石、黄铁矿、氧化铁矿物以及岩屑等。
膨润土还常有钾、钠、钙、镁的盐类矿物。
膨润土（Bentonnite）一词源于1898年美国怀俄明州一粘土产地名。
中国出现的译名有斑脱岩、搬土、皂土、膨土岩等名称。
膨润土是人类利用最早的矿产之一，古代主要用于制陶。
近代工业有十分广泛的用途，铸造、能源、钻探、造纸、化工、建筑、医药、纺织等几十个部门，与膨润土有关的产品多达400~500种，被誉为万能的矿物原料，因此在国民经济中有独特的作用。
一、矿石矿物原料特点膨润土矿的颜色有白色、乳酪色、淡灰色、淡黄绿色、淡红色、褐红色以及黑色、斑杂色等。
油脂光泽、蜡状光泽，有的为土状光泽。
断口常为贝壳状或锯齿状。
结构构造多种多样，有块状、微层纹状、角砾状、土状及斑杂状构造；泥质结构为主，尚有变余火山碎屑、角砾凝灰及粉砂状结构。
膨润土的主要矿物成分是蒙皂石（Smectite）族矿物，为有益组分。
蒙皂石族矿物包括二八面体和三八面体两个亚族，而膨润土所含通常为二八面体亚族中的矿物，有以下三种矿物：
蒙脱石E0.33（AI1.67Mg0.33）Si4Ol0（OH）2•nH2O
贝得石E0.33Ab（Si3.67AI0.33）O1o（OH）2•nH2O
+3+
绿脱石E0.33Fe2（Si3.67AI0.33）010（OH）2•nH2O其中E+为可交换的层间阳离子。
3+3+
二八面体亚族的晶体化学通式为：
Mu+v+z（AIxFeyMgz）2.oo（Si4-（u+v）Fev、Alu）O1o（OH）2・nH2O。
式中
u+v+z为层间电荷，蒙脱石一般为22,贝得石的y、v、z为零，绿脱石v、x、z为零。
某些膨润土以三八面体亚族中的皂石（一种含镁的蒙皂石）和锂蒙脱石（含锂和镁的变种）为主要矿物成
分。
膨润土中常混杂有非蒙皂石族的矿物，含量不等。
混杂成分可归为三类：
其他粘土矿物，例如高岭石和伊利石；粒状及片状硅酸盐矿物和岩屑；可溶性盐类。
非蒙皂石族矿物及各种杂质对膨润土的物理化学性能有明显的影响，因此为有害组分。
膨润土的性能由所含矿物成分而定。
二八面体蒙皂石的端员成分之一蒙脱石属于单斜晶系，晶胞参数：
a0=0.517nm,bo=O.894nm,co=O.96~1.52nm.。
化学成分：
SiO248%~56%,AI2O311%~22%,Fe2O30%~5%,MgO4%~9%，CaO0.8%~3.5%，H2O12%~24%。
此外还含有K2O、Na2O、MnO、FeO、TiO2、P2O5、CI和CO2等。
矿物颗粒细，在电子显微镜下可见到片状、球状、海绵状等集合体形状。
蒙脱石具有离子交换性能，主要是阳离子如Na+、Ca2+、K+、Mg2+、Li+、H+、Al3+等，交换是可逆
的。
在pH为7的介质中阳离子交换容量为70~140me/100g。
蒙脱石通常含有三种状态的水，表面自由水，层间吸附水和晶格水。
蒙脱石吸水性很强，吸水后膨胀，即晶格底面间距增大，在高水化状态时晶轴Co可达1.84~2.14nm。
蒙脱石在水介质中可分散呈胶体状态。
蒙脱石受热自由水很快失去，100~200C脱去吸附水，500C时大量晶格水开始逸出。
蒙脱石具有电负性，对胶体性质和流变性能影响很大。
电负性主要来自三方面：
晶格置换连同内部的补偿置换形成的晶格静电荷，每个晶胞约为0.66；破键产生的电负性；八面体片解离形成的电负性。
膨润土根据所含蒙皂石族矿物的属型而相应划分。
蒙脱石以其层间可交换阳离子的种类、含量划分属
型，当某一阳离子的含量超过阳离子交换容量（工EC）50%时，即以该阳离子命名，例如钠基蒙脱石（ENa+/
2+3+
工EC>50%）、钙基蒙脱石（ECa/工EC>50%）、铝基蒙脱石（EAI/工EC>50%）。
当层间没有一个阳离子含量超过50%交换容量时，则以含量最多的两个阳离子命名，如钙钠基蒙脱石、钙镁基蒙脱石等等。
膨润土有以上相应的名称。
钠基膨润土又命名碱型土，吸水后高度膨胀。
钙基膨润土又名碱土型土，吸水后膨胀不太大。
在美国有一种所谓钾膨润土，发现于阿巴拉契亚和密西西比河流域，但其主要矿物成分是伊利石和混层矿物，蒙皂石族矿物仅居次要地位，其实它已超出了膨润土的定义。
二、用途与技术经济指标
膨润土由于具有吸水性、膨胀性、阳离子交换性、触变性、粘结性、吸附性、增稠性、润滑性、稳定性、脱色性等性能，被广泛应用于各个工业部门。
其主要用途是铁精矿球团、钻井泥浆、铸造型砂粘结剂、动植物油脱色净化等。
（一）铁矿球团用膨润土质量标准
据中华人民共和国建材行业标准JC/T529-1995，铁矿球团用膨润土质量要求列于表4.23.1。
表4.23.1冶金球团粘结膨润土质量要求
水分
<（%）
粒度干法
0.074mm>（%）
吸蓝量
＞（g/100g）试样
吸水量
>（mL/g）
膨胀容
>（mL/g）
P-Q-1
13
99
35
150
15
P-Q-2
99
30
120
12
P-Q-3
99
20
100
9
（二）钻井泥浆用膨润土质量标准
4.23.2。
据中华人民共和国建材行业标准JC/T529-1995，钻井泥浆用膨润土质量标准见表
表4.23.2钻井泥浆用膨润土标准
项目
P-N
悬浮体性能
600r/min时粘度计读数
30
屈服值w（Pa）
1.44X塑性粘度
30min滤失量w（mL）
15.0
湿筛分析+0.075筛余量W（%
4.0
水分w（%
10
（三）铸造型砂粘结用膨润土质量标准
据中华人民共和国建材行业标准JC/T529-1995，铸造型砂粘结用膨润土质量标准见表4.23.3
表4.23.3铸造用膨润土按湿压强度值分级标准
（四）精细陶瓷和建筑陶瓷用膨润土
为原苏联rOCT7032-75标准。
分为两个牌号：
①PK-生产艺术和家用陶瓷、电工和无线电陶瓷用膨
润土；CK-生产建筑陶瓷（墙体内贴面板和白色、人工染色地面板）用膨润土，见表4.23.4。
表4-23-4精细陶瓷和建筑陶瓷膨润土
指标
牌号
①PK
CK
（Fe2O3+TiO2）含量不大于（％）
1.75
2.25
SO2含量不大于（％）
0.50
0.75
膨胀性不小于（ml）
80
75
吸附指标不小于（mg/g）
200
150
平均抗弯强度极限（粘结能力）
不小于（kg/cm3）
20
20
水分含量不大于（％）
20
20
50mm以下快体含量不大于（％）
10
10
300mm以上快体含量不大于（％）
10
10
注：
对无线电陶瓷膨润土S02不大于0.25%
三、矿业简史
世界膨润土工业以美国发展最早，1921年建立起首家膨润土加工厂，至今已有70多年的历史。
以生产铸造型砂粘结剂和油脂脱色剂而奠定了膨润土工业基础。
40年代开采出100万t，60年代大规模作为铁
精矿球团粘结剂，年产量猛增至260万t,80年代膨润土产量达到418万t/a。
中国膨润土工业的发展可为两个大阶段，第一阶段从中华人民共和国成立起至70年代末，为奠基和
找矿阶段，在辽宁、吉林、河南、河北、浙江、山东、福建、四川、湖北等省10余个矿区进行了矿床评
价，探明了数千万吨储量。
不但有钙基膨润土矿，也发现了钠基膨润土矿。
1974年全国估算膨润土产量达
35~40万to
第二阶段从70年代末至今，为大发展阶段。
全国已有24个省、区相继发现了膨润土矿床，各大区皆
有钠基膨润土资源，证明中国是膨润土资源丰富、品种齐全的国家。
据1987年底统计，中国膨润土储量
已达17.17亿t。
这一阶段膨润土的应用领域显著扩大，并不断出现新用途和新产品，例如有机膨润土产品的兴起等。
膨润土矿资源
一资源状况
中国膨润土矿资源非常丰富，预测资源量在70亿t以上。
种类齐全，既有钙基膨润土，又有钠基膨润
土，此外还有氢基、铝基、钠钙基和未分类的膨润土。
至1996年底，全国保有储量24.6亿t（详见表4.23.5）。
最多的为广西壮族自治区，占全国总储量的26%;其次是新疆自治区，占总储量的14%;依次有内蒙古自
治区，占9%,江苏省占7%，河北省占6%，山东省、湖北省、安徽省各占5%。
世界上膨润土资源主要分布在中国、美国和原苏联，三国探明储量约占世界总储量的4/5。
中国储量
居世界首位，占世界总量的60%。
表4-23-5膨润土保有储量表
地区
矿区数（个）
总量（万t矿石）
A+B+C
D
合计
全国
86
69746
176516
245262
河北
2
321
13973
14294
山西
2
2738
3196
2934
内蒙古
5
6854
14296
21150
辽宁
4
2398
3101
5499
吉林
8
2751
2860
5619
黑龙江
3
一
4646
4646
江苏
5
5423
12149
17572
浙江
9
4204
3995
8199
安徽
4
1726
10781
12507
福建
3
488
1048
1536
江西
2
1795
2407
4202
山东
5
4662
8136
12798
河南
3
2123
1632
3755
湖北
6
8629
4717
13346
湖南
1
584
2591
3175
广东
4
133
1530
1663
广西
3
11161
53194
64337
海南
1
60
78
138
四川
8
180
62
242
云南
1
404
1211
1615
陕西
2
4831
1490
6321
甘肃
2
1410
1863
3273
新疆
3
6871
27525
34395
二、地理分布
到目前为止，全国已有23个省（区）产有膨润土矿，有探明储量的矿区86处（表4.23.6），其中大型矿
床（大于5000万t）12个，中型矿床（500〜5000万t）31个，小型矿床（小于500万t）43个。
在大型矿床中储量超过1亿t的矿床共计有8个，可称为超大型矿床。
12个大型矿床的1996年底保有储量达187989万t,占全部保有储量246262万t的76%。
最大的矿床为广西壮族自治区宁明县宁明膨润土矿，各级储量和为60
736.6万t，占全国总储量的1/4。
居第2位的是新疆自治区的和布克赛尔县乌兰林格-日月雷矿区，有21
623.2万t。
占第3位的是内蒙古自治区的兴和县高庙子膨润土矿，共计有16899.8万t（表4.23.6）。
表4-23-6膨润土矿一览表
序号
矿区名称
矿床类型
膨润土属性
规模
利用程度
1
新疆和布克赛尔蒙古自治县乌兰林格-日月雷
沉积
Na,Ca
大型
可利用
2
新疆托克逊县柯尔碱
Na,Ca
大型
可利用
3
新疆哈密市沙尔湖
气成热液交代
Na
中型
可利用
4
黑龙江省拜泉县新生
中型
可利用
5
黑龙江省海林县沸石矿-膨润土
火山沉积
Ca
中型
可利用
6
吉林省九台市银矿山膨润土矿-沸石矿
蚀变火山岩
Na,Ca
中型
已利用
7
吉林省长春市石牌岭
中型
已利用
8
吉林省公主岭刘房子
沉积
中型
已利用
9
辽宁省黑山县十里
火山沉积1
da,CaCa—Na
中型
可利用
10
辽宁省黑山县孙屯
风化
Na,Ca
中型
已利用
11
辽宁省凌源市热水汤
火山沉积
Ca,Na
中型
已利用
12
内蒙国新巴尔虎左旗白冃查干
中型
可利用
13
内蒙古乌拉特前旗白庙子
火山沉积
Ca
中型
可利用
14
内蒙古兴和县冋庙子
火山沉积
:
大型
可利用
15
河北省隆化县伊逊河沟
火山沉积
Ca
中型
可利用
16
河北宣化堰家沟
风化
Ca,Na
大型
已利用
17
山西省浑源县强风岭
火山沉积
Ca
:
大型
已利用
18
甘肃省金昌市红泉
沉积
Ca、Mg、Na
中型
已利用
19
山东省莱阳市白口
风化
Ca
中型
已利用
20
山东省维县涌泉庄
火山一沉积蚀变
Na、Ca
:
大型
已利用
21
山东省潍坊市于家庄
沉积
Ca
中型
可利用
22
陕西省祥县
沉积
Ca
大型
已利用
23
陕西省西乡县杨河坝
沉积
Ca
中型
可利用
24
河南省信阳刘家冲
风化
Ca
中型
已利用
25
河南罗山县杨家湾
次生蚀变
Ca
中型
已利用
26
江苏省县龙王山一穆店
火山沉积
中型
可利用
27
江苏省句容县甲山
火山一气液叠加
Na、Ca
:
大型
可利用
28
湖北省江陵县八岭山
合
中型
可利用
29
湖北省武昌县上熊
Na、Ca、Al
大型
可利用
30
湖北省阳新县大垴铺
火山沉积
:
中型
可利用
31
安徽省屯溪市新潭
1
Na、Na—Ca、
Ca
大型
可利用
32
安徽省休宁县大山
火山沉积
上部H
:
中型
可利用
沉积
Ca、Na—Ca
33
浙江省安口县红庙
火山沉积风化
Ca
中型
已利用
34
浙江省余杭县仇山
沉积-蚀变
Ca、Na
中型
已利用
35
浙江省临安县平山
火山沉积
Na
:
大型
已利用
36
湖南省县伍家峪
沉积
Ca
中型
可利用
37
江西省乐平县浯口
中型
可利用
38
江西省广丰县李家
风化
Ca、Na
:
中型
可利用
39
云南省宣威县羊场大硕
沉积
Ca
中型
可利用
40
福建省武平县中山
风化
Ca、Al
中型
可利用
41
广西田东县田东
沉积
Na、Ca
中型
可利用
42
广西宁明县宁明
沉积
Mg、Na
大型
可利用
Na—Ca、Ca
43
广东省梅县踏沙坝
风化
中型
可利用
全国各大区皆有膨润土矿分布，其中除有丰富的钙、钠基膨润土矿之外，在福建、广东一带还富产氢（铝）
基膨润土，甘肃产镁基膨润土。
大型和中型矿床共计43个，其分布见图4.23.1。
m4.2J.1屮也眇取上犷竹術也
三、资源特点
中国膨润土矿以其分布广、埋藏浅、易采掘及品种齐全为特点。
除钙基膨润土外，相继发现了大型优
质的钠基膨润土。
钠基膨润土保有储量58633.4万t,占总储量的24%。
此外还有钠基膨润土远景储量35
158.6万to除钙、钠基膨润土之外的铝、氢基等类型约占42%。
据43个矿床统计，平均蒙脱石含量为63%，明显高于规范所要求的平均工业品位（大于或等于50%）。
其
中四川的膨润土矿4个矿床平均品位为88%。
特大型矿床以广西宁明县宁明矿床最高，达62.67%，中型
以广西田东县田东矿床最高，达72.5%。
而新疆和布克赛尔蒙古自治县乌兰林格-日月雷矿为品位最低的
特大型矿床，蒙脱石含量仅为48%o
大型、中型矿床共计43个，占全部矿床数50%，而其保有储量则占绝大部分，表明矿床规模之大。
与膨润土伴生的矿产以高岭石和伊利石最为普遍，有的矿床与凹凸棒石共生，如盱眙县雍山凹凸棒石粘土矿区。
东北一些膨润土矿则与沸石共生，如黑龙江的勃利县团山及海林县的沸石-膨润土矿床，吉林省的
九台市羊草沟和银矿山膨润土-沸石矿床等。
华东一带有与残留母岩-珍珠岩伴生矿床，如江苏丹徒县垂山
和安徽省宣州市水东的珍珠岩矿床。
中国膨润土矿床多位于丘陵区，埋藏较浅，覆盖层厚度一般1〜15m,
适于露天开采，少数矿可用地下开采。
矿石一般可选性能良好，部分矿山曾进行干法或湿法选矿试验。
例如浙江临安平山的钠基膨润土，原
矿石蒙脱石含量仅为
45%，浙江地质科研测试中心进行了湿法选矿，将纯度提高至95%（吸蓝量测定）以上。
膨润土矿物资源特征
、矿床时空分布及成矿规律
膨润土矿形成和保存下来的基本条件，首先绝大多数成矿母岩为中酸性火山岩，即珍珠岩、黑曜岩、流纹岩、安山岩、粗面岩、英安岩及其火山碎屑岩。
其次，有一个稳定的封闭水体环境，保持高的pH值以及足够浓度的镁离子。
第三，形成后未遭受强的构造活动，未被深埋。
蒙脱石是一种很不稳定的矿物，当受到热动力作用和深埋静压力时，便转化为伊利石、绿泥石，或者蒙脱石与伊利石的间层矿物。
因此，环太平洋火山岩带具备成矿母岩的条件，中国东部大陆边缘位在该带的西部环节，沿海各省从广东经福建、浙江、安徽、江苏、山东、河北、辽宁、吉林至黑龙江皆处于该成矿带上，至今已发现48个矿床，其中5个属于大型、特大型矿床。
我国中西部火山活动受控于古板块边缘及大构造活动带内，例如祁连山—秦岭—大别山构造带、天山—阴山构造带、古塔里木板块与华北板块缝合带、扬子板块与华北板块缝合带等都是火山岩发育带，皆有膨润土矿床。
中国东部沿海一带北东向构造发育，形成了一系列断陷盆地，例如广东和平火山沉积盆地、福建连城及武平火山盆地、浙江余杭及临安火山沉积盆地、安徽屯溪新潭火山沉积盆地、庐江枞阳及南京芜湖盆地、苏南句容火山盆地、山东沂沭断裂带构造盘地、辽宁法库及吉林银山火山盆地、黑龙江海林火山沉积盆地等，具备封闭稳定富碱的水体环境，是膨润土矿形成的有利地区。
中西部如湖北的梁子湖盆地、祁连山脉中龙首山构造核部断陷盆地、天山构造带内火山沉积盆地以及四川内陆盆地等皆是膨润土矿床的适宜产地。
膨润土矿的成矿时代主要在燕山期，其次是古生代及新生代。
绝大部分矿床形成于侏罗纪及白垩纪，突出集中时代是J3—K1。
古生代矿床见于甘肃、新疆及贵州，例如新疆托克逊县柯尔碱为石炭系，甘肃金昌市红泉为二叠系，贵州贵阳市二戈寨-黔陶矿床为上二叠统等。
新生代矿床主要在陕西省，如洋县膨润土矿为Q2；广西的膨润土矿床则为第三纪，如宁明和田东矿床。
膨润土矿的属型分布也是有一定的规律性，受控于自然改型分区。
我国有几处不同的膨润土属型分布区，乃受区域气候、地理地貌、水文和水化学条件等因素影响。
南方低纬度地区（广东、广西、海南、福建）气候炎热，雨量充沛，膨润土长期受到淋蚀，碱和碱土元素大量流失，土壤呈酸性，浅部膨润土被自然改型为铝（氢）基膨润土；而西北部纬度高干旱地区（甘肃、新疆）气候干燥，雨量稀少，在强度蒸发作用下，钙呈方解石、石膏而析出，因此增高了介质中的钠、镁离子含量，使部分膨润土自然改型为钠基、镁基膨润土。
其他地区则多为钙基膨润土。
根据自然改型的原理，在今后找矿中，有可能在铝（氢）基和钙基膨润土
矿床的深部找到隐伏的钠基膨润土。
二、矿床类型
膨润土矿床的成因类型从蒙脱石矿物的形成条件和产出特征考虑，主要形成作用有沉积及成岩作用，风化残积作用及热液蚀变作用。
蒙脱石可以由火山玻璃物质经水解脱玻而成，亦可由硅酸盐矿物经蚀变转化而成，另一种生成方式是硅、铝质凝胶直接结晶。
中国具工业价值的膨润土矿床约有4/5与火山玻璃质有关。
中国膨润土矿床可分为三大成因类型，即火山沉积型、风化残积型及热液型。
（一）火山沉积型
包含三个亚型:
陆相火山沉积、海相火山沉积及准平原胶体凝聚等亚型。
膨润土矿化的强弱取决于母岩的特点和沉积物本身的共生组合。
相应的碱性水介质条件对蒙脱石起着重要的作用。
该类型是膨润土矿的主要成矿方式，中国有广泛的分布，在储量上占据重要地位。
矿床产出时代主要为晚侏罗世和早白垩世，最老的产出时代是晚石炭世，例如新疆托克逊县柯尔碱膨润土。
较晚的是第三纪，例如广西宁明膨润土矿。
沉积环境多种多样，有浅海相（新疆柯尔碱矿床的下矿
层）、牛轭湖相（四川三台矿）、河谷山麓相（广东高州、四川江油）、盐湖相（湖南澧县）等。
这种矿床层位稳定，呈层状、似层状，产状平稳。
陆相沉积亚型约为中国矿床数的60%，储量占70%左右。
有代表性的矿床产地有浙江平山、辽宁黑山、安徽新潭、甘肃红泉等。
准平原胶体凝聚亚型一般为小型矿床，集中在四川和江汉盆地，如三台、仁寿等。
海相沉积亚型规模大、品位较高，有首要的工业价值，代表性产地为新疆柯尔碱。
不同的成因及成矿母岩对伴生矿物有控制作用，与火山物质有关的膨润土矿石中伴有沸石，盆地形成的矿床多伴有可溶性盐类。
（二）风化残积型
该类型是我国重要成因类型之一。
这种类型的膨润土矿层厚度大，层位稳定，质量较好，用途广泛。
成矿母岩为各种火山玻璃质熔岩和碎屑岩，经风化作用，残积物中富集蒙脱石，再经后期成岩作用而形成膨润土矿。
成矿在相对低温低压下进行。
矿化深度一般位于潜水面附近，从几十米至数百米深不等。
由于含可溶性阳离子的水由上往下渗透，因此剖面上部蚀变作用相对较强，矿化程度相对较高。
从上往下矿与母岩呈渐变关系。
地表附近的矿石属型以钙基膨润土为主，比较深部才有钠基膨润土。
由于成矿方式的差别和上、下层位透水性、水化学作用的不同等，在同一构造环境甚至同一矿床中，可形成不同成因的膨润土矿，例如浙江仇山、安徽新潭、吉林银山、湖北胡朝保、广东和平上陵等矿床均有两种不同成因的膨润土存在。
（三）热液型该类型有火山物质的岩浆期后热液蚀变矿床和成岩后的热液蚀变矿床。
前者的热液蚀变作用是由火成岩母岩中流体引起的，与外部的热液无关。
矿化常不均匀，蚀变完全则矿体厚度大，蚀变不完全则矿化零散，矿体呈囊状和似层状。
这种蚀变多见于酸性玻璃状溶岩中，如流纹岩、珍珠岩等。
成岩后的热液蚀变作用与裂隙引导来的外部热液有关。
蚀变呈带状分布，母岩可以是流纹质、粗面质熔岩、流纹质凝灰岩、碎屑岩，也可以是安山-玄武质玢岩、酸性侵入岩。
矿体呈瘤状、脉状及层状。
矿石常保留着母岩的原始结构。
热液蚀变型矿床的规模大、中、小型皆有，储量几十万吨至数千万吨皆有。
我国这类矿床不太多，所占储量比重不大，已发现的矿床（点）属钙基膨润土，部分为氢基膨润土。
代表性矿点在江苏溧阳县茶亭—平桥一带，有11条矿脉。
三、典型矿床
（一）浙江临安平山膨润土矿床
该矿床属于陆相火山沉积亚型，位于临安城东侧山间盆地内，面积约12km2。
区内
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