新疆阿勒泰地區(qū)高嶺土礦地質(zhì)特征及工業(yè)利用前景

秦 彪

(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心新疆總隊，新疆 烏魯木齊 830000)

阿勒泰地區(qū)古近系始—漸新統(tǒng)烏倫古河組下部分布有風化殘積型高嶺土和沉積型砂質(zhì)高嶺土礦，其層位較為穩(wěn)定，分布面積較廣，資源量較大，對擴大陶瓷和耐火材料資源來源，有效促進阿勒泰地區(qū)陶瓷和耐火材料工業(yè)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

1 資源概況及分布

從新疆各地州高嶺土礦產(chǎn)地分布情況看，主要集中在阿勒泰地區(qū)、塔城地區(qū)、昌吉州、伊犁市等地州，礦產(chǎn)地分別占全疆的32%、24%、10%、8%。探獲資源量也主要集中在阿勒泰、塔城、伊犁等地州。

阿勒泰地區(qū)高嶺土礦主要分布于哈巴河縣、布爾津縣、吉木乃縣、富蘊縣等地，礦產(chǎn)地和資源量相對較為集中，目前已探獲高嶺土資源量達1 171.48萬t，預測資源量達2 248.86萬t，均沿阿爾泰山南緣的額爾齊斯河兩岸分布。礦床類型為風化殘積型高嶺土和沉積型砂質(zhì)高嶺土，產(chǎn)于古近系地層、層位較為穩(wěn)定、分布面積較廣、產(chǎn)狀較為平緩、覆蓋淺，有利于開采。

目前，阿勒泰地區(qū)高嶺土礦正在陸續(xù)開發(fā)利用。產(chǎn)品范圍涉及到普通民用陶瓷、建筑陶瓷(地磚、墻磚)、衛(wèi)生潔具、耐火材料等領(lǐng)域。

2 礦床地質(zhì)特征

阿勒泰地區(qū)大地構(gòu)造位于天山興蒙造山系之東—西準噶爾弧盆系。區(qū)域地層屬北疆—興安地層大區(qū)之北疆地層區(qū)之北準噶爾地層分區(qū)。區(qū)域成礦帶處于古亞洲成礦域之準噶爾成礦省之北準噶爾成礦帶。出露地層主要為震旦系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、古近系、新近系及第四系。區(qū)域上發(fā)育晚古生代中酸性花崗巖，巖漿活動強烈；發(fā)育近東西向塔爾巴哈臺南緣斷裂及次級斷裂，斷裂構(gòu)造發(fā)育。其中，高嶺土礦賦存地層主要為沿額爾齊斯河兩岸呈帶狀斷續(xù)出露的古近系始—漸新統(tǒng)烏倫古河組地層，不整合于晚古生代基底之上。

阿勒泰地區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)10處高嶺土礦產(chǎn)地，其中哈巴河縣3處、布爾津縣5處、吉木乃縣1處、富蘊縣1處?；◢弾r—偉晶花崗巖風化殘積型礦床4處、規(guī)模較小，資源儲量也較小；碎屑巖建造沉積型礦床6處、分布規(guī)模較大，資源儲量也較大，高嶺土礦均產(chǎn)于古近系始—漸新統(tǒng)烏倫古河組(E2-3w)(表 1)。

阿克巧湖礦區(qū)高嶺土礦主要巖性為雜色及紫紅色泥巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾高嶺土，視厚約90m。總體構(gòu)造線呈北西向，地形產(chǎn)狀較為平緩(圖1)。含礦地層與晚古生代侵入巖呈不整合接觸，其上覆蓋著烏倫古河組(E2-3w)和獨山子組(N2d)地層，為一套河湖相陸源碎屑沉積建造[1-2]。礦區(qū)內(nèi)自下而上有風化殘積型高嶺土和沉積型砂質(zhì)高嶺土，以后者為主。

圖1 阿克巧湖礦區(qū)高嶺土礦地質(zhì)簡圖

2.1 風化殘積型高嶺土

阿克巧湖礦區(qū)風化殘積型高嶺土產(chǎn)于花崗巖體的風化殼之上，隨花崗巖體風化殼地貌起伏不定，變化較大。地表出露北東—南西向長約200m，南北寬約100m，工程控制厚度0.8～4m不等，一般厚1.5～2.5m，層位較不穩(wěn)定，厚度變化較大。

2.2 沉積型砂質(zhì)高嶺土

阿克巧湖礦區(qū)沉積型砂質(zhì)高嶺土產(chǎn)于風化殘積型高嶺土或花崗巖體風化殼之上，呈似層狀近于水平產(chǎn)出，總體走向北東—南西，以5～10°的傾角向北緩傾斜，地表斷續(xù)出露長2 300m，厚6.00～8.60m。層位相對穩(wěn)定，沿走向和傾向厚度變化不大，礦石質(zhì)量較穩(wěn)定。

3 礦石質(zhì)量

3.1 礦石的自然類型和礦物特征

礦石自然類型按成因劃分為風化殘積型高嶺土[3-4]和沉積型砂質(zhì)高嶺土兩種。以沉積型砂質(zhì)高嶺土為主。

風化殘積型高嶺土：礦石干燥為灰白—純白色，具土狀或蠟狀光澤，略有滑感；潮濕為淺灰綠色，具油脂光澤，滑感較強，具油脂光澤及貝殼狀斷口、粘舌、質(zhì)地細膩。具砂土狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，層狀構(gòu)造。礦物成分以高嶺石、石英組成，呈星點狀分布的石英顆粒，粒徑一般0.3～0.5mm，大者1～2mm，礦石呈固結(jié)—半固結(jié)狀態(tài)，具有吸水及分散性能。經(jīng)X-射線粉晶衍射分析，礦物成分主要為高嶺石(93.7%)，其次為石英 (6.3%)。

沉積型砂質(zhì)高嶺土：礦石干燥為白—灰白色，具蠟狀光澤，易污手，有滑感；潮濕為淺灰綠色，具油脂光澤，表面光滑細膩，滑感較強。砂質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，層狀構(gòu)造。目估含砂量約25%。含有少量泥質(zhì)。礦石質(zhì)地松軟、易碎、吸水及分散性較好。經(jīng)X-射線粉晶衍射分析，礦物成分為高嶺石(20.4%)、石英 (44.8%)、伊利石 (34.8%)。

3.2 礦石化學成分

通過對哈巴河縣和布爾津縣高嶺土礦樣品測試結(jié)果統(tǒng)計分析(表2)，Al2O3等主要化學組分含量偏低，鐵、鈦含量相對較高。

4 工業(yè)利用探討

通過與廣西合浦地區(qū)高鐵低品級高嶺土礦[5]進行對比，阿勒泰地區(qū)高嶺土礦可采用浮選法除去＞50μm的石英、云母、長石等雜質(zhì)，同時用高梯度磁選法除去鐵礦物，再進行沉降分離和加溫漂白除鐵提純，最終可獲得A12O3＞35%，F(xiàn)e2O3＜1.5%，白度＞80的漂白精土產(chǎn)品[6-9]。

表2 礦石化學組分平均含量統(tǒng)計

為了充分發(fā)揮“一帶一路”經(jīng)濟帶建設的資源優(yōu)勢，依托鋼鐵、煉油及石油化工、金屬冶煉、陶瓷等產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，同時，隨著陶瓷、造紙、涂料等主要下游行業(yè)需求的增長和高嶺土應用范圍的不斷擴大，高嶺土消費領(lǐng)域十分廣闊[10]。阿勒泰地區(qū)高鐵低品位高嶺石粘土巖礦，礦體厚度較大，層位較為穩(wěn)定，覆蓋淺剝離量小，有利于開采，通過高梯度磁選除鐵高溫漂白后可滿足不同行業(yè)質(zhì)量需求[11-12]。