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陶瓷常用礦石是怎樣形成的?

恒潤豐有色金屬冠名

陶瓷常用礦石有黑泥白泥、瓷片砂(高鋁砂)、高嶺土、鉀鈉長石、石灰石、矽灰石、白雲石、滑石等, 深入瞭解這些礦石的成因,

無論對於礦山和加工廠穩定產品品質, 還是陶瓷廠合理使用這些礦石, 及時處理使用過程中出現的問題, 都大有益處!

黑泥和白泥

黑泥和白泥其礦物學名稱為“球粘土”, 起源於陶瓷泥當時英國原始生產方式, 即開採時, 先在露天采礦坑中把泥切成立方塊體,

其邊長約為22~25cm, 每塊品質為14~16kg, 然後滾成球狀, 乾燥後裝車運走, “球粘土”因而得名。

球粘土礦層總是與褐煤或褐煤質粘土等伴生, 或者礦層本身常含有機質(廣東、廣西和福建等地常含1-2%有機質, 甚至高達10%以上)而呈黑或褐黑色, 稱之為黑泥或灰泥;黑泥在地表經過較長時間強烈風化作用, 將所含有機質風化淋濾掉而呈白色, 稱之為白泥。

黑泥白泥常形成於湖沼, 湖沼長期大量生長著植物, 底部堆積著植物殘體並有褐煤伴生, 在水和微生物或超微生物細菌作用下, 形成源源不絕腐殖酸, 尤其是其中富裡酸, 能使湖沼水不斷維持酸性至強酸性。 在這種酸性沼澤水介質條件下, 火山灰或陸源鋁矽酸鹽如長石及粘土碎屑等溶解,

又在適當pH條件下形成自生高嶺石(呈假六方片狀無序高嶺石)。

無論從陸源搬運(長途被水流搬運和沖刷碎屑高嶺石)還是湖沼盆地自生無序高嶺石, 質點都非常小(<2μm), 常懸浮在湖沼水中難以絮凝或沉積。 由於湖沼水中含有富裡酸等有機酸較多, 與高嶺石等粘土質點發生吸附作用, 形成顆粒較大有機黑泥白泥集合體, 從而較快沉積。 黑泥白泥產於時代很晚新生代, 明顯受生物及有機質影響, 衍生腐殖酸使其可塑性與粘結性十分有利天然添加劑。

瓷片砂(高鋁砂)

瓷片砂是總名稱, 通常以地名+砂命名, 如清遠砂, 臺山砂等。 瓷片砂礦物成分主要為石英、高嶺土, 其它有鉀長石、鈉長石和雲母等;化學成分主要為SiO270-80%, Al2O3≥17%, K2O+Na2O<3%, CaO<0.5%, Fe2O3+TiO2≤1.5%, 1200℃電爐燒白度≥50, 最好65以上, 水分<12-18%;一般Al2O317-18%, 燒白度要求60以上, 如果Al2O3≥20%, 稱之為高鋁砂, 燒白度可降低, 可低至55。

瓷片砂(高鋁砂)是矽酸鹽和鋁矽酸鹽礦物(鉀長石、鈉長石)或岩石(安山岩、閃長岩、輝長岩、花崗岩、流紋岩、偉晶岩、凝灰岩、矽酸鹽質碎屑岩、矽鋁質火山沉積物、粘土岩、粘土質砂岩、矽鋁質礫岩、矽鋁質葉岩、矽鋁質泥岩、長石砂岩、長石石英砂岩)經長期風化淋濾,

鉀、鈉、鈣、鎂、鐵等元素多析出遷移, 鋁、矽元素多保留, 矽酸鹽、鋁矽酸鹽礦物和岩石分解形成, 以高嶺土和石英為主, 含少量鉀長石、鈉長石、雲母等的混合物, 混合物在原地沉積或殘積, 或搬運異地沉積而成。

瓷片砂(高鋁砂)原岩如果是岩漿岩, 其形態有岩體、岩株、岩脈等, 且不同時期不同成分的岩脈會穿插混生, 沉積岩有層狀、似層狀、透鏡狀等, 而且同一形態不同部位其礦物成分和化學成分也不一定均勻, 再加上地殼運動, 其分佈和形態還會發生斷裂、褶皺等不規則變化, 因此經幾億年或幾千萬年風化淋濾而成的瓷片砂成分也會有變化, 而且風化後瓷片砂(高鋁砂)在不同時期不同成分會在逐步沉積時受沉積地形或環境影響,同一瓷片砂(高鋁砂)區不同部位的成分也不一定一樣。因此,瓷片砂(高鋁砂)開採時如果不能專業準確把握瓷片砂(高鋁砂)礦的分佈、形態和成分變化規律,只用勾機去盲目開採挖砂,品質不會穩定。

高嶺土

中國高嶺土礦床類型有風化殼、沉積和熱液蝕變型3種,以風化殼礦床為最重要,如廣東、福建高嶺土礦床,成礦時代主要為新生代和中生代後期,晚古生代也有礦床形成。

風化殼高嶺土分風化殘積型和風化淋濾兩種,其中風化殘積高嶺土是由中酸性火成岩或變質岩在弱酸性地表水持續淋濾作用下形成,不同風化帶高嶺土礦物有明顯分帶性。高嶺石常集中在礦體上部,多水高嶺石富集在中部,而雛晶高嶺石相對集中在下部;風化淋濾高嶺土發育與風化殘積高嶺土條件相似,是由有機硫和硫化物氧化作用所生成硫酸水溶液,對母岩淋蝕作用和硫酸鹽與碳酸鹽發生交代作用形成。

沉積高嶺土是指在特定岩性組合地質背景下,在沉積期後由酸性水介質淋洗作用,早先沉積鋁矽酸鹽岩就地經過漫長改造而形成。高嶺土富化層位都無例外產在各個時代煤系中,礦層位於可燃性有機岩下部或中間,高嶺土富集規模和品質與可燃性有機岩豐度和成煤時代有關,也與煤系中鋁矽酸鹽岩沉積規模和黃鐵礦富集有密切關係,中國沉積高嶺土主要產在古生代石炭—二疊系煤系地層中。

熱液高嶺土是由火山噴發期後含硫酸熱液對早先形成火山岩產生蝕變作用而形成,蝕變帶中明礬石大量富集是指示熱液介質化學性質標誌礦物。

鉀鈉長石

鉀鈉長石礦主要有兩種類型,大多為偉晶岩和岩漿岩型礦床,少部分為風化型礦床。

偉晶岩型長石礦主要賦存于偉晶岩區,其圍岩多為古老沉積變質片麻岩或混合岩化片麻岩,也有一些礦脈產於花崗岩體或基性岩體中,或在其接觸帶上,礦石主要為鉀長石、鈉長石、石英、雲母,偶見電氣石、綠柱石等。

中國長石礦床多為偉晶岩型礦床,如陝西臨潼、四川旺蒼、山西聞喜、山東新泰、遼寧海城及湖南衡山等均屬此類;岩漿岩型長石礦床產於酸性、中酸性及鹼性岩漿岩中,其中以產於鹼性岩中最為重要,如霞石正長岩、霞石正長斑岩礦床,其次為花崗岩、白崗岩礦床以及正長岩、石英正長岩礦床等。

風化型長石礦主要為鉀砂或鉀鈉砂礦床,由花崗岩、偉晶岩等含鉀鈉原岩風化而成。

石灰石

石灰石是地殼中分佈最廣的礦產之一。按礦石中所含成分不同, 石灰石可分為矽質石灰石、粘土質石灰石和白雲質石灰石三種;按其沉積地區,石灰石可分為海相沉積和陸相沉積, 以前者居多; 按其成因, 石灰石可分為生物沉積、化學沉積和次生三種類型。

湖泊或海水中的CaCO3達到過飽和時,可沉積形成大量的方解石或文石,如果方解石或文石沒有結晶,呈隱晶質,則為石灰岩,如果結晶,則為方解石或文石;在某些礦泉裡,方解石和文石沉積構成石灰華;另外,多胚孔的生物體死掉以後,它們極其微小的身軀沉到海底,積聚成了厚厚的一層貝殼,這層東西逐漸粘結在一起並且壓縮成一種鬆軟的石灰岩,為白堊土。

矽灰石

中國已知具有工業價值矽灰石礦床成因類型主要有接觸熱變質和接觸交代兩種,成礦時代主要為石炭紀、二疊紀,其次為泥盆紀、志留紀和寒武紀。

矽灰石接觸熱變質礦床為富含矽質石灰岩(如含燧石條帶或燧石團塊石灰岩)經侵入體熱力烘烤發生接觸變質而成,成礦過程是矽質灰岩中SiO2和CaCO3經侵入體熱變質作用,重新組合而形成矽灰石,一般沒有外來物質帶入。此類型礦床礦石礦物組分通常比較簡單,如成礦前原岩中SiO2和CaO比例近似矽灰石礦物理論值,成礦過程中溫度與壓力適宜,成礦反應充分時,可由矽灰石單礦物組成;如成礦前原岩中造礦物質(石英和方解石)含量不匹配,或由於成礦反應不充分,則在礦石中殘留有石英、方解石,其他伴生礦物有少量透輝石、石榴子石等,如吉林磐石市長崴子和梨樹縣大頂山、浙江長興縣李家巷、江西新余—上高以及遼寧、廣東等地矽灰石礦床均屬此類型,是目前主要開採利用對象。

矽灰石接觸交代(夕卡岩)礦床,參與形成矽灰石SiO2主要由侵入岩體或其深部上升矽質流體提供,CaCO3則來自接觸帶石灰岩,在早期夕卡岩階段,經交代作用形成矽灰石交代岩-矽灰石夕卡岩,構成夕卡岩型矽灰石礦床。因此,礦石物質組成一般比較複雜,除主要為矽灰石外,還有石榴子石、透輝石、綠簾石等夕卡岩礦物,以及交代殘餘石英與方解石,有時有少量透閃石、綠泥石等,往往還有磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦以及鉛、鋅等金屬礦物伴生,采選較困難,湖北大冶小箕鋪(下馬林)、江蘇溧陽、湖南常甯、青海都蘭等地矽灰石礦床均屬於此類型。

白雲石

白雲石礦床主要有湖相白雲岩、碳酸鹽岩區域變質型白雲石大理岩和海相沉積型白雲岩礦床3類,絕大多數地質學家認為從自然界海水中直接沉澱原生白雲岩礦很少,僅存在於蒸發較大內陸鹹水湖,全球大多數白雲岩礦是次生白雲岩礦,大部分經歷了海相沉積,經常與方解石或大理岩、石英以及滑石共生,單純白雲石礦較少。白雲岩礦體大部分直接裸露於地表,受風化作用強烈,礦石多為灰—深灰色,呈糖粒狀、較穩定的層狀、厚—巨厚層狀產出,礦體與圍岩界線較為明顯。礦體出露位置植被往往較差,顯示為禿山特點,地形地貌上常形成正地形。

滑石

中國滑石礦床成因類型主要有6種,區域變質型、接觸交代型、超基性岩自變質型、古岩溶加熱液交代型、沉積型和風化殼型。以區域變質型為最重要,其次是沉積型。

區域變質型滑石礦床成因主要是含鎂碳酸鹽岩區域變質熱液交代作用,礦床分佈廣,資源儲量占總資源儲量55%,是中國滑石礦床最重要成因類型,成礦時代主要集中于古元古代和新元古代,礦床主要分佈於遼東地區,如吉林集安、遼寧鳳城翁泉溝、營口後仙峪等地。

沉積型滑石礦床成因主要是沉積-成岩作用,礦床分佈比較廣,資源儲量相對較大,占總資源儲量27%,主要是黑滑石,是中國滑石礦床重要成因類型之一。成礦時代為震旦紀和二疊紀,如江西廣豐溪灘、萍塘滑石礦床。

做礦用礦不僅知道礦石成分,而且深入知曉礦石成因,知礦然還知礦所以然,就能開好礦,加工好礦,用好礦,賺錢和省錢自然不用說!

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而且風化後瓷片砂(高鋁砂)在不同時期不同成分會在逐步沉積時受沉積地形或環境影響,同一瓷片砂(高鋁砂)區不同部位的成分也不一定一樣。因此,瓷片砂(高鋁砂)開採時如果不能專業準確把握瓷片砂(高鋁砂)礦的分佈、形態和成分變化規律,只用勾機去盲目開採挖砂,品質不會穩定。

高嶺土

中國高嶺土礦床類型有風化殼、沉積和熱液蝕變型3種,以風化殼礦床為最重要,如廣東、福建高嶺土礦床,成礦時代主要為新生代和中生代後期,晚古生代也有礦床形成。

風化殼高嶺土分風化殘積型和風化淋濾兩種,其中風化殘積高嶺土是由中酸性火成岩或變質岩在弱酸性地表水持續淋濾作用下形成,不同風化帶高嶺土礦物有明顯分帶性。高嶺石常集中在礦體上部,多水高嶺石富集在中部,而雛晶高嶺石相對集中在下部;風化淋濾高嶺土發育與風化殘積高嶺土條件相似,是由有機硫和硫化物氧化作用所生成硫酸水溶液,對母岩淋蝕作用和硫酸鹽與碳酸鹽發生交代作用形成。

沉積高嶺土是指在特定岩性組合地質背景下,在沉積期後由酸性水介質淋洗作用,早先沉積鋁矽酸鹽岩就地經過漫長改造而形成。高嶺土富化層位都無例外產在各個時代煤系中,礦層位於可燃性有機岩下部或中間,高嶺土富集規模和品質與可燃性有機岩豐度和成煤時代有關,也與煤系中鋁矽酸鹽岩沉積規模和黃鐵礦富集有密切關係,中國沉積高嶺土主要產在古生代石炭—二疊系煤系地層中。

熱液高嶺土是由火山噴發期後含硫酸熱液對早先形成火山岩產生蝕變作用而形成,蝕變帶中明礬石大量富集是指示熱液介質化學性質標誌礦物。

鉀鈉長石

鉀鈉長石礦主要有兩種類型,大多為偉晶岩和岩漿岩型礦床,少部分為風化型礦床。

偉晶岩型長石礦主要賦存于偉晶岩區,其圍岩多為古老沉積變質片麻岩或混合岩化片麻岩,也有一些礦脈產於花崗岩體或基性岩體中,或在其接觸帶上,礦石主要為鉀長石、鈉長石、石英、雲母,偶見電氣石、綠柱石等。

中國長石礦床多為偉晶岩型礦床,如陝西臨潼、四川旺蒼、山西聞喜、山東新泰、遼寧海城及湖南衡山等均屬此類;岩漿岩型長石礦床產於酸性、中酸性及鹼性岩漿岩中,其中以產於鹼性岩中最為重要,如霞石正長岩、霞石正長斑岩礦床,其次為花崗岩、白崗岩礦床以及正長岩、石英正長岩礦床等。

風化型長石礦主要為鉀砂或鉀鈉砂礦床,由花崗岩、偉晶岩等含鉀鈉原岩風化而成。

石灰石

石灰石是地殼中分佈最廣的礦產之一。按礦石中所含成分不同, 石灰石可分為矽質石灰石、粘土質石灰石和白雲質石灰石三種;按其沉積地區,石灰石可分為海相沉積和陸相沉積, 以前者居多; 按其成因, 石灰石可分為生物沉積、化學沉積和次生三種類型。

湖泊或海水中的CaCO3達到過飽和時,可沉積形成大量的方解石或文石,如果方解石或文石沒有結晶,呈隱晶質,則為石灰岩,如果結晶,則為方解石或文石;在某些礦泉裡,方解石和文石沉積構成石灰華;另外,多胚孔的生物體死掉以後,它們極其微小的身軀沉到海底,積聚成了厚厚的一層貝殼,這層東西逐漸粘結在一起並且壓縮成一種鬆軟的石灰岩,為白堊土。

矽灰石

中國已知具有工業價值矽灰石礦床成因類型主要有接觸熱變質和接觸交代兩種,成礦時代主要為石炭紀、二疊紀,其次為泥盆紀、志留紀和寒武紀。

矽灰石接觸熱變質礦床為富含矽質石灰岩(如含燧石條帶或燧石團塊石灰岩)經侵入體熱力烘烤發生接觸變質而成,成礦過程是矽質灰岩中SiO2和CaCO3經侵入體熱變質作用,重新組合而形成矽灰石,一般沒有外來物質帶入。此類型礦床礦石礦物組分通常比較簡單,如成礦前原岩中SiO2和CaO比例近似矽灰石礦物理論值,成礦過程中溫度與壓力適宜,成礦反應充分時,可由矽灰石單礦物組成;如成礦前原岩中造礦物質(石英和方解石)含量不匹配,或由於成礦反應不充分,則在礦石中殘留有石英、方解石,其他伴生礦物有少量透輝石、石榴子石等,如吉林磐石市長崴子和梨樹縣大頂山、浙江長興縣李家巷、江西新余—上高以及遼寧、廣東等地矽灰石礦床均屬此類型,是目前主要開採利用對象。

矽灰石接觸交代(夕卡岩)礦床,參與形成矽灰石SiO2主要由侵入岩體或其深部上升矽質流體提供,CaCO3則來自接觸帶石灰岩,在早期夕卡岩階段,經交代作用形成矽灰石交代岩-矽灰石夕卡岩,構成夕卡岩型矽灰石礦床。因此,礦石物質組成一般比較複雜,除主要為矽灰石外,還有石榴子石、透輝石、綠簾石等夕卡岩礦物,以及交代殘餘石英與方解石,有時有少量透閃石、綠泥石等,往往還有磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦以及鉛、鋅等金屬礦物伴生,采選較困難,湖北大冶小箕鋪(下馬林)、江蘇溧陽、湖南常甯、青海都蘭等地矽灰石礦床均屬於此類型。

白雲石

白雲石礦床主要有湖相白雲岩、碳酸鹽岩區域變質型白雲石大理岩和海相沉積型白雲岩礦床3類,絕大多數地質學家認為從自然界海水中直接沉澱原生白雲岩礦很少,僅存在於蒸發較大內陸鹹水湖,全球大多數白雲岩礦是次生白雲岩礦,大部分經歷了海相沉積,經常與方解石或大理岩、石英以及滑石共生,單純白雲石礦較少。白雲岩礦體大部分直接裸露於地表,受風化作用強烈,礦石多為灰—深灰色,呈糖粒狀、較穩定的層狀、厚—巨厚層狀產出,礦體與圍岩界線較為明顯。礦體出露位置植被往往較差,顯示為禿山特點,地形地貌上常形成正地形。

滑石

中國滑石礦床成因類型主要有6種,區域變質型、接觸交代型、超基性岩自變質型、古岩溶加熱液交代型、沉積型和風化殼型。以區域變質型為最重要,其次是沉積型。

區域變質型滑石礦床成因主要是含鎂碳酸鹽岩區域變質熱液交代作用,礦床分佈廣,資源儲量占總資源儲量55%,是中國滑石礦床最重要成因類型,成礦時代主要集中于古元古代和新元古代,礦床主要分佈於遼東地區,如吉林集安、遼寧鳳城翁泉溝、營口後仙峪等地。

沉積型滑石礦床成因主要是沉積-成岩作用,礦床分佈比較廣,資源儲量相對較大,占總資源儲量27%,主要是黑滑石,是中國滑石礦床重要成因類型之一。成礦時代為震旦紀和二疊紀,如江西廣豐溪灘、萍塘滑石礦床。

做礦用礦不僅知道礦石成分,而且深入知曉礦石成因,知礦然還知礦所以然,就能開好礦,加工好礦,用好礦,賺錢和省錢自然不用說!

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